一种可重构的Sigma-Delta调制器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种可重构的Sigma‑Delta调制器，可以包括：输入电阻、前馈通路、包括串接的多级运算放大器的环路滤波器、SAR ADC结构的5bit量化器以及由多个DAC组成的反馈环路；其中，输入电阻为阻值可调电阻，输入电阻的一端连接输入信号，输入电阻的另一端连接环路滤波器的输入端；前馈通路跨接于环路滤波器的首级运算放大器的输出段和环路滤波器的末级运算放大器的输入端；量化器的输入端与环路滤波器的末级运算放大器的输出端相连，并通过输出端输出数字信号；反馈环路中的DAC数量与环路滤波器中的运算放大器数量相对应，并且反馈环路中各DAC的输入端均与量化器的输出端相连，反馈环路中各DAC的输出端分别与环路滤波器中对应的运算放大器的输入端相连。

A Reconfigurable Sigma-Delta Modulator

The embodiment of the present invention discloses a reconfigurable Sigma Delta modulator, which may include: input resistance, feed-forward path, loop filter including cascaded multistage operational amplifier, 5bit quantizer of SAR ADC structure and feedback loop composed of multiple DACs; where the input resistance is adjustable resistance, one end of the input resistance connects the input signal, and the other of the input resistance. One end is connected with the input end of the loop filter; the feedforward path is connected with the output section of the first stage operational amplifier of the loop filter and the input end of the last stage operational amplifier of the loop filter; the input end of the quantizer is connected with the output end of the last stage operational amplifier of the loop filter, and the digital signal is output through the output end; the number of DACs in the feedback loop is connected with the operation of the loop filter. The number of operational amplifiers corresponds, and the input terminals of each DAC in the feedback loop are connected with the output terminals of the quantizer. The output terminals of each DAC in the feedback loop are connected with the input terminals of the corresponding operational amplifier in the loop filter respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种可重构的Sigma-Delta调制器
本专利技术涉及无线通信技术，尤其涉及一种可重构的Sigma-Delta调制器。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，对芯片的集成度、功耗和成本的要求越来越高。对于无线通信系统架构中的射频接收机来说，针对提高集成度，降低功耗和设计成本这些方面，无线接收机的相关技术发展存在以下几个趋势：首先，大量的信号处理功能放在数字电路里实现；其次，为了减少硬件成本和功耗，对模拟电路进行整合，尽量在单个电路中实现多个功能；最后，对于多种模式通信系统而言，电路的可重构设计是一种节省硬件开销、优化能效的方案，为了满足不同的应用场景，越来越需要对各个模块进行可重构设计。针对以上技术发展，在无线通信技术中，连续时间sigma-delta调制器具有较好好的抗混叠效应，可以节省前端抗混叠滤波器；此外，连续时间sigma-delta调制器还可以降低系统对积分器中运放速度的要求，具有明显的功耗和速度优势，适合在宽带应用场合。因此，越来越多的射频接收机被使用于实现模数转换功能，但是目前相关技术并没有充分利用连续时间sigma-delta调制器电路的架构优势，无法进一步地提高集成度，降低硬件成本和功耗。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例期望提供一种可重构的Sigma-Delta调制器，不仅使其兼容射频接收机通路中模拟滤波器filter和可编程增益放大器VGA的功能，进而省去射频接收机中关于filter和VGA两个电路；而且还对连续时间sigma-delta调制器进行可重构设计，使其在不同的应用场合下，能够通过软件配置不同的带宽。从而不仅可以满足各种应用场景，还可以提高射频接收机的系统集成度，减少了硬件成本和功耗。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种可重构的Sigma-Delta调制器，其特征在于，包括：输入电阻、前馈通路、包括串接的多级运算放大器的环路滤波器、逐次逼近寄存器型模数转换器SARADC结构的5bit量化器以及由多个数模转换器DAC组成的反馈环路；其中，所述输入电阻为阻值可调电阻，所述输入电阻的一端连接输入信号，所述输入电阻的另一端连接所述环路滤波器的输入端；所述前馈通路跨接于所述环路滤波器的首级运算放大器的输出段和所述环路滤波器的末级运算放大器的输入端，所述前馈通路用于调节所述Sigma-Delta调制器的信号传输函数；所述量化器的输入端与所述环路滤波器的末级运算放大器的输出端相连，并通过输出端输出数字信号；所述反馈环路中的DAC数量与所述环路滤波器中的运算放大器数量相对应，并且所述反馈环路中各DAC的输入端均与所述量化器的输出端相连，所述反馈环路中各DAC的输出端分别与所述环路滤波器中对应的运算放大器的输入端相连。本专利技术实施例提供了一种可重构的Sigma-Delta调制器；通过设置可调的输入电阻以及电容器件，不仅使其兼容射频接收机通路中模拟滤波器filter和可编程增益放大器VGA的功能，进而省去射频接收机中关于filter和VGA两个电路；还能够对连续时间sigma-delta调制器进行可重构设计，使其在不同的应用场合下，能够通过软件配置不同的带宽。从而不仅可以满足各种应用场景，还可以提高射频接收机的系统集成度，减少了硬件成本和功耗。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种射频接收机的通用架构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种可重构的Sigma-Delta调制器的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种可重构的Sigma-Delta调制器的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种量化器的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种可调电阻的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种可调电容的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种信号传输函数示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种噪声传递函数示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参见图1，其示出了本专利技术实施例提供的一种射频接收机的通用架构，该架构能够普适地应用于射频接收器设备，该架构可以包括设置在射频输入RF_in和基带输出之间的多个部件、这些部件依次包括低噪声放大器(LNA，LowNoiseAmplifier)、混频器、模拟滤波器、可编程的可变增益放大器(VGA，VariableGainAmplifiers)、模数转换器(ADC，Analog-to-DigitalConverter)以及数字滤波器。在这些部件中，混频器可以将经过低噪声放大器放大后的射频信号按照本振信号(LO，LocalOscillator)的频率进行搬移。通常来说，混频器输出信号的频率高于射频信号的频率，则该混频器称之为上变频混频器；而混频器输出信号的频率低于射频信号的频率，则该混频器称之为下变频混频器。在常见的射频接收机架构中，混频器通常是下变频混频器。模拟滤波器可以在ADC转换之前消除信号路径中的高频噪声和干扰，避免混叠噪声污染信号；此外，还能够消除滤波器带宽之外的过驱信号对信号路径的影响，避免在成ADC出现调制器饱和现象；并且在发生输入过压时，模拟滤波器还能限制输入电流，衰减输入电压。数字滤波器设置在ADC之后，可以移除模数转换过程中注入的数字噪声，通常数字滤波器可以选取由低通数字滤波器(LPF，LowPassFilter)和高通数字滤波器(HPF，HighPassFilter)串接所形成的带通滤波器。针对图1所示的通用架构来说，可以通过连续时间sigma-delta调制器能够实现模数转换功能。而连续时间sigma-delta调制器是基于过采样和噪声整形理论，将频带内的量化噪声通过环路滤波器移除到频带外，再通过数字抽取滤波器来进行消除。但是目前相关技术仅能够利用连续时间sigma-delta调制器的模数转换功能来替代ADC，但是并没有深入地利用连续时间sigma-delta调制器的结构特点。基于此，参见图2，本专利技术实施例提供了一种可重构的Sigma-Delta调制器2的结构，该Sigma-Delta调制器2不仅能够实现模数转换功能，而且还能够实现VGA以及模拟滤波器的功能，该Sigma-Delta调制器2可以包括：输入电阻21、前馈通路22、包括串接的多级运算放大器231的环路滤波器23、逐次逼近寄存器型模数转换器(SARADC，Successive-AppRoximationAnalogtoDigitalConverter)结构的5bit量化器24以及由多个数模转换器(DAC，DigitaltoAnalogConverter)251组成的反馈环路25；其中，所述输入电阻21为阻值可调电阻，所述输入电阻21的一端连接输入信号，所述输入电阻21的另一端连接所述环路滤波器23的输入端；所述前馈通路22跨接于所述环路滤波器23的首级运算放大器的输出段和所述环路滤波器23的末级运算放大器的输入端，所述前馈通路22用于调节所述Sigma-Delta调制器2的信号传输函数；所述量化器24的输入端与所述环路滤波器23的末级运算放大器的输出端相连，并通过输出端输出数字信号；所述反馈环路25中的DAC数量与所述环路滤波器23中的运算放大器数量相对应，并且所述反馈环路25中各DAC251的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构的Sigma‑Delta调制器，其特征在于，包括：输入电阻、前馈通路、包括串接的多级运算放大器的环路滤波器、逐次逼近寄存器型模数转换器SAR ADC结构的5bit量化器以及由多个数模转换器DAC组成的反馈环路；其中，所述输入电阻为阻值可调电阻，所述输入电阻的一端连接输入信号，所述输入电阻的另一端连接所述环路滤波器的输入端；所述前馈通路跨接于所述环路滤波器的首级运算放大器的输出段和所述环路滤波器的末级运算放大器的输入端，所述前馈通路用于调节所述Sigma‑Delta调制器的信号传输函数；所述量化器的输入端与所述环路滤波器的末级运算放大器的输出端相连，并通过输出端输出数字信号；所述反馈环路中的DAC数量与所述环路滤波器中的运算放大器数量相对应，并且所述反馈环路中各DAC的输入端均与所述量化器的输出端相连，所述反馈环路中各DAC的输出端分别与所述环路滤波器中对应的运算放大器的输入端相连。

【技术特征摘要】
1.一种可重构的Sigma-Delta调制器，其特征在于，包括：输入电阻、前馈通路、包括串接的多级运算放大器的环路滤波器、逐次逼近寄存器型模数转换器SARADC结构的5bit量化器以及由多个数模转换器DAC组成的反馈环路；其中，所述输入电阻为阻值可调电阻，所述输入电阻的一端连接输入信号，所述输入电阻的另一端连接所述环路滤波器的输入端；所述前馈通路跨接于所述环路滤波器的首级运算放大器的输出段和所述环路滤波器的末级运算放大器的输入端，所述前馈通路用于调节所述Sigma-Delta调制器的信号传输函数；所述量化器的输入端与所述环路滤波器的末级运算放大器的输出端相连，并通过输出端输出数字信号；所述反馈环路中的DAC数量与所述环路滤波器中的运算放大器数量相对应，并且所述反馈环路中各DAC的输入端均与所述量化器的输出端相连，所述反馈环路中各DAC的输出端分别与所述环路滤波器中对应的运算放大器的输入端相连。2.根据权利要求1所述的Sigma-Delta调制器，其特征在于，所述环路滤波器包括三级运算放大器，三对电容以及三对可调电阻；其中，每对可调电容各对应一个运算放大器，并且每对可调电容均跨接于对应的运算放大器的输入端和输出端；在三对电阻中，第一电阻对跨接于第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的输入端，第二电阻对跨接于第二运算放大器的输出端和第三运算放大器的输入端，第三电阻对跨接于第二运算放大器的输入端和第三运算放大器的输出端。3.根据权利要求2所述的Sigma-Delta调制器，其特征在于，相应于所述运算放大器为双路输入双路输出的运算放大器，所述输入电阻包括输入电阻对，其中一个输入电阻的一端连接第一输入信号，另一端连接所述环路滤波器的第一运算放大器的正向输入端；另一个输入电阻的一端连接第二输入信号，另一端连接所述环路滤波器的第一运算放大器的负向输入端。4.根据权利要求2所述的Sigma-Delta调制器，其特征在于，相应于所述运算放大器为双路输入双路输出的运算放大器，所述前馈通路包括可调电容对，其中一个可调电容跨接于所述环路滤波器的第一运算放大器的负向输出端以及所述环路滤波器的第三运算放大器的负向输出端，另一个可调电容跨接于所述环路滤波器的第一运算放大器的正向输出端以及所述环路滤波器的第三运算放大器的正向输出端。5.根据权利要求2所述的Sigma-Delta调制器，其特征在于，相应于所述运算放大器为双路输入双路输出的运算放大器，对于所述环路滤波器的每个可调电容对来说，其中的一个可调电容跨接于对应运算放大器的正向输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雷，张任伟，李艳辉，
申请(专利权)人：广州全盛威信息技术有限公司，北京奕斯伟信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44