[發(fā)明專利]高效時間交織模數(shù)轉換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480011318.8
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN105144587B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 羅爾夫·松德布拉德;埃米爾·亞爾馬松
• 申請（專利權）人: 安娜卡敦設計公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司11227
• 代理人: 康建峰,楊華

技術領域

本發(fā)明一般地涉及模數(shù)轉換器領域，更具體地，本發(fā)明涉及時間交織模數(shù)轉換器在硅面積和/或能量方面的效率。

背景技術

通常使用數(shù)字技術而非模擬技術來實現(xiàn)電子設備(諸如例如，電視機和其它音頻/視頻設備)。通常，數(shù)字技術變得越先進，將模擬信號轉換成適于數(shù)字技術實現(xiàn)的數(shù)字信號的任務變得越苛刻。

概念上，模數(shù)轉換器(也稱為ADC或A/D轉換器)及其基本功能(采樣保持、量化)在本領域中是熟知的，并且在本文中將不進一步詳細說明。

對于高采樣頻率，必要的或至少有益的是，使用包括若干組成(constituent)ADC的ADC結構以能夠適應高采樣頻率。這樣的結構緩解了對各個組成ADC的處理速度要求。這樣的ADC結構的示例是流水線ADC和時間交織ADC(例如，并行逐次ADC)。US 2011/0304489 A1、WO 2007/093478 A1、EP 0624289 B1和WO 2010/042051 A1描述了各種示例時間交織ADC結構。

WO 00/44099涉及并行模數(shù)轉換器(ADC)，其包括：具有輸入端和輸出端的至少兩個A/D通道，其中模擬輸入信號被轉換成數(shù)字輸出信號，并且其中A/D通道的每個輸入端耦接至采樣保持單元；包括至少兩個輸入端的復用單元，其中每個輸入端耦接至A/D通道的輸出端；用于對A/D通道進行時鐘控制并且用于對復用單元進行控制的時間控制單元，其中，該模數(shù)轉換器設置有用于在所謂的空閑模式與所謂的正常模式之間進行切換的裝置。

JP H06 45936 A公開了模擬/數(shù)字(A/D)轉換系統(tǒng)，該A/D轉換系統(tǒng)具有：用于保持信號電壓的N個SH電路；N個A/D轉換部；用于選擇來自A/D轉換部的輸出之一的選擇器；以及用于保持選擇器的輸出的數(shù)據(jù)保持電路。

US 2011/0128175 A1公開了在頻率復用通信系統(tǒng)中使用的寬帶模數(shù)轉換器。該轉換器包括多個(M個)時間交織模數(shù)轉換器子單元(ADC子單元)。該M個ADC子單元的采樣速率FS1被選擇為使相應子單元ADC的奈奎斯特(Nyquist)頻率的一個或更多個整數(shù)倍位于一個或更多個保護帶中，并且/或者使得FS1的一個或更多個整數(shù)倍也位于保護帶中。

在時間交織ADC(TI ADC)的典型實現(xiàn)中，期望能夠適應數(shù)字輸出信號的各種采樣頻率。另一方面，設計并驗證組成ADC設計以不同的時鐘頻率來操作會很麻煩。由此，期望能夠使用針對TI ADC結構中的特定的固定時鐘頻率而設計的組成ADC實現(xiàn)并且仍然能夠提供數(shù)字輸出信號的各種采樣頻率。

因此，需要包括針對特定的固定時鐘頻率而設計的組成模數(shù)轉換器的靈活的數(shù)字輸出信號采樣頻率時間交織模數(shù)轉換器。

發(fā)明內容

應當強調，在本說明書中使用的術語“包括”用于指定所闡述的特征、整數(shù)、步驟或部件的存在，但不排除一個或更多個其它特征、整數(shù)、步驟、部件或其組合的存在或添加。

一些實施方式的目的是消除至少一些上述缺點并且提供用于操作時間交織模數(shù)轉換器的方法和布置。

根據(jù)第一方面，這通過將模擬輸入信號轉換成具有采樣速率R的數(shù)字輸出信號的操作時間交織模數(shù)轉換器的方法來實現(xiàn)。

時間交織模數(shù)轉換器包括：一列整數(shù)N個組成模數(shù)轉換器，每個組成模數(shù)轉換器具有模擬輸入端和數(shù)字輸出端；整數(shù)N個采樣保持單元，每個采樣保持單元連接至N個組成模數(shù)轉換器中相應的一個的模擬輸入端。

時間交織模數(shù)轉換器還包括時序電路，該時序電路用于生成：模數(shù)轉換器操作時鐘信號，該模數(shù)轉換器操作時鐘信號的周期使得基于模數(shù)轉換器操作時鐘來操作的組成模數(shù)轉換器能夠在等于M/R的時間段期間對模擬信號樣本進行數(shù)字化；以及數(shù)目M個時序信號，每個時序信號的周期為M/R，其中，M小于或等于N。

該方法包括：(針對N個組成模數(shù)轉換器中的數(shù)目M個組成模數(shù)轉換器中的每一個，其中，M個組成模數(shù)轉換器中的每一個與對應的采樣保持單元相關聯(lián))使用M個時序信號中相應的一個來對相應的采樣保持單元進行時鐘控制以在組成模數(shù)轉換器的模擬輸入端處提供模擬輸入信號的樣本。無時序信號被用來對采樣保持單元中的兩個或更多個進行時鐘控制。

該方法還包括：(針對M個組成模數(shù)轉換器中的每一個)基于模數(shù)轉換器操作時鐘來操作組成模數(shù)轉換器以在組成模數(shù)轉換器的數(shù)字輸出端處提供數(shù)字信號，并且基于M個時序信號中相應的一個來提供組成模數(shù)轉換器的數(shù)字輸出端的數(shù)字信號的樣本作為數(shù)字輸出信號的樣本。