[发明专利]信号依赖的减法抖动

说明书

本发明涉及信号依赖的减法抖动。当抖动信号的添加产生量化器电路输出的数字状态变化时，sigma‑delta调制器电路选择性地从量化器电路输出中去除之前添加到量化器电路输入的抖动信号。描述了启用选择性去除抖动信号的各个实例。在一个实施例中，第二量化器电路通过数字比较器提供用于与抖动输出信号进行比较的非抖动输出信号。在另一个实施例中，单个量化器电路依次提供用于比较的抖动和非抖动输出信号。减法电路可以根据情况去除抖动信号。这些实施例能够保持通过抖动可实现的改进的极限循环音调降低，同时减少对具有增加信号余量以及相关联设计复杂性和功率消耗的电路的需要。

技术领域

本公开涉及改进的sigma-delta调制器电路。

背景技术

本公开涉及一种改进的sigma-delta调制器电路。虽然Sigma-delta调制器电路通常用于模拟-数字数据转换，但是以低输入信号值或仅以DC输入运行的sigma-delta调制器电路会容易受到极限循环的侵害。也就是说，输出频谱可能包括在输入信号中不存在的显著的杂音功率。出现这些杂音是因为非线性sigma-delta调制器电路输出位有时进入重复图形，导致信噪比(SNR)劣化。共同所有的美国专利No.8,766,836B2描述了具有抖动的sigma-delta调制器的实例，在此通过引用将该专利的全部内容并入本文。

发明内容

抖动可以被概念化为有意施加的噪音形式，并且可以被引入来扰乱这些通常不需要音调的周期。在使用抖动的一些方法中，如图1所示，在sigma-delta调制器电路100中，可以将节点116的抖动信号添加到第一量化器电路120的输入中。第一量化器电路120一般将输入信号分成预定数量的可输出状态。在最简单的情况下，虽然一位量化器电路根据收到的输入信号可以输出两个数字输出状态之一，但是可以多位量化器电路也是可行的。有时，添加节点116的抖动信号可以使第一量化器电路的输出位从以其他方式出现在非抖动情形的平常状态翻转，从而扰乱周期性的输出图形.

环路滤波器电路110使节点116的抖动信号成形，因而sigma-delta调制器电路100的输出可以具有相对少的兴趣频谱带抖动功率。然而，添加的抖动将会在反馈路径124中，该反馈路径通常向sigma-delta调制器电路100的输入提供输出信号的转换版本作为附加量化噪声。当添加抖动时，节点112的环路滤波器电路输出信号摆动因而可能会增加。

对于在指定设计中节点112的环路滤波器电路输出的指定最大支持的信号摆动，这种效应将导致比非抖动sigma-delta调制器电路更小的最大有效输入信号范围。因此，抖动的添加可以加强具有额外信号余量的环路滤波器电路110的使用。增加的余量通常导致更高的功率消耗，并且例如当电源电压低时，需要使用额外的放大器分级电路。

在解决该问题的一种方法中，例如，如图2所示，在节点116的抖动信号被输出和反馈之前，可以在sigma-delta调制器电路200的第一量化器电路120的输出中去掉添加的节点116的抖动信号。

此外，本发明的发明人已经认识到可以改进sigma-delta调制器电路。当量化器电路具有足够的可行输出状态时，抖动信号的添加可以改变量化器电路的输出状态。然而，当量化器电路分辨率很低时，尤其在一位量化器电路的情况下，量化器电路增益可以是非常信号依赖的。因此，抖动信号的添加和反馈会改变低分辨率sigma-delta调制器电路的行为。另一方面，无论模拟副本是否改变量化器电路输出，始终从反馈到sigma-delta调制器电路输入的输出信号中减去抖动，同样可以在使用粗糙量化器电路时使SNR下降。

本发明的主题有助于通过以下方式提供一种上述问题的解决方案：例如，提供监控sigma-delta调制器电路在添加抖动和没有添加抖动时的输出的装置和方法，并且当足以影响调制器电路输出状态的变化时，选择性地从输出信号中去除抖动。例如，当添加的抖动改变量化结果时，选择性地开启抖动减法，以抑制或阻止抖动输出和反馈到sigma-delta调制器电路的输入中；否则，选择性地禁用抖动减法。