减小模数转换器中的失真制造技术

本申请涉及减小模数转换器中的失真。在一个实施例中，一种设备包括：第一压控振荡器(VCO)模数转换器(ADC)单元，其接收差分模拟信号的第一部分并且将差分模拟信号的第一部分转换成第一数字值；第二VCO ADC单元，其接收差分模拟信号的第二部分并且将差分模拟信号的第二部分转换成第二数字值；组合器，其从第一和第二数字值形成组合数字信号；抽取电路，其接收组合数字信号并且将组合数字信号滤波成滤波后的组合数字信号；以及消除电路，其接收滤波后的组合数字信号并且至少部分地基于系数值产生失真消除的数字信号。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
模数转换器(ADC)用于许多不同的组件中以使得传入的模拟信号能够转换成数字格式。正是这样，因为现代半导体通常在数字域中执行大量处理。ADC能够在多种信号处理路径中使用，范围从低频率应用到相对较高频率的应用。不同的ADC具有可以适用于特定实施方式的不同特性。虽然一个合适的ADC架构是δ-σ调制器，但是对于某些情况，此类ADC的尺寸、电力消耗和计算开销能够大于所希望的。
技术实现思路
在一个方面中，一种设备包括：第一压控振荡器(VCO)模数转换器(ADC)单元，以接收差分模拟信号的第一部分并且将差分模拟信号的第一部分转换成第一数字值；第二VCOADC单元，以接收差分模拟信号的第二部分并且将差分模拟信号的第二部分转换成第二数字值；组合器，以从第一和第二数字值中形成组合数字信号；抽取电路，以接收组合数字信号并且将组合数字信号滤波成滤波后的组合数字信号；以及消除电路，以接收滤波后的组合数字信号并且至少部分地基于系数值产生失真消除的数字信号。在实施例中，消除电路用于从非易失性存储器中获得系数值。非易失性存储器可存储多个系数值，每个系数值与温度范围和过程类型中的至少一个相关联。另外，控制器可以被配置成基于从至少一个热传感器接收的设备的温度信息从多个系数值中选择系数值。在示例中，消除电路包括：第一函数产生器，以产生滤波后的组合数字信号的立方值；增益电路，以将系数值应用到立方值以产生消除信号；以及第二组合器，以组合滤波后的组合数字信号和消除信号以获得失真消除的数字信号。在示例中，第一VCOADC单元包括第一压控环形振荡器并且第二VCOADC单元包括第二压控环形振荡器，以减小二级失真。在另一个示例中，消除电路包括：第一函数产生器，以产生滤波后的组合数字信号的立方值；校准电路，以接收数字化的校准信号、从数字化的校准信号计算功率值，并且基于功率值产生系数值；乘法器，以产生立方值和系数值的乘积；以及第二组合器，以组合该乘积和滤波后的组合数字信号。在此示例中，第一函数产生器耦合在抽取电路与第二组合器之间的前馈中。音调产生电路可以被配置成在校准模式中提供对应于数字化校准信号的校准信号到第一和第二VCOADC单元以使得校准电路能够产生系数值。在一个示例中，第一VCOADC单元包括：环形振荡器，以接收差分模拟信号的第一部分并且输出多个相位信号；多个采样器电路，以接收多个相位信号并且输出多个采样信号；多个相位检测器，以检测多个采样信号中的一对之间的相位；多个编码器，以接收检测到的相位并且产生二进制输出；以及微分器，以接收二进制输出并且产生第一数字值。在另一方面，一种系统包括：接收差分模拟信号的差分信号路径。此差分信号路径可以包括：抗混叠滤波器，以滤波差分模拟信号；衰减器，其耦合到抗混叠滤波器以衰减滤波后的差分模拟信号；输入缓冲器，以缓冲滤波后的差分模拟信号；以及差分ADC，其耦合到输入缓冲器，该差分ADC包括：第一VCOADC单元，以接收滤波后的差分模拟信号的第一部分并且将滤波后的差分模拟信号的第一部分转换成第一数字值；第二VCOADC单元，以接收滤波后的差分模拟信号的第二部分并且将滤波后的差分模拟信号的第二部分转换成第二数字值；第一组合器，以从第一和第二数字值形成组合数字信号；以及校正电路，以接收组合数字信号并且使用系数值从组合数字信号产生三级失真消除的数字信号。在示例中，第一VCOADC单元包括第一压控环形振荡器并且第二VCOADC单元包括第二压控环形振荡器，以从组合数字信号中移除二级失真。第一VCOADC单元可以包括：环形振荡器，以接收滤波后的差分模拟信号的第一部分并且输出多个相位信号；多个采样器电路，以接收多个相位信号并且输出多个采样信号；多个相位检测器以检测多个采样信号中的一对之间的相位；多个编码器，以接收检测到的相位并且产生二进制输出；以及微分器，以接收二进制输出并且产生第一数字值。在示例中，校正电路包括消除回路电路，该消除回路电路具有：第一函数产生器，以产生组合数字信号的立方值；增益电路，以将系数值应用到立方值以产生消除信号；以及第二组合器，以将组合数字信号和消除信号组合以获得三级失真消除数字信号。第一函数产生器耦合在第一组合器与第二组合器之间的前馈中。在另一个示例中，校正电路包括校准回路电路，该校准回路电路具有：混频器，以接收组合数字信号并且混频组合数字信号与混频信号以获得混频过的信号；滤波器，其滤波混频过的信号；第二函数产生器，以产生滤波后的混频过的信号的平方值；以及第三组合器，以从平方值产生系数值。在更进一步的方面中，非暂时性计算机可读媒体包括指令，以使得控制器能够被配置成：确定装置的至少一个操作参数；访问装置的非易失性存储器的项以获得基于至少一个操作参数的系数值；以及将系数值提供到装置的模数转换器的消除电路，以使得消除电路能够使用系数值减小在模数转换器中从模拟信号产生的数字值中的三级失真。在示例中，计算机可读媒体另外包括指令，以使得控制器能够确定至少一个操作参数并且以第一模式和第二模式访问项，以使得校准电路能够产生系数值。在示例中，计算机可读媒体另外包括指令，以使得控制器能够在系数值产生之后停用校准电路。指令可进一步使得模数转换器能够产生数字值的立方值与系数值的乘积并且组合该乘积与数字值以减小三级失真。附图说明图1是根据实施例的ADC的高层次视图的框图。图2是根据实施例的示例基于环形振荡器的ADC的框图。图3是根据实施例的ADC的进一步的细节的框图。图4是根据实施例的代表性四级环形振荡器的示意图。图5是根据实施例的ADC的采样器和转换电路的进一步细节的框图。图6是根据实施例的从ADC的采样相位信息获得的一组采样相位值的图解说明。图7是根据实施例的三级失真消除函数的图解说明。图8是根据另一个实施例的接收器的一部分的框图。图9是说明根据实施例的输入电路的示意图。图10是根据实施例的方法的流程图。图11是根据一个实施例的调谐器的框图。图12是根据一个实施例的系统的框图。具体实施方式在各种实施例中，ADC能够通过压控振荡器设计实施。此类形式的ADC能够提供用于较低功率消耗下的具体应用的合适的量化，与例如δ-σ调制器等的其它ADC设计相比的减小的面积和较小的处理消耗。更确切地说，如本文所述的ADC实施例能够在多种情况中使用，其中，在ADC中接收之前，由于较强阻挡(blocker)的存在导致传入信号基本上不含例如邻信道干扰等的干扰(因此干扰可以通过调谐器或其它前端处理电路移除)。然而，基于VCO的ADC可以经受失真，包括二级失真和三级失真。本文中描述的ADC实施例提供机制和技术以至少基本上减小由非线性产生的此类二级失真和三级失真。实施例可以用于多种不同情况中。举例来说，实施例可以用于数字TV解调器，例如，用于DVB-T/T2和DVB-C/C2以及DVB-S/S2中。此类系统可规定在30MHz带宽中的50dB的信噪比(SNR)(对于DVB-S/S2)和/或在8MHz带宽中的60dB的信噪比(SNR)(对于DVB-T/T2和DVB-C/C2)。鉴于在解调器内不存在较强的阻挡，所以可以不需要高动态范围ADC。因此，如本文所述的基于VCO的ADC可以用于此类设计中而不是δ-σADC。正是这样，因为与基于V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：第一压控振荡器模数转换器单元即第一VCO ADC单元，其接收差分模拟信号的第一部分并且将所述差分模拟信号的所述第一部分转换成第一数字值；第二VCO ADC单元，其接收所述差分模拟信号的第二部分并且将所述差分模拟信号的所述第二部分转换成第二数字值；组合器，其从所述第一数字值和所述第二数字值形成组合数字信号；抽取电路，其接收所述组合数字信号并且将所述组合数字信号滤波成滤波后的组合数字信号；以及消除电路，其接收所述滤波后的组合数字信号并且至少部分地基于系数值产生失真消除的数字信号。

【技术特征摘要】
2015.06.23 US 14/747,0571.一种设备，其包括：第一压控振荡器模数转换器单元即第一VCOADC单元，其接收差分模拟信号的第一部分并且将所述差分模拟信号的所述第一部分转换成第一数字值；第二VCOADC单元，其接收所述差分模拟信号的第二部分并且将所述差分模拟信号的所述第二部分转换成第二数字值；组合器，其从所述第一数字值和所述第二数字值形成组合数字信号；抽取电路，其接收所述组合数字信号并且将所述组合数字信号滤波成滤波后的组合数字信号；以及消除电路，其接收所述滤波后的组合数字信号并且至少部分地基于系数值产生失真消除的数字信号。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述消除电路从非易失性存储器获得所述系数值。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述非易失性存储器存储多个系数值，每个系数值与温度范围和过程类型中的至少一个相关联。4.根据权利要求3所述的设备，其进一步包括控制器，以基于从至少一个热传感器接收的所述设备的温度信息从所述多个系数值中选择所述系数值。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述消除电路包括：第一函数产生器，其产生所述滤波后的组合数字信号的立方值；增益电路，其将所述系数值应用到所述立方值以产生消除信号；以及第二组合器，其组合所述滤波后的组合数字信号和所述消除信号以获得所述失真消除的数字信号。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一VCOADC单元包括第一压控环形振荡器，并且所述第二VCOADC单元包括第二压控环形振荡器，以减小二级失真。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述消除电路包括：第一函数产生器，其产生所述滤波后的组合数字信号的立方值；校准电路，其接收数字化校准信号、从所述数字化校准信号计算功率值并且基于所述功率值产生所述系数值；乘法器，其产生所述立方值和所述系数值的乘积；以及第二组合器，其组合所述乘积和所述滤波后的组合数字信号。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述第一函数产生器耦合在所述抽取电路与所述第二组合器之间的前馈中。9.根据权利要求7所述的设备，其进一步包括音调产生电路以在校准模式中提供对应于数字化校准信号的校准信号到所述第一VCOADC单元和所述第二VCOADC单元，以使得所述校准电路能够产生所述系数值。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一VCOADC单元包括：环形振荡器，其接收所述差分模拟信号的所述第一部分并且输出多个相位信号；多个采样器电路，其接收所述多个相位信号并且输出多个采样信号；多个相位检测器，其检测所述多个采样信号中的一对之间的相位；多个编码器，其接收检测到的相位并且产生二进制输出；以及微分器，其接收所述二进制输出并且产生所述第一数字值。11.一种系统，其包括：接收差分模拟信号的差分信号路径，所述差分信号路径包括：抗混叠滤波器，其滤波所述差分模拟信号；衰减器，其耦合到所述抗混叠滤波器以衰减所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·科班，M·H·葛劳哥伦，
申请(专利权)人：硅实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国;US