[發明專利]新型高通斬波Delta-Sigma模數轉換器

有效

• 申請號: 201310275595.7
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103391100A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 趙寅升
• 申請（專利權）人: 江蘇博納雨田通信電子有限公司
• 主分類號: H03M3/00
• 分類號: H03M3/00;H03M1/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱慶華

一、技術領域

本發明是一種新型高通斬波Delta-Sigma模數轉換器，屬于模擬集成電路設計技術領域。

二、背景技術

Delta-Sigma模數轉換器廣泛應用于高精度模擬-數字轉換，尤其對如傳感器，生物信號獲取等低頻應用。在這些應用中，Delta-Sigma?模數轉換器需要處理諸如心電波，腦電波等低頻信號。所以需要Delta-Sigma?模數轉換器具有低直流失調、低閃爍噪聲的特性。

斬波穩定技術是一種常用的減少直流直流失調和閃爍噪聲的方法，傳統的斬波Delta-Sigma模數轉換器可以消除放大器本身產生的直流失調和閃爍噪聲，卻無法消除通路其他部分，比如開關電容等產生的直流失調和閃爍噪聲。

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三、發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出了全新高通斬波Delta-Sigma模數轉換器及實現方案，此種Delta-Sigma模數轉換器相比傳統Delta-Sigma模數轉換器，可以大大降低電路直流失調和閃爍噪聲，使其應用于高精度低頻應用成為可能。

本發明的一種高通斬波Delta-Sigma模數轉換器可以降低輸出直流失調與閃爍噪聲，使應用于高精度低頻應用成為可能。

本發明的高通斬波Delta-Sigma模數轉換器是通過以下技術方案來實現的：

本Delta-Sigma模數轉換器，斬波電路兩部分組成。

現有技術中典型的斬波Delta-Sigma模數轉換器結構如圖1所示。Vin信號先通過開關電容采樣電路進行采樣，再由放大器反饋電路產生模擬輸出，最后經過量化器產生數字輸出。

斬波電路位于放大器兩端如圖2，輸入信號頻率f_in為低頻，Delta-Sigma模數轉換器的采樣頻率f_s為高頻。則斬波頻率f_s/2也為高頻。經過第一斬波電路后，有用信號被調制到（f_s/2-f_in）為高頻，而放大器產生的直流失調和閃爍噪聲處于低頻，后者對前者沒有影響。再經過第二斬波電路有用信號被調制還原到f_in，放大器產生的直流失調和閃爍噪聲被調制到為高頻。此文中，統稱圖2的電路為斬波放大器電路。此電路僅對于放大器本身產生的直流失調和閃爍噪聲有抑制作用，卻無法消除通路其他部分，比如開關電容等產生的直流失調和閃爍噪聲。

本發明的原理是，如圖3所示，本高通斬波Delta-Sigma模數轉換器是在典型的斬波Delta-Sigma模數轉換器（圖1）基礎上，通過改變電路連接方式，及多引入一對斬波對（斬波電路），可以完全改變電路通路中的通帶特性，消除電路中所有開關電容的直流失調和閃爍噪聲。此新型的高通斬波Delta-Sigma模數轉換器，輸入信號Vin連接第一斬波電路，再經過開關電容采樣保持電路(C₁,Φ₁,Φ₂)進行采樣，采樣信號輸入原斬波放大器（圖1）的輸入中間點X3/X4，，而不是類似傳統的斬波Delta-Sigma模數轉換器，原輸入斬波放大器的輸入點X1/X2。而產生的模擬輸出信號取自原斬波放大器（圖1）的輸出中間點X5/X6，而不是類似傳統的斬波Delta-Sigma模數轉換器，取自原斬波放大器的輸出點X7/X8。反饋電容C_h1，以及原輸入斬波放大器的輸入點X1/X2，原斬波放大器的輸出點X7/X8均處于第二斬波電路與第三斬波電路之間。原斬波放大器的輸出中間點X5/X6直接作為模擬輸出信號，最后模擬輸出信號經過量化器，再經過第四斬波電路，產生最終的數字輸出信號。