[发明专利]ΔΣ调制器

说明书

技术领域

该申请基于并且要求于2013年12月17日提交的日本专利申请No.2013-259876的优先权，通过参考将其公开整个引入到这里。

背景技术

ΔΣ调制器广泛地用在模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)中。在该说明书中，将使用ΔΣ调制的ADC和使用ΔΣ调制的DAC分别称为ΔΣADC和ΔΣDAC。可以将ΔΣ调制器称作ΣΔ调制器。ΔΣ调制器可以通过过采样使量化误差(或量化噪声)功率扩散到过采样频率fosr。ΔΣ调制器由于其噪声整形特性还可以使量化噪声移动到更高的频率域，从而抑制了感兴趣的频带(典型地，比尼奎斯特(Nyquist)频率更低的频带)中的量化噪声。

然而，已知的是连续时间的ΔΣ调制器和连续时间的ΔΣDAC具有低时钟抖动容限。这是因为ΔΣ调制器的噪声传递函数(NTF)在过采样频率fosr的一半处(即fosr/2)具有峰值。因为由于时钟抖动所引起的干扰而使带外量化噪声(尤其是在fosr/2附近的量化噪声)折回到感兴趣的频带之中，因此ΔΣ调制器的噪声特性劣化了。

Hezar等人，“A 110dB SNR and 0.5mW Current-Steering Audio DAC Implemented in 45nm CMOS”，Solid-State Circuits Conference Digest of Technical Papers(ISSCC)，2010IEEE International，第304-305页，2010年2月7-11日(以下简称“hezar等人”)以及由Hezar等人提出的题为“Cascaded DAC Architecture with Pulse Width Modulation”的U.S.专利申请公开No.2011/0043398(以下简称“U.S.专利申请公开No.2011/0043398”)公开了包括耦合到ΔΣ调制器(即噪声整形电路)的输出的模拟有限脉冲响应(AFIR)滤波器DAC的ΔΣDAC(参见Hezar等人的图16.7.2和16.7.3以及U.S.专利申请公开No.2011/0043398的图6、7、9)。AFIR滤波器DAC具有AFIR滤波器，并且该AFIR滤波器的每个抽头包括多位或1位的DAC。典型地，设置在每个抽头上的DAC是电流舵型DAC。对多个DAC的模拟输出求和以形成模拟输出信号。也就是说，在Hezar等人和U.S.专利申请公开No.2011/0043398中所公开的DAC被配置为计算AFIR滤波器DAC中的ΔΣ调制器的输出的移动和。该配置可以抑制带外量化噪声(参见U.S.专利申请公开No.2011/0043398的段落0030和0031以及图6)。因此，可以降低当由于时钟抖动所引起的干扰而造成带外量化噪声折回到感兴趣的频带之中时所引起的噪声特性的劣化。

如上所述，在Hezar等人以及专利申请公开No.2011/0043398中所公开的ΔΣDAC被配置为计算耦合到ΔΣ调制器的输出的AFIR滤波器DAC中的ΔΣ调制器的输出的移动和。该配置要求DAC的数目与AFIR滤波器的抽头数目相同。然而，设置多个DAC不利地增大了电路大小。对于ΔΣDAC，它可以计算数字域而不是模拟域中的ΔΣ调制器的输出的移动和。然而，移动和的数字计算是指数位相加，并且因此在计算移动和之后数字信号的位数增大了。这使包括DAC的模拟电路的设备数目增大了。此外，可能需要动态元件匹配(DEM)电路以用于对模拟电路的不匹配进行校正。在这种情况下，可能需要额外的逻辑电路。

对于ΔΣADC，可以在数字域中计算ΔΣ调制器的输出的移动和。典型地，在ΔΣ调制器的反馈路径上设置一个DAC以对量化器的输出信号进行反馈。如果ΔΣADC采用将ΔΣ调制器的输出的移动和反馈到ΔΣ调制器中的积分器的输入的配置，那么必须在反馈路径上设置多个DAC。这使电路大小增大了。

另一方面，如果ΔΣADC采用将在计算移动和之前的量化器的输出反馈到积分器的输入的配置，那么不会发生由于在反馈路径上设置多个反馈DAC而使电路大小任何增大。然而，该配置不能对从量化器的输出反馈到积分器的输入的量化噪声进行滤波。为此，该配置不能足够地抑制当带外量化噪声折回到感兴趣的频带时所造成的噪声特性的劣化。

发明内容