[發明專利]模數轉換器、模數轉換系統、數據讀取系統及其相關方法

有效

• 申請號: 200810092429.2
• 申請日: 2008-04-11
• 公開（公告）號: CN101286742A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 康宗弘
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: H03M1/36
• 分類號: H03M1/36;G11B7/005
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明是有關于一種模數轉換器(analog-to-digital?converter)，特別是關于一種用于數據讀取系統(data?readout?system)的模數轉換器。

背景技術

由于時常需要將大量的信息從模擬信號轉換成數字信號，高速的模數轉換器在現今的電路設計中占有相當重要的一席之地，例如快閃式模數轉換器(flash?analog-to-digital?converter)就常用于快速地將模擬信號轉換為數字信號。快閃式模數轉換器是利用平行操作來達到高速轉換。一般n位的快閃式模數轉換器需要同時使用2ⁿ-1個比較器來產生比較結果，再將比較結果編碼成n位的數字輸出。然而，比較器所占用的芯片面積龐大，且當需求的分辨率越高時，所需要的芯片面積就越大。對數據讀取系統(例如光驅)而言，大量的數據需要快速且可靠地從光盤中被讀取出來并轉換成數字格式。使用很多比較器固然可增加數據讀取系統的分辨率及正確性，但也會占用芯片面積且提高成本，因此，發展可具備高正確性、高速度但維持小面積及低成本的模數轉換電路是有需要的。

發明內容

為解決上述具備高準確性與高速度的數據讀取系統中比較器占用面積大的問題，本發明提供一種模數轉換的分辨率為非線性的數據讀取系統及其數據讀取方法，其中模擬輸入信號中載有大部分信息的區間以較高分辨率進行量化，而載有較少信息的區間則以較低分辨率進行量化，以減少數據讀取系統中比較器的數量并同時維持正確度。

根據本發明的一實施方式，其提供一種數據讀取系統。數據讀取系統包含有用來讀取儲存在光盤中的數據并產生模擬信號的讀取頭、用來產生多個參考電壓電平的參考電壓單元、用來將模擬信號與參考電壓電平進行比較的多個比較器，以及將比較器的比較結果編碼成數字信號的編碼模塊，其中參考電壓單元所產生的多個參考電壓電平中，至少有兩個相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同。

根據本發明的另一實施方式，其提供一種模擬輸入信號處理方法。該方法包含有提供多個參考電壓電平，依電壓電平排列成一鏈(chain)，其中至少兩個相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，接著比較模擬輸入信號與參考電壓電平以產生比較結果。

根據本發明的另一實施方式，其提供一種將模擬信號轉換成數字信號的方法。該方法包含有提供非線性的數值轉換特性，存取儲存裝置以產生模擬輸入信號，根據該非線性的數值轉換特性將模擬輸入信號轉換成輸出信號，以及將輸出信號轉換成數字信號。

根據本發明的另一實施方式，其提供一種模數轉換器，包含有用來產生多個參考電壓電平的參考電壓單元，以及用來比較參考電壓電平以及模擬輸入信號以產生多個比較結果的多個比較器，其中至少兩個相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同。

根據本發明的另一實施方式，其提供一種讀取數據的方法。該方法包含有提供多個參考電壓電平，依電壓電平排列成一鏈，其中至少有兩個相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同以定義出至少一對應于第一轉換分辨率的第一區間，以及對應于第二轉換分辨率的第二區間，其中第二轉換分辨率不同于第一轉換分辨率；通過存取儲存裝置來產生模擬輸入信號；調整模擬輸入信號以使模擬輸入信號的至少一部分落入第一區間或第二區間內；比較模擬輸入信號以及多個參考電壓電平以產生多個比較結果，以及根據多個比較結果產生數字信號。

根據本發明的另一實施方式，其提供一種具有非線性分辨率的模數轉換系統，包含有非線性轉換電路與模數轉換器。非線性轉換電路具有非線性的數值轉換特性，用來將模擬輸入信號轉換成輸出信號，其中模擬輸入信號是通過存取儲存裝置所產生。模數轉換器，耦接于非線性轉換電路，用來將非線性轉換電路的輸出信號轉換成數字信號。

上述模數轉換器、具有非線性分辨率的模數轉換系統、數據讀取系統、處理模擬輸入信號的方法、將模擬信號轉換成數字信號的方法及數據讀取方法通過比較參考電壓電平與模擬輸入信號，將模擬輸入信號中載有較多信息的區間用較高分辨率量化，從而達到了使模數轉換電路具備高正確性、高速度但維持小面積及低成本的效果。

附圖說明

圖1為本發明數據讀取系統的一實施方式的示意圖。

圖2為圖1所示的模數轉換器的一實施方式的示意圖。

圖3為本發明具有非線性分辨率的7位模數轉換器的轉換函數的一實施方式示意圖。

圖4顯示具有以及不具有非線性量化特性的7位模數轉換器的輸出碼的一實施方式。

圖5顯示信號調整前后的模數轉換器的輸入范圍。