[發明專利]包括最大長度序列生成器的基于壓控振蕩器的模數轉換器

在審

• 申請號: 202010743861.4
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112311400A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: C·巴法;L·赫爾南德茲-科爾波拉萊斯;C·A·佩雷斯·克魯茲;A·昆特羅·阿隆索;A·韋斯鮑爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03M3/00
• 分類號: H03M3/00;H03M1/12
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 黃倩

公開了一種包括最大長度序列生成器的基于壓控振蕩器的模數轉換器。模數轉換器包括：環形振蕩器，具有用于接收模擬信號的輸入；粗略計數器，包括最大長度序列生成器，最大長度序列生成器具有耦合到環形振蕩器的輸出的輸入；精細計數器，包括約翰遜計數器，約翰遜計數器具有耦合到環形振蕩器的輸出的輸入；以及差生成器，具有耦合到粗略計數器的輸出的第一輸入，耦合到精細計數器的輸出的第二輸入，以及用于提供與模擬信號對應的數字信號的輸出。

技術領域

本發明總體上涉及包括最大長度序列(MLS)生成器的基于壓控振蕩器(VCO)的模數轉換器(ADC)。

背景技術

低成本數字麥克風通常包括偏置電路和隨后的模數轉換器。麥克風在市場上的競爭力主要由其性能(功耗、動態范圍、分辨率以及其他性能特征)和成本(硅面積、封裝尺寸與靈敏度以及其他成本動因)給出。目前可用的Sigma-Delta ADC已經被推向了技術極限，并且市場趨勢需要創新的解決方案?；赩CO的ADC是常規的基于電壓編碼的電路的有前途的備選方案。針對利用多相環形振蕩器(RO)構建的VCO-ADC，可以用粗略-精細量化架構(其使用用于整數相位進展(2π的倍數)的計數器和用于相位進展的分數部分的精細量化)來減少量化電路的面積和功耗。然而，在粗略和精細相位估算之間的不同步引起的以及由相位的直接采樣導致的誤差可能會損害ADC的性能。

發明內容

根據一個實施例，一種模數轉換器包括：環形振蕩器，具有用于接收模擬信號的輸入，以及輸出；粗略計數器，其包括最大長度序列生成器，最大長度序列生成器具有耦合到環形振蕩器的輸出的輸入，以及輸出；精細計數器，其包括約翰遜(Jonson)計數器，約翰遜計數器具有耦合到環形振蕩器的輸出的輸入，以及輸出；以及，差生成器，具有耦合到粗略計數器輸出的第一輸入、耦合到精細計數器輸出的第二輸入和用于提供與模擬信號對應的數字信號的輸出。

根據另一實施例，一種用于將模擬信號轉換到數字輸出的方法包括：將模擬信號轉換為包括初級相位信號和次級相位信號的多個相位信號；使用最大長度序列代碼計數來寄存初級相位信號的邊沿；在采樣周期期間計算初級相位信號的經寄存邊沿的數目；基于在采樣周期期間初級相位信號的經寄存邊沿的經計算數目來估算粗略輸出；使用約翰遜計數器寄存次級相位信號的邊沿；在采樣周期期間計算次級相位信號的經寄存邊沿的數目；基于在采樣周期期間的次級相位信號的經寄存邊沿的經計算數目來生成校正輸出；以及將粗略輸出和校正輸出加到一起以提供數字輸出。

根據另一實施例，一種模數轉換器包括：環形振蕩器，具有用于接收模擬信號的輸入，以及輸出；最大長度序列生成器，具有耦合到環形振蕩器輸出的輸入，以及輸出；約翰遜計數器，具有耦合到環形振蕩器輸出的輸入，以及輸出；以及，加法器，具有耦合到最大長度序列生成器輸出的第一輸入、耦合到約翰遜計數器輸出的第二輸入和用于提供與模擬信號對應的數字信號的輸出。

附圖說明

為了更完整地理解本發明及其優點，現在將結合附圖來在下文進行描述，其中：

圖1A是根據一實施例的耦合到MEMS麥克風的ADC的框圖；

圖1B是根據一實施例的ADC的更詳細框圖；

圖2是與圖1B的ADC相關聯的第一組內部信號的表格；

圖3是與圖1B的ADC相關聯的MLS生成器的示意圖；

圖4是與圖1B的ADC相關聯的約翰遜計數器的示意圖；

圖5是與圖1B的ADC相關聯的第二組內部信號的表格；

圖6是與圖1B的ADC相關聯的第三組內部信號的表格；

圖7是與圖1B的ADC相關聯的經組合的MLS生成器和約翰遜計數器的示意圖；

圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是與圖1B的ADC相關聯的第一組時序圖。