本公开的实施例涉及具有时间连续输入的模数转换器装置及相应方法。提供了一种被配置为接收连续输入信号的模数转换器。该模数转换器包括积分块，该积分块至少包括积分级，该积分级的输出耦合到闪速模数转换器。该模数转换器装置包括耦合到所述闪速模数转换器的输出的反馈路径。该反馈路径包括至少一个数模转换块，该数模转换块的输出至少与输入信号进行比较，以获得作为所述积分块的输入的误差信号。控制块，被配置为执行包括至少一个数字积分的控制，被耦合在所述闪速模数转换器的输出和所述反馈路径之间。述反馈路径之间。述反馈路径之间。
【技术实现步骤摘要】
具有时间连续输入的模数转换器装置及相应方法
[0001]本公开的实施例涉及用于具有时间连续输入的模数转换的技术。
[0002]本专利技术的实施例尤其涉及用于基于飞行时间评估的障碍物识别的超声检测器，其包括模数转换器，尤其是在接收器中。
技术介绍
[0003]需要高分辨率模数转换的系统表现出DNL(差分非线性)和INL(积分非线性)以及谐波失真，混叠的问题。因此，芯片中需要大的面积来集成抗混淆滤波器，并且所提到的问题也决定了低精度。
[0004]现有技术中已知的解决方案使用具有二阶和多位反馈的时间连续输入的∑－ΔADC。
[0005]在图1中，代替地示出了作为二阶∑－Δ模数转换器装置10的回路的框图化，其中模拟输入差分信号，特别是时间连续的输入差分电压Vdiff被作为差分块(例如减法器)21的输入，差分块21接收反馈信号，特别是反馈电压Vfeed，输出误差电压Ev。误差电压Ev被提供给第一模拟积分器11，其实现积分函数，例如拉普拉斯变换表示中的1/s。这种模拟积分器11的输出作为第二差分块(例如减法器)22的输入，第二差分块22还接收反馈电压Vfeed，输出第二误差电压Ev2。第二误差电压Ev2被提供给第二模拟积分器12，其输出被提供给闪速ADC13，在该示例中是10位闪速ADC。ADC13的10位数字输出DO作为模拟反馈电压Vfeed通过DAC15反馈到差分块21，22。ADC13的10位数字输出DO也被提供给数字低通滤波器17，数字低通滤波器17提供具有更大位数(例如15位)的输出DF。ADC13和数字低通滤波器17由相同的时钟clk(例如20MHz)计时。
[0006]使用该环路可以达到的目标性能是15位分辨率，20MHz时钟，100Khz带宽。
[0007]在图2中示出了图1的总体示意图之后的∑－ΔADC10的更详细的可能实现，其中示出了差分结构。
[0008]一起形成差分电压V
diff
并且是时间连续的差分正和负输入模拟电压Vi+和Vi－被带到ADC10的正和负支路输入，ADC10的正和负支路输入各自包括与输入串联的电阻器R1，输入模拟电流i+和i－在其中流动。积分器11由具有电容反馈的第一差分放大器实现，第一差分放大器的正输入和负输入通过电阻器R1耦合到正输入电压Vi+和负输入电压Vi－，即接收输入模拟电流i+和i－，而积分器11的差分输出通过串联的第二电阻器R2耦合到第二积分器12的相应差分输入，第二积分器12的相应差分输入也由具有电容反馈的差分放大器实现。放大器11和12一起体现为两级模拟放大器。
[0009]反馈电阻器R3将第二放大器12的负输出与第一放大器11的正输入耦合，并将第二放大器12的正输出与第一放大器11的负输入耦合。放大器11和12都具有实现电容反馈的反馈电容器，将它们的输出耦合到它们的相应极性的输入，即，用于放大器11的两个电容器C1和用于放大器12的两个电容器C2。
[0010]第二放大器12的输出耦合到闪速ADC13的相应极性的输入，闪速ADC13由时钟信号
clk计时，提供数字输出DO，数字输出DO也施加到DWA(数据加权平均)扰频器14，扰频器14对数字输出中的噪声进行整形，并且数字输出提供第一DAC151和第二数字DAC152，即DAC15的功能由两个并行DAC实现，由时钟信号clk计时，差分模拟输出，差分电流i1和i2分别耦合到第一差分放大器11和第二差分放大器12的相反极性的输入。以这种方式，差分块21，22仅由公共节点获得，其中来自电阻器R1和R2以及来自DAC151和152的电流被注入，其将具有相反极性的电流相加。DAC151和152在ADC10中执行多位反馈。ADC10在时钟信号clk的下降沿上采样，而DAC151，152在时钟信号clk为高的间隔期间导通。数字低通滤波器17未在图2中示出。
[0011]在图1的ADC中，2级11和12都是模拟的，引入了复杂性，以及两个反馈DAC151和152。闪速ADC输出位计数等于反馈DAC位计数，这在高位计数的情况下需要昂贵的闪速ADC。
[0012]图1，2的环路具有需要解决的重要缺点，闪速ADC所需的比较器的数目(即，例如10位闪速ADC)需要1024个比较器，其占据芯片上的较大面积。
技术实现思路
[0013]如上所述，本公开提供了关于模数转换器装置的解决方案，其适于接收连续输入信号。
[0014]包括积分块，该积分块至少包括积分级，该积分级的输出耦合到闪速模数转换器，
[0015]所述模数转换器装置包括耦合到所述闪速模数转换器的输出的反馈路径，所述反馈路径至少包括数模转换块，该数模转换块的输出至少与输入信号进行比较以获得作为输入被带到所述积分块的误差信号，
[0016]其中被配置成执行包括至少一个数字积分的控制的控制块被耦合在所述闪速模数转换器的输出与所述反馈路径之间。
[0017]在变体实施例中，所述闪速ADC转换器具有数字输出，该数字输出的量化值用给定数目的位来表示，并且所述闪速ADC转换器包括多个比较器，这些比较器具有相应不同的阈值，这些阈值覆盖小于2的所述数目位的幂的闪速ADC转换器输入信号的范围，具体地，所述给定数目的位是10，并且所述比较器的数目是17。
[0018]在变体实施例中，所述闪速ADC转换被配置为实施从模拟输入电压到数字代码输出的转换特性，所述转换特性包括指数规律地间隔的输入电压的电压阈值。
[0019]在变体实施例中，所述闪速ADC转换被配置成实现从模拟输入电压到数字代码输出的转换特性，其中数字代码输出中的量化值的分辨率指数地变化。
[0020]在不同的实施例中，所述积分块包括串联的第一积分级和第二积分级。
[0021]所述反馈路径包括数模转换块，所述数模转换块包括第一数模转换器和第二数模转换器，所述第一数模转换器接收所述闪速模数转换器的所述数字输出作为输入，所述数字输出至少与输入信号进行比较以获得作为输入被带到所述第一积分级的误差信号，第二数模转换器接收所述闪速模数转换器的所述数字输出作为输入，将其与所述第一积分级的输出信号进行比较，以获得第二误差信号，将所述第二误差信号作为输入提供给所述闪速模数转换器。
[0022]在不同的实施例中，所述控制块被配置为执行比例和积分控制，并且包括比例和积分路径，所述比例路径应用比例常数，特别地等于2的负2的幂，并且所述比较器的数目特
别地为17。
[0023]在不同的实施例中，所述设备被包括在用于基于飞行时间评估的、用于障碍物识别的超声检测器中。
[0024]本公开还提供了关于执行连续输入信号的模数转换的方法的解决方案。
[0025]包括执行积分，至少包括积分级，在所述积分级上对输出执行闪速模数转换，
[0026]反馈执行数模转换的所述闪速模数转换的输出，所述输出至少与所述输入信号进行比较，以获得作为所述积分的输入的误差信号，
[0027]其中在所述闪速本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模数转换器，包括：闪速模数转换器，具有输入和输出；积分器，具有被配置为接收误差信号的输入和耦合到所述闪速模数转换器的输入的输出；反馈路径，包括：数模转换器，被配置为生成输出信号，所述输出信号与所述模数转换器的输入信号进行比较以获得所述误差信号；以及控制器，耦合在所述闪速模数转换器的输出和所述反馈路径之间，并且所述控制器被配置为执行数字积分。2.根据权利要求1所述的模数转换器，其中所述闪速模数转换器生成具有由位数表示的量化值的数字输出，并且所述闪速模数转换器包括分别具有不同阈值的多个比较器，并且所述阈值覆盖闪速模数转换器输入信号的范围，并且所述闪速模数转换器输入信号的所述范围小于2的所述位数次幂减去1。3.根据权利要求2所述的模数转换器，其中所述位数是10，并且所述多个比较器的数目是17。4.根据权利要求2所述的模数转换器，其中所述闪速模数转换器被配置为执行从模拟输入电压到数字代码输出的转换特性，并且所述转换特性包括用于所述模拟输入电压的指数地间隔的电压阈值。5.根据权利要求2所述的模数转换器，其中所述闪速模数转换器被配置为执行从模拟输入电压到数字代码输出的转换特性，并且所述数字代码输出中的所述量化值的分辨率增加。6.根据权利要求5所述的模数转换器，其中所述数字代码输出中的所述量化值的分辨率指数地增加。7.根据权利要求1所述的模数转换器，所述反馈路径包括：第一数模转换器，具有被配置为接收所述输出信号的输入，所述输出信号是数字信号；以及第二数模转换器，具有被配置为接收所述输出信号的输入。8.根据权利要求2所述的模数转换器，其中所述控制器被配置为执行比例和积分控制，并且所述控制器包括积分路径和比例路径，所述控制器在所述比例路径上施加比例常数。9.根据权利要求8所述的模数转换器，其中所述比例常数是2的负2次幂，并且所述多个比较器的数目是17。10.一种用于障碍物识别的超声检测器，所述超声检测器基于飞行时间评估，并且所述超声检测器包括：模数转换器，包括：闪速模数转换器，具有输入和输出；积分器，具有被配置为接收误差信号的输入和耦合到所述闪速模数转换器的输入的输出；反馈路径，包括：数模转换器，被配置为生成输出信号，所述输出信号与所述模数...
【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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