将模拟输入信号转换成数字输出信号的方法和转换器装置专利检索- .数/模转换器专利检索查询-专利查询网

将模拟输入信号转换成数字输出信号的方法和转换器装置
申请号	CN201410795497.0	申请日	2014-12-18	公开(公告)号	CN104734713A	公开(公告)日	2015-06-24
申请人	沃尔夫冈·克里佩尔;			发明人	沃尔夫冈·克里佩尔;
摘要	本发明涉及一种用于在模拟-数字转换器装置(ADC17)的非线性模型中参数识别的方法和装置(3)，以及使用该信息来减少ADC的非线性失真。参数估计器(49)确定描述了ADC(17)的非线性的AD参数矢量PAD。根据本发明，该ADC通过扰动输入信号 y‘A所激发，扰动输入信号 y‘A由加法器(77)生成，其合并了模拟输入信号yA和由生成器(135)提供的扰动信号 s1。非线性系统识别使用在数字ADC 输出信号 y‘D中生成的、在模拟输入信号yA中找不到的互调失真。非线性AD补偿元件(63)基于参数矢量PAD补偿由ADC生成的非线性失真，并且生成线性化的输出信号yD。数字控制信息PP,1被用于生成生成器(135)中的扰动信号s1并且去除在补偿元件(63)中的扰动信号。线性化的ADC是用于线性化数字-模拟-转换器装置(DAC)、放大器和其它硬件分量的基础。
权利要求	1.一种转换器装置(3)，所述转换器装置(3)用于将模拟输入信号yA转换为数字输出信号yD，所述转换器装置包括：第一输入端子(15)，用于接收模拟输入信号yA；第一模拟源(135)，被配置和布置为基于第一控制信息PP,1生成第一扰动信号s1，以使得所述扰动信号s1与所述模拟输入信号yA不相干；第一链接设备(77)，被配置和布置为基于所述第一扰动信号s1和模拟输入信号yA生成扰动输入信号y'A；第一ADC(17)，具有非线性传输函数，并且被配置和布置为基于所述扰动输入信号y'A生成ADC输出信号y'D，由此ADC输出信号y'D包含由ADC(17)的非线性所产生的非线性ADC失真nAD；参数估计器(49)，被配置和布置为基于所述ADC输出信号y'D和所述第一控制信息PP,1生成ADC参数矢量PAD，该参数矢量PAD描述了第一ADC(17)的非线性传输特性； AD补偿元件(63)，被配置和布置为基于所述ADC参数矢量PAD和所述ADC输出信号y'D生成数字输出信号yD，以使得在所述数字输出信号yD中减少ADC(17)的非线性ADC失真nAD；以及第一输出端子(19)，用于提供数字输出信号yD。 2.根据权利要求1所述的装置，其中，AD补偿元件(63)包含：非线性传输元件(67)，被配置和布置为基于所述ADC输出信号y'D和所述ADC参数矢量PAD生成非线性补偿信号cAD，以使得非线性补偿信号cAD补偿ADC(17)的所述非线性ADC失真nAD；以及第二链接设备(65)，被配置和布置为基于所述ADC输出信号y'D和所述非线性补偿信号cAD生成线性化的输出信号yc。 3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第一模拟源(135)包含第一DAC(75)，该第一DAC(75)被配置和布置为基于数字扰动信号sD,1生成DAC输出信号sA,1；并且所述第一模拟源(135)还包含线性传输元件(78)，该线性传输元件(78)包括由所述第一控制信息PP,1改变的传输函数HG,1(f)，其中所述第一控制信息PP,1包含数字扰动信号sD,1；并且该线性传输元件(78)被配置和布置为基于所述DAC输出信号sA,1生成第一扰动信号s1。 4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述AD补偿元件(63)包含至少一个线性传输元件(155，156)，其被配置和布置为基于所述第一控制信息PP,1生成过滤的扰动信号s'D,1，其中，所述传输元件(155，156)建模第一模拟源(135)和第一ADC(17)的传输特性；并且所述AD补偿元件(63)包含第三链接设备(66)，其被配置和布置为基于所述过滤的扰动信号s'D,1和所述线性化的输出信号yc生成数字输出信号yD，以使得所述第一扰动信号s1被减少。 5.根据前述任意一项权利要求所述的装置，包括：数字信号生成器(1；39)，用于生成DAC输入信号x’D； DAC(11)，用于将DAC输入信号x’D转换为DAC输出信号x’A；第二模拟源(136)，被配置和布置为基于第二控制信息PP,2生成第二扰动信号s2，以使得所述第二扰动信号s2与所述DAC输出信号x’A不相干；第四链接设备(76)，被配置和布置为基于所述第二扰动信号s2和所述DAC输出信号x’A生成模拟输出信号xA；以及接口，用于将在试设备(5)连接至转换器装置(3)，其中，在所述在试设备(5)被连接到所述转换器装置(3)的测试/操作模式中，在试设备(5)将所述模拟输出信号xA转换为所述模拟输入信号yA。 6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述DAC(11)被配置为生成所述DAC输出信号x’A中的非线性失真nDA,0；所述数字信号生成器(1；39)包含用于生成具有预定性质的数字输入信号xD的数字信号源(1)；并且所述数字信号生成器(1；39)包含补偿元件(39)，其被配置和布置为基于所述数字输入信号xD和所述DAC参数矢量PDA生成DAC输入信号x’D，以使得对所述DAC(11)的非线性DAC失真nDA,0进行补偿。 7.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中，参考信号生成器(161)，被布置和配置为生成参考信号yR，参考信号yR与所述第一扰动信号s1不相干并且包含与模拟输入信号yA相干的信号分量，其中参考信号yR被提供给参数估计器(49)，并且所述参数估计器(49)包含下面的至少其中之一： -数字信号源(101，99)，被配置和布置为生成过滤的扰动信号s'D,i，所述过滤的扰动信号s'D,i与所述第一模拟源(135)的第一扰动信号s1是相干的； -加法器(159)，其通过叠加所述参考信号yR和所述过滤的扰动信号s'D,i生成合计信号yt； -非线性ADC模型(82，81)，被配置和布置为基于所述合计信号yt和所述ADC参数矢量PAD生成模型输出信号yM，所述模型输出信号yM用于建模ADC输出信号y'D； -误差评估元件(79)，其基于所述模型输出信号yM和所述ADC输出信号y'D生成误差信号e，所述误差信号e描述了非线性ADC模型(82)和ADC(17)之间的偏差； -梯度设备(115、105、107)，被配置和布置为基于所述参考信号y’R和所述过滤的扰动 2 2 信号s'D,i生成梯度信号g AD，其中所述梯度信号gAD包含由所述参考信号y’R和所述过滤的扰动信号s'D,i相乘所生成的互调失真；以及 2 -估计器(119)，被配置和布置为通过最小化误差信号e基于所述梯度信号gAD生成所述ADC参数矢量PAD。 8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述ADC输出信号y'D被用作参考信号yR；或所述DAC输入信号x’D被用作参考信号yR；或还包括参考ADC(161)，被配置和布置为基于模拟输入信号yA生成参考信号yR。 9.一种测量设备，包括至少一个根据权利要求1至8任何一项所述的转换器装置。 10.一种用于将模拟输入信号yA转换为数字输出信号yD的方法，包括：提供模拟输入信号yA；提供非线性ADC(17)；基于所述模拟输入信号yA生成第一控制信息PP,1；基于所述第一控制信息PP,1生成第一扰动信号s1，以使得所述第一扰动信号s1与模拟输入信号yA不相干；基于所述第一扰动信号s1和所述模拟输入信号yA生成扰动输入信号y'A；将所述扰动输入信号y'A转换为ADC输出信号y'D，以使得所述ADC输出信号y'D包含由ADC(17)的非线性所产生的非线性ADC失真nAD；基于所述ADC输出信号y'D生成ADC参数矢量PAD，以使得所述ADC参数矢量PAD描述在ADC(17)中非线性ADC失真nAD的生成；以及基于所述ADC输出信号y'D和所述ADC参数矢量PAD生成数字输出信号yD，以使得在输出信号yD中减少所述非线性ADC失真nAD。 11.根据权利要求10所述的方法，其中，生成所述数字输出信号yD的步骤包含如下步骤中的至少一个：基于所述ADC输出信号y'D和所述ADC参数矢量PAD生成非线性补偿信号cAD，以使得所述非线性补偿信号cAD补偿ADC(17)的所述非线性ADC失真nAD；以及基于所述ADC输出信号y'D和所述非线性补偿信号cAD生成线性化的输出信号yc。 12.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中生成所述第一扰动信号s1的步骤包含如下步骤中的至少一个：生成所述第一控制信息PP,1中的数字扰动信号sD,1；将所述数字扰动信号sD,1转换为模拟DAC输出信号sA,1；以及通过由所述第一控制信息PP,1定义的传输函数HG,1(f)线性过滤所述DAC输出信号sA,1生成第一扰动信号s1。 13.根据权利要求12所述的方法，其中，生成所述数字输出信号yD的步骤包含如下步骤中的至少一个：通过用线性传输函数过滤所述数字扰动信号sD,1生成过滤的扰动信号s'D,1，其中，所述线性传输函数向所述ADC输出信号y'D描述了数字扰动信号sD,1的传输；以及通过合并所述过滤的扰动信号s'D,1和所述线性化的输出信号yc生成数字输出信号yD，其中，所述过滤的扰动信号s'D,1补偿所述第一扰动信号s1。 14.根据前述任意一项权利要求所述的方法，还包括如下步骤中的至少一个：生成DAC输入信号x’D；将所述DAC输入信号x’D转换为DAC输出信号x’A；基于所述DAC输出信号x’A生成模拟输出信号xA；将所述模拟输出信号xA提供给在试设备的输入；以及通过测量在试设备的状态变量来生成所述模拟输入信号yA。 15.根据权利要求14所述的方法，其中生成所述模拟输出信号xA的步骤包含如下步骤中的至少一个：基于所述第二控制信息PP,2生成第二扰动信号s2，其中所述第二扰动信号s2与所述DAC输出信号x’A不相干；以及通过合并所述第二扰动信号s2和所述DAC输出信号x’A来生成所述模拟输出信号xA。 16.根据权利要求14所述的方法，其中生成所述DAC输入信号x'D的步骤包含如下步骤中的至少一个：提供数字输入信号xD；通过使用所述DAC参数矢量PDA基于所述数字输入信号xD生成DAC补偿信号cDA，其中所述DAC补偿信号cDA建模通过将所述DAC输入信号x’D转换为DAC输出信号x’A所生成的所述非线性DAC失真nDA,0；基于所述DAC补偿信号cDA和所述数字信号xD生成DAC输入信号x’D，其中所述DAC补偿信号cDA补偿在所述DAC输出信号x’A中生成的所述非线性DAC失真nDA,0。 17.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中生成ADC参数矢量PAD的步骤包含如下步骤中的至少一个：提供参考信号yR，所述参考信号yR与第一扰动信号s1不相干而与模拟输入信号yA相干；基于所述数字扰动信号sD,1生成过滤的扰动信号s'D,1，其中所述过滤的扰动信号s'D,1与第一扰动信号s1相干；基于所述参考信号yR和所述过滤的扰动信号s'D,1生成合计信号yt；基于所述合计信号yt和所述ADC参数矢量PAD生成近似所述ADC输出信号y'D的模型输出信号yM；基于所述模型输出信号yM和所述ADC输出信号y'D生成误差信号e，其中所述误差信号e描述模型输出信号yM与ADC输出信号y'D之间的偏差； 2 基于所述参考信号yR和所述过滤的扰动信号s'D,1生成梯度信号g AD，其中所述梯度信 2 号gAD包含由所述参考信号xR和所述过滤的扰动信号s'D,1生成的非线性互调失真；以及 2 通过最小化误差信号e基于所述梯度信号gAD估计所述ADC参数矢量PAD。 18.根据前述任意一项权利要求所述的方法，还包括：基于所述ADC输出信号y'D或者基于所述DAC输入信号x’D或者基于所述模拟输入信号yA生成所述参考信号yR。
说明书全文	将模拟输入信号转换成数字输出信号的方法和转换器装置技术领域 [0001] 本发明涉及一种用于在模拟-数字转换器(ADC)的非线性模型中参数识别的方法和转换器装置，以及使用该信息来减少该ADC的非线性失真。线性化的ADC构成了数字-模拟转换器(DAC)的线性化和线性传输系统及测量设备的设计的基础。背景技术 [0002] ADC和DAC是众所周知的。ADC和DAC是在输出信号中产生谐波、互调(intermodulation)以及其它非线性失真分量的具有非线性传输特性的转换器装置。该非线性失真能够通过向DAC提供的数字输入信号xD的预处理或通过由ADC产生的数字输出信号yD的后处理进行补偿。 [0003] 在出版物“Measurement Science Review,Volume 10,no.2,2010”中的“用于ADC误差测试及其按比例测量补偿的方法(A Method for ADC Error Testingand its Compensation in Ratiometric Measurements)”中，K.Hariharan通过使用简单多项式逼近以及参数的最佳估计来补偿ADC的静态误差。 [0004] 在美国专利6,229,467中，J.Eklund还通过将测定直方图与预期直方图进行比较来校正ADC的输出信号中的静态误差。在美国专利8,410,960中，H.Hekstra使用迭代方法来减少ADC的校正输出信号中的频谱平坦度。在美国专利6,271,781中，L.Pellon描述了动态误差校正其需要高质量的发生器。在美国专利6,445,319中，A.Bugeja披露了专门捕捉在瞬时模拟输入值Vin与数字输出值Vout之间的传输函数的静态非线性的补偿技术。在美国专利7,129,879中，A.Glibbery描述了用于检测ADC的静态比特误差的方法。 [0005] 在“Measurement 31(2002),35-45Elsevier”的“通过ADC和DAC的线性化的全数字宽带接收机的性能改进(Performance Improvement of All-digital Wide Bandwidth Receiver by Linearization of ADC and DAC)”中，D.Hummel开发了一种动态补偿方法，来改进描述正弦波测试信号的幅度和模拟输出信号最大振幅非线性失真分量之间dB差的无杂散动态范围(SFDR)。这种方法仅限于在ADC的采样和保持电路中通过转换速率(slew rate)生成的失真。 [0006] 在ISCAS May 15-19,Rio de Janeiro,2011,pp.989-992的“通过数字化后处理的ADC线性化(Linearization of ADC via Digital Post Processing)”中，Y.Yang通过使用S.Boyd等在“IEEE Trans.Circuits systems,vol.30No.8,pp.571-577,Aug.1983”的“测量Volterra 内核(Measuring Volterra Kernels)”中的范德蒙矩阵(Vandermonde matrix)和频率选择方法，确定了Volterra模型n维传输函数。 [0007] 在“2012IEEE,ICASSP,S.3581-3584”的“应用于ADC非线性的后补偿的盲Volterra系统线性化(Blind Volterra system Linearization with Applications to Post Compensation of ADC Nonlinearities)”中，K.Shi采用了Volterra逼近来为AD转换器装置的非线性传输行为建模。此过程要求信号是带受限的，并且存在用于由ADC生成的失真的分析的自由频谱范围。发明内容 [0008] 本发明的目的是通过对ADC输出信号y'D的适当处理来补偿由ADC生成的非线性失真，以及生成线性化的数字输出信号yD。对于任何模拟输入信号yA都将实现失真的充分减少。在ADC的原理、结构和性能上没有进行限制性的假设。此外，不存在关于在所需的信号中生成的失真的物理原因的先备知识。 [0009] 本发明使用非线性系统识别来估计提供了关于非线性ADC模型的信息的ADC参数矢量PAD。ADC参数矢量PAD基本上独立于模拟输入信号yA，并且只有当ADC具有例如由环境温度或其它外部影响改变的时变属性时才需要进行更新。非线性系统识别使用失真ADC输出信号y'D或线性化的数字输出信号yD。如果测试音调或多音调复合体被用作模拟输入信号yA，则可以跳过非线性ADC模型的充分识别。在这种情况下，只有选择的参数被识别，该选择的参数是由特定激励生成的失真的补偿所需要的。这简化并加速了识别过程，并提高了整个系统的鲁棒性。 [0010] 根据本发明，非线性系统识别使用通过使用数字控制信息PP,1来生成的第一扰动信号s1。第一扰动信号s1与模拟输入信号yA不相干。第一扰动信号s1被叠加至模拟输入信号yA以生成扰动输入信号y'A，扰动输入信号y'A被转换为数字ADC输出信号y’D。 [0011] 生成扰动输入信号y’A可以通过使用DAC和其它模拟分量来实现，其中，固有的非线性可以生成附加的DAC失真nDA,1，该DAC失真nDA,1也被提供给ADC的输入。但是，由DAC和ADC分别生成的非线性DAC失真nDA,1和ADC失真nAD具有不同的性质。只有非线性ADC失真nAD包含由ADC的非线性生成的模拟输入信号yA和第一扰动信号s1的互调乘积。只要第一扰动信号s1与模拟输入信号yA不相干，这些互调乘积就不包括在DAC的DAC失真nDA,1中。该重要的条件可以在第一扰动信号s1的生成和在下面的参数识别中通过使用模拟输入信号yA的性质来进行满足。如果不知道激励的性质，则需要模拟输入信号yA或者ADC输出信号y'D的额外的测量。 [0012] 第一扰动信号s1的频谱性质即其频谱分量的振幅和相位可以通过数字控制信息PP,1来改变。这确保了扰动信号s1和模拟输入信号yA之间的不相干性并且允许确定ADC参数矢量PAD。 [0013] ADC参数矢量PAD的非线性识别所需的第一扰动信号s1通过ADC并且在ADC输出信号y’D中呈现为附加信号分量。该信号分量也可以在AD补偿元件中通过使用描述了扰动信号s1的性质的第一控制信息PP,1来进行补偿。 [0014] 本发明的另一个特征是专门通过第一扰动信号s1和模拟输入信号yA之间的互调来确定ADC参数矢量PAD。该互调仅可以在叠加扰动信号s1和模拟输入信号yA之后在信号路径中进行生成。因此，所有模拟硬件分量可以是非线性的并且生成两个信号之一的谐波和其它非线性失真，而由于模拟输入信号yA和扰动信号s1之间的不相干性这将不会影响ADC参数矢量PAD的识别。因此，ADC的线性化省掉了识别在第一模拟源中固有的非线性以及补偿在扰动信号s1中的非线性失真。 [0015] 本发明也可用于DAC的线性化。在补偿由ADC生成的失真之后，线性化的ADC用于获得模拟DAC输出信号x'A。ADC输出信号y'D包含由在DAC中固有的非线性所生成的非线性失真。这些失真是用于估计DAC参数矢量PDA的基础，该DAC参数矢量PDA描述了由DAC非线性的非线性失真的生成。所识别的DAC参数矢量PDA被用于生成DAC输入信号x’D，该DAC输入信号x’D包括数字输入信号xD和合成的DAC补偿信号cDA，该DAC补偿信号cDA补偿在下面的DAC中生成的失真nDA,0。 [0016] 本发明也可用于线性化测量链，该测量链包括数字波形生成器、线性化的DAC、在试设备(DUT)、线性化的ADC以及信号分析器。为了从由DUT生成的失真中分离由DAC生成的失真，第二扰动信号s2被叠加至DAC输出信号x’A。该第二扰动信号s2也应当与DAC的数字输入信号xD以及与第一扰动信号s1均不相干。 [0017] 通过下面的图示、详细描述和权利要求书对本发明的这些和其它特征、益处以及技术可行性进行进一步描述。附图说明 [0018] 图1示出了用于建模非线性的ADC的框图。 [0019] 图2示出了用于线性化ADC的第一装置。 [0020] 图3示出了用于通过使用第二ADC来线性化第一ADC的替代装置。 [0021] 图4示出了建模测量链的框图。 [0022] 图5示出了通过使用开关来线性化测量链的第一实施例。 [0023] 图6示出了通过使用第二扰动信号来线性化测量链的替代实施例。 [0024] 图7示出了AD-补偿元件的实施例。 [0025] 图8示出了扰动信号的源的实施例。 [0026] 图9示出了DA-补偿系统的实施例。 [0027] 图10示出了参数估计器的实施例。 [0028] 图11示出了对于i＝1,2的非线性系数估计器的具体实施例。具体实施方式 [0029] 图1示出了ADC 17的模型，其包含具有传输函数HAD(s)的线性元件25和非线性元件27，它们的输入端提供有模拟输入信号yA。它们的输出信号通过加法器35求和，以生成数字输出信号。 [0030] yD＝lAD+nAD (1) [0031] 该线性信号可以使用卷积运算、拉普拉斯算子s以及逆拉普拉斯变换L-1{}而表示为 [0032] lAD＝L-1{HAD(s)}yA (2) [0033] 非线性失真信号 [0034] [0035] 被表示为包括具有内核函数的k阶齐次幂系统的截断的Volterra级数。 [0036] 图2示出了根据本发明用于使用生成器135线性化ADC 17的装置，其中，生成器135使用数字控制信息PP,1来生成第一扰动信号s1。扰动信号s1与模拟输入信号yA是不相干的，以产生等于零的期望值。 [0037] [0038] 由外部信号源16提供的在输入15处的模拟输入信号yA在链接设备77中被添加到第一扰动信号s1中，以生成扰动输入信号y'A。带有扰动输入信号y'A的ADC 17生成ADC输出信号y'D。AD补偿元件63通过使用ADC输出信号y'D和由参数估计器49提供的ADC参数矢量PAD来补偿由ADC 17按照(3)生成的非线性ADC失真nAD。ADC输出信号y'D被作为参考信号yR提供给参数估计器49，以确保与第一扰动信号s1的不相干性。然而，仅当已经通过使用数字控制信息PP,1来暂时禁止在生成器135中生成扰动信号s1时，才会评估ADC输出信号y'D与扰动信号s1之间的不相干性。 [0039] 图3示出了在参数估计器49中使用由第二参考ADC 161转换为参考信号yR的模拟输入信号yA的本发明的替代实施例。与图2中简化的解决方案相比较，此替代的版本是有利的，因为对于任何模拟输入信号yA在任何时间都可以检查第一扰动信号s1和模拟输入信号yA之间的不相干性。 [0040] 图4示出了用于建模测量链的信号流程图，包括数字信号源1、DAC 11、在试设备(device under test，DUT)5、ADC 17和信号分析器7。ADC 17对应于图1中的模型。 [0041] 该DAC 11将信号源1所提供的数字输入信号xD转换为模拟输出信号xA。DAC的传输行为是通过线性传输元件21和非线性传输元件23的并联来建模的，线性传输元件21和非线性传输元件23分别生成由加法器33合并至模拟输出信号xA的线性信号和非线性失真nDA,0。 [0042] DUT 5由在输出13的模拟输出信号xA所激发并且在输入15生成模拟输入信号yA。所述传输行为通过线性传输元件31和非线性传输元件29的并联进行建模，以生成在加法器37中合并了线性信号的非线性失真nDUT。 [0043] 线性传输元件21和31分别通过传输函数HDA,0(s)和HDUT(s)来进行说明。非线性传输元件23和29通过截断的Volterra级数 [0044] [0045] 或者 [0046] [0047] 来近似。 [0048] 因此，通过-1 [0049] yD(t)＝L {HDUT·HDA,0·HAD}xD (7)-1 -1 [0050] +L {HDUT·HAD}nDA,0+L {HAD}nDUT+nAD [0051] 限定的数字输出信号yD包括线性信号部分和由DAC 11、DUT 5和ADC 17生成的附加失真。 [0052] 图5示出了本发明的第一实施例，其提供了包括DAC 11和ADC 17的测量链的完整的线性化。在具体的校准过程中，开关137通过在DAC 11的输出和链接设备77的输入之间的直接连接来替代DUT 5。DA-补偿元件39基于数字输入信号xD和DAC参数矢量PDA来生成传输至DAC 11的输入的DAC输入信号x'D。DAC参数矢量PDA是在参数估计器49中生成的，以确保在DA-补偿元件39中合成的DAC补偿信号cDA补偿DAC 11的非线性失真nDA,0。数字输入信号xD或者DAC输入信号x’D可以在参数估计器49中被用作参考信号yR。在估计DAC参数矢量PDA的最佳值之后，通过开关137将DUT 5插入在测量链中，并进行DUT的测量。 [0053] 图6示出了省掉图5中的开关137并且在通过DUT 5传输信号期间确定DAC参数矢量PDA的测量链的线性化的替代实施例。根据本发明，供给至DUT的模拟输出信号xA包含具有下述性质的第二扰动信号s2 [0054] [0055] 其确保了信号s2与DAC输入信号x’D和第一扰动信号s1都是不相干的。生成器136基于第二控制信息PP,2来生成第二扰动信号s2，其中，第二控制信息PP,2在第二加法器 76中被添加到DAC输出信号x’A，以生成模拟输出信号xA。在参数估计器49中生成的控制信息PP,2也被提供给AD补偿元件63，以去除来自数字输出信号yD的第二扰动信号s2。 [0056] 图7示出了ADC 17的模型和AD-补偿元件63的实施例。数字输出信号-1 [0057] yD＝L {HAD(s)}y'A+nAD-cAD-s'D,1-s'D,2 (9)-1 [0058] ≈L {HAD(s)}y'A-s'D,1-s'D,2 [0059] 是基于由线性系统25用传输函数HAD(s)过滤的扰动输入信号y'A、27的非线性系统的非线性ADC失真nAD、补偿ADC 17的非线性ADC失真nAD的非线性补偿信号cAD以及第一和第二扰动信号的补偿信号s'D,1和s'D,2，通过使用链接设备35、65和66来生成的。 [0060] 链接设备65通过从ADC 17的线性化的输出信号yc中减去非线性补偿信号cAD来生成线性化的输出信号yc。非线性补偿信号cAD是基于在链接设备65的输出处的线性化的输出信号yc和ADC参数矢量PAD在非线性传输元件67中生成的。 [0061] 非线性传输元件67被实现为截断的Volterra的系统 [0062] [0063] 其具有与(3)中描述非线性元件27的内核函数相同的k阶内核函数[0064] 第一和第二补偿信号s'D,1和s'D,2是从数字扰动信号sD,1和sD,2在线性传输元件155、156和149、157中分别生成的。在数字参数估计器49中生成的控制信息PP,1和PP,2分别提供数字扰动信号sD,1和sD,2，以及线性传输元件155、156和149、157的传输函数HG,1、HL,1和HG,2、HL,2。 [0065] 图8示出了生成器69的实施例，其代表了提供模拟扰动信号si，i＝1,2的生成器135和136。作为控制信息PP,i的一部分的数字扰动信号sD,i被施加到DAC 75。DAC 75将数字扰动信号sD,i转换为模拟输出信号sA,i。DAC 75通过具有传输函数HDA i(s)的线性系统74和产生nDA,i的非线性失真的非线性系统70的并联，以及通过使用链接设备72来进行建模。基于模拟输出信号sA,i，线性传输元件78生成扰动信号si，其中线性传输元件78的传输函数HG,i(f)可以通过在第一控制信息PP,i中提供的线性参数PG,i来改变，其中i＝1,2。 [0066] 图9示出了与DAC 11连接的补偿系统39的实施例，补偿系统39包含非线性Volterra系统61和链接设备59，非线性Volterra系统61使用在DAC参数矢量PDA中提供的k阶内核函数以及数字输入信号xD生成非线性补偿信号 [0067] [0068] 链接设备59通过从数字输入信号xD中减去DAC补偿信号cas来生成DAC输入信号x’D。图9还示出了根据图4的DAC 11的模型，其中，两个系统的非线性失真都被补偿了：-1 [0069] nDA,0-L {HDA,0(s)}cDA≈0 (12) [0070] 图10示出了根据图5的用于生成控制信息PP,i，i＝1的参数估计器49的实施例。该实施例也可以用于生成图6中的第二控制信息PP,2。 [0071] 具有传输函数 [0072] HT(s)＝HDA,0(s)HAD(s) (13) [0073] 的线性系统83基于参考信号yR生成过滤的参考信号y’R。链接设备159将过滤的参考信号y’R增加至扰动补偿信号s'D,i并且生成合计信号yt，其仿效在AD-补偿元件63中的线性化的输出信号yc。对应于(10)和非线性传输元件67的非线性Volterra系统82生成供给到链接设备81的正相(非反相)输入的非线性补偿信号CAD。 [0074] 对应于(11)和非线性系统61的非线性Volterra系统88基于参考信号yR生成DAC补偿信号cDA。具有按照(13)的传输函数HT(s)的线性系统91过滤DAC补偿信号cDA并将输出信号供给到链接设备92的反相输入。 [0075] 具有传输函数HT(s)的线性系统93过滤对应于从输入9至输出19的数字输入信号xD的传输的参考信号yR。分别具有传输函数HG,i(s)和HL,i(s)的串联的线性系统157和99生成过滤的扰动信号s'D,i，其向ADC 17的输出描述了数字扰动信号sD,i的线性传输，其中，i＝1,2。链接设备98、92、81叠加线性系统99、93、91和非线性ADC模型82的输出信号，以生成模型输出信号yM。误差评估元件79生成作为ADC输出信号y'D和模型输出信号yM之差的误差信号e。 [0076] 参数估计器97通过用梯度信号、误差信号e、来自线性系统83的输出的过滤的参考信号y'R、补偿信号s'D,i以及学习速度参数μ使用随机梯度算法(LMS)来迭代地生成ADC参数矢量PAD，ADC参数矢量PAD包括Volterra级数的k阶内核函数 [0077] [0078] 其中，梯度信号为 [0079] [0080] 本发明的一个重要特征是，梯度信号包含互不相干的、在(15)的乘积中作为因子的至少两个信号。即使扰动补偿信号s'D,i作为(15)中的因子多次出现，也可以满足该条件。重要的是，梯度信号包括生成互调失真的参考信号y'R和噪声补偿信号s'D,i的至少一个叉积。如果k阶梯度信号中包含任何参考信号y'R或噪声补偿信号s'D,i的积，则梯度信号将包含谐波失真，该谐波失真将在DAC 11和ADC 17的非线性系统识别中生成偏置。因此，无论在参考信号y'R还是在补偿信号s’D,i中的谐波失真，均不能用于确定在参数估计器97中的ADC参数矢量PAD。 [0081] 在DA参数估计器85中DAC参数矢量PDA的识别使用正交于在参数估计器97中ADC参数矢量PAD的识别中使用的信息的非线性失真中的信息。虽然这两个参数估计器85和97都是基于如图11所示的相同的实施例，但是估计器85在输入96和102被提供有参考信号yR，而参数估计器97在相应的输入被提供有不相干信号y’R和s’D,i。具有系统91-1的逆传输函数HT(s) 的线性系统87生成被送入至参数估计器85的输入103的过滤的误差信号e'。该参数估计器使用梯度信号迭代地确定DAC参数矢量PDA中的k阶内核函数[0082] [0083] 其中，梯度信号为 [0084] [0085] 并且该梯度信号包括了参考信号yR的k次幂。 [0086] 数字生成器101分析参考信号yR的性质并且生成与参考信号yR不相干的数字扰动信号sD,i。 [0087] 线性参数估计器95使用LMS算法，参考信号yR和误差信号e，以迭代地生成描述了在线性系统83、87、91和93中所需的传输函数HT(s)的线性参数PT。 [0088] 线性参数估计器100通过对由线性系统157用参数PG,i和误差信号e过滤的扰动信号sD,i应用LMS算法，来迭代地确定描述在线性系统99中所需的传输函数HL,i(s)的线性参数PL,i。 [0089] 控制系统94生成线性参数PG,i，其修改线性系统78、156和157的传输函数HG,i(s)以分离在(3)的齐次幂系统的较低和较高阶的内核并以更高的精度确定ADC参数矢量PAD和DAC参数矢量PDA。 [0090] 图11示出了根据(14)和(15)的参数估计器97的实施例，其与根据(16)和(17)的参数估计器85相同。第一延迟元件105生成在输入96处提供的补偿信号s'D,i中的预定延迟τ1。第二延迟元件107生成在输入102处提供的参考信号y'R中的预定延迟τ2。通过使用乘法器115来生成二阶梯度信号乘法器115合并来自第一和第二延迟元件105和107的输出的延迟信号。LMS估计器119通过使用误差信号e和梯度信号来生成在ADC参数矢量PAD中的二阶内核函数通过使用附加延迟元件 109和111、乘法器113和117以及LMS估计器121和123以相同的方式来估计高阶内核函数其中，K>2。 [0091] 本发明的优点在于模型和补偿技术的一般性，而无需考虑关于在ADC 17和所有其它硬件组件中的物理原因和非线性性质的详细信息。因此，所有的ADC、DAC、滤波器、放大器、加法器和其它传输元件可以以低成本通过可用的组件来实现。在参数估计器49中的ADC参数矢量PAD和DAC参数矢量PDA的识别可以通过传输如测量信号或普通音频信号(音乐、语音)的任意信号来实现。 [0092] ADC和其它硬件组件的非线性失真的补偿可以轻易地通过使用所识别的参数矢量处理数字信号来实现。如果ADC和其它硬件组件是充分地随时间不变的并且不随环境温度和其它影响发生变化，则该参数识别可能会暂时禁用。特定应用所需的准确建模和充分的失真补偿可以通过选择Volterra级数展开的最大阶K来实现。

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