[发明专利]一种基于Sigma Delta Modulator的模数转换器

说明书

本发明提供了一种较高精度的模数转换器结构，主要由第一延时积分器、第一时钟比较器、第一抽取器、第二抽取器、第二延时积分器、第二时钟比较器、第一加法器、第二加法器以及第三加法器组成，可以达到较高精度的模数转换，同时在不增加数字处理复杂度的情况下实现较快的转换速度。

技术领域

本发明涉及混合集成电路领域，尤其涉及一种模数转换器。

背景技术

Sigma Delta Modulator模数转换器广泛用于低速信号读出电路中。它以高过采样率将低速模拟信号转换成高速数字信号，经过数字电路滤波处理，可以达到很高的信噪比。Sigma Delta Modulator模数转换器是通过过采样技术和噪声整形技术抑制有效频率范围内的量化噪声，再通过数字滤波器就可以得到高精度的数字输出。通常过采样率越高，调制器的阶数越高，模数转换器的转换精度越高。然而在追求高精度的同时，转换时间往往较长，不利于低功耗应用(特别是高精度低数据率的应用，比如传感器测量)。如果采用更高阶的Sigma Delta Modulator模数转换器，可以在得到高精度输出的同时减少转换时间，但是这需要增加相对应的处理器件，如数字滤波器，即增加了器件负担，也增加了信号处理的复杂度。

而另一种常用的Two-Step模数转换器中，其电路结构较为简单，然而对于 Two-Step模数转换器来讲放大器的精度决定了该模数转换器的精度，而这种精度往往取决于匹配精度，所以Two-Step模数转换器要达到高精度的模数转换很难。

发明内容

基于此，本发明提供了一种较高精度的基于Sigma Delta Modulator的模数转换器结构，在不增加数字处理复杂度的情况下实现较快的转换速度，采用的技术方案如下：

在本发明的一方面，提供了一种基于Sigma Delta Modulator的模数转换器，包括：

第一延时积分器401、第一时钟比较器402、第一抽取器403、第二抽取器 404、第二延时积分器405和第二时钟比较器406；还包括第一加法器407、第二加法器408、第三加法器409；

其中，第一加法器407的同相输入端与输入信号X连接，输出端与第一延时积分器401的输入端连接；第一时钟比较402的输入端与第一延时积分器401 的输出端连接，第一时钟比较402的输出端输出信号Y₁，并连接至第一加法器的反相输入端；

第一抽取器403的第一端与第一延时积分器401的输出端连接，第一抽取器403的第二端与第二加法器408的同相输入端连接，第二抽取器404的第一端与第一时钟比较器402的输出端连接，第二抽取器404的第二端与第二加法器408的反相输入端连接；

第二加法器408的输出端与第三加法器409的同相输入端连接，第三加法器409的输出端与第二延时积分器405的输入端连接；第二时钟比较406的输入端与第二延时积分器405的输出端连接，第二时钟比较406的输出端输出信号Y2，并连接至第三加法器408的反相输入端；

其中，第一延时积分器401和第二延时积分器402均包含一个复位信号端 RST。