[发明专利]一种基于电荷泵和压控振荡器的过采样模数转换器

权利要求书

1.一种基于电荷泵和压控振荡器的过采样模数转换器，其特征在于,包括：

第一异步脉宽调制器和电荷泵，用于作为可以直接处理模拟信号的一阶低通滤波器，其中所述第一异步脉宽调制器将模拟输入信号转换成只有两个电平可以直接驱动所述电荷泵的脉冲信号，信息存储在所述脉冲信号的脉宽上；

第二异步脉宽调制器和基于压控振荡器的量化器，用于形成一个线性的、带有一阶噪声整形功能的量化器，并且其数字输出具有内生的动态元件匹配特性；

数模转换器，用于将过采样模数转换器的数字输出转换回模拟信号；

其中所述第一异步脉宽调制器、所述电荷泵、所述第二异步脉宽调制器、所述基于压控振荡器的量化器依次连接在前向通道上，所述数模转换器连接在反馈通道上，所述数模转换器转换的模拟信号与第一异步脉宽调制器输出信号、电荷泵输出信号分别相减得到的误差信号送至所述电荷泵和所述第二异步脉宽调制器，形成闭环系统。

2.如权利要求1所述的过采样模数转换器，其特征在于,通过配置第一异步脉宽调制器、电荷泵和数模转换器的数量从而构成为三阶以上的过采样模数转换器。

3.如权利要求1所述的过采样模数转换器，其特征在于,所述电荷泵为差分结构，以避免第一异步脉宽调制器的非理想因素对电荷泵自身电路滤波效果的影响。

4.如权利要求3所述的过采样模数转换器，其特征在于,所述电荷泵为全差分结构。

5.如权利要求1至4任一项所述的过采样模数转换器，其特征在于,所述第一、第二异步脉宽调制器各自包括依次相连的带一阶无源低通滤波器的反馈回路、施密特触发器以及数字延时门电路。

6.如权利要求1至4任一项所述的过采样模数转换器，其特征在于,通过调整所述第一异步脉宽调制器的反馈深度即输入信号幅度和反馈支路参考幅度的比值，和自振荡频率与输入信号带宽的比值，来降低所述第一异步脉宽调制器的三阶失调。

7.如权利要求1至4任一项所述的过采样模数转换器，其特征在于,所述电荷泵和所述数模转换器设置成共用一个积分电容。

8.如权利要求1至4任一项所述的过采样模数转换器，其特征在于,所述基于压控振荡器的量化器通过其压控振荡器将模拟电压信号转换为相位或频率信号，然后再通过数字电路处理所述相位或频率信号，以将所要的数字信号恢复出来。

9.如权利要求1所述的过采样模数转换器，其特征在于,所述基于压控振荡器的量化器相当于一阶开环过采样模数转换器。

10.如权利要求1所述的过采样模数转换器，其特征在于,所述第二异步脉宽调制器产生只有两个电平的脉宽调制信号，使所述压控振荡器只运行在两个频率点上。

11.如权利要求1所述的过采样模数转换器，其特征在于,调整过采样模数转换器的噪声传递函数和延时补偿，以消除环路延时并维持过采样模数转换器的稳定性和性能。