[发明专利]平行多位元数字-数字积分三角调制

说明书

技术领域

本发明与信号的数字调制技术相关。

背景技术

近年来，由于互补式金氧半导体(CMOS)技术的进步，积分三角调制器(sigma-delta modulator,SDM)被广泛应用在数字-模拟转换装置中。积分三角调制乃利用过取样(oversampling)及杂讯移频(noise shaping)以准确性换取速度与量化杂讯的移除。现今的设计趋势为提升取样率和尽可能降低数字-模拟转换解析度。降低解析度的好处在于，数字-模拟转换器的模拟电路可被简化，此外，还可使用较少且尺寸较大的电路元件，因而提高了元件间的匹配程度。在积分三角调制器式数字-模拟转换器的数字电路中，利用少量单元装置、共用/特用时脉缓冲器和透过极短的线路传递信号，解码器的时间问题和本地重新同步问题可被改善。块状电路布局(tiled circuit layout)还可最小化整体设计中时脉信号和数据信号之间的偏斜(skew)。

然而，以高取样率产生低解析度数据的积分三角调制器本身尚存在未解决的问题。当一积分三角调制器以高数据转换取样率接收最高解析度数据，积分三角调制器必须以相当高的数据率处理数据(相较于数字-模拟转换器的模拟部分)。无论加法器架构是否已针对速度被最佳化，在量化之前进行的数学运算，即使简单如少位元的加法或乘法，都会造成过长的关键路径延迟。数字电路的整体复杂度及其复杂的电路模式，尤其在因速度考量采用快速加法器架构时，完全不适合手动制作的客制化块状电路布局(通常用于模拟电路)。一般数字设计的电子设计自动化(electronic design automation,EDA)工具，例如实体合成和自动布局，通常难以应用在时脉频率等级为兆赫的数字逻辑，即使这种速度就模拟电路的深次微米(deep submicron)程序是可行且能轻易达成的。

发明内容

一平行数字-数字积分三角调制器包含多个平行调制级。每一调制级包含一输入总线，用以接收一输入数据字语，平行于其他调制级的该输入总线的接收其他输入数据字语。每一调制级包含又包含一输出总线，用以输出一输出数据字语，平行于其他调制级的该输出总线的输出其他输出数据字语。每一调制级进一步包含一处理电路，耦接至该输入总线以接收该输入数据字语，并且亦耦接至该输出总线，以提供该输出数据字语。该积分三角调制器包含一反馈分配总线，用以分配这些调制级中的每一处理电路所产生的该误差字语，以达成一特定量化杂讯频谱分配。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例中的信号转换器示意图。

图2为一平行多位元一阶数字-数字积分三角调制器的示意图。

图3为包含杂讯移频乘法器的平行多位元二阶数字-数字积分三角调制器的示意图。

图4为一可变增益乘法器的示意图。

图5用以呈现对应于多个不同增益的杂讯转移函数的频谱。

图6为一平行多位元数字-数字积分三角调制程序的流程图。

图7为平行多位元数字-数字积分三角调制器的电路设计及制造程序的方块图。

主要元件符号说明

100：信号转换器  105：积分三角调制器

107：输出电路  110：调制级

112：输入处理器  113：顺向处理总线

114：量化处理器  125：误差字语

130：输出总线  137：反馈分配总线

139：反馈总线  140：平行至串行转换器

145：串行数字数据总线  147：串行输出流

149：输出字语  150：数字-模拟转换器

155：模拟输出信号  162：输入总线

170：数字输入数据流  172：输入字语

200：一阶积分三角调制器  205：输入埠

210：加法器  215：顺向数据处理总线

220：量化器  223：暂存器

225：输出埠  226：误差总线

235：串行至平行转换器  237：输入数字数据流

238：输入取样  240：平行至串行转换器

242：输出数据流  300：二阶积分三角调制器

305：输入埠  310：加法器

320：量化器  323：暂存器

325：输出埠  350：乘法器