双频可调的SMASHdelta-sigma调制器制造技术

本发明专利技术公开了双频可调的SMASH delta

Dual frequency adjustable smashdelta sigma modulator

【技术实现步骤摘要】
双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器


[0001]本专利技术涉及多频段系统应用领域，具体涉及一种双频可调的SMASH(Sturdy
‑
MASH)delta
‑
sigma调制器。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的快速发展，无线通信设备开始趋向小型化，集成度高，高效率，低功耗。而与传统的模拟发射机相比，数字发射机有配置灵活，可重构，集成度高，高效率。低功耗等优势，因此数字发射机是之后无限发射机系统的趋势所在。
[0003]近些年来，多种数字发射机方案被提出。从量化编码角度分析，常见的有delta
‑
sigma编码，PWM编码，然而这两种方法也都有各自的优缺点，delta
‑
sigma调制可以达到较高的转化精度和信噪比，同时通过过采样和噪声整形技术可以使信号带内噪声降低，达到很好的噪声整形效果。不过delta
‑
sigma调制器存在反馈环路，因此delta
‑
sigma调制的频率始终受限，同时会带来大量的带外量化噪声，同时高阶的delta
‑
sigma会带来不稳定，PWM调制固然不存在反馈回路，结构比较稳定，但是其输出信号的谐波频率比较靠近信号频率，需要经过较高精度的滤波器滤除。同时PWM调制相较于Delta
‑
Sigma也不具有噪声整形的特性，会带来带内失真和高功率的谐波分量等，要消除这些噪声必须设计高性能的窄带滤波器，增加设计难度。
[0004]当前关于基于delta
‑
sigma双频可调的全数字发射机文献并不多，有文章提出一种基于误差反馈的delta
‑
sigma调制器，此调制器的结构简单，通过改变系数，就可轻易简单的实现delta
‑
sigma调制器的任意中心频点可调。其单频可调的结构简单，易于实现，但是当扩展到双频，结构就变得复杂，并且开始不稳定，所以需要增加极点来稳定结构，但是增加对应的极点又导致调制效果变差，以及消耗大量的资源。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于首次提出双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，并且在消耗资源较少的情况下，得到更好的效果。可以将此delta
‑
sigma调制器用在双频可调全数字发射机中使用，可以更好的实现双频任意可调的全数字发射机。
[0006]本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0007]双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，包括结构相同的第一级stage1和第二级stage2；
[0008]第一级stage1和第二级stage2结构均为两阶的delta
‑
sigma调制器；
[0009]从整个架构角度，输入信号X输入第一级stage1，第一级stage1的第一量化器Q1在量化之后，第一量化器Q1的输入Y1和第一量化器Q1的输出即第一级stage1的输出相减，得到第一量化器Q1的第一量化噪声E1并输入第二级stage2，第一级stage1的输出和第二级stage2的输出进行加减得到输出信号V，
[0010]进一步地，第一级stage1包括第一积分器、第二积分器和第一量化器Q1；
[0011]第一级stage1中设置第一反馈比例系数a1、第一前馈通道系数b1和第一谐振系数g1；
[0012]第一级stage1接收输入信号X，得到第一级stage1的输出具体如下：
[0013][0014][0015]其中，U
1_1
和U
1_2
分别为第一积分器、第二积分器的输出；E1为第一量化器Q1产生的第一量化噪声；Y1是第一量化器Q1的输入信号；z
‑1代表一个时间单位的延迟；和分别为第一积分器和第二积分器的运算；表示第一量化器Q1的输出，同时也是第一级stage1的输出。
[0016]进一步地，第二级stage2包括第三积分器、第四积分器和第二量化器Q2；
[0017]第二级stage2中设置第二反馈比例系数a2、第二前馈通道系数b2和第二谐振系数g2；
[0018]第二级stage2接收第一量化噪声E1，得到第二级stage2的输出具体如下：
[0019][0020][0021]其中，U
2_1
和U
2_2
分别为第三积分器和第四积分器的输出；E2为第二量化器产生的第二量化噪声；Y2为第二量化器Q2的输入信号；和分别为第三积分器和第四积分器的运算；表示第二量化器Q2的输出，同时也是第二级stage2的输出。
[0022]进一步地，为了尽可能的减少输出的位数，第一量化器Q1和第二量化器Q2都采用单
比特量化器。
[0023]进一步地，对于经典的CRFB delta
‑
sigma结构，第一级stage1和第二级stage2的delta sigma调制器都是经典的具有分布式反馈(CRFB)的谐振器的结构，为满足系统结构的稳定性，噪声传递函数的零极点都将位于单位元内；第一级stage1和第二级stage2中，设置a
i
＝b
i
，i＝1，2。
[0024]根据传统的SMASH架构，可得到以下公式：
[0025]V＝STF1×
X
‑
NTF1×
NTF2×
E2+NTF1(1
‑
STF2)
×
E1；
[0026]其中，STF1是第一级stage1的信号传递函数(Signal Tansfer Function)，NTF1是第一级stage1的噪声传递函数(Noise Transfer Function),STF2是第二级stage 2的信号传递函数，NTF2第二级stage 2的噪声传递函数；
[0027]综上所述，并根据本专利技术的结构以及传统的SMASH架构可得以下公式：
[0028][0029][0030]其中，L
2_1
是第二级环路滤波器反馈信号的传递函数，L
2_0
是第二级环路滤波器输入信号的传递函数；
[0031]第二级stage 2的输出具体如下：
[0032][0033]第二级stage 2的信号传递函数STF2和噪声传递函数NTF2可以被表述为：
[0034][0035][0036]相似的，第一级stage1的信号传递函数STF1和噪声传递函数NTF1可以被表述为：
[0037]STF1＝1
[0038][0039]可以推导出该SMASH架构的整体的输出：
[0040]V＝STF1×
X
‑
NTF1×
NTF2×
E2+NTF1×
(1
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，其特征在于，包括结构相同的第一级stage1和第二级stage2；第一级stage1和第二级stage2结构均为两阶的delta
‑
sigma调制器；从整个架构角度，输入信号X输入第一级stage1，第一级stage1的第一量化器Q1在量化之后，第一量化器Q1的输入Y1和第一量化器Q1的输出即第一级stage1的输出相减，得到第一量化器Q1的第一量化噪声E1并输入第二级stage2，第一级stage1的输出和第二级stage2的输出进行加减得到输出信号V，2.根据权利要求1所述的双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，其特征在于，第一级stage1包括第一积分器、第二积分器和第一量化器Q1；第一级stage1中设置第一反馈比例系数a1、第一前馈通道系数b1和第一谐振系数g1。3.根据权利要求2所述的双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，其特征在于，第一积分器和第二积分器的运算分别为和z
‑1代表一个时间单位的延迟。4.根据权利要求3所述的双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，其特征在于，第一级stage1接收输入信号X，得到第一级stage1的输出具体如下：具体如下：其中，U
1_1
和U
1_2
分别为第一积分器、第二积分器的输出；E1为第一量化器Q1产生的第一量化噪声；Y1是第一量化器Q1的输入信号；表示第一量化器Q1的输出，同时也是第一级stage1的输出。5.根据权利要求4所述的双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，其特征在于，第二级stage2包括第三积分器、第四积分器和第二量化器Q2；第二级stage2中设置第二反馈比例系数a2、第二前馈通道系数b2和第二谐振系数g2。6.根据权利要求5所述的双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，其特征在于，第三积分器和第四积分器的运算分别为和7.根据权利要求6所述的双频可调的SMASH delta
‑
sigma调制器，其特征在于，第二级stage2接收第一量化噪声E1，得到第二级stage2的输出具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李园春，冯云瑞，许捷凯，储著锐，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：