模数转换器制造技术

本发明专利技术提供了一种生成输入信号的电压的数字表示的模数转换器，所述模数转换器包括：多个电压生成器，每个电压生成器具有一个控制输入并且能够生成电压取决于施加到所述控制输入的信号的输出；比较级，用于将所述输入信号与所述电压发射器的一个或多个输出进行比较并且生成表示比较结果的一个或多个比较器输出；以及用于接收所述比较器输出的控制器，所述控制器用于：(i)使用信号传送V1个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计数字表示的B1位；随后(ii)使用信号传送V2个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计数字表示的B2位，其中V2小于V1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模数转换器
本专利技术涉及模数转换器(analoguetodigitalconverter，ADC)。
技术介绍
ADC的一种已知形式是逐次逼近型寄存器ADC(successiveapproximationregisterADC，SARADC)。在典型的SARADC中，模拟信号反复与参考信号进行比较，以形成模拟信号的数字表示。在单信道SARADC中，在每个比较步骤处设定参考信号，使得比较结果指示尚未可知的数字表示的最高有效位的值。这样，在连续比较步骤中建立了数字表示。这种方法存在的问题是需要一个周期来确定数字表示中的每一位。为了加快处理速度，可以通过将相同输入信号馈送到多个单信道SARADC电路来估计多个位。例如，如果在每个周期内确定两位，则16位数字表示只能在8个周期内形成。然而，这种方法存在的问题是，在确定数字表示的低有效位所需的更精细的分辨率下，形成参考信号所需的电路需要非常精确。这种电路通常具有相对高的功耗并且会占据电路布局上的大块面积。当这种电路跨多个SARADC电路复制时，功耗和电路面积会大大增加，超过单信道SARADC所需。当接收典型的多输入多输出(multipleinput,multipleoutput，MIMO)无线电时，其在并行处理多个接收信号。对于这种类型的接收器，具有快速和功率高效的ADC是特殊的优先级。其他设备中也有类似问题，尤其是并行处理多个ADC操作的设备。需要改进ADC设计。
技术实现思路
根据一种设置，提供了一种生成输入信号的电压的数字表示的模数转换器，所述模数转换器包括：多个电压生成器，每个电压生成器具有一个控制输入并能够生成电压取决于施加到所述控制输入的信号的输出；比较级，用于将所述输入信号与所述电压生成器的一个或多个输出进行比较并且生成表示比较结果的一个或多个比较器输出；以及用于接收所述比较器输出的控制器，所述控制器用于：(i)使用信号传送V1个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计数字表示中的B1位；随后(ii)使用信号传送V2个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计数字表示中的B2位，其中V2小于V1。这种设置可以提供一种有效的方式来形成模拟输入信号的数字表示。B2可以小于B1。这可以放宽对在步骤(ii)中使用的电压生成器的要求。B2可以等于B1。这可以在阶段(i)和阶段(ii)之间提供简化步骤。V2可以等于1。这允许在步骤(ii)中仅使用一个电压生成器，意味着对所有其它电压生成器的性能要求可能较低。V1可以等于2^B1–1。V2可以等于2^B2–1。这可以有效地通过二元范式确定数字输出个各位。相比于在步骤(ii)中估计的位，在步骤(i)中估计的位是数字表示的更有效位。这使得在步骤(i)中估计的位用于驱动在步骤(ii)中使用的电压生成器。所述控制器可以用于在步骤(i)中促使所述V1个电压生成器同时生成它们的相应输出。这可以使得输入相对更快地形成。所述控制器可以用于：在步骤(i)和步骤(ii)之间执行使用信号传送V2个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出的步骤。根据所产生的比较器输出，所述控制器可以补偿那个或那些电压生成器与在步骤(i)中采用的电压生成器之间的任何偏移。这可以避免需要所有所述电压生成器都精确地相互匹配。所述比较级可以包括多个比较器。每个比较器可以用于将所述输入信号与所述电压生成器中的相应一个电压生成器的输出进行比较。这可以提供有效的电路布局。在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器的功率效率可以低于在步骤(i)中采用而没有在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器。这可以减少功率使用。在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器可以比在步骤(i)中采用而没有在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器精确。这使得仅在步骤(i)中使用的电压生成器具有更宽松的部件公差。在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器能够生成电压的分辨率可以比在步骤(i)中采用而没有在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器的更高。这使得仅在步骤(i)中使用的电压生成器具有更宽松的部件公差。所述控制器可以用于在步骤(ii)期间将在步骤(i)中采用而没有在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器设为停顿状态。这可以减少功率使用。所述控制器可以用于在对单个输入信号执行所述步骤(ii)之前对同一输入信号多次执行所述步骤(i)，以及在所述步骤(i)的每个迭代中估计所述数字表示的不同位。这可以有效地确定输入信号的数字表示的多个位。所述控制器可以用于在对单个输入信号执行所述步骤(i)之后对同一输入信号多次执行所述步骤(ii)，以及在所述步骤(ii)的每个迭代中估计所述数字表示的不同位。这可以有效地确定输入信号的数字表示的多个位。在另一设置中，提供了一种包括射频输入和采样电路的信号接收器，所述采样电路用于周期性对从射频输入获得的接收信号的电压进行采样，所述采样电路包括：多个缓冲区，用于在相应时间存储所述接收信号的相应样本；以及如上文阐述的多个模数转换器，每个模数转换器用于将相应缓冲器的内容作为其输入信号。在另一设置中，提供了一种在模数转换器中生成输入信号的电压的数字表示的方法，所述模数转换器包括：多个电压生成器，每个电压生成器具有一个控制输入并且能够生成电压取决于施加到所述控制输入的信号的输出；以及比较级，用于将所述输入信号与所述电压产生器的一个或多个输出进行比较并且生成表示比较结果的一个或多个比较器输出；所述方法包括：(i)使用信号传送V1个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计数字表示的B1位；随后(ii)使用信号传送V2个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计数字表示的B2位，其中，V2小于V1。附图说明现将参考附图通过示例的方式对本专利技术进行描述。在附图中：图1示出了多信道SARADC的一个电路。图2示出了转换算法中的步骤。图3示出了一种计算多个子ADC的控制字的方式。图4示出了使用图3中的电路的步骤。图5示出了多信道SARADC的另一个电路。图6示出了四输入比较器。具体实施方式图1示出了多信道SARADC的一个电路。该电路包括第一、第二和第三电压生成器1、2和3。每个电压生成器关联一个相应的比较器5、6和7。比较器的输出馈送到逻辑单元4。该电路接收信号Vin，该信号是一个模拟信号，该模拟信号的数字表示待生成。在本示例中，每个电压生成器具有进行不同操作的两个平衡电路(1a/1b，2a，2b，3a/3b)。这些电路的输出在各个比较器中进行比较。例如，参考电压生成器1的电路1a，每个平衡电路包括一系列电容器10。配置电容器，使得除第一个电容器以外的每个电容器的电容是前一电容器的两倍，如图1中的符号“C”、“2C”或“20C”、“21C”所指示。其它方案也是可能的。每个电容器的一个支路可以耦合到选择的一个地线、供电电压Vref或相应开关12的输入信号Vin。开关在逻辑单元4生成的选择信号13的控制下运行。每个电容器的另一支路连接到将一个输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成输入信号的电压的数字表示的模数转换器，其特征在于，所述模数转换器包括：多个电压生成器，每个电压生成器具有一个控制输入并且能够生成电压取决于施加到所述控制输入的信号的输出；比较级，用于将所述输入信号与所述电压生成器的一个或多个输出进行比较并且生成表示比较结果的一个或多个比较器输出；以及用于接收所述比较器输出的控制器，所述控制器用于：(i)使用信号传送V1个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计B1位数字表示；随后(ii)使用信号传送V2个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计B2位数字表示；其中，V2小于V1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生成输入信号的电压的数字表示的模数转换器，其特征在于，所述模数转换器包括：多个电压生成器，每个电压生成器具有一个控制输入并且能够生成电压取决于施加到所述控制输入的信号的输出；比较级，用于将所述输入信号与所述电压生成器的一个或多个输出进行比较并且生成表示比较结果的一个或多个比较器输出；以及用于接收所述比较器输出的控制器，所述控制器用于：(i)使用信号传送V1个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计B1位数字表示；随后(ii)使用信号传送V2个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出，并且根据所产生的比较器输出来估计B2位数字表示；其中，V2小于V1。2.根据权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，B2小于B1。3.根据权利要求2所述的模数转换器，其特征在于，B1＝B2+1。4.根据任意前述权利要求所述的模数转换器，其特征在于，V2等于1。5.根据任意前述权利要求所述的模数转换器，其特征在于，V1＝2^B1–1且V2＝2^B2–1。6.根据任意前述权利要求所述的模数转换器，其特征在于，相比于在步骤(ii)中估计的位，在步骤(i)中估计的位是数字表示的更高有效位。7.根据任意前述权利要求所述的模数转换器，其特征在于，所述控制器用于在步骤(i)中促使所述V1个电压生成器同时生成它们的相应输出。8.根据任意前述权利要求所述的模数转换器，其特征在于，所述控制器用于：在步骤(i)和步骤(ii)之间执行使用信号传送V2个所述电压生成器的所述控制输入以促使每个电压生成器生成相应输出的步骤，以及根据所产生的比较器输出补偿那个或那些电压生成器与在步骤(i)中采用的电压生成器之间的任何偏移。9.根据任意前述权利要求所述的模数转换器，其特征在于，所述比较级包括多个比较器，每个比较器用于将所述输入信号与所述电压生成器中的相应一个电压生成器的输出进行比较。10.根据任意前述权利要求所述的模数转换器，其特征在于，在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器的功率效率低于在步骤(i)中采用而没有在步骤(ii)中采用的所述或每个电压生成器。11.根据任意前述权利要求所...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈希姆·扎尔·霍西尼，王峰，安德烈杰·拉德基，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44