[发明专利]用于连续时间Σ-Δ调制器的环路滤波器的调谐方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调谐调制电路的滤波器的技术，更特别地涉及一种用于连续时间∑-Δ调制器的环路滤波器的调谐方法。

背景技术

有许多类型的电路使用调制器。例如，用于发送和接收通信信号的通信电路通常包括具有调制器的接收机或收发器电路。这种通信电路可以被用在多种设备和应用中，这些设备和应用包括电话、电视、无线计算设备、音频设备、个人数据助理(PDA)和任何其它合适的传送信号的系统。当然，除了通信电路以外，许多其它类型的电路也可以包括调制器。

作为连续时间调制器工作的∑-Δ调制器(即所谓的连续时间∑-Δ调制器)比作为离散时间调制器工作的∑-Δ调制器具有低功耗的优点。可替换地，对于具有相同功耗的信号处理可以实现更高的信号带宽，因此使得连续时间∑-Δ调制器对于所有的x-DSL模拟前端收发器具有吸引力。连续时间∑-Δ调制器相对其离散时间(DT)等价物尤其适于无线信号传输设备。

连续时间∑-Δ(CTSD)调制器50的框图在图1示出。CTSD调制器50包括代表调制器50的核心的连续时间环路滤波器52。模拟输入60被施加到连续时间环路滤波器52，并且滤波后的模拟输出62从连续时间环路滤波器52被传到模拟数字转换器(ADC)64。滤波后的数字输出66从CTSD调制器50的ADC64被发送到该电路或设备的其它部件。滤波后的数字输出66也反馈到数字模拟转换器(DAC)68，并且返回到连续时间环路滤波器52。简而言之，CTSD调制器50接收模拟输入60，并且通过使用连续时间环路滤波器52来以时钟间隔编码模拟输入60，从而提供滤波后的数字输出66。滤波后的数字输出66(被提供给DAC68)的反馈被作为模拟信号接收而返回到连续时间环路滤波器52中，其中它可能在编码期间被使用。连续时间环路滤波器的结构和操作方面在例如授予Ortmanns等人的美国专利No.7,151,474、授予Oliaei的美国专利No.7,042,377、授予Clara等人的美国专利No.6,989,772和授予Cheng的美国专利No.6,396,428中被更全面地描述。

如在图1所描述的那样，连续时间环路滤波器52可以用数种方式来实施，诸如通过使用电阻-电容54、跨导-电容56、MOSFET-电容58或任何其它合适的部件来实施。但是，在这些不同种类的实施方案中的每个实施方案中，连续时间环路滤波器52的某些时间约束通常由不相关的部件来限定。

CTSD调制器50的普遍缺点是用在连续时间环路滤波器52之内的滤波系数在CTSD调制器50工作期间变化。在一些情况下，宽范围的过程散布(processspread)可能造成系数变化直至+/—40％。这种改变通常由CTSD调制器50导致性能损失，并且当滤波器设计非常积极(aggressive)时(也就是具有低过采样率的高阶系统)，也可能导致不稳定的性能。

当CTSD调制器50被嵌入到更复杂的系统(诸如通信设备的通信电路)中时，可能期望提供自动调谐技术，该自动调谐技术在启动阶段期间在开始时一次或适应性地在连续背景过程中将系数设置到期望的或最佳的值。这种调谐技术通常已经要求相当大的附加电路开销，并且也可能要求总复杂系统的复制，利用其来进行反复试验评估，以凭经验确定期望的系数值。减轻这些现有技术的不期望的方面的新调谐技术会具有相当大的用处。

发明内容

此处公开的是用于连续时间∑-Δ(CTSD)调制器的环路滤波器的改进调谐技术。一般而言，根据本公开内容的技术可以有利地消除对复制电路的需求，适当地考虑被调谐的环路滤波器的非理想性，减少功耗，并且与公知的调谐技术相比提高调谐速度。

一般而言，根据本公开内容的实施方案通过利用CTSD调制器的实际部件来执行环路滤波器的调谐。激励信号(stimulus signal)被提供给CTSD调制器的现有的数字模拟(D/A)转换器，并且激励信号被馈给CTSD调制器的环路滤波器中。环路滤波器的响应由CTSD调制器的现有的模拟数字(A/D)转换器来接收并且来分析，并且环路滤波器的响应被分析来确定是否需要对环路滤波器的调整。这样，环路滤波器的调谐变成纯数字的，因为激励和响应都是数字的。如下面更完整地描述的那样，由于新的调谐技术使用环路滤波器自身，所以可以在调谐精度和经济方面实现很大的优点。

根据本公开内容的用于调谐CTSD调制器的环路滤波器的技术可以由多种方法来实施。在下面参考所包括的附图和正在进行的讨论，提供一个实例环境和上下文。

附图说明