双通道时间交替模数转换器增益和时序误差的实时校准

　　1 双通道TIADC中的失配误差

　　一种使ADC速度加倍的有效方法是将两个ADC并行设置，采样时钟反相操作。子ADC系统传递函数之间不可避免的微小失配会导致杂散谐波(tones)，能够显著降低可实现的动态范围。在这种ADC中有四种类型的误差：

　　1. DC 偏置误差;
　　2. 静态增益误差;
　　3. 时序误差;
　　4. 带宽误差。

　　在实际应用中，DC偏置误差很简单，可通过数字校准来处理。带宽误差最难应对，通常是通过精心的设计和布局来使误差减小。在本文中，我们将重点讨论增益和时序误差校准，因为他们是造成动态范围损失的主要原因。

　　2 建议校准方法

　　一般情况下，ADC的奈奎斯特带宽(Nyquist bandwidth)从未被充分使用，其中的一小部分通常专门为抗混叠(anti-aliasing)滤波器的滚降特性预留。这个未被使用的频段可用来引入约束校准信号。可选择正弦波用于校准，因为它很容易生成高纯度频谱，并可施加两个主要限制：

　　1. 幅度保持足够小，以避免对动态范围产生任何影响，同时提供足够的估算精度。实验表明，对于一个14位的ADC，-40dBFS到-35dBFS的幅度范围为最佳。

　　2. 频率被限定于以下的不连续值，以降低所述数字信号处理算法的复杂性：

　　其中，Fs是TIADC采样频率，P和K为待指定的整数，S=±1，取决于校准信号相对于奈奎斯特区边缘的位置(见图1)。校准信号可以很容易地在片上通过使用小数N分频锁相环(PLL)以ADC时钟作为参考信号来产生。选择足够高的K值，校准信号的谐波会在有用频带之外混叠，可降低对于滤波的要求。通过使用在PLL输出端的可编程衰减器能够实现摆幅的调整。

　　如果校准信号作为输入，x₀和x₁分别代表两个子ADC的输出，这可用等式1表示，而下面的等式2则将这两路信号联系起来(此处已忽略噪声)：

　　

　　由于设计中的失配误差较小，通过使用一阶近似，可将这一组非线性等式线性化并求逆。