模数转换设备以及信号处理系统技术方案

一种模数转换设备，包括：第一模数转换器，配置为将输入模拟信号转换为数字信号；第二模数转换器，配置为将通过用系数α放大输入模拟信号α倍所生成的模拟信号转换为数字信号；第一非线性补偿部件，配置为补偿第一模数转换器的第一输出信号的非线性畸变；第二非线性补偿部件，配置为补偿第二模数转换器的第二输出信号的非线性畸变；和非线性检测部件，配置为根据第一和第二非线性补偿部件的第一和第二信号估计第一和第二非线性补偿部件补偿了多少第一和第二模数转换器的非线性畸变。

【技术实现步骤摘要】
模数转换设备以及信号处理系统
本技术涉及一种配置为应用于无线电通信、以及进一步用于音频装置、医学测量装置等等中的接收器的模数（AD）转换设备以及信号处理系统。
技术介绍
图1是示出AD转换器（ADC：Analog-to-DigitalConverter）的概要结构的图。在图1中，X表示AD转换器1的输入电压，并且输入电压X是模拟信号。同时，Y表示AD转换器1的输出电压，并且输出电压Y是数字信号。AD转换器1生成由于内部使用的电路元件的非理想特性所导致的畸变（distortion）。当电路有畸变时，输出不仅包括信号的基波分量，而且包括谐波分量。在谐波分量中，对于具有所有微分(differential)结构的AD转换器，偶次分量可以具有足够的衰减量，但是奇次分量按照原样出现在输出中。当图1所示的AD转换器1具有畸变特性时，相对于相对较小的输入X，输出Y可表示为以下公式1。Y=a1X+a3X3+a5X5+...(公式1)在公式中，ai表示第i次畸变分量的增益，假定不生成偶次畸变，如上所述。
技术实现思路
如公式1所示，当输入信号变大时，畸变分量以更高的增加率增加。因此，为了改进畸变特性，在现有技术中输入信号局限于小。换句话说，AD转换器具有由畸变所限制的动态范围。期望提供一种可以显著改进由畸变限制动态范围的AD转换特性的AD转换设备以及信号处理系统。一种根据本技术第一实施例的模数转换设备，包括：第一模数转换器，配置为将输入模拟信号转换为数字信号；第二模数转换器，配置为将通过用系数α放大输入模拟信号α倍所生成的模拟信号转换为数字信号；第一非线性补偿部件，配置为根据供应的控制变量(variable)信号补偿第一模数转换器的第一输出信号的非线性畸变；第二非线性补偿部件，配置为根据供应的控制变量信号补偿第二模数转换器的第二输出信号的非线性畸变；以及非线性检测部件，配置为根据第一非线性补偿部件的第一信号以及第二非线性补偿部件的第二信号估计由第一非线性补偿部件以及第二非线性补偿部件补偿了多少第一模数转换器的非线性畸变以及第二模数转换器的非线性畸变，该非线性检测部件配置为基于由具有作为曲率(curvature)的非线性畸变的第一信号以及第二信号所生成的改变比率而估计取决于输入模拟信号的信号强度的曲率，以及生成取消(negate)曲率部分的控制变量信号，从而将控制变量信号输出给第一非线性补偿部件以及第二非线性补偿部件。一种根据本技术的第二实施例的信号处理系统，包括配置为将来自模拟信号处理系统的模拟信号转换为数字信号的模数转换设备，该模数转换设备包括配置为将输入模拟信号转换为数字信号的第一模数转换器、配置为将通过用系数α放大输入模拟信号α倍所生成的模拟信号转换为数字信号的第二模数转换器、配置为根据供应的控制变量信号补偿第一模数转换器的第一输出信号的非线性畸变的第一非线性补偿部件、配置为根据供应的控制变量信号补偿第二模数转换器的第二输出信号的非线性畸变的第二非线性补偿部件、以及配置为根据第一非线性补偿部件的第一信号以及第二非线性补偿部件的第二信号估计由第一非线性补偿部件以及第二非线性补偿部件补偿了多少第一模数转换器的非线性畸变以及第二模数转换器的非线性畸变的非线性检测部件，该非线性检测部件配置为基于由具有作为曲率的非线性畸变的第一信号以及第二信号所生成的改变比率而估计取决于输入模拟信号的信号强度的曲率，以及生成取消曲率部分的控制变量信号，从而将控制变量信号输出给第一非线性补偿部件以及第二非线性补偿部件。根据本技术，可以显著地改进由畸变限制动态范围的AD转换特性。按照以下对其优选实施例的详细描述，如伴随附图所示，本公开的这些及其他目的、特征以及优点将变得更明显。附图说明图1是示出AD转换器（ADC）的概要结构的图；图2是示出根据第一实施例的包括非线性（畸变）补偿功能的AD转换设备的结构的图；图3是解释根据实施例的非线性补偿部件中的非线性补偿的概念的图；图4A和图4B是示出根据实施例的非线性补偿器的结构示例的图；图5是示出根据实施例，AD转换器（ADC）与非线性补偿器（NCM）相互连接的结构的图；图6是解释AD转换设备内的噪声（量化噪声以及电路噪声）的图；图7是示出根据第二实施例的包括非线性（畸变）补偿功能的AD转换设备的结构的图；图8是示出图7中的作为△Σ型AD转换器的△Σ调制器的结构示例的电路图；图9是示出图8中的△Σ调制器的输入部件的结构示例的图；图10是示出根据第三实施例的包括非线性（畸变）补偿功能的AD转换设备的结构的图；图11A和图11B是示出根据第三实施例的△Σ调制器的输入部件的结构示例的图；图12是示出根据第四实施例的包括非线性（畸变）补偿功能的AD转换设备的结构的图；图13是示出图12中的管道式AD转换器的输入部件的结构示例的电路图；以及图14是根据第五实施例的信号处理系统的结构示例的方框图。具体实施方式以下将参考附图描述本技术的实施例。将按以下顺序给出解释。1.第一实施例（包括畸变补偿功能的AD转换设备的第一结构示例)2.第二实施例（包括畸变补偿功能的AD转换设备的第二结构示例)3.第三实施例（包括畸变补偿功能的AD转换设备的第三结构示例)4.第四实施例（包括畸变补偿功能的AD转换设备的第四结构示例)5.第五实施例（信号处理系统的结构示例)<1.第一实施例>图2是示出根据第一实施例的包括非线性（畸变）补偿功能的AD转换设备的结构的图。根据第一实施例的AD转换设备10，包括：如图2所示，AD转换部件20、非线性补偿部件30、非线性检测部件40、滤波器50、以及输出部件60。在图2中，x表示AD转换设备10的输入电压，并且输入电压x是模拟信号。同时，y表示AD转换设备10的输出电压，并且输出电压y是数字信号。AD转换部件20包括第一AD转换器（ADC1）21、第二AD转换器（ADC2）22、以及增益给予(impart)电路23。增益给予电路23可以布置在第二AD转换器22的输入部件中。在该实施例中，第一AD转换器21以及第二AD转换器22应用具有完全相同的特性的AD转换器。这里，e1以及e2分别表示在第一AD转换器21以及第二AD转换器22中生成的噪声。配置为乘以增益（系数）α（0<α<1）的增益给予电路23布置在第二AD转换器22的输入侧。增益给予电路23作为模拟电路提供。在该实施例中，将输入模拟信号x按照原样输入到第一AD转换器21，而将通过将输入信号x乘以增益（系数）α所生成的信号输入到第二AD转换器22。第一AD转换器21的第一输出信号（数字信号）b1以及第二AD转换器22的第二输出信号（数字信号）b2输入到非线性补偿部件30。非线性补偿部件30包括第一非线性补偿器（NCM1）31以及第二非线性补偿器（NCM2）32。第一非线性补偿器31根据从滤波器50供应的控制变量信号c补偿第一AD转换器21的第一输出信号b1的非线性畸变，并且将结果作为第一信号d1输出到非线性检测部件40以及输出部件60。第二非线性补偿器32根据从滤波器50供应的控制变量信号c补偿第二AD转换器22的第二输出信号b2的非线性畸变，并且将结果作为第二信号d2输出到非线性检测部件40以及输出部件60。图3是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模数转换设备，包括：第一模数转换器，配置为将输入模拟信号转换为数字信号；第二模数转换器，配置为将通过用系数α放大该输入模拟信号α倍所生成的模拟信号转换为数字信号；第一非线性补偿部件，配置为根据供应的控制变量信号补偿该第一模数转换器的第一输出信号的非线性畸变；第二非线性补偿部件，配置为根据供应的控制变量信号补偿该第二模数转换器的第二输出信号的非线性畸变；和非线性检测部件，配置为根据该第一非线性补偿部件的第一信号和该第二非线性补偿部件的第二信号估计由该第一非线性补偿部件和该第二非线性补偿部件补偿了多少该第一模数转换器的非线性畸变和该第二模数转换器的非线性畸变，该非线性检测部件配置为基于具有作为曲率的非线性畸变的该第一信号和该第二信号所生成的改变比率而估计取决于该输入模拟信号的信号强度的该曲率，并且生成取消该曲率部分的该控制变量信号，从而将该控制变量信号输出给该第一非线性补偿部件和该第二非线性补偿部件。

【技术特征摘要】
2011.05.31 JP 2011-1219111.一种模数转换设备，包括：第一模数转换器，配置为将输入模拟信号转换为数字信号；第二模数转换器，配置为将通过用系数α放大该输入模拟信号α倍所生成的模拟信号转换为数字信号；第一非线性补偿部件，配置为根据供应的控制变量信号补偿该第一模数转换器的第一输出信号的非线性畸变，并且将结果作为第一信号输出；第二非线性补偿部件，配置为根据供应的控制变量信号补偿该第二模数转换器的第二输出信号的非线性畸变，并且将结果作为第二信号输出；和非线性检测部件，配置为根据该第一非线性补偿部件的第一信号和该第二非线性补偿部件的第二信号估计由该第一非线性补偿部件和该第二非线性补偿部件补偿了多少该第一模数转换器的非线性畸变和该第二模数转换器的非线性畸变，该非线性检测部件配置为基于具有作为曲率的非线性畸变的该第一信号和该第二信号所生成的改变比率而估计取决于该输入模拟信号的信号强度的该曲率，并且生成取消该曲率部分的该控制变量信号，从而将该控制变量信号输出给该第一非线性补偿部件和该第二非线性补偿部件，其中，0<α<1。2.如权利要求1所述的模数转换设备，其中该非线性检测部件包括强度获取部件，配置为基于该第一信号而计算该输入模拟信号的信号强度，曲率获取部件，配置为基于通过该第二信号除以该第一信号所生成的改变比率而获取取决于该输入模拟信号的信号强度的该曲率，和控制变量生成部件，配置为根据该曲率获取部件获取的该曲率和该强度获取部件获取的该信号强度生成该控制变量信号。3.如权利要求2所述的模数转换设备，其中该强度获取部件包括绝对值获取部件，配置为获取该第一信号的绝对值信号，和第一微分器，配置为微分由该绝对值获取部件获取的该绝对值信号，以获取该输入模拟信号的信号强度，该曲率获取部件包括第一除法器，配置为将该第二信号除以该第一信号，以获取变量比信号，和第二微分器，配置为微分由该第一除法器获取的该变量比信号，以获取取决于该输入模拟信号的信号强度的曲率，和该控制变量生成部件包括第二除法器，配置为将该第二微分器获取的该曲率除以由该第一微分器输出的该信号强度，以生成该控制变量信号。4.如权利要求1所述的模数转换设备，还包括：滤波器，配置为对从该非线性检测部件输出的该控制变量信号执行滤波处理，以便将结果的信号作为不依赖于噪声的控制变量信号供应给该第一非线性补偿部件和该第二非线性补偿部件。5.如权利要求1所述的模数转换设备，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：植野洋介，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：