FR3014268A1 - Procede et dispositif de compensation du desappariement de bandes passantes de plusieurs convertisseurs analogiques/numeriques temporellement entrelaces - Google Patents

Abstract

Les moyens de traitement (MT) du dispositif déterminent pour chaque train original d'échantillons (xm [k]) une différence estimée (Δτm) entre la constante de temps d'un filtre passe-bas représentatif du convertisseur correspondant et une constante de temps de référence d'un filtre passe-bas de référence, et utilisant cette différence estimée (Δτm) ainsi qu'un train filtré (ym[k]) pour corriger le train original et délivrer un train corrigé d'échantillons corrigés (xm [k]).

Description

Procédé et dispositif de compensation du désappariement de bandes passantes de plusieurs convertisseurs analogiques/numériques temporellement entrelacés L'invention concerne le traitement d'un signal échantillonné, et, plus particulièrement, la correction de ce signal échantillonné pour notamment corriger la disparité de bandes passantes (connue sous l'expression anglosaxonne « bandwidth mismatch ») de plusieurs convertisseurs analogiques/numériques d'un système de conversion analogique/numérique délivrant ce signal échantillonné. L'invention s'applique notamment mais non exclusivement à la correction du désappariement entre les différentes bandes passantes de plusieurs convertisseurs analogiques/numériques dits « temporellement entrelacés », c'est-à-dire effectuant respectivement des conversions analogiques/numériques temporellement décalées d'un signal analogique de façon à augmenter la fréquence globale d' échantillonnage.

Certaines applications actuelles requièrent des convertisseurs analogiques/numériques présentant une fréquence d'échantillonnage et une résolution élevées. Parmi ces applications on trouve les transmissions TV par câble, les communications optiques, les communications satellite dans lesquelles un ou plusieurs signaux modulés sont transmis simultanément sur une large bande fréquentielle (par exemple de plusieurs GHz de large). Par ailleurs l'utilisation de modulations de plus en plus complexes requiert une numérisation des signaux sur un grand nombre de bits.

Des architectures à un seul convertisseur peinent à satisfaire les performances demandées à un coût acceptable en terme de consommation et d'encombrement surfacique.

Aussi des structures à plusieurs convertisseurs analogiques/numériques dits « temporellement entrelacés » (TIADCs : Time-Interleaved Analog-to-Digital Converters) se sont imposées pour permettre de répondre à ce besoin. Dans une telle structure à entrelacement temporel les convertisseurs analogiques/numériques temporellement entrelacés effectuent respectivement des conversions analogiques/numériques temporellement décalées d'un signal analogique. En d'autres termes, si la structure comporte M convertisseurs, ceux-ci échantillonnent successivement chacun à leur tour le signal à une fréquence égale à Fs/M, où Fs est la fréquence d'échantillonnage globale de la structure. Cependant l'inconvénient de ce type de structure réside dans le fait que des désappariements (« mismatches »), même légers, entre les convertisseurs créent des raies ou bandes fréquentielles parasites pouvant se situer dans la zone fréquentielle du signal utile. Et dans le cas par exemple de signaux de télévision contenant plusieurs canaux, ces raies ou bandes parasites peuvent perturber certains de ces canaux. Ces désappariements peuvent avoir différentes causes, comme par exemple des décalages d'horloges (« timing skew ») et éventuellement des gains statiques et/ou des décalages (« offset »), différents entre les convertisseurs de la structure. Une autre cause de désappariement réside dans une non égalité entre les valeurs des bandes passantes des différents convertisseurs de la structure.

Il est en effet connu de l'homme du métier,par exemple par l'article de Tsung-Heng Tsai et autres, intitulé « Bandwidth Mismatch and Its Correction in Time-Interleaved Analog-to-Digital Converters », IEEE Transactions on Circuits and Systems -II : Express Briefs, vol. 53, n°10, Octobre 2006, qu'un convertisseur analogique numérique peut être représenté au premier ordre par un filtre passe-bas du premier ordre et par un échantillonneur idéal. La bande passante du convertisseur est alors définie par la fréquence de coupure ou la constante de temps de ce filtre passe-bas du premier ordre. On parle alors de désappariement de bandes passantes des différents convertisseurs de la structure lorsque les différentes fréquences de coupure ou différentes constantes de temps des différents filtres passe-bas du premier ordre sont différentes.

En pratique, la fréquence de coupure de ces filtres est élevée, typiquement de l'ordre du GHz ou de la dizaine de GHz pour éviter une coupure du signal utile. Une telle différence de fréquences de coupures provoque des bandes fréquentielles ou tons parasites dans le signal échantillonné. Et plus la fréquence du signal d'entrée est élevée et proche de la fréquence de coupure des filtres, plus les bandes fréquentielles parasites sont importantes en puissance par rapport à la puissance du signal utile. Ceci est particulièrement critique pour des signaux analogiques d'entrée ayant des fréquences élevées, typiquement de l'ordre de plusieurs dizaines de GHz, tels que ceux que l'on trouve par exemple dans les communications optiques. L'article précité propose une solution pour corriger le désappariement en bandes passantes en partant de l'hypothèse que les différentes constantes de temps des filtres passe-bas des convertisseurs sont déjà connues, ce qui est une solution limitée.

L'article de Shahzad Saleem et autres, intitulé « Adaptative Blind Background Calibration of Polynomial-Represented Frequency Response Mismatches in a Two-Channel Time-Interleaved ADC », IEEE Transactions on Circuits and Systems -I : Regular Papers, vol. 58, n°6, Juin 2011, traite des désappariements de bandes passantes de n'importe quel ordre supérieur ou égal à 1. Dans ce deuxième article, la solution décrite pour traiter de ces désappariements est valable uniquement pour un signal d'entrée présentant de fortes contraintes en terme de spectre fréquentiel et de largeur de bande. Le spectre fréquentiel doit ainsi notamment présenter des « trous », et la solution proposée vise à minimiser la puissance du bruit fréquentiel parasite apparaissant dans ces trous en raison des désappariements, par des corrections itératives et rétroactives (c'est-à-dire effectuées en amont des convertisseurs). Une telle solution est là encore limitée et en outre complexe.

Selon un mode de mise en oeuvre et de réalisation, il est proposé de compenser le désappariement de bandes passantes d'une structure de convertisseurs temporellement entrelacés, de façon directe (« forward ») c'est-à-dire sans correction rétroactive des échantillons à corriger à partir d'une information située en aval du point de réception de ces échantillons, et ce en une seule itération c'est-à-dire sans boucle de rétroaction, et donc sans risque de divergence, et de façon « aveugle » (« blind »), c'est-à-dire en agissant sur le signal effectivement délivré par les convertisseurs, quel que soit ce signal, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une phase d'étalonnage (calibration) utilisant un signal connu en entrée des convertisseurs. Selon un aspect, il est proposé un procédé de compensation directe du désappariement de bandes passantes de M convertisseurs à entrelacement temporel délivrant respectivement M trains originaux d'échantillons originaux, M étant supérieur à deux, chaque convertisseur étant considéré au premier ordre comme comportant un filtre passe-bas du premier ordre, le procédé comprenant, un traitement numérique de filtrage des M trains originaux délivrant M trains filtrés d'échantillons filtrés, ce filtrage ayant une fonction de transfert sensiblement égale au produit de la fonction de transfert d'un filtre passe-bas de référence par la fonction de transfert d'un filtre dérivateur multipliée par la constante de temps de référence dudit filtre passe-bas de référence, et pour chaque train original d'échantillons originaux, un traitement d'estimation délivrant une différence estimée entre la constante de temps du filtre passe-bas du premier ordre associé au convertisseur correspondant et ladite constante de temps de référence, préférentiellement normalisée par ladite constante de temps de référence, et comportant une première élaboration d'une première information de puissance différenciée relative audit train original et une deuxième élaboration d'une deuxième information de puissance différenciée relative à l'un au moins des M trains filtrés, et un traitement de correction des échantillons originaux dudit train original utilisant les échantillons filtrés du train filtré correspondant et ladite différence estimée correspondante, de façon à délivrer un train corrigé d'échantillons corrigés, les M trains corrigés étant alors considérés comme étant issus des M convertisseurs correspondants dont les filtres passe-bas du premier ordre ont tous ladite constante de temps de référence comme constante de temps. Le procédé selon cet aspect permet ainsi d'effectuer la compensation de bandes passantes des convertisseurs, et notamment l'estimation des différences de constantes de temps, de façon directe (« forward ») c'est-à-dire sans correction rétroactive des échantillons originaux à partir d'une information située en aval du point de réception des échantillons originaux à corriger. Ceci ne requiert donc qu'une seule itération, c'est-à-dire pas de boucle de rétroaction sans risque de divergence ni nécessité de prévoir une phase d'étalonnage (calibration). De ce fait, la réalisation matérielle en est simplifiée et l'estimation du désappariement plus rapide. Bien entendu le terme « compensation » doit s'entendre comme une compensation non nécessairement parfaite car en pratique la correction peut conduire à des filtres passe-bas ayant tous la constante de temps de référence à une erreur d'estimation près. Par ailleurs la notion d'information de puissance « différenciée » signifie que cette information de puissance différenciée comporte en fait deux indications de puissance différentes associées au même train, ce qui va permettre de se débarrasser du gain statique du convertisseur correspondant dans la détermination de ladite différence estimée entre la constante de temps du filtre passe-bas du premier ordre associé à ce convertisseur et ladite constante de temps de référence Selon un mode de mise en oeuvre, ledit traitement de filtrage comprend un filtrage des trains originaux d'échantillons originaux par un filtre numérique, par exemple un filtre à réponse impulsionnelle finie, dont la fonction Tdre transfert est sensiblement égale à jwTref/(1 + j(0Tref), dans laquelle ef désigne la constante de temps dudit filtre passe-bas de référence du premier ordre.

Selon un mode de mise en oeuvre, ladite première élaboration comporte un premier filtrage du train original correspondant avec un premier filtre et une détermination d'une première indication de puissance dudit train original filtré par ce premier filtre, et un deuxième filtrage du train original correspondant avec un deuxième filtre différent du premier filtre et une détermination d'une deuxième indication de puissance dudit train original filtré par ce deuxième filtre, ladite première information de puissance différenciée comportant lesdites première et deuxième indications de puissance, et ladite deuxième élaboration comporte un troisième filtrage dudit l'un au moins des M trains filtrés avec le premier filtre et une détermination d'une troisième indication de puissance dudit l'un au moins des M trains filtrés filtré par ce premier filtre, et un quatrième filtrage dudit l'un au moins des M trains filtrés avec le deuxième filtre et une détermination d'une quatrième indication de puissance dudit l'un au moins des M trains filtrés filtré par ce deuxième filtre, ladite deuxième information de puissance différenciée comportant lesdites troisième et quatrième indications de puissance. Cette deuxième information de puissance différenciée pourrait être en variante une information de puissance moyennée obtenue par exemple en moyennant les troisième et quatrième indications de puissances associées à une partie ou l'ensemble des trains filtrés. Selon un mode de mise en oeuvre, ledit traitement d'estimation comporte en outre une détermination d'une première indication de puissance moyennée obtenue par une moyenne des M premières indications de puissance et une détermination d'une deuxième indication de puissance moyennée obtenue par une moyenne des M deuxièmes indications de puissance, et ladite différence estimée est obtenue pour le train original correspondant, à partir de la première indication de puissance correspondante, de la deuxième indication de puissance correspondante, de la troisième indication de puissance, de la quatrième indication de puissance, de la première indication de puissance moyennée et de la deuxième indication de puissance moyennée.

Selon un mode de mise en oeuvre, ledit traitement de correction comprend, pour chaque train original, une addition à chaque échantillon original, du produit de l'échantillon filtré homologue du train filtré correspondant à ce train original par ladite différence estimée correspondante. Selon un autre aspect, il est proposé un dispositif de compensation directe du désappariement de bandes passantes de M convertisseurs à entrelacement temporel, M étant supérieur à deux, chaque convertisseur étant considéré au premier ordre comme comportant un filtre passe-bas du premier ordre, comprenant une entrée pour recevoir M trains originaux d'échantillons originaux respectivement issus des M convertisseurs, une sortie pour délivrer M trains corrigés d'échantillons corrigés, des moyens de traitement comportant, des moyens de filtrage numérique configurés pour effectuer un traitement de filtrage sur les M trains originaux de façon à délivrer M trains filtrés d'échantillons filtrés correspondants, ces moyens de filtrage ayant une fonction de transfert sensiblement égale au produit de la fonction de transfert d'un filtre passe-bas de référence par la fonction de transfert d'un filtre dérivateur multipliée par la constante de temps de référence dudit filtre passe-bas de référence, des moyens d'estimation configurés pour effectuer un traitement d'estimation délivrant, pour chaque train original, une différence estimée entre la constante de temps du filtre passe-bas du premier ordre associé au convertisseur correspondant et ladite constante de temps de référence, préférentiellement normalisée par ladite constante de référence, et comportant une première élaboration d'une première information de puissance différenciée différentielle relative à chaque train original et une deuxième élaboration d'une deuxième information de puissance différenciée relative à l'un au moins des M trains filtrés, et des moyens de correction configurés pour effectuer un traitement de correction des échantillons originaux de chaque train original utilisant les échantillons filtrés du trains filtré correspondant et ladite différence estimée correspondante, de façon à délivrer un train corrigé d'échantillons corrigés correspondant, les M trains corrigés étant alors considérés comme étant issus des M convertisseurs correspondants dont les filtres passe-bas du premier ordre ont tous ladite constante de temps de référence comme constante de temps. Selon un mode de réalisation, les moyens de filtrage comprennent un filtre dont la fonction de transfertest sensiblement lre égale à jwTref/(1 + jwTref), dans laquelle désigne la constante de temps dudit filtre passe-bas de référence du premier ordre. Ce filtre peut être par exemple un filtre à réponse impulsionnelle finie. Selon un mode de réalisation, les moyens d'estimation comportent un premier étage comportant un premier filtre destiné à filtrer le train original correspondant et un premier module configuré pour déterminer une première indication de puissance dudit train original filtré par le premier filtre, et un deuxième filtre, différent du premier filtre, destiné à filtrer le train original correspondant et un deuxième module configuré pour déterminer une deuxième indication de puissance dudit train original filtré par le deuxième filtre, ladite première information de puissance différenciée comportant lesdites première et deuxième indications de puissance, et un deuxième étage comportant le premier filtre destiné à filtrer ledit un au moins des M trains filtrés et un troisième module configuré pour déterminer une troisième indication de puissance dudit l'un au moins des M trains filtrés filtré par le premier filtre, et le deuxième filtre destiné à filtrer ledit un au moins des M trains filtrés et un quatrième module configuré pour déterminer une quatrième indication de puissance dudit l'un au moins des M trains filtrés filtré par ce deuxième filtre, ladite deuxième information de puissance différenciée comportant lesdites troisième et quatrième indications de puissance.

Selon un mode de réalisation, les moyens d'estimation comportent un troisième étage configuré pour déterminer une première indication de puissance moyennée obtenue par une moyenne des M premières indications de puissance et une deuxième indication de puissance moyennée obtenue par une moyenne des M deuxièmes indications de puissance, et un module de calcul configuré pour calculer ladite différence estimée pour le train original correspondant, à partir de la première indication de puissance correspondante, de la deuxième indication de puissance correspondante, de la troisième indication de puissance, de la quatrième indication de puissance, de la première indication de puissance moyennée et de la deuxième indication de puissance moyennée. Selon un mode de réalisation, les moyens de correction sont configurés pour, pour chaque train original, additionner à chaque échantillon original, le produit de l'échantillon filtré homologue du train filtré correspondant à ce train original par ladite différence estimée correspondante. Selon un autre aspect, il est proposé un circuit intégré comprenant un dispositif de compensation tel que défini ci-avant.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de mise en oeuvre et de réalisation, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : -les figures 1 à 11 ont trait à différents modes de mise en oeuvre et de réalisation d'un procédé d'un dispositif selon l'invention. Sur la figure 1, la référence SCV désigne un système ou structure de conversion analogique numérique d'un signal analogique x(t). Dans l'exemple décrit ici, le système de conversion analogique numérique est à entrelacement temporel comprenant plusieurs 30 convertisseurs analogiques numériques (ici M convertisseurs analogiques numériques) ADC0-ADCm_i temporellement entrelacés. Le convertisseur analogique numérique ADC., est piloté par le signal d'horloge clkm.

Comme illustré plus particulièrement sur la figure 2, la fréquence du signal d'horloge clk., est égale à Fs/M où Fs désigne la fréquence effective à laquelle le signal analogique x(t) est échantillonné. Fs peut être typiquement égale à plusieurs GHz ou plusieurs dizaines de GHz. La période de chaque signal d'horloge clk., est égale à MTs où Ts désigne la période du signal d'horloge clk ayant Fs comme fréquence. Par ailleurs, l'échantillonnage du signal analogique x(t) est effectué en parallèle et sur cette figure 2 qui illustre un cas théorique parfait, chaque convertisseur ADC., échantillonne le même signal analogique avec un décalage temporel égal à Ts par rapport au convertisseur précédent. Chaque convertisseur ADC., délivre dans ce mode de réalisation un train original d'échantillons originaux 3-(in[k]. Comme représenté schématiquement sur la figure 3, chaque convertisseur ADC., peut être considéré au premier ordre comme comportant un filtre passe-bas du premier ordre FPB., suivi d'un échantillonneur idéal SH.,. La fonction de transfert B.,(w) du filtre passe-bas FPB., est définie par la formule (1) ci-dessous : B (E0) - 1 (1) 1+ jco I coin dans laquelle co., désigne la pulsation de coupure du filtre. La constante de temps T., du filtre est égale à 1/(0.,.

Les M convertisseurs analogiques/numériques du système de conversion SCV n'ont généralement pas tous la même constante de temps et par conséquent la même bande passante. Ce désappariement en bandes passantes, ou en constantes de temps, rajoute des bandes fréquentielles parasites sur le spectre fréquentiel du signal de sortie.

Il est donc proposé un procédé de traitement du signal échantillonné, visant à compenser ce désappariement de bandes passantes ou de constantes de temps.

Ce procédé de traitement est mis en oeuvre au sein d'un dispositif de traitement DIS dont les M bornes d'entrée BE0-BEm-i reçoivent les M trains d'échantillons 3-(in[k], avec m variant de 0 à M-1.

A cet égard, le dispositif DIS comporte des moyens de traitement MT délivrant en sortie des trains corrigés d'échantillons corrigés iin[k], avec m variant de 0 à M-1. Et, ces M trains corrigés sont alors considérés comme étant issus des M convertisseurs correspondants dont les filtres passe-bas du premier ordre ont tous la même constante de temps qui, comme on le verra plus en détail ci-après, est une constante de temps de référence d'un filtre passe-bas de référence du premier ordre. On se réfère maintenant plus particulièrement aux figures 4 à 9, pour illustrer une version de réalisation des moyens de traitement MT.

Comme illustré sur la figure 4, les moyens de traitement MT comportent des moyens de filtrage MFL configurés pour effectuer un traitement de filtrage sur les trains originaux 3-(in[k] avec m variant de 0 à M-1, de façon à délivrer un train filtré d'échantillons filtrés correspondants ym[k] avec m variant de 0 à M-1.

Ces moyens de filtrage MFL ont une fonction de transfert sensiblement égale au produit de la fonction de transfert d'un filtre passe-bas de référence par la fonction de transfert d'un filtre dérivateur multipliée par la constante de temps de référence Tref dudit filtre passe-bas de référence.

Comme il est bien connu de l'homme du métier, un filtre passe- bas du premier ordre peut être représenté par un réseau résistif capacitif. Connaissant la structure matérielle de chacun des M convertisseurs analogiques/numériques ADC'' il est donc possible, notamment par simulation, de déterminer la distribution statistique des constantes de temps T., des filtres passe-bas du premier ordre associés à ces convertisseurs. Bien qu'il soit possible de prendreune valeur arbitraire pour la Tr constante de temps de référence il est préférable, pour minimiser la dégradation du signal échantillonné corrigé, de choisir pour constante de temps de référence bref, une valeur sensiblement égale à la moyenne de la distribution des constantes de temps obtenue par simulation. Les moyens de traitement MT comportent également des moyens d'estimation MEST configurés pour effectuer un traitement d'estimation délivrant une différence estimée ÂT,n entre la constante de temps T., du filtre passe-bas du premier ordre associé au convertisseur ADC., correspondant et ladite constante de temps de référence Tr Cette différence estimée est ici l'estimation de la différence relative ou normalisée : Tin -bref Tref Comme on le verra plus en détail ci-après, ce traitement d'estimation comporte une première élaboration d'une première information de puissance différenciée Pno, Pm2 relative à chaque train original 3-(in[k]. Le traitement d'estimation comporte par ailleurs une deuxième élaboration d'une deuxième information de puissance différenciée Pci, Pf,2 relative à l'un au moins des M trains filtrés y'.(k).

Dans l'exemple décrit, le train filtré utilisé est le train ym_i[k]. Cela étant, il aurait été tout à fait possible d'utiliser l'un quelconque de ces trains filtrés. Il aurait été également possible d'utiliser une partie ou l'ensemble des trains filtrés pour déterminer cette deuxième information de puissance différenciée, par exemple en moyennant les indications de puissance Pf,l, Pf,2 associées à une partie ou l'ensemble des trains filtrés. Mais, pour des raisons de simplification et d'encombrement surfacique, il a été choisi de n'utiliser qu'un seul train filtré. Comme on le verra plus en détail ci-après, la notion d'information de puissance « différenciée » signifie que cette information de puissance différenciée comporte en fait deux indications de puissance différentes associées au même train, ce qui va permettre de se débarrasser du gain statique du convertisseur correspondant dans le calcul de ÂTin Les moyens de traitement MT comportent par ailleurs des moyens de correction MCOR, comportant comme on le verra dans le texte ci-après des multiplieurs et des additionneurs, configurés pour effectuer un traitement de correction des échantillons originaux ',"-(in[k] de façon à délivrer un train corrigé d' échantillons corrigés correspondants 5'cm[k]. Ce traitement de correction utilise les échantillons filtrés du train filtré correspondant yrn[k] et la différence estimée correspondante Âtm.

Et, comme indiqué ci-avant, les M trains corrigés sont alors considérés comme étant issus des M convertisseurs correspondants dont les filtres passe-bas du premier ordre FPB., ont tous ladite constante de temps de référence bref comme constante de temps. On a donc effectué ici une compensation du désappariement de bandes passantes des différents convertisseurs analogiques/numériques ADC',. Bien entendu le terme « compensation » doit s'entendre comme une compensation non nécessairement parfaite car en pratique la correction peut conduire à des filtres passe-bas ayant tous la constante de temps de référence à une erreur d'estimation près.

Tant que les différences ÂT,, n'ont pas été estimées, les échantillons sont par exemple corrigés avec des valeurs nulles. De même, l'estimation peut être effectuée une seule fois, le jeu de différences ÂT,, restant alors valable pendant toute la durée du fonctionnement du dispositif.

Toutefois, l'estimation peut être ré-effectuée à plusieurs reprises de façon à réactualiser le jeu de différences ÂT,, pour tenir compte notamment d'évolution de température de fonctionnement par exemple. On se réfère maintenant plus particulièrement aux figures 5 à 9 pour décrire plus en détail certains des moyens constitutifs des moyens de traitement MT. Les moyens de filtrage MFL comprennent un filtre dont la fonction de transfert approche celle définie par la formule (2) : J ref 1 + f Ce filtre est réalisé dans l'exemple décrit sur la figure 5 par un filtre à réponse impulsionnelle finie ayant K coefficients co-cK_i. Ce filtre est de structure classique et connue et comporte un ensemble de bascules BSC pour retarder le signal et des multiplieurs MXk et des additionneurs ADk. Le filtre MFL reçoit en entrée les trains originaux 5'cm[k]et délivre les trains filtrés ym[k]. Dans l'exemple décrit ici, les trains originaux d'échantillons arrivent en parallèle et sont « sérialisés » par un multiplexeur MUX (M échantillons du signal échantillonné respectivement issus des M convertisseurs se suivent).

Les échantillons filtrés sont ensuite « reparallélisés » dans un démultiplexeur DMUX de façon à délivrer les M trains filtrés d'échantillons filtrés. Ce mode de réalisation utilisant une mise en série des échantillons originaux des différents trains originaux puis une remise en parallèle des trains filtrés n'est qu'un exemple possible de réalisation. En effet, il serait tout à fait envisageable d'effectuer le traitement de filtrage de façon parallèle. La réponse fréquentielle C(w) de ce filtre FIR, correspondant à la fonction de transfert définie ci-dessus par la formule (4), peut alors s'exprimer par la formule (3) ci-dessous : K=1 oc0)=ECke-ice (3) k=0 A titre d'exemple non limitatif, pour une valeur de constante de temps de référence bref égale à 0,45/Fs, on peut utiliser un filtre FIR à 17 coefficients (K=17) dont les valeurs sont données en annexe. Si l'on se réfère maintenant de nouveau à la figure 4, on voit que les moyens d'estimation MEST comportent dans cet exemple de 14 (2) réalisation, un premier étage ET1, un deuxième étage ET2 et un bloc BLC comportant un troisième étage ET3 et un module de calcul MDC. On se réfère maintenant plus particulièrement aux figures 6 à 9 pour décrire plus en détail ces différents étages et module.

Si l'on se réfère plus particulièrement à la figure 6, on voit que le premier étage ET1 comporte un premier filtre FH1 destiné à filtrer chaque train original et un premier module MD1 configuré pour déterminer une première indication de puissance 13.0 du train original filtré par le premier filtre FH1.

Le premier étage ET1 comporte également un deuxième filtre FH2, différent du premier filtre FH1, destiné à filtrer chaque train original et un deuxième module MD2 configuré pour déterminer une deuxième indication de puissance Pm,2 dudit train original filtré par le deuxième filtre FH2. Ces deux indications de puissance Pm,' et Pm,2 forment, comme indiqué ci-avant, la première information de puissance différenciée. Bien entendu, plusieurs réalisations sont possibles. Ainsi, soit on prévoit de traiter en parallèle les échantillons originaux et on utilise en conséquence M ensembles analogues à celui représenté sur la figure 6, soit on sérialise les trains d'échantillons originaux et on les traite dans un seul ensemble tel que celui de la figure 6 avant de « reparalléliser » les informations de puissances différenciées correspondantes. Bien qu'il soit possible d'utiliser deux filtres FH1, FH2 quelconques, pour autant qu'ils soient différents c'est-à-dire qu'ils aient des fonctions de transfert différentes, il est préférable que les fonctions de transfert de ces filtres présentent le moins de zéros possible. Ainsi, à titre indicatif, on pourra choisir pour le filtre FH1 la fonction de transfert H1 suivante : Hi(z)=z+z-1 (4) et pour le filtre FH2, la fonction de transfert H2(z) suivante : H2(Z)= Z-Z-1 (5) Le premier module MD1 comporte par ailleurs un bloc 61 configuré pour élever au carré la valeur de chaque échantillon c'est-à-dire déterminer sa puissance. Le module MD1 comporte par ailleurs un bloc 63 destiné à calculer sur L échantillons, la puissance moyenne du train de façon à délivrer l'indication de puissance Cette indication de puissance Pm,' est donc ici une indication de puissance moyenne. Le calcul de moyenne effectué dans le bloc 63 peut être de tout type, par exemple une moyenne classique ou bien une moyenne glissante. Par ailleurs, le nombre L peut être par exemple de l'ordre de 1 million. La structure du bloc 62 et du bloc 64 du deuxième module MD2 connectés en aval du filtre FH2 est analogue à celle des blocs 61 et 63.

L'indication de puissance Pin,2 délivrée par le deuxième module MD2 est donc ici également une indication de puissance moyenne. Le deuxième étage ET2 (figure 7) présente une structure analogue à celle du premier étage ET1. Plus précisément, le train filtré ym_i[k] est filtré par les deux filtres FH1 et FH2 et les modules MD3 et MD4 comportant les blocs 71 et 73 et 72, 74, délivrent la deuxième information de puissance différenciée comportant une troisième indication de puissance Pf,i et une quatrième indication de puissance Pf,2. Ces différentes indications de puissance Pm,l, Pm,2, Pf,l, Pf,2 vont être utilisées dans le bloc BLC des moyens d'estimation MEST pour déterminer pour chaque train original la différence de constante de temps estimée Âtm. Plus précisément, comme illustré sur la figure 8, le troisième étage ET3 détermine une première indication de puissance moyennée P1 obtenue par une moyenne des M premières indications de puissance Pm,1. Plus précisément, P1 est définie par la formule (6) ci-dessous : AJ-1, (6) -pl =_m Erni,' m. De même, le troisième étage ET3 élabore une deuxième indication de puissance moyennée P2 obtenue par une moyenne des M deuxièmes indications de puissance Pm 2.

Plus précisément, 71 3 2 est défini par la formule (7) ci-dessous : , M-1 -P2 =-EiPm,2 (7) m=0 Le module de calcul MDC détermine alors (figure 9) la différence estimée Âtin par la formule (8) ci-dessous : - 2 ' Pm,1P f ,2 Pm,2P f ,1 Pm IT32 -Pm2P1 (8) Le fait que les indications de puissance Pm,i et Pm ,2 ainsi que les indications de puissance Pf,2, et Pf,1 aient été obtenues par deux filtres ayant des fonctions de transfert différentes, permet de ne pas perturber l'estimation Âtin par le gain statique du convertisseur ADC.' De même, l'utilisation des indications de puissance Pf,2 et Pf,1 permet de calculer cette différence estimée Âtin en une seule itération. Si l'on se réfère maintenant de nouveau à la figure 4, on voit que les moyens de correction MCOR comportent M multiplieurs MXL0-MXLm_1 destinés respectivement à multiplier les échantillons filtrés yn,[k] des M trains filtrés par les M différences estimées correspondantes Âtim. Les moyens de correction MCOR comportent par ailleurs M additionneurs ADD0-ADDm_1 destinés à additionner aux M échantillons originaux les sorties des M multiplieurs MXL0- MXLm_i de façon à obtenir les M trains d'échantillons corrigés im[k]. Sur chacune des figures 10 à 11, on a représenté en ordonnée la puissance spectrale du signal échantillonné et en abscisse la fréquence normalisée F/Fs où F désigne la fréquence du signal échantillonné. Le signal d'entrée est un signal multitons possédant plusieurs tons utiles TN,. On voit que le signal échantillonné délivré par les convertisseurs présente avant compensation, outre ces tons TN' des bandes fréquentielles parasites (figure 10). Après compensation par le dispositif DIS, ces bandes parasites ont été supprimées (figure 11). On a vu ci-avant que les convertisseurs pouvaient présenter des désappariements de différentes natures comme par exemples des désappariements de décalages d'horloge (« timing skew ») mais également des gains statiques différents ou des décalages (« offset ») différents. La demande de brevet français n° 1 351 447 décrit un exemple de compensation du désappariement en décalage (« offset »).

La demande de brevet français n°1 351 445 décrit un exemple de compensation du désappariement en gain. La demande de brevet français n° 1 351 448 décrit un exemple de compensation du désappariement en décalage d'horloge. Les moyens de traitement MT du dispositif DIS qui vient d'être décrit peuvent aisément s'insérer au sein d'une telle chaîne de correction. Ainsi, à titre d'exemple, on pourra tout d'abord compenser les décalages (« offset ») puis compenser le désappariement de bandes passantes, puis compenser le désappariement en gain statique, puis enfin compenser le désappariement en décalage d'horloge.

Annexe Coefficients Valeurs co -0,019029 ci 0,02163 C2 -0,025054 C3 0,029765 C4 -0,03666 C5 0,047716 C6 -0,068342 C7 0,12071 Cg 0,24582 C9 -0,37309 cio 0,082692 cil -0,059307 C12 0,042853 C13 -0,033762 C14 0,027831 C15 -0,023672 C16 0,020593

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de compensation directe du désappariement de bandes passantes de M convertisseurs à entrelacement temporel délivrant respectivement M trains originaux d'échantillons originaux, M étant supérieur à deux, chaque convertisseur (ADCm) étant considéré au premier ordre comme comportant un filtre passe-bas du premier ordre (FPB',), le procédé comprenant un traitement de filtrage numérique (MFL) des M trains original originaux délivrant M trains filtrés d'échantillons filtrés correspondants (ym[k]), ce filtrage ayant une fonction de transfert sensiblement égale au produit de la fonction de transfert d'un filtre passe-bas de référence par la fonction de transfert d'un filtre dérivateur multipliée par la constante de temps de référence (bref) dudit filtre passe-bas de référence, et pour chaque train original d'échantillons originaux (,-,n [k]), un traitement d'estimation (MEST) délivrant une différence estimée (ÂT,n) entre la constante de temps (Tm) du filtre passe-bas du premier ordre associé au convertisseur correspondant et ladite (re constante de temps de référence et comportant une première élaboration d'une première information de puissance différenciée (Pm,1, Pm,2) relative audit train original et une deuxième élaboration d'une deuxième information de puissance différenciée (Pf,i, Pf,2) relative à l'un au moins des M trains filtrés, et un traitement de correction (MCOR) des échantillons originaux dudit train original utilisant les échantillons filtrés du trains filtré correspondant et la différence estimée correspondante, de façon à délivrer un train corrigé d'échantillons corrigés (iin[k]), les M trains corrigés étant alors considérés comme étant issus des M convertisseurs correspondants dont les filtres passe-bas du premier ordre (FPB.,) ont tous ladite constante de temps de référence (T'f) comme constante de temps.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit traitement de filtrage comprend un filtrage de chaque train original Td'féchantillons originaux par un filtre (MFL) dont la fonction de transfert est sensiblement égale à jorrref/(1 + jo re rref), dans laquelle désigne la constante de temps dudit filtre passe-bas de référence du premier ordre.
3. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite première élaboration comporte un premier filtrage du train original correspondant avec un premier filtre (FH1) et une détermination d'une première indication de puissance (P',,1) dudit train original filtré par ce premier filtre, et un deuxième filtrage du train original correspondant avec un deuxième filtre (FH2) différent du premier filtre (FH1) et une détermination d'une deuxième indication de puissance (Pm,2) dudit train original filtré par ce deuxième filtre, ladite première information de puissance différenciée comportant lesdites première et deuxième indications de puissance, et ladite deuxième élaboration comporte un troisième filtrage dudit l'un au moins des M trains filtrés avec le premier filtre (FH1) et une détermination d'une troisième indication de puissance (Pci) dudit l'un au moins des M trains filtrés filtré par ce premier filtre, et un quatrième filtrage dudit l'un au moins des M trains filtrés avec le deuxième filtre (FH2) et une détermination d'une quatrième indication de puissance (Pf,2) dudit l'un au moins des M trains filtrés filtré par ce deuxième filtre, ladite deuxième information de puissance différenciée comportant lesdites troisième et quatrième indications de puissance.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel ledit traitement d'estimation (MEST) comporte en outre une détermination d'une première indication de puissance moyennée (Pi) obtenue par une moyenne des M premières indications de puissance et une détermination d'une deuxième indication de puissance moyennée (P2) obtenue par une moyenne des M deuxièmes indications de puissance, et ladite différence estimée (ÂT,n) est obtenue pour le train original correspondant, à partir de la première indication de puissancecorrespondante, de la deuxième indication de puissance correspondante, de la troisième indication de puissance, de la quatrième indication de puissance, de première indication de puissance moyennée et de la deuxième indication de puissance moyennée.
5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit traitement de correction (MCOR) comprend, pour chaque train original, une addition à chaque échantillon original, du produit de l'échantillon filtré homologue du train filtré correspondant à ce train original par ladite différence estimée correspondante.
6. 6. Dispositif de compensation directe du désappariement de bandes passantes de M convertisseurs à entrelacement temporel, M étant supérieur à deux, chaque convertisseur (ADC.,) étant considéré au premier ordre comme comportant un filtre passe-bas du premier ordre, comprenant une entrée (BE0-BEm_i) pour recevoir M trains originaux d'échantillons originaux ( )-c,[k]) respectivement issus des M convertisseurs, une sortie pour délivrer M trains corrigés d'échantillons corrigés (im[k]), des moyens de traitement (MT) comportant, des moyens de filtrage numériques (MFL) configurés pour effectuer un traitement de filtrage sur les M trains originaux de façon à délivrer M trains filtrés d'échantillons filtrés correspondant, ces moyens de filtrage ayant une fonction de transfert, sensiblement égale au produit de la fonction de transfert d'un filtre passe-bas de référence par la fonction de transfert d'un filtre dérivateur multipliée par la constante de temps de référence dudit filtre passe-bas de référence, des moyens d'estimation (MEST) configurés pour effectuer un traitement d'estimation délivrant pour chaque train original, une différence estimée entre la constante de temps du filtre passe-bas du premier ordre associé au convertisseur correspondant et ladite constante de temps de référence, et comportant une première élaboration d'une première information de puissance différenciée relative à chaque train original et une deuxième élaboration d'unedeuxième information de puissance différenciée relative à l'un au moins des M trains filtrés, et des moyens de correction (MCOR) configurés pour effectuer un traitement de correction des échantillons originaux de chaque train original utilisant les échantillons filtrés du trains filtré correspondant et la différence estimée correspondante, de façon à délivrer un train corrigé d'échantillons corrigés correspondant, les M trains corrigés étant alors considérés comme étant issus des M convertisseurs correspondants dont les filtres passe-bas du premier ordre ont tous ladite constante de temps de référence comme constante de temps.
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel lesmoyens de filtrage (MFL) comprennent un filtre dont la fonction de transfert ref est sensiblement égale à jwTref/(1 + jwTref), dans laquelle désigne la constante de temps dudit filtre passe-bas de référence du premier ordre.
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ledit filtre (MFL) est un filtre à réponse impulsionnelle finie.
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel les moyens d'estimation (MEST) comportent un premier étage (ET1) comportant un premier filtre (FH1) destiné à filtrer le train original correspondant et un premier module (MD1) configuré pour déterminer une première indication de puissance dudit train original filtré par le premier filtre, et un deuxième filtre (FH2), différent du premier filtre, destiné à filtrer le train original correspondant et un deuxième module (MD2) configuré pour déterminer une deuxième indication de puissance dudit train original filtré par le deuxième filtre, ladite première information de puissance différenciée comportant lesdites première et deuxième indications de puissance, et un deuxième étage (ET2) comportant le premier filtre (FH1) destiné à filtrer ledit un au moins des M trains filtrés et un troisième module (MD3) configuré pour déterminer une troisième indication de puissance dudit l'un au moins des M trains filtrés filtré par le premierfiltre, et le deuxième filtre (FH2) destiné à filtrer ledit un au moins des M trains filtrés et un quatrième module (MD4) configuré pour déterminer une quatrième indication de puissance dudit l'un au moins des M trains filtrés filtré par ce deuxième filtre, ladite deuxième information de puissance différenciée comportant lesdites troisième et quatrième indications de puissance.
10. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel les moyens d'estimation (MEST) comportent un troisième étage (ET3) configuré pour déterminer une première indication de puissance moyennée obtenue par une moyenne des M premières indications de puissance et une deuxième indication de puissance moyennée obtenue par une moyenne des M deuxièmes indications de puissance, et un module de calcul (MDC) configuré pour calculer ladite différence estimée pour le train original correspondant, à partir de la première indication de puissance correspondante, de la deuxième indication de puissance correspondante, de la troisième indication de puissance, de la quatrième indication de puissance, de première indication de puissance moyennée et de la deuxième indication de puissance moyennée.
11. 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, dans lequel les moyens de correction (MCOR) sont configurés pour, pour chaque train original, additionner à chaque échantillon original, le produit de l'échantillon filtré homologue du train filtré correspondant à ce train original par ladite différence estimée correspondante.
12. 12. Circuit intégré comprenant un dispositif selon l'une des revendications 6 à 11.