[发明专利]功率有效的噪声耦合的ΔΣ调制器

说明书

提供了用于前馈ΔΣ调制器的方法和设备。该设备包括：第一加法器，其被配置为接收反馈信号和输入信号；以及第一积分器，其被配置为接收来自第一加法器的输出。该设备还包括噪声耦合的求和器/积分器(NCSI)。该NCSI包括第二加法器，其被配置为接收来自第一积分器的微分路径、来自第一积分器的输出以及来自第二积分器的输出的延迟反馈路径。该NCSI还包括被配置为接收来自第二加法器的输出的第二积分器。该设备还包括量化器，其被配置为接收第二积分器的输出，将输出反馈回至第一加法器和NCSI，以及从前馈ΔΣ调制器产生输出。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月12日提交的主题为“POWER-EFFICIENT NOISE-COUPLEDDELTA-SIGMA MODULATOR”的美国专利申请No.14/485,641的权益，该申请全部内容通过引用明确地并入本文。

技术领域

本文公开的各种示例性实施例一般地涉及电子电路。特别地，各种实施例涉及ΔΣ调制器。

背景技术

ΔΣ调制器在宽的频率范围用于在诸如锁相环之类的电路中，以用于例如模数转换等的功能。ΔΣ模数转换器(ΔΣADC)用于例如声音带、音频的应用和其他高分辨率精确应用中。可以通过使用过采样调制器和随后的滤波器以产生高分辨率数据流输出来在宽的频率范围使用ΔΣADC。与ΔΣ调制器相关联的一些优点包括高动态范围和整形量化噪声至带外的能力。ΔΣADC通过接收输入模拟信号进行操作，对信号进行过采样，以及随时间累加相同部分，以产生输出数字信号。数字滤波器可以对ΔΣADC的输出信号进行采样以产生期望的数字信号。ΔΣ调制器可以使用开关电容器功能块，诸如一个或多个开关电容器积分器和/或开关电容器加法器。

ΔΣ调制器可以被配置为具有更先进的特性(诸如噪声整形)以减少较低频率处的噪声。对于常规前馈ΔΣ调制器而言，在其输出处实现N阶噪声整形的设计要求其电路配置包括N+1阶运算放大器(op-amps)。因此，对于用以实现三阶噪声整形的ΔΣ调制器而言，电路架构将要求使用四个op-amp。

当设计功率有效的ΔΣ调制器时，例如尺寸、功耗、速度和生产成本等因素是设计考虑的一部分。取决于期望的特性，运算放大器可以是主要的复杂部件，其可以主要地指导用于电子电路中的ΔΣ调制器的成本和尺寸。

鉴于上述，期望改进ΔΣ调制器的设计。特别地，期望修改噪声整形ΔΣ调制器的架构以更有效地使用功率。

发明内容

鉴于对功率有效的噪声整形ΔΣ调制器的当前需求，给出了各种示例性实施例的简要概述。可以在以下概述中进行一些简化和省略，其旨在突出和介绍各种示例性实施例的一些方面，但不旨在限制本发明的范围。对足以允许本领域普通技术人员制造和使用本发明构思的优选示例性实施例的详细说明将在后面的部分中进行。

在一个方面，提供了一种前馈ΔΣ调制器设备。该设备包括：第一加法器，其被配置为接收反馈信号和输入信号；以及第一积分器，其被配置为接收来自第一加法器的输出。该设备还包括噪声耦合的求和器/积分器(NCSI)。该NCSI包括第二加法器，其被配置为接收来自第一积分器的微分路径、来自第一积分器的输出以及来自第二积分器的输出的延迟反馈路径。该NCSI还包括第二积分器，其被配置为接收来自第二加法器的输出。该设备还包括量化器，其被配置为接收第二积分器的输出，将输出反馈回至第一加法器和NCSI，以及从前馈ΔΣ调制器产生输出。

在另一方面，提供了一种用于在前馈ΔΣ调制器中处理信号的方法。该方法包括第一加法器接收反馈信号和输入信号，以及第一积分器接收来自第一加法器的输出。该方法还包括第二噪声耦合的求和器/积分器(NCSI)在第二加法器处接收来自第一积分器的微分路径、来自第一积分器的输出以及来自第二积分器的输出的延迟反馈路径。在一个方面，第二积分器接收来自第二加法器的输出。该方法还包括量化器接收来自第二积分器的输出，将输出反馈回至第一加法器和NCSI，以及从前馈ΔΣ调制器产生输出。