連續(xù)時(shí)間過采樣流水線模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】一種轉(zhuǎn)換器可以包括串聯(lián)連接的多個轉(zhuǎn)換器級。每個轉(zhuǎn)換器級都可以接收時(shí)鐘信號和模擬輸入信號，并且可以產(chǎn)生模擬輸出信號和數(shù)字輸出信號。每個轉(zhuǎn)換器級都可以包括產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的編碼器、產(chǎn)生重構(gòu)信號的譯碼器、產(chǎn)生延遲信號的延遲轉(zhuǎn)換器，以及產(chǎn)生殘余信號的放大器，其中所述延遲信號可以連續(xù)電流信號。
【專利說明】連續(xù)時(shí)間過采樣流水線模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請要求遞交于2013年3月15的序列號為61/791，011的美國臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán),該申請的全部內(nèi)容特此通過弓I用合并于本申請中。

【背景技術(shù)】
[0002]模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)在涉及各領(lǐng)域中的信號處理的應(yīng)用中具有各種用途，例如，用于與圖像、視頻、音頻、數(shù)據(jù)存儲和取回有關(guān)的處理。
[0003]典型的ADC可以具有流水線結(jié)構(gòu)，其在多個級中具有多個采樣保持電路或跟蹤保持(T/Η)電路，這使得ADC能夠通過各級對信號進(jìn)行離散時(shí)間處理。隨著ADC在更新的應(yīng)用中包含更高披露的帶寬要求增加，ADC的采樣率也增加。結(jié)果，T/Η電路需要穩(wěn)定的高速度會限制ADC的轉(zhuǎn)換速度。另外，多個T/Η電路及其時(shí)鐘驅(qū)動器會占用寶貴的電路空間并且增加功耗。
[0004]因此，對于通過以連續(xù)時(shí)間形式執(zhí)行信號處理以在提高性能的同時(shí)降低成本和功率要求來減小T/Η電路的改進(jìn)的ADC存在需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器的簡化框圖。
[0006]圖2示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器級的簡化框圖。
[0007]圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器級的簡化框圖。
[0008]圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的延遲轉(zhuǎn)換器的簡化框圖。
[0009]圖5示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器級的放大器的簡化框圖。
[0010]圖6示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器級的簡化框圖。
[0011]圖7示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的方法。
[0012]圖8A-8D示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器級的信號圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，一種轉(zhuǎn)換器可以包括串聯(lián)連接的多個轉(zhuǎn)換器級。每個轉(zhuǎn)換器級可以接收時(shí)鐘信號和模擬輸入信號，并且可以產(chǎn)生模擬輸出信號和數(shù)字輸出信號。每個轉(zhuǎn)換器級可以包括產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的編碼器、產(chǎn)生重構(gòu)信號的譯碼器、產(chǎn)生延遲信號的延遲轉(zhuǎn)換器以及產(chǎn)生殘余信號的放大器，其中延遲信號可以是連續(xù)電流信號。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器可以包括流水線結(jié)構(gòu)的ADC，其中每個轉(zhuǎn)換器級可以基于模擬輸入信號來產(chǎn)生粗粒度數(shù)字信號。每個轉(zhuǎn)換器級還可以為流水線中的下一轉(zhuǎn)換器級產(chǎn)生呈連續(xù)時(shí)間信號形式而不是離散時(shí)間形式的殘余信號。因此，轉(zhuǎn)換器可以是具有較低功率且更佳的寬帶性能的改進(jìn)的ADC設(shè)計(jì)。
[0015]圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器100的簡化框圖。
[0016]根據(jù)實(shí)施方案，轉(zhuǎn)換器100可以包括以流水線形式或級聯(lián)構(gòu)造串聯(lián)連接的多個轉(zhuǎn)換器級 110.1-110.N。
[0017]每個轉(zhuǎn)換器級110.1-110.N都可以接收時(shí)鐘信號CLK和相應(yīng)的模擬輸入電壓信號Vtl至V{N_1},并且可以產(chǎn)生相應(yīng)的模擬電壓輸出信號V1至Vn以及相應(yīng)的數(shù)字輸出信號Dl〈n-1:0>至DN〈n-l:0>，其中η可以表示每個轉(zhuǎn)換器級的位分辨率。雖然在圖1中示出了所有的轉(zhuǎn)換器級都具有用于數(shù)字分辨率的相同的η個位數(shù)，但是轉(zhuǎn)換器級無需具有用于數(shù)字分辨率的相同的位數(shù)。另外，可以在轉(zhuǎn)換器中實(shí)現(xiàn)多于三個的轉(zhuǎn)換器級。
[0018]換言之，所有的轉(zhuǎn)換器級可以接收相同的時(shí)鐘信號，但是轉(zhuǎn)換器級可以經(jīng)由其相應(yīng)的模擬輸入信號和模擬輸出信號串聯(lián)連接或以級聯(lián)構(gòu)造連接。每個轉(zhuǎn)換器級可以產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字輸出信號，該數(shù)字輸出信號可以組合以形成轉(zhuǎn)換器100的總數(shù)字輸出。
[0019]總輸出信號可以基于來自轉(zhuǎn)換器中的所有轉(zhuǎn)換器級的所有的數(shù)字輸出信號進(jìn)行重構(gòu)，并且可表示為:
[0020]Vin (s) =D1 (s) +H 1 (s) D2 (s) +H 2 (s) D3 (s) +H 3 (s) D4 (s) +H 4 (s) D5 (S) +...
[0021]其中，如果每個轉(zhuǎn)換器級都相同，Dx(S)是在頻域中轉(zhuǎn)換器級X處編碼的數(shù)字輸出信號乘以頻域中的一個時(shí)鐘的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)波形(正弦波形，其中sinC(t)=sine(t)/t)并且H(S)是延遲轉(zhuǎn)換器和放大器的組合傳遞函數(shù)。如果轉(zhuǎn)換器級傳遞函數(shù)不同，則需要相應(yīng)地修改等式。
[0022]轉(zhuǎn)換器100可以是能夠進(jìn)行寬帶寬操作的連續(xù)時(shí)間流水線ADC，帶寬近似為具有1GHz時(shí)鐘頻率的500MHz 至1GHz，例如在28nm CMOS制造工藝中制造的轉(zhuǎn)換器。
[0023]圖2示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器級200的簡化框圖。
[0024]根據(jù)實(shí)施方案，轉(zhuǎn)換器級200可以包括產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的編碼器210、產(chǎn)生重構(gòu)信號的譯碼器220、產(chǎn)生延遲信號的延遲轉(zhuǎn)換器230以及產(chǎn)生殘余信號的放大器250，其中延遲信號可以是連續(xù)電流信號。
[0025]級k的轉(zhuǎn)換器級的模擬輸入信號V{k_1}可以由編碼器210接收，編碼器210利用時(shí)鐘信號來產(chǎn)生數(shù)字輸出信號Dk〈n-1:0>。編碼器210可以包括比較器組，比較器將模擬輸入信號V{k_1}與多個預(yù)定電壓電平進(jìn)行比較以獲得用于數(shù)字輸出信號Dk〈n-1:0>的η位。
[0026]譯碼器220可以接收來自同一轉(zhuǎn)換器級200中的編碼器210的數(shù)字輸出信號Dk〈n-1:0>。譯碼器220可以基于數(shù)字輸出信號Dk〈n_l:0>和時(shí)鐘信號CLK來產(chǎn)生重構(gòu)信號。譯碼器220可以產(chǎn)生作為電流信號的重構(gòu)信號。任選地，譯碼器220可以包括輸出濾波器(未示出)，其對重構(gòu)信號進(jìn)行濾波以減少由于在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換過程中的頻率鏡像產(chǎn)生的其高頻噪聲中的一些。譯碼器220中的輸出濾波器可以是低通濾波器或帶通濾波器。
[0027]延遲轉(zhuǎn)換器230可以接收模擬輸入信號V{k_1}并且可以產(chǎn)生延遲信號，延遲信號可以是連續(xù)電流信號。延遲轉(zhuǎn)換器230可以基于時(shí)鐘信號的周期將延遲信號自模擬輸入信號延遲預(yù)定時(shí)間段。延遲需要與編碼器210和譯碼器220中的延遲匹配，以使得傳播到后續(xù)級的殘余信號幅值最小化。延遲轉(zhuǎn)換器230可以將延遲信號自模擬輸入信號V{k_1}延遲時(shí)鐘信號周期的1.5倍，因?yàn)榫幋a器220和譯碼器230要花費(fèi)大體I個時(shí)鐘周期來重構(gòu)原始的模擬輸入信號V{k_1}，并且譯碼器230的零階保持響應(yīng)要花費(fèi)大約0.5個時(shí)鐘周期。延遲轉(zhuǎn)換器230可以包括電壓電流轉(zhuǎn)換器，其基于模擬輸入信號V{k_1}的電壓來產(chǎn)生連續(xù)電流信號。
[0028]放大器250可以基于相應(yīng)的延遲信號和相應(yīng)的重構(gòu)信號的電流之差來產(chǎn)生作為模擬輸出信號的殘余信號v{k}。放大器250可以放大相應(yīng)的殘余信號，以為級聯(lián)中的下一轉(zhuǎn)換器級提供信號增益。放大器250可以包括有損耗積分器。
[0029]任選地，轉(zhuǎn)換器級200可以包括減法器240，減法器240從延遲信號中減去重構(gòu)信號。
[0030]在轉(zhuǎn)換器中的最后一個轉(zhuǎn)換器級中，僅需要編碼器210，因?yàn)樵谧詈笠粋€轉(zhuǎn)換器級中不需要其它部件，因?yàn)樽詈笠粋€轉(zhuǎn)換器級不需要產(chǎn)生殘余信號。
[0031]轉(zhuǎn)換器級200的低頻電壓增益!^需要恢復(fù)由于在轉(zhuǎn)換器級200中產(chǎn)生殘余信號的信號的減去而減少的電壓擺動。Hf可以將級輸出電壓幅值恢復(fù)到與級輸入信號近似相同的電平。一般地，增益Hf可設(shè)計(jì)成在211-1和2n之間，其中η是編碼器210的位分辨率。這是因?yàn)?，在單個轉(zhuǎn)換器級中，編碼器210可以按2η電壓電平將模擬輸入新量化，并且模擬重構(gòu)信號可具有2η信號電平。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)換成殘余信號的電壓形式時(shí)，模擬輸入信號與重構(gòu)信號之差應(yīng)當(dāng)不大于轉(zhuǎn)換器級的信號電平的范圍的1/2η。為使得用下一轉(zhuǎn)換器級中的相似信號電平來感測殘余信號，殘余信號可以放大2114至2n倍。這會使得殘余信號放大而具有與模擬輸入信號相似的電壓擺動范圍。放大殘余信號可允許下一轉(zhuǎn)換器級以相似的電壓范圍量化殘余信號，并且從而減弱了轉(zhuǎn)換器對噪聲的敏感性。轉(zhuǎn)換器級200的增益可通過設(shè)計(jì)預(yù)先設(shè)定，或者可以在操作中調(diào)整或編程。轉(zhuǎn)換器級200可以輸出增益值信號(未示出)，以使能在數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行總體信號的重構(gòu)。轉(zhuǎn)換器級200的低頻增益Hf可以設(shè)定基于轉(zhuǎn)換器級200的位分辨率的值。由于放大器250恢復(fù)了殘余電壓電平，所以在級聯(lián)構(gòu)造中轉(zhuǎn)換器級的結(jié)構(gòu)相同(或者是阻抗縮放的)。當(dāng)ADC系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行時(shí)，最大殘余輸出電壓幅值可以在流水線級的最大輸入電壓幅值的1.5倍之內(nèi)。
[0032]圖3示出了根據(jù)本公開的特征的轉(zhuǎn)換器級300的簡化框圖。
[0033]根據(jù)實(shí)施方案，轉(zhuǎn)換器級300可以包括產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的編碼器310、產(chǎn)生重構(gòu)信號的譯碼器320、產(chǎn)生延遲信號的延遲轉(zhuǎn)換器330以及產(chǎn)生殘余信號的放大器350，其中延遲信號可以是連續(xù)電流信號。
[0034]圖3類似于圖2，并且圖3更詳細(xì)地示出了延遲轉(zhuǎn)換器330。
[0035]延遲轉(zhuǎn)換器330可以接收兩個信號V_{k_1}和V+{k_1}，它們可以是信號中所包含的正差動信號和負(fù)差動信號。延遲轉(zhuǎn)換器330在兩個分支中的每一個中接收信號V-{k_1}和V+{k_1}中的每一個。第一個分支可以包括串聯(lián)連接的電阻器330.1、延遲器330.3和電阻器330.5。第二分支可以包括串聯(lián)連接的電阻器330.2、延遲器330.4和電阻器330.6。電阻器330.1、延遲器330.3和電阻器330.5需要是阻抗匹配的，以避免信號反射或降級。如果信號源連接到ADC輸入或者第一流水線級具有非零輸出阻抗，則可以調(diào)節(jié)或者可以省略電阻器330.1和330.2。類似地，電阻器330.2、延遲器330.4和電阻器330.6需要是阻抗匹配的。另外，第一分支和第二分支需要是阻抗匹配的。延遲器330.3和330.4可以是連續(xù)時(shí)間延遲塊，諸如發(fā)射線路延遲塊、級聯(lián)LC網(wǎng)格濾波器、有源RC延遲濾波器或RC、LC、LCR濾波器，并且可實(shí)現(xiàn)在集成芯片(IC)上。
[0036]在該構(gòu)造中，如果正確地調(diào)整和匹配，延遲轉(zhuǎn)換器330可在大多數(shù)頻率范圍內(nèi)具有優(yōu)良的性能。然而，提供延遲器330.3和330.4會需要專門制造的器件結(jié)構(gòu)，占據(jù)了大量的電路空間。因此，該構(gòu)造的成本對于大多數(shù)應(yīng)用而言過高。
[0037]圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的延遲轉(zhuǎn)換器430的簡化框圖。
[0038]延遲轉(zhuǎn)換器430示出了可選的設(shè)計(jì)，其中不是使用延遲器330.3和330.4，多個串聯(lián)連接的濾波器431和432用作延遲器。延遲轉(zhuǎn)換器430可以包括作為阻抗匹配電阻器的電阻器430.1,430.2,430.5和430.6，以及濾波器431和432，這些元件級聯(lián)連接。濾波器431和432可彼此相同，并且可以使用多于一個的濾波器級。在該構(gòu)造中附加的濾波器級可以提供更佳的相位匹配性能。
[0039]濾波器431可以包括電感器431.1和431.2以及電容器431.3和431.4。濾波器432可以包括電感器432.1和432.2以及電容器432.3和432.4。每個電感器可以與延遲轉(zhuǎn)換器430的同一分支中的下一部件串聯(lián)連接。每個電容器可以與另一分支中的下一部件串聯(lián)連接，從而形成交叉構(gòu)造。濾波器431和432還可稱為網(wǎng)格LC濾波器。
[0040]在該構(gòu)造中的延遲轉(zhuǎn)換器430可以提供在低頻范圍內(nèi)(例如，小于IGHz)的優(yōu)良性能，但是可能不如圖3中的延遲轉(zhuǎn)換器330那樣理想。然而，延遲轉(zhuǎn)換器430需要明顯少的電路空間，因?yàn)樗械牟考軌蛉菀字圃旌托⌒突?br> [0041]圖5示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器級的放大器550的簡化框圖。
[0042]放大器550可以包括運(yùn)算放大器551、電容器552和555以及電阻器553和554。放大器550可以在轉(zhuǎn)換器級接收電流信號，并且將電流信號轉(zhuǎn)換成作為連續(xù)時(shí)間電壓信號的殘余信號(圖5中圖示為差動電壓信號V_{k}和V+{k})。
[0043]任選地，放大器550可以包括輸出濾波器559，輸出濾波器可以是低通濾波器或帶通濾波器。輸出濾波器559可以有助于減少輸出電壓信號中的由于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換過程中的頻率鏡像導(dǎo)致的高頻噪聲中的一些。
[0044]在圖5所示的構(gòu)造中，放大器550可以具有負(fù)信號路徑和正信號路徑。負(fù)信號路徑可具有彼此平行且包含在前饋路徑中的電容器552和電阻器553。類似地，正路徑可以具有彼此平行且包括在前饋路徑中的電容器555和電阻器554。該構(gòu)造可以形成放大器550中的有損耗積分器。
[0045]在操作中，如果放大器550實(shí)現(xiàn)在與延遲轉(zhuǎn)換器330相同的轉(zhuǎn)換器級中，則轉(zhuǎn)換器級可以具有表示為如下的增益HLF:
[0046]Hlf=H (O) =Rf/(2RZ)
[0047]其中，Rf是放大器550中的電阻器553和554的電阻值，并且Rz是延遲轉(zhuǎn)換器330中的電阻器330.1,330.2,330.5和330.6的電阻值。
[0048]圖6示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)換器級600的簡化框圖。
[0049]根據(jù)實(shí)施方案，轉(zhuǎn)換器級600可以包括產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的編碼器610、產(chǎn)生重構(gòu)信號的譯碼器620、產(chǎn)生延遲信號的延遲轉(zhuǎn)換器630以及產(chǎn)生殘余信號的放大器650，其中延遲信號可以是連續(xù)電流信號。
[0050]任選地，轉(zhuǎn)換器級600可以包括減法器640。
[0051]轉(zhuǎn)換器級600類似于圖2中的轉(zhuǎn)換器級200，并且轉(zhuǎn)換器級600示出了附加的細(xì)節(jié)。
[0052]在轉(zhuǎn)換器級600中，編碼器610可以包括多個編碼器610.1至610.1。多個編碼器610.1至610.1可以并聯(lián)連接，每個都接收相同的模擬輸入信號V{k_1}，但是可以接收來自時(shí)鐘總線CLK的不同的時(shí)鐘信號，其中不同的時(shí)鐘信號交錯或錯開，使得多個編碼器610.1至610.1可通過交錯時(shí)鐘信號觸發(fā)以在不同時(shí)間執(zhí)行其自身的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，交錯或錯開將模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換在時(shí)間上非常均勻地分散開。
[0053]相應(yīng)地，譯碼器620可以包括多個譯碼器620.1至620.1。多個譯碼器620.1至620.1可以接收來自相應(yīng)的編碼器610.1至610.1的數(shù)字信號以轉(zhuǎn)換成重構(gòu)信號，該重構(gòu)信號可以是模擬電流信號。多個譯碼器620.1至620.1可以并聯(lián)連接，每個都接收來自時(shí)鐘總線CLK的不同的時(shí)鐘信號，其中不同的時(shí)鐘信號交錯或錯開，使得多個譯碼器620.1至620.1可通過交錯的時(shí)鐘信號觸發(fā)以在不同時(shí)間執(zhí)行其自身的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，交錯或錯開將數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換在時(shí)間上非常均勻地分散開。
[0054]錯開的輸出信號可以在時(shí)間段上彼此重疊。多個編碼器610.1至610.1以及多個譯碼器620.1至620.1的錯開或交錯的次序可以隨時(shí)間重定序或混洗以使得錯開或編碼器與譯碼器失配最小化。
[0055]多個交錯或錯開的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換可以提高總精度并且通過增加樣本數(shù)量來擴(kuò)展轉(zhuǎn)換器級以及整個轉(zhuǎn)換器的有效帶寬。
[0056]可選地，通過例如將單個時(shí)鐘信號拆分成多個時(shí)鐘信號，不同的時(shí)鐘信號可以基于單個輸入時(shí)鐘信號在轉(zhuǎn)換器級600的內(nèi)部產(chǎn)生，每個時(shí)鐘信號都增加了預(yù)定的延遲時(shí)間。
[0057]來自多個譯碼器620.1至620.1的重構(gòu)信號可以從來自延遲轉(zhuǎn)換器630的延遲信號中減去。然而，因?yàn)橛卸鄠€譯碼器620.1至620.1，所以其相應(yīng)的重構(gòu)信號會彼此沖突或妨礙。
[0058]如果多個譯碼器620.1至620.1是作為電流信號的同時(shí)驅(qū)動重構(gòu)信號，則其信號幅值可能需要縮小，例如，按因數(shù)i縮小。然后，多個譯碼器620.1至620.1可以將作為電流信號的重構(gòu)信號驅(qū)動到同一節(jié)點(diǎn)上。通過將重構(gòu)信號中的每次按i的變化有效地平均，多個譯碼器620.1至620.1的同時(shí)驅(qū)動以及縮小驅(qū)動會對組合的重構(gòu)信號產(chǎn)生平滑或?yàn)V波效果。
[0059]可選地，多個譯碼器620.1至620.1還可以通過其相應(yīng)的交錯或錯開的時(shí)鐘信號在其輸出上交錯或錯開，使得多個譯碼器620.1至620.1中的僅一個可以在任意既定時(shí)間驅(qū)動重構(gòu)信號。多個譯碼器620.1至620.1的交錯或錯開的輸出可趨向于產(chǎn)生更高頻的噪聲，并且可占用附加的電路空間。
[0060]圖7示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的方法700。
[0061]方法700可以包括,在塊710中，編碼器可以基于模擬輸入信號和時(shí)鐘信號來產(chǎn)生數(shù)字輸出信號。在塊720中，譯碼器可以基于數(shù)字輸出信號和時(shí)鐘信號來產(chǎn)生重構(gòu)信號。在塊730中，延遲轉(zhuǎn)換器可以基于模擬輸入信號來產(chǎn)生延遲信號，延遲信號可以是電流信號。在塊740中，放大器可以基于延遲信號和重構(gòu)信號來產(chǎn)生殘余信號。
[0062]圖8A-8D示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的信號圖。
[0063]圖8A示出了示例性的轉(zhuǎn)換器級的模擬輸入信號V{k_1}和模擬殘余信號V{k}的電壓信號圖。
[0064]圖SB示出了示例性的轉(zhuǎn)換器級的模擬輸入信號轉(zhuǎn)換電流信號I{k_1}、延遲電流信
^Delayed
以及重構(gòu)電流信號



-^-Reconstructed
的電流信號圖。
[0065]1&_1}可以是從模擬輸入信號V{k_1}轉(zhuǎn)換的無任何延遲的電流信號。延遲電流信號Irlelayed可以由延遲轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生并且可是信號I{k-1}的延遲變化形式。重構(gòu)電流信號IEeconstructed由譯碼器產(chǎn)生，譯碼器基于來自編碼器的數(shù)字輸出信號來產(chǎn)生重構(gòu)電流信號。注意的是，由于編碼器和譯碼器中的延遲，重構(gòu)電流信號Iftnirted具有自原始模擬輸入信號的延遲。
[0066]圖8C不出了不例性的轉(zhuǎn)換器級的差動信號-(IDelayed-1Re_stnKted)的電流信號圖。
[0067]差動/[目號-(iDeliiyetrllteamEitrurtHi)也可以是電流?目號，其表不轉(zhuǎn)換器成電流?目號的延遲原始信號與基于轉(zhuǎn)換器級的數(shù)字輸出的重構(gòu)電流信號之間的差。該差別信號可由放大器接收以產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)換器級輸出的模擬殘余信號(圖8中的V{k})。
[0068]圖8D示出了由來自示例性的多級轉(zhuǎn)換器的總的組合數(shù)字輸出信號重構(gòu)的模擬信號的信號強(qiáng)度與頻率的曲線圖。圖8D的曲線圖示出了，由總的組合數(shù)字輸出信號重構(gòu)的模擬信號在大約10MHz的頻率(模擬輸入信號的頻率V{k_1})具有OdB的最大信號強(qiáng)度。雖然更高頻率的噪聲隨著頻率增加而增加，但是自接近10MHz的低頻范圍的關(guān)注頻率范圍的噪聲電平相對低，并且這還提供了充足的信號裕度，并且因此表明了本發(fā)明中轉(zhuǎn)換器的大的精度。
[0069]應(yīng)理解的是，本公開不限于上述實(shí)施方案，并且可以解決存在沖突指定的任何數(shù)量的規(guī)劃和實(shí)施方案。
[0070]雖然已經(jīng)結(jié)合多個示例性實(shí)施方案描述了本公開，但是應(yīng)當(dāng)理解所使用的術(shù)語是用于描述和示例的術(shù)語，而不是限制的術(shù)語。可以在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行改變，如之前所陳述和所修改的，而不偏離本公開方案的范圍和主旨。雖然已結(jié)合特定裝置、材料和實(shí)施方案描述了公開，本公開不意在局限于所公開的特定細(xì)節(jié)，相反本公開要擴(kuò)展至諸如在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有功能上等同的結(jié)構(gòu)、方法和用途。
[0071]雖然計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可描述為單個介質(zhì)，術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括單個介質(zhì)或多個介質(zhì)，諸如集中式或分布式數(shù)據(jù)庫和/或存儲一個或多個指令集的關(guān)聯(lián)的超高速緩存和服務(wù)器。術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”還應(yīng)包含能夠?qū)χ噶罴M(jìn)行存儲、編碼或攜載以便由處理器執(zhí)行或者使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行本文所公開的實(shí)施方案中的任一個或多個的任何介質(zhì)。
[0072]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括一個或多個非暫態(tài)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和/或包括一個或多個暫態(tài)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在特定的非限制性的、示例性的實(shí)施方案中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括諸如存儲卡的固態(tài)存儲器，或者容納一個或多個非易失性只讀存儲器的其它封裝件。此外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是隨機(jī)存取存儲器或其它易失性可重寫存儲器。另外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括磁光介質(zhì)或光介質(zhì)，諸如磁盤或磁帶或其它捕獲在傳輸介質(zhì)傳達(dá)的諸如信號的載波信號的其它存儲裝置。因此，視為本公開包含可以在其中存儲數(shù)據(jù)或指令的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或其它等同和后繼的介質(zhì)。
[0073]雖然本公開描述了可實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的代碼段的具體實(shí)施方案，應(yīng)理解的是諸如專用集成電路、可編程邏輯陣列和其它硬件裝置的專用硬件實(shí)現(xiàn)能夠構(gòu)造成實(shí)現(xiàn)本文所描述的一個或多個實(shí)施方案。可以包括本文所闡述的各個實(shí)施方案的應(yīng)用可廣泛地包含各種電子和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此，本申請可涵蓋軟件、固件以及硬件或其組合的實(shí)現(xiàn)方式。
[0074]本說明書描述了可在參考了特定標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的特定實(shí)施方案中實(shí)現(xiàn)的部件和功能，本公開不限于這些標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。這些標(biāo)準(zhǔn)可定期由具有基本相同功能的更快且更高效的等同的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議替代。因此，具有相同或相似功能的替代的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議視為其等同。
[0075]本文所描述的實(shí)施方案的說明意在提供各個實(shí)施方案的一般性理解。圖示不意在用于對使用本文所描述的結(jié)構(gòu)或方法的裝置和系統(tǒng)的全部元件和特征進(jìn)行完整描述。在考察本公開之后，許多其它的實(shí)施方案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然的。其它實(shí)施方案可以使用且從公開中獲得，使得可以在不偏離本公開的范圍的情況下做出結(jié)構(gòu)和邏輯的替代和變化。另外，圖示僅為了示例，而不是按比例繪制的。圖示內(nèi)的一些比例可以放大，而其它比例可以最小化。因此，公開內(nèi)容和附圖應(yīng)視為示例性的而不是限制性的。
[0076]本公開的一個或多個實(shí)施方案可在本文中單獨(dú)地和/或統(tǒng)一地稱為術(shù)語“公開”，僅是為了方便，而不意在將本申請的范圍自動地限制為任何特定公開或創(chuàng)造性構(gòu)思。而且，雖然本文已經(jīng)圖示和說明了具體的實(shí)施方案，應(yīng)理解的是設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)相同或相似目的的任何后續(xù)布置可替代圖示的具體實(shí)施方案。本公開意在涵蓋各個實(shí)施方案的任何以及所有的后續(xù)改進(jìn)或變化。在考察說明書之后，上述實(shí)施方案以及本文未特別描述的其它實(shí)施方案的組合將對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
[0077]另外，在前面的詳細(xì)說明中，為使公開順暢的目的，可以將各種特征組合在一起或者在單個實(shí)施方案中對各個特征進(jìn)行描述。本公開不應(yīng)解釋為反映了權(quán)利要求的實(shí)施方案需要比每個權(quán)利要求中明確記述的更多的特征的意圖。相反，如下面的權(quán)利要求書所反映的，發(fā)明主題可涉及任何所公開的實(shí)施方案中的少于全部特征。因此，下面的權(quán)利要求書合并到詳細(xì)說明中，每個權(quán)利要求獨(dú)立地限定單獨(dú)進(jìn)行權(quán)利要求的主題。
[0078]上文公開的主題應(yīng)視為示例性的，而非限制性的，并且隨附的權(quán)利要求書意在涵蓋落在本公開的真正精神和范圍內(nèi)的所有這樣的修改、提高和其它實(shí)施方案。因此，在法律所允許的最大范圍內(nèi)，本公開的范圍由下面權(quán)利要求及其等同內(nèi)容的所許可的最寬泛解釋來確定，而不應(yīng)受前面的詳細(xì)說明限制或限定。
【權(quán)利要求】
1.轉(zhuǎn)換器，包括: 串聯(lián)連接的多個轉(zhuǎn)換器級， 其中每個轉(zhuǎn)換器級接收時(shí)鐘信號和相應(yīng)的模擬輸入信號，并且產(chǎn)生相應(yīng)的模擬輸出信號和相應(yīng)的數(shù)字輸出信號； 所述多個轉(zhuǎn)換器級中的每一個都包括: 編碼器，其基于所述相應(yīng)的模擬輸入信號和所述時(shí)鐘信號來產(chǎn)生所述相應(yīng)的數(shù)字輸出信號; 譯碼器，其基于所述相應(yīng)的數(shù)字輸出信號和所述時(shí)鐘信號來產(chǎn)生相應(yīng)的重構(gòu)信號； 延遲轉(zhuǎn)換器，其基于所述相應(yīng)的模擬輸入信號來產(chǎn)生相應(yīng)的延遲信號； 放大器，其基于所述相應(yīng)的延遲信號和所述相應(yīng)的重構(gòu)信號來產(chǎn)生相應(yīng)的殘余信號， 其中所述譯碼器的所述相應(yīng)的延遲信號和所述重構(gòu)信號包括連續(xù)電流信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述相應(yīng)的數(shù)字輸出信號組合以形成所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中基于所述時(shí)鐘信號的周期將所述相應(yīng)的延遲信號自所述相應(yīng)的模擬輸入信號延遲預(yù)定時(shí)間段。
4.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述相應(yīng)的延遲信號自所述相應(yīng)的模擬輸入信號延遲所述時(shí)鐘信號的周期的1.5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述延遲轉(zhuǎn)換器基于所述相應(yīng)的模擬輸入信號的電壓來產(chǎn)生所述連續(xù)電流信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述放大器基于所述相應(yīng)的延遲信號和所述相應(yīng)的重構(gòu)信號的電流之差來產(chǎn)生所述相應(yīng)的殘余信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述放大器利用基于相應(yīng)的編碼器的位分辨率設(shè)定的增益來放大所述相應(yīng)的殘余信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述放大器對所述相應(yīng)的殘余信號進(jìn)行濾波。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述相應(yīng)的殘余信號是電壓信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中每個所述轉(zhuǎn)換器級輸出增益信號。
11.一種方法，包括: 通過編碼器基于模擬輸入信號和時(shí)鐘信號來產(chǎn)生數(shù)字輸出信號； 通過譯碼器基于所述數(shù)字輸出信號和所述時(shí)鐘信號來產(chǎn)生重構(gòu)信號； 通過延遲轉(zhuǎn)換器基于所述模擬輸入信號來產(chǎn)生延遲信號； 通過放大器基于所述延遲信號和所述重構(gòu)信號來產(chǎn)生殘余信號， 其中所述譯碼器的所述延遲信號和所述重構(gòu)信號包括連續(xù)電流信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述殘余信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中基于所述時(shí)鐘信號的周期將所述延遲信號自所述模擬輸入信號延遲預(yù)定時(shí)間段。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述延遲信號自所述模擬輸入信號延遲所述時(shí)鐘信號的周期的1.5倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述延遲轉(zhuǎn)換器基于所述模擬輸入信號的電壓來產(chǎn)生所述連續(xù)電流信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述放大器基于所述延遲信號與所述重構(gòu)信號的電流之差來產(chǎn)生所述殘余信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述放大器利用基于所述編碼器的位分辨率設(shè)定的增益來放大所述殘余信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述放大器對所述相應(yīng)的殘余信號進(jìn)行濾波。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述相應(yīng)的殘余信號是電壓信號。
20.根據(jù)權(quán)利 要求11所述的方法，其中每個所述轉(zhuǎn)換器級都輸出增益信號。
【文檔編號】H03M1/12GK104052482SQ201410095239
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】H·施巴塔 申請人:亞德諾半導(dǎo)體技術(shù)公司