模数转换电路时钟抖动误差校正方法、装置、设备和介质与流程

本技术涉及电路误差校准，特别是涉及一种模数转换电路时钟抖动误差校正方法、装置、计算机设备和介质。

背景技术：

1、高精度流水线型模数转换器(pipeline adc)可用于无线通信、磁共振成像(mri)等系统，实现对模拟信号的数字化，从而用于数据计算、图像成形等。为了提高adc(analogto digital converter)的信噪比、线性度并降低功耗，通常采用无采样保持放大级(sha-less)结构，利用第一级流水线中的flash adc与mdac(multiplying digital-to-analogconverter，乘法数模转换器)采样网络直接对模拟输入信号进行采样。sha-less结构的主要问题在于，当flash adc与mdac的两个采样网络之间存在失配时，就会产生采样误差。这一误差称为时钟抖动(timing skew，ts)误差或孔径(aperture)误差，此误差正比于采样时刻偏差量的大小及被采样信号本身的频率。

2、相关技术中，针对sha-less结构的采样时刻误差，使用比较器、计数单元、存储器和补偿电路构成校准电路，由两个比较器判断第一级的电压余量是否溢出，根据判断结果对第一级流水级进行误差校正，而比较器会增加了额外的功耗和面积，其本身的非理想特性还会影响校准效果。

3、针对相关技术中存在模数转换电路误差校正精度低的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高模数转换电路误差校正精度的模数转换电路时钟抖动误差校正方法、装置、计算机设备和介质。

2、第一方面，本技术提供了一种模数转换电路时钟抖动误差校正方法，所述模数转换电路包括延时单元和模数转换模块，所述延时单元的输出端和所述模数转换模块的输入端连接；所述方法包括：

3、输入第一时钟信号至所述延时单元，以及将多个控制向量依次输入至所述延时单元，分别获取所述延时单元响应于各所述控制向量后输出的多个第二时钟信号；

4、输入所述第一时钟信号和模拟信号至所述模数转换模块，分别将所述多个第二时钟信号输入至所述模数转换模块，得到所述模数转换模块输出的对应于各所述控制向量的数字信号的差值，其中，所述差值为所述数字信号在预设周期内最大值和最小值之差；

5、在多个所述差值中确定最小差值，并确定所述最小差值对应的目标控制向量，基于所述目标控制向量生成对应的第二时钟信号。

6、在其中一个实施例中，在多个所述差值中确定最小差值，并确定所述最小差值对应的目标控制向量，包括：循环执行如下步骤，直至多个所述控制向量都输入至所述延时单元：

7、向所述延时单元输入第一控制向量，并获取对应的第一差值；

8、将所述第一差值和上一次获取的第二差值进行比较，将较小的差值对应的控制向量作为所述目标控制向量。

9、在其中一个实施例中，所述模数转换模块中包括多个流水级，所述多个流水级依次连接，后一级流水级用于量化前一级流水级输出的模拟信号，得到所述模数转换电路输出的对应于各所述控制向量的数字信号，包括：

10、分别获取所述模数转换模块中两个以上的流水级输出的数字信号，其中，当所述流水级为第一级流水级时，根据输入所述模数转换模块的模拟信号、所述第一时钟信号和所述第二时钟信号，得到所述第一级流水级中量化单元输出的数字信号；当所述流水级为第一级流水级以外的后级流水级时，根据前一级流水级输出的模拟信号，得到所述后级流水级中量化单元输出的第一模拟信号；

11、错位相加所述流水级输出的数字信号。

12、在其中一个实施例中，所述流水级包括所述量化单元和乘法数模转换器，所述量化单元的输出端与所述乘法数模转换器的输入端连接；其中，

13、所述量化单元用于根据所述第一时钟信号将输入所述流水级的模拟信号转换为数字信号；

14、所述乘法数模转换器用于根据第一时钟信号采样输入所述流水级的模拟信号，得到第一模拟信号，将所述量化单元输出的数字信号转换成第二模拟信号，将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号相减后放大到预设倍数，得到输入下一级流水级的模拟信号。

15、在其中一个实施例中，通过各所述控制向量用于调整所述第一时钟信号，包括：

16、根据所述控制向量控制所述延时单元的电路的通断，基于所述延时单元的通断情况得到对应的延时信号；

17、根据所述延时信号调整第一时钟信号的延时信号，得到第二时钟信号。

18、第二方面，本技术还提供了一种模数转换系统，所述模数转换系统包括：校准模块和所述模数转换电路，所述模数转换电路包括延时单元和模数转换模块，所述延时单元的输出端和所述模数转换模块的输入端连接；其中，

19、所述校准模块用于输入第一时钟信号至所述延时单元，以及将多个控制向量依次输入至所述延时单元，分别获取所述延时单元响应于各所述控制向量后输出的多个第二时钟信号；输入所述第一时钟信号和模拟信号至所述模数转换模块，分别将所述多个第二时钟信号输入至所述模数转换模块，得到所述模数转换模块输出的对应于各所述控制向量的数字信号的差值，其中，所述差值为所述数字信号在预设周期内最大值和最小值之差；在多个所述差值中确定最小差值，并确定所述最小差值对应的目标控制向量，基于所述目标控制向量调整所述第一时钟信号；

20、所述模数转换电路，用于根据所述第一时钟信号和所述第二时钟信号对模拟输入信号进行采样，将采样得到的模拟信号转换成所述数字信号。

21、在其中一个实施例中，所述延时单元包括：多个电容、与多个所述电容对应的多个开关，所述电容的一端与所述第一时钟信号的输入端连接，所述电容的另一端与所述开关的一端连接，所述开关的另一端接地；其中，

22、所述延时单元，用于根据多个所述控制向量改变所述开关的连接状态，得到对应的延时信号，根据所述延时信号调整所述第一时钟信号，得到所述第二时钟信号。

23、在其中一个实施例中，所述模数转换模块包括：多个流水级和逻辑运算单元，所述流水级之间依次连接，所述流水级分别与所述逻辑运算单元连接；其中，

24、所述流水级，用于将输入至所述流水级的模拟信号转换成有效位数不同的数字信号；其中，所述流水级包括量化单元和乘法数模转换器，所述量化单元的输出端与所述乘法数模转换器的输入端连接；其中，所述量化单元用于根据所述第二时钟信号将输入所述流水级的模拟信号转换为数字信号；所述乘法数模转换器用于根据所述第一时钟信号采样输入所述流水级的模拟信号，得到第一模拟信号，将所述量化单元输出的数字信号转换成第二模拟信号，将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号相减后放大到预设倍数，得到输入下一级流水级的模拟信号；

25、所述逻辑运算单元，用于错位相加所述流水级输出的有效位数不同的数字信号。

26、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一方面所述的步骤。

27、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方面所述的步骤。

28、上述模数转换电路时钟抖动误差校正方法、装置、计算机设备和介质，输入第一时钟信号至延时单元，以及将多个控制向量依次输入至延时单元，分别获取延时单元响应于各控制向量后输出的多个第二时钟信号；输入第一时钟信号和模拟信号至模数转换模块，分别将多个第二时钟信号输入至模数转换模块，得到模数转换模块输出的对应于各控制向量的数字信号的差值，其中，差值为数字信号在预设周期内最大值和最小值之差；在多个差值中确定最小差值，并确定最小差值对应的目标控制向量，基于目标控制向量生成对应的第二时钟信号。如此设置，无需在原有模数转换电路的基础上增加模拟电路，只需调整数字电路即可实现时钟抖动误差的校准，不会生成额外的功耗，也不会引入模拟电路元器件自身误差，可以提高模数转换电路误差校正精度，解决模数转换电路误差校正精度低的问题。