SE519360C2 - Anordning samt metod av typen hoppa-över-och-fyll-i för bakgrundskalibrering av A/D-omvandlare - Google Patents

Description

20 25 30 519 . 2 möjligt undertrycka bakgrundskalibrering av A / D-omvandlaren vore önsk- värt, både ur signalkvalitets- och effekteffektivitetssynpunkt.

SUMMERING Ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla tekniker för bakgrundska- librering av A /D-omvandlare med lägre straff i bitfelshalt än enligt teknikens ståndpunkt.

Detta syfte uppnås i enlighet med bifogade krav.

Kortfattat bygger uppfinningen på insikten att bakgrundskalibrering normalt inte behövs under tidsperioder med stabila driftförhållanden. Genom an- vändning av “on-chip” eller “off-chip” givare för kritiska driftparametrar, så- som temperatur och matningsspänning, blir det möjligt att spåra driftför- hållanden under förändring och minska takten för överhoppning av sampel vid bakgrundskalibrering under stabila förhållanden, varigenom således bit- felshalten i stationårt tillstånd minskas. Ytterligare en fördel med detta till- vägagångssätt är att spårande av driftförhållanden även medför möjlighet att öka överhoppningstakten ifall dessa förhållande ändras mycket snabbt. I denna situation kan det vara bättre att öka den av bakgrundskalibrering or- sakade felnivån något för att erhålla en ständigt kalibrerad omvandlare.

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen, samt ytterligare syften och fördelar därmed, förstås bäst genom hänvisning till efterföljande beskrivning tillsammans med bifogade figurer, där: Fig. 1 är ett blockdiagram över en konventionell A/D-omvandlare med en interpolator; Fig. 2 är ett tidsdiagram som illustrerar sampling med A/D- omvandlaren i ñg. 1; 10 15 20 25 30 519 360 f; . o n c n | n nu Fig. 3 är ett förenklat blockdiagram över ett typiskt digitalt radiosystem; Fig. 4 är ett diagram som illustrerar hur driftförhållanden kan variera med tiden; Fig. 5 är ett tidsdiagram som illustrerar beteendet hos bitfelshalten på systemnivå efter en initial förgrundskalibrering av en A / D-omvandlare; Fig. 6 är ett tidsdiagram som illustrerar beteendet hos bitfelshalten på systemnivå då bakgrundskalibrering av en A/ D-omvandlare används; Fig. 7 är en utvidgad vy över diagrammet i fig. 6; Fig. 8 är att tidsdiagram som illustrerar beteendet hos bitfelshalten på systemnivå vid olika överhoppningstakter; Fig. 9 är ett diagram som illustrerar en exempliñerande metod att spåra förändringar av driftförhållanden; Fig. 10 är ett tidsdiagram som illustrerar beteendet hos bitfelshalten på systemnivå i en exemplifierande utföringsform av uppfinningen; Fig. 11 är ett tidsdiagram som illustrerar beteendet hos bitfelshalten på systemnivå i en annan exemplifierande utföringsform av uppfinningen; Fig. 12 är ett tidsdiagram som illustrerar beteendet hos bitfelshalten på systemnivå iytterligare en exempliñerande utföringsform av uppfinningen; Fig. 13 är ett flödesdiagram som illustrerar en exemplifierande utfö- ringsfonn av metoden för kalibrering av A/D-omvandlare i enlighet med upp- finningen; Fig. 14 är ett blockdiagram som illustrerar en exemplifierande utfö- ringsform av en anordning för kalibrering av A/D-omvandlare i enlighet med uppfinningen; Fig. 15 illustrerar en exemplifierande utföringsform av en övergångs- temperaturgivare; Fig. 16 illustrerar en annan exempliñerande utföringsform av en över- gångstemperaturgivare; Fig. 17 illustrerar en exemplifierande utföringsforrn av en förströmsgiva- re; Fig. 18 illustrerar en exemplifierande utföringsforrn av en matnings- spänningsgivare; och 10 15 20 25 30 519 360 | | u » u n 4 Fig. 19 är ett blockdiagram som illustrerar en exemplifierande utfö- ringsforrn av en detektor för förändringar av driftförhållanden.

DETALJERAD BESKRIVNING Ett av de mer populära tillvägagängssätten beträffande bakgrundskalibrering är att använda metoden hoppa-över-och-fyll-i (“skip-and-ñll”) [3, 4], såsom illustreras i fig. 1 och 2.

Fig. 1 är ett blockdiagram över en konventionell A/D-omvandlare med en in- terpolator. En analog signal förs till en A/D-omvandlare 10. De digitala samp- len förs vidare till en interpolator 12 och ett fördröjningselement 14. En om- kopplare 16 befinner sig vanligen i det indikerade övre läget, i vilket de digitala samplen från fördröjningselementet 14 matas ut med ett sarnplingsintervall T.

Vart kzte sarnpel tvingas omkopplaren 16 till det nedre läget, i vilket ett sam- pel hoppas över och ett interpolerat digitalt sampel från interpolatorn 12 i stället matas ut. Därefter återvänder omkopplaren 16 till det övre läget. Kalib- rering, eller en del av en fullständig kalibrering av A / D-omvandlaren 10, ut- förs under interpolationen. Detta förfarande upprepas periodiskt.

Fig. 2 är ett tidsdiagram som illustrerar sampling med A / D-omvandlaren i fig. 1. Den streckade linjen betecknar det verkliga värdet hos det överhoppade samplet. På grund av interpolationens begränsade bandbredd kan det inter- polerade värdet skilja sig från detta verkliga värde. Det interpolerade värdet ligger på den illustrerade interpolationskurvan, vilken bildas av omgivande sampel. Dessa omgivande sampel är anledningen till fördröjningselementet 14 i fig. 1 (för att kunna interpolera erfordras sampel både före och efter det över- hoppade sarnplet).

Ett exempel på ett digitalt radiosystem visas i fig. 3. En analog radiofrekvent (RF) signal tas emot och omvandlas till basbandet med hjälp av en RF-front 20. Signalen i basbandet digitaliseras sedan av en A/D-omvandlare 22 och behandlas ytterligare i digital form av en enhet 24 för digital signalbehand- 10 15 20 25 30 519 'auf š":: .ä I .å .Iïz- .å .". I. .Z 5 ling (“digital signal processing” , DSP). Överföringskvaliteten kan mätas som bitfelshalten (“bit error rate", BER) hos den digitala utsignalen dom. Överfö- ringskvaliteten begränsas vanligen av prestandan hos RF-fronten samt A/D- omvandlaren.

A/D-omvandlarens prestanda påverkas av en kombination av statiska fel, såsom bristande komponentöverensstämmelse och ett antal parametrar som representerar dess driftförhållanden. Exempel på sådana parametrar är temperatur, matningsspänning och förströmmar. Eftersom ett arbetsområde vanligen definieras för varje parameter, bildas en endimensionell eller flerdi- mensionell arbetsrymd. Som exempel visas i fig. 4 den tvädimensionella ar- betsrymden för övergångstemperatur I) och matningsspänning Vsup. En samtidig förändring av dessa två parametrar med tiden illustreras av kurvan (tiden ökar från to till tz).

Påverkan av bristande komponentöverensstämmelse och växlande driftför- hållanden kan minskas, t.ex. genom digital kalibrering. Ett problem är att effektiv digital kalibrering av A /D-omvandlare erfordrar att kalibreringskoef- ficienter uppdateras närhelst driftförhållandena har ändrats. En sådan om- kalibrering kan utföras i förgrunden eller bakgrunden.

Förgrundskalibrering blockerar dataflödet genom A / D-omvandlaren helt och hållet tills kalibreringssekvensen slutförts. I ett digitalt radiosystem skulle detta hindra all trafik under hela kalibreringssekvensen. Sådana avbrott är oacceptabla under all normal användning och således kan förgrundskalibre- ring endast användas vid uppstart eller då A/D-omvandlaren är fristående (”off-line”). Enligt teknikens ståndpunkt används därför bakgrundskalibre- ring för att lösa detta problem.

Bakgrundskalibrering stör också signalflödet i A/ D-omvandlare, fastän inte i lika hög grad som förgrundskalibrering. Förlusten i signalkvalitet är en funktion av fyllnadssamplens noggrannhet och mellanrummet mellan dem.

Ett större mellanrum mellan fyllnadssampel (eller en lägre överhoppnings- lO 15 20 25 30 519 360 . 6 takt) leder till mindre felenergi i en sampelsekvens av en viss längd. Om mellanrummet mellan fyllnadssampel är för stort kommer emellertid inte bakgrundskalibreringen att spåra snabba förändringar av driftförhållanden på ett effektivt sätt.

Skillnaden mellan förgrunds- och bakgrundskalibrering illustreras ur ett sy- stemnivåperspektiv i fig. 5 och 6.

Ett tillvägagångssätt med förgrundskalibrering kan finna den optimala upp- sättningen kalibreringskoefficienter vid uppstarten (t = O). Detta represente- ras på systemnivå av den låga bitfelshalten BERo. Allteftersom driftförhål- landen ändras med tiden, gör även bitfelshalten det och denna okontrollera- de variation kan vara tämligen stor, såsom indikeras i fig. 5.

Bakgrundskalibrering innefattar kontinuerlig upprepning av en kalibrerings- sekvens, där A/D-omvandling avbryts under ett förutbestämt antal sampel- positioner och de överhoppade samplen ersätts med fyllnadssampel, vilka i allmänhet erhålls genom interpolation. Användning av en relativt tät sekvens för bakgrundskalibrering (hög överhoppningstakt) kan medföra stabiliserad bitfelshalt även vid snabba förändringar av driftförhållandena. Detta illustre- ras i ñg. 6, där bitfelshalten i huvudsak är konstant. Fig. 7 är en utvidgad vy över diagrammet i fig. 6, där de överhoppade samplen illustreras med tick- markörer (mellan dessa sampel finns k-l vanliga sampel) och längden hos en kalibreringssekvens har indikerats. På grund av ”hoppa-över-och-fyll-i- funktionen” i bakgrundskalibrering, sker en ökning av den lägsta möjliga bitfelshalten - från optimala BERo till BER1 - som bestäms av tätheten hos sekvensen för bakgrundskalibrering samt fyllnadssamplens noggrannhet.

Enligt teknikens ståndpunkt upprepas sekvensen för bakgrundskalibrering kontinuerligt, oavsett ifall det behövs eller ej. Under stabila driftförhållanden finns dock i själva verket inget behov av kontinuerlig omkalibrering av A /D- omvandlaren. Även om fyllnadssampelfelet kan göras litet, representerar det 10 15 20 25 30 7 ändå ett onödigt A/D-omvandlingsfel. Därför bör bakgrundskalibrering un- dertryckas i så hög grad som möjligt vid stabila driftförhållanden.

Uppfinningen löser problemen med kontinuerlig bakgrundskalibrering genom att spåra förändringarna i driftförhållanden och anpassa bakgrundkalibre- ringens överhoppningstakt till förändringstakten hos driftförhållandena.

Fig. 8 är ett diagram motsvarande fig. 7 som illustrerar uppfinningens princi- per. Den första kalibreringssekvensen år densamma som i fig. 7 och har såle- des bitfelshalten BERi. Den andra kalibreringssekvensen är komprimerad, d.v.s. överhoppningstakten har ökats, såsom indikeras av det minskade mel- lanrummet mellan tickmarkörerna. Detta innebär en ökad bitfelshalt men också bättre spårande av snabbt förändrade driftförhållanden. Den tredje ka- libreringssekvensen i fig. 8 är utvidgad, d.v.s. överhoppningstakten har mins- kats, såsom indikeras av det ökade mellanrummet mellan tickmarkörerna.

Detta innebär en minskad bitfelshalt, till priset av en minskad förmåga att spåra snabba förändringar av driftförhållanden. Utvidgade kalibreringsse- kvenser är således lämpliga under perioder med stabila driftförhållanden.

Utifrån ovanstående diskussion inses att spårande av förändringar av driftför- hållanden är ett avgörande steg för att kontrollera bitfelshalten. Fig. 9 är ett diagram som illustrerar en exemplifierande metod att spåra sådana föränd- ringar. Varje driftförhållandeparameter betraktas som en vektorkomponent och varje vektor i fig. 9 representerar förändringen av driftförhållanden sedan senaste kalibreringssekvensen (kalibreringssekvenserna börjar vid tidpunkter to-ts). Ett lämpligt mått på den totala ändringen av driftförhållandena under en kalíbreringssekvens kan uttryckas som en sådan differensvektors magni- tud.

En differensvektors magnitud kan definieras på flera sätt. En möjlighet är AX: ÉCÅAWY 10 15 20 25 30 519 360 " 8 där AX är differensvektorns magnitud, Axi är förändringarna av driftförhållandeparametrar, N är antalet driftförhållandeparametrar, och c: är viktkoefficienter som anger de olika parametrarnas relativa betydel- se.

En annan möjlighet är N AX = zlcilAxil [Z Ännu en annan möjlighet är Ax = mfxtilßxfu) I det sistnämnda exemplet representerar den största (viktade) magnituden hos en komponent den totala förändringen.

Fig. 10 är ett tidsdiagram som illustrerar beteendet hos bitfelshalten på sy- stemnivå i en exemplifierande utföringsform av uppfinningen. I denna utfö- ríngsform ökas överhoppningstakten till en högre takt ifall måttet som repre- senterar förändringen av driftförhållanden under en kalibreringssekvens överskrider ett MAX-värde. Ã andra sidan minskas överhoppningstakten till en lägre takt ifall måttet underskrider ett MIN-värde. Ifall måttet ligger mellan MAX och MIN-värdena, används standardtakten för överhoppning.

I fig. 9 antas den första differensvektom mellan to och t1 befinna sig mellan MAX och MIN-värdena. Den första kalibreringssekvensen mellan ti och t2 i fig. 10 kommer således att ge upphov till den “normala” bitfelshalten BER1. Under denna kalibreringssekvens har driftförhållandena förändrats snabbare, vilket kan utläsas av den längre differensvektom mellan t1 och t2 i fig. 9. Denna längre vektor antas ha en magnitud som överskrider MAX-värdet. Överhopp- ningstakten kommer således att ökas och kalibreringssekvensen att kompri- meras i tiden, såsom indikeras av kalibreringssekvensen mellan tz och ta i fig. 10 15 20 25 30 519 360 10. Som ses i fig. 10 orsakar detta även att bitfelshalten stiger ovanför BER1.

Nästa differensvektor mellan tz och t: i fig. 9 överskrider också MAX-värdet i längd och därför blir även nästa kalibreringssekvens mellan ts och tA i ñg. 10 komprimerad. Mellan t: och ta expanderas kalibreringssekvensen igen till normal överhoppningstakt på grund av differensvektorer av normal längd mellan ts och ts i ñg. 9. Mellan ts och tv i fig. 9 inträffar endast små förändring- ar av driftförhållanden och således är differensvektorerna korta med en mag- nitud mindre än MIN-värdet. Detta medför att det kommer att ñnnas utvidga- de kalibreringssekvenser med en överhoppningstakt lägre än normalt mellan ts och ts i ñg. 10. Utifrån denna beskrivning inses att ifall driftförhållanden förändras långsamt större delen av tiden, kommer den genomsnittliga bitfels- halten BER2 att ligga mellan BERo och BER1.

En komplikation beträffande proceduren som beskrivits med hänvisning till ñg. 9 och 10 är att differensvektorerna representerar ändringar under tidspe- rioder av olika längd ifall kalibreringssekvenserna inte har samma överhopp- ningstakt. En möjlig lösning är att multiplicera förändringsmått erhållna från icke normala sekvenser med en skalfaktor som kompenserar för tid. På detta sätt kommer alla mått att avse samma tidsperiod. En annan möjlighet är att ha olika MAX och MIN-värden för normala och icke normala sekvenslängder, varigenom tidkompenseringen inkluderas direkt i MAX och MIN-värdena.

Ett alternativ till att mäta förändringen av driftförhållandeparametrar vid slu- tet av varje kalibreringssekvens är att regelbundet utföra mätningarna. På detta vis blir tidsperioden för mätning alltid densamma. Denna tidsperiod kan exempelvis vara lika med en kalibreringssekvens av normal längd. Den upp- mätta förändringen under en sådan tidsperiod påverkar överhoppningstakten hos nästa kalibreringssekvens, fastän denna sekvens eventuellt inte börjar exakt när mätningen slutfördes. Det är emellertid också möjligt att ändra överhoppningstakten inom en kalibreringssekvens (utan att vänta tills nästa sekvens börjar). 10 15 20 25 30 519 360 oo un: 10 En annan utföringsform av uppfinningen innefattar mer troliga överhopp- ningstakter. I denna utföringsform ökas överhoppningstakten så länge som förändringsmåttet från föregående kalibreringssekvens överskrider MAX- värdet, tills en övre gräns för överhoppningstakten nås. På liknande sätt minskas överhoppningstakten så länge som förändringsmåttet från föregående kalibreringssekvens underskrider MIN-värdet, tills en nedre gräns för över- hoppningstakten nås. Slutligen ökas eller minskas överhoppningstakten så länge som förändringsmåttet från den föregående kalibreringssekvensen ligger mellan MAX och MIN-värdena, beroende på huruvida den föregående över- hoppningstakten var lägre eller högre än den normala överhoppningstakten, tills den normala överhoppningstakten nås. Fig. ll illustrerar denna utfö- ringsforrns typiska beteende.

I en förenklad utföringsform finns endast ett tröskelvärdet för förändring. Om tröskelvärdet överskrids väljs en högre överhoppningstakt. Om förändrings- takten underskrider tröskelvärdet väljs en lägre överhoppningstakt.

Utföringsformen i föregående stycke kan även utvidgas till att innefatta ytterli- gare överhoppningstakter mellan den högre och den lägre överhoppningstak- ten. Om tröskelvärdet överskrids väljs en högre överhoppningstakt tills en maximal överhoppningstakt näs. Om föråndringstakten underskrider tröskel- värdet väljs en lägre överhoppningstakt tills en minimal överhoppningstakt nås. Fig. 12 illustrerar denna utföringsforrns typiska beteende.

I stället för att stegvis öka eller minska överhoppningstakten, är det även möjligt att välja ett överhoppningsintervall k som huvudsakligen är propor- tionellt mot den inverterade förändringstakten, till exempel k = ROUND(a Ax Överhoppningsintervallet kan mer allmänt vara en funktion av AX och At. 10 15 20 25 30 519 360 a o o o ~ ø o n . ø c n no 11 Fig. 13 år ett flödesdiagram som illustrerar en exemplifierande utföringsform av metoden enligt uppfinningen. Steg S1 bestämmer ändringen av driftförhål- landen genom att bestämma och kombinera ändringarna av driftparametrar- na, exempelvis i enlighet med en av ovanstående ekvationema. Steg S2 be- stämmer huruvida förändringen överskrider ett förutbestämt tröskelvårde. Om så är fallet, sätter steg S3 överhoppningstakten för nästa kalibreringssekvens till den högre takten. I annat fall sätter steg S4 överhoppningstakten till den lägre takten. Efter steg S3 eller S4 återvänder proceduren till steg S1. Steg S1 och S2 utförs vid slutet av varje kalibreringssekvens.

Fig. 14 är ett blockdiagram som illustrerar en exemplifierande utföringsform av en anordning för kalibrering av A/D-omvandlare i enlighet med uppñn- ningen. En uppsättning givare 100 för driftförhållandeparametrar detekterar rådande driftförhållanden, vilka representeras av parametrar x1,..., m. I denna utföringsform antas givarna 100 vara integrerade på samma chips som själva A/D-omvandlaren. Utföringsformer där några eller alla givare tillhandahålls separat från chippet är emellertid också möjliga. Den uppmätta parametern förs, i analog eller digital form, vidare till en detektor 102 för ändring av drift- förhållanden, vilken bestämmer ett förändringsmått, exempelvis i enlighet med en av ovanstående ekvationer och bestämmer huruvida detta mått överskrider ett förutbestämt förändringströskelvärde. En styrsignal CTRL_SKP_RT för ka- librering förs till en styrenhet 104 för kalibrering, vilken sätter överhopp- ningstakten för nästa sekvens för bakgrundskalibrering till ett högt eller lågt värde beroende av huruvida det bestämda förändringsmåttet överskrider trös- kelvärdet eller ej. I utföringsformen i ñg. 10 illustreras ändringsdetektorn 102 och styrenheten 104 som att de befinner sig utanför A / D-omvandlingschippet.

Utföringsformer där det ena eller båda dessa element integrerats i själva A /D- omvandlaren är emellertid lika genomförbara. När den placeras utanför A/ D- omvandlingschippet, kan ändringsdetektorn 102 implementeras genom an- vändning av en mikroprocessor, signalprocessor eller en “field-programmable gate-array” (FPGA). När den placeras på chippet, kan den implementeras som en tillåmpningsspecifik integrerad krets (ASIC). 10 15 20 25 30 519 360 12 Eftersom det i själva verket inte finns något behov av att detektera parame- trars absolutvärden korrekt, kan driftförhållandena detekteras med enkla “on-chip” eller “off-chip” anordningar med lägre effektförlust. Det enda kra- vet är att de relativa förändringarna kan detekteras med tillräcklig upplös- ning och hastighet. Anta till exempel att temperaturförändringar på 0,1 °C eller mindre ska detekteras inom ett temperaturområde på O - 90 °C. Då år det möjligt att använda en 10 bitars A/D-omvandlare för ett nominellt kvan- tiseringsområde på -5 till +95 °C. Detta motsvarar en temperaturupplösning på 0,1 °C. En eventuell förskjutning av temperaturskalan med några få °C, till exempel på grund av variationer vid tillverkning av givarna, är normalt acceptabel.

Fig. 15 illustrerar en exemplifierande utföringsform av en övergångstempera- turgivare. I denna utföringsform detekteras temperatur med en spänningsrefe- rens VPrAr proportionell mot absoluttemperatur (“Proportional To Absolute Temperature”, PPAT) och en spänningsreferens Vnx oberoende av temperatur och eventuellt även av matningsspänning.

Fig. 16 illustrerar en annan exemplifierande utföringsform av en övergångs- temperaturgivare. I denna utföringsforrn har spänningsreferenserna i fig. 15 ersatts av motsvarande strömreferenser.

Fig. 17 illustrerar en exemplifierande utföringsform av en förströmsgivare. I denna utföringsform kan variationer i förström detekteras genom att jämföra en kopia av den övervakade förströmmen med en konstant referensström.

Fig. 18 illustrerar en exemplifierande utföringsform av en matningsspännings- givare. I denna utföringsform detekteras variationer i spänning genom att dela upp matningsspänningen över två motstånd och jämföra den resulterande uppdelade spänningen med en konstant referensspänning, exempelvis från en bandgapsreferens på 1,25 V. 10 15 20 25 30 É':É'°:".:° 1": 'É " 13 Ytterligare detaljer beträffande implementering av givarutförandena, som be- skrivits med hänvisning till fig. 15-18, återfinns i [5], där PTAT och konstanta spänningar och strömmar beskrivs i detalj.

Fig. 19 är ett blockdiagram som illustrerar en exemplifierande utföringsform av en detektor för ändringar av driftförhållandena. Parametervärdena upp- mätta av givama 100 förs vidare till en uppsättning A/D-omvandlare 200. De digitaliserade värdena förs vidare till RAM-celler 202 och till adderare 204.

Adderarna 204 bildar differenser mellan de uppmätta parametervärdena och värdet som lagrats i RAM-cellerna 202 vid föregående kalibreringsstart. En enhet 206 bestämmer ett förändringsmått, exempelvis i enlighet med en av ovanstående ekvationer. Detta förändringsmått förs vidare till en tröskelvär- desenhet 208. Om förändringsmåttet överskrider tröskelvärdet, väljer en CTRL_SKP_RT-signal en högre överhoppningstakt. Annars väljer den en lägre överhoppningstakt. Enheten 206 genererar också en signal som möjliggör att skriva in givarnas aktuella värden till RAM-cellerna 202 varje gång ett föränd- ringsvärde har bestämts.

För att minska inverkan av brus och ”språng” (glitches) och generellt förbätt- ra noggrannheten hos uppskattade kalibreringskoefñcienter, kan medelvär- desbildning av koefficienter från ett flertal kalibreringssekvenser användas för att statistiskt förfina kalibreringen.

En av fördelarna med uppfinningen jämfört med teknikens ståndpunkt är att den möjliggör kontrollerad bakgrundskalibrering. Genom att minska bak- grundskalibreringens överhoppningstakt vid stabila driftförhållanden, av- bryts inte signalflödet genom A/ D-omvandlaren lika ofta och således förbätt- ras bitfelshalten.

En annan fördel är att låg överhoppningstakt vid bakgrundskalibrering spa- rar effekt. Denna egenskap är speciellt attraktiv för batteridriven utrustning, såsom mobilterminaler. 10 15 20 25 30 519 360 _ 14 Uppñnningen representerar en generisk metod, som kan appliceras på bak- grundskalibrering av de flesta kända uppbyggnader av A/D-omvandlare och täcker således ett stort antal tillämpningar, inte enbart de som hänför sig till digitala radiosystem.

Uppfinningen är inte begränsad till ett särskilt kalibreringssystem. I stället blir det genom användning av uppfinningen möjligt att förbättra det totala systemets prestanda vid användning av ett stort antal nya och befintliga sy- stem för bakgrundskalibrering.

Vidare är uppfinningen inte begränsad till hoppa-över-och-fyll-i- bakgrundskalibreringen av interpolationstyp som använts för illustration.

Den är lika tillämpbar på vilken bakgrundskalibrering som helst som då och då stör dataflödet genom huvudomvandlingsvägen. Till exempel är det möj- ligt att använda en hjälp A/D-omvandlare med lägre prestanda för att sampla de sampel som huvud A / D-omvandlaren hoppar över.

Fackmannen inser att olika modifikationer och förändringar av uppfinningen kan utföras utan avvikelse från dess ram, vilken definieras av bifogade krav.

REFERENSER [1] Det amerikanska patentet US 5,499,027, A. N. Karanicolas och H.-S.

Lee, “Digitally self-calibrating pipeline analog-to-digital converter”. [2] O. E. Erdogan, P. J. Hurst och S. H. Lewis, “A l2b Digital- Background-Calibrated Algorithmic ADC with -90dB THD”, 1999 Intl.

Solid-State Circ. Conf., sid. 316-317, feb. 1999, IEEE. [3] U.-K. Moon och B.-S. Song, “Background Digital Calibration Techni- ques for Pipelined ADC's”, IEEE Trans. Circ. Syst.- H, sid. 102-109, vol. 44, nr. 2, feb. 1997, IEEE. 519 360 15 [4] S.-U. Kwak, B.-S. Song och K. Bacrania, “A 15-b, S-Msample/ s Low- Spurious CMOS ADC", IEEE J. Solid-State Circ., sid. 1866-1875, vol. 32, nr. 12, dec. 1997, IEEE. [5] B. Razavi, “Design of Analog CMOS Integrated Circuits”, McGraW-Hill, sid. 361-388.

Claims (20)

10 15 20 25 30 519 360 16 PATE NT KRAV

1. En metod av typen hoppa-över-och-fyll-i för bakgrundskalibrering av A/ D- omvandlare, kännetecknad av spårande av förändringar av driftförhållanden; och anpassning av överhoppningstakten för bakgrundskalibrering till för- ändringstakten hos A/D-omvandlares driftförhållanden.

2. Metoden enligt krav 1, kännetecknad av bestämning av ett mått representerande en förändring av åtminstone en driftförhållandeparameter; ökande av nämnda överhoppningstakt ifall nämnda mått överskrider ett förutbestämt förändringströskelvärde; och minskande av nämnda överhoppningstakt ifall nämnda mått under- skrider nämnda förändringströskelvärde.

3. Metoden enligt krav 1, kännetecknad av bestämning av ett mått representerande en förändring av åtminstone en driftförhållandeparaineter; ökande av nämnda överhoppningstakt ifall nämnda mått överskrider ett första förutbestämt tröskelvärde; och minskande av nämnda överhoppningstakt ifall nämnda mått under- skrider ett andra förutbestämt tröskelvärde.

4. Metoden enligt krav 2, kännetecknad av upprepat utförande av nämnda bestämningssteg.

5. Metoden enligt krav 4, kännetecknad av ökande av nämnda överhopp- ningstakt så länge som nämnda mått överskrider nämnda förändringströskel- värde tills en maximal överhoppningstakt nås. 10 15 20 25 30 519 560 f; 17

6. Metoden enligt krav 4 eller 5, kännetecknas! av minskande av nämnda överhoppningstakt så länge som nämnda mätt inte överskrider nämnda för- ändringströskelvärde tills en minimal överhoppningstakt näs.

7. Metoden enligt krav 3, kännetecknad av upprepat utförande av nämnda bestämningssteg.

8. Metoden enligt krav 7, kännetecknad av ökande av nämnda överhopp- ningstakt så länge som nämnda mått överskrider nämnda första tröskelvärde tills en maximal överhoppningstakt nås.

9. Metoden enligt krav 7 eller 8, kännetecknad av minskande av nämnda överhoppningstakt så länge som nämnda mått underskrider nämnda andra tröskelvärde tills en minimal överhoppningstakt nås.

10. Metoden enligt krav 1, kännetecknad av bestämning av ett mått representerande en förändringstakt hos åtmin- stone en driftförhållandeparanieter; och bestämning av en ny överhoppningstakt vid bakgrundskalibrering ge- nom utvärdering av en funktion av nämnda mått.

11. En anordning av typen hoppa-över-och-fyll-i för bakgrundskalibrering av A/ D-omvandlare, kännetecknad av organ (100) för spårande av förändringar av driftförhållanden; och organ (102, 104) för anpassning av överhoppningstakten vid bak- grundskalibrering till förändringstakten hos A / D-omvandlares driftförhällan- den.

12. Anordningen enligt krav 11, kännetecknad av organ (100, 102) för bestämning av ett mått representerande en föränd- ring av åtminstone en driftförhållandeparameter; organ (102, 104) för ökande av nämnda överhoppningstakt ifall nämnda mått överskrider ett förutbestämt förändringströskelvärde; och 10 15 20 25 30 519 360 18 organ (102, 104) för minskande av nämnda överhoppningstakt ifall nämnda mått underskrider nämnda förändringströskelvärde.

13. Anordningen enligt krav 11, kännetecknad av organ (100, 102) för bestämning av ett mått representerande en föränd- ring av åtminstone en driftförhållandeparameter; organ (102, 104) för ökande av nämnda överhoppningstakt ifall nämnda mått överskrider ett första förutbestämt tröskelvärde; och organ (102, 104) för minskande av nämnda överhoppningstakt ifall nämnda mått underskrider ett andra förutbestämt tröskelvärde.

14. Anordningen enligt krav 12, kännetecknad av organ (100, 102) för uppre- pat utförande av nämnda bestämningssteg.

15. Anordningen enligt krav 14, kännetecknad av organ (102, 104) för ökan- de av nämnda överhoppningstakt så länge som nämnda mått överskrider nämnda förändringströskelvärde tills en maximal överhoppningstakt nås.

16. Anordningen enligt krav 14 eller 15, kännetecknad av organ (102, 104) för minskande av nämnda överhoppningstakt så länge som nämnda mått inte överskrider nämnda förändringströskelvärde tills en minimal överhoppnings- takt nås.

17. Anordningen enligt krav 13, kännetecknad av organ (100, 102) för uppre- pat utförande av nämnda bestämningssteg.

18. Anordningen enligt krav 17, kännetecknad av organ (102, 104) för ökan- de av nämnda överhoppningstakt så länge som nämnda mått överskrider nämnda första tröskelvärde tills en maximal överhoppningstakt nås.

19. Anordningen enligt krav 17 eller 18, kännetecknad av organ (102, 104) för minskande av nämnda överhoppningstakt så länge som nämnda mått un- 10 519 360 19 derskrider nämnda andra tröskelvärde tills en minimal överhoppningstakt nås.

20. Anordningen enligt krav 11, kännetecknad av organ för bestämning av ett mått representerande en förändringstakt hos åtminstone en driftförhållandeparameter; och organ för bestämning av en ny överhoppningstakt vid bakgrundskalib- rering genom utvärdering av en funktion av nämnda mått.