一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器技术

本发明专利技术公开一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器，涉数字信号处理技术领域，以在提高模数转换器分辨率时，避免信号带宽降低以及调制器稳定性受影响的问题。所述调制器电路的实现方法包括：获取第一调制结构的双采样输入信号、第一量化噪声信号和第一调制结构的输出信号的第一对应关系；获取第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和第二调制结构的输出信号的第二对应关系；基于第一对应关系和第二对应关系，确定第一调制结构的双采样输入信号、第二量化噪声信号和调制器电路输出信号的第三对应关系；基于第三对应关系对第一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形。一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形。一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形。

【技术实现步骤摘要】
一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器


[0001]本专利技术涉及数字信号处理
，尤其涉及一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器。

技术介绍

[0002]随着数字电路与系统技术以及计算机技术的发展，数字信号处理能力也相应的得到了发展。模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)作为连接模拟世界与数字世界的桥梁，可以将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以供数字电路进行高效的处理。不同的模拟信号，对于转换的速度和精度具有不同的需求。在低速高精度领域中，Sigma
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Delta ADC是最佳的选择，其通过采用过采样技术、噪声整形技术和数字滤波技术以提高转换精度，能够将量化噪声从低频移至高频，再由滤波器将噪声滤除。
[0003]目前，噪声整形的效果，一般由过采样率(Over Sampling Ratio,OSR)和调制器的阶数决定，通过增大OSR和调制器的阶数，虽然可以提高ADC的分辨率，但OSR过高会造成信号带宽降低，导致增加数字滤波的复杂程度，而过高的调制器阶数也会影响调制器的稳定性，从而限制ADC的使用范围。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器，以在提高模数转换器分辨率时，避免信号带宽降低以及调制器稳定性受影响的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种调制器电路的实现方法，应用于包括级联的第一调制结构和第二调制结构的调制器电路，第一调制结构的输出端与第二调制结构的输入端电连接，第一调制结构与第二调制结构均为二阶结构，所述方法包括：
[0007]获取第一调制结构的双采样输入信号、第一量化噪声信号和第一调制结构的输出信号的第一对应关系；
[0008]获取第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和第二调制结构的输出信号的第二对应关系；
[0009]基于第一对应关系和第二对应关系，确定第一调制结构的双采样输入信号、第二量化噪声信号和调制器电路输出信号的第三对应关系；
[0010]基于第三对应关系对第一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形。
[0011]与现有技术相比，本专利技术提供的调制器电路的实现方法中，能够获取第一调制结构的双采样输入信号、第一量化噪声信号和第一调制结构的输出信号的第一对应关系，以及获取第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和第二调制结构的输出信号的第二对应关系，并基于第一对应关系和第二对应关系，确定第一调制结构的双采样输入信号、第二量化噪声信号和调制器电路输出信号的第三对应关系，最终基于第三对应关系对第一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形，不仅实现了在调制器电路的输出信号中消除第一量
化噪声信号，对第二量化噪声信号实现四阶整形的目的，也能够计算出双采样输入信号的整体传递函数，进一步证明了本专利技术的可实现性和正确性。
[0012]同时，利用本专利技术提供的实现方法实现的调制器电路，能够将二阶的第一调制结构与二阶的第二调制结构级联，使调制器电路的稳定性依然是二阶调制器结构的稳定性，避免了高阶调制器结构稳定性降低的情况。同时，还能够将双采样技术与调制器电路结合，使得调制器电路能够在保持原有的采样频率不变的情况下，维持原有的带宽，将有效采样频率变为原来的两倍，实现了过采样率的翻倍，达到了更好的噪声整形效果。
[0013]由此可知，利用本专利技术提供的调制器电路的实现方法实现的调制器电路，能够在提高模数转换器分辨率时，避免对调制器电路稳定性的影响，同时也能够避免带宽降低的问题。
[0014]第二方面，本专利技术还提供一种调制器电路，包括级联的第一调制结构和第二调制结构的调制器电路，所述第一调制结构的输出端与所述第二调制结构的输入端电连接，所述第一调制结构与所述第二调制结构均为二阶结构，所述调制器电路使用上述第一方面技术方案所述调制器电路的实现方法实现对所述第一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形。
[0015]与现有技术相比，本专利技术提供的调制器电路的有益效果与上述技术方案所述调制器电路的实现方法的有益效果相同，此处不做赘述。
[0016]第三方面，本专利技术还提供一种模数转换器，包括上述第二方面所述的调制器电路。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的模数转换器的有益效果与上述技术方案所述调制器电路的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种调制器电路的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的一种具有双采样输入信号的调制器电路的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的一种调制器电路的实现方法的流程图；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的又一种调制器电路的结构示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例提供的调制器电路输出信号的仿真频谱图；
[0024]图6为本专利技术实施例提供的一种调制器电路的电路示意图；
[0025]图7为本专利技术施例提供的调制器电路的时序图。
[0026]附图标记：
[0027]1‑
调制器电路，
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10
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第一调制结构；
[0028]101
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第一积分器，
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102
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第二积分器；
[0029]103
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第一量化器，
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11
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第二调制结构；
[0030]111
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第三积分器，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
112
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第四积分器；
[0031]113
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第二量化器，
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12
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双采样结构。
具体实施方式
[0032]为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0033]需要说明的是，本专利技术中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本专利技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调制器电路的实现方法，其特征在于，应用于包括级联的第一调制结构和第二调制结构的调制器电路，所述第一调制结构的输出端与所述第二调制结构的输入端电连接，所述第一调制结构与所述第二调制结构均为二阶结构，所述实现方法包括：获取所述第一调制结构的双采样输入信号、第一量化噪声信号和所述第一调制结构的输出信号的第一对应关系；获取所述第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和所述第二调制结构的输出信号的第二对应关系；基于所述第一对应关系和所述第二对应关系，确定所述第一调制结构的双采样输入信号、所述第二量化噪声信号和所述调制器电路输出信号的第三对应关系；基于所述第三对应关系对所述第一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形。2.根据权利要求1所述的调制器电路的实现方法，其特征在于，所述获取所述第一调制结构的双采样输入信号、第一量化噪声信号和所述第一调制结构的输出信号的第一对应关系，包括：分别确定所述第一调制结构的双采样输入信号对应的第一拟合系数和所述第一量化噪声信号对应的第二拟合系数；将所述第一拟合系数和所述第一调制结构的双采样输入信号相乘得到所述第一调制结构的双采样输入信号的第一传递函数；将所述第二拟合系数和所述第一量化噪声信号相乘得到所述第一量化噪声信号的第二传递函数；将所述第一传递函数和所述第二传递函数相加，得到所述第一对应关系。3.根据权利要求2所述的调制器电路的实现方法，其特征在于，所述获取所述第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和所述第二调制结构的输出信号的第二对应关系，包括：分别确定所述第二调制结构的输入信号对应的第一传递系数和所述第二量化噪声信号对应的第三拟合系数；将所述第一传递系数和所述第二调制结构的输入信号相乘，得到所述第二调制结构的输入信号的第三传递函数；将所述第三拟合系数和所述第二量化噪声信号相乘，得到所述第二量化噪声信号的第四传递函数；将所述第三传递函数和所述第四传递函数相加，得到所述第二对应关系。4.根据权利要求3所述的调制器电路的实现方法，其特征在于，在所述获取所述第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和所述第二调制结构的输出信号的第二对应关系之前，所述实现方法还包括：分别确定所述第一调制结构的双采样输入信号对应的第四拟合系数和所述第一调制结构的输出信号对应的第五拟合系数，其中，所述第五拟合系数包括第二传递系数和第五拟合子系数；将所述第四拟合系数和所述第一调制结构的双采样输入信号相乘，得到所述第一调制结构的输入信号的第五传递函数；将所述第五拟合系数和所述第一调制结构的输出信号相乘，得到所述第一调制结构的
输出信号的第六传递函数；将所述第五传递函数和所述第六传递函数相加，得到所述第二调制结构的输入信号、所述第一调制结构的双采样输入信号和所述第一调...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大维，郭轩，贾涵博，吴旦昱，武锦，刘新宇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：