[發明專利]前饋式三角積分模擬轉數字調變器

有效

• 申請號: 201610521180.7
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN107579739B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 陳宏維
• 申請（專利權）人: 纮康科技股份有限公司
• 主分類號: H03M1/18
• 分類號: H03M1/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭小粵

本發明提供一種前饋式三角積分模擬轉數字調變器，其整合了回授電路、加法電路以及量化電路。整合后的電路結構具有高穩定度的優點，并不需要主動電路，并采用連續逼近法的控制電路，使得只用一個比較器就達成多位量化功能。

技術領域

本發明涉及模擬數字轉化器領域，特別是涉及一種前饋式三角積分模擬轉數字調變器。

背景技術

三角積分調變(sigma-delta modulation，簡稱SDM)廣泛應用在各種電子組件之中，例如：模擬數字轉換器、交換電容式濾波器、頻率合成器，以及無線通信系統。應用在模擬數字轉換器時，由于三角積分調變具有噪聲整形(noise shaping)的特性，三角積分調變的階數越高，其噪聲整形的效果越好，具有提升信號噪聲比(signal-to-noise ratio，簡稱SNR)的優點。由于n階的三角積分調變器需要n個積分器來實現，因此采用二階以上的高階三角積分調變器的結構時，會增加功率的消耗以及電路面積。另外，三角積分調變階數越高，電路也越容易不穩定。

傳統技術中揭露了一種三角積分模擬數字調變器的結構，其中在多個積分器之間采用前饋回授的連接方式，提升系統的穩定度，但是后面還要搭配加法器、增益級放大器以及量化器，才能產生輸出信號，復雜的電路結構增加了電路面積以及消耗功率。

傳統技術中還揭露了一種共享式積分器，該共享式積分器在采用n階的三角積分調變器時，只需要使用n/2(當n為偶數)或(n+1)/2(當n為奇數)個積分器，再搭配與其結合的運作方法，每個積分器做兩次積分運算，即可實現n階三角積分調變器的功能，降低電子系統的面積與消耗功率。其缺點是應用在三階以上的三角積分調變器時，是將n/2或(n+1)/2個積分器串接，直接串接積分器容易造成電路系統不穩定，另外積分運算的次數也會隨著積分器的數量變多，總共需要做n次或(n+1)次積分運算，降低系統的運作速度。以3階的三角積分調變器為例，該結構需要2個積分器，總共需要做4次積分運算，相較于2階的三角積分調變器只需2次積分運算，應用在模擬數字轉換器時，3階三角積分調變器的轉換速度只有2階三角積分調變器轉換速度的一半。

有鑒于上述傳統技術的問題，需要提供一種具有高穩定度、無需主動電路、只需一個比較器就能達成多位量化功能的調變器。

發明內容

鑒于此，有必要針對傳統技術中調變器不穩定，消耗功率大的問題，提供一種具有高穩定度、無需主動電路、只需一個比較器就能達成多位量化功能的前饋式三角積分模擬轉數字調變器。

為了解決上述的問題，本發明提出一種前饋式三角積分模擬轉數字調變器，包括：

輸入端電容切換電路，接收輸入時序控制信號、輸入電壓以及電容切換信號，并且產生積分輸入信號；

前饋式積分器，接收所述積分輸入信號、連續漸進式控制信號以及輸入時序控制信號，并且產生積分輸出信號；

多位量化器，接收所述積分輸出信號以及量化基準控制信號，并且產生調變輸出信號；

連續漸進式控制電路，接收所述調變輸出信號，產生所述量化基準控制信號、所述連續漸進式控制信號以及數據加權平均信號；以及

數據加權平均電路，接收素數數據加權平均信號，并且產生所述電容切換信號。

在其中一個實施例中，所述前饋式積分器包括多個處理積分運算的積分電路，所述多個積分電路的連接方式包括：

所述多個積分電路串接成多個級數，第一級積分電路接收所述積分輸入信號，經過積分運算產生串接輸出信號連接至第二級積分電路的輸入端，之后前一級的積分電路的輸出信號連接至下一級積分電路的輸入端；以及

各級積分電路分別產生另一輸出信號，所述輸出信號互相連接成為所述積分輸出信號。

在其中一個實施例中，所述第一級積分電路以及中間各級積分電路包括：