[发明专利]具有自我校正的三角积分调变器及其校正方法

说明书

技术领域

本发明关于一种三角积分调变器(delta-sigma modulator；DSM)，特别关于具有自我校正的三角积分调变器及其校正方法。 

背景技术

参照图1，三角积分调变器(delta-sigma modulator；DSM)100接收一模拟输入信号，并以明显高于模拟输入信号的频宽的取样率将此模拟输入信号转换成一数字输出信号。三角积分调变器100包括一减法电路101、一回路滤波器102、一量化器103以及一数字模拟转换器(digital-analog converter；DAC)104。数字模拟转换器104将数字输出信号转换成一模拟回授信号。减法电路101产生代表模拟输入信号与模拟回授信号之间的差距的一误差信号。回路滤波器102对误差信号进行滤波并产生一滤波后信号。量化器103量化滤波后信号以生成数字输出信号。三角积分调变器100频谱塑形量化器103的量化噪声，致使量化噪声成为数字输出信号中大部份的高频噪声。只要取样率足够高于模拟输入信号的频宽，这些频谱塑形后的高频噪声成分大多在模拟输入信号的频宽之外，因此能够将其滤除。如此一来，则允许高解析度的模拟数字转换能不使用高解析度的量化器。其中，三角积分调变器的原理为本领域所熟知，故于此不再赘述。于此，量化器103可为1位元量化器或多位元量化器。其中，多位元量化器优于1位元量化器。然而，当量化器103为多位元量化器时，由于数字模拟转换器104必须将量化器103所产生的数字输出信号转换成模拟回授信号，因此数字模拟转换器104亦需为多位元数字模拟转换器。可行的多位 元数字模拟转换器为非线性，然而其非线性的特性会促成三角积分调变器100的误差，因而降低其性能。 

动态元件匹配技术(例如：数据加权平均(data weighted averaging；DWA))能用以频谱塑形由多位元数字模拟转换器的非线性特性所造成的误差，致使这些误差亦成为高频噪声。在动态元件匹配技术有效地抑制多位元数字模拟转换器的非线性特性所造成的静态误差时，这些技术仰赖在采用多位元数字模拟转换器的组成元件上的动态且频繁的变化。如此会导致动态误差的增加，因而降低三角积分调变器的性能。 

发明内容

鉴于以上的问题，本发明在于提供一种具有自我校正的三角积分调变器及其校正方法，其能在不借助于在采用数字模拟转换器的组成元件上的动态且频繁的变化的情况下，修正三角积分调变器的多位元数字模拟转换器的非线性所造成的误差。 

在一实施例中，三角积分调变器包括一多工器、一加总电路、一回路滤波器、一量化器、一数字模拟转换器以及一校正逻辑电路。多工器用以接收模拟输入信号与共模信号，以及依照选择信号输出多工信号。加总电路用以接收多工信号与模拟回授信号，以及输出误差信号。回路滤波器用以接收误差信号，以及输出滤波后信号。量化器用以接收滤波后信号，以及输出原始数字输出信号。数字模拟转换器用以接收原始数字输出信号，以及输出模拟回授信号与旋转后数字输出信号。校正逻辑电路用以接收旋转后数字输出信号与模式指示信号，以及输出校正后数字输出信号。其中，共模信号可为一固定电位信号。校正逻辑电路还可输出选择信号、相位指示信号与旋转数信号。数字模拟转换器依照相位指示信号与旋转数信号输出模拟回授信号与旋转后数字输出信号。 

在一实施例中，一种三角积分调变器的自我校正方法包括将一三角积分调变器内的多位元数字模拟转换器设为第一状态、计算三角积分调变器的输出的第一均值、将多位元数字模拟转换器设为第二状态、计算三角积分调变器的输出的第二均值、依照第一均值与第二均值之间的差距获得多位元数字模拟转换器的一校正权重、以及依照多位元数字模拟转换器的校正权重基于三角积分调变器的输出的加权总和输出三角积分调变器的校正后数字输出信号。 

在另一实施例中，一种三角积分调变器的自我校正方法包括依照选择信号在模拟输入信号与共模信号之间择一产生多工信号、将模拟回授信号与多工信号相减以产生误差信号、对误差信号进行滤波以产生滤波后信号、量化滤波后信号以产生原始数字输出信号、依照相位指示信号与旋转数信号旋转原始数字输出信号成旋转后数字输出信号、利用复数个1位元数字模拟转换器转换旋转后数字输出信号成模拟回授信号、执行旋转后数字输出信号的权重加总以产生校正后数字输出信号、以及藉由设定旋转数信号以及计算校正后数字输出信号的第一均值与第二均值之间的差距来校正这些1位元数字模拟转换器中之一的权重。 

附图说明

[图1]为习知的三角积分调变器的功能方块图。