一种用于将模拟信号转换为数字信号的连续时间ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ模数转换器（ＣＶ），包括：ｉ）信号路径（ＳＰ），包括至少一个组合器（Ｃ１），适用于把要转换的模拟信号与反馈模拟信号相组合；串联安装的至少两个积分器（Ｈｊ），适用于对所述组合的模拟信号进行积分；量化器（Ｑ），适用于将所述积分信号转换为数字信号；抽取滤波器（ＤＦ），用于滤波数字信号；以及ｉｉ）反馈路径（ＦＰ），包括至少一个数模转换器（ＤＡＣ），适用于将所述量化器（Ｑ）输出的所述数字信号转化为用于所述组合器（Ｃ１）的反馈模拟信号，其特征在于，所述积分器（Ｈｊ）中至少一个包括可变电容装置（Ｃｊ）和／或可变电阻装置（Ｒｊ），根据数字字的值，将所述可变电容装置（Ｃｊ）和／或可变电阻装置（Ｒｊ）设定为选定状态，以表现选定电容和／或选定电阻；以及所述模数转换器还包括自校准控制装置（ＣＣＭ），所述自校准控制装置被设置为：ａ）产生具有选定的第一值的数字字，ｂ）然后，根据所述滤波后的数字信号来估计带内噪声ＩＢＮ（ｎ），并且将所述带内噪声ＩＢＮ（ｎ）与先前的带内噪声ＩＢＮ（ｎ－１）相比较，ｃ）然后，当ＩＢＮ（ｎ）比ＩＢＮ（ｎ－１）小时，修改数字字的值以根据选定减量而减小每个相关的积分器（Ｈｊ）的所述电容和／或电阻，ｄ）然后，重复步骤ｂ）和ｃ），直至ＩＢＮ（ｎ）等于或大于ＩＢＮ（ｎ－１），并且选择与先前的带内噪声ＩＢＮ（ｎ－１）相对应的值作为校准数字字的值，以设定所述校准状态。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无线电信号处理领域，更具体地，涉及用于转换模拟 无线电信号的连续时间(CT) sigma-delta (!:△)模数转换器(ADC)。
技术介绍
如本领域技术人员众所周知，CTSAADC在多个领域特别是在诸 如移动电话之类的无线电通信装置的无线电接收机(或收发机)中经 常使用，其中在解调之前，需要将选择的模拟无线电信号转换为数字 信号。这种转换器特别地描述在K.Philips等人的"A 2mW 89dB DR Continuous-TimeSA ADC with Increased Immunity to Wide-Band Interferers", IS SCC Dig. Tech. Papers, pp86-87， February 2004 ，禾口专 利文献WO 01/03312中。这些转换器提供了一些优于离散时间(DT)实现的有意义的益处， 特别是隐式的抗混叠滤波器，无前端采样保持S/H (这里具有S/H但设 置在环路滤波器之后，因此它不是离散时间的，而是连续时间的，能 够在SAADC环路中建立抗混叠特性)，没有kT/C噪声和速度益处，这些都导致较低的功率消耗。然而，在基线深亚微米(baseline deep-submicron) CMOS工艺(具 有低电压例如CMOS90LP中的1.2V)中，CT]EAADC的连续时间环 路滤波器以RC积分器构造，所述积分器对其模拟组件的工艺变化 (process variation)禾口温度分布(temperature spread)非常敏感。事实上，这些RC积分器的时间常数以及由此导致的单位增益频率 依赖其RC乘积，因此依赖其电阻和电容器的类型(例如在CMOS工 艺的情况下，P+多晶硅或N+多晶硅电阻或边缘电容器(fringecapacitor)),其对于工艺变化和温度分布非常敏感。在CMOS工艺中， 由于工艺按比例縮小，因而工艺分布增大。例如，在90nm-CMOS工艺 中，分布在11(:乘积上的最坏情况为大约+/-25%，在65nm-CMOS工艺 中，大约为+/-40%。可看出，在存在满标度输入信号的情况下，RC时间常数变化以 两种不同的方式改变CTSAADC的输出频谱。第一，当积分器的RC时 间常数太大时，量化噪声移向带宽，并降低信号噪声比(SNR)性能。 第二，当积分器的RC时间常数太小时，由于噪声转移函数过于活跃， 环路滤波器变得不稳定。在这两种情况下，带内噪声(IBN)增大， 因此信号噪声比降低。例如，工作在288MHz时钟下，在4MHz中具有70dB SNR的1比特、 单环路、前馈CTSAADC适用于高数字化ZIFDVBH接收机。在这种 情况下，当RC时间常数为额定时，仿真的信号量化噪声比(SQNR) 等于80dB，如果考虑电路噪声(热噪声，1/f噪声和时钟抖动)，那么 额定的SNR等于72 dB。因此，11<:时间常数仅能允许不超过+/-10%的 分布。在90nm-CMOS工艺中，RC乘积上的分布为+A25X ，这意味着 需要校准RC时间常数。在J.H.Shim等人的文献"A Hybrid Delta-Sigma Modulator with Adaptative Calibration", proc.IEEE ISCAS， May 2003， pp.10251028 中，提出了使用模拟和数字积分器，以及校准数字积分器以匹配模拟 积分器，从而保持良好的SNR性能。更具体地，监测抽取滤波器输出 并且控制数字积分器，使得所抽取的输出的SNR最大化。为简化校准过程中的SNR测量，必须使用特殊输入模式。此输入模式为脉冲串，其基频位于带外。由于该特定输入模式，抽取的输出 不包括任何信号分量，使得必须通过计算输出流的变化来估计IBN(最速下降算法更新数字积分器的数字系数以最小化该变化)。遗憾地，此 最速下降算法具有非常慢的收敛。需要大约400次迭代来收敛该校准 值，这花费了太多的时间(例如，针对288MHz上的2"个样本的400次 迭代需要91ms (400*216/288.106=91ms))，于是阻碍了在每次使用CT 2AADC之前的校准。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是至少部分地改善这种情形，特别地，提供具有电容和/或电阻数字自校准装置的CTSAADC，其既不需要专用的 测试信号，也不需要外部的校准装置。为此目的，本专利技术提供了一种用于将模拟信号转换为数字信号的 连续时间sigma-ddta模数转换器(CTSAADC)，包括i)(主要)信号 路径，包括用于把要转换的模拟信号和反馈模拟信号相组合的至少一 个组合器；串联安装的、并适用于对组合的模拟信号进行积分的至少 两个积分器；用于将积分信号转换为数字信号的量化器；以及抽取滤 波器，用于滤除大量的带外量化噪声，并减小比特流数据速率；以及 ii)反馈路径，包括用于把量化器输出的数字信号转换为用于组合器 的反馈模拟信号的至少一个数模转换器(DAC)。所述转换器(CTSAADC)的特征在于-其至少一个积分器包括包括可变电容装置和/或可变电阻装置， 根据数字字的值，将所述可变电容装置和/或可变电阻装置设定为选定 状态，以表现选定电容和/或选定电阻；以及-其还包括自校准控制装置，所述自校准控制装置被设置为a) 产生具有选定的第一值的数字字，b) 然后，根据滤波后的数字信号来估计带内噪声IBN(n)，并且 将该带内噪声IBN(n)与先前的带内噪声IBN(n-1)相比较，c) 然后，当IBN(n)比IBN(n-l)小时，修改数字字的值以根据选 定减量而减小每个相关的积分器(Hj)的所述电容和/或电阻，d) 然后，重复步骤b)和c)，直至IBN(n)等于或大于IBN(n-l)， 并且选择与先前的带内噪声IBN(n-l)相对应的值作为校准数 字字的值，以设定所述可变电容装置和/或可变电阻装置的校 准状态。根据本专利技术的转换器(CT2AADC)可包括分开或组合考虑的额 外特性，特别地-每个可变电容装置可包括选定数量的电容器组，所述电容器具有选定的电容值，与双态开关(s)串联安装，所述双态开关(s)由所述数字字的一个比特值来控制；在步骤a)中，所述自校准控制装置(CCM)被设置为产生具有 第一值的数字字，所述第一值与等于选定的起始电容值和选定的增大步长之和的第一电容值相对应；■所述起始电容值可对应于积分器RC乘积的给定分布；■例如，所述选定的增大步长可等于所述起始电容值的33%;■依赖于工艺变化值、温度分布和最终的目标精度，所述减量可等于所述起始电容值的选定比例； ■例如，所述电容器的数量可等于9。在这种情况下，所述九个 电容器总共提供了等于所述起始电容值的4/3的最大值，所述 九个电容器中的第一个电容器具有等于所述起始电容值的2/3 的值，其它八个电容器中的每一个电容器具有等于所述起始电 容值的1/12的值，而且所述减量等于所述起始电容值的1/12; -每个可变电阻装置包括选定数量的电阻器，所述电阻器串联连接 并具有选定的各自的电阻值，而且相同的选定数量的双态开关分别控 制对所述电阻器的访问，每一个双态开关由所述数字字的一个比特值 来控制；在步骤a)中，所述自校准控制装置被设置为产生具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将模拟信号转换为数字信号的连续时间ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ模数转换器（ＣＶ），包括：ｉ）信号路径（ＳＰ），包括至少一个组合器（Ｃ１），适用于把要转换的模拟信号与反馈模拟信号相组合；串联安装的至少两个积分器（Ｈｊ），适用于对所述组合的模拟信号进行积分；量化器（Ｑ），适用于将所述积分信号转换为数字信号；抽取滤波器（ＤＦ），用于滤波数字信号；以及ｉｉ）反馈路径（ＦＰ），包括至少一个数模转换器（ＤＡＣ），适用于将所述量化器（Ｑ）输出的所述数字信号转化为用于所述组合器（Ｃ１）的反馈模拟信号，其特征在于，所述积分器（Ｈｊ）中至少一个包括可变电容装置（Ｃｊ）和／或可变电阻装置（Ｒｊ），根据数字字的值，将所述可变电容装置（Ｃｊ）和／或可变电阻装置（Ｒｊ）设定为选定状态，以表现选定电容和／或选定电阻；以及所述模数转换器还包括自校准控制装置（ＣＣＭ），所述自校准控制装置被设置为：ａ）产生具有选定的第一值的数字字，ｂ）然后，根据所述滤波后的数字信号来估计带内噪声ＩＢＮ（ｎ），并且将所述带内噪声ＩＢＮ（ｎ）与先前的带内噪声ＩＢＮ（ｎ－１）相比较，ｃ）然后，当ＩＢＮ（ｎ）比ＩＢＮ（ｎ－１）小时，修改数字字的值以根据选定减量而减小每个相关的积分器（Ｈｊ）的所述电容和／或电阻，ｄ）然后，重复步骤ｂ）和ｃ），直至ＩＢＮ（ｎ）等于或大于ＩＢＮ（ｎ－１），并且选择与先前的带内噪声ＩＢＮ（ｎ－１）相对应的值作为校准数字字的值，以设定所述校准状态。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨·勒吉永，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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