JP2013031055A - Adc - Google Patents

Adc Download PDF

Info

Publication number
JP2013031055A
JP2013031055A JP2011166625A JP2011166625A JP2013031055A JP 2013031055 A JP2013031055 A JP 2013031055A JP 2011166625 A JP2011166625 A JP 2011166625A JP 2011166625 A JP2011166625 A JP 2011166625A JP 2013031055 A JP2013031055 A JP 2013031055A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
adc
circuits
output
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011166625A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5742556B2 (ja
Inventor
Takeshi Nozaki
剛 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Semiconductor Ltd
Original Assignee
Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Semiconductor Ltd filed Critical Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority to JP2011166625A priority Critical patent/JP5742556B2/ja
Priority to US13/485,771 priority patent/US8860591B2/en
Priority to KR1020120071605A priority patent/KR101447777B1/ko
Priority to CN201210236075.0A priority patent/CN102904574B/zh
Publication of JP2013031055A publication Critical patent/JP2013031055A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5742556B2 publication Critical patent/JP5742556B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0617Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
    • H03M1/0626Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by filtering
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/08Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise
    • H03M1/0836Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise of phase error, e.g. jitter
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/1205Multiplexed conversion systems
    • H03M1/121Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel
    • H03M1/1215Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel using time-division multiplexing

Abstract

【課題】アナログ入力信号に対する周波数の制限を抑制したバックグランドキャリブレーションを行うADCとその補正回路を提供する。
【解決手段】アナログ入力信号をサンプリング周波数(以下fs)でサンプリングしてデジタル出力信号に変換するADCであって,アナログ入力信号をタイムインタリーブでデジタル出力信号に変換するN個のアナログデジタル変換(以下ADC)チャネルと,N個のADCチャネルがそれぞれ出力するチャネルデジタル信号を合成して前記デジタル出力信号を生成するチャネル合成器と,N個のADCチャネルの少なくとも一つの出力に設けられた適応フィルタと,デジタル出力信号に応じて前記適応フィルタの係数を生成する補正回路とを有し,補正回路は,デジタル出力信号に含まれるアナログ入力信号成分と誤差に対応するイメージ信号成分のうち,イメージ信号成分の直流成分を演算し,直流成分に基づいて当該直流成分が抑制されるように前記係数を演算する。
【選択図】図7

Description

本発明は,ADC及びその補正回路に関する。
アナログデジタル変換器(ADC:Analog Digital Converter)は,アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換する回路である。サンプリング周波数を高くするために,複数のADC(ADCチャネル)を設け,その複数のADCが時分割で順々にアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するタイムインタリーブADCが提案されている。タイムインタリーブADCは,高速動作が可能であるが,各ADCの特性が異なっていたり,各ADCが動作するタイミングの関係がずれているとS/N比が低下することがある。
ADCチャネル間の誤差を補正する方法として,フォアグランドキャリブレーションとバックグランドキャリブレーションとが提案されている。前者は,ADCの通常動作時間以外に補正用の時間を必要とする。一方,後者は,ADCの通常動作中に補正をするので,経時変化や温度変化などにより発生する誤差もバックグランドで補正することができる。
非特許文献1は,バックグランドキャリブレーションを行うADCについて記載している。
上記のバックグランドキャリブレーション回路によれば,タイムインタリーブ(時分割)で動作する複数のADCチャネルのうち少なくとも一つに適応フィルタを設け,複数のADCチャネルの出力を加算した加算出力に基づいて適応フィルタの計数を演算している。加算出力のスプリアス信号成分を抑制するように適応フィルタの計数を制御することで,タイムインタリーブのサンプリングタイミングのずれ(スキュー)に起因して発生する誤差であるスプリアス信号成分(誤差信号成分,イメージ信号成分)を抑制しようとしている。
しかしながら,非特許文献1による方法では,入力信号が特定の周波数の場合には適切にスプリアス信号成分を抑制することができず,限定的な周波数のアナログ入力信号にしか適用することができない。
そこで,本発明の目的は,アナログ入力信号に対する周波数の制限を抑制したバックグランドキャリブレーションを行うADCとその補正回路を提供することにある。
ADCの第1の側面は,アナログ入力信号をサンプリング周波数(以下fs)でサンプリングしてデジタル出力信号に変換するADCであって,
前記アナログ入力信号をタイムインタリーブで前記デジタル出力信号に変換するN個のアナログデジタル変換(以下ADC)チャネルと,
前記N個のADCチャネルがそれぞれ出力するチャネルデジタル信号を合成して前記デジタル出力信号を生成するチャネル合成器と,
前記N個のADCチャネルの少なくとも一つの出力に設けられた適応フィルタと,
前記デジタル出力信号に応じて前記適応フィルタの係数を生成する補正回路とを有し,
前記補正回路は,前記デジタル出力信号に含まれる前記アナログ入力信号成分と誤差に対応するイメージ信号成分のうち,前記イメージ信号成分の直流成分(b)を演算し,前記直流成分に基づいて当該直流成分が抑制されるように前記係数を演算する。
ADCの好ましい態様によれば,前記N個は2個であり,前記補正回路は,
前記デジタル出力信号をfs/2だけ周波数推移する周波数推移回路と,
前記周波数推移回路の出力を-π/2位相シフトする位相シフト回路と,
前記デジタル出力信号と前記位相シフト回路の出力信号とを加算する第1加算回路と,
前記デジタル出力信号から前記位相シフト回路の出力信号を減算する第1減算回路と,
前記第1加算回路の出力と,前記第1減算回路の出力とを,それぞれ二乗する第1,第2二乗回路と,
前記第1,第2二乗回路の出力をそれぞれ平均化する第1,第2平均化回路と,
前記第1,第2平均化回路の出力の平方根をそれぞれ演算する第1,第2平方根回路と,
前記第1,第2平方根回路の出力を減算して前記イメージ信号成分の直流成分を出力する第2減算回路と,
前記第2減算回路の減算出力に基づき当該減算出力を抑制するように前記係数を生成する係数演算回路とを有する。
上記の第1の側面によれば,イメージ信号成分を抑制するように係数を生成しているので,アナログ入力信号の周波数に依存することなく,イメージ信号成分を抑制することができる。
タイムインタリーブ型のADCを示す図である。 2分周したサンプリングクロックΦA,ΦBの一例を示す図である。 スキュー誤差を示す図である。 タイムインタリーブ型のADCの例を示す図である。 アナログ入力信号成分とイメージ信号成分とを示す図である。 アナログ入力信号の周波数finがfs/4の場合(fin=fs/4)のデジタル出力信号D_OUTの周波数特性を示す図である。 第1の実施の形態におけるADCの構成図である。 図7の補正回路20の各回路要素による演算を示すフローチャート図である。 第2の実施の形態におけるADCの回路図である。 第3の実施の形態におけるADCの回路図である。 第4の実施の形態におけるADCの回路図である。 第5の実施の形態におけるADCの回路図である。 第6の実施の形態におけるADCの回路図である。
図1は,タイムインタリーブ型のADCを示す図である。タイムインタリーブ型のADCは,アナログ入力信号A_INをタイムインタリーブでデジタル出力信号に変換するN個(図1の例では2個)のADCチャネル100,200と,N個のADCチャネル100,200がそれぞれ出力するチャネルデジタル信号D1,D2を合成してデジタル出力信号D_OUTを生成するチャネル合成器1とを有する。チャネル合成器1は,例えば加算器である。
アナログ入力信号A_INは,スイッチSW1,SW2を介してそれぞれのADCチャネル100,200に入力される。スイッチSW1,SW2は,サンプリング周波数fsのサンプリングクロックSCLKに同期して,タイムインタリーブでオンとオフを繰り返す。図1の例では2個のADCチャネルを有するので,スイッチSW1,SW2は,サンプリング周波数fsのサンプリングクロックSCLKを2分周(N個のチャネルならN分周)した周波数fs/2のサンプリングクロックΦA,ΦBの立ち上がりエッジに同期してオンし,それぞれのサンプリングクロックΦA,ΦBがHレベルの間のアナログ入力信号A_INをそれぞれ対応するADCチャネル100,200に入力する。
ADCチャネルはそれぞれADC回路を有し,入力したアナログ入力信号をデジタル信号に変換する。ADCチャネルが有するADC回路は,サンプリング周波数fsのサンプリングクロックSCLKを2分周した周波数fs/2の周期,換言すると,サンプリング周波数fsの2倍の周期でAD変換を行う。
図2は,2分周したサンプリングクロックΦA,ΦBの一例を示す図である。理想的には,サンプリングクロックΦAのオン・デューティ比は50%であるが,図2に示されるようにHレベルの期間が1/fs+Δt/2,Lレベルの期間が1/fs-Δt/2となると,サンプリングクロックΦAと位相が反転しているサンプリングクロックΦBの立ち上がりエッジは,理想的なタイミング1/fsよりも-Δt/2だけタイミングが早まっている。このようなADCのサンプリングタイミングのずれ(スキュー)に起因して,AD変換されたチャネルデジタル出力信号D1,D2にはスキュー誤差が発生する。
図3は,スキュー誤差を示す図である。図3には,上段に,サンプリングタイミングとADCチャネル100,200がAD変換するデジタル出力信号ch-1,ch-2とが示され,下段にデジタル出力信号ch-1,ch-2の誤差が示されている。前提として,アナログ入力信号A_INは正弦波または余弦波であるとする。第1のサンプリングクロックΦAの立ち上がりエッジでサンプリングされると,それをAD変換した出力信号は図3中のch-1に示すような波形になる。第1のサンプリングクロックΦAが第2のサンプリングクロックΦBに対してスキューがない場合,図3の下段に示す波形とは異なり,クロックΦAによりサンプリングされAD変換される信号を示す黒丸とクロックΦBによりサンプリングされAD変換される信号を示す白丸には誤差が発生しない。
一方,第1のサンプリングクロックΦAの180°の位相よりもΔt/2タイミングが早い第2のサンプリングクロックΦBでサンプリングされAD変換される信号は,図3中のch-2に示す波形になる。つまり,波形ch-2は,クロックΦBのサンプリングタイミングでの波形ch-1の値よりもΔt/2遅れた値になる。しかも,図3の下段に示されるように,クロックΦBによりサンプリングされAD変換される信号を示す白丸には誤差が発生している。
この2つの波形ch-1,ch-2の差がスキュー誤差であり,2つのADCチャネルの出力を合成したデジタル出力信号D_OUTに含まれる。波形ch-1をサンプリングしてAD変換した値は,黒丸のとおり誤差がゼロであるが,波形ch-2をサンプリングしてAD変換した値は,白丸のとおり波形ch-1との差に対応する誤差を有する。つまり,デジタル出力信号D_OUTには,アナログ入力信号成分(波形ch-1の値)に加えて,サンプリングクロックΦBでの波形ch-1,ch-2の差分であるスキュー誤差によるイメージ信号成分(スプリアス成分)が含まれている。
図3の下段のチャネルミスマッチに示されるとおり,このスキュー誤差は,サンプリングクロックΦB(周波数fs/2)の周期2/fs毎に発生し,アナログ入力信号(ch-1の波形)の周期1/finの包絡線の値になる。したがって,このイメージ信号成分は,サンプリング周波数fsの2分の1の高周波fs/2と,アナログ入力信号(ch-1の波形)の周波数finの低周波とを有する波形であり,その周波数はfs/2-finである。
そこで,タイムインタリーブ型のADCに,イメージ信号成分をバックグランドで抑制または除去する補正回路を設けることが提案されている。例えば,前述の非特許文献1である。
図4は,タイムインタリーブ型のADCの例を示す図である。この例は,スキュー誤差をバックグランドでキャリブレーションするADCである。この例も,N=2個のADCチャネル100,200を有する例である。
図4のタイムインタリーブ型のADCは,図1と同様に,2個のADCチャネル100,200と,それらのデジタル出力を合成する加算器1とを有する。さらに,ADCは,第2チャネルのADC200の出力を補正する適応フィルタ15を有し,そして,ADCは,加算器1により合成されたデジタル出力信号D_OUTに基づいて適応フィルタ15の係数φ14を生成する補正回路20を有する。
補正回路20は,デジタル出力信号D_OUTからスキュー誤差推定量Δt(n)を演算で求め,その推定量に基づいてフィルタ係数φ14を算出する。ここで,nはサンプリング回数である。適応フィルタ15はそのフィルタ係数φ14に応じて第2のADCチャネル200のデジタル出力D2を遅延した信号の値に補正する。そして,その結果得られたデジタル出力信号D_OUTから再度スキュー誤差推定量Δt(n)を演算し,フィルタ係数φ14を算出する。このような処理をスキュー誤差推定量Δt(n)がゼロに漸近するまで繰り返すことで,スキュー誤差が校正される。
アナログ入力信号A_INを周波数fin,振幅A/2=aの余弦波(a*cos(fin))と仮定した場合,加算器1の出力である補正回路20への入力信号y(n)は,次の通りである。この入力信号y(n)の導出については後に詳述する。
y(n)=a・cosα-b・sinβ (1)
a = A/2 (2)
b = (A・ωin・Δt)/4∝Δt (3)
ここで,A,ωin,Δtはそれぞれアナログ入力信号振幅,入力信号の角周波数およびスキュー誤差を示す。
図4の補正回路20は,周波数推移回路2と,-π/2位相シフト回路3と,式(1)の入力信号y(n) = a・cosα-b・sinβと,位相シフト回路3の出力信号yd1(n) =a・sinβ-b・cosαとを乗算器30で乗算し,アキュムレータ31でAC成分を除去しているので,スキュー誤差推定量Δt(n)は以下の式で表される。
Δt(n)=-a・b (4)
つまり,係数演算回路14は,値-a・bがゼロに漸近するように係数φ14を演算している。
図5は,アナログ入力信号成分とイメージ信号成分とを示す図である。アナログ入力信号成分(a・cosα)とスキューにより発生したイメージ信号成分(-b・sinβ)は,図5の(1)のような周波数成分fin,fs/2-finを有する。周波数推移回路2が周波数fs/2だけ推移すると,入力信号成分とイメージ信号成分の周波数は,図5の(2)に示すようになる。つまり,互いの周波数が入れ替わった関係になる。そこで,乗算器30が信号y(n),yd1(n)を乗算し,アキュムレータ31がAC成分を除去すると,スキュー誤差推定量Δt(n)は,上記の式(4)のようになる。
アナログ入力信号の周波数finがfs/4以外の場合は,入力信号成分の周波数finとスキュー誤差により発生したイメージ信号成分の周波数fs/2-finが異なるため,式(4)を零に漸近させることによって,式(3)のスキュー誤差Δt(n)に比例した値bを零に漸近することができる。その結果,スキュー誤差Δt(n)を零に漸近させることができる。
しかし,アナログ入力信号の周波数finがfs/4の場合(fin=fs/4)は,デジタル出力信号D_OUTの周波数特性は,アナログ入力信号成分とイメージ信号成分が同じ周波数fs/4になる。
図6は,アナログ入力信号の周波数finがfs/4の場合(fin=fs/4)のデジタル出力信号D_OUTの周波数特性を示す図である。上述したとおり,fin=fs/4の場合は,図5のイメージ信号成分の周波数fs/2-finも,fs/2-fin = fs/4となる。そのため,アナログ入力信号成分aとイメージ信号成分bの区別ができなくなってしまう。つまり,アナログ入力信号の周波数finがfs/4の場合,式(4)のスキュー補正推定量Δt(n)を零に漸近させる処理は,式(4)のaを零に漸近させている処理なのか,それとも式(4)のbを零に漸近させている処理なのかを区別できなくなってしまう。そのため,スキュー誤差があっても,値aが零に漸近してしまうとスキュー補正推定量Δt(n)(=a・b)=0となり,スキュー誤差を補正できなくなってしまう。
[第1の実施の形態]
図7は,第1の実施の形態におけるADCの構成図である。この例も,タイムインタリーブ型のADCであり,スキュー誤差をバックグランドでキャリブレーションするADCである。この例も,N=2個のADCチャネル100,200を有する。そして,図7のタイムインタリーブ型のADCは,図1と同様に,2個のADCチャネル100,200と,それらのデジタル出力D1,D2を合成する加算器1とを有する。さらに,ADCは,第2チャネルのADC200の出力を補正する適応フィルタ15を有し,そして,加算器1により合成されたデジタル出力信号D_OUTに基づいて適応フィルタ15の係数φ14を生成する補正回路20を有する。ここまでは,図4と同等である。
ただし,図4と異なり,補正回路20は,デジタル出力信号D_OUTからアナログ入力信号成分(前述の値a)とスキュー誤差に起因するイメージ信号成分(前述の値b)とを分離して,イメージ信号成分のみを抽出し,それをスキュー誤差推定量Δt(n)として係数演算回路14に入力している。そして,係数演算回路14は,その推定量Δt(n)(値bに比例)をゼロに漸近するようにフィルタ係数Wnを算出する。適応フィルタ15はそのフィルタ係数Wnに応じて第2のADCチャネル200のデジタル出力D2を補正する。さらに,その結果得られたデジタル出力信号D_OUTから再度スキュー誤差推定量Δt(n)を演算し,フィルタ係数Wnを新たに算出し,適応フィルタ15に設定する。このような処理をスキュー誤差推定量Δt(n) (値bに比例)がゼロに漸近するまで繰り返すことで,スキュー誤差が校正される。
このように,第1の実施の形態のADCでは,補正回路20がデジタル出力信号D_OUTからアナログ入力信号成分(値a)とイメージ信号成分(値b)とを分離する演算を行い,アナログ入力信号成分(値a)が含まれずイメージ信号成分(値b)が含まれるスキュー誤差推定値Δt(n)をゼロに漸近させるようにフィルタ係数Wnを生成する。したがって,アナログ入力信号A_INの周波数finがfs/4と等しい場合でも,確実にイメージ信号成分(値b)をゼロにするように校正することができる。
本実施の形態における補正回路20の具体的な演算回路は,次の通りである。補正回路20は,デジタル出力信号D_OUTをfs/N(N=2の例)だけ周波数推移する周波数推移回路2と,周波数推移回路2の出力を-π/2だけ位相シフトする位相シフト回路3とを有する。さらに,補正回路20は,デジタル出力信号(y(n)=a*cosα-b*sinβ,α=fin,β=fs/2-fin)と位相シフト回路3の出力信号(yd1(n)=a*sinβ-b*cosα)とを加算する第1加算回路5と,デジタル出力信号y(n)から位相シフト回路3の出力信号yd1(n)を減算する第1減算回路4,6とを有し,さらに,第1加算回路5の出力と第1減算回路4,6の出力とをそれぞれ二乗する第1,第2二乗回路7,8と,第1,第2二乗回路の出力をそれぞれ平均化する第1,第2平均化回路9,10と,それら出力(a-b)2,(a+b)2の平方根(a-b),(a+b)をそれぞれ演算する第1,第2平方根回路11,12と,それらの出力を減算してイメージ信号成分の直流成分(-2b)を出力する第2減算回路13と,その第2減算回路13の減算出力(-2b)に基づき当該減算出力を抑制するように,つまりゼロに漸近するように係数Wnを生成する係数演算回路14とを有する。
次に,上記の演算回路によりスキュー誤差推定値Δt(n)がスキュー誤差に起因するイメージ信号成分の値bを含み,アナログ入力信号成分の値aを含まないことを説明する。以下,図7の回路要素1〜13の演算式を順番に示す。
図8は,図7の補正回路20の各回路要素による演算を示すフローチャート図である。図8も参照しながら説明する。
最初に,適応フィルタ15が動作しない場合の,2つのADCチャネル100,200の出力D1,D2を加算器1で合成したデジタル出力信号y(n)について説明する。この信号y(n)は,補正回路20に入力される入力信号でもある。
[加算器1とその演算S1]
タイムインタリーブADCのアナログ入力信号A_INを,一例として次の余弦波の信号x(n)とする。
x(n)=a・cos(ωint+θ) (5)
ここで,そのDC成分であるaは,次の通りであり,Aはアナログ入力信号の振幅を表す。
a = A/2 (6)
このとき,加算器1の出力であるデジタル出力信号D_OUT,つまり補正回路20の入力信号y(n)は,次の通り,スキュー誤差Δtを含む。
y(n) = a・cos(ωint+θ)|t=nT+Δt/2-(-1)nΔt/2
= a・cos(ωin(nT+Δt/2-(-1)n・Δt/2)+θ) (7)
なお,ωin,Δt,θはそれぞれアナログ入力信号A_INの角周波数,サンプルクロックのスキュー誤差,初期位相を表す。
つまり,スイッチSW1,SW2は,例えば,サンプル点n=0〜6において,時間t=0,T+Δt,2T,3T+Δt,4T,5T+Δtのタイミングでアナログ入力信号A_INをサンプリングする。ここで,T=1/fsであるが,Δtは図2の場合なら負である。
式(7)を以下のように展開する。
y(n) = a・cos(ωin(nT+Δt/2)+θ)・cos((-1)n・ωin・Δt/2)
+ a・sin(ωin(nT+Δt/2)+θ)・sin((-1)n・ωin・Δt/2)
= a・cos(ωin(nT+Δt/2)+θ)・cos(ωin・Δt/2)
+ a・sin(ωin(nT+Δt/2)+θ)・cos(nπ)・sin(ωin・Δt/2) (8)
2π=ωsTであるから,nπ=ωsnT/2という関係式が成り立つので,これを式(8)のnπに代入すると,以下のように展開できる。
y(n) = a・cos(ωin・Δt/2)・cos(ωin(nT+Δt/2)+θ)
+ a・sin(ωin・Δt/2)・sin(ωin(nT+Δt/2)-ωsnT/2+θ)
= a・cos(ωin・Δt/2)・cos(ωin(nT+Δt/2)+θ)
- a・sin(ωin・Δt/2)・sin((ωs/2-ωin) nT-ωinΔt/2-θ) (9)
なお,ωinは入力信号の角周波数である。
ここで,|ωin・Δt/2t|<<1より,
cos(ωin・Δt/)1 (10)
sin(ωin・Δt/2)ωin・Δt/2 (11)
が成り立つ。
そこで,式(10)と(11)を式(9)に代入すると,次の通り,入力信号y(n)が導かれる。
y(n) = a・cos(ωin(nT+Δt/2)+θ)
-a・ωin・Δt/2・sin(ωins/2-ωin) nT-ωinnT/2-θ)
= a・cosα-b・sinβ (12)
ここで,a,b,α,βは,次の通りである
a = A/2 (6)
b = (A・ωin・Δt)/4 (13)
α = ωinnT+ωinΔt/2+θ (14)
β = (ωs/2-ωin)nT-(ωinΔt)/2-θ (15)
式(12)の右辺の第一項と第二項は,それぞれアナログ入力信号成分(a・cosα)と,スキューにより発生した誤差に対応するイメージ信号成分(-b・sinβ)を表す。図3の下段や図5の(1)のスペクトラムに示したように,アナログ入力信号成分(a・cosα)は,アナログ入力信号の周波数finの周波数を有する。一方,スキュー誤差によるイメージ信号成分(-b・sinβ)は,サンプリング周波数の1/2の周波数fs/2から入力周波数finを減じた周波数(fs/2-fin)の周波数を有する。
以下の演算では,入力信号y(n)の式(12)からイメージ信号成分(-b・sinβ)のDC成分である-bに比例した値をイメージ誤差Δtとして抽出する。
[周波数推移回路2,S2]
周波数推移回路2は,式(12)のスキュー補正回路の入力信号y(n)をfs/2周波数推移する。fsはタイムインタリーブADCのサンプリング周波数であり,式(12)の第一項の周波数finはfin-fs/2になり,第二項の周波数fs/2-finは-finになる。したがって,この周波数推移した信号をyc(n)とおくと,次の通りである。
yc(n)= a・cosβ+b・sinα (16)
すなわち,式(12)をfs/2周波数推移することで,式(16)では,式(12)の第一項と第二項のAC成分cosα,sinβのαとβを置き換えることができた。このことは,図5の(1)を(2)の関係に変換したことを意味する。
図7中,周波数推移回路2は,加算器1の出力y(t)に(-1)nを乗算する乗算器である。fs/2周波数推移するためには,信号y(t)にcos(2πfs/2・t)を乗算すれば良いが,サンプリング点t=0,1/fs,2/fs,3/fs〜n/fsでは,cos(2πfs/2・t)=cos0,cosπ,cos2π,cos3π〜cos(nπ)となり,+1,−1,+1,−1〜であるのでcos(2πfs/2・t)=(-1) nになる。
[位相シフト回路3,S3]
位相シフト回路3は,式(16)の周波数推移した信号yc(n)を-π/2位相シフトする。この位相シフトした信号をyd1(n)とおくと,次の通りである。
yd1(n)=a・sinβ-b・cosα (17)
すなわち,式(16)の信号yc(n)を-π/2位相シフトすることにより,sinをcosに,cosをsinに変換することができる。これにより,以下に示すとおり,式(16),(17)を加算,減算し,それぞれ二乗した後に平均化により交流成分(AC成分)を除去し,互いに減算すればb値を抽出することができる。
[符号反転器4,S4]
式(17)の位相シフトした信号yd1(n)を符号反転する。この符号反転した信号をyd2(n)とおくと,次の通りである。
yd2(n)=-a・sinβ+b・cosα (18)
[加算器5,S5]
加算器5は,式(12)の入力信号y(n)と式(17)の位相シフト信号yd1(n)を加算する。この加算した信号をya1(n)とおくと,次の通りである。
ya1 (n)=(a-b)・cosα+(a-b)・sinβ (19)
[加算器6,S6]
加算器6は,式(12)の入力信号y(n)と式(18)の符号反転した信号yd2(n)を加算する。この加算した信号をya2(n)とおくと,次の通りである。
ya2 (n)=(a+b)・cosα-(a+b)・sinβ (20)
すなわち,符号反転器4と加算器6とで減算器が構成されている。
[二乗回路7,S7]
二乗回路7は,式(19)の加算信号ya1(n)を二乗する。この二乗した信号をyp1(n)とおくと,次の通りである。
yp1(n)=(ya1(n))2=(a-b)2{(1/2)・(cos2α-cos2β)+1-sin(α-β)} (21)
これにより,yp1(n)は,(a-b)2と,(a-b)2に比例するAC成分とを有する。
[二乗回路8,S8]
二乗回路8は,式(20)の加算信号ya2(n)を二乗する。この二乗した信号をyp2(n)とおくと,次の通りである。
yp2(n)=(ya2(n))2=(a+b)2{(1/2)・(cos2α-cos2β)+1+sin(α-β)} (22)
これにより,yp2(n)は,(a+b)2と,(a+b)2に比例するAC成分とを有する。
なお,両二乗回路7,8は,図7の例では,ステップサイズも同時に乗算している。このステップサイズは,係数演算回路14による最小二乗法に関連し,適切なサイズに設定することで,エラー誤差Δt(n)をゼロに漸近させる速度を最短にすることができる。
[アキュムレータ(累積加算器)9,S9]
アキュムレータ(累積加算器)9は,二乗回路7の出力を累積加算する一種の積分器であり,実質的に式(21)の二乗した信号yp1(n)の平均値を求める回路である。この平均値をym1(n)とおくと,信号yp1(n)のAC成分は平均化されるとゼロになるので,DC成分だけが残り,次の通りになる。
ym1(n) = E[yp1(n)] = (a-b)2 (23)
図7中には,アキュムレータ9を実現する回路が破線で囲まれた図に示されている。加算器と遅延回路Dとを有し,入力値に,加算器の出力をサンプル点間の時間遅延させた値を加算することで,入力値を累積加算することができる。
[アキュムレータ(累積加算器)10,S10]
アキュムレータ(累積加算器)10も,二乗回路8の出力を積分する積分器であり,式(22)の二乗した信号yp2(n)の平均値を求める回路である。この平均値をym2(n)とおくと,上記と同様に,AC成分が平均化によりゼロになり,DC成分だけが残り,次の通りになる。
ym2(n) = E[yp2(n)] = (a+b)2 (24)
[平方根回路11,S11]
平方根回路11は,式(23)の平均値ym1(n)の根号計算をする。この結果をyr1(n)とおくと,次の通りである。
yr1(n)=a-b (25)
[平方根回路12,S12]
平方根回路12は,式(24)の平均値ym2(n)の根号計算をする。この結果をyr2(n)とおくと,次の通りである。
yr2(n)=a+b (26)
[減算回路13,S13]
減算回路13は,式(25)と(26)の二つの根号計算の結果yr1(n)とyr2(n)の差分から,スキュー補正推定量を求める。この補正推定量をΔt(n)とおくと,式(13)から次のようになる。
Δt(n)=yr2(n)-yr1(n)=2b=(A・ωin・Δt)/2∝Δt (27)
式(27)に示すように,スキュー誤差Δtに比例した値2bが算出される。この値2bは,式(12)のアナログ入力信号成分の値aを含まず,式(13)のイメージ信号成分のDC成分bを含む。
[係数演算回路14,S14]
そこで,係数演算回路14は,式(27)の検出されたスキュー補正推定量Δt(n)から,Nタップの適応フィルタ15の係数wn=[wn(0), wn(1), ... ,wn(N-1)]Tを求める。この係数の求め方は最小二乗法による。
wn(i)=-sin(π×Δt(n))/π(((N-1)/2-i)-Δt(n)) (28)
[適応デジタルフィルタ15,S15]
適応フィルタ15では,式(28)のように適応フィルタの係数を変更して,第2チャネルのADC200からの出力信号を,スキューΔt(n)だけ遅延させた波形の値に補正する。つまり,図3の波形ch-2を波形ch-1に補正する。
以上のS1〜S15の処理を繰り返して,スキュー誤差Δt(n)を零に漸近させる。この場合,スキュー誤差推定値Δt(n)は,イメージ信号成分のDC成分であるb値にのみ比例する値であり,アナログ入力信号成分の値aを含んでいない。したがって,アナログ入力信号の周波数がfs/4の場合であっても,イメージ信号成分だけをゼロに漸近させることができるので,本実施の形態のADCは,広い周波数のアナログ入力信号に適用することができる。
図7の補正回路20は,サンプリングクロックSCLKに同期して動作する。つまり,2チャネルのADCがそれぞれサンプリングしたアナログ値から変換したデジタル値D1,D2について,それぞれ上記の演算を行いスキュー誤差推定値Δt(n)を抽出し,フィルタ係数Wnを演算する。
[第2の実施の形態]
図9は,第2の実施の形態におけるADCの回路図である。図7のADC回路と同様に,2チャネルのADCチャネル100,200と,第2チャネル側の適応フィルタ15と,スキュー誤差を補正する補正回路20とを有する。図7と異なる構成は,補正回路20が二乗回路7,8とステップサイズを乗算する乗算器7a,8aとを個別に有することである。それ以外の構成は,図7と同じである。
すなわち,図9の補正回路では,式(12)のy(n)と式(17)のyd1(n)との加算値(加算器5の出力)と減算値(減算器4,6の出力)をそれぞれ二乗回路7,8で二乗し,それに乗算器7a,8aでステップサイズを乗算し,それをアキュムレータ9,10によりそれぞれ累積加算して平均値を求める。そして,平方根回路11,12が,それぞれの平均値を根号計算(平方根を求める演算)を行いyr1(n)=a-b,yr2(n)=a+bを求め,減算器13が2bを求める。
係数演算回路14がこの2b値をゼロに漸近するように係数Wnを求め,適応フィルタ15に設定する。上記を繰り返すことによりスキュー誤差に対応するb値をゼロにすることができる。補正回路20は,サンプリングクロックSCLKに同期して動作するが,係数演算回路14は,複数クロック毎に係数を更新してもよい。
[第3の実施の形態]
図10は,第3の実施の形態におけるADCの回路図である。このADC回路では,補正回路20が,図9のステップサイズの乗算器7a,7bとアキュムレータ9,10の代わりに,移動平均フィルタ回路9a,10aを有している。それ以外の構成は同じである。
移動平均フィルタ回路9a,10aは,予め決められた期間における平均値を求める回路である。したがって,二乗回路7,8の出力である式(21)(22)のyp1(n),yp2(n)について,予め決められた過去のサンプリング点での平均値を求める。平均値のサンプリング点の数を最適に設定することで,係数演算回路14による最小二乗法の収斂時間を最短化することができ,図9のステップサイズの設定に対応することが実現できる。
[第4の実施の形態]
図11は,第4の実施の形態におけるADCの回路図である。このADC回路では,補正回路20が,図9の二乗回路7,8とステップサイズの乗算器7a,8aとの間に,ロバスト推定回路7b,8bを有する。ロバスト推定回路7b,8bは,二乗回路7,8の出力である式(21)(22)の信号yp1(n),yp2(n)の外れ値による影響を低減する回路である。式(21)(22)の信号yp1(n),yp2(n)は,理想値を中心に上下に振動する値になるが,何らかのノイズなどの影響でそれらの理想値を中心とする上下振動する値から大きく外れた値を有することがある。ロバスト推定回路は,このような外れ値を低減する一種の平滑化回路である。
外れ値の影響を低減した後にアキュムレータ9,10により累積加算値を求めることで,平均値を理想値に近い値にすることができる。外れ値の影響が低減されていないと,平均値は理想値からややずれた値になるので,スキュー誤差推定値Δt(n)は理想値からはずれた値になり,適切にスキュー誤差を除去することができない。ロバスト推定回路7b,8bを設けることで,そのような外れ値の影響を抑制する補正ができる。
ロバスト補正された値は,乗算器7a,8aでステップサイズを乗算され,アキュムレータ9,10により平均化され,平方根回路11,12で根号計算され,減算器13で減算されてスキュー誤差推定値Δt(n)∝2bが求められる。この構成は,図9と同じである。
[第5の実施の形態]
図12は,第5の実施の形態におけるADCの回路図である。このADC回路の補正回路20は,減算器13と係数演算回路14との間に更新制御補償回路16を有する。更新制御補償回路16は,例えば,サンプルクロックSCLKのクロックサイクルが規定のサイクル数,例えば50サンプル点,毎に,減算器13の出力であるスキュー誤差推定値Δt(n)を更新して,この更新したスキュー誤差推定値Δt(n)を係数演算回路14に出力し,同時に,アキュムレータ9,10をリセット信号RSTでリセットする。
すなわち,更新制御補償回路16は,適応フィルタ15に係数Wnが設定された後,規定サンプル点の数だけ乗算器7a,8aの出力をアキュムレータ9,10に累積加算させ,その累積加算値に基づいて得たスキュー誤差推定値Δt(n)を,新たなスキュー誤差推定値Δt(n)として更新する。そして,更新されたスキュー誤差推定値Δt(n)に基づいて係数演算回路14が新たな係数Wnを求めて適応フィルタ15に設定する。したがって,過去のスキュー誤差推定値Δt(n)による影響をなくし,現在のスキュー誤差推定値Δt(n)による係数で補正されたデジタル信号から,次のスキュー誤差推定値Δt(n)を求める。そのため,サンプルクロックサイクル毎に求められたスキュー誤差推定値Δt(n)を係数演算回路14に入力して新たな係数Wnを求めるよりも,スキュー誤差推定値Δt(n)がゼロに漸近する時のオーバーシュートやアンダーシュートを小さくでき,漸近までの時間を短くできる。また,更新サイクルを適切に選ぶことで,乗算器7a,8aのステップサイズを適切な大きな値に設定することもでき,さらに漸近するまでの時間短縮が図れる。
[第6の実施の形態]
図13は,第6の実施の形態におけるADCの回路図である。このADC回路の補正回路20は,移動平均フィルタ7c,8cを二乗回路7,8とアキュムレータ9,10との間に有し,さらに,更新制御補償回路16を有する。移動平均フィルタ7c,8cは,所定のサンプル数の値の平均値を求める。そして,その平均値がアキュムレータ9,10により累積加算される。移動平均値は,一種の平滑化された値であり,図11のロバスト推定回路7b,8bによるロバスト補正と同等の作用効果を有する。平滑化された値をアキュムレータ9,10で平均化することで,アキュムレータ9,10の出力は理想値に近い値になる。
図13の移動平均フィルタ7c,8cには,図11のステップサイズに対応する値を設定することができる。移動平均値の大きさをステップサイズで適切に調整することで,係数演算回路14による最小二乗法による漸近までの時間を短くすることができる。
以上の通り,上記の実施の形態のADCによれば,複数のADCチャネルのデジタル出力を合成したデジタル出力信号y(n)を演算して,アナログ入力信号成分の値aとイメージ信号成分の値bを含む(a-b)と(a+b)とを求め,それらを減算してアナログ入力信号成分の値aを除去し,イメージ信号成分の値bを抽出する。そして,このイメージ信号成分の値bに基づいて最小二乗法により係数Wnを求め適応フィルタ15に設定する。このイメージ信号成分の値bの演算と係数Wnの演算及び設定とを繰り返すことでイメージ信号成分をゼロに漸近させる。
したがって,アナログ入力信号A_INの周波数がサンプリング周波数fsの1/4であるfs/4の場合でも,適切にイメージ信号成分をゼロに漸近させることができる。
以上の実施の形態をまとめると,次の付記のとおりである。
(付記1)
アナログ入力信号をサンプリング周波数(以下fs)でサンプリングしてデジタル出力信号に変換するADCであって,
前記アナログ入力信号をタイムインタリーブで前記デジタル出力信号に変換するN個のアナログデジタル変換(以下ADC)チャネルと,
前記N個のADCチャネルがそれぞれ出力するチャネルデジタル信号を合成して前記デジタル出力信号を生成するチャネル合成器と,
前記N個のADCチャネルの少なくとも一つの出力に設けられた適応フィルタと,
前記デジタル出力信号に応じて前記適応フィルタの係数を生成する補正回路とを有し,
前記補正回路は,前記デジタル出力信号に含まれる前記アナログ入力信号成分と誤差に対応するイメージ信号成分のうち,前記イメージ信号成分の直流成分を演算し,前記直流成分に基づいて当該直流成分が抑制されるように前記係数を演算するADC。
(付記2)
付記1において,
前記N個は2個であり,
前記補正回路は,
前記デジタル出力信号をfs/2周波数推移する周波数推移回路と,
前記周波数推移回路の出力を-π/2位相シフトする位相シフト回路と,
前記デジタル出力信号と前記位相シフト回路の出力信号とを加算する第1加算回路と,
前記デジタル出力信号から前記位相シフト回路の出力信号を減算する第1減算回路と,
前記第1加算回路の出力と,前記第1減算回路の出力とを,それぞれ二乗する第1,第2二乗回路と,
前記第1,第2二乗回路の出力をそれぞれ平均化する第1,第2平均化回路と,
前記第1,第2平均化回路の出力の平方根をそれぞれ演算する第1,第2平方根回路と,
前記第1,第2平方根回路の出力を減算して前記イメージ信号成分の直流成分(-2b)を出力する第2減算回路と,
前記第2減算回路の減算出力に基づき当該減算出力を抑制するように前記係数を生成する係数演算回路とを有するADC。
(付記3)
付記2において,
前記第1,第2平均化回路は,前記第1,第2二乗回路の出力をそれぞれ累積加算する第1,第2アキュムレータを有するADC。
(付記4)
付記3において,
前記補正回路は,さらに,
前記第1,第2二乗回路と前記第1,第2アキュムレータとの間に,前記第1,第2二乗回路の出力にそれぞれステップサイズを乗算する第1,第2ステップサイズ乗算器を有し,
前記係数演算回路は,前記第2減算回路の減算出力に基づき最小二乗法により前記係数を演算するADC。
(付記5)
付記4において,
前記補正回路は,さらに,
前記第1,第2二乗回路と前記第1,第2ステップサイズ乗算器との間に,前記第1,第2二乗回路の出力の誤差が大きい値を平滑化するロバスト補正回路を有するADC。
(付記6)
付記3または4において,
前記補正回路は,さらに,
前記第2減算回路の減算出力を,所定サンプリング回数毎に更新すると共に,前記第1,第2アキュムレータを前記所定サンプリング回数毎にリセットして累積加算値をクリアする更新制御補償回路を有するADC。
(付記7)
付記3において,
前記補正回路は,さらに,
前記第1,第2二乗回路と前記第1,第2アキュムレータとの間に,前記第1,第2二乗回路の出力の所定サンプル数の移動平均値をそれぞれ演算する第1,第2移動平均回路を有し,
前記係数演算回路は,前記減算出力に基づき最小二乗法により前記係数を演算するADC。
(付記8)
付記7において,
前記補正回路は,さらに,
前記第2減算回路の減算出力を,所定サンプリング回数毎に更新すると共に,前記第1,第2アキュムレータと前記第1,第2移動平均回路とを前記所定サンプリング回数毎にリセットして累積値をクリアする更新制御補償回路を有するADC。
(付記9)
付記2において,
前記第1,第2平均化回路は,前記第1,第2二乗回路の出力の所定サンプル数の移動平均値をそれぞれ演算する第1,第2移動平均回路と,前記第1,第2移動平均回路の移動平均値を累積加算する第1,第2のアキュムレータとを有するADC。
(付記10)
アナログ入力信号をサンプリング周波数(以下fs)でサンプリングしてデジタル出力信号に変換するADCであって,
前記アナログ入力信号をタイムインタリーブで前記デジタル出力信号に変換するN個のアナログデジタル変換(以下ADC)チャネルと,
前記N個のADCチャネルがそれぞれ出力するチャネルデジタル信号を合成して前記デジタル出力信号を生成するチャネル合成器と,
前記N個のADCチャネルの少なくとも一つの出力に設けられた適応フィルタと,
を有するADCの補正回路において,
前記デジタル出力信号に含まれる前記アナログ入力信号成分と誤差に対応するイメージ信号成分のうち,前記イメージ信号成分の直流成分を演算し,前記直流成分に基づいて当該直流成分が抑制されるように前記係数を演算するADCの補正回路。
(付記11)
付記10において,
前記N個は2個であり,
前記補正回路は,
前記デジタル出力信号をfs/2周波数推移する周波数推移回路と,
前記周波数推移回路の出力を-π/2位相シフトする位相シフト回路と,
前記デジタル出力信号と前記位相シフト回路の出力信号とを加算する第1加算回路と,
前記デジタル出力信号から前記位相シフト回路の出力信号を減算する第1減算回路と,
前記第1加算回路の出力と,前記第1減算回路の出力とを,それぞれ二乗する第1,第2二乗回路と,
前記第1,第2二乗回路の出力をそれぞれ平均化する第1,第2平均化回路と,
前記第1,第2平均化回路の出力の平方根をそれぞれ演算する第1,第2平方根回路と,
前記第1,第2平方根回路の出力を減算して前記直流成分を出力する第2減算回路と,
前記第2減算回路の減算出力に基づき当該減算出力を抑制するように前記係数を生成する係数演算回路とを有するADCの補正回路。
(付記12)
付記11において,
さらに,
前記第2減算回路の減算出力を,所定サンプリング回数毎に更新すると共に,前記第1,第2アキュムレータを前記所定サンプリング回数毎にリセットして累積加算値をクリアする更新制御補償回路を有するADCの補正回路。
(付記13)
アナログ入力信号をサンプリング周波数(以下fs)でサンプリングしてデジタル出力信号に変換するADCであって,
前記アナログ入力信号をタイムインタリーブで前記デジタル出力信号に変換するN個のアナログデジタル変換(以下ADC)チャネルと,
前記N個のADCチャネルがそれぞれ出力するチャネルデジタル信号を合成して前記デジタル出力信号を生成するチャネル合成器と,
前記N個のADCチャネルの少なくとも一つの出力に設けられた適応フィルタと,
を有するADCの補正方法において,
前記デジタル出力信号に含まれる前記アナログ入力信号成分と誤差に対応するイメージ信号成分のうち,前記イメージ信号成分の直流成分を演算し,前記直流成分に基づいて当該直流成分が抑制されるように前記係数を演算し,前記係数を前記適応フィルタに設定するADCの補正方法。
(付記14)
付記13において,
前記N個は2個であり,
前記補正方法は,
前記デジタル出力信号をfs/2周波数推移する周波数推移工程と,
前記周波数推移回路の出力を-π/2位相シフトする位相シフト工程と,
前記デジタル出力信号と前記位相シフトした信号とを加算する第1加算工程と,
前記デジタル出力信号から前記位相シフトした信号を減算する第1減算工程と,
前記第1加算工程で加算した信号と,前記第1減算工程で減算した信号とを,それぞれ二乗する第1,第2二乗工程と,
前記第1,第2二乗工程で求めた信号をそれぞれ平均化する第1,第2平均化工程と,
前記第1,第2平均化工程で平均化した信号の出力の平方根をそれぞれ演算する第1,第2平方根工程と,
前記第1,第2平方根工程で生成した信号を減算して前記イメージ信号成分の直流成分を求める第2減算工程と,
前記第2減算工程で求めた直流成分に基づき当該直流成分を抑制するように前記係数を生成する係数演算工程とを有するADCの補正方法。
100,200:ADCチャネル 15:適応フィルタ
20:補正回路 2:周波数推移回路
3:−2π位相シフト回路 5,6:加算回路,減算回路
7,8:二乗回路 9,10:アキュムレータ,平均化回路
11,12:平方根回路 13:減算回路
14:係数演算回路

Claims (10)

  1. アナログ入力信号をサンプリング周波数(以下fs)でサンプリングしてデジタル出力信号に変換するADCであって,
    前記アナログ入力信号をタイムインタリーブで前記デジタル出力信号に変換するN個のアナログデジタル変換(以下ADC)チャネルと,
    前記N個のADCチャネルがそれぞれ出力するチャネルデジタル信号を合成して前記デジタル出力信号を生成するチャネル合成器と,
    前記N個のADCチャネルの少なくとも一つの出力に設けられた適応フィルタと,
    前記デジタル出力信号に応じて前記適応フィルタの係数を生成する補正回路とを有し,
    前記補正回路は,前記デジタル出力信号に含まれる前記アナログ入力信号成分と誤差に対応するイメージ信号成分のうち,前記イメージ信号成分の直流成分を演算し,前記直流成分に基づいて当該直流成分が抑制されるように前記係数を演算するADC。
  2. 請求項1において,
    前記N個は2個であり,
    前記補正回路は,
    前記デジタル出力信号をfs/2周波数推移する周波数推移回路と,
    前記周波数推移回路の出力を-π/2位相シフトする位相シフト回路と,
    前記デジタル出力信号と前記位相シフト回路の出力信号とを加算する第1加算回路と,
    前記デジタル出力信号から前記位相シフト回路の出力信号を減算する第1減算回路と,
    前記第1加算回路の出力と,前記第1減算回路の出力とを,それぞれ二乗する第1,第2二乗回路と,
    前記第1,第2二乗回路の出力をそれぞれ平均化する第1,第2平均化回路と,
    前記第1,第2平均化回路の出力の平方根をそれぞれ演算する第1,第2平方根回路と,
    前記第1,第2平方根回路の出力を減算して前記イメージ信号成分の直流成分を出力する第2減算回路と,
    前記第2減算回路の減算出力に基づき当該減算出力を抑制するように前記係数を生成する係数演算回路とを有するADC。
  3. 請求項2において,
    前記第1,第2平均化回路は,前記第1,第2二乗回路の出力をそれぞれ累積加算する第1,第2アキュムレータを有するADC。
  4. 請求項3において,
    前記補正回路は,さらに,
    前記第1,第2二乗回路と前記第1,第2アキュムレータとの間に,前記第1,第2二乗回路の出力にそれぞれステップサイズを乗算する第1,第2ステップサイズ乗算器を有し,
    前記係数演算回路は,前記第2減算回路の減算出力に基づき最小二乗法により前記係数を演算するADC。
  5. 請求項4において,
    前記補正回路は,さらに,
    前記第1,第2二乗回路と前記第1,第2ステップサイズ乗算器との間に,前記第1,第2二乗回路の出力の誤差が大きい値を平滑化するロバスト補正回路を有するADC。
  6. 請求項3または4において,
    前記補正回路は,さらに,
    前記第2減算回路の減算出力を,所定サンプリング回数毎に更新すると共に,前記第1,第2アキュムレータを前記所定サンプリング回数毎にリセットして累積加算値をクリアする更新制御補償回路を有するADC。
  7. 請求項3において,
    前記補正回路は,さらに,
    前記第1,第2二乗回路と前記第1,第2アキュムレータとの間に,前記第1,第2二乗回路の出力の所定サンプル数の移動平均値をそれぞれ演算する第1,第2移動平均回路を有し,
    前記係数演算回路は,前記減算出力に基づき最小二乗法により前記係数を演算するADC。
  8. 請求項2において,
    前記第1,第2平均化回路は,前記第1,第2二乗回路の出力の所定サンプル数の移動平均値をそれぞれ演算する第1,第2移動平均回路と,前記第1,第2移動平均回路の移動平均値を累積加算する第1,第2のアキュムレータとを有するADC。
  9. アナログ入力信号をサンプリング周波数(以下fs)でサンプリングしてデジタル出力信号に変換するADCであって,
    前記アナログ入力信号をタイムインタリーブで前記デジタル出力信号に変換するN個のアナログデジタル変換(以下ADC)チャネルと,
    前記N個のADCチャネルの少なくとも一つの出力に設けられた適応フィルタと,
    前記N個のADCチャネルがそれぞれ出力するチャネルデジタル信号を合成して前記デジタル出力信号を生成するチャネル合成器と,
    を有するADCの補正回路において,
    前記デジタル出力信号に含まれる前記アナログ入力信号成分と誤差に対応するイメージ信号成分のうち,前記イメージ信号成分の直流成分を演算し,前記直流成分に基づいて当該直流成分が抑制されるように前記係数を演算するADCの補正回路。
  10. 請求項9において,
    前記N個は2個であり,
    前記補正回路は,
    前記デジタル出力信号をfs/2周波数推移する周波数推移回路と,
    前記周波数推移回路の出力を-π/2位相シフトする位相シフト回路と,
    前記デジタル出力信号と前記位相シフト回路の出力信号とを加算する第1加算回路と,
    前記デジタル出力信号から前記位相シフト回路の出力信号を減算する第1減算回路と,
    前記第1加算回路の出力と,前記第1減算回路の出力とを,それぞれ二乗する第1,第2二乗回路と,
    前記第1,第2二乗回路の出力をそれぞれ平均化する第1,第2平均化回路と,
    前記第1,第2平均化回路の出力の平方根をそれぞれ演算する第1,第2平方根回路と,
    前記第1,第2平方根回路の出力を減算して前記直流成分を出力する第2減算回路と,
    前記第2減算回路の減算出力に基づき当該減算出力を抑制するように前記係数を生成する係数演算回路とを有するADCの補正回路。
JP2011166625A 2011-07-29 2011-07-29 Adc Active JP5742556B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011166625A JP5742556B2 (ja) 2011-07-29 2011-07-29 Adc
US13/485,771 US8860591B2 (en) 2011-07-29 2012-05-31 Analog digital converter
KR1020120071605A KR101447777B1 (ko) 2011-07-29 2012-07-02 아날로그 디지털 변환기
CN201210236075.0A CN102904574B (zh) 2011-07-29 2012-07-05 模数转换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011166625A JP5742556B2 (ja) 2011-07-29 2011-07-29 Adc

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013031055A true JP2013031055A (ja) 2013-02-07
JP5742556B2 JP5742556B2 (ja) 2015-07-01

Family

ID=47576644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011166625A Active JP5742556B2 (ja) 2011-07-29 2011-07-29 Adc

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8860591B2 (ja)
JP (1) JP5742556B2 (ja)
KR (1) KR101447777B1 (ja)
CN (1) CN102904574B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016066879A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社ソシオネクスト アナログデジタル変換器、半導体集積回路、及びアナログデジタル変換方法
JP2017017665A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Ad変換器、ad変換方法
JP2021515495A (ja) * 2018-03-07 2021-06-17 ザイリンクス インコーポレイテッドXilinx Incorporated 時間インターリーブされるアナログ−デジタル変換器における、チョッピングスイッチの時間スキュー校正

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7952502B2 (en) * 2008-08-29 2011-05-31 Broadcom Corporation Imbalance and distortion cancellation for composite analog to digital converter (ADC)
US8482445B1 (en) * 2011-07-22 2013-07-09 Fredric J. Harris Time-interleaved analog-to-digital converter
JP5835031B2 (ja) * 2012-03-13 2015-12-24 株式会社ソシオネクスト アナログデジタル変換器(adc),その補正回路およびその補正方法
CN104253612B (zh) * 2013-06-25 2017-09-19 瑞昱半导体股份有限公司 估算时间交错模数转换器之间的取样延迟误差方法与装置
KR101659402B1 (ko) * 2014-12-19 2016-09-26 한국표준과학연구원 다중 채널 아날로그-디지털 변환기의 채널 응답 측정 방법 및 채널 왜곡 보상 방법
US9692441B2 (en) * 2015-06-30 2017-06-27 Renesas Electronics Corporation AD converter and AD conversion method
US10254160B2 (en) * 2016-05-16 2019-04-09 Apple Inc. Color ambient light sensor circuitry for electronic devices
TWI625941B (zh) * 2017-01-10 2018-06-01 瑞昱半導體股份有限公司 用於時間交錯式類比數位轉換器之校正電路與校正方法
CN108322217B (zh) * 2017-01-17 2021-03-09 瑞昱半导体股份有限公司 用于时间交错式模拟数字转换器的校正电路与校正方法
CN108540132B (zh) * 2018-04-12 2021-08-27 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种降采样率可调的自适应数字后台校准电路及方法
US11476857B2 (en) * 2019-10-25 2022-10-18 Texas Instruments Incorporated Interleaving errors sources and their correction for RF DACs
CN112600558A (zh) * 2020-12-22 2021-04-02 江苏金帆电源科技有限公司 一种模数转换的线性度校正方法和装置
TWI778590B (zh) * 2021-04-21 2022-09-21 創意電子股份有限公司 類比數位轉換器裝置與校正電路控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04326869A (ja) * 1991-04-26 1992-11-16 Fujitsu General Ltd 波形等化回路
JP2004328436A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Anritsu Corp A/d変換装置
JP2005348156A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Nec Electronics Corp 受信装置及びアナログ・ディジタル変換装置
JP2007150640A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Hitachi Communication Technologies Ltd 時間インターリーブad変換器
US20070205934A1 (en) * 2006-01-06 2007-09-06 Thales Time interleaved analogue/digital conversion device with self adaptive equalisation
US20080084337A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Optichron, Inc. Adaptive composite analog to digital converter
WO2008114312A1 (ja) * 2007-03-16 2008-09-25 Fujitsu Limited 拡散スイッチを有するサンプルホールド回路及びそれを利用したアナログデジタルコンバータ
JP2010045792A (ja) * 1998-06-30 2010-02-25 Qualcomm Inc ディジタルーアナログ変換器における直流オフセット補正のための方法及び装置
US20110063148A1 (en) * 2008-08-29 2011-03-17 Broadcom Corporation Imbalance and distortion cancellation for composite analog to digital converter (ADC)

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010026578A1 (en) 1994-12-19 2001-10-04 Takeshi Ando Code division multiple access transmitter and receiver
JP2655116B2 (ja) 1994-12-19 1997-09-17 日本電気株式会社 Cdma送受信機
JP3504071B2 (ja) 1996-06-27 2004-03-08 松下電器産業株式会社 ダイレクトコンバージョン受信機
US6690311B2 (en) * 1998-11-20 2004-02-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Adaptively calibrating analog-to-digital conversion with correction table indexing
US7245638B2 (en) * 2000-07-21 2007-07-17 Broadcom Corporation Methods and systems for DSP-based receivers
JP4560187B2 (ja) * 2000-08-30 2010-10-13 株式会社アドバンテスト インターリーブad変換方式波形ディジタイザ装置
US6339390B1 (en) * 2000-10-04 2002-01-15 Scott R. Velazquez Adaptive parallel processing analog and digital converter
US6473013B1 (en) * 2001-06-20 2002-10-29 Scott R. Velazquez Parallel processing analog and digital converter
US7312734B2 (en) * 2005-02-07 2007-12-25 Analog Devices, Inc. Calibratable analog-to-digital converter system
US7119724B1 (en) * 2005-05-25 2006-10-10 Advantest Corporation Analog digital converter and program therefor
JP4593430B2 (ja) * 2005-10-07 2010-12-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 受信機
CN101416394B (zh) * 2006-03-31 2011-09-28 Nxp股份有限公司 用于a/d转换器的校准电路和方法
US7250885B1 (en) * 2006-04-03 2007-07-31 Analog Devices, Inc. System and method for using timing skew estimation with a non-sequential time-interleaved analog-to-digital converter
US7940198B1 (en) * 2008-04-30 2011-05-10 V Corp Technologies, Inc. Amplifier linearizer
JP5189828B2 (ja) * 2007-11-20 2013-04-24 株式会社日立製作所 アナログデジタル変換器チップおよびそれを用いたrf−icチップ
JP5189837B2 (ja) * 2007-12-27 2013-04-24 株式会社日立製作所 アナログデジタル変換器並びにそれを用いた通信装置及び無線送受信器
US7932849B2 (en) * 2008-12-24 2011-04-26 Mediatek Inc. Method for achieving high-speed analog-to-digital conversion without degrading accuracy, and associated apparatus
US7839323B2 (en) * 2008-12-29 2010-11-23 Intersil Americas, Inc. Error estimation and correction in a two-channel time-interleaved analog-to-digital converter
US8564462B2 (en) * 2010-09-08 2013-10-22 Broadcom Corporation Digital correction techniques for data converters

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04326869A (ja) * 1991-04-26 1992-11-16 Fujitsu General Ltd 波形等化回路
JP2010045792A (ja) * 1998-06-30 2010-02-25 Qualcomm Inc ディジタルーアナログ変換器における直流オフセット補正のための方法及び装置
JP2004328436A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Anritsu Corp A/d変換装置
JP2005348156A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Nec Electronics Corp 受信装置及びアナログ・ディジタル変換装置
JP2007150640A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Hitachi Communication Technologies Ltd 時間インターリーブad変換器
US20070205934A1 (en) * 2006-01-06 2007-09-06 Thales Time interleaved analogue/digital conversion device with self adaptive equalisation
US20080084337A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Optichron, Inc. Adaptive composite analog to digital converter
WO2008114312A1 (ja) * 2007-03-16 2008-09-25 Fujitsu Limited 拡散スイッチを有するサンプルホールド回路及びそれを利用したアナログデジタルコンバータ
US20110063148A1 (en) * 2008-08-29 2011-03-17 Broadcom Corporation Imbalance and distortion cancellation for composite analog to digital converter (ADC)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016066879A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社ソシオネクスト アナログデジタル変換器、半導体集積回路、及びアナログデジタル変換方法
US9553598B2 (en) 2014-09-24 2017-01-24 Socionext Inc. Analog-to-digital converter and semiconductor integrated circuit
JP2017017665A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Ad変換器、ad変換方法
JP2021515495A (ja) * 2018-03-07 2021-06-17 ザイリンクス インコーポレイテッドXilinx Incorporated 時間インターリーブされるアナログ−デジタル変換器における、チョッピングスイッチの時間スキュー校正
JP7374109B2 (ja) 2018-03-07 2023-11-06 ザイリンクス インコーポレイテッド 時間インターリーブされるアナログ-デジタル変換器における、チョッピングスイッチの時間スキュー校正

Also Published As

Publication number Publication date
KR101447777B1 (ko) 2014-10-08
CN102904574B (zh) 2016-01-13
US8860591B2 (en) 2014-10-14
JP5742556B2 (ja) 2015-07-01
CN102904574A (zh) 2013-01-30
KR20130014352A (ko) 2013-02-07
US20130027233A1 (en) 2013-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5742556B2 (ja) Adc
JP5835031B2 (ja) アナログデジタル変換器(adc),その補正回路およびその補正方法
JP5095007B2 (ja) アナログデジタル変換器および半導体集積回路装置
JP5142342B2 (ja) Ad変換回路
US7999707B2 (en) Apparatus for compensating for error of time-to-digital converter
US8836550B2 (en) System and method for digitally correcting mismatches in multipath ADCs
US20180267482A1 (en) Time-to-digital converter
TW200637165A (en) Receiver capable of correcting mismatch of time-interleaved parallel ADC and method thereof
JP5158034B2 (ja) 無線装置及び信号処理方法
Wang et al. Nested digital background calibration of a 12-bit pipelined ADC without an input SHA
JP4451486B2 (ja) アナログ/デジタル変換装置およびデジタル/アナログ変換装置
JP5286420B2 (ja) アナログデジタル変換器およびそれを用いた半導体集積回路装置
JP2011172199A (ja) ダイレクト・デジタル・シンセサイザ回路
JP5535166B2 (ja) アナログデジタル変換装置及び信号処理システム
US20100201553A1 (en) A/D Converter and Method for Enhancing Resolution of Digital Signal
JP5429328B2 (ja) 無線装置及び信号処理方法
JP2005159640A (ja) A−d変換器並列処理回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150407

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150420

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5742556

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350