调制器制造技术

本申请涉及模数转换器(ADC)电路(200)。时间编码调制器(TEM201)具有：比较器(104)；环路滤波器(105)，被配置为响应于输入信号(S

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】调制器
本公开内容的代表性实施方案的领域涉及与用于信号调制的调制器有关或相关的方法、装置和/或实施方案，且尤其涉及时间编码调制器，诸如用于生成脉冲宽度调制信号的调制器。
技术介绍
信号调制器在许多应用中被利用，例如作为从模拟信号至数字信号的转换(或者从数字信号至模拟信号)的一部分。时间编码调制器是将输入信号编码为时间编码数据流的调制器。时间编码的一种具体形式是脉冲宽度调制(PWM)。在PWM信号中，通过将给定的输出信号电平(例如，第一信号电平的脉冲的持续时间或宽度)与在一个循环周期内任何其他信号电平的任何周期的持续时间相比较来对输入值进行编码。对于常规的二电平PWM信号，可以通过第一信号电平的脉冲在该循环周期内的占空比(即，该循环周期花费在第一输出信号电平处的比例)来对输入信号值进行编码。时间编码调制器的一种具体应用是具有受控振荡器(例如，电压控制振荡器(VCO))的模数转换器(ADC)的一部分。在基于VCO的ADC中，输入模拟信号可以被用于控制VCO，从而该VCO所输出的振荡信号的频率取决于输入信号值。振荡信号的频率可以例如通过对所限定的帧周期中的振荡信号的循环的数目进行计数来确定，以提供指示输入信号的值的数字输出。VCO可以通过一个相对简单的环形振荡器来实施，该振荡器的功率相对低，因此与替代ADC结构(诸如，连续时间或离散时间Σ-ΔADC)相比，基于VCO的ADC可能在功率需求和电路面积方面相对高效。然而，VCO(尤其是基于环形振荡器的那些VCO)通常具有相对差的线性度。因此，如果通过模拟输入信号直接控制VCO，则所得到的数字输出信号可能具有差的线性度。尽管这对于一些应用是可接受的，但是差的线性度对于许多音频应用是不利的。时间编码调制器(例如，PWM调制器)可以被用于通过将输入模拟信号调制为在两个电压状态之间变化的时间编码信号来改善基于VCO的ADC的线性度，其中由每一状态的相对持续时间来对输入信号的值进行编码。然后，时间编码信号被用于控制VCO。由于VCO仅以两个输入电压电平工作，因此输出本质上是线性的。振荡信号在帧周期中的平均频率取决于在每个电压电平处所花费的时间的比例，从而取决于输入信号的值。然而，尤其是对于音频应用，对更好的静态音频性能的需求(例如，对于低水平的失真(诸如，THD))不断增加，且与VCO的操作相关联的其他非线性源可能影响失真性能。
技术实现思路
本公开内容的实施方案涉及改进的时间编码调制器，这些改进的时间编码调制器至少减轻这些问题中的至少一些问题。根据一些实施方案，提供了一种模数转换器电路，包括：时间编码调制器，所述时间编码调制器包括比较器和环路滤波器，且被配置为响应于输入信号和反馈信号来生成脉冲宽度调制(PWM)信号；受控振荡器，所述受控振荡器被配置为接收脉冲宽度调制(PWM)信号，且生成输出振荡信号，所述输出振荡信号的频率基于驱动节点处的驱动信号而变化；其中所述受控振荡器包括至少一个控制开关，所述至少一个控制开关被配置为通过开关控制信号而被控制，从而控制施加至所述驱动节点的所述驱动信号的驱动强度，所述开关控制信号由所接收的PWM信号生成；其中用于所述时间编码调制器的所述反馈信号从所述受控振荡器导出，从而包括PWM信号与所述开关控制信号之间的任何时序误差，其中所述开关控制信号被施加至所述控制开关。在一些实施方案中，用于时间编码调制器的所述反馈信号可以从施加至所述控制开关的所述开关控制信号分接出。缓冲器可以被配置为接收从施加至所述控制开关的所述开关控制信号分接出的信号且输出所述反馈信号。在一些实施方案中，用于所述时间编码调制器的所述反馈信号可以从所述受控振荡器导出，从而包括对施加至所述驱动节点的所述驱动信号与所述PWM信号之间的任何时序误差的指示。在这样的实施方案中，所述反馈信号从而可以指示施加至所述驱动节点的所述驱动信号与所述PWM信号之间的任何时序误差，该时序误差是由于所述开关控制信号中的时序误差以及可能地与驱动所述驱动节点相关联的其他时序误差引起的。所述电路可以包括监视器，用于对照一个限定的参考来监视受监视的节点处的信号电平，从而提供所述反馈信号，其中所述受监视的节点表现出占空比对应于所述驱动节点的占空比的信号电平的变化。在一些情况下，所述受监视的节点可能是所述驱动节点本身。然而，在一些实施方案中，受监视的节点可以是某一其他节点，例如用于与所述驱动节点同步地驱动负载的副本驱动节点。所述监视器可以包括比较器，所述比较器被配置为将所述第一信号与一个参考电压进行比较。在一些实施方式中，所述受控振荡器可以包括环形振荡器，该环形振荡器被配置为由所述驱动节点处的驱动电流信号来驱动。第一电流源可以被配置为向所述驱动节点提供第一驱动电流，且通过所述开关控制信号来控制所述至少一个控制开关，以将第二电流源选择性地连接至所述驱动节点，从而提供第二驱动电流。在一些实施方式中，所述时间编码调制器的所述环路滤波器可以被配置为对所述反馈信号进行滤波，以提供经滤波的反馈信号。在一些实施方式中，所述比较器可以被配置为将第一比较器输入处所接收的所述输入信号与第二比较器输入处所接收的所述经滤波的反馈信号进行比较。在其他实施方式中，所述经滤波的反馈信号可以与所述输入信号组合，且被施加至所述比较器的第一比较器输入。在这种情况下，所述比较器可以被配置为将所述第一比较器输入处的信号与一个参考电压进行比较。在一些实施方式中，所述输入信号可以被施加至所述时间编码调制器的第一信号路径，该第一信号路径被耦合至所述比较器的第一比较器输入。参考电压可以被施加至所述时间编码调制器的第二信号路径，该第二信号路径被耦合至所述比较器的第二比较器输入。所述经滤波的反馈信号可以作为差分信号被施加至所述第一信号路径与所述第二信号路径这二者。在一些实施方式中，所述环路滤波器可以包括第一电流源和第二电流源，所述第一电流源和所述第二电流源被控制，以基于所述反馈信号来提供电流或吸收电流。在一些实施方式中，所述比较器可以是迟滞比较器。所述模数转换器电路可被实施为集成电路。所述模数转换器电路可以被配置为接收模拟音频信号作为所述输入信号。在一些实施方式中，用于接收所述输入信号的输入节点被耦合至麦克风节点，该麦克风节点用于在使用中从麦克风接收模拟音频信号。实施方案还涉及一种电子设备，所述电子设备包括如上面任何变体中所讨论的模数转换器电路。在一些情况下，所述电子设备可以包括麦克风换能器，其中所述模数转换器电路被配置为从所述麦克风换能器接收信号作为所述输入信号。一种包括如上面任何变体中所讨论的模数转换器电路的电子设备，所述设备可以是以下中的至少一个：便携式设备；电池供电设备；音频设备；通信设备；移动电话或蜂窝电话或智能电话；计算设备；笔记本计算设备、膝上型计算设备或平板计算设备；游戏设备；可穿戴设备；智能手表；语音激活设备或语音控制设备；电气器具。在另一方面，提供了一种时间编码调制器电路，包括：时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.模数转换器电路，包括：/n时间编码调制器，所述时间编码调制器包括比较器和环路滤波器，且被配置为响应于输入信号和反馈信号来生成脉冲宽度调制(PWM)信号；/n受控振荡器，所述受控振荡器被配置为接收所述脉冲宽度调制(PWM)信号且生成输出振荡信号，所述输出振荡信号的频率基于驱动节点处的驱动信号而变化；/n其中所述受控振荡器包括至少一个控制开关，所述至少一个控制开关被配置为通过开关控制信号而被控制，从而控制施加至所述驱动节点的所述驱动信号的驱动强度，所述开关控制信号从所接收的PWM信号生成；/n其中用于所述时间编码调制器的所述反馈信号从所述受控振荡器导出，从而包括所述PWM信号与施加至所述控制开关的所述开关控制信号之间的任何时序误差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180313 US 15/919,9851.模数转换器电路，包括：
时间编码调制器，所述时间编码调制器包括比较器和环路滤波器，且被配置为响应于输入信号和反馈信号来生成脉冲宽度调制(PWM)信号；
受控振荡器，所述受控振荡器被配置为接收所述脉冲宽度调制(PWM)信号且生成输出振荡信号，所述输出振荡信号的频率基于驱动节点处的驱动信号而变化；
其中所述受控振荡器包括至少一个控制开关，所述至少一个控制开关被配置为通过开关控制信号而被控制，从而控制施加至所述驱动节点的所述驱动信号的驱动强度，所述开关控制信号从所接收的PWM信号生成；
其中用于所述时间编码调制器的所述反馈信号从所述受控振荡器导出，从而包括所述PWM信号与施加至所述控制开关的所述开关控制信号之间的任何时序误差。


2.根据权利要求1所述的数字转换器电路，其中用于所述时间编码调制器的所述反馈信号从施加至所述控制开关的所述开关控制信号分接出。


3.根据权利要求2所述的模拟数字转换器电路，包括缓冲器，所述缓冲器被配置为接收从施加至所述控制开关的所述开关控制信号分接出的信号，且输出所述反馈信号。


4.根据权利要求1所述的数字转换器电路，其中用于所述时间编码调制器的所述反馈信号从所述受控振荡器导出，从而包括对施加至所述驱动节点的所述驱动信号与所述PWM信号之间的任何时序误差的指示。


5.根据权利要求4所述的模数转换器电路，包括监视器，所述监视器用于对照一个限定的参考来监视受监视的节点处的信号电平，从而提供所述反馈信号，其中所述受监视的节点表现出占空比对应于所述驱动节点的占空比的信号电平的变化。


6.根据权利要求5所述的模数转换器电路，其中所述受监视的节点是所述驱动节点。


7.根据权利要求5所述的数字转换器电路，其中所述受监视的节点是用于与所述驱动节点同步地驱动负载的副本驱动节点。


8.根据权利要求5所述的模数转换器电路，其中所述监视器包括比较器，所述比较器被配置为将所述第一信号与一个参考电压进行比较。


9.根据权利要求1所述的数字转换器电路，其中所述受控振荡器包括环形振荡器，所述环形振荡器被配置为通过所述驱动节点处的驱动电流信号来驱动。


10.根据权利要求9所述的数字转换器电路，其中第一电流源被配置为向所述驱动节点提供第一驱动电流，且通过所述开关控制信号来控制所述至少一个控制开关，以将第二电流源选择性地连接至所述驱动节点，从而提供第二驱动电流。


11.根据权利要求1所述的数字转换器电路，其中所述时间编码调制器的所述环路滤波器被配置为对所述反馈信号进行滤波，以提供经滤波的反馈信号。


12....

【专利技术属性】
技术研发人员：L·弗鲁，K·沙玛，D·辛格尔顿，A·豪利特，
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