具有自适应路径的多路径模拟前端制造技术

根据本发明专利技术的实施例，一种处理系统可以包括多个处理路径和一个控制器。多个处理路径可包括：静态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第一数字信号；动态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第二数字信号，其中，动态处理路径的参数基于模拟输入信号的特性确定。控制器可以被配置为：当所述特性发生变化时选择第一数字信号作为处理系统的数字输出信号，并且在所述特性不发生变化时选择第二数字信号作为数字输出信号。

Multipath Analog Front End with Adaptive Path

According to an embodiment of the present invention, a processing system may comprise multiple processing paths and a controller. A plurality of processing paths may include a static processing path configured to generate a first digital signal based on an analog input signal and a dynamic processing path configured to generate a second digital signal based on an analog input signal, in which the parameters of the dynamic processing path are determined based on the characteristics of the analog input signal. The controller can be configured to select the first digital signal as the digital output signal of the processing system when the characteristics change, and the second digital signal as the digital output signal when the characteristics do not change.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自适应路径的多路径模拟前端
本专利技术总体上涉及信号处理系统，更具体地，涉及多路径信号处理系统。
技术介绍
在电路中使用多路径模数转换器(ADCs)和模拟前端(AFEs)(例如，两个或更多个路径ADCs/AFEs)是已知的。在Jahne等人的题为“ProcessandSystemfortheAnalog-to-DigitalConversionofSignals(用于信号的模数转换的过程和系统)”的第5714956号美国专利(“Jahne专利”)、Knoth等人的题为“ApparatusfortheConversionofAnalogAudioSignalstoaDigitalDataStream(用于将模拟音频信号转换成数字数据流的装置)”的第5600317号美国专利(“Knoth专利”)和Gong等人的题为“GainRangingAnalog-to-DigitalConverterwithErrorCorrection(具有误差校正的增益分类模数转换器)”的第6271780号美国专利(“Gong专利”)中公开了示例性多路径ADC和AFE以及它们在多个电路路径中的使用。多路径电路的使用可以降低噪声，这是因为一条路径可以被优化用于处理小幅值信号(例如，用于处理低噪声信号)，而具有另一组ADC和AFE的另一电路路径被优化用于大幅值信号(例如，允许更高的动态范围)。多路径ADCs/AFEs的示例性应用是在用于音频系统应用(例如音频混合板或数字麦克风系统)的电路中使用它们。这样的示例性应用在Jahne专利中公开。在设计具有在相应的多个电路路径中使用的多路径ADCs/AFEs的电路时，在允许更大的信号摆动(例如，允许信号在更大标度的幅值之间摆动)和低噪声之间可存在折衷。此外，多路径ADCs/AFEs可以提供高动态范围信号数字化(对于给定输入功率具有更高的动态范围)，并且与传统方法相比具有更小的总面积。换句话说，通过允许对每个相应路径提供的每种类型的信号(例如，大信号和小信号)进行单独优化，多路径ADCs/AFEs允许整个电路消耗更少的功率，消耗更少的面积，并节省其他这样的设计成本。
技术实现思路
根据本专利技术，可以减少或消除与实现多个AFE/ADC路径相关联的某些缺点和问题。根据本专利技术的实施例，一种处理系统可以包括多个处理路径和一个控制器。多个处理路径可包括：静态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第一数字信号；动态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第二数字信号，其中，动态处理路径的参数基于模拟输入信号的特性确定。控制器可以被配置为：当所述特性发生变化时选择第一数字信号作为处理系统的数字输出信号，并且在所述特性不发生变化时选择第二数字信号作为数字输出信号。根据本专利技术的这些和其他实施例，一种方法可以包括：利用静态处理路径基于模拟输入信号生成第一数字信号，利用动态处理路径基于模拟输入信号生成第二数字信号，其中，动态处理路径的参数基于模拟输入信号的特性确定，并且当所述特性发生变化时选择第一数字信号作为处理系统的数字输出信号，在所述特性不发生变化时选择第二数字信号作为数字输出信号。根据本文包括的附图、说明书和权利要求，本专利技术的技术优点对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合来实现和达到实施例的目的和优点。应当理解，前面的总体性描述和下面的详细描述都是解释性的示例，并不对本专利技术中提出的权利要求进行限制。附图说明通过参照结合附图的以下描述，可以获得对本实施例及其优点的更完整的理解，其中相同的附图标记表示相同的特征，并且其中：图1示出了根据本专利技术的实施例的示例性信号处理系统的所选组件的框图；图2示出了根据本专利技术实施例的用于处理模拟信号以生成数字信号的集成电路的所选组件的框图；和图3示出了根据本专利技术的实施例的图2的集成电路的所选组件的框图，描绘了模拟前端和模数转换器的示例性实施例的所选组件。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的实施例的示例性信号处理系统100的所选组件的框图。如图1所示，信号处理系统100可以包括模拟信号源101、集成电路(IC)105和数字音频处理器109。模拟信号源101可以包括被配置为产生模拟电信号(例如模拟输入信号ANALOG_IN)的任何系统、装置或设备。例如，在信号处理系统100是处理系统的实施例中，模拟信号源101可以包括麦克风换能器。集成电路105可包括被配置为处理模拟输入信号ANALOG_IN以产生数字输出信号DIGITAL_OUT并调节数字输出信号DIGITAL_OUT以通过总线传输到数字处理器109任何合适的系统、装置或设备。一旦被转换为数字输出信号DIGITAL_OUT，与在相同距离上的模拟传输相比，所述信号可以在相当长的距离上传输而不易受噪声影响。在一些实施例中，集成电路105可以设置为与模拟信号源101紧密接近，以确保模拟信号源101和集成电路105之间的模拟线路的长度相对较短，以使可以在承载模拟输入信号ANALOG_IN的模拟输出线上拾取的噪声量最小化。例如，在一些实施例中，模拟信号源101和集成电路105可以形成在同一基底上。在其他实施例中，模拟信号源101和集成电路105可以形成在封装于同一集成电路封装内的不同基底上。数字处理器109可以包括被配置为处理数字输出信号以在数字系统中使用的任何合适的系统、装置或设备。例如，数字处理器109可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或被配置为解释和/或执行程序指令和/或处理数据(例如数字输出信号DIGITAL_OUT)的任何其他装置。信号处理系统100可以用在期望处理模拟信号以产生数字信号的任何应用中。因此，在一些实施例中，信号处理系统100可以是将(例如，来自麦克风的)模拟信号转换为表示入射在麦克风上的声音的数字信号的音频装置的组成部分。作为另一示例，信号处理系统100可以是射频装置(例如，移动电话)的组成部分，以将射频模拟信号转换成数字信号。图2示出了根据本专利技术的实施例的集成电路105的所选组件的框图。如图2所示，集成电路105可以包括两个或更多个处理路径201a和201b(这里可以分别称为处理路径201并且统称为处理路径201)，每个处理路径201包括相应的AFE203(例如，AFE203a、AFE203b)和相应的ADC(例如，ADC215a、ADC215b)。AFE203可以经由可以允许接收单端信号、差分信号或任何其他合适的模拟信号格式的一个或更多个输入线接收模拟输入信号ANALOG_IN，并且可以包括被配置为调节模拟输入信号ANALOG_IN以被ADC215处理的任何合适的系统、装置或设备。下面参照图3更详细地讨论AFE203a和203b的示例性实施例的所选组件。每个AFE203的输出可以传送到一个或更多个输出线上的相应ADC215。ADC215可以包括被配置为将在其输入处接收的模拟信号转换为表示模拟输入信号ANALOG_IN的数字信号的任何合适的系统、装置或设备。ADC215本身可以包括用于执行ADC215的功能的一个或更多个组件(例如，Δ-Σ调制器、抽取器等)。下面参照图3更详细地讨论ADC215a和215b的示例性实施例的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理系统，包括：多个处理路径，包括：静态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第一数字信号；和动态处理路径，被配置为基于所述模拟输入信号生成第二数字信号，其中，所述动态处理路径的参数基于所述模拟输入信号的特性来确定；和控制器，被配置为当所述特性发生变化时选择所述第一数字信号作为所述处理系统的数字输出信号，并且在所述特性不发生变化时选择所述第二数字信号作为数字输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.11 US 15/234,7411.一种处理系统，包括：多个处理路径，包括：静态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第一数字信号；和动态处理路径，被配置为基于所述模拟输入信号生成第二数字信号，其中，所述动态处理路径的参数基于所述模拟输入信号的特性来确定；和控制器，被配置为当所述特性发生变化时选择所述第一数字信号作为所述处理系统的数字输出信号，并且在所述特性不发生变化时选择所述第二数字信号作为数字输出信号。2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述参数包括所述动态处理路径的增益、所述动态处理路径的带宽、所述动态处理路径的滤波器配置增益、所述动态处理路径的本底噪声、所述动态处理路径的失真以及所述动态处理路径消耗的功率中的一个。3.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述特性包括所述模拟输入信号的幅值、所述模拟输入信号的频谱内容、所述模拟输入信号的本底噪声、所述模拟输入信号的失真、所述模拟输入信号的信噪比以及所述模拟输入信号的所需分辨率中的一个。4.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：响应于所述动态处理路径的所述参数响应于所述特性的变化而改变之后经过一定持续时间，将选择所述第一数字信号作为所述数字输出信号改变为选择所述第二数字信号作为所述数字输出信号。5.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：当选择所述第一数字信号作为所述数字输出信号时，在一定持续时间期间在所述第二数字信号和所述第一数字信号之间连续地或分步地转换所述数字输出信号，并且在这种转换期间，所述数字输出信号是所述第一数字信号和所述第二数字信号的加权平均值，其中，所述第一数字信号的权重相对于所述第二数字信号的权重在所述转换期间增加。6.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：当选择所述第二数字信号作为所述数字输出信号时，在所述第一数字信号和所述第二数字信号之间连续地或分步地转换所述数字输出信号，其中，所述转换的速率基于所述模拟输入信号的幅值，并且在这种转换期间，所述数字输出信号是所述第一数字信号和所述第二数字信号的加权平均值，其中，所述第二数字信号的权重相对于所述第一数字信号的权重在所述转换期间增加。7.如权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述控制器还被...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃德蒙·M·施耐德，丹尼尔·J·艾伦，苏库拉·辛格，阿尼鲁达·萨托斯卡，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB