连续时域高阶的Sigma-Delta调制模块及调制方法技术

本发明专利技术公开了一种连续时域高阶的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制模块及调制方法，使用连续时域的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制代替传统的离散时域的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制，并将采样安排在Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制之后进行，同时采用基于ＲＣ值的时钟发生器，对连续时域的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制器的系数（ＲＣ常数）进行自我校准，从而解决了高阶连续时域的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ的稳定性问题。本发明专利技术电路精简、缩小芯片尺寸，同时对功耗的要求下降许多，尤其适合应用于手机等便携式电子产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连续时域髙阶的Sigma-Delta调制模块及调制方法。技术背景传统设计中，Sigma-Delta调制是基于同步时钟的离散时域调制，采用开 关电容设计技术，其对工艺变化不敏感。离散时域的Sigma-Delta调制方法在 输入信号Vin进入调制器前，首先被采样，这会导致发生Aliasing(假频)。这 将需要在Sigma-Delta调制器前端加入一个髙性能的AAF(去假频滤波器)，而 AAF需要大的芯片面积，并且功耗很大，导致整个芯片的尺寸和功耗都增大。连续时域的Sigma-Delta调制方式对工艺变化(如硅晶圆处理过程中电阻 R和电容C的正负偏差)较敏感，同时其对时钟抖动也较离散时域的 Sigma-Delta调制方式更敏感。髙阶(阶数>2)的连续时域Sigma-Delta调制也 会受RC偏差的影响，并在设计上难以取得稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种连续时域高阶的Sigma-Delta调制模块及调制方 法，使用连续时域的Sigma-Delta调制方式，可以避免对高性能的AAF的需 要采用基于RC值的时钟发生器，对连续时域的Sigma-Delta调制器的系数 (RC常数)进行自我校准，从而解决了高阶连续时域的Sigma-Delta的稳定性 问题。跟传统的离散时域的Sigma-Delta调制相比，可以縮小芯片尺寸，同时 对功耗的要求下降许多。本专利技术的技术方案是一种连续时域高阶的Sigma-Delta调制模块，包括在输入端接收输入信号 的差分比较器和调制输入信号的Sigma-Delta调制单元，所述Sigma-Delta调 制单元为连续时域Sigma-Delta调制单元，所述连续时域Sigma-Delta调制单 元对差分比较器的输出信号进行调制，所述Sigma-Delta调制模块还包括采样 单元和驱动单元，所述采样单元的输入端与连续时域Sigma-Delta调制单元的 输出端连接，所述采样单元的采样输出端连接驱动单元的输入端，所述驱动单 元的输出端与差分比较器的输入端之间连接有数模转换单元，所述 Sigma-Delta调制模块还包括给采样单元提供采样频率的基于RC值的时钟发 生器。一种利用上述调制模块进行连续时域髙阶的Sigma-Delta调制方法，将输 入信号在差分比较器中减去从数模转换单元反馈过来的输出信号；将差分比较 器的输出信号馈送到连续时域Sigma-Delta调制单元；经连续时域Sigma-Delta 调制单元调制后的信号进行采样，采样频率由基于RC值的时钟发生器产生 采样后的信号输出到驱动电路中，驱动电路输出的驱动信号被数模转换单元转 换成模拟信号，并反馈给差分比较器，形成闭环系统。本专利技术进一步的技术方案是一种连续时域髙阶的Sigma-Delta调制模块，包括在输入端接收输入信号 的差分比较器和调制输入信号的Sigma-Delta调制单元，所述Sigma-Delta调 制单元为连续时域Sigma-Delta调制单元，所述连续时域Sigma-Delta调制单 元对差分比较器的输出信号进行调制，所述Sigma-Delta调制模块还包括采样 单元和驱动单元，所述采样单元的输入端与连续时域Sigma-Delta调制单元的 输出端连接，所述采样单元的采样输出端连接驱动单元的输入端，所述驱动单 元的输出端与差分比较器的输入端之间连接有数模转换单元，所述 Sigma-Delta调制模块还包括给采样单元提供采样频率的基于RC值的时钟发 生器；所述驱动单元的输出端还连接有被驱动电路所述基于RC值的时钟发 生器中的电感、电容常数与连续时域Sigma-Delta调制单元的电感、电容常数 相对应；所述基于RC值的时钟发生器为RC震荡器。一种利用上述调制模块进行连续时域髙阶的Sigma-Delta调制方法，将输 入信号在差分比较器中减去从数模转换单元反馈过来的输出信号；将差分比较 器的输出信号馈送到连续时域Sigma-Delta调制单元；经连续时域Sigma-Delta 调制单元调制后的信号进行采样，采样频率由基于RC值的时钟发生器产生 采样后的信号输出到驱动电路中，驱动电路输出的驱动信号被数模转换单元转 换成模拟信号，并反馈给差分比较器，形成闭环系统。本专利技术优点是1. 本专利技术使用连续时域的Sigma-Delta调制方式，从而可以避免对高性 能的AAF的需要，节约芯片成本。采样发生在连续时域Sigma-Delta调制单 元的输出端，跟传统的离散时域的Sigma-Delta调制相比，对功耗的要求下降 许多。2. 本专利技术采用基于RC值的时钟发生器，如RC震荡器。其产生的时钟频率随RC值的变化而改变。这将对连续时域的Sigma-Delta调制器的系数(RC 常数)进行自我校准，从而解决了髙阶连续时域的SIGMA-DELTA的稳定性问 题。3.本专利技术的时钟抖动存在于闭环中，会被环路的增益重塑，解决了时钟 抖动的问题。 附图说明图1为本专利技术的系统框图。其中l差分比较器；2连续时域Sigma-Delta调制单元；3采样单元；4 驱动单元；5数模转换单元；6基于RC值的时钟发生器；7被驱动电路。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述 实施例如图1所示， 一种连续时域高阶的Sigma-Delta调制模块，包 括在输入端接收输入信号Vhi的差分比较器1和调制输入信号的 Sigma-Delta调制单元，所述Sigma-Delta调制单元为连续时域Sigma-Delta 调制单元2,所述连续时域Sigma-Delta调制单元2对差分比较器1的输出 信号进行调制，所述Sigma-Delta调制模块还包括采样单元3和驱动单元4, 所述采样单元3的输入端与连续时域Sigma-Delta调制单元2的输出端连接， 所述采样单元3的采样输出端连接驱动单元4的输入端，所述驱动单元4的 输出端与差分比较器1的输入端之间连接有数模转换单元5，所述 Sigma-Delta调制模块还包括给采样单元3提供采样频率的基于RC值的时 钟发生器6。所述驱动单元4的输出端还连接有被驱动电路7，本实施例中的被驱动 电路7为D-类音频驱动的喇叭。所述基于RC值的时钟发生器6中的电感、电容常数与连续时域 Sigma-Delta调制单元2的电感、电容常数相对应。所述基于RC值的时钟发生器6为RC震荡器。一种利用上述调制模块进行连续时域髙阶的Sigma-Delta调制方法，将 输入信号Vin在差分比较器中减去从数模转换单元反馈过来的输出信号；将 差分比较器的输出信号馈送到连续时域Sigma-Delta调制单元；经连续时域 Sigma-Delta调制单元调制后的信号进行采样，采样频率由基于RC值的时钟发生器产生；采样后的信号输出到驱动电路中，驱动电路输出的驱动信号 被数模转换单元转换成模拟信号，并反馈给差分比较器，形成闭环系统。本专利技术能被应用于任何采取连续时域的Sigma-Deha调制方式的芯片设 计中，其应用范围包括D类功放、G类放大器、直流-直流转换、交流-直 流转换、显示驱动、采用连续时域的Sigma-Delta调制的模数转换器等等。本专利技术使用连续时域的Sigma-Delta调制方式，可以避免对髙性能的AAF 的需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续时域高阶的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制模块，包括在输入端接收输入信号的差分比较器（１）和在差分比较器（１）后端的Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制单元，其特征在于：所述Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制单元为连续时域Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制单元（２），所述连续时域Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制单元（２）的输入端与差分比较器（１）的输出端连接，所述Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制模块还包括采样单元（３）和驱动单元（４），所述采样单元（３）位于连续时域Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制单元（２）的输出端与驱动单元（４）的输入端之间，所述驱动单元（４）的输出端与差分比较器（１）的输入端之间连接有数模转换单元（５），所述Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制模块还包括给采样单元（３）提供采样频率的基于ＲＣ值的时钟发生器（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周之栩，牟陟，何徳军，李凡，
申请(专利权)人：苏州长新微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]