[發(fā)明專利]適用于Sigma-Delta ADC電路的零點(diǎn)優(yōu)化積分器電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310200489.2
• 申請(qǐng)日: 2013-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN103312333A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川和芯微電子股份有限公司
• 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)明涉及集成電路領(lǐng)域，更具體地涉及一種適用于Sigma-Delta?ADC電路的零點(diǎn)優(yōu)化積分器電路。?

背景技術(shù)

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)在信號(hào)處理中起到非常重要的作用。在數(shù)字音頻、數(shù)字電視、圖像編碼及頻率合成等領(lǐng)域需要大量的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。由于超大規(guī)模集成電路的尺寸和偏壓不斷減小，模擬器件的精度和動(dòng)態(tài)范圍也不斷降低，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高分辨率的ADC是一種挑戰(zhàn)。而Sigma-delta?ADC電路以速度換取精度，可以實(shí)現(xiàn)較高的分辨率，因此在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。Sigma-delta?ADC電路采用過采樣技術(shù)和噪聲整形技術(shù)相結(jié)合，對(duì)量化噪聲雙重抑制，從而實(shí)現(xiàn)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的噪聲傳遞函數(shù)的零點(diǎn)都在z=0處，不能對(duì)信號(hào)帶寬內(nèi)的噪聲進(jìn)行有效的壓縮，為了進(jìn)一步提高信噪比，可以在Delta?Sigma噪聲傳遞函數(shù)的加入零點(diǎn)，從而降低了噪聲傳遞函數(shù)在信號(hào)帶寬內(nèi)的幅度，因此通過零點(diǎn)優(yōu)化可以更好的對(duì)噪聲整形，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的信噪比；即通過適用于Sigma-Delta?ADC電路的零點(diǎn)優(yōu)化積分器電路實(shí)現(xiàn)對(duì)Sigma-delta?ADC電路更好的噪聲整形。?

現(xiàn)有的適用于Sigma-delta?ADC電路的零點(diǎn)優(yōu)化積分器電路的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其包括時(shí)鐘產(chǎn)生子電路、反饋?zhàn)与娐贰⒉蓸幼与娐芳胺e分放大器；時(shí)鐘產(chǎn)生子電路分別與反饋?zhàn)与娐芳安蓸幼与娐愤B接，以產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖控制反饋?zhàn)与娐芳安蓸幼与娐返墓ぷ鳎視r(shí)鐘產(chǎn)生子電路具有第一輸出端L1與第二輸出端L2，第一輸出端L1與第二輸出端L2輸出互補(bǔ)的時(shí)鐘脈沖；反饋?zhàn)与娐贩謩e與Sigma-Delta?ADC電路的反饋端及積分放大器連接，采樣子電路分別與外部信號(hào)輸出端及積分放大器連接，積分放大器對(duì)采樣子電路及反饋?zhàn)与娐份敵龅碾妷?信號(hào)按設(shè)他們定比例系數(shù)積分。其中，反饋?zhàn)与娐钒ㄋ膫€(gè)開關(guān)S1、S2、S3、S4，電容C12，開關(guān)S1的一端與Sigma-delta?ADC電路的反饋端連接，該反饋端輸出反饋電壓信號(hào)V_ZERO1至反饋?zhàn)与娐罚_關(guān)S2、S3的一端分別與外部共模電壓端V_CM1連接；采樣子電路的組成結(jié)構(gòu)與反饋?zhàn)与娐返慕M成結(jié)構(gòu)完全相同，其包括四個(gè)開關(guān)S5、S6、S7、S8，電容C11，不同僅在于開關(guān)S5的一端與外部信號(hào)輸出端連接，該外部信號(hào)輸出端輸出電壓信號(hào)V_IN1至采樣子電路；積分放大器包括放大器OP1與積分電容Cf1，放大器OP1的正相輸入端與外部共模電壓端V_CM1連接，其反相輸入端分別與采樣子電路與反饋?zhàn)与娐愤B接，且積分電容Cf1跨接于放大器OP1的反相輸入端與輸出端之間。另，現(xiàn)有的適用于Sigma-delta?ADC電路的零點(diǎn)優(yōu)化積分器電路各器件的具體連接關(guān)系及第一輸出端L1、第二輸出端L2與各開關(guān)之間的連接關(guān)系如圖1所示，在此不細(xì)述。?

在上述電路結(jié)構(gòu)中，各個(gè)開關(guān)均為其控制時(shí)鐘脈沖為高電平時(shí)閉合，低電平時(shí)斷開，且反饋電壓信號(hào)V_ZERO1的相位與輸入電壓信號(hào)V_IN1的電壓相位相反，放大器OP1的輸出端輸出電壓V_OUT1。上述現(xiàn)有的Sigma-delta?ADC開關(guān)電容積分器電路的工作過程如下：?

采樣階段：時(shí)鐘產(chǎn)生子電路的第一輸出端L1輸出的時(shí)鐘脈沖為高電平，第二輸出端L2輸出的時(shí)鐘脈沖為低電平，此時(shí)開關(guān)S1、S3、S5、S7閉合，則電容C11采樣輸入電壓信號(hào)V_IN1，電容C12采樣反饋電壓信號(hào)V_ZERO1，并將采樣后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電荷存儲(chǔ)在電容C11、C12中。?

積分過程：時(shí)鐘產(chǎn)生子電路的第一輸出端L1輸出的時(shí)鐘脈沖為低電平，第二輸出端L2輸出的時(shí)鐘脈沖高低電平，此時(shí)開關(guān)S2、S4、S6、S8閉合，電容C11、C12將其上的電荷傳遞到積分放大器的積分電容Cf1上，同時(shí)轉(zhuǎn)換成輸出電壓V_OUT1。?

通過z域模型分析，上述積分器電路的傳遞函數(shù)為：?