專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于adc校準(zhǔn)的lms算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模數(shù)轉(zhuǎn)換器、自適應(yīng)濾波算法、數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)，特別涉及一種用于ADC校準(zhǔn)的LMS算法，該算法是一種具有可變步長(zhǎng)及擾動(dòng)功能的自適應(yīng)最小均方算法(簡(jiǎn)稱(chēng):LMS算法)，可以用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱(chēng):ADC)的數(shù)字校準(zhǔn)，能夠很好的校準(zhǔn)ADC的線性和非線性誤差。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和現(xiàn)代無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，模數(shù)轉(zhuǎn)換器得到越來(lái)越廣泛的發(fā)展，并逐步向高精度、高速度、低功耗的方向發(fā)展。但是當(dāng)ADC的精度達(dá)到10位以上時(shí)，由于電容的不匹配、運(yùn)算放大器的輸入寄生電容、電荷注入、比較器失調(diào)，以及工藝誤差等各種誤差嚴(yán)重的限制了 ADC的性能，傳統(tǒng)的模擬電路設(shè)計(jì)已經(jīng)很難突破這個(gè)精度的瓶頸，所以在高速、高精度ADC的設(shè)計(jì)中都會(huì)采用校準(zhǔn)技術(shù)。一般的校準(zhǔn)技術(shù)有兩類(lèi):數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)和模擬校準(zhǔn)技術(shù)。模擬校準(zhǔn)技術(shù)是在模擬領(lǐng)域把相關(guān)的量調(diào)整到正常值，或者利用激光對(duì)芯片原件進(jìn)行修改，可是這種技術(shù)成本高而且容易受到封裝時(shí)機(jī)械應(yīng)力的影響，數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)通過(guò)把電路中失配誤差在數(shù)字領(lǐng)域描述，然后在數(shù)字領(lǐng)域通過(guò)一定的校準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，將其調(diào)整到正常值而不關(guān)心模擬領(lǐng)域的數(shù)值。數(shù)字校準(zhǔn)是現(xiàn)行校準(zhǔn)技術(shù)的主流。數(shù)字校準(zhǔn)一般需要用到自適應(yīng)濾波算法。在幾種自適應(yīng)濾波算法中，由Widrow和hoff引入的LMS算法用平方誤差代替均方誤差求最小梯度，不需要計(jì)算相關(guān)矩陣也不需要計(jì)算逆矩陣，具有算法簡(jiǎn)單、運(yùn)算高效及各種運(yùn)行條件下性能良好的顯著特點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于ADC的數(shù)字校準(zhǔn)中。傳統(tǒng)用于ADC校準(zhǔn)的LMS算法大多采用固定步長(zhǎng)更新抽頭權(quán)系數(shù)的方式，使其在收斂速度和收斂精度上有較大的矛盾:即步長(zhǎng)較大時(shí)，收斂速度較快，但失調(diào)比較大；步長(zhǎng)較小時(shí)，失調(diào)較小，但收斂速度較慢。另外，傳統(tǒng)LMS算法由于沒(méi)加擾動(dòng)量，當(dāng)?shù)隽窟^(guò)大時(shí)容易導(dǎo)致抽頭權(quán)系數(shù)更新時(shí)在最優(yōu)值附近左右震蕩的現(xiàn)象，拖慢了系統(tǒng)收斂的速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種用于ADC校準(zhǔn)的LMS算法，該算法采用一個(gè)低速高精度的ADC提供參考信號(hào)，通過(guò)自適應(yīng)LMS算法調(diào)整濾波器的步長(zhǎng)以及抽頭權(quán)系數(shù)，使輸出逼近參考信號(hào)，完成ADC的校準(zhǔn)過(guò)程，與傳統(tǒng)的LMS算法固定步長(zhǎng)不同，本發(fā)明的算法能根據(jù)誤差信號(hào)大小實(shí)時(shí)的更新步長(zhǎng)，所以能夠更快的更新抽頭權(quán)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)LMS算法迅速收斂的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)較高的校準(zhǔn)精度。同時(shí)，本發(fā)明在抽頭權(quán)系數(shù)更新時(shí)引入了擾動(dòng)量，避免了抽頭權(quán)系數(shù)在最優(yōu)值附近左右震蕩的幾率，提高了系統(tǒng)收斂的速度。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種用于ADC校準(zhǔn)的LMS算法，包括:待校準(zhǔn)的ADC(Il)、降頻器(15)、低速高精度ADC (12)、LMS自適應(yīng)濾波器(13)和減法器(14)，模擬輸入信號(hào)Vin輸入所述待校準(zhǔn)的ADC(Il)的輸入端，并且通過(guò)所述降頻器(15)降頻后輸入低速高精度ADC (12)的輸入端，所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)的輸入端與所述待校準(zhǔn)ADC (11)的輸出端相連，輸出通過(guò)所述降頻器(16)降頻后與所述減法器(14)的一個(gè)輸入端相連接，所述減法器(14)的另一個(gè)輸入與所述低速高精度ADC (12)的輸出端相連接，所述減法器(14)的輸出端與所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)的控制端相連。所述待校準(zhǔn)的ADC (11)對(duì)輸入的模擬輸入信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字輸出作為所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)的輸入信號(hào)。所述降頻器(15)降低輸入信號(hào)的頻率，使降頻后模擬信號(hào)的頻率與低速高精度ADC的采樣頻率成比例。所述低速高精度ADC( 12)，對(duì)降頻后的模擬輸入信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出的數(shù)字信號(hào)做為ADC校準(zhǔn)的參考信號(hào)。所述降·頻器(16)，對(duì)LMS自適應(yīng)濾波器的輸出進(jìn)行降頻，使得所述減法器(14)的兩個(gè)輸入信號(hào)在時(shí)域是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。所述減法器(14)，對(duì)參考信號(hào)和所述降頻器(16)降頻后的數(shù)字信號(hào)相減得到誤差信號(hào)，并將誤差信號(hào)返回到所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)，用于更新下一時(shí)刻的抽頭權(quán)系數(shù)。所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)利用誤差信號(hào)因子、輸入信號(hào)因子和步長(zhǎng)因子自適應(yīng)的更新濾波器的抽頭權(quán)系數(shù)，通過(guò)不斷的調(diào)整濾波器的抽頭權(quán)系數(shù)，直到誤差信號(hào)達(dá)到所要求的精度，完成ADC的校準(zhǔn)。所述步長(zhǎng)因子與誤差信號(hào)是非線性關(guān)系，用于控制收斂速度和收斂精度。在算法初始階段，誤差較大時(shí)，步長(zhǎng)較大，使得算法的收斂速度加快，在算法接近收斂時(shí)，誤差較小，步長(zhǎng)也逐漸減小，提聞算法收斂的精度。所述抽頭權(quán)系數(shù)在用當(dāng)前的抽頭權(quán)系數(shù)自適應(yīng)更新到下一時(shí)刻的抽頭權(quán)系數(shù)時(shí)，增加了一個(gè)與誤差有關(guān)的擾動(dòng)因子，減小抽頭權(quán)系數(shù)每次的變化量，從而減小抽頭權(quán)系數(shù)的振蕩幅度，進(jìn)一步提聞算法收斂的速度和精度。的LMS算法的迭代公式如下:濾波輸出:y(n) =X (n) Wt (η)，其中，X(η) = [χ (η) χ (η-1) χ(η_2)......χ (η-Μ+1)],M為自適應(yīng)濾波器的階數(shù)，W (n) = [w0 (n) W1 (η)......Wm^1 (η)]估計(jì)誤差:e(n)= d(n)_y(n),步長(zhǎng)更新:μ(η) = β [l-e— lewefc^'],α >0，β為控制函數(shù)取值范圍的常數(shù)，抽頭權(quán)系數(shù)更新:w (n+1) =w (η) + μ (n) e (η) χ (η) + Y (η) [ | e (η) -1 e (η-1) | ],γ (η) =an，a為大于O小于I的常數(shù)。本發(fā)明的工作原理:將低速高精度ADC的輸出與待校準(zhǔn)ADC的輸出比較，將誤差信號(hào)送入LMS自適應(yīng)濾波器中，與其他因子一起，自適應(yīng)的更新抽頭權(quán)系數(shù)，使誤差不斷減少，直至誤差達(dá)到允許的范圍內(nèi)，LMS濾波器輸出校準(zhǔn)后的輸出結(jié)果。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
(I)收斂速度快；傳統(tǒng)用于ADC校準(zhǔn)的LMS算法大多采用固定步長(zhǎng)更新抽頭權(quán)系數(shù)的方式，使其在收斂速度和收斂精度上有較大的矛盾:即步長(zhǎng)較大時(shí)，收斂速度較快，但失調(diào)比較大；步長(zhǎng)較小時(shí)，失調(diào)較小，但收斂速度較慢。本發(fā)明LMS自適應(yīng)濾波算法在抽頭權(quán)系數(shù)自適應(yīng)更新過(guò)程中，通過(guò)建立步長(zhǎng)與誤差的非線性關(guān)系，據(jù)誤差信號(hào)大小實(shí)時(shí)的更新步長(zhǎng)，使誤差信號(hào)較大時(shí)步長(zhǎng)較大，更快的更新抽頭權(quán)系數(shù)，加快收斂速度，當(dāng)誤差信號(hào)較小時(shí)步長(zhǎng)較小，提高收斂精度，實(shí)現(xiàn)LMS算法迅速收斂的同時(shí)還能保持較高的校準(zhǔn)精度。(2)校準(zhǔn)精度高；針對(duì)傳統(tǒng)LMS算法抽頭權(quán)系數(shù)更新時(shí)如果迭代增量過(guò)大會(huì)產(chǎn)生抽頭權(quán)系數(shù)在最優(yōu)值附近反復(fù)振蕩、拖慢收斂速度的情況，本發(fā)明在抽頭權(quán)系數(shù)更新時(shí)加入一個(gè)與誤差相關(guān)的擾動(dòng)量，抵消部分過(guò)大的迭代增量，減小振蕩的幾率，有效提高了校準(zhǔn)精度。


圖1是本發(fā)明采用LMS算法的ADC校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是本發(fā)明LMS自適應(yīng)濾波算法框圖。圖3是本發(fā)明LMS自適應(yīng)濾波器抽頭權(quán)系數(shù)的更新框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖1所示，采用LMS算法的ADC校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)主要由以下部分組成:待校準(zhǔn)的ADC11、低速高精度ADC12、降頻器15、L MS自適應(yīng)濾波器13、減法器14、降頻器16。模擬輸入信號(hào)Vin 一方面與待校準(zhǔn)的ADCll輸入直接相連，另一方面通過(guò)降頻器15降頻后與低速高精度ADC12的輸入相連。LMS自適應(yīng)濾波器13的輸入與待校準(zhǔn)ADClI的輸出相連，輸出通過(guò)降頻器16降頻后與減法器14的輸入之一相連。減法器14的另一個(gè)輸入與低速高精度ADC12的輸出相連，減法器14的輸出與LMS自適應(yīng)濾波器13的控制端相連。模擬輸入信號(hào)Vin經(jīng)過(guò)待校準(zhǔn)的ADCll模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)D (η)，經(jīng)過(guò)LMS自適應(yīng)濾波器后得到初始數(shù)字輸出值，經(jīng)過(guò)降頻器16降頻后輸出Dn(η)，作為減法器的輸入之一；另一方面，輸入模擬信號(hào)Vin經(jīng)過(guò)降頻器15降頻后輸入至低速高精度ADC12，經(jīng)過(guò)低速高精度ADC12模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出參考信號(hào)DMf(n)，作為減法器的另一個(gè)輸入。參考信號(hào)Dref (η)和數(shù)字輸出DN(n)經(jīng)過(guò)減法器14相減得到誤差信號(hào)e (η)，并將誤差信號(hào)e (η)返回到LMS自適應(yīng)濾波器13中，更新步長(zhǎng)和抽頭權(quán)系數(shù)。通過(guò)不斷的更新步長(zhǎng)和抽頭權(quán)系數(shù)使Dn(η)不斷的逼近參考輸出DMf(n)，直至達(dá)到誤差允許的范圍為止，此時(shí)LMS自適應(yīng)濾波器輸出校準(zhǔn)后的數(shù)字輸出Dtjut，完成ADC的校準(zhǔn)工作。如圖2為L(zhǎng)MS自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)框圖。輸入x(n)依次通過(guò)單位延遲單元得到X (η-1)、χ (η-2)、…χ (η-Μ+1), M為自適應(yīng)濾波器的濾波階數(shù)。wQ (n)、W1 (η)、
w2 (η)......W^1(Ii)為L(zhǎng)MS自適應(yīng)濾波器的抽頭權(quán)系數(shù)。通過(guò)將濾波器的輸入與對(duì)應(yīng)的抽頭
權(quán)系數(shù)相乘，所得的乘積之和y(η)為濾波器的輸出。y(n)通過(guò)降頻器16降頻后輸出yN(η)。輸入?yún)⒖夹盘?hào)d(n)與7,(11)通過(guò)減法器相減得到誤差信號(hào)e (η)。將誤差信號(hào)e (η)、擾動(dòng)量幅度因子Y (n)、步長(zhǎng)μ (n)、輸入信號(hào)χ(n) —起送入權(quán)控制機(jī)制，更新抽頭權(quán)系數(shù)w (n)。圖2中χ(n)對(duì)應(yīng)于圖1中的D(n)圖2中d(n)對(duì)應(yīng)于圖1中的DMf(n)，圖2中y(n)對(duì)應(yīng)于圖1中的Dwt。如圖3是本發(fā)明的LMS自適應(yīng)濾波器的權(quán)控制機(jī)制，即濾波器抽頭權(quán)系數(shù)更新機(jī)制的具體過(guò)程。濾波器抽頭權(quán)系數(shù)的更新是一個(gè)遞歸迭代的過(guò)程。濾波器抽頭權(quán)系數(shù)下一時(shí)刻的值w(n+l)由該時(shí)刻濾波器抽頭權(quán)系數(shù)值w (n)、該時(shí)刻的濾波器輸入χ (n)和誤差信號(hào)e(n)以及步長(zhǎng)μ (n)三者的乘積μ (n) e (n) χ (n)以及絕對(duì)估計(jì)誤差的擾動(dòng)量Y (n)[|e(n) 1-|e (n-1)]三部分之和組成，其中Y (n)為擾動(dòng)量的幅度因子，它隨著迭代次數(shù)的增多而逐漸趨近為0.在LMS算法中μ (n)控制著算法收斂的速度和精度。μ (n)較大時(shí)，收斂速度快，但失調(diào)誤差大即精度低，μ (n)較小時(shí)，收斂速度慢，但失調(diào)誤差小即精度高。為了解決收斂的速度與精度矛盾的問(wèn)題，本發(fā)明的LMS算法采用變步長(zhǎng)，即建立步長(zhǎng)μ (n)與誤差e(n)的非線性關(guān)系μ (n) = β [l-e^ lewefa^], α > 0, β為小于輸入相關(guān)矩陣的最大特征值倒數(shù)的一常數(shù)。在算法的初始階段，由于e (n)較大，所以μ (n)較大，能夠加快算法收斂的速度。在算法接近穩(wěn)定的階段，由于e (n)較小，所以μ (n)較小，能夠保證算法有較小的失調(diào)誤差。在傳統(tǒng)的LMS算法中，對(duì)下一時(shí)刻抽頭權(quán)系數(shù)w (n+1)的更新直接由當(dāng)前時(shí)刻的抽頭權(quán)系數(shù)項(xiàng)w(n)和輸入誤差步長(zhǎng)乘積項(xiàng)ye(n)X(n)兩者之和決定。當(dāng)算法接近收斂的時(shí)候，對(duì)抽頭權(quán)系數(shù)的更新應(yīng)該是一個(gè)微調(diào)的過(guò)程，而μθ(n)χ(n)的值不能夠保證在本次迭代中是逐步靠近抽頭權(quán)系數(shù)最優(yōu)值，有可能超過(guò)了抽頭權(quán)系數(shù)的最優(yōu)值并遠(yuǎn)離最優(yōu)抽頭權(quán)系數(shù)值，所以在接近收斂的時(shí)候有可能?chē)@著最優(yōu)值不停的振蕩，要經(jīng)過(guò)多次的迭代才能夠達(dá)到收斂的狀態(tài)，使得收斂的時(shí)間增長(zhǎng)。本發(fā)明中，對(duì)下一時(shí)刻抽頭權(quán)系數(shù)w(n+l)的更新增加了一個(gè)擾動(dòng)量Y (n)[|e(n) |-|e(n_l) |]，e (n)為當(dāng)前時(shí)刻參考信號(hào)與輸出信號(hào)的誤差值，e (n-Ι)為上一時(shí)刻參考信號(hào)與輸出信號(hào)的誤差值。先考慮沒(méi)有加入擾動(dòng)量的情況。以抽頭權(quán)系數(shù)的最優(yōu)值Wopt為中心點(diǎn)，假定上一時(shí)刻抽頭權(quán)系數(shù)值Wlri小于w_)此時(shí)輸出信號(hào)小于參考信號(hào)，e (n-1) >0，所以A1= μ e (n-1) χ (n-1) > 0，當(dāng)八1較小時(shí)，w(n)=w (n_1) + Δ:仍小于Wtjpt并從負(fù)的方向逐漸靠近Wtjpt,但是當(dāng)A1較大時(shí)，在w (n-Ι)上疊加的增加量過(guò)大，w(n)可能會(huì)大于即輸出信號(hào)大于參考信號(hào)，e(n) < O。此時(shí)如果出現(xiàn)
e(n) |-|e(n-l) | > O,那么將導(dǎo)致 w(n) > wQpt 且比 w (n_l)離更遠(yuǎn)。由于 e(n) < O下一時(shí)刻迭代時(shí)的A1= μ e (n) χ (n) <0,使w(n+l) = w(n) + Δ丨減小，意圖從正的方向逐漸靠近w_,但如果I Δ」很大時(shí),又將出現(xiàn)w (n+1) < Wtjpt且w (n+1)比w(n)離Wtjpt更遠(yuǎn)。如果不加入擾動(dòng)量的話(huà)，這種情況有可能會(huì)反復(fù)出現(xiàn)，使抽頭權(quán)系數(shù)在最優(yōu)值附近振蕩。再考慮加入擾動(dòng)量的情況。如果當(dāng)前時(shí)刻迭代得到|e(n) |-|e(n-l) I >0,w(n) >wopt,e(n)<0, A1= μθ(n)χ(n) <0的情況，下一時(shí)刻迭代時(shí)在迭代增量Λ i的基礎(chǔ)上加入擾動(dòng)量Δ2= Y (n) [ I e (n) |-|e(n_l)],即下一時(shí)刻抽頭權(quán)系數(shù)更新為 w(n+l) = ψ (n) + A λ+ A 20 因?yàn)閨e(n) -|e(e-l) | > O, Y (n) >0，所以A2 >0，其變化符號(hào)與A1相反。通常設(shè)置| A2< I A1I,所以I< I A1IJ卩加入A2的擾動(dòng)量部分抵消了原來(lái)的疊加量A1避免了
上述因I Δ」很大時(shí)出現(xiàn)w(n+l) < Wtjpt且￥(11+1)比w(n)離更遠(yuǎn)的情況,減小了抽頭權(quán)系數(shù)在最優(yōu)值附近振蕩的機(jī)率，提高了收斂的速度。同理可以推出當(dāng)上一時(shí)刻抽頭權(quán)系數(shù)w(n-l)大于最優(yōu)值Wtjpt時(shí)加入擾動(dòng)量的工作原理。
本發(fā)明的LMS算法可用如下公式進(jìn)一步說(shuō)明:濾波輸出:y(n) =X (n) Wt (η)；其中X (η) = [χ (η) χ (η-1)......χ (η-Μ+1)]W (η) = [w0 (η) W1 (η)......Wm^1 (η)]估計(jì)誤差:e(η) =d (η) -y (η);步長(zhǎng)更新:μ(η) = β [l-e_a |e(n)e(rfl]a >0，β為控制函數(shù)取值范圍的常數(shù)抽頭權(quán)系數(shù)更新:w (n+1) =w (η) + μ (n) e (η) χ (η) + Y (η) [ | e (η) -1 e (η-1) | ]γ (η) = an, a為大于O小于I的常鼓本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所公開(kāi)的用于ADC數(shù)字校準(zhǔn)具有可變步長(zhǎng)及擾動(dòng)功能的自適應(yīng)LMS算法，可 以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進(jìn)。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于ADC校準(zhǔn)的LMS算法，其特征在于，包括:待校準(zhǔn)的ADC(ll)、降頻器(15)、低速高精度ADC (12),LMS自適應(yīng)濾波器(13)和減法器(14)，模擬輸入信號(hào)Vin輸入所述待校準(zhǔn)的ADC(Il)的輸入端，并且通過(guò)所述降頻器(15)降頻后輸入低速高精度ADC (12)的輸入端，所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)的輸入端與所述待校準(zhǔn)ADC (11)的輸出端相連，輸出通過(guò)所述降頻器(16)降頻后與所述減法器(14)的一個(gè)輸入端相連接，所述減法器(14)的另一個(gè)輸入與所述低速高精度ADC (12)的輸出端相連接，所述減法器(14)的輸出端與所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LMS算法，其特征在于，所述待校準(zhǔn)的ADC(11)對(duì)輸入的模擬輸入信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字輸出作為所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)的輸入信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LMS算法，其特征在于，所述降頻器(15)降低輸入信號(hào)的頻率，使降頻后模擬信號(hào)的頻率與低速高精度ADC的采樣頻率成比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LMS算法，其特征在于，所述低速高精度ADC(12)，對(duì)降頻后的模擬輸入信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出的數(shù)字信號(hào)做為ADC校準(zhǔn)的參考信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LMS算法，其特征在于，所述降頻器(16)，對(duì)LMS自適應(yīng)濾波器的輸出進(jìn)行降頻，使得所述減法器(14)的兩個(gè)輸入信號(hào)在時(shí)域是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LMS算法，其特征在于，所述減法器(14)，對(duì)參考信號(hào)和所述降頻器(16)降頻后的數(shù)字信號(hào)相減得到誤差信號(hào)，并將誤差信號(hào)返回到所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)，用于更新下一時(shí)刻的抽頭權(quán)系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LMS算法，其特征在于，所述LMS自適應(yīng)濾波器(13)利用誤差信號(hào)因子、輸入信號(hào)因子和步長(zhǎng)因子自適應(yīng)的更新濾波器的抽頭權(quán)系數(shù)，通過(guò)不斷的調(diào)整濾波器的抽頭權(quán)系數(shù)，直到誤差信號(hào)達(dá)到所要求的精度，完成ADC的校準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LMS算法，其特征在于，所述步長(zhǎng)因子與誤差信號(hào)是非線性關(guān)系，用于控制收斂速度和收斂精度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LMS算法，其特征在于，所述抽頭權(quán)系數(shù)在用當(dāng)前的抽頭權(quán)系數(shù)自適應(yīng)更新到下一時(shí)刻的抽頭權(quán)系數(shù)時(shí)，增加了一個(gè)與誤差有關(guān)的擾動(dòng)因子，減小抽頭權(quán)系數(shù)每次的變化量，從而減小抽頭權(quán)系數(shù)的振蕩幅度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的LMS算法，其特征在于，迭代公式如下: 濾波輸出:y(n) = X (n) Wt (η), 其中，X (η) = [χ (η) χ (η-1) χ(η_2)......χ (η-Μ+1)], M為自適應(yīng)濾波器的階數(shù)，W (η) = [w0 (n) W1 (η)......Wm^1 (η)]估計(jì)誤差:e (η) =d (η) -y (η) 步長(zhǎng)更新:μ (η) = β [1-G-alewefc^1], a >0，β為控制函數(shù)取值范圍的常數(shù)， 抽頭權(quán)系數(shù)更新: w (n+1) =w (η) + μ (n) e (η) χ (η) + Y (η) [ | e (η) -1 e (η-1) | ], Y (η) = an, a為大于O小于I的常數(shù)。
全文摘要
一種用于ADC校準(zhǔn)的LMS算法，其特征在于，包括待校準(zhǔn)的ADC、降頻器、低速高精度ADC、LMS自適應(yīng)濾波器和減法器，模擬輸入信號(hào)vin輸入所述待校準(zhǔn)的ADC的輸入端，并且通過(guò)所述降頻器降頻后輸入低速高精度ADC的輸入端，所述LMS自適應(yīng)濾波器的輸入端與所述待校準(zhǔn)ADC的輸出端相連，輸出通過(guò)所述降頻器降頻后與所述減法器的一個(gè)輸入端相連接，所述減法器的另一個(gè)輸入與所述低速高精度ADC的輸出端相連接，所述減法器的輸出端與所述LMS自適應(yīng)濾波器的控制端相連。具有收斂速度快和校準(zhǔn)精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03M1/10GK103178846SQ20131010890
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者李斌, 雷青, 吳朝暉, 楊祎魏 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)