前馈式三角积分调制器包括逐次逼近式模拟数字转换器、数字模拟转换器、N个积分器、第一加法器、第二加法器及最佳零点产生单元,其中N是正整数。该N个积分器的每一积分器的输出端耦接该逐次逼近式模拟数字转换器;该数字模拟转换器耦接在该第一加法器与该逐次逼近式模拟数字转换器之间;该第一加法器耦接该N个积分器的第一积分器的输入端;该第二加法器耦接于该N个积分器的第K积分器的输入端,其中K为小于N的正整数;该最佳零点产生单元耦接在该第二加法器与该N个积分器的第K+1积分器的输出端之间。
【技术实现步骤摘要】
前馈式三角积分调制器
本专利技术涉及一种前馈式三角积分调制器(feedforwarddelta-sigmamodulator),尤指一种在电荷领域(chargedomain)中实现加法器功能的前馈式三角积分调制器。
技术介绍
当前馈型三角积分调制器是在电压领域(voltagedomain)实现加法器时,前馈型三角积分调制器会因为使用额外的运算放大器,而增加了功耗。另外,因为运算放大器有限的频宽会造成多余的回路延迟时间(excessloopdelay,ELD),所以降低了三角积分调制器的性能。当前馈型三角积分调制器是在电流领域(currentdomain)实现加法器时,因为转导单元需要足够线性(linear)才不会降低三角积分转换器的线性度,所以增加了三角积分调制器的芯片面积、功耗和复杂度。当前馈型三角积分调制器利用前馈电容和最后一级积分器的积分电容比例实现前馈系数时,因为在低噪声要求下积分电容通常很大,所以前馈电容也跟着变大,导致前馈型三角积分调制器耗用较大的芯片面积。另外,前馈电容会增加前馈型三角积分调制器的运算放大器的耗电。另一种前馈式三角积分调制器是利用一个多输入的比较器,将各前馈路径直接输入比较器,其中前馈式三角积分调制器的输入晶体管的大小比例用来实现前馈系数。但具有多输入的比较器的前馈式三角积分调制器的缺点在于每一前馈系数对相对应的积分器输出端的共模电压敏感,所以当前馈式三角积分调制器的积分器的共模输出电压不一致时,前馈式三角积分调制器的前馈系数会有很大的偏移。另外,因为量化器和模拟数字转换器的延迟时间(delaytime)会造成三角积分调制器的效能下降,甚至使三角积分调制器的回路不稳定,所以现有技术是在量化器输入和三角积分调制器的输出端之间加上一个额外的数字模拟转换器作补偿。但额外的数字模拟转换器会增加三角积分调制器的芯片面积和耗电。因此,对于使用者而言,现有技术所提供的前馈型三角积分调制器都不是很好的选择。
技术实现思路
有鉴于上述现有技术的问题,本专利技术提供一种前馈式三角积分调制器。该前馈式三角积分调制器是在电荷领域(chargedomain)实现前馈式三角积分调制器所需的加法器功能,以解决上述现有技术的问题。本专利技术的一实施例提供一种前馈式三角积分调制器。该前馈式三角积分调制器包括逐次逼近式模拟数字转换器、数字模拟转换器、N个积分器、第一加法器、第二加法器及最佳零点产生单元。该逐次逼近式模拟数字转换器包括N+1个输入端,及用来输出数字信号的输出端,其中该N+1个输入端中的一输入端用来接收模拟输入信号,且N是正整数;该数字模拟转换器耦接于该逐次逼近式模拟数字转换器的输出端,用来接收该数字信号,并据以产生模拟反馈信号;该N个积分器中的每一积分器的输出端耦接该N+1个输入端中的相对应的输入端;该第一加法器耦接于该数字模拟转换器,用来加总该模拟输入信号和该模拟反馈信号至该N个积分器中的第一积分器;该第二加法器耦接于该N个积分器中的第K积分器的输入端,其中该第K积分器的输出端耦接于该N个积分器的第K+1积分器的输入端,且K为小于N的正整数;该最佳零点产生单元耦接在该第二加法器与该第K+1积分器的输出端之间。相较于现有技术,本专利技术具有下列优点:第一、本专利技术是在电荷领域实现前馈式三角积分调制器所需的加法器功能,所以本专利技术不需要额外的运算放大器及转导放大器,导致本专利技术具有较小的芯片面积、较低的功耗和较低的复杂度;第二、该前馈式三角积分调制器的采样电容的电容值仅与参考电容的电容值有关(即该前馈式三角积分调制器的采样电容的电容值仅与该参考电容的电容值成比例)而与该前馈式三角积分调制器的积分器内的积分电容无关,所以该前馈式三角积分调制器的采样电容的电容值可以很小,导致该前馈式三角积分调制器的积分器中运算放大器的耗电降低;第三、该前馈式三角积分调制器对每一积分器的输出共模电压、每一积分器的输出电压和模拟输入信号的振幅不敏感,所以前馈式三角积分调制器适合高速、高分辨率和低耗电的应用。附图说明图1是说明一种前馈式三角积分调制器的示意图。图2是本专利技术的一实施例说明逐次逼近式模拟数字转换器的示意图。图3是说明逐次逼近式模拟数字转换器的操作时序示意图。附图标记说明100前馈式三角积分调制器102逐次逼近式模拟数字转换器104数字模拟转换器108第一加法器110第二加法器112最佳零点产生单元1028参考电压产生单元1030参考电压切换单元1032比较器1034共模开关1036逐次逼近式逻辑控制单元1061-1063积分器10221-10224开关单元AIS模拟输入信号AFS模拟反馈信号Cr参考电容CT共模端CS比较信号CK频率DS数字信号f1C-f4C采样电容SS频闪信号V2-V4输出电压Φs采样信号Φsa共模开关信号ΦL1、ΦL2、ΦL3、ΦL4、ΦL5控制信号Φh维持信号具体实施方式请参照图1,图1是说明一种前馈式三角积分调制器(feedforwarddelta-sigmamodulator)100的示意图。如图1所示,前馈式三角积分调制器100包括逐次逼近式模拟数字转换器(successiveapproximationAnalog-to-DigitalConverter)102、数字模拟转换器104、3个积分器1061-1063、第一加法器108、第二加法器110及最佳零点产生单元112。但本专利技术并不受限于前馈式三角积分调制器100包括3个积分器1061-1063。逐次逼近式模拟数字转换器102包括4个输入端,及用来输出数字信号DS的输出端,其中逐次逼近式模拟数字转换器102的4个输入端中的一输入端用来接收模拟输入信号AIS。数字模拟转换器104耦接于逐次逼近式模拟数字转换器102的输出端,用来接收数字信号DS,并据以产生模拟反馈信号AFS。3个积分器1061-1063中的每一积分器的输出端耦接逐次逼近式模拟数字转换器102的4个输入端中的相对应的输入端以及下一积分器的输入端。例如,积分器1061的输出端耦接逐次逼近式模拟数字转换器102的4个输入端中的相对应的输入端以及积分器1062的输入端。第一加法器108耦接于数字模拟转换器104和积分器1061,用来加总模拟输入信号AIS和模拟反馈信号AFS至积分器1061。第二加法器110耦接于和积分器1061与和积分器1062之间。但本专利技术并不受限于第二加法器110耦接于积分器1061与和积分器1062之间,即第二加法器110可耦接于3个积分器1061-1063中的任二积分器之间。最佳零点产生单元112耦接在第二加法器110与积分器1063的输出端之间,用来产生零点以抑制前馈式三角积分调制器100的噪声。但本专利技术并不受限于最佳零点产生单元112耦接在第二加法器110与积分器1063的输出端之间,即最佳零点产生单元112可耦接于任二相邻积分器的一积分器的输入端与另一积分器的输出端之间。请参照图2,图2是本专利技术的一实施例说明逐次逼近式模拟数字转换器102的示意图。如图2所示,逐次逼近式模拟数字转换器102包括4个开关单元10221-10224、4个采样电容f1C-f4C、参考电容Cr、参考电压产生单元1028、参考电压切换单元1030、比较器1032、共模开关1034本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种前馈式三角积分调制器,包括:逐次逼近式模拟数字转换器,包括N+1个输入端及用来输出数字信号的输出端,其中该N+1个输入端中的一输入端用来接收模拟输入信号,且N是正整数;数字模拟转换器,耦接于该逐次逼近式模拟数字转换器的输出端,用来接收该数字信号,并据以产生模拟反馈信号;N个积分器,其中每一积分器的输出端耦接该N+1个输入端中的相对应的输入端;第一加法器,耦接于该数字模拟转换器,用来加总该模拟输入信号和该模拟反馈信号至该N个积分器中的第一积分器;第二加法器,耦接于该N个积分器中的第K积分器的输入端,其中该第K积分器的输出端耦接于该N个积分器中的第K+1积分器的输入端,且K为小于N的正整数;及最佳零点产生单元,耦接在该第二加法器与该第K+1积分器的输出端之间。
【技术特征摘要】
1.一种前馈式三角积分调制器,包括:逐次逼近式模拟数字转换器,包括N+1个输入端及用来输出数字信号的输出端,其中该N+1个输入端中的一输入端用来接收模拟输入信号,且N是正整数;数字模拟转换器,耦接于该逐次逼近式模拟数字转换器的输出端,用来接收该数字信号,并据以产生模拟反馈信号;N个积分器,其中每一积分器的输出端耦接该N+1个输入端中的相对应的输入端;第一加法器,耦接于该数字模拟转换器,用来加总该模拟输入信号和该模拟反馈信号至该N个积分器中的第一积分器;第二加法器,耦接于该N个积分器中的第K积分器的输入端,其中该第K积分器的输出端耦接于该N个积分器中的第K+1积分器的输入端,且K为大于1且小于N的正整数;及最佳零点产生单元,耦接在该第二加法器与该第K+1积分器的输出端之间;其中,该逐次逼近式模拟数字转换器包括:N+1个开关单元;N+1个采样电容,其中该N+1个开关单元的第一开关单元耦接于该第一加法器的输入端与该N+1个采样电容的第一采样电容之间,且该N+1个开关单元的其余开关单元中的每一开关单元耦接于该N个积分器中的每一积分器的输出端与该N+1个采样电容的相对应的采样电容之间;参考电容,其中该N+1个采样电容和该参考电容的电容值互相成比例;参考电压产生单元,用来产生多个参考电压;参考电压切换单元,包括多个开关,该参考电压切换单元耦接于该参考电压产生单元、该参考电容和共模端,其中所述多个开关用来决定该参考电容的第一端接收该共模端的共模电压或所述多个参考电压中的一参考电压;比较器,包括:第一输入端,耦接于该N+1个采样电容和该参考电容;第二输入端,耦接于该共模端;第三输入端,用来接收频闪信号;及用来输出比较信号的输出端;共模开关,包括耦接于该N+1个采样电容与该参考电容的第一端及耦接于该共模端的第二端;及逐次逼...
【专利技术属性】
技术研发人员:张哲维,
申请(专利权)人:瑞昱半导体股份有限公司,
类型:发明
国别省市:中国台湾;71
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