[发明专利]自动更正动态范围的低功耗三角积分调制器架构及其实现方法

说明书

本发明提出一种低功耗且可动态侦测输出信号强度进而改变动态范围的三角积分调制器架构及其低功耗电路实现方法与自动更正且延伸三角积分调制器动态范围的方法，本发明利用自动更正单元动态侦测三角调制积分器系统输出信号强度，并比对系统输入信号规格以找出多组动态范围曲线，并依此撷取出适合的系统阶数与前馈系数的组合以延伸系统动态范围。本发明所揭露的自动更正单元的电路架构采用数字电路形式，包括数字信号处理器、计数器及缓存器阵列、比较器、数字系数控制器、前馈增益调控单元与系统阶数调控单元。本发明利用该自动更正单元可动态侦测系统输出信号强度，并可据此动态调整系统阶数以优化系统架构达到系统功耗/耗能平衡。

技术领域

本发明系关于一种三角积分调制器架构及其实现方法，特别是一种结合低功耗表现与延伸动态范围的三角积分调制器架构及其实现方法。

背景技术

近年来随着集成电路设计与制程技术演进，三角积分调制器(Sigma-deltamodulators)的应用范畴大幅增加，从音频信号处理的电路如随身听、音响、医疗用的助听器到生医仪器如心电信号量测仪器上都可以看到三角积分调制器的应用。同时，集成电路设计的演进不但讲求高效率，更要求低成本、低功耗，因此如何完善的设计出符合需求的产品也是设计者的重要考虑。

在现今的技术中，大多只能为电路做单一功能的提升，例如在增加动态范围时常用的设计方法为使用多重反馈(Multiple Feedback)架构并结合前馈路径(FeedforwardPath)与级间反馈(Local Feedback)，因此会大大增加电路面积与功率消耗。另外在传统动态范围延长的设计技术中多是针对量化器去做新设计，又或者根据特定的需求去重新设计硬件并订定架构，然而这样一来在设计过程中往往会耗费大量时间而间接提高了设计成本。

因此，如何提出一种新的三角积分调制器架构及其实现方法以克服上述现有技术中为增加三角积分调制器动态范围而使电路面积大幅增加、功耗增加，抑或根据特定需求重新设计硬件而使设计时间和成本增加等诸多缺失，实已成为目前业界亟待解决的课题。

发明内容

鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种自动更正动态范围的低功耗三角积分调制器架构及其低功耗电路实现方法与自动更正且延伸三角积分调制器动态范围的方法，其能有效延伸动态范围且符合低功耗要求的。

本发明的另一目的在于提供一种自动更正动态范围的低功耗三角积分调制器架构及其低功耗电路实现方法与自动更正且延伸三角积分调制器动态范围的方法，其架构精简，能达到降低集成电路设计面积的要求，进而降低电路设计成本。

本发明的再一目的在于提供一种自动更正动态范围的低功耗三角积分调制器架构及其低功耗电路实现方法与自动更正且延伸三角积分调制器动态范围的方法，其架构引入动态校正的特征，以免去前级放大器的设计，进而降低模拟信号处理系统的设计成本。

为达上述及其他目的，本发明提供一种自动更正动态范围的低功耗三角积分调制器架构，其包括：三角积分调制单元，以三角积分调制方式转换模拟信号及数字信号；积分器单元，利用连续三角积分架构算法推算的系数进行信号处理；以及自动更正单元，根据所述三角积分调制单元中的系统输出信号强度，用以比对所述三角积分调制单元中的系统输入信号规格以找出多组动态范围曲线，并依该些动态范围曲线撷取出多组前馈系数与系统阶数的组合，以延伸所述三角积分调制单元中的系统的动态范围。