用于TIADC的一种后台校准算法的研究和实现
[Abstract]:Nowadays, digital signal processing technology has become the most important technology in signal processing, and has been widely used in communication, radar, medical instruments, speech recognition and other important fields. Analog-to-digital converter (ADC), as an electronic component used to convert analog signal into digital signal, is becoming more and more important in the era of rapid development of digital technology. However, the contradiction between speed and precision seriously restricts the improvement of ADC performance. The (TIADC) structure of time interleaved ADC has become an important choice to break through the bottleneck. It adopts a multi-channel parallel alternate sampling structure, which can increase the overall sampling rate of ADC by multiplying the conversion accuracy of the sub-channel ADC. However, the process errors will lead to mismatch, gain mismatch and clock mismatch between TIADC channels. These mismatch errors will seriously restrict the dynamic performance of the whole system after interleaving. Digital calibration technology has become the key technology to improve the performance of TIADC. In this paper, based on the working principle of TIADC, the system equivalent error model is established for three mismatches, and the influence of them on system performance is analyzed theoretically. On this basis, the scope of application of existing calibration algorithms is analyzed. Then, a full digital background calibration algorithm based on LMS adaptive filter is designed for three mismatch errors. The improved variable step size LMS adaptive filter is used to calibrate the gain mismatch and clock mismatch, which improves the convergence rate of the adaptive process, while the offset mismatch is eliminated by the exponential average cumulatively. In order to verify the validity of the algorithm, a five-channel TIADC model is established in Matlab/Simulink with precision of 10 bits and Pipeline ADC of sampling rate 200MHz as the sub-channel, and the function of the algorithm is designed and verified. On this basis, the Verilog HDL coding of the algorithm is simulated with Modelsim. Finally, the FPGA verification results show that when the input frequency is 29.8 MHz and the sampling frequency is 1 GHz, the algorithm can increase the effective bit number of TIADC system with mismatch from 3.31562bits to 9.33113 bits and SNR from 21.72dB to 57.95 dB.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN792
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,本文编号:2414369
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