应用于9通道8-bit 1 GS/s时钟交叠SAR ADC的后台校准改进方法

报道了三种应用于时钟交叠模数转换器(Time-Interleaved ADC,TI ADC)的后台校准改进方法,分别校准系统中多通道之间的失调失配、增益失配以及多相位时钟之间的时间偏差.失调校准技术基于统计学期望算法,增益校准技术基于统计学方差算法,时钟校准技术基于平均过零点算法,3种校准技术皆由改进的误差检测模块和误差补偿模块来实现.误差检测以及补偿模式可以根据TI ADC的设计要求调节校准精度.对带有误差失配的9通道8-bit 1GS/s时钟交叠SAR ADC电路仿真验证,经过校准,无杂散动态范围皆高于63dB,失调失配小于0.1LSB,增益失配小于0.23%,时间偏差小于3ps.     

高速高精度模数转换器的数字后台校准算法

研究了模数转换器(ADC)的数字后台校准技术,提出了一种针对2.5 b/级高速高精度流水线ADC的数字后台校准算法.在2.5b/级电容翻转式余量增益电路(MDAC)中注入与输入信号相关的抖动信号,提取MDAC中由于电容失配和放大器增益有限性造成的非线性误差,并在最终的数字输出端对这些误差进行校准.文中提出的数字后台校准算法具有电路实现简单、不中断ADC正常工作、适合高速高精度流水线ADC等优点,能有效地降低电容失配和放大器有限增益等非理想因素对流水线ADC精度的影响.仿真结果表明,经校准后的ADC信号噪声失真比可从63.3dB提高到78.7dB,无杂散动态范围由63.9 dB提高到91.8 dB.     

流水线模数转换器的一种数字校准技术

为了降低流水线模数转换器中数字校准电路的规模和功耗,提出了一种新的基于信号统计规律的后台数字校准技术.该技术采用自适应搜索算法和二元单调函数的幅值增量比较算法,分别对基于信号统计规律的数字校准技术中的距离估计电路和查找表进行优化设计,减少了距离估计所需的数字电路和查找表所需的ROM空间,极大地降低了数字电路的规模和功耗.应用该校准技术实现了一个12位、采样率为4×107 s-1的流水线模数转换器.测试结果表明,同优化前相比,该芯片数字电路的功耗降低了931%,所需ROM空间减小了95%.整个芯片采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计,总功耗为210 mW,芯片面积为3.3 mm×3.7 mm.     

高精度模数混合SAR ADC校准算法

针对高速逐次逼近型模数转换器中的比较器失调和电容失配问题,设计一种模拟前端“粗”校准与数字后端“细”校准相结合的模数混合校准技术,对系统失调电压以及电容失配分别进行抵消、量化与补偿,从而在保证模数转换器采样速率的同时能够有效提高转换精度和信噪比。基于12位模数转换器对所提出的电路结构和校准算法进行了Matlab行为级建模仿真,算法校准后在80 MHz采样率下信噪失真比达到73.28 dB,有效位数11.88 bit,分别比校准前提高15.1dB与2.5 bit。     

用于超低频信号测量的高精度低功耗增量式模数转换器

针对超低频信号测量装置对模数转换器(ADC)的高精度、低功耗和小面积要求,提出了一种带有斩波稳零(CHS)和自校准技术的增量式模数转换器(I-ADC)。I-ADC带有复位操作,可避免超低频信号带来的模式噪声。为了尽量降低功耗和芯片面积,I-ADC采用一阶结构,并通过增加一定的转换时间来实现14bit的转换精度。该I-ADC采用斩波稳零技术来消除运放低频噪声和失调对其精度的影响,I-ADC的系统失调则采用上电自校准技术来消除。采用DongBu 0.5μm BCD工艺完成了I-ADC电路及其调制器版图的设计。仿真结果表明:在-156.25~156.25 mV输入范围内,I-ADC转换误差的绝对值最大为21μV,微分非线性误差的绝对值最大为0.12bit,积分非线性误差的绝对值最大为0.21bit,调制器的平均电流消耗仅为20μA;调制器的版图面积仅为150μm×310μm;所设计的I-ADC可满足锂电池电量计等超低频测量系统所需的14bit转换精度,并具有显著的低功耗和小面积优势。     

一种高速、低复杂度的数字校准技术

介绍了一种应用于高速高精度流水线模数转换器的数字后台校准技术.该技术基于2.5位/级的开关电容式MDAC结构,在前2级MDAC引入用于携带误差信息的随机序列,利用信号相关理论在数字域中通过累加、平均的方法提取出这些误差信息,并在最终的数字输出端补偿.该技术能够有效地减少由于电容失配和增益有限性等非理想因素的影响,提高系统的性能;同时它具有算法简单、应用灵活、不中断正常输出、工作频率高等特点.经过FPGA验证,校准后有效位数从8.5 bit提高到13.7 bit,无杂散动态范围从52.7 dB提高到108.4 dB.     

测量仪表中线性误差自动校准的实用方法

针对测量仪表研发过程中传感器存在的分散性问题,比如同一型号的传感器,由于生产工艺及技术问题也存在一定的差异,这就要求仪表要具有校准功能.以前多是人工调整,通过研究及试验,现给出线性误差自动校准的实用方法.并以压力传感器为例,分别介绍了应用纯硬件、软件及硬件相结合、纯软件的不同校准方法.     

时间交替模数转换器采样时间失配校正方法的研究

时间交替模数转换器（TIADC）是近几年来实现高速数据采集的重要方法,由于能最大限度提高实时采样速率并便于硬件实现,已经普遍用于商业应用中．本文对时M交替模数转换器的采样时间失配误差产生原因及影响进行分析,并对一种双通道的基于相位误差估计的梯度的采样时M失配误差的校正方法进行研究和说明,可以看到该自适应算法是鲁棒的,在不同的奈奎斯特区域中都能收敛于最优值．     

测量仪表中线性误差自动校准的实用方法

针对测量仪表研发过程中传感器存在的分散性问题，比如同一型号的传感器，由于生产工艺及技术问题也存在一定的差异，这就要求仪表要具有校准功能．以前多是人工调整，通过研究及试验，现给出线性误差自动校准的实用方法．并以压力传感器为例，分别介绍了应用纯硬件、软件及硬件相结合、纯软件的不同校准方法．     

基于编码识别的电子白板中校准算法

分析了基于编码识别的电子白板系统坐标转换中偏差产生的原因,针对平移、缩放、旋转三类主要因素,讨论了系统校准及坐标转化的方法。借鉴触摸屏的校准思想,针对上述三种情况讨论了两点及三点校准算法在系统中的实现步骤,给出了求解方法。根据试验结果定量讨论了系统误差,并对误差产生的原因进行了分析。利用该方法完成校准及坐标转换能够满足实际应用的需要。     

便携式制动性能测试仪动态校准装置的研制

为了改进便携式制动性能测试仪的校准方法,本文在介绍了便携式制动性能测试仪的组成、使用方法与工作原理的基础上,提出了一种便携式制动性能测试仪的动态校准的新方法,并据此研制了便携式制动性能测试仪动态校准装置.通过对校准装置主要误差来源的分析,提出了减少误差的改进方法.测试结果证明了该校准方法与校准装置是可行的.     

工业机器人运动学参数误差两步识别法

提出了将转动误差和定位误差分离的参数误差两步线性识别方法,利用刚体相对转动误差识别出仅与转动相关的运动学参数误差;由已校准的参数并利用刚体距离误差识别出其余的运动学参数误差,两步识别法不仅避免了测量坐标系与机器人坐标系的转换以及参数估计误差的传递,而且有效解决了距离方法中存在的奇异和非线性问题,可以快速求出参数误差的线性解,该识别法不仅可以用于串联、并联机器人的校准,而且适用于数控机床、坐标测量机等的误差识别与补偿。     

X射线衍射仪角度校准的光学新方法

目前X射线衍射仪(XRD)的角度检定和校准测试主要依据JJG 629—1989《多晶X射线衍射仪检定规程》和JB/T 9400—2010《X射线衍射仪技术条件》等技术文件,具体方法是采用光学经纬仪或多面棱体等进行测试,该测量方法实际应用中存在一定难度,其次测量间隔较大,不能很好反映真实的角度误差规律.为此,提出了利用θ角和2θ角同轴并可独立运动的特点,组合采用光电自准直仪和小角度激光干涉仪等仪器,设计了一种新的XRD的角度校准方法,它能够自动快速地连续测量角度,取k=2时,扩展不确定度约1.2″.使用该方法测试能够精确得到θ和2θ轴的误差数据,可用于修正XRD测角误差,提高XRD测试精度.该方法也适用于同步辐射等大型衍射系统等其他需要角度校准的情况.     

一种时间交织ADC的时间失配后台校准算法

利用输入信号的自相关特性设计了一种用于时间交织模数转换器(ADC)时间失配误差的自适应数字后台校准算法,该算法利用输入信号的自相关特性以及统计的方法,在后台将子通道的输出作相关运算以估计失配误差,再利用基于farrow结构的分数延时滤波器进行误差校正.误差估计部分和校准部分构成一个反馈环路,可以实现误差的实时跟踪和校正.Matlab仿真结果表明:当输入信号归一化频率为fin/fs=0.096 88时,经校准后,系统的SNR提高11dB以上,校准效果明显.该算法适用于任何类型的输入信号,且在硬件实现方面也比较简单,farrow结构实现的滤波器只用3~5阶就可以满足校准精度要求,特别适用于工程实现.     

适用于宽带宽输入的TIADC时间误差校准算法

文章设计了一种适用于宽带宽输入的时间交织模数转换器(time-interleaved analog-to-digital converters, TIADC)时间失配误差校准算法。从通道间的相乘互相关原理展开分析,引入误差符号判别模块实现任意输入带宽的TIADC时间失配误差提取。误差补偿模块采用一种改进的基于泰勒级数展开的误差校准方法,进一步减小硬件实现规模。误差提取与误差补偿模块组成闭环自适应结构,能够实时进行宽带宽输入的TIADC时间失配误差校准。利用一个4通道12位的TIADC进行验证,假设通道间存在3%T_s(T_s为采样时间)以内的时间失配误差,当输入归一化频率f_(in)/f_s(f_(in)为输入频率,f_s为采样频率)分别为0.406、0.813、1.321时,校准后系统的信噪比提高了43 dB以上,有效位数(effective number of bits, ENOB)提高到11.82 bit以上。仿真结果证明了该方案的有效性。     

单片机在振动传感器校准中的应用

针对振动传感器横向灵敏度校准过程中人工记录、计算、插值和绘图等数据处理工作量大而繁锁的特点，利用AT89C51设计了一种自动数据采集处理系统。该系统可自动完成校准数据的采集、处理、运算、显示、绘图和打印等功能，消除人工读数误差及采样时间差，提高数据处理的速度和精度。通过对加速度计的校准，进行了软、硬件功能的综合调试，试验结果表明，校准精度提高10％～25％，校准及数据处理过程由原来的5、6小时缩短到半小时以内。     

混合现实环境投影映射技术发展综述

本文对投影映射技术近十年发展现状进行综述,介绍了与投影映射技术相关联的算法、硬件的最新发展状况。总结了投影映射中核心的三维几何校准算法发展状况,包括各类自校准和半自校准算法的研究进展。与此同时,本文介绍了动态投影映射的研究进展,包括刚体投影和非刚体投影的发展。最后,本文从硬件发展的角度,给出了当前投影机硬件在解决动态范围、刷新率、空间分辨率、景深、视图相关性和颜色空间等领域问题的进展和存在的问题。     

矢量网络分析仪3mm扩频技术

本文介绍了一种基于微波矢量网络分析仪实现3毫米频段扩频的技术方案及工作原理,重点对高本振谐波混频技术、毫米波定向耦合器设计制造技术、定向检波器技术、内置倍频源幅度及平坦度控制技术、毫米波校准技术等关键技术进行介绍。文末给出了应用本方案实现的3毫米矢量网络分析仪的成果及应用情况。     

表情比例图的鲁棒性增强算法

针对表情比例图（ERI）方法的光照条件及对准误差的鲁棒性较差的问题，提出了一种新的比例图滤波方法，该方法利用形态学膨胀算子提取对准误差所致的噪声区域及其过渡带，然后利用线性插值恢复出平滑的比例图，同时还提出了基于商图理论的光照校准方法，并应用于照明条件不一致下的表情绘制，即通过求解空间3个独立点光源的组合系数，实现了样本图从任意光照向期望光照的校准．实验结果表明，所提方法能够探测并消除对准误差带来的比例图噪声，能够实现不同照明条件下的样本图像光照校准，从而提高了ERI算法应用于表情合成时的鲁棒性．     

摄象机校准的算法研究

本文阐述了在只给出ＣＣＤ成象面垂直方向相邻光敏元的距离时的摄象机校准算法．在解非线性方程时利用广义牛顿算法及伪逆算法的结合求出了摄象机参数的精确解．采用摄象机校准误差来评价摄象机校准的精度，并示出了对ＣＣＤ摄象机进行校准的实验结果．进行计算机模拟，分析了影响摄象机校准误差的各种因素．