專利名稱：用于切換式電容器σ-δ調(diào)制器的2階段增益校準(zhǔn)與縮放方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，特定來(lái)說(shuō)涉及Σ -Δ調(diào)制器，且更特定來(lái)說(shuō)涉及一種在無(wú)對(duì)轉(zhuǎn)換時(shí)間的懲罰的情況下減小由于Σ-Δ調(diào)制器中不匹配電容器的影響所致的增益誤差的方式。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)在用于消費(fèi)型應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用等的電子器件中廣泛使用。通常，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包含用于接收模擬輸入信號(hào)并輸出與所述模擬輸入信號(hào)成比例的數(shù)字值的電路。此數(shù)字輸出值通常呈并行字或串行數(shù)字位串的形式。存在許多類型的模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換方案，例如電壓/頻率轉(zhuǎn)換、電荷再分布、Δ調(diào)制以及其它方案。通常，這些轉(zhuǎn)換方案中的每一者均具有其優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)。已經(jīng)歷日益增加的使用的一種類型的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器為切換式電容器Σ -Δ轉(zhuǎn)換器。圖IA展示Σ -AADC的原理框圖。環(huán)路濾波器10接收模擬輸入值且連接到量化器20。所述量化器可產(chǎn)生單位輸出或在其它實(shí)施例中可操作以產(chǎn)生可編碼于η位的位流中的多個(gè)相異輸出電平。將此單位輸出或η位的位流反饋到DAC 30,DAC 30產(chǎn)生饋送到環(huán)路濾波器10的輸出信號(hào)。在Σ -Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)中，位流(1位或多位)通常接著由數(shù)字抽取濾波器處理以產(chǎn)生表示輸入信號(hào)的經(jīng)抽取較高分辨率數(shù)字字。在Σ-Δ轉(zhuǎn)換器中使用的任何高階Σ -Δ調(diào)制器的穩(wěn)定輸入范圍限制于參考電壓的一分?jǐn)?shù)。在此穩(wěn)定輸入范圍之外，誤差變得非常大且調(diào)制器給出錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，信號(hào)必須衰減以保持在此穩(wěn)定輸入范圍中(S/R< 1)，其中S為信號(hào)電壓且R為參考電壓。最小衰減取決于調(diào)制器階數(shù)及DAC中的電平數(shù)目，其通常為具有較大調(diào)制器階數(shù)且具有較低數(shù)目個(gè)DAC電平的較大衰減。為了實(shí)現(xiàn)最終增益1，可在數(shù)字區(qū)段中補(bǔ)償信號(hào)衰減。圖IB展示取決于三階1位Σ -Δ調(diào)制器的經(jīng)正規(guī)化差分輸入值的量化噪聲的分布的實(shí)例。此處， 輸入信號(hào)必須衰減到標(biāo)稱值的2/3以確保低噪聲。高于此范圍，調(diào)制器就變得不穩(wěn)定。在Δ- Σ調(diào)制器的環(huán)路濾波器內(nèi)部的電容器(或用于差分電壓的電容器對(duì))上對(duì)輸入及DAC電壓進(jìn)行取樣。然而，如果這些電壓是在不同電容器上取樣的，那么電容器的不匹配誤差將在Σ - AADC的輸出結(jié)果上產(chǎn)生增益誤差。為了防止此不匹配，解決方案之一是在相同電容器上對(duì)信號(hào)及DAC電壓進(jìn)行取樣，以此方式不存在不匹配誤差且消除了增益誤差。然而，由于需要以S/R< 1比率按比例縮放輸入，因此針對(duì)信號(hào)及DAC電壓的電容器的大小必須不同。此技術(shù)的其它缺點(diǎn)是，無(wú)法在一個(gè)電容器上對(duì)兩個(gè)電壓進(jìn)行取樣，因此輸入信號(hào)及DAC電壓的取樣必須一個(gè)接一個(gè)地完成，從而導(dǎo)致4階段系統(tǒng)2個(gè)階段用以取樣及傳送來(lái)自輸入信號(hào)的電荷，且接著2個(gè)階段用以取樣及傳送來(lái)自DAC電壓的電荷。此4階段系統(tǒng)較不高效，因?yàn)槿邮沁B續(xù)完成的且消耗比在并行完成DAC電壓及輸入電壓取樣的情況下更多的時(shí)間。Σ-Δ調(diào)制器的當(dāng)今技術(shù)水準(zhǔn)為實(shí)現(xiàn)低百萬(wàn)分率(ppm)水平的增益誤差且減少用于對(duì)DAC及輸入信號(hào)電壓進(jìn)行取樣的電容器的不匹配的影響，將取樣電容器劃分成R個(gè)群組的相同大小電容器。在每一取樣時(shí)，在前兩個(gè)階段期間使用若干個(gè)電容器群組S(其中 S ^ R)取樣及傳送輸入信號(hào)電壓。同時(shí)，R-S個(gè)電容器群組正對(duì)共模電壓信號(hào)(或單端電路的接地)進(jìn)行取樣，所述信號(hào)對(duì)所傳送總電荷的貢獻(xiàn)為零。在最后兩個(gè)階段期間使用所有R個(gè)電容器群組來(lái)取樣及傳送DAC電壓。此處通過(guò)使用此技術(shù)良好地實(shí)現(xiàn)S/R比率。為了使不匹配效應(yīng)最小化，以某一序列在每一取樣時(shí)在R個(gè)群組當(dāng)中不同地選擇S個(gè)電容器群組，使得所有R個(gè)電容器群組在某一時(shí)間周期之后已對(duì)輸入信號(hào)取樣相同量的次數(shù)。此序列是使輸入電容器(對(duì)輸入電壓進(jìn)行取樣的電容器)旋轉(zhuǎn)以對(duì)不匹配誤差求平均，且如果針對(duì)某一量的取樣完成平均值，那么此技術(shù)可將增益誤差顯著減小到低的PPm水平。然而，每取樣需要四個(gè)步驟(階段)限制Σ -Δ調(diào)制器的取樣速率，及/或需要 Σ -Δ調(diào)制器的更加快速的操作速度(更快速計(jì)時(shí)及更高頻率操作組件，其功率使用隨之增加)以在所要的時(shí)間幀中完成信號(hào)轉(zhuǎn)換。因此，需要一種Σ -Δ調(diào)制器，其具有可使用僅兩個(gè)階段而非四個(gè)階段的較快速取樣速率且具有較小功率消耗同時(shí)維持非常低的增益誤差(2個(gè)階段是可實(shí)現(xiàn)的最小數(shù)目，因?yàn)樾枰斎胩幍碾姾傻娜蛹皞魉?。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一實(shí)施例，一種Σ -Δ調(diào)制器可包括多個(gè)電容器對(duì)；多個(gè)開關(guān)，其用以將來(lái)自所述多個(gè)電容器對(duì)的任一對(duì)電容器選擇性地耦合到輸入信號(hào)或參考信號(hào)；及控制構(gòu)件， 其可操作以通過(guò)所述開關(guān)控制取樣以在兩個(gè)階段中執(zhí)行電荷傳送，其中任一對(duì)電容器可經(jīng)選擇以指派給所述輸入信號(hào)或所述參考信號(hào)，其中在多個(gè)電荷傳送之后，通過(guò)使所述電容器對(duì)循環(huán)地旋轉(zhuǎn)來(lái)執(zhí)行增益誤差消除，使得在一旋轉(zhuǎn)循環(huán)之后，每一電容器對(duì)已被指派給所述輸入信號(hào)第一預(yù)定次數(shù)且還已被指派給所述參考信號(hào)第二預(yù)定次數(shù)。根據(jù)另一實(shí)施例，所述Σ -Δ調(diào)制器可進(jìn)一步包括用以將共模電壓選擇性地耦合到選定對(duì)的電容器的開關(guān)。根據(jù)另一實(shí)施例，所述Σ -Δ調(diào)制器可包括多個(gè)輸入級(jí)，每一級(jí)包括與若干開關(guān)相關(guān)聯(lián)的一電容器對(duì)且接收所述輸入信號(hào)、所述參考信號(hào)及所述共模電壓。根據(jù)另一實(shí)施例，所述參考信號(hào)可由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器提供。根據(jù)另一實(shí)施例，所述參考信號(hào)還可由電壓參考源提供，且每一輸入級(jí)包括由所述控制構(gòu)件控制的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。根據(jù)另一實(shí)施例，所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器可為單位或多位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其中所述DAC的輸出值控制所述將所述輸入信號(hào)或所述參考信號(hào)分別指派給至少一對(duì)電容器，使得針對(duì)序列取樣的相同DAC輸出值，根據(jù)預(yù)定義的旋轉(zhuǎn)循環(huán)序列而依序?qū)⑺鲚斎胄盘?hào)指派給所述多個(gè)電容器對(duì)中的不同對(duì)，且將所述參考信號(hào)依序指派給所述多個(gè)電容器對(duì)中的相應(yīng)其它對(duì)。 根據(jù)另一實(shí)施例，針對(duì)電荷傳送，在充電階段期間，在一對(duì)電容器的一側(cè)上耦合輸入信號(hào)或參考信號(hào)并在所述對(duì)電容器的另一側(cè)上耦合共用接地電位，且在傳送階段期間，將所述對(duì)電容器的所述一側(cè)彼此連接或者與經(jīng)反相的輸入或參考信號(hào)耦合。根據(jù)另一實(shí)施例，針對(duì)零電荷，在充電階段期間，將所述對(duì)電容器的一側(cè)彼此連接并在所述對(duì)電容器的另一側(cè)上耦合所述共用接地電位，且在傳送階段期間，再次將所述對(duì)電容器的所述一側(cè)彼此連接。根據(jù)另一實(shí)施例，所述Σ "Δ調(diào)制器還可包括兩對(duì)以上電容器，其中增益是通過(guò)指派給所述輸入信號(hào)的電容器對(duì)的數(shù)目與指派給所述參考信號(hào)的對(duì)的數(shù)目的比率而實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)另一實(shí)施例，所述Σ "Δ調(diào)制器還可包括通過(guò)可控切換網(wǎng)絡(luò)與所述輸入級(jí)的輸出耦合的差分運(yùn)算放大器。根據(jù)另一實(shí)施例，所述Σ -Δ調(diào)制器可進(jìn)一步包括可選擇性地切換到所述差分放大器的負(fù)或正反饋環(huán)路中的第一及第二反饋電容器。根據(jù)另一實(shí)施例，一種使用多個(gè)電容器對(duì)在Σ -Δ調(diào)制器中執(zhí)行電荷傳送的方法可包括提供至少兩個(gè)電容器對(duì)以指派給輸入信號(hào)及參考信號(hào)；通過(guò)組合所述輸入信號(hào)的取樣與至少一個(gè)電容器對(duì)且并行地組合所述參考信號(hào)的取樣與至少另一個(gè)電容器對(duì)來(lái)執(zhí)行取樣，其中在兩個(gè)階段中執(zhí)行取樣；針對(duì)后面的取樣使所述電容器對(duì)旋轉(zhuǎn)，以便在多個(gè)取樣之后執(zhí)行增益誤差消除，其中在一旋轉(zhuǎn)循環(huán)之后，每一電容器對(duì)已被指派給所述輸入信號(hào)第一預(yù)定次數(shù)且還已被指派給所述參考信號(hào)第二預(yù)定次數(shù)。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，在第一取樣期間，使用第一電容器對(duì)在充電階段及傳送階段中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，且使用第二電容器對(duì)在充電階段及傳送階段中與所述輸入信號(hào)并行地對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行取樣；在后面的取樣期間，使用所述第二電容器對(duì)在充電階段及傳送階段中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，且使用所述第一電容器對(duì)在充電階段及傳送階段中與所述輸入信號(hào)并行地對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行取樣。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述方法可進(jìn)一步包括將每一對(duì)電容器與以下各項(xiàng)中的一者耦合正輸入信號(hào)線、負(fù)輸入信號(hào)線、正參考信號(hào)線、負(fù)參考信號(hào)線及共用接地電位。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，針對(duì)電荷傳送，在充電階段期間，可在一對(duì)電容器的以其它方式與共用接地電位耦合的一側(cè)上連接所述輸入信號(hào)或參考信號(hào)，且在傳送階段期間，將所述對(duì)電容器的所述一側(cè)彼此連接或?qū)⑺鲆粋?cè)與經(jīng)反相的輸入或參考信號(hào)耦合。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，針對(duì)零電荷傳送，在充電階段期間，將一對(duì)電容器的一側(cè)彼此連接并在所述對(duì)電容器的另一側(cè)上連接所述共用接地電位，且在傳送階段期間，再次將所述對(duì)電容器的所述一側(cè)彼此連接。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，可提供兩個(gè)以上電容器對(duì)，所述方法可包括以下步驟在第一取樣期間，從多個(gè)電容器對(duì)中選擇第一子集電容器對(duì)以用于在充電階段及傳送階段中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，并從所述多個(gè)電容器對(duì)的剩余電容器對(duì)中選擇第二子集以用于在充電階段及傳送階段中與所述輸入信號(hào)并行地對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行取樣；針對(duì)后面的取樣重復(fù)所述步驟，其中選擇不同于先前所選擇的第一及第二子集的另一第一及第二子集電容器對(duì)。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，可提供兩個(gè)以上電容器對(duì)，所述方法可包括以下步驟確定所述Σ -Δ調(diào)制器中的數(shù) /模轉(zhuǎn)換器級(jí)的輸出值；針對(duì)每一輸出值在第一取樣期間，當(dāng)所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生所述輸出值時(shí)，從多個(gè)電容器對(duì)中選擇第一子集電容器對(duì)以用于在充電階段及傳送階段中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，并從所述多個(gè)電容器對(duì)的剩余電容器對(duì)中選擇第二子集以用于在充電階段及傳送階段中與所述輸入信號(hào)并行地對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行取樣；針對(duì)后面的取樣重復(fù)所述步驟，在此期間所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生所述輸出值，其中根據(jù)所述輸出值的預(yù)定序列而選擇不同于先前所選擇的第一及第二子集的另一第一及第二子集電容器對(duì)。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述第一子集可包括多個(gè)電容器對(duì)，且所述第二子集可包括來(lái)自所述兩個(gè)以上電容器對(duì)的所述剩余電容器對(duì)。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，可通過(guò)指派給所述輸入信號(hào)的電容器對(duì)的數(shù)目與指派給所述參考信號(hào)的對(duì)的數(shù)目的比率來(lái)實(shí)現(xiàn)增益。


圖IA展示Σ -Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的一般框圖；圖IB展示圖IA的Σ -Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的典型量化噪聲分布對(duì)輸入信號(hào)與參考信號(hào)的比率，所述轉(zhuǎn)換器具有三階環(huán)路及單位DAC ；圖2展示供在使用執(zhí)行增益縮放與增益誤差消除的2階段算法的Σ -AADC中使用的差分電壓前端級(jí)的一般實(shí)施例；圖3Α展示供在使用執(zhí)行增益縮放與增益誤差消除的2階段算法的Σ -AADC中使用的差分電壓前端級(jí)的第一更詳細(xì)實(shí)施例；圖;3Β展示供在使用執(zhí)行增益縮放與增益誤差消除的2階段算法的Σ -AADC中使用的差分電壓前端級(jí)的第二更詳細(xì)實(shí)施例，其中電壓參考直接連接到切換輸入級(jí)且其中切換輸入級(jí)在內(nèi)部執(zhí)行DAC功能；圖4展示在不同的可能模擬輸入電壓當(dāng)中進(jìn)行選擇以在單位電容器上取樣的切換輸入級(jí)單元的的典型實(shí)施例；圖fe到證展示在執(zhí)行增益縮放與增益誤差消除的2階段算法中對(duì)應(yīng)于輸入級(jí)處的每一可能電荷傳送的開關(guān)命令的不同時(shí)序圖；圖6展示在每一級(jí)的可能狀態(tài)的不同實(shí)例的情況下輸入切換級(jí)的狀態(tài)的循環(huán)表示(在此表示中輸入級(jí)的數(shù)目限制5)；圖7展示用以執(zhí)行2階段增益縮放與增益誤差消除的不取決于DAC輸入狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)算法的實(shí)例；圖fe及8b展示用以執(zhí)行2階段增益縮放與增益誤差消除但取決于DAC輸入狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)算法的另一實(shí)例；圖9展示取決于DAC狀態(tài)(DAC輸入相依算法)且執(zhí)行增益縮放與增益誤差消除的旋轉(zhuǎn)算法的狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)各種實(shí)施例，可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)一種可每一取樣使用僅兩個(gè)階段而非四個(gè)階段且具有較小功率消耗(由于對(duì)調(diào)制器中存在的放大器的帶寬的要求較不嚴(yán)格)同時(shí)維持PPm范圍中的非常低增益誤差的Σ -Δ調(diào)制器在調(diào)制器的前端級(jí)中的不同電容器集合上同時(shí)并行地對(duì)DAC信號(hào)及輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，且使用經(jīng)定義的算法在每一取樣時(shí)使這些電容器旋轉(zhuǎn)以對(duì)不匹配誤差求平均。同時(shí)并行地對(duì)DAC信號(hào)及輸入信號(hào)進(jìn)行取樣使得能夠從四個(gè)階段減少到兩個(gè)階段，且旋轉(zhuǎn)算法通過(guò)調(diào)制器環(huán)路中的積分而確保在某一數(shù)目個(gè)取樣之后的恰當(dāng)增益誤差消除。根據(jù)本發(fā)明的教示內(nèi)容，在每一取樣時(shí)使電容器旋轉(zhuǎn)意味著指派不同的電容集合傳送來(lái)自不同輸入信號(hào)(ADC輸入、DAC輸出或共模電壓)的電荷且在已完全傳送所述電荷之后的每一取樣之間改變此指派。根據(jù)本發(fā)明的教示內(nèi)容，為了執(zhí)行呈形式S/R的縮放因子，必須將輸入級(jí)取樣電容器分成N個(gè)單位大小電容器，使得在每一取樣時(shí)將選擇S個(gè)單位大小電容器的群組以從輸入信號(hào)傳送電荷，將選擇R個(gè)單位大小電容器的群組以從DAC傳送電荷，且如果單位電容器的總數(shù)N高于R+S那么將選擇電容器中的剩余部分以從共模信號(hào)傳送電荷，且那么所述剩余部分將不會(huì)給前端級(jí)中所傳送及積分的總電荷帶來(lái)任何貢獻(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的教示內(nèi)容，基本電容器的指派的旋轉(zhuǎn)可遵循為如下的任何算法導(dǎo)致在任何取樣時(shí)遵守縮放因子S/R(始終針對(duì)輸入指派S個(gè)電容器且針對(duì)DAC指派R個(gè)電容器)且確保給輸入的指派的數(shù)目除以給DAC的指派的數(shù)目的比率在某一數(shù)目個(gè)取樣之后在每一電容器上趨于S/R。根據(jù)本發(fā)明的教示內(nèi)容，此旋轉(zhuǎn)的目的是在調(diào)制器中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的S/R增益且克服單位大小電容器之間的模擬過(guò)程所固有的不匹配誤差。在于每一循環(huán)之間不使電容器對(duì)旋轉(zhuǎn)的情況下，S/R比率的準(zhǔn)確度將限制于大約0.1%的典型值。相比之下，通過(guò)使電容器旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換可甚至借助簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)算法也達(dá)到PPm水平的準(zhǔn)確度，只要平均來(lái)說(shuō)取樣電容器中的每一者被指派給輸入信號(hào)是被指派給DAC的S/R倍即可?？稍赗+S個(gè)取樣中完成用于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確S/R比率的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)算法，其中在每一取樣時(shí)將S個(gè)電容器指派給輸入信號(hào)且將R個(gè)電容器指派給DAC信號(hào)。如果將電容器命名為C1、 (VCK+S，那么在第一取樣內(nèi)針對(duì)輸入信號(hào)指派選擇的S個(gè)電容器可僅為電容器，其中的剩余部分被指派給DAC。在第二取樣時(shí)，電容器(VCp1將被指派給輸入且CS+2 "CK+S及 C1將被指派給DAC，等等。在第R+S取樣時(shí)，將CK+S及(V·· Cs_i指派給輸入且將(V·· CkI1指派給DAC?？傆?jì)，每一電容器在R+S個(gè)取樣的時(shí)間周期期間已經(jīng)歷輸入指派S次且經(jīng)歷DAC 指派R次，此在輸入與DAC電荷傳送之間引起S/R的縮放因子。如果認(rèn)為在旋轉(zhuǎn)算法期間輸入是穩(wěn)定的(認(rèn)為輸入信號(hào)帶寬比取樣頻率低得多， 在Σ -AADC中通常為如此情況)，那么即使電容器在其之間具有不匹配誤差由這R+S個(gè)周期引起的增益縮放也為S/R，這是因?yàn)槊恳浑娙萜鳈z驗(yàn)輸入與DAC指派之間的S/R比率。然而，如果在旋轉(zhuǎn)算法期間DAC不取得相同輸入(S卩，在Σ -Δ調(diào)制器中位流不恒定)，那么由于在每一取樣時(shí)所傳送的電荷還取決于DAC輸入且由于位流與DAC電容器指派算法不相關(guān)，因此可引起非線性誤差。為了克服此問題，根據(jù)各種實(shí)施例，可使用DAC相依算法使得旋轉(zhuǎn)算法確保針對(duì)每一 DAC輸入值在每一電容器上的電容器指派都實(shí)現(xiàn)S/R比率。此導(dǎo)致較長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)算法且將可能狀態(tài)的數(shù)目乘以可能DAC電平的數(shù)目，但會(huì)校正任何非線性影響。為了最優(yōu)的增益誤差消除，根據(jù)各種實(shí)施例，導(dǎo)致輸入與DAC之間的電容器指派的S/R比率的每一旋轉(zhuǎn)算法應(yīng)在模/數(shù)轉(zhuǎn)換所允許的數(shù)目個(gè)取樣內(nèi)完成。然而，此條件可很少達(dá)到，這是因?yàn)槊哭D(zhuǎn)換固定數(shù)目個(gè)取樣及可為位流相依且導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)且所進(jìn)行的取樣的理想數(shù)目為S+R的倍數(shù)。在大多數(shù)情況下，每轉(zhuǎn)換的取樣數(shù)目(過(guò)取樣比率0SR)與完成旋轉(zhuǎn)并完全消除增益誤差的取樣數(shù)目(通常為R+幻之間的比率并非整數(shù)且導(dǎo)致增益誤差的余數(shù)，此余數(shù)為小的，只要此比率為大的。在此情況下，增益誤差仍減小大的倍數(shù)但并不被完全消除，增益誤差減小隨著OSR變大而趨于更大。使用每轉(zhuǎn)換僅兩個(gè)階段而非四個(gè)階段使調(diào)制器的吞吐速率加倍或需要調(diào)制器中的放大器的單位增益帶寬的一半，因此減少操作功率要求。迄今為止，對(duì)信號(hào)及參考使用同一電容器集合的兩階段轉(zhuǎn)換循環(huán)限制于針對(duì)其信號(hào)與參考共享同一接地的單端調(diào)制器或針對(duì)其信號(hào)與參考具有完全相同的共模的差分調(diào)制器。通常已知單端解決方案遭受不良電源抑制且不再使用所述方案。此外，兩階段轉(zhuǎn)換循環(huán)解決方案限制于單極電壓，除非提供充分準(zhǔn)確的+Vkef及-Vkef電壓。然而，其中信號(hào)與參考電壓具有完全相同的共模電壓的應(yīng)用是稀有的。因此，對(duì)信號(hào)及參考使用同一電容器集合的常規(guī)兩階段轉(zhuǎn)換循環(huán)導(dǎo)致僅僅勉強(qiáng)夠格的性能。根據(jù)本發(fā)明的教示內(nèi)容，此處所描述的增益誤差消除算法在每一轉(zhuǎn)換內(nèi)發(fā)生且不需要執(zhí)行額外取樣時(shí)間或額外轉(zhuǎn)換。與消除給定外部條件集合(溫度、電源電壓…)的增益誤差但在條件變化時(shí)需要再次執(zhí)行的簡(jiǎn)單數(shù)字校準(zhǔn)相比，此技術(shù)允許隨著條件改變而不斷地消除增益誤差，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)換過(guò)程內(nèi)消除“即時(shí)地”發(fā)生。圖IA展示Σ -Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的一般框圖，其中輸入信號(hào)與DAC輸出信號(hào)可為差分信號(hào)，環(huán)路濾波器可并入有一個(gè)或多個(gè)反饋或前饋環(huán)路。輸入信號(hào)始終帶有正號(hào)，且DAC 帶有負(fù)號(hào)，因?yàn)槠涑洚?dāng)反饋以便使Σ -Δ環(huán)路穩(wěn)定。圖IB展示圖IA的Σ - Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(所述轉(zhuǎn)換器具有三階環(huán)路及單位DAC) 的典型量化噪聲分布對(duì)輸入信號(hào)與參考信號(hào)的比率，其證實(shí)在輸入處需要縮放因子以確保調(diào)制器在整個(gè)輸入動(dòng)態(tài)范圍上的穩(wěn)定性。圖2展示供在使用旋轉(zhuǎn)電容器的Σ -Δ調(diào)制器中使用的前端的第一一般實(shí)施例。 此處，將差分輸入信號(hào)ν ΝΡ、νΜ、差分參考信號(hào)VKEFP、Veefm及共模電壓Vqi饋送到輸入切換單元101。切換單元101包括相應(yīng)開關(guān)及多個(gè)電容器對(duì)或一電容器對(duì)集合以對(duì)去往相應(yīng)電容器的輸入信號(hào)、參考信號(hào)或共模電壓進(jìn)行取樣，如下文將更詳細(xì)解釋。切換單元101可包括可連接到單元101的輸出的多個(gè)電容器對(duì)。在一個(gè)實(shí)施例中，切換單元101可包括兩對(duì)電容器，其中每一對(duì)可耦合到輸入信號(hào)、參考信號(hào)或共模電壓。然而，可提供更多電容器對(duì)。單元 101可操作以從集合中選擇相應(yīng)對(duì)以連接到輸入信號(hào)、參考信號(hào)或共模電壓，此取決于由切換控制單元110提供的控制信號(hào)。切換單元101提供單個(gè)差分輸出信號(hào)，可通過(guò)另一切換網(wǎng)絡(luò)(舉例來(lái)說(shuō)，開關(guān)105及109)將所述單個(gè)差分輸出信號(hào)饋送到差分放大器140，如下文將關(guān)于圖3A及;3B更詳細(xì)地解釋。存在提供單元101中的電容器的耦合的許多方式。因此，切換控制單元150產(chǎn)生與所必需的一樣多的控制信號(hào)以控制單元101中的開關(guān)。舉例來(lái)說(shuō)，如果單元101包含10個(gè)開關(guān)，那么控制單元110可產(chǎn)生10個(gè)不同信號(hào)。然而，如果以互補(bǔ)方式控制某些開關(guān)(此意味著當(dāng)一個(gè)開關(guān)接通時(shí)，另一開關(guān)始終關(guān)斷且反之亦然)， 那么可由控制單元110產(chǎn)生較少控制信號(hào)，且切換單元101可包含相應(yīng)反相器以從共用控制信號(hào)產(chǎn)生必需的控制信號(hào)。圖3A展示供在使用2階段縮放與增益誤差消除算法的Σ -Δ調(diào)制器中使用的差分電壓前端的第一更詳細(xì)實(shí)施例。同樣，前端級(jí)100是既定為圖IA中的環(huán)路濾波器10的前端的積分器級(jí)。此積分器級(jí)的結(jié)構(gòu)是經(jīng)典的，因?yàn)槠錇橛珊蟾哂蟹答侂娙萜?30a及130b 的差分運(yùn)算放大器140的切換式輸入電容器級(jí)101構(gòu)成的傳統(tǒng)差分結(jié)構(gòu)，反饋電容器130a 及130b存儲(chǔ)在輸入電容器上取樣的電荷并對(duì)所述電荷進(jìn)行積分。開關(guān)107a、107b、108a及 108b在處于復(fù)位模式中時(shí)對(duì)存儲(chǔ)于反饋電容器上的電荷進(jìn)行復(fù)位，而開關(guān)106a及106b在處于操作中時(shí)維持開關(guān)107與108中間的固定共模電壓νΜ(在塊外部產(chǎn)生)以避免穿過(guò)其的泄漏電流。所述開關(guān)所必需的所有計(jì)時(shí)及控制信號(hào)均由切換控制塊110提供。每一取樣由兩個(gè)階段Pl及P2 (Pl為取樣階段且P2為傳送階段)構(gòu)成，所述兩個(gè)階段由用于移除電荷注入問題的非重疊延遲分離。在階段Pi上，接通開關(guān)10如、10恥及 105c，從而在塊101的輸出處強(qiáng)制共模電壓。在此階段期間，關(guān)斷開關(guān)109a及109b。接著， 在非重疊延遲之后，在存在于切換輸入塊101內(nèi)部的輸入電容器104a、104b上對(duì)輸入電壓進(jìn)行取樣。在另一非重疊延遲之后，在階段P2上，關(guān)斷105a、105b及105c且可在階段P2 上對(duì)另一輸入電壓進(jìn)行取樣。接著，接通開關(guān)109a及109b，且所取樣的電荷借助差分放大器140而傳送到電容器130a及130b并實(shí)現(xiàn)所要的積分功能。根據(jù)各種實(shí)施例，將Σ - Δ ADC差分輸入信號(hào)Vin = Vinp-V皿、差分DAC輸出(Vdac = Vdacp-Vdacm)及共模信號(hào)VCM饋送到包括Ν(Ν為整數(shù))個(gè)輸入級(jí)102的輸入切換式電容單元 101，這些級(jí)中的每一者由后跟以差分方式連接的等值電容器集合10 及104b的切換輸入級(jí)103構(gòu)成。這些級(jí)103中的每一者由切換控制塊110獨(dú)立控制。在每一取樣時(shí)，這些輸入級(jí)指派模擬電壓(VIN、VDAC或Vqi)中的一者以在電容器10 及104b上取樣并傳送到電容器130a及130b。此指派的選擇在切換控制塊110中界定且遵循可在每一取樣時(shí)使其變化的旋轉(zhuǎn)算法。為了在此輸入級(jí)中實(shí)現(xiàn)縮放因子S/R，在每一取樣時(shí)，指派數(shù)目S個(gè)輸入級(jí)以在 104a、104b對(duì)應(yīng)電容器上的取樣期間對(duì)ADC輸入進(jìn)行取樣，且指派R個(gè)輸入級(jí)以對(duì)DAC輸出進(jìn)行取樣，所述級(jí)中的剩余部分連接到共模電壓V。M，使得其在傳送階段期間不貢獻(xiàn)任何額外電荷。所有電容器10 及104b為并聯(lián)的，在所有電容器具有相同單位電容C的情況下所取樣的總電荷等于C*S*VIN-C*R*VDAe = R*C* (S/R*Vin-Vdac)，此展示在輸入級(jí)100的此實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)輸入與DAC所取樣電荷之間的S/R縮放因子。為進(jìn)一步簡(jiǎn)單起見，N-(R+S) 個(gè)未用的電容器(傳送零電荷)在整個(gè)轉(zhuǎn)換期間將僅被指派給VCM。所述未用的電容器將僅在需要另一縮放因子的情況下使用且其將不為旋轉(zhuǎn)算法的一部分。由于電容104具有由于模擬過(guò)程所致的不匹配誤差，因此用于DAC或輸入信號(hào)電荷傳送的R+S個(gè)電容器的每一電容值可寫成Ci = C+ei，其中ei是第i個(gè)電容器的不匹配誤差。此處，所有R+S個(gè)電容器上的誤差ei的和等于0(如果其并非此情況，那么可通過(guò)改變C的值而始終返回到此情況)。和C*S*VIN-C*R*VDAe將被修改為C*S*VIN-C*R*VDAe+(ei+… +es)*VIN-(^+廣…*VDAe。最后的兩個(gè)項(xiàng)表示由于電容器的不匹配而傳送的電荷誤差。 應(yīng)注意，此電荷取決于三個(gè)項(xiàng)目輸入信號(hào)、DAC輸出信號(hào)及用以對(duì)輸入信號(hào)或DAC信號(hào)進(jìn)行取樣的R+S個(gè)電容器104的重新分配(或指派)的選擇。由于認(rèn)為在每一取樣期間輸入為穩(wěn)定的(或處于比取樣頻率低得多的頻率下)，因此保持對(duì)僅兩個(gè)變量求平均以便實(shí)現(xiàn)可從在轉(zhuǎn)換期間傳送的電荷總和中消除的電荷誤差。關(guān)于圖2及圖3A、3B，在每一取樣時(shí)，由切換控制塊110控制的旋轉(zhuǎn)算法確保將S 個(gè)切換級(jí)指派給ADC輸入、將R個(gè)級(jí)指派給DAC輸出且將N- (R+S)個(gè)級(jí)指派給共模且此指派變化，使得平均來(lái)說(shuō)在充足量的取樣內(nèi)，每一級(jí)中有效地用于對(duì)電荷進(jìn)行取樣的電容器 104a及104b (舍棄可一直連接到電荷傳送貢獻(xiàn)為零的共模電壓的電容器)已被指派對(duì)信號(hào)進(jìn)行取樣是被指派對(duì)DAC電壓進(jìn)行取樣的S/R倍。如果認(rèn)為在旋轉(zhuǎn)算法期間DAC電壓為穩(wěn)定的，那么使用所有誤差項(xiàng)的和等于0的性質(zhì)，在電荷傳送中誤差項(xiàng)的所有排列內(nèi)的和在旋轉(zhuǎn)循環(huán)結(jié)束時(shí)將等于零。
舉例來(lái)說(shuō)，以簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)及S/R縮放因子，在1號(hào)取樣中，ei*VIN" s*VIN為相對(duì)于輸入信號(hào)的誤差項(xiàng)，且％+1*VDA?！璭s+K*VDA。為相對(duì)于DAC信號(hào)的誤差項(xiàng)，可將誤差項(xiàng)寫為先前所陳述的(ej··· +s)*VIN_(^+廣…*VDAC。在第二取樣中，將每一電容器的指派移位一個(gè)計(jì)數(shù)，使得可將誤差項(xiàng)寫成(e2+…+es+1)*VIN-(es+2+…+es+K+ei)*VDAe。在第R+S個(gè)取樣時(shí)，可將誤差項(xiàng)寫成(eE+s+ei- +es_i) *VIN_ (es+…+ ^) *VDAC。在此情況下(假定Vin及Vdac為常數(shù))，在R+S個(gè)取樣之后電荷誤差項(xiàng)的總和為S* (ei+…*Vin-R* (ei+…*VDAC，由于誤差ei的和等于零，因此所述總和等于零。此證實(shí)，當(dāng)DAC穩(wěn)定時(shí)，電容器104的指派的簡(jiǎn)單循環(huán)移位當(dāng)在輸入處需要DAC與輸入信號(hào)之間的縮放因子S/R時(shí)僅R+S個(gè)取樣之后就消除由電容器不匹配引起的增益誤差。為了在DAC輸入不穩(wěn)定(此為一般情況)時(shí)克服可能的非線性問題，此旋轉(zhuǎn)算法可經(jīng)增強(qiáng)以取決于DAC輸入電平，使得針對(duì)對(duì)應(yīng)于DAC輸出電壓VDAek的每一不同輸入電平 k(或位流狀態(tài))，將應(yīng)用遵循與上文相同的規(guī)則的單獨(dú)循環(huán)旋轉(zhuǎn)算法，因?yàn)樵诖藛为?dú)算法內(nèi)，現(xiàn)在可認(rèn)為DAC電壓是恒定的。在此情況下，只有在單獨(dú)地消除與每一 VDAa相關(guān)的所有誤差項(xiàng)的情況下才可消除總誤差項(xiàng)。在任一情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)換包含足夠大數(shù)目個(gè)取樣時(shí)(當(dāng)0SR>> (S+R)*nlev時(shí)，其中nlev為DAC中的可能電平的數(shù)目，OSR為過(guò)取樣速率或每轉(zhuǎn)換的取樣總數(shù))，就所傳送的總電荷來(lái)說(shuō)可忽略誤差項(xiàng)使得整體增益誤差現(xiàn)在達(dá)到所要的低PPm誤差水平。圖;3B表示其中DAC功能直接由N個(gè)切換輸入級(jí)103執(zhí)行的相同輸入級(jí)100。這些級(jí)連接到在輸入級(jí)100外部產(chǎn)生的差分電壓參考源。此處切換輸入級(jí)103簡(jiǎn)單地由連接到差分電壓參考的DAC及可在DAC的輸出、ADC差分模擬輸入信號(hào)與共模電壓之間切換的模擬多路復(fù)用器構(gòu)成。積分器的剩余部分類似于圖2，且此塊以與圖2相同的方式執(zhí)行2階段縮放與增益誤差消除旋轉(zhuǎn)算法。圖4表示可在圖3A及圖:3B兩者中使用以便實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入取樣電容器104的電壓指派的切換輸入級(jí)103的可能實(shí)施例。按照第7102558號(hào)美國(guó)專利“用于切換式電容器Σ-Δ 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的五電平反饋數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(Five-level feed-back digital-to-analog converter for a switched capacitor sigma-delta analog-to-digital converter)，，的教示內(nèi)容，此電路還可用作具有多達(dá)五個(gè)輸出電平的DAC。此電路為簡(jiǎn)單的差分模擬多路復(fù)用器且通常可指派選自V。M、VINP、VM、VKEFP、V_的輸入信號(hào)到輸出OUTM及OUTP的任一耦合，其中具有將輸出OUTP與OUTM短接在一起的可能性。所有開關(guān)命令均由切換控制塊110 與對(duì)信號(hào)進(jìn)行取樣并將所述信號(hào)傳送到積分器輸出所必需的兩個(gè)階段同步地產(chǎn)生。在圖4中，OUTP信號(hào)可分別通過(guò)開關(guān)210a、220a、230a、240a、250a連接到電壓VCM、 VINP> Vinm, Veefp, Vkefm。當(dāng)這些開關(guān)中的任一者接通時(shí)，所有其它開關(guān)關(guān)斷以避免模擬輸入之間的短路。同時(shí)，OUTM信號(hào)可分別通過(guò)開關(guān)210b、230b、220b、250b、M0b連接到電壓VCM、 Vinp、Vm、Vkefp、Vkefm。類似地，當(dāng)這些開關(guān)中的任一者接通時(shí)，所有其它開關(guān)關(guān)斷以避免不同模擬輸入之間的短路。開關(guān)260可將兩個(gè)輸出OUTM與OUTP短接在一起。在此情況下，開關(guān)210可取決于OUTM及OUTP信號(hào)是否需要連接到Vqi電壓而關(guān)斷或接通。在復(fù)位狀態(tài)中，210及260開關(guān)接通，而所有其它開關(guān)關(guān)斷，使得電容器10 及 104b上不存儲(chǔ)差分電荷。在轉(zhuǎn)換期間，在兩個(gè)階段(Pl 取樣，P2:傳送)中的每一者期間， 通過(guò)以下方式選擇差分電壓并在10 及104b電容器上對(duì)其進(jìn)行取樣接通開關(guān)210a、220a、230a、240a、250a 中的一者及開關(guān) 210b、230b、220b、250b、M0b 中的一者從而使所有
其它開關(guān)關(guān)斷，或者接通260且使所有其它開關(guān)關(guān)斷。在兩個(gè)階段之間，在非重疊延遲期間，所有開關(guān)關(guān)斷。在其中DAC連接到切換輸入級(jí)103的圖3A情況下，圖fe、5c、5g表示復(fù)位狀態(tài)(用于不參與電荷傳送的電容器)及借助對(duì)來(lái)自輸入信號(hào)、DAC輸出或共模電壓的電荷進(jìn)行取樣及傳送所需要的所有相關(guān)聯(lián)數(shù)字開關(guān)命令的可能電荷傳送。圖fe用于在開關(guān)105接通且開關(guān)109關(guān)斷時(shí)對(duì)存儲(chǔ)于電容器104上的電荷進(jìn)行復(fù)位。在此情況下，在電容器104的兩個(gè)端處施加Vqi電壓，此確保這些電容器的恰當(dāng)放電。 選擇此配置將相當(dāng)于停用對(duì)應(yīng)切換輸入級(jí)。調(diào)制器將表現(xiàn)得似乎此級(jí)不存在，因?yàn)槠洳粋魉腿魏坞姾伞D5c描述C*VIN = C*(VINP_VINM)的電荷傳送。此傳送是在電容器104集合由切換控制單元指派以對(duì)來(lái)自Σ -AADC的差分輸入的電荷進(jìn)行取樣及傳送時(shí)施加的。在階段Pl 中，開關(guān)220接通，而103切換單元中的所有其它開關(guān)關(guān)斷，此對(duì)104電容器上的電荷C*VIN = O(Vinp-Vinm)進(jìn)行取樣。在階段P2中，通過(guò)接通的開關(guān)260將OUTM與OUTP短接在一起。 在塊103中所有其它開關(guān)關(guān)斷(包含開關(guān)210)，此保證不通過(guò)電荷傳送而傳送輸入共模。圖5g描述-C*VKEF = -O(Vkefp-Vkefm)的電荷傳送。此傳送是在電容器104集合由切換控制單元指派以對(duì)來(lái)自Σ -AADC的差分輸入的電荷進(jìn)行取樣及傳送時(shí)施加的。在階段Pl中，開關(guān)250接通，而103切換單元中的所有其它開關(guān)關(guān)斷，此對(duì)104電容器上的電荷-OVkef = -C* (Veefp-Veefm)進(jìn)行取樣。在階段Ρ2中，通過(guò)接通的開關(guān)260將OUTM與OUTP 短接在一起。在塊103中所有其它開關(guān)關(guān)斷(包含開關(guān)210)，此保證不通過(guò)電荷傳送而傳送輸入共模。電荷的傳送由于如圖1中所展示的反饋環(huán)路的負(fù)號(hào)而為-C*VKEF，其中DAC輸出由環(huán)路濾波器10取為負(fù)。上文所描述的傳送(對(duì)應(yīng)于圖fe、5c及5g)足以當(dāng)在切換單元103的外部產(chǎn)生DAC 輸出電壓(此為圖2的情況)時(shí)涵蓋旋轉(zhuǎn)算法的所有情況。然而，可代替?zhèn)魉?c及5g而想象兩倍于所述電荷的傳送，此導(dǎo)致在傳送期間通過(guò)因子sqrt (2)改進(jìn)的信噪比。關(guān)于圖 5d及證來(lái)描述這些電荷傳送。如果使用這兩個(gè)傳送來(lái)代替圖5c及5g中所描述的傳送，那么在輸入信號(hào)與DAC之間仍遵守縮放因子，但在積分器中實(shí)現(xiàn)增益2?？赏ㄟ^(guò)使反饋電容器 130的大小加倍而將此增益設(shè)定回到1。在圖5(1及證兩者中，第一階段等同于圖5c及5g，使得在第一階段結(jié)束時(shí)，在電容器104上對(duì)電荷C*VIN或-OVkef進(jìn)行取樣。在第二階段中，差異為代替通過(guò)開關(guān)260短接電容器104，將電容器104連接到與在第一階段中相反的電壓(對(duì)于圖5d為_VIN，且對(duì)于圖證為+Vkef)。借助此連接，所傳送電荷(為在兩個(gè)階段之間加載于104電容器上的電荷的差)是當(dāng)在第二階段上將電容器短接在一起時(shí)的兩倍。此原理類似于產(chǎn)生特此以引用方式并入本文中的第7102558號(hào)美國(guó)專利“用于切換式電容器Σ -Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的五電平反饋數(shù)/模轉(zhuǎn)換器”的原理，其中在每一取樣的兩個(gè)階段內(nèi)形成五個(gè)電平。由于可在圖5c、5d、5g及5h中在每一電容器104上實(shí)現(xiàn)單或雙電荷傳送，因此此性質(zhì)可用于通過(guò)在輸入信號(hào)電荷傳送或DAC電荷傳送中設(shè)定雙傳送同時(shí)分別在DAC電荷傳送或輸入信號(hào)電荷傳送上設(shè)定單電荷傳送而容易地實(shí)現(xiàn)1/2或2的增益縮放因子。另一使用可簡(jiǎn)單地為通過(guò)在每一電荷傳送上設(shè)定雙傳送(通過(guò)僅使用5(1及證圖)而改進(jìn)信噪比。在雙傳送期間，DAC及輸入信號(hào)源需要能夠提供足夠電流以克服跨越104電容器的規(guī)律單傳送電壓差的兩倍，使得跨越每一電容器104的電壓仍遵守比每一階段定時(shí)(通常為取樣周期的一半)低的穩(wěn)定時(shí)間。如圖;3B中所展示，簡(jiǎn)單差分電壓源可連接到每一級(jí)103的參考輸入，且在此情況下，每一級(jí)包括由開關(guān)控制塊Iio控制的DAC，開關(guān)控制塊110接收位流且因此接收DAC輸入。在此情況下，所述DAC的分辨率可限制于通常為2的小數(shù)目個(gè)輸出電平(1位DAC)。此限制來(lái)自以下事實(shí)每一切換級(jí)103需要包括一 DAC，且因此甚至在相對(duì)小數(shù)目N個(gè)級(jí)103 的情況下實(shí)施也僅有簡(jiǎn)單的DAC為實(shí)際的。圖4可用于在給ADC輸入電壓或共模電壓的必需指派的同時(shí)實(shí)現(xiàn)1位DAC以執(zhí)行兩階段縮放與增益誤差消除算法。圖5e及5g展示執(zhí)行對(duì)應(yīng)于將在電容器104上對(duì)+Vkef 或-Vkef進(jìn)行取樣的1位DAC的兩個(gè)可能輸出電平的C*VKEF或-C*VKEF的電荷傳送所需的開關(guān)命令信號(hào)。兩個(gè)圖5e與5g之間的僅有差異為，在第一階段期間接通的開關(guān)為開關(guān)240 或250，從而分別將Vkef電壓或-Vkef電壓連接到電容器104。按照第7102558號(hào)美國(guó)專利“用于切換式電容器Σ -Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的五電平反饋數(shù)/模轉(zhuǎn)換器”的教示內(nèi)容，圖4還可用于在給ADC輸入電壓或共模電壓的必需指派的同時(shí)實(shí)現(xiàn)五電平DAC以執(zhí)行兩階段縮放與增益誤差消除算法。圖^、5e、5f、5g及證展示執(zhí)行對(duì)應(yīng)于將在電容器104上對(duì)O、+VKEF、-Veef, +2Veef或-2Vkef進(jìn)行取樣的五電平DAC的兩個(gè)可能輸出電平的C*0、C*VKEF、C*2Vkef、C* (-Veef)及C* (-2Veef)的電荷傳送所需的開關(guān)命令信號(hào)。這些開關(guān)命令信號(hào)類似于在上文提及且此處作為引用參考而包含的美國(guó)專利中所展示的信號(hào)。在此情況下，為了具有恰當(dāng)縮放因子S/R，圖5d應(yīng)用于執(zhí)行將ADC輸入信號(hào)指派給電容器104，使得將實(shí)現(xiàn)雙電荷傳送且使得在輸入信號(hào)與DAC信號(hào)電荷傳送之間將不實(shí)現(xiàn)額外增益因子(五電平DAC也能夠產(chǎn)生關(guān)于圖5g及證的雙電荷傳送)。圖6展示在給定取樣號(hào)期間每一電容器對(duì)104的指派的簡(jiǎn)單表示。圖6a大體展示在給定取樣號(hào)時(shí)N個(gè)輸入級(jí)的循環(huán)表示的實(shí)例。在圖6a中，級(jí)103的數(shù)目N等于5，可提供五對(duì)A、B、C、D及E電容器104，如圖;3B中所展示。可將每一對(duì)指派給ADC輸入信號(hào)或參考信號(hào)(此處在每一輸入級(jí)103內(nèi)部執(zhí)行DAC功能)或共模信號(hào)(使得其不貢獻(xiàn)于電荷傳送)。表示用于ADC輸入信號(hào)電荷傳送的開關(guān)命令的圖可為5c及5d。表示用于參考或 DAC電荷傳送的開關(guān)命令的圖可為恥、56、5廠58及證。表示用于共模指派的開關(guān)命令的圖為5a。這三種情況中的每一者由具有如圖6中所展示的循環(huán)圖的不同填充圖案表示。舉例來(lái)說(shuō)，在圖6b中，N= 5且輸入級(jí)稱為A、B、C、D及Ε。A、B、C用于參考或DAC，D用于信號(hào)且E是未用的。增益縮放為1/3(輸入信號(hào)級(jí)的數(shù)目/參考信號(hào)級(jí)的數(shù)目)。在圖6c的配置中，C用于參考或DAC，A、B用于信號(hào)，D及E是未用的。增益縮放為2 (在此配置中，輸入級(jí)正放大信號(hào))。在圖6b中的第一實(shí)例上，將電容器對(duì)A、B及C指派給電壓參考輸入，而將電容器對(duì)D指派給ADC輸入，且電容器對(duì)E是未用的并保持在如圖fe中所描述的復(fù)位狀態(tài)中。則在ADC輸入與參考輸入之間增益縮放因子(由于單或雙電荷傳送而不對(duì)潛在增益 1/2或2進(jìn)行計(jì)數(shù))為1/3。在圖6c中的最后一個(gè)實(shí)例上，將電容器對(duì)A、B指派給ADC輸入，而將電容器對(duì)C指派給電壓參考輸入，且電容器對(duì)D及E是未用的并保持在如圖fe中所描述的復(fù)位狀態(tài)中。則在ADC輸入與參考輸入之間增益縮放因子(由于單或雙電荷傳送而不對(duì)潛在增益1/2或2進(jìn)行計(jì)數(shù))為2。
縮放因子S/R可低于1以便確保高階調(diào)制器的穩(wěn)定性但其還可高于1以便在系統(tǒng)中產(chǎn)生額外增益且能夠在Σ -ΔADC輸入處解析較小信號(hào)。可在每一轉(zhuǎn)換內(nèi)不同地設(shè)定指派選擇(及因此S/R比率)，使得借助相同數(shù)目個(gè)電容器對(duì)可能有多個(gè)增益。因以下事實(shí)而使得此情形成為可能一些電容器對(duì)可經(jīng)停用且因此將不貢獻(xiàn)于電荷傳送且將不修改S/R 比率。在圖6實(shí)例中的每一者中，保持在復(fù)位狀態(tài)中的電容器不修改縮放因子，但可在將實(shí)現(xiàn)另一增益的情況下在另一配置中使用。圖7展示使用五個(gè)電容器對(duì)及縮放因子2/3的DAC獨(dú)立旋轉(zhuǎn)算法的簡(jiǎn)單表示。此處，在任一取樣時(shí)，將兩個(gè)電容器對(duì)指派給ADC輸入電荷傳送，且將三個(gè)電容器對(duì)指派給參考電荷傳送。在復(fù)位狀態(tài)中(0號(hào)取樣)，將所有電容器連系到Vqi(使用圖如命令)。在第一取樣時(shí)，將電容器對(duì)A及B指派給ADC輸入，且將電容器C、D及E指派給參考電荷傳送。在此簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)算法中，指派將在每一取樣時(shí)移位一個(gè)單位，使得在如圖7中所展示的第二取樣中，電容器B及C將指派給ADC輸入，且電容器D、E及A將指派給參考輸入。 在五個(gè)取樣之后，將電容器E及A指派給ADC輸入，且將電容器B、C及D指派給參考輸入。 在這R+S = 5個(gè)取樣之后，已給每一電容器對(duì)指派ADC輸入恰好S = 2次且指派參考輸入R =3次，從而確保即使電容器展示不匹配誤差，在每一電容器對(duì)上也很好地遵守S/R = 2/3 比率。如果認(rèn)為在此R+S個(gè)取樣的集合期間Vin及Vkef是恒定的，那么在積分器的輸出處完全消除增益誤差。在R+S個(gè)取樣之后，旋轉(zhuǎn)算法取得與第一取樣上相同的狀態(tài)且在具有OSR 個(gè)取樣(通常，OSR >> R+S)的整個(gè)轉(zhuǎn)換期間繼續(xù)其移位。作為第一缺點(diǎn)，如果旋轉(zhuǎn)算法在并非R+S的倍數(shù)的數(shù)目個(gè)取樣之后停止，那么小的增益誤差余數(shù)將不被消除。此算法的另一缺點(diǎn)為可很少認(rèn)為在轉(zhuǎn)換期間DAC輸出為恒定的。為了克服此第二缺點(diǎn)，可如同在圖8及圖9中實(shí)施DAC輸入相依算法。圖徹及汕展示與圖7中相同的配置(N = R+S = 5)及增益縮放(S/R = 2/3)但具有DAC輸入(或位流)相依算法。存在與DAC電平一樣多的旋轉(zhuǎn)循環(huán)。DAC輸入選擇對(duì)應(yīng)于其輸入的旋轉(zhuǎn)循環(huán)。對(duì)于每一取樣，配置在對(duì)應(yīng)的新DAC輸入的循環(huán)中取得下一狀態(tài)。 在此實(shí)例中，DAC為簡(jiǎn)單的1位DAC，因此存在兩個(gè)可能輸出電平。然而，此算法可在不對(duì)分辨率有任何限制的情況下容易地?cái)U(kuò)展到多電平DAC，如圖9中所展示。圖8a及8b展示給定位流的實(shí)例(100010)及在此給定位流的每一取樣時(shí)的相關(guān)聯(lián)指派。DAC輸入相依算法的原理如下針對(duì)每一給定DAC狀態(tài)，系統(tǒng)將使用如圖7中所描述的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)算法。將存在與可能DAC輸出電平一樣多的循環(huán)。在圖8a及8b中，DAC可取得兩個(gè)可能輸入電平0或1。一旦確定此狀態(tài)，切換控制單元110就將選擇對(duì)應(yīng)于當(dāng)前DAC狀態(tài)的循環(huán)且將如簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)算法一樣使電容器104的指派移位一個(gè)單位。由于僅存在兩個(gè)可能的DAC輸入狀態(tài)，因此將存在從中進(jìn)行選擇的兩個(gè)循環(huán)。針對(duì)第一取樣，DAC輸入狀態(tài)為“1”，電容器A及B指派給ADC輸入電荷傳送且電容器C、D及E指派給參考輸入電荷傳送。將此狀態(tài)(稱為“1”狀態(tài))保存到存儲(chǔ)器中，使得在下一次DAC取得“ 1，，輸入狀態(tài)時(shí)，算法將基于此所保存狀態(tài)而繼續(xù)其旋轉(zhuǎn)且將切換到下一狀態(tài)。針對(duì)第二取樣，DAC輸入狀態(tài)為0，因此切換控制單元雙態(tài)觸發(fā)為“0”狀態(tài)循環(huán)， 其還以與“ 0 ”狀態(tài)循環(huán)相同的指派開始。因此，在第二取樣中，將電容器A及B指派給ADC 輸入電荷傳送且將電容器C、D及E指派給參考輸入電荷傳送。圖表示“1”狀態(tài)簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)算法取樣，且圖8b表示“0”狀態(tài)簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)算法取樣。
1所述圖中的每一者展示彼此獨(dú)立且僅取決于DAC輸入狀態(tài)及在此給定DAC輸入狀態(tài)下的取樣號(hào)的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)算法。如圖中所展示，“1”狀態(tài)算法僅在由切換控制塊110檢測(cè)到“1”狀態(tài)時(shí)改變狀態(tài)且在此實(shí)例中所述改變?cè)诘?取樣時(shí)發(fā)生。在第2、第3及第4取樣期間，由量化器20產(chǎn)生“0”，因此凍結(jié)此“ 1，，狀態(tài)算法且使用“0”狀態(tài)算法。如圖8b中所展示，在給定位流100010的情況下，第2、第3及第4取樣針對(duì)DAC輸入全部為“0”狀態(tài)。在此情況下，選擇“0”狀態(tài)旋轉(zhuǎn)算法且在每一取樣上使指派移位一個(gè)單位，使得在第4取樣時(shí)，所保存的狀態(tài)為將C及D指派給ADC輸入，并將A、B及E指派給參考輸入。此所保存狀態(tài)僅對(duì)應(yīng)于等于0的DAC輸入。在下一次DAC將取得“0”輸入時(shí)， 指派將遵循此所保存狀態(tài)且遵循簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)算法而切換到下一狀態(tài)。此展示于第6取樣上， 其中DAC輸入狀態(tài)為“0”且接著指派針對(duì)ADC輸入為D及E且針對(duì)參考輸入為A、B及C。一旦“0”狀態(tài)及“1”狀態(tài)已完全完成其獨(dú)立旋轉(zhuǎn)算法，就在積分器中消除增益誤差，因?yàn)樵谶@些算法期間，DAC輸入為穩(wěn)定的(此為滿足消除此增益誤差的準(zhǔn)則)。如果DAC 具有兩個(gè)以上電平，那么可容易擴(kuò)充算法，每一輸入狀態(tài)可具有其自身的旋轉(zhuǎn)算法循環(huán)與其自身的存儲(chǔ)器以在切換到另一循環(huán)之前保存最后一個(gè)狀態(tài)。如果取得DAC的每一輸入狀態(tài)的取樣的數(shù)目并非R+S的倍數(shù)，那么增益誤差將隨每一獨(dú)立旋轉(zhuǎn)算法循環(huán)將由于未被完全執(zhí)行所帶來(lái)的余數(shù)而變。如果nleV*(R+S) << 0SR，那么此余數(shù)通常為小的，其中nlev為DAC的可能輸入狀態(tài)的數(shù)目。圖9描述具有想象出的任何分辨率且具有想象出的任何旋轉(zhuǎn)算法的DAC相依旋轉(zhuǎn)算法的一般情況。此圖表示在某一取樣k時(shí)的任何DAC輸入狀態(tài)X與在取樣k+Ι時(shí)的下一 DAC輸入狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。此下一取樣狀態(tài)可為X(DAC輸入不變)或Y，Y不同于X。在圖示的頂部處，描繪轉(zhuǎn)換器的當(dāng)前狀態(tài)及存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)算法的先前狀態(tài)的相關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器。此處，當(dāng)前狀態(tài)如下DAC輸入等于X，且旋轉(zhuǎn)算法在“X”狀態(tài)循環(huán)的位置η處。在存儲(chǔ)器中，針對(duì) “X”狀態(tài)循環(huán)，存儲(chǔ)位置η，因?yàn)獒槍?duì)取樣k轉(zhuǎn)換器當(dāng)前在此位置中。此處，還展示“Y”狀態(tài)存儲(chǔ)器的先前狀態(tài)為位置m。當(dāng)從取樣k到取樣k+1的轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)，DAC輸入取得由量化器20給出的新值。此值為相同的(X)或不同的(Y)。在圖9的底部處描繪兩種可能性?；诖酥担袚Q控制塊 110選擇“X”狀態(tài)算法或“Y”狀態(tài)算法。當(dāng)DAC輸入在取樣k+Ι相同時(shí)，DAC相依旋轉(zhuǎn)算法保持在“X”狀態(tài)循環(huán)中。在此循環(huán)中所達(dá)到的位置則為n+1。應(yīng)注意，由于此算法為循環(huán)，因此位置與某一模數(shù)(通常為模數(shù)R+S)相同。與“X”狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器也移位到位置n+1。與任何其它位置Y(Y不同于X)相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器不改變，因?yàn)樵谌娱_始時(shí)已選擇“Y”狀態(tài)旋轉(zhuǎn)循環(huán)。當(dāng)DAC輸入在取樣k+Ι不同、等于Y(Y不同于X)時(shí)，DAC相依旋轉(zhuǎn)算法選擇“Y”狀態(tài)算法。由于此循環(huán)上的最后一個(gè)位置是位置m，因此在取樣k+Ι時(shí)的位置現(xiàn)在是m+1。應(yīng)注意，“Y”狀態(tài)算法的位置m可能已在取樣k+Ι之前達(dá)到大數(shù)目個(gè)取樣?！癥”狀態(tài)算法的存儲(chǔ)器現(xiàn)在經(jīng)更新到位置m+1，且“X”狀態(tài)或任何其它狀態(tài)的存儲(chǔ)器不變，因?yàn)樗惴ㄌ幱凇癥” 狀態(tài)循環(huán)中。在轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，如果大多數(shù)或所有DAC相依狀態(tài)循環(huán)已部分地或完全地執(zhí)行其旋轉(zhuǎn)且如果與在全轉(zhuǎn)換期間所傳送的總電荷相比每一算法的余數(shù)中的每一者引起可忽略的電荷誤差，那么因電容器104的不匹配所致的增益誤差被大大減小或消除。此通常為在簡(jiǎn)單移位循環(huán)算法的情況下當(dāng)nlev*(S+R) << OSR時(shí)的情況。 盡管已參考本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例來(lái)描繪、描述及界定本發(fā)明的各實(shí)施例，但此參考并不意味著限定本發(fā)明，且不應(yīng)推斷出存在此限定。所揭示的標(biāo)的物能夠在形式及功能上具有大量修改、更改及等效形式，所屬領(lǐng)域的且受益于本發(fā)明的技術(shù)人員將會(huì)聯(lián)想到此些修改、更改及等效形式。所描繪及所描述的本發(fā)明各實(shí)施例僅作為實(shí)例，而并非是對(duì)本發(fā)明范圍的窮盡性說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種Σ -Δ調(diào)制器，其包括多個(gè)電容器對(duì)；多個(gè)開關(guān)，其用以將來(lái)自所述多個(gè)電容器對(duì)的任一對(duì)電容器選擇性地耦合到輸入信號(hào)或參考信號(hào)；及控制構(gòu)件，其可操作以通過(guò)所述開關(guān)控制取樣以在兩個(gè)階段中執(zhí)行電荷傳送，其中任一對(duì)電容器可經(jīng)選擇以指派給所述輸入信號(hào)或所述參考信號(hào)，且其中在多個(gè)電荷傳送之后，通過(guò)使所述電容器對(duì)循環(huán)地旋轉(zhuǎn)來(lái)執(zhí)行增益誤差消除，使得在一旋轉(zhuǎn)循環(huán)之后，每一電容器對(duì)已被指派給所述輸入信號(hào)第一預(yù)定次數(shù)且還已被指派給所述參考信號(hào)第二預(yù)定次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Σ-Δ調(diào)制器，其進(jìn)一步包括用以將共模電壓選擇性地耦合到選定對(duì)的電容器的開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Σ-Δ調(diào)制器，其包括多個(gè)輸入級(jí)，每一級(jí)包括與若干開關(guān)相關(guān)聯(lián)的一電容器對(duì)且接收所述輸入信號(hào)、所述參考信號(hào)及所述共模電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Σ-Δ調(diào)制器，其中所述參考信號(hào)由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的Σ-Δ調(diào)制器，其中所述參考信號(hào)由電壓參考源提供，且每一輸入級(jí)包括由所述控制構(gòu)件控制的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的Σ-Δ調(diào)制器，其中所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器為單位或多位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC，其中所述DAC的輸出值控制所述將所述輸入信號(hào)或所述參考信號(hào)分別指派給至少一對(duì)電容器，使得針對(duì)序列取樣的相同DAC輸出值，根據(jù)預(yù)定義的旋轉(zhuǎn)循環(huán)序列而依序?qū)⑺鲚斎胄盘?hào)指派給所述多個(gè)電容器對(duì)中的不同對(duì)，且將所述參考信號(hào)依序指派給所述多個(gè)電容器對(duì)中的相應(yīng)其它對(duì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Σ-Δ調(diào)制器，其中針對(duì)電荷傳送，在充電階段期間，在一對(duì)電容器的一側(cè)上耦合輸入信號(hào)或參考信號(hào)并在所述對(duì)電容器的另一側(cè)上耦合共用接地電位，且在傳送階段期間，將所述對(duì)電容器的所述一側(cè)彼此連接或者與經(jīng)反相的輸入或參考 目號(hào)華禹合。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Σ-Δ調(diào)制器，其中針對(duì)零電荷，在充電階段期間，將所述對(duì)電容器的一側(cè)彼此連接并在所述對(duì)電容器的另一側(cè)上耦合所述共用接地電位，且在傳送階段期間，再次將所述對(duì)電容器的所述一側(cè)彼此連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Σ-Δ調(diào)制器，其包括兩對(duì)以上電容器，其中增益是通過(guò)指派給所述輸入信號(hào)的電容器對(duì)的數(shù)目與指派給所述參考信號(hào)的對(duì)的數(shù)目的比率而實(shí)現(xiàn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的Σ-Δ調(diào)制器，其包括通過(guò)可控切換網(wǎng)絡(luò)與所述輸入級(jí)的輸出耦合的差分運(yùn)算放大器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的Σ-Δ調(diào)制器，其進(jìn)一步包括可選擇性地切換到所述差分放大器的負(fù)或正反饋環(huán)路中的第一及第二反饋電容器。
12.一種使用多個(gè)電容器對(duì)在Σ -Δ調(diào)制器中執(zhí)行電荷傳送的方法，所述方法包括提供至少兩個(gè)電容器對(duì)以指派給輸入信號(hào)及參考信號(hào)；通過(guò)組合所述輸入信號(hào)的取樣與至少一個(gè)電容器對(duì)且并行地組合所述參考信號(hào)的取樣與至少另一個(gè)電容器對(duì)來(lái)執(zhí)行取樣，其中在兩個(gè)階段中執(zhí)行取樣；針對(duì)后面的取樣使所述電容器對(duì)旋轉(zhuǎn)，以便在多個(gè)取樣之后執(zhí)行增益誤差消除，其中在一旋轉(zhuǎn)循環(huán)之后，每一電容器對(duì)已被指派給所述輸入信號(hào)第一預(yù)定次數(shù)且還已被指派給所述參考信號(hào)第二預(yù)定次數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在第一取樣期間，使用第一電容器對(duì)在充電階段及傳送階段中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣， 且使用第二電容器對(duì)在充電階段及傳送階段中與所述輸入信號(hào)并行地對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行取樣；在后面的取樣期間，使用所述第二電容器對(duì)在充電階段及傳送階段中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，且使用所述第一電容器對(duì)在充電階段及傳送階段中與所述輸入信號(hào)并行地對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行取樣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括將每一對(duì)電容器與以下各項(xiàng)中的一者耦合正輸入信號(hào)線、負(fù)輸入信號(hào)線、正參考信號(hào)線、負(fù)參考信號(hào)線及共用接地電位。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中針對(duì)電荷傳送，在充電階段期間，在一對(duì)電容器的以其它方式與共用接地電位耦合的一側(cè)上連接所述輸入信號(hào)或參考信號(hào)，且在傳送階段期間，將所述對(duì)電容器的所述一側(cè)彼此連接或?qū)⑺鲆粋?cè)與經(jīng)反相的輸入或參考信號(hào)耦合。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中針對(duì)零電荷傳送，在充電階段期間，將一對(duì)電容器的一側(cè)彼此連接并在所述對(duì)電容器的另一側(cè)上連接所述共用接地電位，且在傳送階段期間，再次將所述對(duì)電容器的所述一側(cè)彼此連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中提供兩個(gè)以上電容器對(duì)，所述方法包括以下步驟在第一取樣期間，從多個(gè)電容器對(duì)中選擇第一子集電容器對(duì)以用于在充電階段及傳送階段中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，并從所述多個(gè)電容器對(duì)的剩余電容器對(duì)中選擇第二子集以用于在充電階段及傳送階段中與所述輸入信號(hào)并行地對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行取樣；針對(duì)后面的取樣重復(fù)所述步驟，其中選擇不同于先前所選擇的第一及第二子集的另一第一及第二子集電容器對(duì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中提供兩個(gè)以上電容器對(duì)，所述方法包括以下步驟確定所述Σ-Δ調(diào)制器中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器級(jí)的輸出值； 針對(duì)每一輸出值在第一取樣期間，當(dāng)所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生所述輸出值時(shí)，從多個(gè)電容器對(duì)中選擇第一子集電容器對(duì)以用于在充電階段及傳送階段中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，并從所述多個(gè)電容器對(duì)的剩余電容器對(duì)中選擇第二子集以用于在充電階段及傳送階段中與所述輸入信號(hào)并行地對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行取樣；針對(duì)后面的取樣重復(fù)所述步驟，在此期間所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生所述輸出值，其中根據(jù)所述輸出值的預(yù)定序列而選擇不同于先前所選擇的第一及第二子集的另一第一及第二子集電容器對(duì)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一子集包括多個(gè)電容器對(duì)，且所述第二子集包括來(lái)自所述兩個(gè)以上電容器對(duì)的所述剩余電容器對(duì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一子集包括多個(gè)電容器對(duì)，且所述第二子集包括來(lái)自所述兩個(gè)以上電容器對(duì)的所述剩余電容器對(duì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中通過(guò)指派給所述輸入信號(hào)的電容器對(duì)的數(shù)目與指派給所述參考信號(hào)的對(duì)的數(shù)目的比率來(lái)實(shí)現(xiàn)增益。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中通過(guò)指派給所述輸入信號(hào)的電容器對(duì)的所述數(shù)目與指派給所述參考信號(hào)的對(duì)的所述數(shù)目的比率來(lái)實(shí)現(xiàn)增益。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種∑-Δ調(diào)制器，其可具有多個(gè)電容器對(duì)；多個(gè)開關(guān)，其用以將來(lái)自所述多個(gè)電容器對(duì)的任一對(duì)電容器選擇性地耦合到輸入信號(hào)或參考信號(hào)；及控制單元，其可操作以通過(guò)所述開關(guān)控制取樣以在兩個(gè)階段中執(zhí)行電荷傳送，其中任一對(duì)電容器可經(jīng)選擇以指派給所述輸入信號(hào)或所述參考信號(hào)，且其中在多個(gè)電荷傳送之后，通過(guò)使所述電容器對(duì)循環(huán)地旋轉(zhuǎn)來(lái)執(zhí)行增益誤差消除，使得在一旋轉(zhuǎn)循環(huán)之后，每一電容器對(duì)已被指派給所述輸入信號(hào)第一預(yù)定次數(shù)且還已被指派給所述參考信號(hào)第二預(yù)定次數(shù)。
文檔編號(hào)H03M3/00GK102414989SQ201080018375
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者文森特·奎奎姆普瓦, 菲利普·德瓦爾 申請(qǐng)人:密克羅奇普技術(shù)公司