[發明專利]∑－△調制器

無效

• 申請號: 00810110.8
• 申請日: 2000-07-10
• 公開（公告）號: CN1360759A
• 公開（公告）日: 2002-07-24
• 發明（設計）人: 托爾本·阿姆托夫特
• 申請（專利權）人: 特利泰爾R&D丹麥有限公司
• 主分類號: H03M3/02
• 分類號: H03M3/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李強

發明領域

本發明涉及根據權利要求1和11所述的一種∑-Δ調制器，以及根據權利要求13和14所述的一種∑-Δ調制器的應用。

發明背景

信號轉換或調制已經成為覆蓋幾種不同技術的范圍有些寬廣的學科，上述的每一種技術都具有基本上不同的功能和性能。這些技術當中的一種就是∑-Δ概念。由于∑-Δ概念基本上具有微分的和積分的線性并且具有十分簡單的基本體系結構，使得它在許多用途上非常有吸引力。而且，這種概念涉及在信號處理頻帶以內、特別是信號處理頻帶以外，處理噪聲分布的或多或少精細的技術。

∑-Δ轉換器已經日益普及，特別是在音頻應用領域內。

然而，∑-Δ調制器的一個問題是，難以滿足對高分辨率、高動態范圍和低噪聲的日益增長的要求。由此導致技術開發集中在∑-Δ概念的的十分復雜的演變上，例如高階反饋環路以及多位反饋。伴隨著這種普遍采用的技術、特別是多位技術的一個問題就是，它損害了例如線性度，使得這種技術難以適用于高速反饋環路，除非對多位反饋信號進行非常細心的匹配。再回到高階∑-Δ轉換器的問題上來，其基本技術涉及在不損害線性度的前提下，使信號頻帶的范圍內信號噪聲最小。然而一個嚴重的問題是，轉換器的噪聲隨著動態范圍的增加而增加，因而直接的響應就是增加轉換器的階數。

本發明的一個目標就是，保持∑-Δ轉換器的各項有利的特征，與此同時，降低主要噪聲。

本發明概述

若如權利要求1所述，Δ為差分適應于輸入和/或輸出信號，就能實現一種優選∑-Δ調制器。因此，當噪聲成為最重要的問題時，根據本發明的∑-Δ轉換器可提供非常低的噪聲性能。當將Δ的數值適應于輸入和/或輸出信號時，Δ可以最小化到實際輸入，并且不僅最小化到動態范圍的最壞情況。

基本上，由于本發明引入了一個非固定的Δ數值，及其導致的可變的量化噪聲，所以本發明在∑-Δ轉換器的領域中引入了一種新方法。在需要大的動態范圍的情況下，即使量化噪聲相當高，它仍然是可以接受的。

另一方面，若信號電平很低，則為了降低量化噪聲，可以降低量化電平Δ。

本發明的一個基本方法就是，低的信號電平變化隱含著對低噪聲的非常嚴格的要求，而由于有用信號掩蓋了噪聲，所以輸入信號電平的顯著變化可以降低對低噪聲的要求。

應當引起注意的是，總的RMS噪聲是Δ數值，即反饋調制環路的量化電平的一個函數，因而，Δ對輸入信號的適應將降低所引起的噪聲。

還應當引起注意的是，本發明的技術基本上在整個動態范圍內都能提供線性度。

特別是，應當引起注意的是，根據本發明的一個1階1位∑-Δ轉換器能像規則的1位轉換器那樣保持線性度，同時仍然獲得可變的范圍。

還應當引起注意的是，在∑-Δ調制器中的Δ表示在反饋環路中的模擬的量化步進大小。

根據本發明，Δ定義了∑-Δ轉換器中的模擬反饋的模擬的步進大小。

若如權利要求2所述，基于輸入和/或輸出信號的一個測量周期(MP)的測量結果來建立Δ，就能實現本發明的一個更加有利的優選實施例。

當在一個周期上進行測量時，就就能實現可靠的調制器的概念。當然，測量周期應當適應于關于輸入信號的形式和內容的知識。在一個例如GSM那樣的移動通信系統中，這個周期可以例如等于一個TDMA時隙的長度，即，典型地大于1ms，而基帶則處于200-1000kbit/s的量級之中。

當在一段時間內，將Δ適應于輸入信號的變化時，例如，若該信號顯著地發生變化，則有可能保持高的Δ，同時令因飽和而產生的失真保持低的數值。相應地，當希望小的信號變化時，Δ可以保持低的數值，由此以一種簡單的方式使量化噪聲顯著地最小化。

若如權利要求3所述，輸入和/或輸出信號的所述測量周期(MP)是固定的，就能實現本發明的一個更加有利的實施例。

如權利要求4所述，輸入和/或輸出信號的所述測量周期(MP)為577μs，對應于在GSM系統中的一個TDMA時隙，就能實現本發明的一個更加有利的實施例。

應當引起注意的是，對于用編碼方法建立的一組有些保守的信號來說，此項技術是非常有吸引力的。因此，GSM在一段相當長的時間內是保守的，并且根據本發明的∑-Δ調制器可以容易地適應于并且有利地應用于各種GSM系統之中。

如權利要求5所述，上一個時隙的功率電平是一項測量參數，就能實現本發明的一個更加有利的實施例。

特別是，因為在GSM系統中，一個時隙的功率電平通常差不多保持恒定。