【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于模数转换器，更为具体地讲，涉及一种基于lut的adc积分非线性误差实时校准方法。
技术介绍
1、高速模数转换器(analog to digital converter,adc)是一种将模拟信号转换成数字信号的器件，主要是通过对输入信号在模拟域和基准进行比较的方式完成模拟输入数字化，以便于后于的数字信号处理。
2、随着芯片制备工艺的不断提高，adc的采样精度和速度得到不断提升，同时，其积分非线性(integral nonlinearity,inl)误差也表现的越来越明显。inl误差是表征adc的线性度和失码现象的重要参数，是表征adc性能的重要参数之一。adc的inl误差的存在，会降低adc的信噪比和无杂散动态范围，影响adc信息转换的准确度，而目前现有的对inl误差的校准技术仍存在校准实时性的缺陷。因此，提出一种实时准确的inl误差校准方法来补偿adc的inl误差，从而提高adc的精度对于工业生产是十分有价值的。
3、在inl的误差校准过程包括误差估计和误差补偿两部分，本专利技术重点是在误差补偿部分。目前常见的对adc进行非线性校准的方法有基于inl(n)曲线的解析反函数法和查找表(look-up table,lut)法两种。基于inl(n)曲线的解析反函数法依靠inl(n)曲线和inl近似类型的多项式系数来对非线性进行补偿，并且要求inl(n)中相邻两码n的差值不大于最低有效位(least significant bit，lsb)的0.5倍，保证adc传递函数(transferfuncti
4、差分非线性(differential nonlinearity,dnl)和积分非线性是adc的重要指标，它反应的是实际传输曲线和理想传输曲线之间的偏差。在ieee标准中，微分非线性和积分非线性都是基于adc码字转换的阈值电压进行定义。inl被定义为n位adc在校正静态增益和偏移后的实际和理想代码转换电平之差。inl是为每个数字输出代码索引k∈[0,2n-1]定义2n长度序列，在最低有效位(least significant bit，lsb)中，inl的表达式如下：
5、
6、其中：
7、·tnom[k]和t[k]分别是理想和实际代码转换电平
8、·g是增益因子
9、·vos是失调电压
10、·是工作在电压范围vfs上的adc的理想码仓宽度
11、·vfs是adc输入单元的满量程
12、·n是adc每个采样的数字化位数
13、理想情况下，adc的每个输出码字与相等宽度的电压范围相关联，故而理想adc的模数转换方案由阶梯转换特性来描述。在这种理论描述中，模拟输入的数字表示的准确性仅受adc分辨率的限制。然而，在实际应用中，电子元器件会影响不同类型的adc产生inl误差，尤其是晶体管电压净空的减少会增加高速高分辨率adc的非线性误差。例如流水线adc由于电路开关闭合时间偏差和电容的匹配精度问题，表现出非线性特性；闪存adc由于比较器中的随机偏移和电阻阶梯中的不匹配问题，表现出非线性特性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于lut的adc积分非线性误差实时校准方法，采用数字加扰的处理方式解决了失码所带来的最终显示不连续的问题，从而无需扩展位宽不会增加数据处理量，能够实时校准非线性误差。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术一种基于lut的adc积分非线性误差实时校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、(1)、估计adc的积分非线性误差；
4、(1.1)、给adc模拟输入端输入标准信号x(t)，x(t)经过adc采集量化之后，得到失真数字信号x[m]；
5、(1.2)、统计x[m]中每个码字实际出现的次数，其中，记第i个码字出现的次数为h(i)，i＝0,1,2,…,n-1，n表示adc输出码的码仓序列编号；
6、(1.3)、估计adc的积分非线性误差inl(n)；
7、
8、
9、其中，hideal(i)为表示第i个码字理论上出现的次数；
10、(2)、根据adc的误差范围和步进，将adc的积分非线性误差inl(n)编码为补偿码error，并将补偿码error通过上位机下发至ram中存储；
11、(3)、adc从ram中读取补偿码error，再将补偿码error作为case语句的选择值，通过case语句检索到实际补偿值
12、(4)、将失真数字信号x[m]与实际补偿值相加，得到误差抵消但位宽扩展的数字信号其中，包括整数部分和小数部分，小数部分由加在x[m]上产生；
13、(5)、产生随机数扰码：
14、(5.1)、将环形振荡器通过反相器产生固定周期的振荡，其输出作为d触发器的数据输入，pll的输出作为d触发器的时钟信号输入，通过d触发器的亚稳态产生随机数；
15、(5.2)、将随机数通过线性移位寄存器生成随机码，作为数字加扰所需的扰码；
16、(5.3)、根据inl的补偿精度，从随机码中截取所需的随机数扰码；
17、(6)、确定的整数和小数位宽，然后将随机数扰码加在的小数部分得到数字信号
18、(7)、截位输出；
19、确定的小数位宽，得出整数位数，再进行溢出判断后，将根据位宽要求进行截位输出。
20、本专利技术的专利技术目的是这样实现的：
21、本专利技术基于lut的adc积分非线性误差实时校准方法，基于查找表的原理，将误差估计步骤中计算得出的误差编码成为补偿码寄存在ram当中，以adc的输出码字作为补偿码的寄存地址，通过在后续逻辑中，将补偿码所对应的实际补偿值补偿到输出码字中，从而达到补偿误差的目的；相较于传统lut方法无法实现实时处理，本专利技术会对补偿后数据进行数字加扰，保证在不缺失码字的基础上位宽一致而达到实时处理的目的。
22、同时，本专利技术基于lut的adc积分非线性误差实时校准方法还具有以下
23、有益效果：
24、(1)、本专利技术通过对失真数字输出加上补偿码抵消其误差，对积分非线性误差进行补偿校准；
25、(2)、本专利技术通过对补偿后码字加上扰码，使得输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于LUT的ADC积分非线性误差实时校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于lut的adc积分非线性误差...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵禹，叶芃，赵勇，陈敬昊，孟婕，黄武煌，杨扩军，张沁川，邱渡裕，龙海逸，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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