[发明专利]具有多模式高通滤波器的多路径模拟系统

说明书

一种系统可以包括高通滤波器，所述高通滤波器具有用于接收输入信号的输入端、用于生成输出信号的输出端、耦合在所述输入端和所述输出端之间的电容器、耦合在所述输出端和参考电压之间的开关电容电阻器、以及控制电路，所述控制电路被配置为控制参考电压以消除泄漏到被耦合到输出端的电路中的电流。所述输入端、所述输出端、所述电容器和所述开关电容电阻器可以被设置成生成作为输入信号的高通滤波版本的输出信号，并且所述高通滤波器可以被配置成在至少包括高阻抗模式和低阻抗模式的多个模式下操作，在所述低阻抗模式下，开关电容电阻器的电阻显著小于处于所述高阻抗模式下时的电阻。一种系统可以包括多个处理路径，所述多个处理路径具有被配置为基于模拟输入信号生成第一数字信号的第一路径和被配置为基于所述模拟输入信号生成第二数字信号的第二路径，所述第二路径具有高通滤波器，用于在所述模拟输入信号被所述第二路径的剩余部分处理之前对所述模拟输入信号进行滤波，并且所述高通滤波器具有转折频率。控制电路可以被配置成基于所述模拟输入信号的特性来确定要被组合成输出数字信号的第一数字信号和第二数字信号的频率相关加权比例。所述频率相关加权比例被配置成使得所述数字输出信号包括低于所述转折频率的第一数字信号的频谱内容，以得到低于被滤波的转折频率的第二数字信号的频谱内容。一种系统可以包括用于接收输入信号的输入端、用于生成输出信号的输出端、耦合在输入端和输出端之间的电容器、耦合到输出端并具有包括第一模式和第二模式的多个模式的可变电阻器，在所述第一模式中可变电阻器具有第一电阻，在所述第二模式中可变电阻器具有第二电阻，以及控制电路，所述控制电路被配置为确定输入信号和输出信号之间的差值并且当所述差值小于预定阈值时在多个模式中的模式之间切换。

技术领域

本公开总体上涉及信号处理系统，并且更具体地，涉及多路径信号处理系统。

背景技术

在电路中使用多路径模数转换器(ADC)和模拟前端(AFE)(例如，两路径或多路径ADC/AFE)是众所周知的。在Jahne等人的题为“Process and System for the Analog-to-Digital Conversion of Signals”的美国专利No.5,714,956(“Jahne专利”)中，Knoth等人的题为“Apparatus for the Conversion of Analog Audio Signals to a Digital DataStream”的美国专利No.5,600,317(“Knoth专利”)中，以及Gong等人的题为“Gain RangingAnalog-to Digital Converter with Error Correction”的美国专利No.6,271,780(“Gong专利”)中，公开了示例性多路径ADC和AFE以及它们在多电子电路路径中的使用。多路径电路的使用可以降低噪声，因为可以优化一条路径以处理小幅度信号(例如，用于处理低噪声信号)，而这针对大幅度的信号优化具有另一组ADC和AFE的另一条电路路径(例如，允许更高的动态范围)。

多路径ADC/AFE的示例应用是将其用于音频系统应用的电路中，诸如音频混合板或数字麦克风系统中。在Jahne专利中公开了这样的示例应用。在设计具有在相应的多电路路径中使用的多路径ADC/AFE的电路时，在允许更大的信号摆幅(例如，允许信号在较大的标度幅度之间摆动)和低噪声之间可能存在折衷。此外，多路径ADC/AFE可以提供高动态范围信号数字化，与传统可能方式相比，对于给定的输入功率具有更高的动态范围，并且总面积更小。换句话说，通过允许对每个相应路径提供的每种类型的信号(即，大信号和小信号)进行单独优化，多路径ADC/AFE允许整个电路消耗更少的功率，消耗更少的面积，并节省其他此类设计成本。

尽管现有的多路径ADC/AFE方法有其优点，但也有缺点和问题。例如，许多现有方法具有与多路径之间的转换和切换相关的缺点，因为这种切换可能不平滑，导致不期望的信号伪像，尤其是在音频应用中，其中这些伪像可能对于音频设备的听众可以感知的。作为另一个示例，电路中的趋势是将电路缩放到集成电路级别。然而，现有的多路径ADC/AFE方法不能很好地缩放到集成电路级别。

发明内容