[发明专利]量化电路、量化方法与连续时间三角积分模数转换器

说明书

技术领域

本发明的实施例有关于内含量化操作的信号处理，尤指一种包含有一个于相位域进行补偿的基于压控振荡器的量化器(VCO-based quantizer)的量化电路以及相关的量化方法与连续时间三角积分模数转换器。

背景技术

由于三角积分模数转换器(delta-sigma analog-to-digital converter)可克服现有的模数转换器的一些固有问题，因此已经成为一个非常普遍的元件。现有模数转换器会较佳地采用最低的取样频率来进行取样，但是却极不便地需要采用十分精准的模拟电路，相反地，三角积分模数转换器则可以减轻模拟电路的需求，此一特点主要得自于在可接收的范围之内采用了较高的取样频率以及较严格的数字信号处理。通过对输入信号进行过取样(over-sample)操作、施加粗略的量化(coarse quantization)以及针对量化噪声频谱(quantization noise spectrum)进行整形(shape)，三角积分模数转换器便可于相对窄的频宽中提供较高的解析度。

三角积分模数转换器经常地会采用离散拓扑结构(discrete topology)来予以实现，然而，输入频宽便会受限于回路滤波器所运行的速度，故采用连续时间(continuous-time)三角积分模数转换器便可提供一些改善，而所具有的优点主要在于滤波器之中没有执行任何取样，因此最高取样频率的限制便仅会施加于量化器中的取样器。然而，连续时间三角积分模数转换器本身仍会存在许多的非理想性，例如额外回路延迟(excess loop delay)。理想上，设置于反馈路径上的数模转换器应该立即地针对量化器时钟的时钟沿产生反应，然而实际上，量化器与数模转换器之不为零的晶体管切换时间会造成量化器与数模转换器之间的有限延迟(finite delay)，进而导致了额外回路延迟。由于时序误差(timing error)会通过反馈路径上的数模转换器而由积分器连续不断地进行累积，所以连续时间三角积分模数转换器的整体的信号与噪声的转换函数(transfer function)便会偏离所要的转换函数。因此，需要一个补偿机制来对连续时间三角积分模数转换器中所存在的额外回路延迟进行补偿。

发明内容

有鉴于此，本发明揭示了一种内含一个于相位域进行补偿的基于压控振荡器的量化器的量化电路以及相关的量化方法与连续时间三角积分模数转换器，以解决上述问题。举例来说，该相位差数字化模块可于一相位域被适当地补偿而无需调整/改变该量化器的输出，因此，当该量化电路应用于一连续时间三角积分模数转换器时，便可轻易地提供额外回路延迟补偿。

依据本发明的第一层面/实施例，揭示了一种量化电路。该量化电路包含有一量化器与一补偿子电路。该量化器包含有一电压至相位转换器与一相位差数字化模块。该电压至相位转换器用以依据一输入电压来产生一相位信号。该相位差数字化模块用以依据该相位信号的一相位输入以及一参考相位输入的相位差，来产生一量化输出。该补偿子电路用以依据该量化输出，来对该相位差数字化模块进行补偿。

依据本发明的第二层面/实施例，揭示了一种量化方法。该量化方法包含有：使用一量化器来产生一输入电压的一量化输出，其包含有：依据该输入电压来产生一相位信号以及通过执行一相位差数字化操作，来依据该相位信号的一相位输入以及一参考相位输入的相位差，以产生该量化输出；以及依据该量化输出，来对该相位差数字化操作进行补偿。

依据本发明的第三层面/实施例，揭示了一种连续时间三角积分模数转换器。该连续时间三角积分模数转换器包含有一加法器、一回路滤波器、一量化器、一额外回路延迟补偿子电路以及一数模转换器。该加法器用以自一模拟输入信号中减去一反馈信号。该回路滤波器用以依据该加法器的一输出来产生一输入电压。该量化器包含有一电压至相位转换器与一相位差数字化模块，其中该电压至相位转换器用以依据该输入电压来产生一相位信号，以及该相位差数字化模块用以依据该相位信号的一相位输入以及一参考相位输入的相位差，来产生一量化输出。该额外回路延迟补偿子电路用以依据该量化输出，来对该相位差数字化模块进行额外回路延迟补偿。该数模转换器，用以依据该量化输出来产生该反馈信号。

本发明的量化电路、量化方法与连续时间三角积分模数转换器，籍由一补偿补偿机制来对连续时间三角积分模数转换器中所存在的额外回路延迟进行了补偿。

附图说明

图1为本发明量化电路的一实施例的示意图；

图2为图1所示的量化电路的第一种实施方式的示意图；