模拟至数字转换器制造技术

本发明专利技术提供了一种模拟至数字转换器，用于将模拟的输入信号转换为数字的输出信号。模拟至数字转换器包括主电路和比较器，主电路，用于传输该模拟的输入信号，以形成传输后的输入信号；对误差信号进行滤波，以形成滤波后的误差信号；以及，将传输后的输入信号和滤波后的误差信号进行组合，以形成组合信号。比较器耦接于主电路，用于对组合信号进行量化，以提供该输出信号；其中，误差信号用于反映组合信号和输出信号之间的差值。采用本发明专利技术，能够减少噪声。

Analog to digital converter

The present invention provides an analog to digital converter for converting analog input signals into digital output signals. The analog to digital converter includes the main circuit and comparator, the main circuit, used for transmitting the analog input signal to form the input signal after transmission; filtering the error signal to form the filtered error signal; and combining the input signal after the transmission and the filtered error signal to form a group. Close the signal. The comparator is coupled to the main circuit for quantizing the combined signal to provide the output signal; in which the error signal is used to reflect the difference between the combined signal and the output signal. The use of the invention can reduce the noise.

【技术实现步骤摘要】
模拟至数字转换器
本专利技术涉及一种模拟至数字转换器(analog-to-digitalconverter，ADC)，更特别地，涉及一种具有增强的噪声整形的改进型模拟至数字转换器(ADC)。
技术介绍
模拟至数字转换器(ADC)对现代电子设备至关重要，例如，模拟至数字转换器(ADC)广泛用于移动电话和智能电话的通信电路(例如，无线收发器)中。然而，传统的模拟至数字转换器(ADC)通常会带来一些不利影响(例如，噪声)。
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模拟至数字转换器，以解决上述问题。第一方面，本专利技术提供一种模拟至数字转换器，用于将模拟的输入信号转换为数字的输出信号。模拟至数字转换器包括主电路和第一比较器，主电路用于传输该输入信号，以形成传输后的输入信号；对误差信号进行滤波，以形成滤波后的误差信号；以及，将该传输后的输入信号和该滤波后的误差信号进行组合，以形成第一组合信号。第一比较器耦接于主电路，用于对第一组合信号进行量化，以提供该输出信号。其中，误差信号用于反映第一组合信号和输出信号之间的差值。第二方面，本专利技术提供一种模拟至数字转换器，该模拟至数字转换器耦接于第一节点上的输入信号，且在一个周期期间将输入信号的样本转换为输出信号的样本。模拟至数字转换器包括：比较器、电容器阵列、辅助电容器、第一开关和第二开关。比较器用于对组合信号进行量化，以提供该输出信号的样本。电容器阵列耦接于第二节点；辅助电容器耦接于第三节点；第一开关耦接在第一节点和第二节点之间；以及，第二开关耦接在第二节点和第三节点之间；其中，该周期包括采样阶段、组合阶段和比较阶段。在采样阶段期间，第一开关是接通的，以将第一节点导通到第二节点；而第二开关是断开的，以阻止第二节点和第三节点之间的导通，其中，输入信号的第一样本被采样至第一电容器阵列中。在组合阶段期间，第一开关是断开的，以阻止第一节点和第二节点之间的导通，而第二开关是接通的，以将第三节点导通到第二节点，且组合信号被形成在第二节点上。在比较阶段期间，第一开关是断开的，第二开关是接通的，比较器被使能，以对组合信号进行量化并提供该输出信号的样本，以及，电容器阵列接收该输出信号的反馈，以在第二节点上形成该组合信号。上述技术方案提供了一种模拟至数字转换器的新颖架构，通过对误差信号进行滤波并将滤波后的误差信号与传输后的输入信号进行组合，从而引入对噪声信号进行整形的噪声传递函数。本专利技术提供的模拟至数字转换器能够减少噪声。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根据本专利技术一实施例示出了模拟至数字转换器(ADC)；图2根据本专利技术一实施例示出了模拟至数字转换器(ADC)；图3a根据本专利技术一实施例示出了模拟至数字转换器(ADC)；图3b根据本专利技术实施例示出了一种操作时序；图3c示出了图3a所示的ADC采用图3b中的操作时序来操作时的操作状态；图4a根据本专利技术一实施例示出了ADC；图4b示出了图4a所示的ADC采用图3b中的操作时序来操作时的操作状态；图5a根据本专利技术一实施例示出了ADC；图5b根据本专利技术实施例示出了一种操作时序；图5c示出了图3a所示的ADC采用图5b中的操作时序来操作时的操作状态；图6a根据本专利技术一实施例示出了ADC；图6b根据本专利技术实施例示出了图6a中的ADC可能采用的一种操作时序；图7a根据本专利技术一实施例示出了ADC；图7b根据本专利技术实施例示出了一种操作时序；图7c示出了图7a中的ADC采用图7b中的操作时序来操作时的操作状态；图8a根据本专利技术一实施例示出了ADC；图8b示出了图8a所示的ADC的噪声传递函数(NTF)；图9a至图9e根据本专利技术实施例分别示出了可变电容器，这些可变电容器可被采用来实现图3a、图4a、图6a或图7a中的可变电容器。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值作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差值作为区别的基准。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。本专利技术提供了一种模拟至数字转换器(ADC)，为便于理解，以下实施例中的输入信号通常以差分信号为例来进行示例说明，但应当说明的是，本专利技术并不限于差分输入信号的情形。在实际应用中，本专利技术提供的模拟至数字转换器(ADC)还可以应用于单端输入信号的情形，应当理解的是，对于单端情形，本领域技术人员可依据本专利技术公开的实施例得出相应的变型实施例。请参考图1，图1根据本专利技术一实施例示出了模拟至数字转换器(ADC)100。模拟至数字转换器(ADC)100可以将模拟的输入信号V转换为数字的输出信号D，并且可以包括主电路(maincircuit)110和比较器(comparator)120，比较器120耦接于主电路110。主电路110可以通过输入传输模块(inputtransferblock)112来传输该模拟的输入信号V，以形成传输后的输入信号(transferredinputsignal)Vf1；通过回路滤波器(loopfilter)118对误差信号Ve进行滤波，以形成滤波后的误差信号(filterederrorsignal)Vf2；以及，通过将传输后的输入信号Vf1(输入传输模块112的输出)和滤波后的误差信号Vf2(回路滤波器118的输出)组合(如求和单元114的操作)，形成组合信号Vx。比较器120可以对组合信号Vx进行量化，以提供该输出信号D。误差信号Ve可以反映组合信号Vx和输出信号D之间的差值(difference，该差值可以是求和单元116的结果，其中，求和单元116可具有负号，用于将组合信号Vx减去输出信号D)。在一示例中，输入传输模块112可用来调整输入信号的大小，例如，输入传输模块112可以包括缩放单元。求和单元116可以基于组合信号Vx和输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟至数字转换器，用于将模拟的输入信号转换为数字的输出信号，其特征在于，所述模拟至数字转换器包括：主电路，用于传输所述输入信号，以形成传输后的输入信号；对误差信号进行滤波，以形成滤波后的误差信号；以及，将所述传输后的输入信号和所述滤波后的误差信号进行组合，以形成第一组合信号；以及第一比较器，耦接于所述主电路，用于对所述第一组合信号进行量化，以提供所述输出信号；其中，所述误差信号用于反映所述第一组合信号和所述输出信号之间的差值。

【技术特征摘要】
2016.12.16 US 62/435,094;2017.05.24 US 15/603,5461.一种模拟至数字转换器，用于将模拟的输入信号转换为数字的输出信号，其特征在于，所述模拟至数字转换器包括：主电路，用于传输所述输入信号，以形成传输后的输入信号；对误差信号进行滤波，以形成滤波后的误差信号；以及，将所述传输后的输入信号和所述滤波后的误差信号进行组合，以形成第一组合信号；以及第一比较器，耦接于所述主电路，用于对所述第一组合信号进行量化，以提供所述输出信号；其中，所述误差信号用于反映所述第一组合信号和所述输出信号之间的差值。2.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述主电路包括：输入传输模块、回路滤波器和求和单元；所述输入传输模块用于传输所述输入信号，以形成所述传输后的输入信号；所述回路滤波器用于对所述误差信号进行滤波，以形成所述滤波后的误差信号；以及，所述求和单元用于将所述传输后的输入信号和所述滤波后的误差信号进行组合，以形成所述第一组合信号。3.根据权利要求2所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述输入传输模块包括输入缩放单元，所述输入缩放单元用于对所述输入信号进行缩放，以形成所述传输后的输入信号；以及所述回路滤波器包括第一延迟单元和至少一个回路缩放单元，用于对所述误差信号进行延迟和缩放，以形成所述滤波后的误差信号。4.根据权利要求3所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述回路滤波器还包括第二延迟单元，所述第二延迟单元用于对内部信号进行延迟，以形成第二延迟信号，其中，所述内部信号是所述误差信号和所述第二延迟信号的组合；以及所述第一延迟单元用于对所述内部信号进行延迟，以形成第一延迟信号，其中，所述滤波后的误差信号是通过对所述第一延迟信号进行缩放而形成的。5.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述模拟至数字转换器耦接于第一节点上的输入信号，以及，在第一周期期间将所述输入信号的第一样本转换为所述输出信号的第一样本，其中，所述主电路包括：第一电容器阵列，耦接于第二节点；第一辅助电容器，耦接于第三节点；第一开关，耦接在所述第一节点和所述第二节点之间；以及第二开关，耦接在所述第二节点和所述第三节点之间；其中，所述第一周期包括第一采样阶段、第一组合阶段和第一比较阶段；在所述第一采样阶段期间，所述第一开关是接通的，以将所述第一节点导通到所述第二节点，而所述第二开关是断开的，以阻止所述第二节点和所述第三节点之间的导通，其中，所述输入信号的第一样本被采样至所述第一电容器阵列中；在所述第一组合阶段期间，所述第一开关是断开的，以阻止所述第一节点和所述第二节点之间的导通，而所述第二开关是接通的，以将所述第三节点导通到所述第二节点，且所述第一组合信号被形成在所述第二节点上；在所述第一比较阶段期间，所述第一开关是断开的，所述第二开关是接通的，所述第一比较器被使能，以对所述第一组合信号进行量化并提供所述输出信号的所述第一样本，以及，所述电容器阵列接收所述输出信号的反馈，以在所述第二节点上形成所述第一组合信号。6.根据权利要求5所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述第一辅助电容器是可变的，以选择性地提供第一电容和第二电容，所述第二电容不同于所述第一电容；所述第一周期还包括第一缩放阶段，所述第一缩放阶段位于所述第一比较阶段之后；在所述第一比较阶段期间，所述第一辅助电容器提供所述第一电容；以及在所述第一缩放阶段期间，所述第一开关是断开的，所述第二开关是接通的，以及，所述第一辅助电容器提供所述第二电容。7.根据权利要求6所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述第一周期还包括第二缩放阶段，所述第二缩放阶段位于所述第一缩放阶段之后；在所述第二缩放阶段期间，所述第一开关和所述第二开关均是断开的，以及，所述第一辅助电容器提供所述第一电容。8.根据权利要求6所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述第一周期还包括第二缩放阶段，所述第二缩放阶段位于所述第一组合阶段和所述第一比较阶段之间；在所述第二缩放阶段期间，所述第一开关是断开的，所述第二开关是接通的，以及，所述第一辅助电容器提供所述第一电容。9.根据权利要求5所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述第一比较器包括：第一正端和第一负端，并通过比较所述第一正端和所述第一负端上的信号来对所述第一组合信号进行量化；其中，所述第一正端耦接于所述第三节点；或者，所述第一正端耦接于所述第二节点。10.根据权利要求9所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述模拟至数字转换器还在第二周期期间将所述输入信号的第二样本转换为所述输出信号的第二样本，以及，所述模拟至数字转换器还包括：第二比较器，耦接于所述主电路，用于对第二组合信号进行量化，以提供所述输出信号的所述第二样本；其中，所述主电路还包括：第二电容器阵列，耦接于第四节点；第三开关，耦接在所述第一节点和所述第四节点之间；以及第四开关，耦接在所述第四节点和所述第三节点之间；其中，所述第二周期包括：第二采样阶段；在所述第二采样阶段期间，所述第一开关是断开的，所述第三开关是接通的，以将所述第一节点导通到所述第四节点，而所述第四开关是断开的，以阻止所述第四节点和所述第三节点之间的导通；以及所述第一组合阶段发生在所述第二采样阶段期间。11.根据权利要求10所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述第一辅助电容器是可变的，以选择性地提供第一电容和第二电容，所述第二电容不同于所述第一电容；所述第一周期还包括第一缩放阶段，所述第一缩放阶段位于所述第一比较阶段之后；所述第二周期还包括第二组...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡任桓，
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