[发明专利]模拟到数字转换装置和信号处理系统

说明书

技术领域

本公开涉及除了音频设备和医疗测量设备之外，主要在无线电通信中使用的接收装置中采用的模拟到数字(AD)转换装置，并且还涉及利用该AD转换装置的信号处理系统。

背景技术

图1是示出AD转换器(ADC)1的粗略配置的图。

在图1中，参考符号X表示提供给AD转换器1的输入电压。输入电压X是模拟信号。另一方面，参考符号Y表示由AD转换器1生成的输出电压。输出电压Y是数字信号。

AD转换器1生成AD转换器1中内部采用的电路组件的非理想性引起的失真(distortion)。当电路组件生成失真时，由AD转换器1生成的输出电压Y不仅包括基波成分，而且包括谐波成分。

通过将AD转换器1设计成完全差分的配置，可以充分衰减谐波成分中包括的偶次失真成分。然而，谐波成分中包括的奇次失真成分通过AD转换器1按原样输出。

如果图1中所示AD转换器1具有失真特性，则对于小到某一程度的输入电压X，输出电压Y由如下的等式(1)表示。

Y＝a₁X+a₃X³+a₅X⁵+...    (1)

以上等式中使用的参考符号a_i表示第i次失真成分。从等式中显然可知不生成偶次失真成分，如上所述。

发明内容

因为在正常谐波失真成分的情况下，随着次数增大增益减小，所以AD转换器的总失真特性受从三次谐波失真成分开始的谐波失真成分支配。

这是因为如从等式(1)显然的，随着输入电压X增大，每个失真成分指数地提高。

因此，在过去为了改进失真特性，将输入电压X限制到小的量值。换句话说，由失真限制ADC的动态范围。

本公开提供一种能够极大改进动态范围受失真限制的AD转换的特性的AD转换装置，并且提供一种采用该装置的信号处理系统。

根据本公开提供的技术的第一形式的AD转换装置包括：

第一AD转换器，配置为将输入模拟信号转换为第一数字信号；

第二AD转换器，配置为将作为输入模拟信号乘以系数α的结果获得的模拟信号转换为第二数字信号；

第一计算单元，配置为将由第一AD转换器输出的第一数字信号乘以作为平方系数α的结果获得的α²；

第二计算单元，配置为将由第二AD转换器输出的第二数字信号乘以作为系数α的倒数的α^-1；

第三计算单元，配置为计算由第一计算单元输出的第一计算结果和由第二计算单元输出的第二计算结果之间的差别，并且输出该差别作为对输入模拟信号进行的AD转换的结果。

根据本公开提供的技术的第二形式的信号处理系统，具有配置为将由模拟信号处理系统生成的输入模拟信号转换为输出数字信号的AD转换装置。该AD转换装置包括：

第一AD转换器，配置为将输入模拟信号转换为第一数字信号；

第二AD转换器，配置为将作为输入模拟信号乘以系数α的结果获得的模拟信号转换为第二数字信号；

第一计算单元，配置为将由第一AD转换器输出的第一数字信号乘以作为系数α的平方的结果获得的α²；

第二计算单元，配置为将由第二AD转换器输出的第二数字信号乘以作为系数α的倒数的α^-1；

第三计算单元，配置为计算由第一计算单元输出的第一计算结果和由第二计算单元输出的第二计算结果之间的差别，并且输出该差别作为对输入模拟信号进行的AD转换的结果。

根据本公开提供的技术，可能极大改进动态范围受失真限制的AD转换的特性。

附图说明

图1是示出ADC(模拟到数字转换器)的粗略配置的图；

图2是示出根据本公开第一实施例的具有失真补偿功能的AD转换装置的配置的图；

图3是示出根据本公开第二实施例的具有失真补偿功能的AD转换装置的配置的图；

图4是示出图3所示每个管线(pipeline)AD转换器的输入级的典型配置的电路图；

图5是示出根据本公开第三实施例的具有失真补偿功能的AD转换装置的配置的图；

图6是示出用作图5所示Δ∑AD转换器的Δ-∑(Δ∑)的调制器的典型配置的电路图；以及

图7是示出根据本公开第四实施例的信号处理系统的典型配置的框图。

具体实施方式

以下通过参考附图说明本公开的实施例。