具有输入前馈的Δ-Σ回路滤波器制造技术

本发明专利技术的各种实施方案涉及具有输入前馈的Δ‑Σ回路滤波器。Δ‑Σ回路滤波器可包括第一积分器和量化器，该量化器具有耦接到第一积分器的输出端的输入端。该Δ‑Σ回路滤波器还可包括第一求和节点，该第一求和节点具有耦接到第一积分器的输入端的输出端。此外，Δ‑Σ回路滤波器可包括前馈路径，该前馈路径从Δ‑Σ回路滤波器的输入端到第一求和节点的第一输入端。该Δ‑Σ回路滤波器还可包括第一反馈路径，该第一反馈路径从量化器的输出端到第一求和节点的第二输入端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有输入前馈的Δ-Σ回路滤波器优先权声明本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求2018年5月9日提交的名称为“DELTA-SIGMALOOPFILTERWITHINPUTFEEDFORWARDANDRELATEDSYSTEMS,METHODSANDDEVICES”的美国专利临时申请号62/669,131的权益，并且要求于2018年10月2日提交的名称为“DELTA-SIGMALOOPFILTERSWITHINPUTFEEDFORWARD”的美国专利申请序列号16/149,746的提交日期的权益，该美国专利申请还要求美国临时专利申请序列号62/669,131的优先权，这些专利申请各自的内容和公开据此通过引用整体并入本文。
本公开整体涉及Δ-Σ回路滤波器，并且更具体地，涉及包括具有输入前馈的Δ-Σ回路滤波器的模数转换器。
技术介绍
模数转换器(ADC)可用于无线通信以将模拟射频(RF)信号转换成数字信号。ADC可包括RF前端，该RF前端包括RF滤波器，该RF滤波器拒绝不需要的频率并通过需要的频率(即，“通带”)，并且通常允许与一个或多个通信协议(例如，蓝牙、蓝牙低功耗(BLE)、无线、近场通信(NFC)等)兼容。Δ-Σ调制是用于将模拟信号(诸如，模拟RF信号)编码成数字信号的技术。与在编码信号的绝对值的常规ADC中使用的量化器(其将量化误差噪声引入到编码的数字信号中)不同，Δ-Σ调制编码信号的变化(即，信号的Δ)。以举例的方式，常规Δ-ΣADC可使用高频Δ-Σ调制对模拟信号进行编码，然后应用滤波器来形成较高分辨率但较低样本频率的数字输出。Δ-Σ调制尤其可用于通信系统，因为该Δ-Σ调制可通过仅传输连续样本之间的值的变化而不是实际样本值来实现更高的传输效率。附图说明虽然本公开以特别指出并清楚地要求保护具体实施方案的权利要求书作为结尾，但当结合附图阅读时，通过以下描述可更容易地确定本公开范围内的实施方案的各种特征和优点，在附图中：图1A示出了示例性二阶反馈Δ-Σ回路滤波器；图1B示出了示例性二阶前馈Δ-Σ回路滤波器；图1C示出了示例性二阶增强的前馈Δ-Σ回路滤波器；图2是示出了根据本公开的各种实施方案的示例性Δ-Σ模数转换器(ADC)的框图；图3示出了根据本公开的一个或多个实施方案的示例性二阶Δ-Σ回路滤波器；图4示出了根据本公开的各种实施方案的示例性三阶Δ-Σ回路滤波器；图5示出了根据本公开的各种实施方案的包括同相通道和正交通道以及交叉耦合路径的示例性Δ-Σ回路滤波器。图6A示出了根据本公开的各种实施方案的包括同相通道和正交通道的示例性二阶Δ-Σ回路滤波器；图6B示出了根据本公开的各种实施方案的包括同相通道和正交通道的另一个示例性二阶Δ-Σ回路滤波器；图7示出了多条曲线，该多条曲线示出了用于反馈零点优化和正交零点优化的零点位置；图8示出了根据本公开的各种实施方案的包括同相通道和正交通道的示例性可编程二阶Δ-Σ回路滤波器；图9示出了根据本公开的各种实施方案的包括同相通道和正交通道的另一个示例性可编程二阶Δ-Σ回路滤波器；图10示出了根据本公开的一个或多个实施方案的示例性开关电容器网络。图11A示出了根据本公开的各种实施方案的包括可编程接收器的示例性设备；图11B示出了根据本公开的各种实施方案的包括可编程接收器的另一个示例性设备；图12示出了顶级片上系统；并且图13示出了根据本公开的各种实施方案的包括Δ-Σ模数转换器的示例性顶级片上系统。具体实施方式本文所公开的各种实施方案涉及回路滤波器，并且更具体地，涉及具有输入前馈的Δ-Σ回路滤波器。根据一些实施方案，回路滤波器可被配置为低通和/或正交Δ-Σ模数转换器(ADC)。在至少一些实施方案中，Δ-Σ回路滤波器可被配置用于在耦接到最后积分器的输入端的求和节点处进行前馈添加。在这些和其他实施方案中，最后积分器具有耦接到量化器的输入端的输出端(值得注意的是，不需要量化器的输入端处的求和节点，因此可降低功率消耗)。此外，根据一些实施方案，接收器可包括可配置ADC，该可配置ADC包括至少一个Δ-Σ回路滤波器。在这些和其他实施方案中，接收器可被配置为在零中频(Zero-IF)操作和低中频(Low-IF)操作之间切换。在至少一个实施方案中，ADC的带宽中心频率可经由回路滤波器的一个或多个耦合路径的一个或多个系数来编程，这可使得ADC的中心频率能够被调节(例如，从零调节到中间频率)。与常规Δ-Σ回路滤波器相比，根据本文公开的各种实施方案的Δ-Σ回路滤波器可减少硬件要求(例如，减少放大器的数量)，并且因此各种实施方案可提供优于常规设备的功率和/或面积节省。在以下详细描述中，参考了形成其一部分的附图，并且在附图中以举例的方式示出了可实践本公开的具体实施方案。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的实施方案的示例，但是仅以举例方式而非限制方式给出。根据本公开，各种替换、修改、添加、重新布置或其组合可在本公开的范围内进行，并且对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。根据通常的实践，附图中所示的各种特征部可以不按比例绘制。本文所呈现的图示并不旨在为任何特定装置(例如设备、系统等)或方法的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的各种实施方案的表示。因此，为清楚起见，各种特征部的尺寸可随意扩展或减小。此外，为清楚起见，可简化一些附图。因此，附图可能未示出给定装置的所有部件或特定方法的所有操作。本文所述的信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，可在整个本说明书中参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任何组合来表示。为了清晰地呈现和描述，一些附图可以将信号示出为单个信号。本领域普通技术人员应当理解，信号可表示信号的总线，其中该总线可具有各种比特宽度，并且本公开可在任何数量的包括单个数据信号的数据信号上实现。应当理解，本文中使用名称诸如“第一”、“第二”等对元件的任何提及不限制这些元件的数量或顺序，除非明确说明此类限制。相反，这些名称在本文中用作区分两个或更多个元件或者一个元件的两个或更多个实例的便利方法。因此，对第一元件和第二元件的提及并不意味着只能使用两个元件，或者第一元件必须以某种方式在第二元件之前。而且，除非另有说明，否则一组元件可包括一个或多个元件。同样地，有时以单数形式提及的元件也可包括元件的一个或多个实例。如本文所用，“N阶”回路滤波器是指回路滤波器中积分器级的数量，例如，“一阶”、“二阶”和“三阶”Δ-Σ回路滤波器是指分别具有单个积分器级、两个积分器级和三个积分器级的Δ-Σ回路滤波器。常规ADC中使用的Δ-Σ回路滤波器的示例包括反馈Δ-Σ回路滤波器、前馈Δ-Σ回路滤波器以及在本公开中被称为增强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n模拟模块，所述模拟模块包括Δ-Σ模数转换器(ADC)，所述Δ-ΣADC包括：/n第一积分器；/n量化器，所述量化器具有耦接到所述第一积分器的输出端的输入端；/n第一求和节点，所述第一求和节点具有耦接到所述第一积分器的输入端的输出端；/n前馈路径，所述前馈路径从所述Δ-ΣADC的输入端到所述第一求和节点的第一输入端；和/n第一反馈路径，所述第一反馈路径从所述量化器的输出端到所述第一求和节点的第二输入端；/n数字模块，所述数字模块包括耦接到所述Δ-ΣADC的输出端的数字滤波器；和/n调制解调器，所述调制解调器耦接到所述数字模块的输出端。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180509 US 62/669,131;20181002 US 16/149,7461.一种设备，包括：
模拟模块，所述模拟模块包括Δ-Σ模数转换器(ADC)，所述Δ-ΣADC包括：
第一积分器；
量化器，所述量化器具有耦接到所述第一积分器的输出端的输入端；
第一求和节点，所述第一求和节点具有耦接到所述第一积分器的输入端的输出端；
前馈路径，所述前馈路径从所述Δ-ΣADC的输入端到所述第一求和节点的第一输入端；和
第一反馈路径，所述第一反馈路径从所述量化器的输出端到所述第一求和节点的第二输入端；
数字模块，所述数字模块包括耦接到所述Δ-ΣADC的输出端的数字滤波器；和
调制解调器，所述调制解调器耦接到所述数字模块的输出端。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述Δ-ΣADC还包括：
第二求和节点，所述第二求和节点具有耦接到所述Δ-ΣADC的所述输入端的第一输入端；和
第二量化器，所述第二量化器具有耦接到所述第二求和节点的输出端的输入端，以及耦接到所述第一求和节点的第三输入端的输出端。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述Δ-ΣADC还包括第二反馈路径，所述第二反馈路径从所述量化器的所述输出端到所述第二求和节点的第二输入端。


4.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一反馈路径和所述第二反馈路径各自通过不同的系数来表征。


5.根据权利要求3所述的设备，其中所述第二求和节点被配置为：
接收所述Δ-ΣADC的输入信号；
从所述输入信号中减去所述第二反馈路径的信号以生成输出信号；以及
将所述输出信号传送到第二积分器。


6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一求和节点被配置为：
从所述第二积分器接收输入信号；
从所述输入信号中减去所述第一反馈路径的信号和所述前馈路径的信号以生成输出信号；以及
将所述输出信号传送到所述第一积分器。


7.根据权利要求1所述的设备，还包括延迟元件，所述延迟元件耦接到所述第一求和节点的第三输入端。


8.根据权利要求1所述的设备，还包括微控制器，所述微控制器耦接到所述调制解调器。


9.一种包括Δ-Σ回路滤波器的模数转换器(ADC)，所述Δ-Σ回路滤波器包括：
第一积分器；
第一求和节点，所述第一求和节点具有耦接到所述Δ-Σ回路滤波器的输入端的第一输入端，以及耦接到所述第一积分器的输入端的输出端；
第二求和节点，所述第二求和节点具有耦接到所述第一积分器的输出端的第一输入端；
第二积分器，所述第二积分器具有耦接到所述第二求和节点的输出端的输入端；
量化器，所述量化器具有耦接到所述第二积分器的输出端的输入端；
输入前馈路径，所述输入前馈路径从所述Δ-Σ回路滤波器的输入端到所述第二求和节点的第二输入端；
第一反馈路径，所述第一反馈路径从所述量化器的输出端到所述第二求和节点的第三输入端；和
第...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·拉加，R·巴格赫里，S·波尔巴盖里，M·梅尔乔，M·巴格赫里，E·齐姆，J·王，
申请(专利权)人：微芯片技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US