对时间交织模数转换器的不完美的估计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及模数转换器领域。更具体地，本发明涉及对时间交织模数转换器的不完美(imperfect1n)的估计。
【背景技术】
[0002]通常使用数字技术而不是模拟技术来实现电子设备(诸如例如，电视机和其它音频/视频设备)。通常，数字技术变得越先进，将模拟信号转换成适于数字技术实现的数字信号的任务变得越苛刻。
[0003]概念上，模数转换器(也被表示为ADC或A/D转换器)及其基本功能(采样保持、量化)在本领域中是熟知的，并且在本文中将不进一步详细说明。
[0004]对于高采样频率，必要的或至少有益的是，使用包括多个组成(constituent)ADC的ADC结构以能够适应高采样频率。这样的结构缓解对每个组成ADC的处理速度需求。这样的ADC结构的示例是流水线ADC和时间交织ADC (例如，并行逐次ADC) 0 US 2011/0304489Al、WO 2007/093478 Al、EP 0624289 BI 和 WO 2010/042051 Al 描述了各种示例时间交织ADC结构。
[0005]所有电子设备具有或多或少显著的固有不完美。当然，对于ADC以及特别是时间交织ADC中的每个组成ADC而言也是这种情况。可以期望估计不完美以能够补偿这些不完美。例如，补偿可以应用于数字领域、模拟领域或者数字和模拟领域中。
[0006]用于不完美估计的已知技术的缺点是:在任何模拟信号的转换期间无法执行它们。这要求具有独立的估计会话(例如，结合ADC的产生)或者依靠被合并入模拟信号的已知信号部分(参见例如US 2011/0304489 Al，其中，对偏移误差的估计依靠反复存在于模拟信号中的已知信号电平)。因此，如果对不具有已知信号部分的模拟信号进行转换并且存在随时间动态变化的不完美，则对这些不完美提供补偿将很麻烦。
[0007]因此，存在对用于对时间交织模数转换器的不完美进行估计的替代且改进的方法和布置的需求。
【发明内容】
[0008]应当强调，在本说明书中使用的术语“包括”用于指定所阐述的特征、整数、步骤或部件的存在，但是不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、部件或其组合的存在或者添加。
[0009]—些实施方式的目的是消除至少一些上面的缺点并且提供用于估计时间交织模数转换器的不完美的方法和布置。
[0010]根据第一方面，这通过操作用于将模拟输入信号转换成具有采样速率R的数字输出信号的时间交织模数转换器的方法来实现。
[0011]时间交织模数转换器包括:时序电路，其用于生成M个时序信号；以及一列整数N个组成模数转换器，每个组成模数转换器具有模拟输入端和数字输出端。
[0012]该方法包括:针对该列组成模数转换器的至少一些激活中的每个激活，限定第一组整数K个组成模数转换器和第二组整数L个组成模数转换器，其中，K+L = N，K至少是I并且小于N，并且第一组和第二组是非交叠的。
[0013]该方法还包括:针对该列组成模数转换器的至少一些激活中的每个激活，向第一组中的每个组成模数转换器的模拟输入端馈送参考值以便进行不完美测量，并且使用时序信号之一对第一组中的每个组成模数转换器进行时钟控制。
[0014]此外，该方法包括:针对该列组成模数转换器的至少一些激活中的每个激活，向第二组中的每个组成模数转换器的模拟输入端馈送模拟输入信号，以便在数字输出端处生成中间组成数字输出信号，并且使用时序信号之一对第二组中的每个组成模数转换器进行时钟控制，其中，无时序信号被用来对第二组中的两个或更多个组成模数转换器进行时钟控制。
[0015]根据一些实施方式，每个时序信号可以是具有时钟信号周期P的时钟信号的时移拷贝。在一些实施方式中，一个时序信号可以是时移为O的时钟信号的时移拷贝。
[0016]根据一些实施方式，可以针对该列组成模数转换器的每个激活来执行针对该列组成模数转换器的至少一些激活中的每个激活所执行的步骤。
[0017]该列组成模数转换器的激活可以指代在当该列中的每个组成数模转换器被激活恰好一次时的时间段期间发生的大量事件。在一些实施方式中，该列组成模数转换器的激活可以指代在当该列中的每个当前使用的组成模数转换器被激活恰好一次时(例如，在该列中的一个或更多个组成模数转换器例如由于能量效率原因处于关闭模式或睡眠模式时)的时间段期间的大量事件。组成模数转换器被激活可以指代:(来自模拟输入信号或参考信号的)模拟样本值被输入并且由组成模数转换器处理。
[0018]在一些实施方式中，参考值可以是零值并且可以通过接地来实现。在另一些实施方式中，参考值可以是非零值。在又一些实施方式中，参考值可以在两个或更多个值(其中之一可以是零)之中变化，使得可以执行不同类型的不完美测量。
[0019]在典型实施方式中，K可以等于I。
[0020]根据一些实施方式，如果每时钟信号周期P激活该列组成数模转换器恰好一次，则M可以等于L。在这样的实施方式中，每个组成模数转换器可以具有使其能够每时钟信号周期P输出一次数字样本值的处理速度。可以将这样的实施方式看作具有K个冗余的组成模数转换器。
[0021]根据一些其它实施方式，如果不应当存在冗余的组成模数转换器，则M可以等于N并且该列组成模数转换器必须每时钟信号周期P被激活多于一次。因此，在这样的实施方式中，每个组成模数转换器可以具有使其能够每时钟信号周期P多于一次地输出数字样本值的处理速度。典型地，在这些实施方式中，每个组成模数转换器可以具有使其能够每P-K/R周期输出数字样本值一次的处理速度。
[0022]在一些实施方式中，使用时序信号之一对第一组中的每个组成模数转换器进行时钟控制通常包括:用以下时序信号对组成模数转换器进行时钟控制，该时序信号尽可能地靠近用于在该列的前一激活期间对组成模数转换器进行时钟控制的时序信号与用于在该列的后一激活期间对组成模数转换器进行时钟控制的时序信号之间的一半。
[0023]在一些实施方式中，使用时序信号之一对第二组中的每个组成模数转换器进行时钟控制包括:以与它们在实现中的物理位置有关的顺序方式对第二组中的组成模数转换器进行时钟控制。在一些实施方式中，对第二组中的每个组成模数转换器进行时钟控制可以包括:用以下时序信号对组成模数转换器进行时钟控制，该时序信号尽可能地靠近用于在该列的前一激活期间对组成模数转换器进行时钟控制的时序信号与用于在该列的后一激活期间对组成模数转换器进行时钟控制的时序信号之间的一半。在另一些实施方式中，可以应用其它的时钟控制规则(参见例如针对伪随机时钟控制方案的WO 2007/093478 Al)。通常，可以根据任何合适的规则对第二组中的组成模数转换器进行时钟控制，只要无时序信号被用来在该列的至少一些激活中的每个激活期间对第二组中的两个或更多个组成模数转换器进行时钟控制即可。
[0024]根据一些实施方式，该方法还可以包括:针对该列组成模数转换器的至少一些激活中的每个激活，从前一激活的第二组中的L个组成模数转换器中选择第一组中的K个组成模数转换器。例如，选择可以以如下为条件:在任何N/K个激活期间，列中的所有N个组成模数转换器将属于第一组至少一次。这样的实施方式的应用确保:给予所有组成模数转换器相同数目的机会来估计不完美。在典型实现中，第一组中的成员可以在组成模数转换器中以循环方式或根据任何其它均匀分布规则来循环。应当注意，即使在一些实施方式中在组成模数转换器之间非均匀地测量不完美会是有益的，并且因此仍然可以应用用于选择第一组中的K个组成模数转换器的其它方法。
[0025]根据一些实施方式，该方法还可以包括:针对第二组中的每个组成模数转换器，基于组成模数转换器的先前的不完美测量来补偿中间组成的数字输出信号。因此，使用每个组成模数转换器的不完美测量来补偿组成模数转换器的一个或更多个随后的数字化信号。这可以例如通过将不完美测量存储在存储器或寄存器中以供以后使用或者通过基于不完美测量调整补偿参数以供以后使用来实现。在一些实施方式中，该方法还包括:针对第二组中的每个组成模数转换器，基于组成模数转换器中的一个或更多个其它组成模数转换器的先前的不完美测量来补偿中间组成的数字输出信号。例如，可以计算组成模数转换器之间的平均不完美值并且将该平均不完美值用于补偿。补偿可以包括对不完美情况的校正或至少改进。
[0026]在一些实施方式中，该方法还可以包括对第二组中的组成模数转换器的经补偿的中间组成数字输出信号进行复用以产生数字输出信号。复用可以包括排序。通常，复用可以与第二组中的组成模数转换器的时钟控制有关，使得复用器以与对第二组中的组成模数转换器进行时钟控制的顺序相同的顺序来选择经补偿的中间组成数字输出信号。
[0027]可以通过不完美测量来估计的示例不完美包括偏移、增益误差、Ι/f型噪声、采样时间误差和频率漂移。示例不完美补偿包括基于上面不完美测量的补偿。可以使用任何合适的已知的或未来的方法来执行测量和补偿。例如，可以基于WO 2012/123578 Al中描述的方法来执行偏移补偿和增