[發(fā)明專利]一種時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103067020A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任俊彥;陳遲曉;江帆;肖玉忠;許俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M3/02
• 分類號(hào): H03M3/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用時(shí)間交織量化器的長(zhǎng)延時(shí)長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器。

背景技術(shù)

隨著集成電路的發(fā)展和摩爾定律的不斷自我實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代模擬和模數(shù)混合的電路的采樣率迅速提高、處理電路的帶寬也不斷變大。在此機(jī)遇下，傳統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用領(lǐng)域也發(fā)生了重要變化，例如連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，在傳統(tǒng)的模數(shù)混合電路中盡可以支持幾十k級(jí)的帶寬，但目前已經(jīng)可以發(fā)展到幾十兆（M）的帶寬。

圖1顯示了傳統(tǒng)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器的架構(gòu)，包括由運(yùn)算放大器構(gòu)成的環(huán)路傳遞濾波器（101）、具有一定環(huán)路延時(shí)的量化器（102）和高線性度的數(shù)模數(shù)模轉(zhuǎn)換器（103）。制約之一能效發(fā)展的主要因素在于環(huán)路允許的最大環(huán)路延時(shí)，在傳統(tǒng)架構(gòu)中，一般不允許超過(guò)一個(gè)周期。在電路實(shí)現(xiàn)中，一般會(huì)采用0.5個(gè)周期的實(shí)現(xiàn)方式，如圖1中的時(shí)序圖所示，量化器在上升沿采樣環(huán)路傳遞濾波器101輸出、在高電平的時(shí)間內(nèi)完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的量化，然后再下降沿將量化結(jié)果——數(shù)字碼輸入至數(shù)模轉(zhuǎn)換器103。該過(guò)程也可互換高低電平在低電平過(guò)程中完成量化。一般地，該環(huán)路延時(shí)周期為0.5個(gè)采樣周期。若大于這一條件，系統(tǒng)將出現(xiàn)性能下降、甚至是環(huán)路振蕩等現(xiàn)象，影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。

在如此小的延時(shí)范圍內(nèi)，僅有全并行（flash）架構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)環(huán)路，但其能效非常低。為解決低能效問(wèn)題，本發(fā)明提出了可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)的系統(tǒng)環(huán)路機(jī)器實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，如圖2所示。該長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)架構(gòu)與圖1相比的區(qū)別在于數(shù)模轉(zhuǎn)換器203在量化器202采樣后的隔了一個(gè)周期和一個(gè)高電平之后，即1.5個(gè)周期，才將采樣信號(hào)的量化值恢復(fù)成模擬信號(hào)輸出。同樣，該過(guò)程也可互換高低電平在低電平過(guò)程中完成量化。這樣，允許了量化器有更長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間，更多架構(gòu)的選擇，在實(shí)現(xiàn)上也能體現(xiàn)的更加低功耗和高能效。在具體電路實(shí)現(xiàn)中，還用到了時(shí)間交織的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以適用于長(zhǎng)延時(shí)環(huán)路的連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器。

本發(fā)明提出的時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，包含三個(gè)部分，分別為：環(huán)路傳遞濾波器301，時(shí)間交織量化器302（可以由多個(gè)子通道量化器組成，在圖3中，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，僅采用2個(gè)子通道量化器321，322示意），和高線性度高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器303。輸入信號(hào)和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)路傳遞濾波器，運(yùn)算和積分后輸出到時(shí)間交織型量化器的輸入端；時(shí)間交織型量化器產(chǎn)生的數(shù)字輸出結(jié)果傳遞給高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于重建原信號(hào)。其中：

環(huán)路傳遞濾波器，用于實(shí)現(xiàn)環(huán)路傳遞函數(shù)，一般由運(yùn)算放大器和電阻、電容組成的積分器實(shí)現(xiàn)；

時(shí)間交織型量化器，用于量化環(huán)路傳遞濾波器的輸出，一般有高速多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)；該時(shí)間交織型量化器，可以由多個(gè)子通道量化器組成，在圖3中，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，僅采用2個(gè)子通道量化器321，322示意。?

高線性度高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路，用于模擬信號(hào)域的量化結(jié)果重建，一般有電流舵或者開(kāi)關(guān)電容-電阻式數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明中，電路允許的環(huán)路延時(shí)超過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期，最大可達(dá)1.5個(gè)時(shí)鐘周期。該長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)架構(gòu)中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器203在量化器202采樣后的隔了一個(gè)周期和一個(gè)高電平之后，即1.5個(gè)周期，才將采樣信號(hào)的量化值恢復(fù)成模擬信號(hào)輸出。這樣，允許量化器有更長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間，更多架構(gòu)的選擇，在實(shí)現(xiàn)上也能體現(xiàn)的更加低功耗、高能效。

本發(fā)明采用了時(shí)間交織架構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)延時(shí)和高吞吐率的環(huán)路要求。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器架構(gòu)示意圖。

圖2為長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)的連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器架構(gòu)示意圖。

圖3為采用2路時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器架構(gòu)示意圖。

圖4為采用n路時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器架構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明中提出的時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器作進(jìn)一步說(shuō)明。需要指出的是，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)本部分對(duì)2路時(shí)間交織量化進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但并不影響其最后實(shí)現(xiàn)時(shí)可以通過(guò)n路時(shí)間交織的方式實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提出的時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，包含三個(gè)部分，分別為：環(huán)路傳遞濾波器301，時(shí)間交織量化器302（可以由多個(gè)子通道量化器組成，在圖3中，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，僅采用2個(gè)子通道量化器321，322示意），和高速高線性度數(shù)模轉(zhuǎn)換器303。