[發明專利]一種滲漏式差分累積模擬數字調制轉換器

有效

• 申請號: 201310160314.3
• 申請日: 2013-05-04
• 公開（公告）號: CN103248366A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 李柏
• 申請（專利權）人: 徐州柏瑞高新技術科技有限公司
• 主分類號: H03M3/04
• 分類號: H03M3/04
• 代理公司: 徐州支點知識產權代理事務所(普通合伙) 32244
• 代理人: 張榮亮

技術領域

本發明涉及一種滲漏式差分累積模擬數字調制轉換器，屬于信號處理，模數轉換器技術領域。

背景技術

數字和無線技術的進展已經導致需要更快，更高分辨率的信號處理系統。?模擬數字轉換器是信號處理系統中的關鍵部件，需要能夠處理高速模擬信號，如無線電頻率信號轉換為數字形式。

由于需要快速和可靠的模擬數字轉換器，差分累積模數轉換器最近變得更加實際，由于技術的改進，使實施高采樣率成為可能。

傳統的差分累積模數轉換器產生正負極性輸出（1，-1），而一些光電設備的難點是處理負值。同時許多傳統的差分累積模數轉換器的另一個缺點是它們需要采樣和保持或類似裝置，其中過采樣率緩慢，而且它們是不能調節輸入信號的范圍的，這樣，當感興趣的信號在輸入信號范圍之外時，傳統的差分累積模數轉換器調制將變得不穩定，從而無法以調制信號。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種滲漏式差分累積模擬數字調制轉換器，輸出信號為非負，信號調制穩定。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種滲漏式差分累積模擬數字調制轉換器，包括將連續輸入的模擬信號與輸出非負的數字信號進行疊加的加法器、將加法器疊加后的信號進行累加積分的滲漏積分器、將累加積分信號輸出成數字信號的反相斯密特觸發器和將輸出非負的數字信號反饋給加法器的反饋回路，加法器、滲漏積分器和反相斯密特觸發器依次電連接，反相斯密特觸發器輸出端通過反饋回路與加法器電連接。

進一步的，滲漏積分器的傳遞函數為：g/(s+1/τ)，其中，g是增益系數，s是拉普拉斯變換變量，τ是特征時間。

本發明的有益效果是：在處理非負值的輸入信號，滲漏積分器會產生一個具有非負值的中間信號，輸入信號范圍變得可調，轉換的信號中，會使引入的噪聲值減少，使得本發明在該性能上優于常規的差分累積模數轉換器。

附圖說明

圖1為本發明的結構原理圖；

圖2為本發明實施例圖；

圖3為圖2實施例中連續時間的輸入信號X(t)經過調制后的數字信號輸出Y（t）曲線圖；

圖4為圖2實施例中輸出信號Y（t）通過一個低通濾波器解調后顯示的還原信號曲線圖；

圖5為圖2實施例中反相斯密特觸發器的傳遞函數特性圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1和圖2所示，本滲漏式差分累積模擬數字調制轉換器，包括將連續輸入的模擬信號與輸出非負的數字信號進行疊加的加法器、將加法器疊加后的信號進行累加積分的滲漏積分器、將累加積分信號輸出成數字信號的反相斯密特觸發器和將輸出非負的數字信號反饋給加法器的反饋回路，加法器、滲漏積分器和反相斯密特觸發器依次電連接，反相斯密特觸發器輸出端通過反饋回路與加法器電連接。滲漏積分器的傳遞函數為：g/(s+1/τ)，其中，g是增益系數，s是拉普拉斯變換變量，τ是特征時間。

實施例：

加法器接收輸入信號X（t），同時還通過反饋回路接收了輸出非負的數字信號Y（t），加法器將輸入信號X（t）和輸出非負的數字信號Y（t）疊加后產生了的第一中間信號Z（t）；第一中間信號Z（t）經由連接輸入到滲漏式積分器，滲漏積分器會產生的第二中間信號Q（t）；第二中間信號Q（t）將輸入到反相斯密特觸發器，經由處理后，反相斯密特觸發器產生一個二進制（0或1）的輸出信號Y（t）。最終的輸出將是二進制輸出信號Y（t），然后連接到其他設備，如計算機，計算設備，在應用中，輸出裝置包括一個合適的低通濾波器，在本技術領域是被廣泛采用的。

加法器是已知的任何合適的加法器，通過在本技術領域的普通器件，例如，一個耦合器。

滲漏積分器是一個“滲漏”式積分器。“滲漏”積分器隨時間而衰減（τ是有限的），而在“正常”積分器的輸出=∞。滲漏積分器的傳遞函數是：

g/(s+1/τ)

其中s是拉普拉斯變換變量，g是積分器的增益系數，而τ是滲漏積分器的特征時間。

參數g，τ為常數。在實施例中，這些參數被選擇，以使輸入的信號都是非負的值，因此，在本發明工作中，輸入信號也為非負。

從可計算的輸入信號范圍和采樣的時間間隔參數之間的關系可以看出，在本發明的自適應特征中，輸入信號范圍由三個參數描述：下限XL，上限XU，采樣間隔Δt：

XL=b/(gτ)-1,?XU=a/(gτ)；

Δt=τln[(b-a+gτ)/(a-b+gτ)]；