[发明专利]模数转换器、模数转换系统、数据读取系统及其相关方法

说明书

本申请是申请号为2008100924292、申请日为2008年4月11日、发明名称为“模数转换器、模数转换系统、数据读取系统及其相关方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关于一种模数转换器(analog-to-digital converter)，特别是关于一种用于数据读取系统(data readout system)的模数转换器。

背景技术

由于时常需要将大量的信息从模拟信号转换成数字信号，高速的模数转换器在现今的电路设计中占有相当重要的一席之地，例如快闪式模数转换器(flash analog-to-digital converter)就常用于快速地将模拟信号转换为数字信号。快闪式模数转换器是利用平行操作来达到高速转换。一般n位的快闪式模数转换器需要同时使用2n-1个比较器来产生比较结果，再将比较结果编码成n位的数字输出。然而，比较器所占用的芯片面积庞大，且当需求的分辨率越高时，所需要的芯片面积就越大。对数据读取系统(例如光驱)而言，大量的数据需要快速且可靠地从光盘中被读取出来并转换成数字格式。使用很多比较器固然可增加数据读取系统的分辨率及正确性，但也会占用芯片面积且提高成本，因此，发展可具备高正确性、高速度但维持小面积及低成本的模数转换电路是有需要的。

发明内容

为解决上述具备高准确性与高速度的数据读取系统中比较器占用面积大的问题，本发明提供一种模数转换的分辨率为非线性的数据读取系统及其数据读取方法，其中模拟输入信号中载有大部分信息的区间以较高分辨率进行量化，而载有较少信息的区间则以较低分辨率进行量化，以减少数据读取系统中比较器的数量并同时维持正确度。

根据本发明的一实施方式，其提供一种数据读取系统，通过读取头从光盘读取数据。数据读取系统包含有用来产生多个参考电压电平的参考电压单元、用来将读取头所输出的模拟信号与参考电压电平进行比较的多个比较器，以及将比较器的比较结果编码成数字信号的编码模块，其中参考电压单元所产生的多个参考电压电平中，至少有两个相邻参考电压电平间的电压差不相同。参考电压产生单元包含阻抗串，阻抗串中位于中心部分的阻抗组件的阻抗值小于阻抗串中位于外侧部分的阻抗组件的阻抗值。所述数据读取系统具有大致为线性的转换曲线。

根据本发明的另一实施方式，其提供一种模拟输入信号处理方法。该方法包含有提供由阻抗串所产生的多个参考电压电平，依电压电平排列成一链(chain)，其中至少两个相邻参考电压电平间的电压差不相同，阻抗串中位于中心部分的阻抗组件的阻抗值小于阻抗串中位于外侧部分的阻抗组件的阻抗值，接着比较模拟输入信号与参考电压电平以产生比较结果。然后对比较结果进行编码以产生数字信号。其中，所述数字信号与所述模拟输入信号之间的转换曲线大致为线性。

根据本发明的另一实施方式，其提供一种将模拟信号转换成数字信号的方法。该方法包含有提供非线性的数值转换特性，存取储存装置以产生模拟输入信号，根据该非线性的数值转换特性将模拟输入信号转换成输出信号，以及将输出信号转换成数字信号。

根据本发明的另一实施方式，其提供一种模数转换器，包含有用来产生多个参考电压电平的参考电压单元，以及用来比较参考电压电平以及模拟输入信号以产生多个比较结果的多个比较器，其中至少两个相邻参考电压电平间的电压差不相同，参考电压单元包含阻抗串，阻抗串中位于中心部分的阻抗组件的阻抗值小于阻抗串中位于外侧部分的阻抗组件的阻抗值。所述模数转换器具有大致为线性的转换曲线。

根据本发明的另一实施方式，其提供一种读取数据的方法。该方法包含有提供由阻抗串所产生的多个参考电压电平，依电压电平排列成一链，其中至少有两个相邻参考电压电平间的电压差不相同以定义出至少一对应于第一转换分辨率的第一区间，以及对应于第二转换分辨率的第二区间，其中第二转换分辨率不同于第一转换分辨率，阻抗串中位于中心部分的阻抗组件的阻抗值小于阻抗串中位于外侧部分的阻抗组件的阻抗值；通过存取储存装置来产生模拟输入信号；调整模拟输入信号以使模拟输入信号的至少一部分落入第一区间或第二区间内；比较模拟输入信号以及多个参考电压电平以产生多个比较结果，以及根据多个比较结果产生数字信号，其中所述数字信号与所述模拟输入信号具有大致为线性的关系。