具有減少的量化級的多級σ-δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及多級Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器（200），包括：直接路徑（d1），其具有接收輸入模擬信號（X）的輸入端子（Id1）和提供對應(yīng)于輸入模擬信號（Ｘ）的輸出數(shù)字信號（Y）的輸出端子（Od1），直接路徑（d1）包括：模擬積分器（2），其具有接收代表輸入模擬信號（X）的第一模擬信號（X2）的輸入端子（I2）和提供第二模擬信號（X3）的輸出端子（O2）；第一計(jì)算塊（S3），其布置成接收第二模擬信號（X3）且提供第一模擬計(jì)算信號（X4）；量化器（3），其具有操作性地連接至第一計(jì)算塊（S3）以接收第一模擬計(jì)算信號（X4）的相應(yīng)的輸入端子（I3）以及操作性地連接至直接路徑（d1）的輸出端子（Od1）的相應(yīng)的輸出端子（O3）。轉(zhuǎn)換器（200）的特征在于：直接路徑（d1）還包括插入在量化器（3）的輸出端子（O3）和轉(zhuǎn)換器（200）的輸出端子（Od1）之間的數(shù)字積分器（4），數(shù)字積分器（4）包括延遲塊（5），其具有接收輸出數(shù)字信號（Y）的輸入端子（I5）和用于提供延遲數(shù)字信號（DS1）的輸出端子（O5），且其特征在于：轉(zhuǎn)換器包括第一反饋路徑（f1），其布置成將代表存在于數(shù)字積分器（4）的延遲塊（5）的輸出端子（O5）處的延遲數(shù)字信號（DS1）的反饋模擬信號（AN1）提供給第一計(jì)算塊（S3），第一計(jì)算塊（S3）布置成從第二模擬信號（X3）中減去反饋模擬信號（AN1）。
【專利說明】具有減少的量化級的多級Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(ADC)，尤其涉及具有減少的量化級的多級Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)需要高精度時(shí)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(ADC)經(jīng)常使用Σ-Λ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0003]應(yīng)用的示例是在音頻領(lǐng)域，在音頻領(lǐng)域中，Σ-AADC是最常用的。
[0004]如已知的，該轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將模擬輸入信號轉(zhuǎn)變成具有低比特?cái)?shù)和頻譜整形的量化噪聲的數(shù)字字流。
[0005]最初的Σ-Λ轉(zhuǎn)換器具有單一比特輸出(2級)，然后由于新的設(shè)計(jì)技術(shù)的使用，它們演化為多級輸出。
[0006]多級解決方案具有以增加ADC復(fù)雜性為代價(jià)而減少量化噪聲的優(yōu)勢。
[0007]為此，這些轉(zhuǎn)換器的輸出比特主要在I比特(2級)至5比特(32級)的范圍內(nèi)，并且它們很少超出這些數(shù)量。
[0008]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中的多級二階Σ-Λ轉(zhuǎn)換器100，其中，所示出的量化器101是L級。
[0009]圖1中的轉(zhuǎn)換器100被布置成將輸入模擬信號X轉(zhuǎn)變成數(shù)字字流Y。
[0010]轉(zhuǎn)換器100包括具有在量化器101上游彼此串聯(lián)連接的第一模擬積分器102和第二模擬積分器103的直接路徑dl。轉(zhuǎn)換器100還包括布置成分別從第一模擬轉(zhuǎn)換器102和第二模擬轉(zhuǎn)換器103的輸入中減去數(shù)字輸出信號Y的反饋路徑fl。
[0011]眾所周知，量化器一定不能將延遲引入直接路徑中，這是因?yàn)檠舆t可能引起不穩(wěn)定，因此實(shí)現(xiàn)量化器的優(yōu)選解決方案是形成閃存轉(zhuǎn)換器，其中比較器的數(shù)量等于輸出級減一(在這個示例中是L-1個比較器)。
[0012]其他方法可以實(shí)現(xiàn)該塊，但是在任何情況下，都需要低延遲和L級精確度。
[0013]在大部分情況下，量化器的復(fù)雜度是級數(shù)增加的限制因素。
[0014]在出版物“A4Ghz CT Sigma-Delta ADC with70dB and_74dBFS THD inl25MhzBW” (Bolatkale 等，470-417 頁，ISSCC2011/27 期 /OVERSAMPLING⑶NVERTER IEEEInternational Solid-State Circuits Conference)中描述了多級 Σ - Δ AD 轉(zhuǎn)換器的不例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是提供一種具有減少的量化級的多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器是提到的現(xiàn)有技術(shù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的、克服了現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)換器的至少一些缺陷和限制并減小需要的量化器精度的替選方案。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括直接路徑，該直接路徑具有用于接收輸入模擬信號的輸入端子、以及用于提供對應(yīng)于所述輸入模擬信號的輸出數(shù)字信號的輸出端子。直接路徑包括:模擬積分器，該模擬積分器具有用于接收代表輸入模擬信號的第一模擬信號的輸入端子、以及用于提供第二模擬信號的輸出端子；第一計(jì)算塊，該第一計(jì)算塊被布置成接收所述第二模擬信號以及提供第一模擬計(jì)算信號；量化器，該量化器具有連接至第一計(jì)算塊來接收第一模擬計(jì)算信號的相應(yīng)的輸入端子、以及操作性地連接至直接路徑的輸出端子的相應(yīng)的輸出端子。直接路徑還包括插入在量化器的輸出端子和轉(zhuǎn)換器的輸出端子之間的數(shù)字積分器。所述數(shù)字積分器包括延遲塊，該延遲塊具有用于接收所述輸出數(shù)字信號的輸入端子、以及用于提供延遲數(shù)字信號的輸出端子。轉(zhuǎn)換器還包括第一反饋路徑，所述第一反饋路徑布置成將代表存在于數(shù)字積分器的延遲塊的輸出端子處的延遲數(shù)字信號的模擬信號提供給第一計(jì)算塊，所述第一計(jì)算塊被布置成從第二模擬信號中減去所述反饋模擬信號。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施方式是包括多級Σ-AAD轉(zhuǎn)換器的數(shù)字音頻設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]參照附圖，根據(jù)下面以示例性而非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的一實(shí)施方式的詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明的多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0019]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的框圖；
[0020]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的框圖；以及
[0021]圖3示出使用根據(jù)本發(fā)明的多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字音頻設(shè)備的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明的多級Σ-Λ模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器的優(yōu)選實(shí)施方式的框圖可以參照圖2進(jìn)行描述。
[0023]數(shù)字音頻設(shè)備(下面參照圖3描述的)包括根據(jù)本發(fā)明的多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0024]數(shù)字音頻設(shè)備可以用在任何具備音頻信號的便攜式設(shè)備中，例如移動電話或蜂窩電話、MP3播放器，PDA (個人數(shù)字助理)、便攜式計(jì)算機(jī)、平板電腦等。
[0025]參照圖2，多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器200 (在下面也簡稱轉(zhuǎn)換器200)包括具有用于接收輸入模擬信號X的輸入端子Idl和用于提供對應(yīng)于輸入模擬信號X的輸出數(shù)字信號Y的輸出端子Odi的直接路徑dl。
[0026]輸出數(shù)字信號Y是字的數(shù)字流，該數(shù)字流具有的比特?cái)?shù)取決于轉(zhuǎn)換器200的級的數(shù)量。例如，在32級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的情況下，輸出數(shù)字信號Y是5比特的字的數(shù)字流。
[0027]轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl包括模擬積分器2 (例如一階模擬積分器)，該模擬積分器2具有接收第一模擬信號X2的輸入端子12和用于提供第三模擬信號X3的輸出端子02。
[0028]作為內(nèi)部框圖的示例，模擬積分器2包括相應(yīng)的直接路徑，該直接路徑包括彼此串聯(lián)連接的加法器塊和延遲塊。加法器塊具有對應(yīng)于模擬積分器2的輸入端子12的輸入端子、和連接至延遲塊的輸入端子的輸出端子。延遲塊具有對應(yīng)于模擬積分器2的輸出端子02的輸出端子。模擬積分器還包括相應(yīng)的反饋路徑，以將在模擬積分器2的輸出端子02處出現(xiàn)的第三模擬信號X3提供給加法器塊的另一輸入端子。
[0029]此外，轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl包括第一計(jì)算塊S3 (例如加法器)，該第一計(jì)算塊S3被布置成接收第二模擬信號X3并提供第一模擬計(jì)算信號X4。[0030]此外，轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl包括量化器3，該量化器3具有相應(yīng)的輸入端子13和相應(yīng)的輸出端子03，該輸入端子13與第一計(jì)算塊S3連接且用來接收第一模擬計(jì)算信號X4，該輸出端子03可操作地連接至直接路徑dl的輸出端子Odl。
[0031]應(yīng)當(dāng)注意，顯然，轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl的在量化器3之前的部分在模擬域中，轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl的在量化器3之后的部分在數(shù)字域中。
[0032]具體的，根據(jù)轉(zhuǎn)換器200的架構(gòu)，量化器3具有減少數(shù)量的量化級，例如8個量化級，這將在下文中解釋。
[0033]特別的，根據(jù)本發(fā)明，轉(zhuǎn)化器200為具有r級量化器(r〈L，例如，r=8)的L級Σ-ΔΑ?類型(例如，L=32)。量化器3的示例是比較器的數(shù)量等于r_l的閃存轉(zhuǎn)換器。
[0034]再次參照轉(zhuǎn)換器200，直接路徑dl還包括數(shù)字積分器4，該數(shù)字積分器4插入量化器3的輸出端子03和轉(zhuǎn)換器200的輸出端子Odl之間。
[0035]數(shù)字積分器4被布置成接收存在于量化器3的輸出端子03的數(shù)字信號DS，并且在轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl的輸出端子Odl提供對應(yīng)的輸出數(shù)字信號Y。
[0036]另外，數(shù)字積分器4包括延遲塊5，該延遲塊5具有用來接收輸出數(shù)字信號Y的輸入端子15和用來提供延遲數(shù)字信號DSl的輸出端子05。
[0037]作為其內(nèi)部框圖的示例，數(shù)字積分器4包括相應(yīng)的直接路徑，該直接路徑包括加法器塊。加法器塊具有對應(yīng)于數(shù)字積分器4的輸入端子的輸入端子、以及對應(yīng)于數(shù)字積分器4的輸出端子的輸出端子。數(shù)字積分器4還包括相應(yīng)的反饋路徑，該反饋路徑包括延遲塊5，該延遲塊5被布置成將對應(yīng)于轉(zhuǎn)換器200的輸出數(shù)字信號Y的延遲數(shù)字信號DSl提供給加法器塊的另一輸入端子。
·[0038]再次參考轉(zhuǎn)換器200，該轉(zhuǎn)換器200有利地包括第一反饋路徑Π，該第一反饋路徑fl被布置成將代表存在于數(shù)字積分器4的延遲塊5的輸出端子05處的延遲數(shù)字信號DSl的反饋模擬信號ANl提供給第一計(jì)算塊S3。
[0039]此外，第一計(jì)算塊S3被布置成從第二模擬信號X3中減去所述反饋模擬信號AN1。
[0040]更詳細(xì)地，為了這樣做，第一計(jì)算塊S3優(yōu)選配置成將從轉(zhuǎn)換器200的第一反饋路徑fl接收的反饋模擬信號ANl的符號從正改變?yōu)樨?fù)。
[0041]為了將存在于數(shù)字積分器4的延遲塊5的輸出端子05的延遲數(shù)字信號DSl轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的模擬信號來被提供給第一計(jì)算塊S3，第一反饋路徑Π還包括數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換器DA1，例如閃存數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAl插入在數(shù)字積分器4的延遲塊5的輸出端子05和第一計(jì)算塊S3之間。
[0042]再次參考轉(zhuǎn)換器200，直接路徑dl包括第二計(jì)算塊S2，該第二計(jì)算塊S2被布置成接收代表輸入模擬信號X的第三模擬信號X1、以及提供第二模擬計(jì)算信號X5。
[0043]轉(zhuǎn)換器200還包括第二反饋路徑f2，該第二反饋路徑f2被布置成將代表存在于直接路徑dl的輸出端子Odl的輸出數(shù)字信號Y的另一反饋模擬信號AN2提供給第二計(jì)算塊S2。
[0044]第二計(jì)算塊S2有利地布置成從第三模擬信號Xl中減去所述另一反饋模擬信號AN2。
[0045]更詳細(xì)地，為了這樣做，第二計(jì)算塊S2優(yōu)選配置成將從轉(zhuǎn)換器200的第二反饋路徑f2接收的另一反饋模擬信號AN2的符號從正改變?yōu)樨?fù)。[0046]為了將輸出數(shù)字信號Y轉(zhuǎn)換為另一反饋模擬信號AN2以提供給第二計(jì)算塊S2，應(yīng)該觀察到第二反饋路徑f2也包括另一數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換器DA2，例如閃存DA轉(zhuǎn)換器，該DA轉(zhuǎn)換器DA2插入在轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl的輸出端子Odl和第二計(jì)算塊S2之間。
[0047]應(yīng)該觀察到，轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl還包括第一放大塊A2，該第一放大塊A2具有相應(yīng)的增益因數(shù)k2且插入在第二計(jì)算塊S2和第一計(jì)算塊S3之間。
[0048]在圖2的實(shí)施方式中，直接路徑dl的第一放大塊A2插入在計(jì)算塊S2和模擬積分器2之間。
[0049]根據(jù)其他實(shí)施方式(圖中沒有示出)，直接路徑dl的第一放大塊A2插入在模擬積分器2和第一計(jì)算塊S3之間。
[0050]回到轉(zhuǎn)換器200，直接路徑dl包括另一模擬積分器I (例如一階模擬積分器)，該另一模擬積分器I具有可操作地連接至直接路徑dl的輸入端子Idl的輸入端子I1、和可操作地連接至第二計(jì)算塊S2的輸出端子01，以將代表直接路徑dl的輸入模擬信號X的第三模擬信號Xl提供至第二計(jì)算塊S2。
[0051]作為示例，另一模擬積分器I的內(nèi)部框圖類似于前面描述的模擬積分器2的內(nèi)部框圖。
[0052]轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl還包括第三計(jì)算塊SI，例如加法器，該第三計(jì)算塊SI布置成接收輸入模擬信號X和將第三模擬計(jì)算信號X6提供給另一模擬積分器I。
[0053]轉(zhuǎn)換器200的第二反饋路徑f2進(jìn)一步布置成將另一反饋模擬信號AN2提供給第二計(jì)算塊SI。
[0054]此外，第三計(jì)算塊SI被布置成從輸入模擬信號X中減去該另一反饋模擬信號AN2。
[0055]更詳細(xì)地，為了這樣做，第三計(jì)算塊SI優(yōu)選配置成將從轉(zhuǎn)換器200的第二反饋路徑f2接收的另一反饋模擬信號AN2的符號從正改變?yōu)樨?fù)。
[0056]再次參考轉(zhuǎn)換器200，直接路徑dl還包括插入在第三計(jì)算塊SI和第二計(jì)算塊S2之間的第二放大塊Al。第二放大塊Al具有相應(yīng)的增益因數(shù)Kl。
[0057]在圖2的實(shí)施方式中，直接路徑dl的第二放大塊Al插入在第三計(jì)算塊SI和另一模擬積分器I之間。
[0058]根據(jù)其他實(shí)施方式(圖中沒有示出)，直接路徑dl的第二放大塊Al插入在另一模擬積分器I和第二計(jì)算塊S2之間。
[0059]考慮到上述考慮，參考圖2中的實(shí)施方式的框圖，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器200的行為描述如下。
[0060]當(dāng)用在具體的應(yīng)用中(例如，音頻領(lǐng)域中)時(shí)，多級Σ-Λ AD轉(zhuǎn)換器200的輸入模擬信號X是頻帶限制的。
[0061]因此，在輸出數(shù)字信號的樣本Y (N)和前一個輸出數(shù)字信號樣本Y (N-1)之間存在相關(guān)性。換句話說，相鄰的數(shù)字樣本之間的差異是小的。
[0062]發(fā)明人使用該相關(guān)性來在緊接在量化器3之前減去存在于量化器3的輸出處的預(yù)測的數(shù)字樣本，來預(yù)測下一數(shù)字樣本，從而量化器自身可以配置有減少數(shù)量的量化級來正
常工作。
[0063]量化器3引進(jìn)誤差Err，從而在量化器3的輸入端子13處的第一模擬計(jì)算信號X4具有振幅Y-Err。[0064]在第一反饋路徑fl中，先前的輸出數(shù)字樣本Y (N-1)(存在于量化器3的輸出端子03處的數(shù)字輸出信號DS)通過DA轉(zhuǎn)換器DAl轉(zhuǎn)換至模擬域中，且隨后通過第一計(jì)算塊S3從第二模擬信號X3中減去。
[0065]此外，存在于轉(zhuǎn)換器200的直接路徑dl的輸出端子Odl處的先前的輸出數(shù)字樣本
Y(N)通過數(shù)字積分器塊4加回到量化器3的輸出端子03處。
[0066]因此，在量化器3的輸入端子13處的第一模擬計(jì)算信號X4可以被寫為:
[0067]Y (N)-Y (N-1)-Err=AY (N)-Err (第一模擬計(jì)算信號 X4)
[0068]眾所周知，多級Σ-AAD轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)字信號Y可以被寫為輸入模擬信號X的函數(shù)，如下:
[0069]Y (N) = f (X (N)) +Q (N)
[0070]其中f是信號傳遞函數(shù)，并且Q代表噪聲整形的量化噪聲。
[0071]應(yīng)該注意，在先前的等式中，認(rèn)為輸入模擬信號X是離散時(shí)間函數(shù)X(N)，但是在輸入模擬信號X是連續(xù)時(shí)間函數(shù)X (t)的情況下，相同的函數(shù)也可以被認(rèn)為是有效的。
[0072]作為先前的等式的結(jié)果，在估算Λ Y (N)的幅度時(shí)，存在兩個主要項(xiàng)，如下:
[0073]ΔΥ (N) =Af (X (N)) +AQ (N)
[0074]第一項(xiàng)取決于輸入模擬信號X和其傳遞函數(shù)。第二項(xiàng)取決于輸出量化噪聲。
[0075]如果傳遞函數(shù)f是低通濾波器或者如果輸入模擬信號X是頻帶限制的，則第一項(xiàng)可以小，如在音頻領(lǐng)域中應(yīng)用轉(zhuǎn)換器的情況下。
[0076]應(yīng)該注意，為了避免混疊，輸入模擬信號X在外部濾波、或者通過其傳遞函數(shù)f濾波，因此第一項(xiàng)可以小。
[0077]第二項(xiàng)是兩個連續(xù)的量化噪聲之間的差值，因此可以假設(shè)AQ的振幅大約是2Q。
[0078]然后，應(yīng)觀察到，Q的幅值與L級Σ-AAD轉(zhuǎn)換器200的輸出級的數(shù)量L (在圖2的示例中為32)成反比例。因此，對于高的級數(shù)量L，AQ的幅值小。
[0079]這些考慮可以記載如下:
[0080]Δ Q=4Q0/L
[0081]其中QO是具有兩個輸出級的轉(zhuǎn)換器的量化噪聲。
[0082]應(yīng)該注意，對于量化器引入的誤差Err，相同的考慮是有效的，并且因此:Err=2ErrO/L
[0083]其中ErrO是2級量化器的量化誤差。
[0084]總之，存在于量化器3的輸入端子13處的第一模擬計(jì)算信號X4可以表示為如下:
[0085]Y (N) -Y (N-1)-Err=Af (X (N))+ (4Q0+2Err0) /L
[0086]如果輸出級的數(shù)量L足夠大，幅值信號主要取決于輸入模擬信號X。
[0087]在圖2的示例中，具有32個輸出級的比較器200，可以布置具有低數(shù)量(例如8)的量化級的量化器3。
[0088]具有8個量化級的同一量化器3也可以用在具有64個輸出級的多級Σ-AAD轉(zhuǎn)換器的情況下。
[0089]現(xiàn)在參考圖3，簡單描述使用根據(jù)本發(fā)明的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字音頻設(shè)備300的示例。
[0090]數(shù)字音頻設(shè)備300例如是移動電話。這樣的數(shù)字音頻設(shè)備300包括數(shù)字音頻記錄器鏈301和數(shù)字音頻播放器鏈311。移動電話300的操作性地連接至這兩個音頻鏈的其他電子元件在圖3中沒有示出。
[0091]數(shù)字音頻記錄器鏈301包括麥克風(fēng)302。
[0092]這樣的數(shù)字音頻記錄器鏈301還包括麥克風(fēng)前置放大器303。
[0093]此外，數(shù)字音頻記錄器鏈301包括上文參照本發(fā)明的任一實(shí)施方式描述的的類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器200。
[0094]此外，數(shù)字音頻記錄器鏈301還包括數(shù)字濾波器304。
[0095]數(shù)字音頻播放器鏈311包括:
[0096]-另一數(shù)字濾波器312;
[0097]-數(shù)模轉(zhuǎn)換器313;
[0098]-傳感放大器314，以及
[0099]-揚(yáng)聲器315。
[0100]本發(fā)明的多級Σ-AAD轉(zhuǎn)換器具有的優(yōu)點(diǎn)是:隨著轉(zhuǎn)換器的輸出級的數(shù)量的增力口，量化器復(fù)雜度不改變，如上所述。
[0101]此外，量化器3的準(zhǔn)確性和復(fù)雜度相對于其他已知的多級Σ-AAD轉(zhuǎn)換器是不嚴(yán)格的，因?yàn)槠漭敵鰯?shù)字信號(轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的模擬信號)是通過第一反饋路徑fl (數(shù)字積分器4和DA轉(zhuǎn)換器DAl)以及第一計(jì)算塊S3而直接輸入在量化器3的輸入端子13處。
[0102]此外，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)換器，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器具有允許降低量化器的復(fù)雜度的替選布置。進(jìn)一步，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器因?yàn)榘ㄒ浑A模擬積分器而也是簡單的。
【權(quán)利要求】
1.一種多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(200)，包括: -直接路徑(dl)，所述直接路徑具有用于接收輸入模擬信號(X)的輸入端子(Idl)和用于提供對應(yīng)于所述輸入模擬信號(X)的輸出數(shù)字信號(Y)的輸出端子(Odl)，所述直接路徑(dl)包括: -模擬積分器(2)，所述模擬積分器具有用于接收代表所述輸入模擬信號(X)的第一模擬信號(X2)的輸入端子(12)、以及用于提供第二模擬信號(X3)的輸出端子(02)， -第一計(jì)算塊(S3)，所述第一計(jì)算塊(S3)被布置成接收所述第二模擬信號(X3)以及提供第一模擬計(jì)算信號(X4)； -量化器(3)，所述量化器具有連接至所述第一計(jì)算塊(S3)以接收所述第一模擬計(jì)算信號(X4)的相應(yīng)的輸入端子(13)、以及操作性地連接至所述直接路徑(dl)的所述輸出端子(Odl)的相應(yīng)的輸出端子(03)， 所述轉(zhuǎn)換器(200)的特征在于:所述直接路徑(dl)還包括插入在所述量化器(3)的所述輸出端子(03)和所述轉(zhuǎn)換器(200)的所述輸出端子(Odl)之間的數(shù)字積分器(4)，所述數(shù)字積分器(4)包括延遲塊(5)，所述延遲塊具有用于接收所述輸出數(shù)字信號(Y)的輸入端子(15)、以及用于提供延遲數(shù)字信號(DSl)的輸出端子(05)， 且其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器(200)包括第一反饋路徑(Π)，所述第一反饋路徑布置成將代表存在于所述數(shù)字積分器(4 )的所述延遲塊(5 )的所述輸出端子(05 )處的所述延遲數(shù)字信號(DSl)的反饋模擬信號(ANl)提供給所述第一計(jì)算塊(S3)，所述第一計(jì)算塊(S3)被布置成從所述第二模擬信號(X3)中減去所述反饋模擬`信號(ANl )。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述直接路徑(dl)還包括第二計(jì)算塊(S2)，所述第二計(jì)算塊被布置成接收代表所述輸入模擬信號(X)的第三模擬信號(Xl)以及提供第二模擬計(jì)算信號(X5)。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換器(200)，還包括第二反饋路徑(f2)，所述第二反饋路徑被布置成將代表存在于所述直接路徑(dl)的所述輸出端子(dl)處的所述輸出數(shù)字信號(Y)的另一反饋模擬信號(AN2)提供給所述第二計(jì)算塊S2，所述第二計(jì)算塊(S2)被布置成從所述第三模擬信號(Xl)中減去所述另一反饋模擬信號(AN2)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述直接路徑(dl)還包括插入在所述第二計(jì)算塊(S2)和所述第一計(jì)算塊(S3)之間的第一放大塊(A2)。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述第一放大塊(A2)插入在第二計(jì)算塊(A2)和所述模擬積分器(2)之間。
6.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述第一放大塊(A2)插入在所述模擬積分器(2)與所述第一計(jì)算塊(S3)之間。
7.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述直接路徑(dl)還包括另一模擬積分器(1)，所述另一模擬積分器具有操作性地連接至所述直接路徑(dl)的所述輸入端子(Idl)的輸入端子、以及操作性地連接到所述第二計(jì)算塊(S2)以將代表所述輸入模擬信號(X)的所述第三模擬信號(Xl)提供給所述第二計(jì)算塊(S2)的輸出端子(01)。
8.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述直接路徑(dl)還包括第三計(jì)算塊(SI)，所述第三計(jì)算塊被布置成接收所述輸入模擬信號(X)以及將第三模擬計(jì)算信號(X6)提供給所述另一模擬積分器(I )。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述第二反饋路徑(f2)還被布置成將所述另一反饋模擬信號(AN2 )提供給所述第三計(jì)算塊(S3 )，所述第三模擬計(jì)算塊(S3 )被布置成從所述輸入數(shù)字信號(X)中減去所述另一反饋模擬信號(AN2)。
10.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述直接路徑(dl)還包括插入在所述第三計(jì)算塊(SI)和所述第二計(jì)算塊(S2)之間的第二放大塊(Al)。
11.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述第二放大塊(Al)插入在所述第三計(jì)算塊(SI)和所述另一模擬積分器(I)之間。
12.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述第二放大塊(Al)插入在所述另一模擬積分器(I)和所述第二計(jì)算塊(S2)之間。
13.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器(200;300)，其中，所述第一計(jì)算塊(S3 )、所述第二計(jì)算塊(S2 )以及所述第三計(jì)算塊(SI)被配置成將從所述反饋路徑(Π，f2 )接收的所述反饋模擬信號(AN1，AN2)的符號從正改變?yōu)樨?fù)。
14.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述第一反饋路徑(fl)還包括插入在所述數(shù)字積分器(4)的所述延遲塊(5)的所述輸出端子(05)和所述第一計(jì)算塊(S3)之間的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAl)。
15.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換器(200)，其中，所述第二反饋路徑(f2)包括插入在所述直接路徑(dl)的所述輸出端子(Odl)和所述第二計(jì)算塊(S2)之間的另一數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DA2)。
16.一種數(shù)字音頻設(shè)備(300)，包括如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的多級Σ-Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(200) 。
【文檔編號】H03M3/04GK103875185SQ201280050524
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】卡洛·平納 申請人:意法愛立信有限公司