动态元件匹配方法及系统技术方案

本发明专利技术是一种动态元件匹配方法及系统。动态元件匹配方法包括：将多个开关分为多个组别；接着，将输入信号所对应的待开启开关的数目，分配给各组别；针对每一组别，维持其开关活动率于预定值。藉此，得以有效地降低非匹配噪声及谐波噪声。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种动态元件匹配(DEM)技术，特别是关于一种适用于多位积分三角调制器的动态元件匹配系统及方法。
技术介绍
积分三角(sigma-delta或Σ Δ)调制器普遍使用于数据的转换，例如数字至模拟转换器(DAC)或模拟至数字转换器(ADC)。积分三角调制器分为单位(single-bit)与多位(multi-bit)两种。由于后者的量化噪声(quantization noise)较前者来得小，因此， 一般都是使用多位积分三角调制器。然而，由于各个数字至模拟转换器(DAC)，或各个模拟至数字转换器(ADC)彼此之间于工艺上具有差异性，因而造成非匹配(mismatch)噪声或误差。鉴于此，因而有动态元件匹配(dynamic element matching, DEM)机制的提出，用以减低非匹配噪声，作为噪声整型(noise-shaping)之用。图1显示积分三角调制器10、动态元件匹配(DEM)器12和数字至模拟转换器(DAC) 14的电路方块图。原理上，动态元件匹配器12可以视为一开关装置，其具有多个可分别控制的开关。动态元件匹配器12会根据积分三角调制器10的输出信号而决定这些开关分别的接通(on，以下称为「开启」或简称为 「开」)或断开(off，以下称为「关闭」或简称为「关」)，藉此以减低非匹配噪声。在现有的动态元件匹配机制当中，动态平均权重(dynamic weighting average, DffA)是一种普遍被使用的技术。简单来说，动态平均权重(DWA) —般是根据需要开启的开关数，以接续轮流的方式来选定所要开/关的开关。下表一显示一个例子，假设其总共有十个开关，标示「V」者代表开启开关，而未标示者代表关闭开关。表一开关开启数目12345678910开关活动率3VVV5VVVVV82VV78VVVVVVVV107VVVVVVV3 在这个例子中，一开始，选定前三个开关被开启。接着，选定接续的五个开关被开启。直到所有十个开关都依序轮流过一次后，再从第一个开关继续轮流。表一的最后一字段显示开关活动率(switch activity)，其表示从前一信号变化至目前信号时，所有产生开及关变化的开关数目总和；亦即，由开至关的开关数目加上由关至开的开关数目。举例而言，当信号振幅很大时，于信号位于极大、极小顶点附近时，其开关活动率较小，而于信号位于这两者之间时，其开关活动率较大。上述的传统动态平均权重(DWA)技术虽然原理简单且实施简便，但是，当其使用于振幅大讯号时，极容易因为较大的开关活动率变化而造成谐波(harmonic)噪声。由于此种噪声与信号的幅度有关，一般又称为与信号相关的谐波噪声。鉴于传统动态元件匹配(DEM)技术，对于非匹配噪声时，尚不理想，因此亟需提出一种新颖的动态元件匹配系统及方法，其可维持动态元件匹配的噪声整型优点，且可减低与信号(特别是大信号)相关的谐波噪声。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的的一在于提出一种适用于多位积分三角调制器的动态元件匹配系统及方法，用以有效地降低非匹配噪声及谐波噪声。根据本专利技术实施例的一，首先，将多个开关分为多个组别。接着，将输入信号所对应的待开启开关的数目，分配给各组别。针对每一组别，大致维持其开关活动率(switch activity)于一预定值。根据本专利技术另一实施例，多个开关被分为多个组别，各组别包含这些开关中相等数量的开关。分配装置将输入信号所对应的待开启开关的数目，平均分配给各组别。活动率控制装置依据分配装置的分配结果，分别对于每一组别，大致维持其开关活动率于一预定值。附图说明图1显示积分三角调制器、动态元件匹配(DEM)器和数字至模拟转换器的电路方块图。图2显示本专利技术实施例的动态元件匹配方法的流程图。图3显示本专利技术实施例的动态元件匹配系统的电路方块图。图4例示经分成组别A、B、C后所形成的一个树状结构。图5显示本专利技术实施例的活动率控制装置的细部电路方块图。图6显示本专利技术实施例的关至开决定装置的细部电路方块图。图7a和图7b显示本专利技术实施例的排序装置的细部电路方块图。具体实施例方式图2显示本专利技术实施例的动态元件匹配(DEM)方法的流程图，而图3则显示本专利技术实施例的动态元件匹配系统3的电路方块图。此动态元件匹配系统3可输入多位积分三角(sigma-delta或Σ Δ)调制器(如图1所示的10)的输出信号，例如语音信号或影像信号。动态元件匹配系统3的输出可馈至多个数字至模拟转换器(DAC)(例如图1所示的 14)，用以减低其非匹配(mismatch)误差或噪声，作为噪声整型(noise-shaping)之用。在本实施例中，动态元件匹配系统3的开关元件(简称为开关)数目共有十八个；然而，在其它实施例中，开关数目并不限定于此。于步骤21，首先将所有(或绝大部分)开关分为数个组别(group)。在本实施例中，是将所有十八个开关分为三组别，亦可分为其它数目的组别；因此，每一组别分别具有六个开关。图4例示经分成组别A、B、C后所形成的一个树状(tree)结构，其中，每一个方块代表一个开关。接下来，于步骤22，根据输入信号DEM_IN所对应的待开启(on)开关的数目，将这些待开启开关通过分配装置30分配给各个组别，每一组别的待开启开关数目由信号DIN表示。在本实施例中，是将待开启开关平均分配给所有组别；经分配后所剩余的开关，再平均分配给部分组别。举例而言，经过初始化之后，如果第一次信号输入时所对应的待开启开关数为七，则各分配二个给组别A、B、C(亦即，7 + 3 = 2余1)；剩余的一个开关则分配给组别 A。如果第二次信号输入时所对应的待开启开关数为八，则各分配二个给组别A、B、C(亦即， 8 + 3 = 2余2)；剩余的二个开关则轮流平均分配给组别B、C(由于组别A已于前一次分配过余数，因而于此次不再分配)。参阅图3，本实施例的分配装置30利用一除法器301，其根据输入信号DEM_IN所表示的待开启开关数目与组别数以得到上述的商数及余数。余数再经由余数轮配器302 将其轮流平均分配给相关部分组别。在本实施例中，除法器301亦可以使用查表(lookup table)来实施。除法器301所产生的商数和余数轮配器302所产生的输出REM_R0T、 REM_R0T、REM_R0T通过加法器303A、303B、303C分别予以相加后，产生个别的输出 DIN分别馈至组别A、B、C。藉此，各组别可依据其所接收的DIN而得知各组别的待开启开关数目。接下来参阅图2，于步骤23，针对每一组别，维持大概固定的开关活动率(switch activity)，使得开关活动率接近一预定值。在一实施例中，所维持的开关活动率是各组别开关数目的一半。以上述图4的例子而言，本实施例控制每一组别使其开关活动率大致维持于三(亦即，从前一信号变化至目前信号时，所有产生开及关变化的开关数目总和为三)。在有些情况下，若无法使开关活动率刚好等于三，则得以使其为二，或者，在其它实施例中，得以使其为四。在本实施例中，上述开关活动率的维持主要是通过重叠(overlapping)方法来实施。下表二显示其中一个组别，包含六个开关，标示「V」者代表开启开关，而未标示者代表关闭开关。表二权利要求1.一种动态元件匹本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种动态元件匹配方法，其特征在于，包含：将多个开关分为多个组别；将一输入信号所对应的一待开启开关的数目，分配给各组别；及针对各组别，维持其开关活动率，使得开关活动率接近一预定值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣贵，林煌翔，
申请(专利权)人：晨星软件研发深圳有限公司，晨星半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94