Δ‑Σ调制器及用于Δ‑Σ调制器的方法技术

本发明专利技术提供Δ‑Σ调制器，包括接收电路、回路滤波器模块、量化器、Δ‑Σ截断器、数字滤波器模块和输出电路。接收电路用于接收输入信号和反馈信号，以产生求和信号。回路滤波器模块用于对求和信号进行滤波，以产生滤波求和信号。量化器用于根据滤波求和信号产生第一数字信号。Δ‑Σ截断器用于截断第一数字信号，以产生第二数字信号。数字滤波器模块用于分别对第一数字信号和第二数字信号进行滤波，以产生滤波后的第一数字信号和滤波后的第二数字信号。输出电路用于根据滤波后的第一数字信号和滤波后的第二数字信号产生输出信号。本发明专利技术还提供了一种用于Δ‑Σ调制器的方法，可以有效地减少泄漏误差。

Delta sigma modulator and method for delta sigma modulator

The present invention provides delta sigma modulator, including receiving circuit, loop filter, quantizer, delta sigma module cut-off device, digital filter module and output circuit. The receiving circuit is used to receive input signals and feedback signals to produce summing signals. The loop filter module is used to filter the sum signal to produce a filtered sum signal. The quantizer is used to produce a first digital signal based on a filter sum signal. The delta sigma cut-off device used to cut the first digital signal, to generate a second digital signal. The digital filter module is used to filter the first digital signal and the second digital signal respectively, so as to generate the filtered first digital signal and the filtered second digital signal. The output circuit is used to produce the output signal based on the first digital signal after the filtering and the second digital signal after the filtering. The invention also provides a method for delta sigma modulator, can effectively reduce the leakage error.

【技术实现步骤摘要】
Δ-Σ调制器及用于Δ-Σ调制器的方法
本专利技术涉及一种调制器，更特别地，涉及一种具有Δ-Σ截断器的Δ-Σ调制器及用于Δ-Σ调制器的方法。
技术介绍
在具有多位(multi-bit)量化器的常规Δ-Σ调制器中，需要多电平(multi-level)数字至模拟转换器(digital-to-analogconverter，DAC)来反馈Δ-Σ调制器的输出信号并与回路滤波器和量化器一起协作，以实现噪声整形功能的闭环系统。然而，Δ-Σ调制器中的回路滤波器和噪声消除滤波器之间通常会存在失配，而存在的失配会导致泄漏误差，从而恶化信噪比和失真比(signal-to-noiseplusdistortionratio，SNDR)。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种Δ-Σ调制器和用于Δ-Σ调制器的方法，以解决上述问题。第一方面，本专利技术提供一种Δ-Σ调制器，该Δ-Σ调制器包括：接收电路、回路滤波器模块、量化器、Δ-Σ截断器、数字滤波器模块、输出电路和数字至模拟转换器。接收电路用于接收输入信号和反馈信号，以产生求和信号。回路滤波器模块耦接于接收电路，用于对求和信号进行滤波，以产生滤波求和信号。量化器耦接于回路滤波器模块，用于根据滤波求和信号产生第一数字信号。Δ-Σ截断器耦接于量化器，用于截断第一数字信号，以产生第二数字信号，其中，第二数字信号的位数小于第一数字信号的位数。数字滤波器模块耦接于量化器和Δ-Σ截断器，用于分别对第一数字信号和第二数字信号进行滤波，以产生滤波后的第一数字信号和滤波后的第二数字信号。输出电路用于根据滤波后的第一数字信号和滤波后的第二数字信号产生输出信号。数字至模拟转换器耦接于Δ-Σ截断器和接收电路，用于根据第二数字信号产生反馈信号至接收电路。第二方面，本专利技术提供一种用于Δ-Σ调制器的方法，该方法包括：接收输入信号和反馈信号，以产生求和信号；对求和信号进行滤波，以产生滤波求和信号；对滤波求和信号进行量化，以产生第一数字信号；使用Δ-Σ截断器截断第一数字信号，以产生第二数字信号，其中，第二数字信号的位数小于第一数字信号的位数；分别对第一数字信号和第二数字信号进行滤波，以产生滤波后的第一数字信号和滤波后的第二数字信号；以及，根据滤波后的第一数字信号和滤波后的第二数字信号产生输出信号。在上述技术方案中，通过使用Δ-Σ截断器截断第一数字信号而产生第二数字信号，并分别对第一数字信号和第二数字信号进行滤波，可以有效地减少泄漏误差。本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本专利技术的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。附图说明通过阅读后续的详细描述以及参考附图所给的示例，可以更全面地理解本专利技术，其中：图1是根据本专利技术一实施例示出的Δ-Σ调制器的示意图；图2是根据本专利技术一实施例示出的Δ-Σ截断器、数字滤波器模块和输出电路的示意图；图3是根据本专利技术另一实施例示出的Δ-Σ截断器、数字滤波器模块、输出电路和Δ-Σ调制器的一些修改的示意图；图4是根据本专利技术另一实施例示出的Δ-Σ调制器的示意图；图5是根据本专利技术另一实施例示出的Δ-Σ调制器的示意图。在下面的详细描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便本领域技术人员能够更透彻地理解本专利技术实施例。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施一个或多个实施例，不同的实施例可根据需求相结合，而并不应当仅限于附图所列举的实施例。具体实施方式以下描述为本专利技术实施的较佳实施例，其仅用来例举阐释本专利技术的技术特征，而并非用来限制本专利技术的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，所属领域技术人员应当理解，制造商可能会使用不同的名称来称呼同样的元件。因此，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区别的基准。本专利技术中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。文中所用术语“基本”或“大致”是指在可接受的范围内，本领域技术人员能够解决所要解决的技术问题，基本达到所要达到的技术效果。举例而言，“大致等于”是指在不影响结果正确性时，技术人员能够接受的与“完全等于”有一定误差的方式。本专利技术提供一种具有Δ-Σ截断器的Δ-Σ调制器(Δ-Σ模拟至数字转换器(analog-to-digitalconverter，ADC))，其可以在保持量化器的高位数的同时减少DAC的反馈数字输出信号的位数，此外，为了改善Δ-Σ截断器引起的截断误差，数字滤波器模块被用来抑制截断误差。请参考图1，图1是根据本专利技术一实施例示出的Δ-Σ调制器(Δ-Σmodulator)100的示意图。如图1所示，Δ-Σ调制器100包括接收电路(receivingcircuit)110、回路滤波器模块(loopfiltermodule)120、量化器(quantizer)130、Δ-Σ截断器(Δ-Σtruncator)140、数字滤波器模块(digitalfiltermodule)、数据加权平均(dataweightedaveraging，DWA)电路160和数字至模拟转换器(DAC)170，其中，数字滤波器模块包括至少两个数字滤波器152和156。在Δ-Σ调制器100的操作中，接收电路110接收一输入信号Vin和一反馈信号VFB，并通过将输入信号Vin减去反馈信号VFB来计算差值，以产生求和信号。回路滤波器模块120用于对该求和信号进行滤波，以产生滤波求和信号。量化器130用于根据该滤波求和信号产生第一数字信号D1(第一数字信号D1为n位)。Δ-Σ截断器140利用噪声整形来截断第一数字信号D1，以产生第二数字信号D2(第二数字信号D2为m位)，其中，“m”小于“n”(例如，第一数字信号D1可以是9位，第二数字信号D2可以是第一数字信号D1的四个最高有效位(mostsignificantbit，MSB)。数字滤波器152对第一数字信号D1进行滤波，以产生滤波后的第一数字信号D1’，以及，数字滤波器156对第二数字信号D2进行滤波，以产生滤波后的第二数字信号D2’。输出电路180将该滤波后的第一数字信号D1’和该滤波后的第二数字信号D2’进行组合，以产生输出信号Dout。此外，m位的第二数字信号D2可以由数据加权平均(DWA)电路160和数字至模拟转换器(DAC)170做进一步处理，以产生反馈信号VFB至接收电路110。应当说明的是，在本专利技术实施例中，数据加权平均(DWA)电路160为可选器件，本专利技术并不受限于图1所示的特定示例。此外，动态组件匹配(DEM)电路和/或相位调整电路可位于Δ-Σ调制器100的反馈路径中，具体地，本专利技术实施例不做任何限制。由于Δ-Σ截断器140利用噪声整形截断n位的第一数字信号D1而产生m位的第二数字信号D2，因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Δ‑Σ调制器，其特征在于，所述Δ‑Σ调制器包括：接收电路，用于接收输入信号和反馈信号，以产生求和信号；回路滤波器模块，耦接于所述接收电路，用于对所述求和信号进行滤波，以产生滤波求和信号；量化器，耦接于所述回路滤波器模块，用于根据所述滤波求和信号产生第一数字信号；Δ‑Σ截断器，耦接于所述量化器，用于截断所述第一数字信号，以产生第二数字信号，其中，所述第二数字信号的位数小于所述第一数字信号的位数；数字滤波器模块，耦接于所述量化器和所述Δ‑Σ截断器，用于分别对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行滤波，以产生滤波后的第一数字信号和滤波后的第二数字信号；输出电路，用于根据所述滤波后的第一数字信号和所述滤波后的第二数字信号产生输出信号；以及第一数字至模拟转换器，耦接于所述Δ‑Σ截断器和所述接收电路，用于根据所述第二数字信号产生所述反馈信号至所述接收电路。

【技术特征摘要】
2016.08.05 US 62/371,226;2017.07.11 US 15/647,2531.一种Δ-Σ调制器，其特征在于，所述Δ-Σ调制器包括：接收电路，用于接收输入信号和反馈信号，以产生求和信号；回路滤波器模块，耦接于所述接收电路，用于对所述求和信号进行滤波，以产生滤波求和信号；量化器，耦接于所述回路滤波器模块，用于根据所述滤波求和信号产生第一数字信号；Δ-Σ截断器，耦接于所述量化器，用于截断所述第一数字信号，以产生第二数字信号，其中，所述第二数字信号的位数小于所述第一数字信号的位数；数字滤波器模块，耦接于所述量化器和所述Δ-Σ截断器，用于分别对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行滤波，以产生滤波后的第一数字信号和滤波后的第二数字信号；输出电路，用于根据所述滤波后的第一数字信号和所述滤波后的第二数字信号产生输出信号；以及第一数字至模拟转换器，耦接于所述Δ-Σ截断器和所述接收电路，用于根据所述第二数字信号产生所述反馈信号至所述接收电路。2.根据权利要求1所述的Δ-Σ调制器，其特征在于，所述Δ-Σ截断器包括：组合器，用于将数字反馈信号和所述第一数字信号进行组合，以产生调整后的第一数字信号；截断电路，耦接于所述组合器，用于截断所述调整后的第一数字信号，以产生所述第二数字信号；截断误差产生器，耦接于所述组合器和所述截断电路，用于根据所述调整后的第一数字信号和所述第二数字信号之间的差异产生截断误差信号；以及延迟电路，耦接于所述截断误差产生器，用于对所述截断误差信号进行延迟，以产生所述数字反馈信号给所述组合器。3.根据权利要求1所述的Δ-Σ调制器，其特征在于，所述Δ-Σ截断器包括：截断电路，用于截断所述第一数字信号，以产生所述第二数字信号；截断误差产生器，耦接于所述量化器和所述截断电路，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号之间的差异产生截断误差信号；以及延迟电路，耦接于所述截断误差产生器，用于对所述截断误差信号进行延迟，以产生延迟后的截断误差信号来调整所述滤波求和信号。4.根据权利要求3所述的Δ-Σ调制器，其特征在于，所述Δ-Σ调制器还包括：第二数字至模拟转换器，耦接于所述延迟电路，用于对所述延迟后的截断误差信号执行数字至模拟转换操作，以产生模拟截断误差信号；以及组合器，耦接在所述回路滤波器模块和所述量化器之间，用于将所述滤波求和信号和所述模拟截断误差信号进行组合，以产生调整后的滤波求和信号；其中，所述量化器根据所述调整后的滤波求和信号产生所述第一数字信号。5.根据权利要求3所述的Δ-Σ调制器，其特征在于，所述数字滤波器模块还用于对所述延迟后的截断误差信号进行滤波，以产生滤波后的延迟截断误差信号，以及，所述输出电路根据所述滤波后的第一数字信号、所述滤波后的第二数字信号和所述滤波后的延迟截断误差信号产生所述输出信号。6.根据权利要求1所述的Δ-Σ调制器，其特征在于，所述回路滤波器模块包括：第一滤波器，用于对所述求和信号进行滤波；组合器，耦接于所述第一滤波器，用于将反馈调整信号和所述第一滤波器的输出进行组合；第二滤波器，耦接于所述组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁展翔，罗天佑，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71