[发明专利]Δ-Σ调制器、模拟-数字转换器和信号转换方法

说明书

本发明提供了一种Δ‑Σ调制器，用于对第一级输入进行数字转换。该Δ‑Σ调制器包括：第一信号转换器、第二信号转换器和数字消除逻辑。第一信号转换器用于将所述第一级输入转换为第一转换输出，以及，对第一级量化误差进行整形，以产生第二级输入，其中，所述第一级输入和所述第二级输入是模拟信号。第二信号转换器用于将所述第二级输入转换为第二转换输出。数字消除逻辑，用于根据所述第一转换输出和所述第二转换输出产生数字输出。相应地，本发明还提供了一种模拟‑数字转换器和信号转换方法。采用本发明，可以减少量化误差导致的副作用。

技术领域

本发明通常涉及一种三角积分(delta-sigma，Δ-Σ)调制器(modulator)、模拟-数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)和相关联的信号转换方法，更具体地，涉及一种基于多级噪声整形(multi stage noise shaping，MASH)结构的Δ-Σ调制器、模拟-数字转换器和相关联的信号转换方法。

背景技术

虽然大多数的环境信号是模拟信号，但是数字信号处理(digital signalprocessing，DSP)具有诸如更精确和更灵活的许多优点，以及，数字信号处理(DSP)设计已经成为电子系统的主流。因此，如今在许多电子应用中，模拟信号被转换为数字信号，以及，模拟-数字转换器(ADC)是必不可少的元件。

数字信号处理(DSP)系统(特别是通信系统)的精度由其数字输入信号的分辨率决定，以及，模拟-数字转换器(ADC)的精度尤其重要。由于Δ-Σ型模拟-数字转换器(ADC)的高分辨率、高稳定性、低功耗和低成本的特性，因此，Δ-Σ型模拟-数字转换器(ADC)在高分辨率模拟-数字转换器(ADC)中越来越受欢迎。

Δ-Σ调制器在Δ-Σ型模拟-数字转换器(ADC)中是最重要的元件，而在Δ-Σ调制器中执行的量化过程会引入量化误差。该量化误差是固有的(inherent)且是Δ-Σ型模拟-数字转换器(ADC)的非期望因素。因此，抑制量化误差导致的副作用对于高速应用特别有吸引力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种Δ-Σ调制器、模拟-数字转换器和信号转换方法，以解决上述问题。

第一方面，本发明提供一种Δ-Σ调制器，用于对第一级输入进行数字转换。该Δ-Σ调制器包括：第一信号转换器、第二信号转换器和数字消除逻辑。第一信号转换器用于将所述第一级输入转换为第一转换输出，以及，对第一级量化误差进行整形，以产生第二级输入，其中，所述第一级输入和所述第二级输入是模拟信号。第二信号转换器用于将所述第二级输入转换为第二转换输出。数字消除逻辑耦接于所述第一信号转换器和所述第二信号转换器，用于根据所述第一转换输出和所述第二转换输出产生数字输出。

第二方面，本发明提供一种模拟-数字转换器，该模拟-数字转换器包括如上所述的Δ-Σ调制器。

第三方面，本发明还提供一种信号转换方法，该信号转换方法适用于Δ-Σ调制器，用于对第一级输入进行数字转换。该信号转换方法包括以下步骤：将所述第一级输入转换为第一转换输出；对第一级量化误差进行整形，以产生第二级输入，其中，所述第一级输入和所述第二级输入是模拟信号；将所述第二级输入转换为第二转换输出；以及，根据所述第一转换输出和所述第二转换输出产生数字输出。

在上述技术方案中，通过对第一级量化误差进行整形来产生第二级输入，Δ-Σ调制器、模拟-数字转换器以及信号转换方法能够减少或抑制量化误差导致的副作用。

本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本发明的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。

附图说明

通过阅读后续的详细描述以及参考附图所给的示例，可以更全面地理解本发明，其中：

图1是根据发明示出的一种Δ-Σ型模拟-数字转换器(ΔΣ-ADC)的框图的示意图；