Σ-Δ调制模块及模数转换器制造技术

本实用新型专利技术提供一种Σ‑Δ调制模块及模数转换器，包括：第一级调制器、第二级调制器及连接于第一、第二级调制器之间的互连增益系数调整单元；第二级调制器中多比特量化器包括：产生与差分形式参考信号的全差分模数转换单元、将差分输入信号与各参考信号进行比较得到对应数字信号的差分输入比较单元、将差分输入比较单元输出的数字信号编码为温度码的温度编码单元、将温度码转换为在反向增益系数的正负值之间归一化的多比特量化器等级代码的反向增益系数嵌入单元。本实用新型专利技术解决了增益系数为2的幂的约束，可使用任何增益系数，灵活性更高；避免使用中间上升量化器，也不需要额外的数字硬件电路来设置反向增益系数，简化电路结构，降低设计难度。

【技术实现步骤摘要】
Σ-Δ调制模块及模数转换器
本技术涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种Σ-Δ调制模块及模数转换器。
技术介绍
近几年来，在相关的高精度仪器制作领域Σ-ΔADC得到了越来越广泛的应用。Σ-ΔADC包括一阶调制单元、二阶调制单元或者更多阶的调制器，出于稳定性考虑，高阶调制单元一般由多级低阶调制单元(一阶调制单元或二阶调制单元)级联形成，因为低阶调制单元是绝对稳定的。多级低阶调制单元的级联需要相应的数字噪声消除电路(DigitalNoiseCancellation，DNS)来将单级调制器的数字输出组合后送入下一级进行处理，经由数字噪声消除电路组合各级的数字输出之后，量化噪声被整形到期望的顺序。数字噪声消除电路的设计重点在于增益系数方面匹配模拟域中的调制器，以便在信号进入下级电路进行进一步信号处理之前完全消除不需要的项；模拟域中调制器中增益系数的选择直接影响数字噪声消除电路中反向增益系数的设定。现有技术中，调制器的增益系数通常被设计为2的幂，这样反向增益系数就可以在数字硬件中容易地实现，因为乘以2是简单的数字运算；如果反向增益系数不是2的幂，数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Σ-Δ调制模块，其特征在于，所述Σ-Δ调制模块至少包括：/n第一级调制器、第二级调制器及连接于所述第一级调制器与所述第二级调制器之间的互连增益系数调整单元；其中，所述第二级调制器中的多比特量化器包括：全差分模数转换单元、差分输入比较单元、温度编码单元及反向增益系数嵌入单元；/n所述全差分模数转换单元产生与所述差分输入比较单元中比较器数量对应的差分形式的参考信号；/n所述差分输入比较单元连接于所述全差分模数转换单元的输出端并接收差分输入信号，用于将所述差分输入信号与各参考信号进行比较得到对应的数字信号；/n所述温度编码单元连接于所述差分输入比较单元的输出端，用于将所述差分输入比较单元输出...

【技术特征摘要】
1.一种Σ-Δ调制模块，其特征在于，所述Σ-Δ调制模块至少包括：
第一级调制器、第二级调制器及连接于所述第一级调制器与所述第二级调制器之间的互连增益系数调整单元；其中，所述第二级调制器中的多比特量化器包括：全差分模数转换单元、差分输入比较单元、温度编码单元及反向增益系数嵌入单元；
所述全差分模数转换单元产生与所述差分输入比较单元中比较器数量对应的差分形式的参考信号；
所述差分输入比较单元连接于所述全差分模数转换单元的输出端并接收差分输入信号，用于将所述差分输入信号与各参考信号进行比较得到对应的数字信号；
所述温度编码单元连接于所述差分输入比较单元的输出端，用于将所述差分输入比较单元输出的数字信号编码为温度码；
所述反向增益系数嵌入单元连接于所述温度编码单元的输出端，用于将所述温度码转换为在反向增益系数的正负值之间基于归一化因子归一化的所述多比特量化器等级的代码；所述归一化因子等于所述差分输入比较单元中比较器的数量。


2.根据权利要求1所述的Σ-Δ调制模块，其特征在于：所述反向增益系数满足：
D＝1/(A*B*C)
其中，D为反向增益系数，A为所述第一级调制器中的第一阶输入增益系数，B为所述第一级调制器中的第二阶输入增益系数，C为所述互连增益系数调整单元中的互连增益系数，所述第二阶输入增益系数B的分母为差分输入比较单元中比较器数量对应的值，所述第一阶输入增益系数A的分母为所述第二阶输入增益系数B的分子。


3.根据权利要求1或2所述的Σ-Δ调制模块，其特征在于：所述全差分模数转换单元包括第一电阻串及第二电阻串；所述第一电阻串与所述第二电阻串的首尾端交叉耦合并连接第一电压及第二电压，所述第一电压与所述第二电压为差分信号；所述第一电阻串及所述第二电阻串分压输出对应的差分形式的参考信号。


4.根据权利要求1或2所述的Σ-Δ调制模块，其特征在于：所述差分输入比较单元包括多个比较器，各比较器将所述差分输入信号与各参考信号分别比较并输出比较结果；各比较器包括第一比较模块、第二比较模块、第一、第二、第三、第四开关及锁存器；
所述第一比较模块的正向输入端经由所述第一开关连接所述差分输入信号的正向信号，反向输入端经由所述第二开关连接对应的正向参考信号；所述第二比较模块的正向输入端经由所述第三开关连接所述差分输入信号反向信号，反向输入端经由所述第四开关连接对应的反向参考信号；各开关的控制端连接采样信号；所述第一比较模块及所述第二比较模块的各输入端分别经由一电容连接至公共电压；
所述锁存器连接所述第一比较模块及所述第二比较模块的输出端，对所述第一比较模块及所述第二比较模块的比较结果进行锁存。


5.根据权利要求4所述的Σ-Δ调制模块，其特征在于：所述比较器的数量设置为奇数。


6.根据权利要求1或2所述的Σ-Δ调制模块，其特征在于：所述多比特量化器为3比特量化器，所述温度编码单元包括八个三输入与门；
第一三输入与门的输入端分别连接所述差分输入比较单元输出的第一位、第二位反向信号及高电平，并输出所述温度码的第一位信号；第二三输入与门的输入端分别连接所述差分输入比较单元输出的第二位、第三位反向信号及第一位正向信号，并输出所述温度码的第二位信号；第三三输入与门的输入端分别连接所述差分输入比较单元输出的第三位反向信号及第一、第二位正向信号，并输出所述温度码的第三位信号；第四三输入与门的输入端分别连接所述差分输入比较单元输出的第四位反向信号及第二、第三位正向信号，并输出所述温度码的第四位信号；第五三输入与门的输入端分别连接所述差分输入比较单元输出的第五位反向信号及第三、第四位正向信号，并输出所述温度码的第五位信号；第六三输入与门的输入端分别连接所述差分输入比较单元输出的第六位反向信号及第四、第五位正向信号，并输出所述温度码的第六位信号；第七三输入与门的输入端分别连接所述差分输入比较单元输出的第七位反向信号及第五、第六位正向信号，并输出所述温度码的第七位信号；第八三输入与门的输入端分别连接所述差分输入比较单元输出的第六、第七位正向信号及高电平，并输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰豪，
申请(专利权)人：上海新微技术研发中心有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31