[發(fā)明專利]噪聲緩沖電路以及含有該電路的過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器

無效

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• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103078638A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁文師;王祥莉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: H03M1/08
• 分類號: H03M1/08
• 代理公司: 北京金信立方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;劉世杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，更具體地，是一種用于過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的噪聲緩沖電路以及含有該噪聲整形電路的過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

當前，在模擬集成電路和模數(shù)混合集成電路中，過采樣噪聲整形模數(shù)轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備的前端和音頻信號的轉(zhuǎn)換等，并且是通信、視頻、音頻信號處理中的必需的電路技術(shù)。通常，過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括多個運算放大級，并通過例如高階循環(huán)等手段來進行過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。

如圖1所示，是一種常規(guī)的過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理示意圖，該過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器1包括第一運算放大級10、第二運算放大級20和第三運算放大級30。其中各放大級均連接有反饋電路（圖未示處），以提供負反饋。

但是，在過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，會產(chǎn)生固定的噪聲。由于在高精度、低頻率的應(yīng)用中，對噪聲要求尤其高，因此，如何降低過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的噪聲，是業(yè)界一直致力于解決的問題。由于在過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，噪聲來源主要是第一運算放大級內(nèi)的運算放大器、開關(guān)、電容等。因此，現(xiàn)有的消除噪聲的手段一般是對第一運算放大級進行噪聲失調(diào)處理。例如在第一級運算放大器內(nèi)采用雙采樣關(guān)聯(lián)噪聲消除、電容存儲失調(diào)消除、調(diào)制解調(diào)消除等手段，來進行噪聲整形。

如圖2、3所示，是利用調(diào)制解調(diào)技術(shù)對過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行噪聲消除的示意圖。在現(xiàn)有技術(shù)中，是對過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一運算放大級10內(nèi)的運算放大器11加入調(diào)制方案，具體地，分別在運算放大器11的輸入和輸出端設(shè)置調(diào)制開關(guān)12、13，以進行調(diào)制解調(diào)處理。其中，調(diào)制開關(guān)12用于調(diào)制處理，調(diào)制開關(guān)13用于調(diào)制及解調(diào)處理。調(diào)制開關(guān)12、13利用常規(guī)的調(diào)制解調(diào)器件構(gòu)成，通常是由MOS管構(gòu)建的。

然而，由于噪聲整形技術(shù)原理，使得在對過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一運算放大級的調(diào)制中，會將噪聲再次返折到低頻，從而導(dǎo)致了低頻噪聲的消除效果不佳，同時，采用該種手段，還會產(chǎn)生新的調(diào)制頻率諧波。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于解決現(xiàn)有的過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器在降噪處理中的上述問題，從而提供了一種創(chuàng)新的噪聲緩沖電路以及包括該電路的過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明的噪聲緩沖電路，用于降低過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器在工作狀態(tài)時的噪聲，該噪聲緩沖電路包括一個緩沖輸入端和一個緩沖輸出端，該緩沖輸入端接入輸入信號，該緩沖輸出端將輸出信號輸送給該過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一運算放大級，并且，該噪聲緩沖電路進一步包括：

第一緩沖放大級，該第一緩沖放大級用于對該輸入信號進行第一級增益控制；

第二緩沖放大級，該第二緩沖放大級與第一緩沖放大級相連接，用于對該輸入信號進行第二級增益控制；

正反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，該正反饋電阻網(wǎng)絡(luò)用于為該噪聲緩沖電路提供正反饋；

負反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，該負反饋電阻網(wǎng)絡(luò)用于為該噪聲緩沖電路提供負反饋；

其中，該第一緩沖放大級設(shè)置有分別用于調(diào)制的第一調(diào)制開關(guān)以及用于調(diào)制和解調(diào)的第二調(diào)制開關(guān)。

優(yōu)選地，該第一緩沖放大級包括第一運算放大器，并且，該第一運算放大器的輸入端和該第一調(diào)制開關(guān)相連接，該第一運算放大器的輸出端和該第二調(diào)制開關(guān)相連接。

優(yōu)選地，該輸入信號包括正相輸入信號和反相輸入信號；

該正反饋電阻網(wǎng)絡(luò)包括一個第一電阻網(wǎng)絡(luò)輸入端子、一個第一電阻網(wǎng)絡(luò)輸出端子、以及一個第一電阻網(wǎng)絡(luò)反饋端子，其中，該第一電阻網(wǎng)絡(luò)輸入端子接入該正相輸入信號，該第一電阻網(wǎng)絡(luò)輸出端子和該第二緩沖放大級的正相輸出端相連接，該第一電阻網(wǎng)絡(luò)反饋端子通過該第一調(diào)制開關(guān)和該第一運算放大器的輸入端中的正相輸入端相連接；

該負反饋電阻網(wǎng)絡(luò)包括一個第二電阻網(wǎng)絡(luò)輸入端子、一個第二電阻網(wǎng)絡(luò)輸出端子、以及一個第二電阻網(wǎng)絡(luò)反饋端子，其中，該第二電阻網(wǎng)絡(luò)輸入端子接入該反相輸入信號，該第二電阻網(wǎng)絡(luò)輸出端子和該第二緩沖放大級的反相輸出端相連接，該第二電阻網(wǎng)絡(luò)反饋端子通過該第一調(diào)制開關(guān)和該第一運算放大器的輸入端中的反相輸入端相連接。

優(yōu)選地，所述第二緩沖放大級的正相輸出端和反相輸出端之間依次連接有一個第一輸出電阻、一個輸出電容、以及一個第二輸出電阻，并且由該輸出電容的兩端輸出所述輸出信號。

優(yōu)選地，所述正反饋電阻網(wǎng)絡(luò)以及所述負反饋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個電阻為溫度補償電阻。

優(yōu)選地，所述正反饋電阻網(wǎng)絡(luò)以及所述負反饋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個電阻由正溫度系數(shù)電阻和負溫度系數(shù)電阻組成。

本發(fā)明的過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括第一運算放大級以及設(shè)置在該第一運算放大級輸出端的至少一個后續(xù)運算放大級，該第一運算放大級前置連接有如上所述的噪聲緩沖電路。