[發明專利]模數轉換器和模數轉換器電路電壓控制方法

有效

• 申請號: 201110236236.1
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102377433B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 青木泰憲
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H03M1/34
• 分類號: H03M1/34;H03G3/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;李德山

技術領域

本公開涉及模數(AD)轉換器和模數轉換器電路電壓控制方法。

背景技術

當模數轉換器電路用于進行數字信號處理時，將輸入的模擬信號精確地轉換為數字信號對于該轉換器電路之后的信號處理而言是非常重要的。因此，通常將自動增益控制(AGC)電路布置在模數轉換器電路之前的級。通過這樣做，不會丟失波形信息，并且也不會損失分辨率。由此，模擬信號的振幅水平受到自動控制，并且模擬輸入信號的振幅范圍被設置成大致匹配于動態范圍。

此外，在高速無線通信裝置中用于接收處理的模數轉換器電路(閃爍型，flash?type)將基準電壓劃分成多個等級，并分別將每個劃分的電壓與模擬輸入電壓相比較。同時，該模數轉換器電路將比較結果編碼為二進制編碼的數字值。此時，根據該基準電壓確定上述模數轉換器電路的模擬輸入動態范圍。特別地，當進行與廣播或通信相關的信號處理時，可以設想傳輸路徑上的損失，因此將模擬信號水平保持在恒定范圍內是必要的。

這里，作為一種用于自動控制模擬信號的振幅水平的方法，存在使用(通過將從模數轉換器電路的數字輸出中提取的信號的振幅值與預定的設定值相比較而獲得的)差分數據來可變地設置確定模數轉換器電路的模擬輸入動態范圍的基準電壓的技術(參見日本專利申請公開第JP-A-1-37121號和日本專利申請公開第JP-A-09-116435號)。

通過使用該技術，可以使模擬輸入信號的動態范圍與基準電壓之間的電壓差(VOH-VOL)相匹配，并且獲得能夠恒定地最大限度地利用模數轉換器電路的量化分辨率的結構。此外，由于不必對模擬輸入信號進行增益控制，所以不需要自動增益控制(AGC)電路。

發明內容

由于在上述技術中基準電壓被調節，所以量化分辨率的寬度(1LSB(最低有效位))改變，并且因此對模數轉換器電路的操作制約變得更嚴格。另外，為了使用數字輸出，必須使用脈寬調制(PWM)來從數字轉換為模擬、使用低通濾波器來平滑輸出以獲得增益控制信號GCNT、以及提供用于將GCNT信號反饋到輸入側的路徑。另外的缺點是，為了使模擬信號通過模數轉換器電路并使模擬輸入收斂，需要過多量的時間。例如在日本專利申請公開第JP-A-7-50583號中描述了與上文描述的技術相類似的技術(調節基準電壓并使其匹配的技術)。

特別地，當使用非常精細的處理時，每個晶體管和電阻元件等之間的相對變化的影響使模擬輸入的收斂時間變得顯著可見，并且通常執行使得盡可能放寬對量化分辨率的寬度的制約條件的設計。

此外，已知類似的技術，在該技術中，在通過自動增益控制電路放大到一定水平之后，通過將基準電壓改變到模擬輸入振幅來調節基準電壓并使其匹配(例如，參見日本專利申請公開第JP-A-8-154106號)。通過使用該技術，可以使量化分辨率的寬度(1LSB)保持在模數轉換器電路的操作制約條件之內，從而克服上述調節基準電壓并使其匹配的技術的問題。

然而，在通過自動增益控制電路放大到一定水平之后通過將基準電壓改變到模擬輸入振幅來調節基準電壓并使其匹配的該技術中，需要二階段的調節序列(在自動增益控制電路中將模擬輸入振幅調節到基準水平的步驟，以及隨后調節基準電壓調節并使基準電壓與已變成基準水平的輸入振幅相匹配的步驟)。結果，花費了不必要的量的時間來使操作狀態收斂。當在高速無線通信中的發送操作和接收操作之間的切換中收斂時間制約嚴格時，這是特別不利的。

鑒于上述情況，希望提供一種新穎的改進的模數轉換器及模數轉換器電路電壓控制方法，其能夠縮短模數轉換期間模擬輸入振幅的收斂時間，并能夠最大限度地利用模數轉換器電路的設想的量化分辨率。

根據本公開的實施例，提供了一種模數轉換器，該模數轉換器包括：自動增益控制電路，該自動增益控制電路改變模擬信號的輸入振幅，并將該模擬信號輸出到將該模擬信號轉換為數字信號的模數轉換器電路；以及第一檢測部分，該第一檢測部分將由該自動增益控制電路輸出的模擬信號的輸出范圍與預定的電壓范圍相比較，并基于比較結果而控制由該自動增益控制電路輸出的模擬信號的輸出范圍。

所述第一檢測部分可以將由該自動增益控制電路輸出的模擬信號的輸出范圍與該模數轉換器電路的基準電壓相比較，并且可以基于比較結果而控制由該自動增益控制電路輸出的模擬信號的輸出范圍。

在由該自動增益控制電路輸出的模擬信號的輸出范圍超過所述基準電壓的范圍的時間段期間，該第一檢測部分可以輸出表示該自動增益控制電路的輸出超過該模數轉換器電路的基準電壓范圍的信號。

由該第一檢測部分輸出的信號可以是脈沖。