[發(fā)明專利]一種級(jí)聯(lián)過(guò)采樣模數(shù)調(diào)制器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410625617.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104467860A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M1/54
• 分類號(hào): H03M1/54
• 代理公司: 上海海頌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及一種級(jí)聯(lián)過(guò)采樣模數(shù)調(diào)制器，屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

積分三角模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)為一種過(guò)采樣(oversampling)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用過(guò)采樣、噪聲整形以及數(shù)字濾波技術(shù)，降低了對(duì)元器件匹配精度的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)奈奎斯特率模數(shù)轉(zhuǎn)換器達(dá)不到的精度，是目前實(shí)現(xiàn)高精度模數(shù)調(diào)制器的主流技術(shù)，在傳感器、數(shù)字音頻、ADSL、無(wú)線通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

積分三角模數(shù)調(diào)制器(SDM，Sigma-Delta?Modulator)可分為一階(order)或多階、一位或多位等。其中，一位積分三角模數(shù)調(diào)制器雖具有良好的線性度(linearity)，但不能滿足高精度要求。為了實(shí)現(xiàn)高精度，通常都需要增加積分三角模數(shù)調(diào)制器的階數(shù)或位數(shù)。然而，若提高階數(shù)會(huì)使?fàn)顟B(tài)不穩(wěn)定，而增加位數(shù)的話，若不額外處理，則會(huì)導(dǎo)入非線性的反饋信號(hào)，使加總信號(hào)呈非線性，整體系統(tǒng)的線性度降低，在此種情形下，需要額外的算法或電路來(lái)維持或校正線性度，以致造成系統(tǒng)的額外負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種級(jí)聯(lián)過(guò)采樣模數(shù)調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)高精度。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種級(jí)聯(lián)過(guò)采樣模數(shù)調(diào)制器，包括兩個(gè)二階一位調(diào)制反饋環(huán)路和噪聲抵消電路，所述的二階一位調(diào)制反饋環(huán)路均包括兩個(gè)積分器、一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)和一位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)，所述的噪聲抵消電路包括多個(gè)D觸發(fā)器及多個(gè)由D觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字積分器；其中：二階一位調(diào)制反饋環(huán)路A的模擬輸出端與二階一位調(diào)制反饋環(huán)路B的輸入端相連接，且二階一位調(diào)制反饋環(huán)路A的數(shù)字輸出端與噪聲抵消電路的D觸發(fā)器的輸入端相連接，二階一位調(diào)制反饋環(huán)路B的數(shù)字輸出端與噪聲抵消電路的數(shù)字積分器的輸入端相連接；噪聲抵消電路的輸出為整個(gè)級(jí)聯(lián)過(guò)采樣模數(shù)調(diào)制器的輸出。

作為一種實(shí)施方案，在二階一位調(diào)制反饋環(huán)路A的輸出端與二階一位調(diào)制反饋環(huán)路B的輸入端之間設(shè)有加法器a。

作為一種實(shí)施方案，在每一個(gè)二階一位調(diào)制反饋環(huán)路的輸入端均設(shè)有加法器b，在兩個(gè)積分器之間均設(shè)有加法器c。

作為一種實(shí)施方案，二階一位調(diào)制反饋環(huán)路A包括積分器Ⅰ、積分器Ⅱ、一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)Ⅰ和一位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)Ⅰ，所述積分器Ⅰ的輸出端與積分器Ⅱ的輸入端相連接，所述積分器Ⅱ的輸出端分別與一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)Ⅰ的輸入端及二階一位調(diào)制反饋環(huán)路B的輸入端相連接，所述一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)Ⅰ的輸出端分別與一位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)Ⅰ的輸入端及構(gòu)成噪聲抵消電路的D觸發(fā)器的輸入端相連接，所述一位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)Ⅰ的輸出端分別與積分器Ⅰ、積分器Ⅱ及二階一位調(diào)制反饋環(huán)路B的輸入端相連接。

作為一種實(shí)施方案，二階一位調(diào)制反饋環(huán)路B包括積分器Ⅲ、積分器Ⅳ、一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)Ⅱ和一位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)Ⅱ，所述積分器Ⅲ的輸出端與積分器Ⅳ的輸入端相連接，所述積分器Ⅳ的輸出端與一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)Ⅱ的輸入端相連接，所述一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)Ⅱ的輸出端分別與一位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)Ⅱ的輸入端及構(gòu)成噪聲抵消電路的數(shù)字積分器的輸入端相連接，所述一位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)Ⅱ的輸出端分別與積分器Ⅲ和積分器Ⅳ的輸入端相連接。

作為一種實(shí)施方案，所述的噪聲抵消電路由4個(gè)D觸發(fā)器及4個(gè)加法器構(gòu)成，其中：D觸發(fā)器Ⅰ的輸入端與二階一位調(diào)制反饋環(huán)路A中的一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)Ⅰ的輸出端相連接，D觸發(fā)器Ⅰ的輸出端與D觸發(fā)器Ⅱ的輸入端相連接，D觸發(fā)器Ⅱ的輸出端分別與加法器Ⅰ的輸入端及加法器Ⅱ的輸入端相連接，加法器Ⅱ的輸出端分別與D觸發(fā)器Ⅲ的輸入端及加法器Ⅲ的輸入端相連接，加法器Ⅲ的輸出端分別與D觸發(fā)器Ⅳ的輸入端及加法器Ⅳ的輸入端相連接，加法器Ⅳ的輸出端與加法器Ⅰ的輸入端相連接，加法器Ⅰ的輸出為整個(gè)級(jí)聯(lián)過(guò)采樣模數(shù)調(diào)制器的輸出；并且，D觸發(fā)器Ⅲ與加法器Ⅲ、D觸發(fā)器Ⅳ與加法器Ⅳ分別構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的數(shù)字積分器。

作為一種實(shí)施方案，上述的一位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)均為一個(gè)比較器。

作為一種實(shí)施方案，上述的一位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)均為一對(duì)開(kāi)關(guān)。

作為一種實(shí)施方案，上述的積分器均為開(kāi)關(guān)電容積分器，包括運(yùn)算放大器、開(kāi)關(guān)、采樣電容Cs和積分電容C_I。