[發(fā)明專利]一種過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711117300.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN107947797B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 幸新鵬;李冬梅;王志華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): H03M1/20
• 分類號(hào): H03M1/20
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發(fā)明公開了一種過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括連接形成環(huán)路的減法器、環(huán)路濾波器、量化器和反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器；過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器還包括2^B?1個(gè)數(shù)字抖動(dòng)模塊，各個(gè)數(shù)字抖動(dòng)模塊均包括數(shù)字抖動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路、數(shù)字濾波器、第一數(shù)字加法器，第二數(shù)字加法器；各個(gè)數(shù)字抖動(dòng)模塊均按照如下方式連接：針對(duì)第i個(gè)數(shù)字抖動(dòng)模塊，數(shù)字抖動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生一位具有隨機(jī)性的數(shù)字抖動(dòng)信號(hào)，第一數(shù)字加法器用于將數(shù)字抖動(dòng)信號(hào)加入到反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器的第i個(gè)反饋輸入中；數(shù)字濾波器的輸入端接收數(shù)字抖動(dòng)信號(hào)；第二加法器用于將數(shù)字濾波器的輸出加入到量化器的第i個(gè)輸出中。本發(fā)明的過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其線性度較好，且面積和功耗也較小，穩(wěn)定性也較強(qiáng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

【背景技術(shù)】

在電子電路中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是一個(gè)重要的模塊，它負(fù)責(zé)把聲音、圖像和無(wú)線電波等模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給后面的數(shù)字電路進(jìn)行各種信號(hào)處理。衡量模數(shù)轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)主要有帶寬(速度)、精度和功耗。過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器是模數(shù)轉(zhuǎn)換器中一種重要的結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，由減法器、環(huán)路濾波器1、量化器2和反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器3構(gòu)成。圖1中，X表示輸入的模擬信號(hào)，Y表示輸出的數(shù)字信號(hào)。連續(xù)時(shí)間過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器和其他類型模數(shù)轉(zhuǎn)換器相比具有內(nèi)生的抗混疊濾波功能，可以降低前端濾波器的設(shè)計(jì)難度和功耗。過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的帶寬由采樣速率(Fs)和過采樣率(over-sampling ratio，OSR)共同確定；過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度由過采樣率OSR、量化比特?cái)?shù)B和噪聲整形階數(shù)L共同決定。

根據(jù)過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化比特?cái)?shù)B的不同，可以將過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器分成單比特和多比特類型。單比特類型過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化器和反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器是單比特，是天然線性的。單比特類型過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)在于在其他參數(shù)相同的情況下，它的精度相對(duì)低；量化噪聲相對(duì)較大；對(duì)濾波器中的運(yùn)算放大器要求高；對(duì)反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘抖動(dòng)(clock jitter)更為敏感。在對(duì)過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的帶寬要求越來(lái)越高的今天，轉(zhuǎn)換器的過采樣率OSR受到電路工藝的限制，而轉(zhuǎn)換器的噪聲整形階數(shù)L受到穩(wěn)定性的限制，所以采用多比特類型過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器越來(lái)越成為人們的首選，在這個(gè)過程中同時(shí)也避免了單比特類型過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的上述缺點(diǎn)。然而，多比特類型過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化器和反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器都是多比特的，其中的多比特?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器的線性度會(huì)直接限制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性度，如何改進(jìn)多比特模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性度是需要關(guān)注的問題。

以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評(píng)價(jià)本申請(qǐng)的新穎性和創(chuàng)造性。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其線性度相對(duì)于以往的多比特過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性度較好，且面積和功耗也較小，穩(wěn)定性也較強(qiáng)。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決：