專利名稱：信號(hào)處理電路及其相關(guān)信號(hào)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal OxideSemiconductor)圖像傳感器系統(tǒng)，尤其涉及CMOS圖像傳感器(CMOS ImageSensor) 系統(tǒng)中的信號(hào)處理電路，以提供優(yōu)良的處理速度并可有效地提升輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍 (dynamic range)0
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的CIS圖像感測(cè)系統(tǒng)的中，輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍是極度受局限的。而現(xiàn)今CIS圖像感測(cè)系統(tǒng)中，為了有效增強(qiáng)輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍以使其達(dá)到高動(dòng)態(tài)范圍(High Dynamic Range,HDR)效果而提出的解決方案的其中一個(gè)，便是對(duì)較暗的信號(hào)提供較長的曝光時(shí)間(exposure time)，而對(duì)于較亮的信號(hào)，則提供相對(duì)而言較短的曝光時(shí)間；另一方面， 另外一個(gè)現(xiàn)存的解決方案則是將CIS圖像感測(cè)系統(tǒng)內(nèi)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog todigital converter,ADC)的分辨率加以提高。然而，前述的解決方案以及其余的傳統(tǒng)方法皆不可避免地使其所需的生產(chǎn)成本隨之劇增。除此之外，現(xiàn)今用以增加CIS圖像感測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍的方法，不僅費(fèi)時(shí)，更增加所需的電路復(fù)雜度。因此，亟需提供新信號(hào)處理方法與信號(hào)處理電路，在兼顧生產(chǎn)成本的同時(shí)有效提升輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，進(jìn)而增進(jìn)CIS圖像感測(cè)系統(tǒng)的整體效能。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的之一，即在于提供一種信號(hào)處理電路，此信號(hào)處理電路可有效提升信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍并進(jìn)而提升使用本發(fā)明的信號(hào)處理電路的CIS圖像感測(cè)系統(tǒng)的整體效能。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其揭露一種信號(hào)處理電路。該信號(hào)處理電路包含有放大電路、控制電路，以及采樣保持電路。該放大電路接收模擬輸入信號(hào)，并放大該模擬輸入信號(hào)以輸出第一模擬信號(hào)。該控制電路依據(jù)該模擬輸入信號(hào)來輸出控制信號(hào)。該采樣保持電路耦接至該放大電路以及該控制電路，并且依據(jù)該控制信號(hào)來選擇性地調(diào)整該采樣保持電路的增益系數(shù)，進(jìn)而依據(jù)該第一模擬信號(hào)與該增益系數(shù)來輸出第二模擬信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其揭露一種信號(hào)處理方法。本發(fā)明的信號(hào)處理方法包含有以下步驟接收模擬輸入信號(hào)并放大該模擬輸入信號(hào)以輸出第一模擬信號(hào)；依據(jù)該模擬輸入信號(hào)而輸出控制信號(hào)；依據(jù)該控制信號(hào)以選擇性地調(diào)整采樣保持電路的增益系數(shù)； 以及利用該采樣保持電路以依據(jù)該第一模擬信號(hào)與該增益系數(shù)來輸出第二模擬信號(hào)。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的信號(hào)處理電路的框圖示意圖；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的信號(hào)處理電路的框圖示意圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的信號(hào)處理電路的框圖示意圖4所示為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的信號(hào)處理電路的框圖示意圖；圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理電路的一實(shí)施例的步驟流程圖；圖6所示為采用本發(fā)明的一實(shí)施例的信號(hào)處理電路的可變?cè)鲆婕?xì)述的調(diào)整運(yùn)作的運(yùn)作特征示意圖。
具體實(shí)施例方式在本專利說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同一個(gè)元件。本說明書及后續(xù)的權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包含」為開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。以外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。參閱圖1，圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例信號(hào)處理電路的框圖示意圖。在本實(shí)施例中，信號(hào)處理電路100包含(但不限定有)放大電路110、采樣保持 (sample-and-hold)電路120、處理電路130，以及控制電140。信號(hào)處理電路100從互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(CMOS image sensor)接收感測(cè)(sensed)信號(hào)，并使用一種可適性控制機(jī)制(如控制電路140)來增強(qiáng)其輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。若感測(cè)信號(hào)(如模擬輸入信號(hào)San-in)本身具有較差的信噪比(Signal-to-Noise Ratio，(SNR)，則信號(hào)處理電路100可依據(jù)(由控制電路140所產(chǎn)生的)控制信號(hào)S。。ntMl來據(jù)以增加采樣保持電路120 的增益系數(shù)的數(shù)值。相反地，若感測(cè)信號(hào)(如模擬輸入信號(hào)San-in)的振幅過大，則可依據(jù)控制電路140的控制來適當(dāng)?shù)販p小采樣保持電路120的增益系數(shù)的數(shù)值，以有效避免信號(hào)在后續(xù)的信號(hào)處理程序(如；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換程序)中產(chǎn)生過飽和(saturation)的情況。 換言之，本發(fā)明的信號(hào)處理電路及信號(hào)處理方法，可提供一種新的解決方案以提供現(xiàn)今CIS 圖像感測(cè)系統(tǒng)其所欲達(dá)到的高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)效能。詳細(xì)來說，當(dāng)模擬輸入信號(hào)Salrin輸入至信號(hào)處理電路100，放大電路110會(huì)先放大模擬輸入信號(hào)Salrin，以據(jù)以產(chǎn)生第一模擬信號(hào)Sfiret_an ；請(qǐng)注意到，由于放大電路110以線性 (linear)方式來處理模擬輸入信號(hào)Salrin并產(chǎn)生第一模擬信號(hào)、 t_an，這使得第一模擬信號(hào)、@1與模擬輸入信號(hào)Salrin兩者擁有相同的信噪比。另外，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，放大電路110可采用可編程增益放大器(programmable gain amplifier, PGA)來加以實(shí)施； 然而，前述僅為說明之用而不為本發(fā)明的限制條件之一，任何可用以將模擬輸入信號(hào)San_in 放大的電路皆可用作信號(hào)處理電路100內(nèi)的放大電路110。在本發(fā)明中，采樣保持電路120的增益系數(shù)是可動(dòng)態(tài)調(diào)整的，藉此使得應(yīng)用本發(fā)明信號(hào)處理電路的CIS圖像感測(cè)系統(tǒng)其輸出信號(hào)得以擁有更佳的動(dòng)態(tài)范圍。舉例來說，采樣保持電路120接收第一模擬信號(hào)、 t_m并且依據(jù)其可變動(dòng)的增益系數(shù)來放大第一模擬信號(hào)Sfi t_m ；而前述的可變動(dòng)的增益系數(shù)則是依據(jù)控制信號(hào)Srantral而加以決定的?？刂齐娐?40則依據(jù)第一模擬信號(hào)其由放大電路HO所產(chǎn)生)來產(chǎn)生控制信號(hào)S。。ntMl，以依據(jù)控制信號(hào)S。。ntral而調(diào)整采樣保持電路120的增益系數(shù)。在圖1所示的實(shí)施例中，控制電路140接收第一模擬信號(hào)、rSt,并將其與某(些)臨界值相比較并且依據(jù)此比較結(jié)果產(chǎn)生控制信號(hào)S。。ntMl。在這里，控制電路140可將第一模擬信號(hào)、ret_an與預(yù)定臨界值相比較，以據(jù)以決定控制信號(hào)S。。ntMl ；當(dāng)比較結(jié)果顯示出第一模擬信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度(比方說第一模擬信號(hào)、 t_an的一電壓準(zhǔn)位)低于此預(yù)定臨界值，表示了此時(shí)第一模擬信號(hào) 、ret-anW信號(hào)強(qiáng)度微弱；則控制電路140將隨之調(diào)增增益系數(shù)的數(shù)值。相反，當(dāng)比較結(jié)果顯示第一模擬信號(hào)、 t-m的信號(hào)強(qiáng)度大于前述的預(yù)定臨界值，則表示第一模擬信號(hào)、ret-m的信號(hào)強(qiáng)度可能過強(qiáng)，則控制電路140會(huì)經(jīng)由控制信號(hào)S。。ntral來減小采樣保持電路120的增益系數(shù)。而采樣保持電路120在控制電路140的控制下被設(shè)定適當(dāng)大小的增益系數(shù)之后， 采樣保持電路120依據(jù)被可適性調(diào)整(adaptively-adjusted)后的增益系數(shù)來產(chǎn)生第二模擬信號(hào)S_nd_an。然而請(qǐng)注意到，前述運(yùn)作中，被用以與第一模擬信號(hào)Sfi t_m比較的臨界值的數(shù)目并不為本發(fā)明的限制條件之一；比方說，隨著不同的設(shè)計(jì)需求，信號(hào)處理電路100亦可使用一組臨界值作為參考之用，以據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)S。。ntral。前述設(shè)計(jì)變化遵守本發(fā)明的發(fā)明精神，并隸屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇之中。除此之外，本發(fā)明的信號(hào)處理電路另可針對(duì)不同的信號(hào)(處理)路徑來提供相對(duì)應(yīng)的不同的增益系數(shù)，以藉由經(jīng)由不同信號(hào)(處理)路徑而產(chǎn)生(或放大)的模擬信號(hào)并據(jù)以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)^igital ；進(jìn)而有效提升輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。參閱圖2，圖2所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的信號(hào)處理電路的框圖示意圖。在本實(shí)施例中，信號(hào)處理電路200包含(但不限定于)放大電路210、采樣保持電路220、處理電路230，以及控制電路MO ；由于信號(hào)處理電路200大部分的電路結(jié)構(gòu)以及運(yùn)作可于參考前述關(guān)于信號(hào)處理電路100的說明后而輕易了解，在此便不再重復(fù)進(jìn)行贅述。信號(hào)處理電路200與信號(hào)處理電路100的主要差異在于在圖2所示的實(shí)施例中，第一模擬信號(hào)、ret_an 經(jīng)由采樣保持電路220進(jìn)行兩次處理程序。更詳細(xì)來說，在本實(shí)施例中，不論第一模擬信號(hào)、ret-an的信號(hào)強(qiáng)度為何，采樣保持電路220皆會(huì)使用固定增益系數(shù)來對(duì)第一模擬信號(hào) 、ret-an進(jìn)行采樣以據(jù)以產(chǎn)生第三模擬信號(hào)^ωι。之后，處理電路130可依據(jù)第二模擬信號(hào)、。。nd-aI^P第三模擬信號(hào)Sthirf_m兩模擬信號(hào)來產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)&igital。此外，采樣保持電路 120在產(chǎn)生第二模擬信號(hào)Sse。。nd_an時(shí)，采樣保持電路120此時(shí)增益系數(shù)的大小經(jīng)由控制電路 240的控制以依據(jù)第一模擬信號(hào)、rSt,的信號(hào)強(qiáng)度來加以動(dòng)態(tài)調(diào)整。而在產(chǎn)生第三模擬信號(hào)Sthirf_an時(shí)，采樣保持電路220不管第一模擬信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度如何，都以同樣一個(gè)固定的增益系數(shù)來對(duì)第一模擬信號(hào)、&1進(jìn)行采樣以產(chǎn)生第三模擬信號(hào)Sthirf_an。舉例來說，處理電路230亦可包含有合并單元232以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元234。在一實(shí)作范例中，合并單元232可將第二模擬信號(hào)Sse。。nd_m與第三模擬信號(hào) Sthtel-an合并，而模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元2；34依據(jù)合并單元的信號(hào)合并結(jié)果來據(jù)以輸出數(shù)字信號(hào)&igital。在另一實(shí)例中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元2 亦可分別將第二模擬信號(hào)Sse。。nd_m與第三模擬信號(hào)Sthin^an各自轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而后合并單元232再依據(jù)經(jīng)由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元 234進(jìn)行合并處理后所產(chǎn)生的結(jié)果，以據(jù)以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)、gital。然而請(qǐng)注意，前述對(duì)于處理電路230電路架構(gòu)僅為說明之用，任何可接收并處理經(jīng)由其前端的采樣保持電路220所產(chǎn)生的輸出信號(hào)的處理電路230皆可用作本發(fā)明中的處理電路；前述的相關(guān)設(shè)計(jì)變化皆遵守本發(fā)明的精神，并隸屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇之中。在前述的實(shí)施例中，采樣保持電路(120/220)具有可變的增益系數(shù)，且采樣保持電路的可變?cè)鲆嫦禂?shù)是接受控制電路(140/240)的控制，依據(jù)控制電路監(jiān)控已被采樣保持電路處理的模擬信號(hào)的強(qiáng)度以據(jù)以調(diào)變。在設(shè)計(jì)變化例中，采樣保持電路(120/220)具有至少一第一電容以及一第二電容以用以決定增益系數(shù)的大?。磺业谝浑娙菖c第二電容中至少有一個(gè)電容是采用可變電容來加以實(shí)施的。如此一來，則可依據(jù)第一電容與第二電容的電容值的比值來決定增益系數(shù)的大??；前述的相關(guān)設(shè)計(jì)變化亦隸屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇之中。參閱圖3，圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的信號(hào)處理電路的框圖示意圖。而圖 3中信號(hào)處理電路300的電路設(shè)置與運(yùn)作大致上與圖1的信號(hào)處理電路100相同；主要的不同之處在于本實(shí)施例中的控制電路340的運(yùn)作。在本實(shí)施例中，控制電路340依據(jù)模擬輸入信號(hào)Salrin來產(chǎn)生控制信號(hào)S_。。ntral以決定采樣保持電路330其可變?cè)鲆嫦禂?shù)的增益值的大小，而非如本發(fā)明的第一實(shí)施例中依據(jù)第一模擬信號(hào)^retI來產(chǎn)生控制信號(hào)s-。。ntMl ；也就是說，這里控制電路340比較模擬輸入信號(hào)Salrin與預(yù)定臨界值以據(jù)以決定控制信號(hào)S。。ntMl。 當(dāng)比較結(jié)果指示出模擬輸入信號(hào)Salrin的強(qiáng)度(如其電壓位準(zhǔn))小于預(yù)定臨界值，則可表示此時(shí)模擬輸入信號(hào)Salrin的強(qiáng)度較弱，則控制電路340將據(jù)以調(diào)增增益系數(shù)的數(shù)值。相反， 若比較結(jié)果顯示模擬輸入信號(hào)Salrin的信號(hào)強(qiáng)度大于預(yù)定臨界值；控制電路340會(huì)產(chǎn)生控制信號(hào)Srantral以據(jù)以將采樣保持電路320的增益系數(shù)減小。由于除了控制電路；340的運(yùn)作之外，信號(hào)處理電路300的其余元件的運(yùn)作細(xì)節(jié)與第一實(shí)施例中讀信號(hào)處理電路100相同，為了簡便起見，在此便不再重復(fù)贅述。參閱圖4;圖4所示為根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施例的信號(hào)處理電路的框圖示意圖。而圖 4中信號(hào)處理電路400的電路設(shè)置與運(yùn)作大致上與圖2的信號(hào)處理電路200相同；主要的不同之處在于本實(shí)施例中的控制電路440的運(yùn)作。在這里，控制電路440依據(jù)模擬輸入信號(hào) Salrin來產(chǎn)生控制信號(hào)S_。。ntMl以決定采樣保持電路330其可變?cè)鲆嫦禂?shù)的增益值的大小，而非如本發(fā)明的第二實(shí)施例中依據(jù)第一模擬信號(hào)、rSt-an來產(chǎn)生控制信號(hào)S_。。ntMl。因此，控制電路440將模擬輸入信號(hào)Salrin與預(yù)定臨界值相比較以據(jù)以決定控制信號(hào)S。。ntMl。相似地， 當(dāng)比較結(jié)果顯示出模擬輸入信號(hào)Salrin的信號(hào)(如其電壓位準(zhǔn))強(qiáng)度小于預(yù)定臨界值，則表示此時(shí)模擬輸入信號(hào)Salrin的強(qiáng)度微弱；則控制電路440將隨之把采樣保持電路420的增益系數(shù)調(diào)增以用以產(chǎn)生第二增益系數(shù)并據(jù)以產(chǎn)生第二模擬信號(hào)S—_an。相反，當(dāng)比較結(jié)果顯示了模擬輸入信號(hào)Salrin的強(qiáng)度大于預(yù)定臨界值；則控制電路440將依據(jù)控制信號(hào)S。。ntMl 來隨之將采樣保持電路420使用于產(chǎn)生第二模擬信號(hào)Sse。。nd_m時(shí)的增益系數(shù)的數(shù)值減小。如同圖2中采樣保持電路220與處理電路230的運(yùn)作；在本第4實(shí)施例中，采樣保持電路420亦對(duì)第一模擬信號(hào)、 t_m進(jìn)行兩次信號(hào)處理程序。詳細(xì)來說，采樣保持電路420不論模擬輸入信號(hào)Salrin的信號(hào)強(qiáng)度如何，都以固定的增益系數(shù)來對(duì)第一模擬信號(hào) 、ret,進(jìn)行采樣，并據(jù)以產(chǎn)生第三模擬信號(hào)S—“ ；且處理電路430還依據(jù)第二模擬信號(hào) S—i*第三模擬信號(hào)一^^皿兩個(gè)模擬信號(hào)來產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)&igital。也就是說，當(dāng)采樣保持電路420在進(jìn)行產(chǎn)生第二模擬信號(hào)Sse。。nd_an的信號(hào)處理程序時(shí)，此時(shí)采樣保持電路420所采用的增益系數(shù)的大小可依據(jù)控制電路440的控制來隨著第一模擬信號(hào)、 t_m (或模擬輸入信號(hào)San-J的信號(hào)強(qiáng)度而動(dòng)態(tài)調(diào)整；然而，當(dāng)采樣保持電路420在進(jìn)行用以產(chǎn)生第三模擬信號(hào)^ωι的信號(hào)處理程序時(shí)，無論第一模擬信號(hào)、 t-m(或模擬輸入信號(hào)San_in)的信號(hào)強(qiáng)度為何，采樣保持電路420都將使用固定大小的增益系數(shù)來對(duì)第一模擬信號(hào)、 t-m進(jìn)行采樣。
另外，處理電路430還包含有合并單元432以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元434 (如圖4所示)。在一實(shí)施例中，合并單元432會(huì)將第二模擬信號(hào)Sse。。nd_an與第三模擬信號(hào)Sttod_m進(jìn)行合并處理，而后模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元434再依照合并單元432的處理結(jié)果以據(jù)以輸出數(shù)字信號(hào)&igital。在另外一個(gè)實(shí)作例中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元4 會(huì)先分別將第二模擬信號(hào)
與第三模擬信號(hào)Sthi,d_m分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而后再使用合并單元432將由模擬數(shù)字單元 434產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行合并處理以據(jù)以輸出數(shù)字信由于采樣保持電路420與處理電路430的其余運(yùn)作與電路細(xì)節(jié)與前述第2實(shí)施例中的電路相同，為了簡便起見在此便不再重復(fù)贅述。前述的相關(guān)設(shè)計(jì)變化皆遵守本發(fā)明的精神，并隸屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇之中。請(qǐng)注意到，前述的實(shí)施例僅為說明之用而不為本發(fā)明的限制條件之一，任何可藉由直接或間接監(jiān)測(cè)其模擬輸入信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，以動(dòng)態(tài)調(diào)整其內(nèi)采樣保持電路的增益系數(shù)的信號(hào)處理電路皆遵守本發(fā)明的精神，并隸屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇之中。同時(shí)參照?qǐng)D4以及圖4來看圖5，圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理電路的一實(shí)施例的步驟流程圖。請(qǐng)注意到，倘若實(shí)質(zhì)上可達(dá)到相同的結(jié)果，并不一定需要遵照?qǐng)D5所示的流程中的步驟順序來依序進(jìn)行。信號(hào)處理電路的運(yùn)作流程包含有以下步驟步驟502 放大電路(如210/410)接收模擬輸入信號(hào)Salrin并執(zhí)行放大運(yùn)作以依據(jù)模擬輸入信號(hào)Salrin來據(jù)以輸出第一模擬信號(hào)、ret_m。步驟504:采樣保持電路(如220/420)接收第一模擬信號(hào)并使用固定增益系數(shù)來執(zhí)行第一采樣運(yùn)作并據(jù)以產(chǎn)生第三模擬信號(hào)Sthtel_an;在采樣保持電路(如 220/420)執(zhí)行第一采樣運(yùn)作時(shí)，不論第二實(shí)施例中第一模擬信號(hào)、&1的強(qiáng)度為何(或在第四實(shí)施例中模擬輸入信號(hào)Salrin的強(qiáng)度為何)，采樣保持電路皆使用一個(gè)固定大小的增益系數(shù)來進(jìn)行采樣。步驟506 控制電路(如J40/440)接收模擬信號(hào)(不論其為第一模擬信號(hào)、ret_an 或是模擬輸入信號(hào)san_in)，并且參考此模擬信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度(例如模擬輸入信號(hào)Salrin的電壓位準(zhǔn)或是第一模擬信號(hào)sfiret_m的電壓位準(zhǔn))以據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)S。。ntMl。步驟508 ；采樣保持電路(如J40/440)接收第一模擬信號(hào)并在控制電路(如240/440)的控制下使用可變動(dòng)的增益系數(shù)來執(zhí)行第二采樣運(yùn)作并據(jù)以產(chǎn)生第二模擬信號(hào)i^。。nd_an。當(dāng)采樣保持電路(如220/420)在執(zhí)行第二采樣運(yùn)作時(shí)，采樣保持電路的增益系數(shù)將依據(jù)控制信號(hào)S。。ntMl的控制而隨之動(dòng)態(tài)調(diào)整。舉例來說，當(dāng)控制電路(如 240/440)判定模擬信號(hào)(不論其為第一模擬信號(hào)、,st_m或是模擬輸入信號(hào)Salrin)的信號(hào)強(qiáng)度過于微弱，則代表此時(shí)模擬信號(hào)的信噪比不佳；因此控制信號(hào)S。。ntral會(huì)隨之將采樣保持電路(如220/420)的可變?cè)鲆嫦禂?shù)的數(shù)值調(diào)增，以有效提升第二模擬信號(hào)Ss_d_an的信號(hào)強(qiáng)度。另外，當(dāng)控制電路(如J40/440)判定模擬信號(hào)(不論其為第一模擬信號(hào)
或是模擬輸入信號(hào)San_in)的信號(hào)強(qiáng)度過強(qiáng)，則控制信號(hào)&—會(huì)隨之將采樣保持電路(如 220/420)的可變?cè)鲆嫦禂?shù)的數(shù)值減小，以有效降低第二模擬信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。步驟510 處理電路(如230/430)接收第二模擬信號(hào)&e。。nd_m以及第三模擬信號(hào) Sthird-an并進(jìn)而依據(jù)第二模擬信號(hào)Sserand-^n第三模擬信號(hào)SthirfI產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)Sigital ；其中第二模擬信號(hào)s—an經(jīng)由將第一模擬信號(hào)sfiret_m以可變?cè)鲆嫦禂?shù)進(jìn)行放大運(yùn)作而產(chǎn)生， 而第三模擬信號(hào)Sthirf_m則是將第一模擬信號(hào)、 t_an以一個(gè)固定的增益系數(shù)進(jìn)行另一放大運(yùn)作而產(chǎn)生。同時(shí)參照?qǐng)D1 圖5來看圖6，圖6所示為采用本發(fā)明的一實(shí)施例的信號(hào)處理電路的可變?cè)鲆婕?xì)述的調(diào)整運(yùn)作的運(yùn)作特征示意圖。如圖6所示，當(dāng)控制電路的輸入信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度過于微弱，則控制電路將控制采樣保持電路以較大的增益值來對(duì)第一模擬信號(hào) 、ret,進(jìn)行采樣；另一方面，當(dāng)控制電路的輸入信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度過于強(qiáng)烈，則控制電路將控制采樣保持電路以較小的增益值來對(duì)第一模擬信號(hào),進(jìn)行采樣，如此一來，將能確保經(jīng)由本發(fā)明的處理電路(如處理電路130、230、330、430)所輸出的數(shù)字信號(hào)具有經(jīng)過強(qiáng)化的動(dòng)態(tài)范圍。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理電路，包含有放大電路，用以接收模擬輸入信號(hào)并放大所述模擬輸入信號(hào)以輸出第一模擬信號(hào)； 控制電路，用以依據(jù)所述模擬輸入信號(hào)輸出控制信號(hào)；以及采樣保持電路，耦接至所述放大電路以及所述控制電路，用以依據(jù)所述控制信號(hào)來選擇性地調(diào)整所述采樣保持電路的增益系數(shù)，并依據(jù)所述第一模擬信號(hào)以及所述增益系數(shù)輸出第二模擬信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理電路，其還包含有處理電路，耦接至所述采樣保持電路，用以依據(jù)至少所述第二模擬信號(hào)來輸出數(shù)字信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理電路，其中所述采樣保持電路還依據(jù)所述第一模擬信號(hào)以及參考增益系數(shù)以產(chǎn)生第三模擬信號(hào)；且所述處理電路依據(jù)所述第二模擬信號(hào)以及所述第三模擬信號(hào)產(chǎn)生所述數(shù)字信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理電路，其中所述放大電路是可編程增益放大器，且所述控制電路參照所述第一模擬信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的信號(hào)處理電路，其中所述控制電路比較所述第一模擬信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度與至少一臨界值以決定所述控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理電路，其中當(dāng)所述第一模擬信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度大于所述臨界值，則所述控制信號(hào)控制所述采樣保持電路而將所述增益系數(shù)設(shè)定為第一增益值；當(dāng)所述第一模擬信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度小于所述臨界值，則所述控制信號(hào)控制所述采樣保持電路將所述增益系數(shù)設(shè)定為不同于所述第一增益值的第二增益值。
7.如權(quán)利要求6所述的信號(hào)處理電路，其中所述第二增益值大于所述第一增益值。
8.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理電路，其中所述放大電路是可編程增益放大器，且所述控制電路參照所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度以產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的信號(hào)處理電路，其中所述控制電路比較所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度與至少一臨界值以決定所述控制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的信號(hào)處理電路，其中當(dāng)所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度大于所述臨界值，則所述控制信號(hào)控制所述采樣保持電路將所述增益系數(shù)設(shè)定為第一增益值；當(dāng)所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度小于所述臨界值，則所述控制信號(hào)控制所述采樣保持電路將所述增益系數(shù)設(shè)定為不同于所述第一增益值的第二增益值。
11.如權(quán)利要求10所述的信號(hào)處理電路，其中所述第二增益值大于所述第一增益值。
12.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理電路，其中所述采樣保持電路包含有第一電容以及第二電容其用以決定所述增益系數(shù)，且所述第一電容以及所述第二電容中的至少一電容是可調(diào)式電容。
13.一種信號(hào)處理方法，包含有接收模擬輸入信號(hào)并放大所述模擬輸入信號(hào)以輸出第一模擬信號(hào)； 依據(jù)所述模擬輸入信號(hào)輸出控制信號(hào)；依據(jù)所述控制信號(hào)以選擇性地來調(diào)整采樣保持電路的增益系數(shù)；利用所述采樣保持電路以依據(jù)所述第一模擬信號(hào)以及所述增益系數(shù)來輸出第二模擬信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的信號(hào)處理方法，其還包含有； 依據(jù)至少所述第二模擬信號(hào)以輸出數(shù)字信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的信號(hào)處理方法，其還包含有；利用所述采樣保持電路以依據(jù)所述第一模擬信號(hào)以及參考增益系數(shù)而產(chǎn)生第三模擬信號(hào)；其中輸出所述數(shù)字信號(hào)的步驟包含有依據(jù)所述第二模擬信號(hào)以及所述第三模擬信號(hào)來產(chǎn)生所述數(shù)字信號(hào)。
16.如權(quán)利要求13所述的信號(hào)處理方法，其中依據(jù)所述模擬輸入信號(hào)以輸出所述控制信號(hào)的步驟包含有參照所述第一模擬信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度以決定所述控制信號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的信號(hào)處理方法，其中參照所述第一模擬信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度以決定所述控制信號(hào)的步驟包含有比較所述第一模擬信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度與至少一臨界值以決定所述控制信號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的信號(hào)處理方法，其中當(dāng)所述第一模擬信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度大于所述臨界值，則所述控制信號(hào)控制所述采樣保持電路以將所述增益系數(shù)設(shè)定為第一增益值；當(dāng)所述第一模擬信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度小于所述臨界值，則所述控制信號(hào)控制所述采樣保持電路以將所述增益系數(shù)設(shè)定為不同于所述第一增益值的第二增益值。
19.如權(quán)利要求13所述的信號(hào)處理方法，其中依據(jù)所述模擬輸入信號(hào)以輸出所述控制信號(hào)的步驟包含有參照所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度以決定所述控制信號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的信號(hào)處理方法，其中參照所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度以決定所述控制信號(hào)的步驟包含有比較所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度與至少一臨界值來決定所述控制信號(hào)；其中當(dāng)所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度大于所述臨界值時(shí)，則所述控制信號(hào)控制所述采樣保持電路將所述增益系數(shù)設(shè)為第一增益值；當(dāng)所述模擬輸入信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度小于所述臨界值，則所述控制信號(hào)控制所述采樣保持電路將所述增益系數(shù)設(shè)定為不同于所述第一增益值的第二增益值。
全文摘要
一種信號(hào)處理電路及其相關(guān)信號(hào)處理方法，所述信號(hào)處理電路包含有放大電路、控制電路，以及采樣保持電路。所述放大電路接收模擬輸入信號(hào)并放大所述模擬輸入信號(hào)以輸出第一模擬信號(hào)。所述控制電路依據(jù)所述模擬輸入信號(hào)以據(jù)以輸出控制信號(hào)。所述采樣保持電路耦接于所述放大電路以及所述控制電路，以依據(jù)所述控制信號(hào)來選擇地調(diào)整所述采樣保持電路的增益系數(shù)，進(jìn)而依據(jù)所述第一模擬信號(hào)以及所述增益系數(shù)以輸出第二模擬信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/378GK102238347SQ20101016817
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者印秉宏, 陳世峰 申請(qǐng)人:英屬開曼群島商恒景科技股份有限公司