[go: up one dir, main page]

DE60022361T2 - Paralleler analog-digital-wandler - Google Patents

Paralleler analog-digital-wandler Download PDF

Info

Publication number
DE60022361T2
DE60022361T2 DE60022361T DE60022361T DE60022361T2 DE 60022361 T2 DE60022361 T2 DE 60022361T2 DE 60022361 T DE60022361 T DE 60022361T DE 60022361 T DE60022361 T DE 60022361T DE 60022361 T2 DE60022361 T2 DE 60022361T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
analog
parallel
digital value
conversion
value
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60022361T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60022361D1 (de
Inventor
Erik Jan EKLUND
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.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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 Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Application granted granted Critical
Publication of DE60022361D1 publication Critical patent/DE60022361D1/de
Publication of DE60022361T2 publication Critical patent/DE60022361T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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
    • H03M1/0634Continuously 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 averaging out the errors, e.g. using sliding scale
    • H03M1/0656Continuously 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 averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the time domain, e.g. using intended jitter as a dither signal
    • H03M1/066Continuously 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 averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the time domain, e.g. using intended jitter as a dither signal by continuously permuting the elements used, i.e. dynamic element matching
    • H03M1/0673Continuously 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 averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the time domain, e.g. using intended jitter as a dither signal by continuously permuting the elements used, i.e. dynamic element matching using random selection of the elements
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen parallelen Analog-Digital-Wandler und ein Verfahren zum Umwandeln von Analogwerten in Digitalwerte in parallelen, unabhängig arbeitenden Verfahren.
  • STAND DER TECHNIK
  • In drahtlosen Kommunikationseinrichtungen müssen ankommende Signale häufig in eine Digitalform umgewandelt werden. Auch müssen aus der Einrichtung auszugebende Digitalsignale häufig in eine Analogform umgewandelt werden. Ein Schaltschema einer bei einer derartigen Kommunikation benutzten typischen einfachen Schaltung ist in 1 dargestellt. Ein Analog-Digital-Wandler (ADC – analog-to-digital converter) 1 ist mit einer Leitung 5 verbunden und gibt Digitaldaten an einen Signalprozessor 9 ab, der mit nicht gezeigten Benutzerschaltungen kommuniziert, um Informationen dahin weiterzuleiten. In wirklichen Ausführungsformen weist der ADC eine Übertragungsfunktion auf, die immer Fehler enthält. Die Fehler ergeben eine verschlechterte Leistung hinsichtlich des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR – signal-to-noise ratio) und ungewollten freien Dynamikbereichs (SFDR – spurious free dynamic range). Bei einer typischen Anwendung ist die Leitung 5 mit irgendeiner Vorrichtung 8 zum Hochfrequenzempfang verbunden, die eine Antenne 10 benutzt.
  • Für einige Anwendungen kann ein einziger Analog-Digital-Wandler zu langsam sein. Dann wird eine Mehrzahl von einzelnen oder individuellen, ADC-Zellen oder ADC-Kanälen genannten ADC angeordnet, die die aufeinanderfolgenden Abtastwerte in einem zyklischen Vorgang umwandeln, wobei die Umwandlung in jeder Zelle parallel zu oder zeitlich gemultiplext mit der Umwandlung in anderen Zellen durchgeführt wird, wobei der Umwandlungsvorgang für die aufeinander abgetasteten Analogwerte zu aufeinanderfolgenden Zeiten beginnt. Eine solche zusammengesetzte Vorrichtung wird eine parallele ADC-Vorrichtung genannt (PSA-ADC), siehe z.B. US-Patent 5,585,796 für Christer M. Svensson et al.. In 2 ist schematisch eine solche parallele ADC-Vorrichtung mit m parallelen Kanälen dargestellt. Das Eingangs-Analogsignal VS wird durch sich nacheinander schließende Schalter in Abtast- und Halteschaltungen 111 , 112 , ..., 11m abgetastet, jeweils eine für ADC 131 , 132 , ..., 13m , die durch Taktsignale in einer Zeitsteuereinheit 15 gesteuert werden, um den in der entsprechenden Abtast- und Halteschaltung zu haltenden bzw. zu speichernden Momentanwert von VS herzustellen. Der mit einer Abtast- und Halteschaltung verbundene ADC vergleicht den darin gehaltenen Wert mit Bezugswerten. Die ADC liefern die Ausgangsworte auf Ausgangsleitungen an einen Multiplexer 17 ab, von dem ein Fluß von Digitalworten als Ausgabe der Gesamtvorrichtung erhalten wird. Die Bandbreite der gesamten Signalinformationen von der zusammengesetzten Vorrichtung wird daher ein Mehrfaches der Bandbreite von einem einzigen ADC-Kanal sein.
  • In 3 ist ein Zeitdiagramm des Umwandlungsverfahren in der zusammengesetzten ADC-Vorrichtung der 2 dargestellt. Es wird beobachtet, daß es für jeden ADC eine Zeitperiode mit Länge tc gibt, in der die Umwandlung eines Abtastwerts ausgeführt wird, gefolgt durch eine bei 19 abgedeutete kurze Zwischenzeitperiode, die eine Länge gleich 0 aufweisen kann.
  • Jeder Kanal wiederholt den Umwandlungsvorgang mit einer Frequenz fc, wobei die Umwandlungszeit tc kleiner als 1/fc, d.h. 1/fc > tc. Die Umwandlungsfrequenz der gesamten Vorrichtung beträgt dann fc.tot = m·fc. Bei einer ADC-Vorrichtung ist eine ausreichende Anzahl paralleler Zellen angeordnet, um diese Gesamt-Umwandlungsfrequenz so hoch wie erforderlich zu machen.
  • Die schräge Linie in 3 zeigt den Zeitversatz der ADC-Zellen, wobei die Startzeiten zwischen aufeinanderfolgenden Zellen die Neigung bestimmen, die dann gleich 1/(m·fc) ist. Wenn eine ADC-Vorrichtung eine Gesamtumwandlungsfrequenz von fc.tot aufweisen soll und die Umwandlungszeit tc für eine Einzelzelle beträgt, ist die erforderliche Anzahl m paralleler Zellen gegeben durch: m = fc.tot/fc = fc.tot·(1/fc) > fc.tot·tc und wird allgemein als die kleinste ganze Zahl ausgewählt, die diese Bedingung erfüllen.
  • Die Zellen in einer solchen parallelen ADC-Vorrichtung arbeiten stets in einer vorbestimmten Reihenfolge. Weiterhin werden die einzelnen Wandler in einer parallelen ADC-Vorrichtung jeweils irgendwelche charakteristischen oder systematischen Fehler wie beispielsweise Jitter und Stärkungsfehler aufweisen, die sich von den Eigenschaften des systematischen Fehlers der anderen Wandlerelemente unterscheiden. Dadurch werden unerwünschte Töne in Ausgangssignal der parallelen ADC-Vorrichtung erzeugt, wie beispielsweise Töne mit einer Frequenz entsprechend x·fc ± fin, wobei x eine ganze Zahl und fin eine Frequenz ist, die einen Fehler in den einzelnen ADC-Kanälen darstellt. Dieses Muster wird im allgemeinen der Dynamikbereich der zusammengesetzten ADC-Vorrichtung beschränkt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine parallele ADC-Vorrichtung mit einem erhöhten Dynamikbereich bereitzustellen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe, eine parallele ADC-Vorrichtung bereitzustellen, bei der die Amplitude von durch Unterschiede in den Eigenschaften der ADC-Elemente verursachten unerwünschten Tönen verringert wird.
  • In einer parallelen ADC-Vorrichtung ist eine Anzahl von Element-Wandlervorrichtungen vorgesehen, die parallel arbeiten, um aus periodisch mit einer vorbestimmten Abtastperiode oder Abtastfrequenz aus einem Eingangs-Analogsignal abgetasteten Analogwerten Digitalwerte zu bestimmen. Die Anzahl von Elementvorrichtungen und die Abtastperiode/Frequenz werden so ausgewählt, daß in jedem Moment mindestens eine Element-Wandlervorrichtung nicht aktiv ist und keine Umwandlung durchführt. Nach der durch eine Elementvorrichtung durchgeführten Umwandlung wird der nächste Abtastwert durch diese Elementvorrichtung oder durch eine vorher ruhende Elementvorrichtung umgewandelt. Diese Auswahl der nächsten Elementvorrichtung zur Durchführung einer Umwandlung wird durch einen Wahlgenerator gesteuert, der irgendein Signalmuster bereitstellt. Mit diesem Signalmuster wird ein Wähler gesteuert, der die eigentliche Auswahl durchführt. Der Wahlgenerator kann eine Folge von zufallsmäßig verteilten Nummern oder eine Folge mit einer langen Wiederholzeit, wie sie beispielsweise von einem Pseudozufallsgenerator erhalten wird, bereitstellen. Auch kann in manchen Fällen eine Folge mit einer kurzen Periode wie beispielsweise 0, 1, 0, 1, ... benutzt werden.
  • Durch Steuern der Wahl der nächsten Elementvorrichtung zur Durchführung einer Umwandlung auf zufällige Weise oder auf irgendeine systematische Weise mit ausreichender Periode wird das Muster im zusammengesetzten Ausgangssignal der parallelen ADC-Vorrichtung mit unerwünschten Tönen in Rauschen umgeformt. Die Gesamtenergie des durch die Unterschiede der Umwandlungseigenschaften der Elementvorrichtung voneinander verursachten Fehlers ist annähernd die gleiche wie für einen ADC ohne ruhende Elementvorrichtung, aber der Fehler ist im Frequenzbereich verteilt. In manchen Fällen kann das durch die Differenzen verursachte Rauschen sogar geringer als das Quantisierungsrauschen sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird nunmehr mittels nichtbegrenzter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist:
  • 1 ein Schaltschema von Vorrichtungen zum Empfangen von Funksignalen,
  • 2 ein Blockschaltbild einer parallelen ADC-Vorrichtung,
  • 3 ein Diagramm der Umwandlungszeiten der Zellen in einer parallelen ADC-Vorrichtung,
  • 4 ein Blockschaltbild einer parallelen ADC-Vorrichtung mit einem ruhenden Umwandlungskanal,
  • 5 ein Diagramm der Umwandlungszeiten der Zellen in der parallelen ADV-Vorrichtung der 4,
  • 6 ein Blockschaltbild einer in der parallelen ADC-Vorrichtung der 4 benutzten Zeitsteuereinheit,
  • 7 ein simuliertes Histogramm von aus einem parallelen ADC ohne ruhenden Kanal erhaltenen Ausgangscodes, und
  • 8 ein simuliertes Histogramm von aus einem parallelen ADC mit einem ruhenden Kanal erhaltenen Ausgangscodes.
  • BESCHREIBUNG BEVORUZGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In 4 ist schematisch eine parallele ADC-Vorrichtung dargestellt, die im allgemeinen der in Verbindung mit 2 beschriebenen Vorrichtung des Standes der Technik ähnelt, aber (m + 1) parallele Kanäle aufweist. In den Figuren ist m als gleich Vier gewählt worden, aber im allgemeinen Fall kann m jede beliebige Zahl größer als 1 sein. Das Eingangs-Analogsignal VS wird durch Abtast- und Halteschaltungen 111 , 112 , ..., 11m+1 abgetastet, jeweils eine für jeden ADC 131 , 132 , ..., 13m+1 , die durch Taktsignale an einer Zeitsteuereinheit 15' gesteuert werden, um den in der jeweiligen Abtast- und Halteschaltung zu haltenden bzw. speichernden Momentanwert des Analogsignals herzustellen. Die Taktsignale werden mit gleichförmiger Rate erzeugt, um das Analog-Eingangssignal zu periodisch auftretenden Zeiten abzutasten. Von dem mit einer Abtast- und Halteschaltung verbundenen ADC wird der darin gehaltene Wert mit Bezugswerten verglichen. Die ADC liefern die Ausgangsworte auf Ausgangsleitungen an einem Multiplexer 17 ab, von dem ein Fluß von Digitalworten mit der gleichen Rate wie der Abtastrate als Ausgabe der Gesamtvorrichtung erhalten wird, wobei jedes Ausgangs-Digitalwort das Eingangs-Analogsignal zu einer Zeit darstellt, die eine vorbestimmte Periode ist, die Latenz- bzw. Verzögerungsperiode der Umwandlungsvorrichtung, vor Abgabe des Ausgangsworts.
  • In 5 ist ein Zeitdiagramm dargestellt, das den Umwandlungsvorgang beispielhaft zeigt. Insbesondere ist zu beobachten, daß es für jeden ADC eine Zeitperiode mit einer Länge tc gibt, in der die Umwandlung eines Abtastwerts ausgeführt wird. Jeder Kanal kann daher den Umwandlungsvorgang mit einer Höchstfrequenz fc,max = 1/tc wiederholen. Es arbeiten jedoch in jedem Moment nur m ADC-Zellen parallel, was bedeutet, daß in jedem Moment immer irgendeine der ADC-Zellen ruht. Die Umwandlungsfrequenz der Gesamtvorrichtung beträgt dann fc,tot ≥ m·fc.max und wird durch die Neigung der schrägen Linie in 3 bestimmt. Jede Einzelzelle arbeitet, außer zu solchen Zeiten, wenn sie ruht, mit einer Rate fc = fc.tot/m ≤ fc,max. Eine Bedingung über die Anzahl (m + 1) von Zellen wird aus dieser Ungleichheit erhalten: m ≥ fc.tot/fc,max = fc.tot·fc und daher ist m + 1 ≥ fc.tot·fc + 1. Die Anzahl (m + 1) von Zellen kann im allgemeinen als die kleinste ganze Zahl ausgewählt werden, die diese Bedingung erfüllt.
  • Im Beispiel der 5, wo fünf parallele Kanäle benutzt werden und daher m = 4 ist, werden die Taktsignale zum Beginnen der Umwandlung mit regelmäßiger Rate zu den Zeiten t1, t2, t3, ... gegeben. Kanal 1 beginnt die Umwandlung eines Abtastwerts zur Zeit t1, Kanal 2 beginnt die Umwandlung zur nachfolgenden Zeit t2, Kanal 3 beginnt die Umwandlung zur Zeit t3 und Kanal 4 beginnt die Umwandlung zur Zeit t4. Zur nächsten Zeit t5 ist die Umwandlung im Kanal 1 beendet und Kanal 5 hat noch nicht begonnen und daher können sowohl Kanal 1 als auch 5 zur Umwandlung des nächsten analogen Abtastwerts benutzt werden. Die Kanalwahl wird dann in einem ersten Fall auf systematische Weise und in einem zweiten Fall auf zufallsmäßige Weise oder zumindestens auf pseudozufallsmäßige Weise auf Grundlage des Signals von einem entsprechenden Generator von Zufalls- oder Pseudozufallszahlen durchgeführt werden.
  • Ein Pseudozufallszahlengenerator kann auf herkömmliche Weise als eine Folge von Schieberegistern hergestellt werden, die miteinander auf vorbestimmte Wiese verbunden sind, um einen Generator einer Pseudozufalls-Binärfolge zu erhalten, einen PRBS-Generator (Pseudo Random Binary Sequence). Wenn der Generator ein Ausgangssignal erzeugt, das eine logische 1 anzeigt, wird z.B. der Kanal gewählt, der für die kürzeste Zeit bereit gewesen ist, einen neuen Abtastwert zu empfangen. Wenn der Generator ein Ausgangssignal erzeugt, das eine logische 0 anzeigt, kann der Kanal gewählt werden, der für die längste Zeit bereit gewesen ist, einen neuen Abtastwert zu empfangen.
  • So muß die Zeitsteuereinheit der 4 einen die Wahl steuernden Generator umfassen. Im Blockschaltbild der Zeitsteuereinheit in 6 ist der Generator ein Zufallszahlengenerator 21, der eine zufallsmäßig verteilte Folge von binären „Einsen" und „Nullen" bereitstellt. Diese Bit werden zu den durch Taktsignale an einem Signalgenerator 23 definierten Zeiten bereitgestellt. Auch steuern die Taktsignale vier Register 25; 251 , 252 , 253 , 254 , die in einer zyklischen Folge die Nummern der aktiven Kanäle halten, die in jedem Moment eine Umwandlungsoperation durchführen. Ein 1:4-Wähler 27 und ein 4:1-Wähler 29 sind mit den Eingangs- bzw. Ausgangsseiten der vier Register 25 für aktive Kanäle verbunden. Die Steuereingänge der Wähler 27, 29 sind mit dem Taktsignalgenerator 23 und werden durch das Taktsignal angesteuert, um die Wähler zyklisch um einen Schritt für jeden Taktimpuls zu ändern.
  • Ein weiteres Register 31 hält stets die Nummer des Kanals der gegenwärtig inaktiv ist bzw. ruht. Die Ausgangsseite des Registers für den ruhenden Kanal ist mit einem Eingang eines 2:1-Wählers 33 verbunden, der auch an dem anderen Eingang eine Leitung am Ausgang des 4:1-Wählers 29 an der Ausgangsseite der Register 25 empfängt. Dieser 2:1-Wäher ist zur Weiterleitung einer Kanalnummer von einem seiner Eingänge nach Ansteuerung durch das Signal von Wahlgenerator 21 gesteuert, so daß er für eine binäre „0" die Nummer auf dem Eingang vom 4:1-Wähler 29 und für eine binäre „1" die Nummer am Eingang von Register 31 für den ruhenden Kanal weiterleitet. Die ausgewählte Kanalnummer wird vom Ausgang des 2:1-Wählers 33 weitergeleitet, um über eine Verzögerungsschaltung 35 einen 1:5-Wähler 37 anzusteuern, dessen Eingang mit dem Taktsignalgenerator 23 und die fünf Ausgänge mit den Abtast- und Halteschaltungen 111 , ..., verbunden sind, siehe 4.
  • Um einen Austausch des Inhalts der Register für den ruhenden Kanal und des Registers, das den Kanal hält, der gegenwärtig seine Umwandlungsoperation beendet hat, zu erlauben, ist ein Zwischenregister 35 vorgesehen, in dem die Nummer des gegenwärtig durch zwei Wähler 27, 29 ausgewählten Kanals gespeichert ist. Die Eingangsseite des Zwischenregisters 35 ist damit mit der Ausgangsseite des 4:1-Registers an der Ausgangsseite der Register 25 verbunden. Die Ausgangsseite des Zwischenregisters 31 ist durch eine Steuerschaltung 41 mit dem Register 31 für den Ruhekanal verbunden, wobei die Steuerschaltung 41 mit dem Wahlgenerator 21 verbunden ist, um auch die Bitfolge zu empfangen. Die Ausgangsseite des Registers 31 für den Ruhekanal ist auch über eine Steuerschaltung 43 mit der Eingangsseite des 1:4-Wählers 27 an der Eingangsseite der Register 25 verbunden.
  • Die Funktionsweise der Zeitsteuereinheit 15 ist wie folgt. Wenn ein neuer Taktimpuls durch den Taktsignalgenerator 23 ausgegeben wird, durchläuft das Taktsignal den Ausgangs-1:5-Wähler 37 zu dessen j-ten Ausgang und zu der Abtast- und Halteschaltung 11j für den ausgewählten Kanal. Das startet den Umwandlungsvorgang im j-ten Kanal. Zur gleichen Zeit verschiebt der Taktimpuls 2 Wähler 27, 29 an den Eingangs- und Ausgangsseiten der Register 25 für aktive Kanäle in zyklischer Reihenfolge mit zum nächsten Register 25i . Dann wird von den zwei Wählern das Register 25i ausgewählt, das seine Umwandlungszeit eine kurze Zeitperiode vor dem Taktimpuls beendet hat. Die in diesem Register 25i gespeicherte Kanalnummer wird dem Eingang des 2:1-Wählers 33 zugeführt, an dessen anderem Eingang die Nummer des Ruhekanals von Register 31 bereitgestellt wird. Die Position des 2:1-Wählers 33 wird durch das Ausgangssignal des Generators 21 gesteuert, der bei Empfang des Taktimpulses ein neues Bit ausgibt. Die gewählte Nummer des bereitstehenden Kanals und des ruhenden Kanals wird durch die Verzögerungsschaltung 35 für den Ausgangswähler 37 bereitgestellt und ändert dessen Stellung auf den richtigen Ausgang. Die Nummer des bereitstehenden Kanals ist dann in das Zwischenregister 39 einkopiert worden. Nach Ansteuerung durch die Steuereinheiten 41, 43 als Reaktion auf das Ausgangsbit des Wahlgenerators 21 nur für ein eine logische „1" bedeutendes Bit wird die im Register 31 für den ruhenden Kanal gespeicherte Kanalnummer in das Register 25i einkopiert, nach Auswahl durch den Wähler 27 an der Eingangsseite der aktiven Kanalregister 25, und danach wird die im Zwischenregister 39 gespeicherte Kanalnummer in das Register 31 für den ruhenden Kanal eingespeichert.
  • Wie oben erwähnt weist eine parallele ADC-Vorrichtung systematische Fehler wie beispielsweise Jitter und Verstärkungsfehler auf, d.h. die einzelnen ADC weisen voneinander unterschiedliche Eigenschaften auf, wobei z.B. die Verstärkung für die einzelnen ADC unterschiedlich ist. Die systematischen Fehler oder Differenzen verursachen unerwünschte Töne in dem Ausgangssignal der zusammengesetzten ADC-Vorrichtung. Durch diese Töne wird der Dynamikbereich der parallelen ADC-Vorrichtung beschränkt. Wenn der nächste Kanal, der eine Umwandlung durchführen soll, zufallsmäßig oder auf irgendeine systematische Weise mit einer ausreichenden Periode zwischen mindestens zwei einzelnen ADC ausgewählt wird, wird das Muster unerwünschter Töne, das eine Signalverzerrung genannt werden kann, in Rauschen umgeformt. Die Gesamtenergie des Fehlers ist immer noch annähernd die gleiche, aber dessen Eigenschaften sind vollständig geändert worden. Der Fehler ist nunmehr im Frequenzbereich verteilt und ist nicht an irgendwelchen Spitzen angesammelt. In manchen Fällen kann das Rauschen niedriger als das Quantisierungsrauschen sein und ist dann praktisch verschwunden. Dies ist durch die Histogramme der 7 und 8 dargestellt. So ist in 7 ein simuliertes Histogramm von Ausgangscodes gezeichnet, die von einem herkömmlichen parallelen ADC erhalten werden, der nach der Darstellung in 2 konfiguriert ist. Es ist zu beobachten, daß einige Ausgangscodes wie schon in der Einführung besprochen auf wiederholte Weise häufiger oder seltener auftreten. Der Begriff „Ausgangscodes" bezieht sich auf die digitalen Ausgangswerte der ADC-Vorrichtung. Das Histogramm von Ausgangscodes von 8 wird durch Simulieren eines parallelen ADC mit einem auf die oben beschriebene Weise funktionierenden ruhenden Kanal unter Verwendung des gleichen Eingangssignals wie bei dem Histogramm der 7 erhalten. Es ist ersichtlich, daß das Histogramm viel glatter als das der 7 ist und daß es insbesondere keine Werte gibt, die viel häufiger oder seltener als andere Werte auftreten.

Claims (3)

  1. Parallele Wandlervorrichtung mit einer vorbestimmten Anzahl von Element-Wandlervorrichtungen, die parallel arbeiten, um aus einem Analogsignal aus nacheinander zu periodisch mit einer vorbestimmten Abtastperiode wiederholten Zeiten abgetasteten Analogwerten Digitalwerte zu bestimmen, wobei jede Elementvorrichtung zur Bereitstellung, nach einer Umwandlungszeitperiode, die kleiner gleich der Abtastperiode ist, eines Digitalwertes angeordnet ist, der einen analogen Abtastwert darstellt, für einen Ausgang der parallelen Umwandlervorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Anzahl und die Abtastperiode so ausgewählt sind, daß in jedem Moment mindestens eine Element-Wandlervorrichtung (13) ruht und nicht einen Digitalwert aus einem Analogwert bestimmt, und daß ein Wahlgenerator (21) zur Bereitstellung eines Ausgangssignals für einen Wähler (37) verbunden ist, wobei der Wähler angeordnet ist, nach einer Umwandlungsperiode einer Element-Wandlervorrichtung (13) eine der Element-Wandlervorrichtungen (13), die ruht, auf zufallsmäßige oder pseudozufallsmäßige Weise zu wählen, um die Bestimmung eines Digitalwertes aus einem nächsten Analogwert zu beginnen.
  2. Verfahren zum Umwandeln eines Analogsignals in eine Folge von Digitalwerten, mit folgenden Schritten: Abtasten zu periodisch mit einer vorbestimmten Abtastperiode wiederholten Zeiten des Analogsignals zur Bereitstellung von Analogwerten, Bestimmen eines Digitalwertes für jeden Analogwert, wobei die Bestimmung in einer vorbestimmten Anzahl unabhängig arbeitender paralleler Vorgänge geliefert wird, wobei jede Bestimmung eines Digitalwertes in einem der parallelen Vorgänge, die eine vorbestimmte Umwandlungszeitperiode erfordern, die kleiner gleich der Abtastperiode ist, Kombinieren der bestimmten Digitalwerten in eine Folge, gekennzeichnet durch Wählen, in dem Moment, wenn ein Analogwert abgetastet wird und ein nächster der parallelen Vorgänge (13) beginnen soll, einen Digitalwert zu bestimmen, auf zufallsmäßige oder pseudozufallsmäßige Weise unter den mindestens zwei der parallelen Vorgänge, die gegenwärtig nicht einen Digitalwert bestimmen, des nichtgewählten parallelen Vorganges oder der Vorgänge, die keine Bestimmung eines Digitalswerts durchführen, bis wieder ein Analogwert abgetastet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wählen unter einem der parallelen Vorgänge durchgeführt wird, der die Bestimmung eines Digitalwerts in einer Abtastperiode vor dem Moment beendet hat und mindestens einem der parallelen Vorgänge, der während der Abtastperiode keine Digitalwertbestimmung durchgeführt hat.
DE60022361T 1999-06-23 2000-06-21 Paralleler analog-digital-wandler Expired - Lifetime DE60022361T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9902416A SE516156C2 (sv) 1999-06-23 1999-06-23 En parallell analog-till-digitalomvandlare och ett förfarande för att omvandla analoga värden till digitala i parallella, oberoende av varandra utförda processer
SE9902416 1999-06-23
PCT/SE2000/001322 WO2000079684A1 (en) 1999-06-23 2000-06-21 A parallel analog-to-digital converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60022361D1 DE60022361D1 (de) 2005-10-06
DE60022361T2 true DE60022361T2 (de) 2006-05-18

Family

ID=20416234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60022361T Expired - Lifetime DE60022361T2 (de) 1999-06-23 2000-06-21 Paralleler analog-digital-wandler

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6392575B1 (de)
EP (1) EP1205030B1 (de)
JP (1) JP2003502979A (de)
KR (1) KR20020013934A (de)
CN (1) CN1145263C (de)
AU (1) AU6035500A (de)
CA (1) CA2374357A1 (de)
DE (1) DE60022361T2 (de)
SE (1) SE516156C2 (de)
TW (1) TW498621B (de)
WO (1) WO2000079684A1 (de)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6407687B2 (en) 2000-06-28 2002-06-18 Texas Instruments Incorporated System and method for reducing timing mismatch in sample and hold circuits using an FFT and subcircuit reassignment
US6518907B2 (en) * 2000-11-27 2003-02-11 Micron Technology, Inc. System with high-speed A/D converter using multiple successive approximation cells
JPWO2003081781A1 (ja) * 2002-03-22 2005-07-28 ザインエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路
US6788240B2 (en) 2002-05-15 2004-09-07 Justin Reyneri Single-chip massively parallel analog-to-digital conversion
US6771203B1 (en) 2003-04-29 2004-08-03 Analog Devices, Inc. Temporally-interleaved parallel analog-to-digital converters and methods
CN1926768B (zh) * 2004-03-03 2010-07-14 独立行政法人科学技术振兴机构 信号处理装置和方法
DE102004049161B4 (de) * 2004-10-08 2009-10-29 Infineon Technologies Ag Zeitversetzt arbeitender Analog-Digital-Wandler
US6982664B1 (en) 2004-11-04 2006-01-03 Analog Devices, Inc. Timing enhancement methods and networks for time-interleaved analog-to-digital systems
US7053804B1 (en) 2004-11-18 2006-05-30 Analog Devices, Inc. Phase-error reduction methods and controllers for time-interleaved analog-to-digital systems
US7075471B1 (en) * 2005-02-11 2006-07-11 Teranetics, Inc. Double-sampled, time-interleaved analog to digital converter
US7292170B2 (en) * 2005-06-13 2007-11-06 Texas Instruments Incorporated System and method for improved time-interleaved analog-to-digital converter arrays
US7196650B1 (en) 2006-01-27 2007-03-27 Analog Devices, Inc. Signal converter systems and methods with enhanced signal-to-noise ratios
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
ITTO20070189A1 (it) * 2007-03-14 2008-09-15 St Microelectronics Srl "circuito per la programmazione del tempo di campionamento in un convertitore analogico/digitale multicanale"
US7808407B2 (en) * 2007-06-15 2010-10-05 Solarflare Communications, Inc. Sub-channel distortion mitigation in parallel digital systems
JP4892437B2 (ja) * 2007-08-29 2012-03-07 パナソニック株式会社 A/d変換装置
CN101247137B (zh) * 2008-03-24 2011-08-24 西安电子科技大学 基于随机投影的超宽带模拟信号并行采样系统
US7642939B2 (en) 2008-05-15 2010-01-05 Samplify Systems, Inc. Configurations for data ports at digital interface for multiple data converters
US7777660B2 (en) * 2008-09-09 2010-08-17 Mediatek Inc. Multi-channel sampling system and method
SE533293C2 (sv) * 2008-10-10 2010-08-17 Zoran Corp Analog/digital-omvandlare
EP2270986B1 (de) * 2009-01-26 2012-01-25 Fujitsu Semiconductor Limited Abtastung
CN102414988B (zh) * 2009-04-29 2014-03-19 香港大学 用于从不均匀样本重构均匀样本的方法或结构
US8144040B2 (en) * 2009-07-01 2012-03-27 Intersil Americas, Inc. Randomization of sample window in calibration of time-interleaved analog to digital converter
DE102009033983A1 (de) * 2009-07-16 2011-01-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zur Digitalisierung eines analogen elektrischen Signals sowie Verfahren zur Digitalisierung
US8212697B2 (en) * 2010-06-15 2012-07-03 Csr Technology Inc. Methods of and arrangements for offset compensation of an analog-to-digital converter
US9136857B2 (en) * 2012-07-02 2015-09-15 Ifineon Technologies Ag ADC with sample and hold
US9030340B1 (en) * 2012-09-05 2015-05-12 IQ-Analog Corporation N-path interleaving analog-to-digital converter (ADC) with background calibration
US8890729B2 (en) * 2012-12-05 2014-11-18 Crest Semiconductors, Inc. Randomized time-interleaved sample-and-hold system
US9294112B1 (en) 2014-11-13 2016-03-22 Analog Devices, Inc. Methods and systems for reducing order-dependent mismatch errors in time-interleaved analog-to-digital converters
HK1244113A1 (zh) 2015-05-29 2018-07-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) 模拟到数字转换器系统
US9966969B1 (en) * 2017-04-18 2018-05-08 Analog Devices, Inc. Randomized time-interleaved digital-to-analog converters
US10069483B1 (en) 2017-08-18 2018-09-04 Cirrus Logic, Inc. Multi-path analog system with multi-mode high-pass filter
US10009039B1 (en) * 2017-08-18 2018-06-26 Cirrus Logic, Inc. Multi-path analog system with multi-mode high-pass filter
US10141946B1 (en) 2017-08-18 2018-11-27 Cirrus Logic, Inc. Multi-path analog system with multi-mode high-pass filter
US10763878B2 (en) 2018-03-27 2020-09-01 Analog Devices, Inc. Calibrating time-interleaved switched-capacitor track-and-hold circuits and amplifiers
US11265003B2 (en) 2018-08-31 2022-03-01 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Control of a time-interleaved analog-to-digital converter
US11489538B2 (en) * 2018-09-28 2022-11-01 Intel Corporation Analog-to-digital conversion
US10924129B2 (en) 2019-04-29 2021-02-16 Mediatek Inc. Time-interleaved analog-to-digital converter device and associated control method
CN110518910A (zh) * 2019-09-02 2019-11-29 电子科技大学 一种基于任务调度的时间交织adc失配优化方法
CN110690902B (zh) * 2019-09-25 2022-05-17 电子科技大学 一种基于随机截断的时间交织adc失配优化方法
CN111077821A (zh) * 2019-12-24 2020-04-28 北京百度网讯科技有限公司 用于采集数据的方法和装置、单片机
CN118138043B (zh) * 2024-03-08 2025-02-07 广芯微电子(广州)股份有限公司 一种adc采样数据输出方法、装置及芯片

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56115026A (en) * 1980-02-18 1981-09-10 Sony Tektronix Corp Analog-digital converter
JPS6029028A (ja) * 1983-07-22 1985-02-14 Seiko Epson Corp 高速アナログ・デジタル変換回路
US4633226A (en) * 1984-12-17 1986-12-30 Black Jr William C Multiple channel analog-to-digital converters
SE500357C2 (sv) * 1992-01-31 1994-06-06 Silicon Construction Sweden Ab Arrangemang för analog/digital-omvandling

Also Published As

Publication number Publication date
TW498621B (en) 2002-08-11
CA2374357A1 (en) 2000-12-28
KR20020013934A (ko) 2002-02-21
SE516156C2 (sv) 2001-11-26
EP1205030B1 (de) 2005-08-31
JP2003502979A (ja) 2003-01-21
AU6035500A (en) 2001-01-09
SE9902416D0 (sv) 1999-06-23
CN1145263C (zh) 2004-04-07
SE9902416L (sv) 2001-02-22
US6392575B1 (en) 2002-05-21
CN1358352A (zh) 2002-07-10
DE60022361D1 (de) 2005-10-06
HK1047825A1 (en) 2003-03-07
WO2000079684A1 (en) 2000-12-28
EP1205030A1 (de) 2002-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60022361T2 (de) Paralleler analog-digital-wandler
DE69425468T2 (de) Verfahren und Gerät zur Analog-Digital-Umsetzung
DE102013106881A1 (de) Analog-Digital-Wandlung mit Abtast-Halte-Schaltungen
DE102007035446A1 (de) Systeme, Verfahren und Vorrichtungen für digitale Wavelet Generatoren zur Spektrumabtastung mit Multi-Auflösung (Multi Resolution) von CR-(Cognitive Radio)Anwendungen
DE69616909T2 (de) Analog-Digital-Wandler, Dezimierung und Speichersystem
DE19846870C1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Impulsantwort eines breitbandigen linearen Systems und Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE60120382T2 (de) Hintergrundkalibrierung für einen a/d-umsetzer
DE2804915C2 (de)
EP0607630B1 (de) Schaltungsanordnung zum Verzögern eines Nutzsignals
EP0048859A1 (de) Verfahren zur Erkennung von Digitalinformation bei einer digitalen Informationsübertragung, insbesondere Informationsübertragung in Mobilfunk-Kommunikationssystemen
DE2122194A1 (de) Delta-Modulation-Übertragungsanlage
EP1177638B1 (de) Empfängerschaltung für kommunikationsendgerät und verfahren zur signalverarbeitung in einer empfängerschaltung
EP0104578B1 (de) Digital-Analog-Wandler mit Potentialtrennung
DE10042959C1 (de) Verfahren und Anordnung zur gleichzeitigen Analog-Digital-Wandlung mehrerer analoger Signale
EP2190121B1 (de) Mehrkanaliger AD-Wandler
DE2854843A1 (de) Datenuebertragungssystem
DE69126355T2 (de) Ladungsverteilung Analog-Digitalumsetzer mit schrittweiser Annäherung
DE1948737C3 (de) Analoges Schieberegister für ein rückgekoppeltes Abtastfilter
DE2261742C3 (de) Schaltungsanordnung zur automatischen Entzerrung
DE3639756C2 (de)
DE102007053401A1 (de) Mehrfachdezimation im Oszilloskop
DE2202659C2 (de) Elektronisches Musikinstrument
DE2211797B2 (de) Schaltungsanordnung zur Verzögerung von Analogsignalen
CH466374A (de) Verfahren für Mehrkanal-Zeitmultiplexübertragung von Fernsprechsignalen
EP0477131B1 (de) Verfahren und Anordnungen zur Abtastratenwandlung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition