具有加强的抗噪音功能的连续时钟过采样转换器制造技术

一种装置包含一个时钟源以及一个过采样连续时钟数模转换器。当产生或者传输时钟信号时，一个噪音信号被加入到该时钟信号中。该采样连续时钟数模转换器包含：增量和调制器，用于在数字输入数据样本上执行噪音整形并提供多个中间数据样本；滤波器，用于对该中间数据样本滤波并产生滤波后的样本，该滤波器包含一个传递函数，该传递函数具有位于预定频率范围的阻带，该预定频率范围包含噪音信号或该噪音信号的一个分量的频率；以及连续时钟数模转换器，用于将滤波后的样本转换成一个模拟输出信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有加强的抗噪音功能的连续时钟过采样转换器相关串请交叉引用本申请主张申请号为61/434,692并于2011年I月20日申请的美国临时申请的权利并纳入参考中。
技术介绍
连续时钟模拟-数字转换器(Continuous-timeanalog-to-digital converter,下称CT ADC)与连续时钟数字-模拟转换器(Continuous-time digital-to-analogconverter，下称CT DAC)与各自对应的离散时钟(DT)转换器(包含ADC和DAC)的区别点在于采样不是用在前端电路。在一个CT ADC中，某种形式的滤波或模拟处理于采样(或存储)之前被采用，以作为最终数字化的输入波形。而在CT DAC中，根本不使用采样。相比于使用离散时钟转换器，这种使用连续时钟的方式具有几个优势，例如，使用CT ADC或CTDAC的两个好处是降低敏感度以耦合噪音，以及具有降低功耗的前景。·通过比较和对比与离散时钟转换器的性能，连续时钟转换器的电源和噪音灵敏度的优势是可以理解的。图IA展示了一个传统的DT DAC的实施例。该DT DAC使用开关电容(Switched-capacitor, S-C)来实现。根据DAC输入代码，左边的某些电容(CIN1，CIN2，…CINN)首先充电到一个参考电压VREF。当被选定的输入电容被充电到VREF时，放置在放大器Al的输出端及其反相端之间的一个积分器电容通过闭合一个开关SI而被复位。然后，当所选定的输入电容连接在放大器Al的反相端()和地端之间时，存储在所选定的输入电容内的电荷被转移到电容CFB中。因为该输入电容通过输入到DAC的数字选定，因此，转移到电容器的电荷幅度以及由此产生的穿过该电容器的电压也取决于DAC的输入代码。一个采样保持(S/H)电路可设置在放大器Al后，以在关机和复位期间保持放大器Al的输出值。图IB为使用电流式DAC (current DAC,下称IDAC)的传统CT DAC的实施例。正的和负的加权电流源(Ilp，IlN, I2P，I2N, -INP, INN)被选择，以从一个给定的DAC码映射。每个选定的电流耦接到放大器A2的反相输入。放大级被配置为一个低通跨阻抗级，其中的一个回馈电阻RFB与一个回馈电容CFB并联。然后，该回馈电阻RFB提高一个与总电流成比例的电压，该总电流耦接到放大器A2的反相端。由于输入电流由输入的DAC代码选择，因此具有直接从输入代码到其输出电压的映像。通过当DAC代码改变时，将输出电压的转换信号变得平滑，使得电容CFB能够提供上述的低通跨阻抗级的低通特性。
技术实现思路
在一实施例中，一种装置包含一时钟源以及一过采样连续时钟数模转换器。该时钟源用于产生一时钟信号，当产生或者传输该时钟信号时，一噪音信号被加入到该时钟信号中。该过采样连续时钟数模转换器包含一增量和调制器，用于在数字输入数据样本上执行噪音整形并提供多个中间数据样本；一滤波器，用于对该中间数据样本滤波并产生滤波后的样本，该滤波器包含一传递函数，该传递函数具有位于预定频率范围的阻带，该预定频率范围包含噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率；以及一连续时钟数模转换器，用于将滤波后的样本转换成一个模拟输出信号。该时钟信号或者从该时钟信号衍生的信号被连续时钟数模转换器的一个或者多个元件使用。该装置的实施例包含一个或多个下述特征。当产生或者传输该时钟信号时，具有多个频率的噪音信号被加入到该时钟信号中。其中，该滤波器的传递函数具有多个陷波，该陷波所在的频率与噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率相匹配。该时钟信号的噪音信号可通过一电源线、一接地线、或者该过采样连续时钟数模转换器所在的基板耦接于该过采样连续时钟数模转换器。该滤波器的传递函数具有一个陷波，该陷波所在的频率与噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率相匹配。该时钟源包含一个锁相回路或一个延迟锁定回路，该锁相回路或延迟锁定回路具有运作在一参考时钟频率的参考时钟，且该滤波器的传递函数中的陷波被设置在一个与所述参考时钟频率或参考时钟频率的一个谐波相匹配的频率上。该锁相回路包括一个整数N锁相回路。该锁相回路包括一个小数N锁相回路。该滤波器的传递函数具有多个陷波，该陷波所在的频率与两个或者更多个参考时钟频率以及参考时钟频率的谐波相匹配。该时钟源包含一个延迟锁定回路，该延迟锁定回路具有运 作在一参考时钟频率的参考时钟，且该滤波器的传递函数中的陷波被设置在一个与所述参考时钟频率或参考时钟频率的一个谐波相匹配的频率上。该时钟源可以包含可定期重新校准的一个校准振荡器。该数字输入数据样本具有在一兴趣频带内的分量频率并与一模拟信号结合，该增量和调制器在该数字输入数据样本上执行噪音整形，以减少处于兴趣频带内的滤波后的样本的量化噪音，以及将部分量化噪音放置在兴趣频带之外，而该阻带处于兴趣频带之外。该滤波器可以包括有限脉冲响应(FIR)滤波器、无限脉冲响应(IIR)滤波器、或FIR滤波器和IIR滤波器的组合。该滤波器可以包括一个矩形函数(sine)滤波器。该滤波器可以包括一个可编程滤波器。该可编程滤波器可以具有可编程系数，该可编程系数可以被选择来与噪音频率的阻带或者噪音频率一个分量的阻带相匹配。该滤波器的传递函数具有一个陷波，且该可编程系数可以被选择以使得阻带与噪音频率的陷波频率或者噪音频率一个分量的陷波频率相匹配。该噪音信号可以由时钟源之外的一个源头产生。该噪音信号的一个源头可以包含电荷泵或一个开关模式电源。该滤波器与该连续时钟数模转换器可以部分整合为一个有效脉冲响应数模转换器。该滤波器可以作为该连续时钟数模转换器的一部分工作。该连续时钟数模转换器可以包含基于过滤过的采样信号中的数字码进行选择的加权电流源。另一实施例中，一种装置包含一时钟源，用于产生一时钟信号，当产生或者传输该时钟信号时，一噪音信号被加入到该时钟信号中；以及一过采样连续时钟模数转换器，包含一量化器，用于量化一第一中间信号以及产生一数字输出信号；一第一滤波器，用于对该数字输出信号滤波并产生一滤波过的第一数字信号，该滤波器包含一传递函数，该传递函数具有位于一预定频率范围的阻带，该预定频率范围包含噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率；一第一回馈连续时钟数模转换器，用于将滤波过的第一数字信号转换成一个代表该第一数字信号的第一模拟信号；以及一第一电路，用于产生一第二中间信号，该第二中间信号表示一模拟输入信号与该第一模拟信号之间的差。其中，该时钟信号或者该时钟信号的衍生信号被该连续时钟模数转换器的一个或者多个元件使用。该装置的实施例包含一个或多个下述特征。当产生或者传输该时钟信号时，具有多个频率的噪音信号被加入到该时钟信号中。其中，该滤波器的传递函数具有多个陷波，该陷波所在的频率与噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率相匹配。该时钟信号的噪音信号可通过一电源线、一接地线、或者该过采样连续时钟数模转换器所在的基板耦接于该过采样连续时钟数模转换器。该第一滤波器传递函数具有一个陷波，该陷波所在的频率与噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率相匹配。该时钟源包含一个锁相回路或一个延迟锁定回路，该锁相回路或延迟锁定回路具有运作在一参考时钟频率的参考时钟，且该滤波器的传递函数中的陷波被设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.20 US 61/434,692;2011.12.25 US 13/337,1431.一种装置包含 一时钟源，用于产生一时钟信号，当产生或者传输该时钟信号时，一噪音信号被加入到该时钟信号中；以及 一过采样连续时钟数模转换器，其包含 一增量和调制器，用于在数字输入数据样本上执行噪音整形并提供多个中间数据样本； 一滤波器，用于对该中间数据样本滤波并产生滤波后的样本，该滤波器包含一传递函数，该传递函数具有位于预定频率范围的阻带，该预定频率范围包含噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率；以及 一连续时钟数模转换器，用于将滤波后的样本转换成一个模拟输出信号； 其中，该时钟信号或者从该时钟信号衍生的信号被该过采样连续时钟数模转换器的一个或者多个元件使用。2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，该滤波器的传递函数具有一个陷波，该陷波所在的频率与噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率相匹配。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该时钟源包含一个锁相回路或一个延迟锁定回路，该锁相回路或延迟锁定回路具有运作在一参考时钟频率的参考时钟，且该滤波器的传递函数中的陷波被设置在一个与所述参考时钟频率或参考时钟频率的一个谐波相匹配的频率上。4.如权利要求I所述的装置，其特征在于，该数字输入数据样本具有在一兴趣频带内的分量频率并与一模拟信号结合，该增量和调制器在该数字输入数据样本上执行噪音整形，以减少处于兴趣频带内的滤波后的样本的量化噪音，以及将部分量化噪音放置在兴趣频带之外，而该阻带处于兴趣频带之外。5.一种装置，包含 一时钟源，用于产生一时钟信号，当产生或者传输该时钟信号时，一噪音信号被加入到该时钟信号中；以及 一过采样连续时钟模数转换器，该过采样连续时钟模数转换器包含 一量化器，用于量化一第一中间信号以及产生一数字输出信号； 一第一滤波器，用于对该数字输出信号滤波并产生一滤波过的第一数字信号，该滤波器包含一传递函数，该传递函数具有位于一预定频率范围的阻带，该预定频率范围包含噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率； 一第一回馈连续时钟数模转换器，用于将滤波过的第一数字信号转换成一个代表该第一数字信号的第一模拟信号；以及 一第一电路，用于产生一第二中间信号，该第二中间信号表不一模拟输入信号与该第一模拟信号之间的差； 其中，该时钟信号或者该时钟信号的衍生信号被该过采样连续时钟模数转换器的一个或者多个元件使用。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该滤波器的传递函数具有一个陷波，该陷波所在的频率与噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率相匹配。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该时钟源包含一个锁相回路或一个延迟锁定回路，该锁相回路或延迟锁定回路具有运作在一参考时钟频率的参考时钟，且该滤波器的传递函数中的陷波具有一个与该参考时钟频率或该参考时钟频率的一个谐波相匹配的频率。8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该模拟输入信号具有位于一兴趣频带内的分量频率，该量化器、第一滤波器、第一回馈连续时钟模数转换器、以及该第一电路形成一个增量和调制器，该增量和调制器执行噪音整形以减少处于兴趣频带内的数字输出信号的量化噪音以及将部分量化噪音放置在兴趣频带之外，且该阻带处于兴趣频带之外。9.如权利要求5所述的装置，进一步包含 一第二滤波器，用于对该数字输出信号滤波并产生一滤波过的第二数字信号； 一第二回馈连续时钟数模转换器，用于将滤波过的第二数字信号转换成一个代表该第二数字信号的第二模拟信号；以及 一第二电路，用于产生一第三中间信号，该第三中间信号表不一处理过的第二中间信号与该第二模拟信号的差。10.一种装置包含 一过采样连续时钟转换器，其包含 一第一滤波器，用于对一过采样数字信号滤波并产生一滤波过的过采样数字信号，该第一滤波器包含一具有位于预定频率范围的阻带的传递函数，该预定频率范围包含一噪音信号的频率，该阻带位于一兴趣频带之外； 一连续时钟数模转换器，用于将滤波过的过采样数字信号转换成一个第一模拟信号；以及 一第二滤波器，用于对该第一模拟信号进行滤波并产生一模拟输出信号，该第二滤波器减少模拟输出信号中的具有兴趣频带之外的频率的分量。11.如权利要求10所述的装置，进一步包含 一个用于产生一时钟信号的时钟源，当产生或者传输该时钟信号时，该时钟信号的噪音级中添加有一个相位噪音峰值，其中，该第一滤波器的传递函数包含一个陷波，该陷波的频率与该相位噪音峰值相匹配。12.—种装置,包含 一过采样连续时钟模数转换器，用于将一模拟输入信号转换为一数字输出信号，该过采样连续时钟模数转换器包含 一量化器，用于量化一第一中间信号以及产生一数字输出信号； 一第一滤波器，用于对该数字输出信号滤波并产生一滤波过的第一数字信号，该第一滤波器包含一具有位于预定频率范围的阻带的传递函数，该预定频率范围包含噪音信号或者噪音信号的一个分量的频率； 一第一回馈连续时钟数模转换器，用于将滤波过的第一数字信号转换成一个代表该第一数字信号的第一模拟信号；以及一第一电路，用于产生一第二中间信号，该第二中间信号表不一模拟输入信号与该第一模拟信号之间的差，该模拟输入信号被该连续时钟模数转换器转换为该数字输出信号。13.如权利要求12所述的装置，进一步包含 一时钟源，该时钟源用于产生一时钟信号，当产生或者传输该时钟信号时，该时钟信号的噪音级中添加有一个相...

【专利技术属性】
技术研发人员：米迦勒·A·小阿什伯恩，杰弗里·卡尔·吉罗，保罗·F·小弗格森，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：