[發(fā)明專利]二階分時(shí)復(fù)用Delta-Sigma調(diào)制器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010193020.7
• 申請(qǐng)日: 2010-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN102270991A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬卓;譚曉強(qiáng);郭陽;趙振宇;陳吉華;張明;李少青;張民選;何小威;樂大珩;孫巖;張均安;段志奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M3/00
• 分類號(hào): H03M3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明應(yīng)用于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，用于Delta-Sigma調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)。具體涉及一種將分時(shí)復(fù)用積分器的技術(shù)應(yīng)用于Delta-Sigma調(diào)制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

背景技術(shù)

典型的二階調(diào)制器可以表示為圖1的結(jié)構(gòu)形式。基于不同的S₁、S₂相位，圖1的調(diào)制器電路的工作狀態(tài)分別如圖2中(a)、(b)所示，其中用粗線條表示的器件代表處于“忙碌”狀態(tài)，箭頭指示方向代表信號(hào)“流動(dòng)”方向。在S₁相位時(shí)，如圖2(a)所示，輸入信號(hào)被第一級(jí)采樣電容C_s1采樣，與此同時(shí)，第二級(jí)采樣電容C_s2中的信號(hào)被第二級(jí)積分器積分，信號(hào)轉(zhuǎn)移到第二級(jí)積分電容C_f2中，在此相位，信號(hào)分別“流動(dòng)”到C_s1和C_f2中，并被鎖存到鎖存比較器中；當(dāng)工作在S₂相位時(shí)，如圖2(b)所示，第一級(jí)積分器進(jìn)行積分運(yùn)算，將上一相位時(shí)保存到C_s1中的信號(hào)轉(zhuǎn)移到C_f1中去，并被C_s2采樣，與此同時(shí)，量化器對(duì)上一相位時(shí)保存到C_f2中的信號(hào)進(jìn)行量化，并且輸出到D觸發(fā)器中，D觸發(fā)器在S₁、S₂相位始終保持“忙碌”狀態(tài)。在時(shí)鐘相位S₁和S₂的交替工作下，信號(hào)持續(xù)的從輸入“流向”輸出。

通過上面的描述，可以觀察到信號(hào)在圖2中是按行波方式從輸入向輸出“流動(dòng)”。并且，通過圖2可以清楚的看到，無論哪個(gè)相位，兩個(gè)積分器中只有一個(gè)處于“忙碌”狀態(tài)，造成了功耗和芯片面積上的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

從前文的分析可知，典型Delta-Sigma調(diào)制器中各級(jí)積分器的利用率只有50％，造成了功耗和芯片面積上的浪費(fèi)。而且，無論處于哪個(gè)相位，在二階Delta-Sigma調(diào)制器的兩個(gè)積分器中只有一個(gè)處于“忙碌”狀態(tài)。也就是說，在圖1的結(jié)構(gòu)中，每個(gè)積分器都有一半的時(shí)間處于“閑置”狀態(tài)。基于這個(gè)出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建一種結(jié)構(gòu)，僅使用一個(gè)積分器，隨著時(shí)鐘相位的切換，該積分器在原兩級(jí)積分器中的兩個(gè)角色之間切換，在某一個(gè)相位充當(dāng)積分器1的角色，而在另一個(gè)相位充當(dāng)積分器2的角色，則該積分器的利用率可以被提高到100％，時(shí)刻都處于“忙碌”狀態(tài)，這就是分時(shí)復(fù)用Delta-Sigma調(diào)制器的基本設(shè)計(jì)思想。

基于這一思想，本發(fā)明基于分時(shí)復(fù)用的技術(shù)提出一種新的Delta-Sigma調(diào)制器實(shí)現(xiàn)方法，主要的技術(shù)特點(diǎn)在于：

1.基于分時(shí)復(fù)用原理充分利用每一個(gè)積分器，使一個(gè)積分器在不同的時(shí)刻扮演不同積分器的角色，提高其利用率；

2.僅使用一個(gè)積分器就可以構(gòu)成二階Delta-Sigma調(diào)制器，節(jié)省了功耗；

3.僅使用一個(gè)積分器就可以構(gòu)成二階Delta-Sigma調(diào)制器，節(jié)省了芯片面積；基于同樣的原理，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：

1.相對(duì)于經(jīng)典的二階Delta-Sigma調(diào)制器，二階分時(shí)復(fù)用調(diào)制器有效降低了功耗；

2.相對(duì)于經(jīng)典的二階Delta-Sigma調(diào)制器，二階分時(shí)復(fù)用調(diào)制器降低了芯片面積。

附圖說明

圖1典型單環(huán)二階Delta-Sigma調(diào)制器電路原理圖；

圖2典型調(diào)制器工作狀態(tài)及信號(hào)流圖(a)相位(b)相位；

圖3分時(shí)復(fù)用調(diào)制器電路原理圖；

圖4二階分時(shí)復(fù)用Delta-Sigma調(diào)制器模型；

圖5兩相非重疊時(shí)鐘相位關(guān)系圖；

圖6二階分時(shí)復(fù)用Delta-Sigma調(diào)制器不同相位信號(hào)流圖(a)相位(b)相位。

圖7二階分時(shí)復(fù)用Delta-Sigma調(diào)制器行為級(jí)模型功率譜密度。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明公開的二階分時(shí)復(fù)用Delta-Sigma調(diào)制器的結(jié)構(gòu)和工作過程。