模拟数字转换器及其方法_4

文档序号:9420040阅读:来源:国知局
性变化。为了修正非线性特性,非线性校正 单元45U452 (参照图4)是用W将原始数据Ri映射为精炼数据D1,W致使调度信号Vi的线 性变化导致精炼数据化的近乎线性变化。于模拟数字转换单元350的校正期间(即,选择 信号SS设为1),调度信号Vi设为一预知值,并且映射表T1(第一子表Tl+与第二子表T1) 必须被调整(适应),W致使精炼数据化的结果值相等于由具有线性转移特性的理想电压 控制振荡器所预期的值。在一实施例中,第一子表Tl,与第二子表Tl是基于S次多项式函 数,并且此=次多项式函数能由下列二个公式所数学上地描述: 阳OWDbOU= 0。++01化++0 2斯/+0 3化/ (1)
[0042] Di 巧1 ) = 0 0 + 0 1 Ri + 0 2 Ri 2+ e 3 Ri 3 (2) 阳0创于此,0。+、0 1+、0 2+、e 3为用W将第一部分原始数据R U映射为加端精炼数据D 1 + 的映射表(第一子表TJ的S次多项式函数的系数;W及e。、e I、e 2、e 3为用W将第 二部分原始数据Ri映射为减端精炼数据D 1的映射表(第二子表T 1)的=次多项式函数 的系数。校正的目的是为了找到P。+、P…P 2+、0 3+、0。、01、0 2、e 3的理想值,W致使 加端精炼数据化+及减端精炼数据D 1的结果值与由第一端调度信号V 1+与第二端调度信号 Vi的预知值所预期的值,如此彷佛其中的电压控制振荡器为理想且完美的线性。为了找到 =次多项式函数的四个系数,需要彼此不同的四个输入值。在一实施例中,数字码W。(其是 由图3的校正控制器380发出W建立校正信号V。,并且此校正信号V。于选择信号SS为1 时被调度给模拟数字转换单元350)具有相互不同的四个值胖。1、胖。2、胖。3、胖。4,并且此四个值 胖。1、Wt2、Wt3、Wt4分别对应于校正信号V。(其于选择信号SS为1时被调度给模拟数字转换单 元350)的四个位准¥。1、¥。2、¥。3、¥。4;针对其中具有电压控制振荡器的推测情况,精炼数据〇1 的四个目标值Dc1、Dc2、Dc3、Dc4为理想且完美的线性。系数(P化、P…@2+、03+、0。、01、 0 2、0 3)能利用一最小均方误差方法得到。在一实施例中,校正控制器380使用由下列步 骤细分的算法,W更新系数:
[0044] 步骤1 :设定第一时钟CKl的216个周期的数字码W。为W。1,并且在运段时间跨度 的期间得到第一部分原始数据Ru与第二部分原始数据R1的统计均值分别为R。1+与R。1 _。
[0045] 步骤2 :设定第一时钟CKl的216个周期的数字码W。为W。2,并且在运段时间跨度 的期间得到第一部分原始数据Ru与第二部分原始数据R1的统计均值分别为R。2+与R。2_。
[0046] 步骤3 :设定第一时钟CKl的216个周期的数字码W。为W。3,并且在运段时间跨度 的期间得到第一部分原始数据Rl+与第二部分原始数据Ri的统计均值分别为1?。3+与1?。3_。
[0047] 步骤4 :设定第一时钟CKl的216个周期的数字码W。为W。4,并且在运段时间跨度 的期间得到第一部分原始数据Ru与第二部分原始数据R1的统计均值分别为R。4+与R。4_。
[0048] 步骤5 :藉由使用下列公式实施一最小均方误差方法W得到能将原始数据Ri的统 计均值映射成精炼数据化的对应目标值的系数:
[0049] 獄 阳化0] (4)
[0051] 藉由使用由公式(3) (4)获得的系数并且实施由公式(1) (2)所描述的映射,校正 信号V。的四个位准V。1、¥。2、乂。3、乂。4将分别导致四个目标值D。1、〇。2、0。3、0。4,其是由理想且完 美线性的模拟数字转换器所预期的值。在此方式下,模拟数字转换单元350则被校正。
[0052] 藉由使用上述的方法,能较前述作者G. 及I. Galton的二篇文献所教导的 方法(其是使用拟随机校正信号来执行校正,因此因校正信号的随机本质而需要更长的时 间来获得可靠的统计平均值)更快地得到系数。
[0053]如图7的流程图700所示,模拟数字转换方法包括:接收一输入信号(步骤710)、 利用一数字模拟转换器产生一校正信号(步骤720)、提供N个模拟数字转换器(ADC)(步骤 730)、选择N个模拟数字转换器中之一W进行校正(步骤740)、将校正信号调度给选择之 模拟数字转换器W执行校正信号的模拟数字转换并收集其原始数据(步骤750)、将输入信 号调度给其他N-I个模拟数字转换器W执行输入信号的模拟数字转换并收集其精炼数据 (步骤760)、基于来自选择的模拟数字转换器的原始数据更新禪接于选择的模拟数字转换 器(其执行校正信号的模拟数字转换)的控制信号与映射表(步骤770)、加总从其他N-I 个模拟数字转换器收集的精炼数据W产生一输出数据(步骤780)、W及选择N个模拟数字 转换器中的另一个模拟数字转换器并重复执行调度步骤、更新步骤与加总步骤。其中,N为 大于二的整数。各模拟数字转换器包括一电压控制振荡器、一相位数字转换器、一导数运算 器W及一非线性校正单元。电压控制振荡器接收输入信号或校正信号并依照一控制信号输 出一振荡信号。相位数字转换器接收振荡信号并输出一数字相位信号。导数运算器接收数 字相位信号并输出一原始数据。非线性校正单元接收原始数据并基于一映射表输出一精炼 数据。在一实施例中,使用一最小均方误差算法来更新映射表。
[0054] 如图8的流程图800所示,模拟数字转换的自校正方法包括:将一校正信号调度给 一模拟数字转换器W执行校正信号的模拟数字转换来得到一原始数据(步骤810)、设定校 正信号为一第一位准并执行原始数据的平均W得到一第一均值(步骤820)、设定校正信号 为一第二位准并执行原始数据的平均W得到一第二均值(步骤830)、设定校正信号为一第 =位准并执行原始数据的平均W得到一第=均值(步骤840)、设定校正信号为一第四位准 并执行原始数据的平均W得到一第四均值(步骤850)、W模拟数字转换为理想状态的推测 情况决定第一均值的第一理想值、第二均值的第二理想值、第=均值的第=理想值及第四 均值的第四理想值(步骤860)、W及实施最小均方误差算法来获得用W将第一均值、第二 均值、第=均值及第四均值分别映射成第一理想值、第二理想值、第=理想值及第四理想值 的一组系数,W缩小均方误差(步骤870)。
[0055] 虽然本发明W前述的实施例公开如上,然其并非用W限定本发明,任何技术人员, 在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可作处某些更动与润饰,因此本发明的专利保护 范围须视本说明书所附权利要求所界定的范围为准。
[0056]【符号说明】
[0057]Va电压 阳05引 \电压 阳〇59] fa 频率 W60] fb 频率
[0061] 200模拟数字转换器
[0062] 210电压控制振荡器
[0063] 211电压电流转换器 W64] 212电流控制环形振荡器 阳0化]220相位数字转换器[0066] 221环形取样器
[0067] 222相位译码器
[0068] 230导数运算器
[0069] V电压
[0070] I电流 阳〇71] K振荡信号
[0072] S 数字取样信号
[0073] 化K时钟
[0074] P相位取样信号 阳〇7引 D数字输出信号
[0076] 300模拟数字转换器 阳077] 310输入调度单元
[0078] 330抖动调度单元 阳0巧]340模拟数字转换单元
[0080] 350模拟数字转换单元
[0081] 360模拟数字转换单元
[0082] 370输出调度单元
[0083] 380校正控制器
[0084]390数字模拟转换器
[00财 Vi输入信号
[0086] V。校正信号
[0087] V。调度信号 阳0蝴 Vi调度信号
[0089] Vz调度信号
[0090] SS选择信号
[0091] I。抖动信号
[0092] Ii抖动信号
[0093] Iz抖动信号
[0094] C。控制信号 阳0巧]Cl控制信号
[0096] Cz控制信号
[0097] D。精炼数据 阳〇9引化精炼数据[0099] 〇2精炼数据 阳100] R。原始数据 阳101] Ri原始数据 阳102] Rz原始数据 阳1〇3] T。映射表
[0104] Tl映射表
[0105] Tz 映射表 阳106] D。。,输出数据 阳107] CKl第一时钟 阳10引 CK2第二时钟 阳109] CK3第S时钟
[0110] W。 数字码 阳111] 400模拟数字转换单元
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