双通道时间交替模数转换器增益和时序误差的实时校准

　　估算算法包括三个步骤：

　　1. 提取出校准信号，并采用LMS算法在子ADC输出端消除校准信号，产生时间离散信号x₀和x₁。这一算法要求在校准频率上施加数字余弦/正弦参考信号。余弦波信号的产生可使用大小为4K (实际中K<64)的小规模查找表(LUT)来实现，而正弦波信号则可通过简单地延时K值由余弦波信号来产生。

　　2. 如图2所示，使用LMS算法，可从提取出的x₀和x₁信号中相应地估算出系数h₀和h₁。

　　3. 从等式3中得到的线性方程组中可计算出增益和时序误差。

　　估算完成后，增益和时序误差被输入到数字校准引擎，使用简单的数字乘法器可对增益进行补偿，时序误差的校准可采用修正的小数延时滤波器完成，通过使用多相和对称方法可降低滤波器实现的复杂度。估算和校准引擎都在子ADC采样速率下运行，估算模块还可以采用降采样的方案以便进一步优化。

　　3 概念验证

　　可以使用图3中所示的测试设置产生包含下述特性的复合测试信号：

　　● 中心为300 MHz的一路TM3.1、20 MHz LTE载波

　　● 253.44 MHz、-35 dBFS校准正弦波，对应于S=1、K=8、P=2K，

　　由于该测试设置具有低噪声和高线性度D/A转换器]以及数控可变增益放大器(DVGA)，因此拥有非常高的动态范围。这里采用了集成有高分辨率可调增益和时序误差功能的商用14位/500Msps TIADC。ADC原始数据通过FPGA进行采集，并使用Matlab软件和IDT公司的校准算法来处理这些数据。TIADC的增益和时序误差分别被设置为大约0.5dB和5ps，以便对最差情况进行仿真。

　　图4所示为校准前、后的数据功率谱图。LTE载波镜像在校准前是-80dBFS，校准后减小了大约30dB，为-110dBFS水平。校准信号及其镜像已经被提取和抵消算法完全消除，此性能是在大约200μs收敛时间内取得的。

　　校准信号保持不变，而LTE载波中心频率则从50 MHz扫频到400 MHz，以便对频率行为进行评估。如图5所示，得到的镜像抑制(image rejection)表明，在两个第一奈奎斯特区内，动态范围的改进至少保持了30 dB。正如所预期的一样，如果带宽误差没有得到校准，会导致频率受到限制，从而使镜像抑制能力下降。