[发明专利]调制器

说明书

本申请涉及具有自振荡调制器模块的时间编码调制器(301，700)，自振荡调制器模块被配置成接收输入信号且输出脉冲宽度调制信号(S_PWM)，其中脉冲宽度调制信号被同步至第一时钟信号(CLK₁)。位于前馈路径中的迟滞比较器模块(302)被配置成基于输入信号(S_IN)和反馈信号(S_FB)而在第一节点(304)处生成时间编码信号(S_PWM)。反馈路径被耦合至第一节点以提供反馈信号，反馈信号经由反馈路径中的环路滤波器(701)被施加至迟滞比较器模块的输入或者被施加至位于迟滞比较器模块(302)的上游中环路滤波器(202)之前的前馈路径。迟滞比较器模块(302)被配置成使得第一节点处的时间编码信号的状态中的任何改变被同步至第一时钟信号(CLK₁)。

本申请涉及用于信号的调制和解调的方法和装置，且尤其涉及时间编码调制器以及使用时间编码调制器的方法和装置。

信号调制器在许多应用中被利用，例如用作从模拟信号至数字信号的转换的一部分，或者用作从数字信号至模拟信号的转换的一部分。

常规地，使用多个模拟部件(诸如，成排的良好匹配或成比例的电阻器、电容器或电流源)来实施模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)。然而，一直存在更小的半导体工艺节点几何结构的趋势，且这种电路系统在半导体面积和/或功率需求方面并没有规模效益。

时间编码调制器是将输入数据编码成时间编码数据流的调制器。然后，时间编码数据流可以使用时间解码转换器被解码。时间编码调制器的一种特殊应用是作为模数转换器(ADC)的一部分，其中时间编码调制器被用来将输入模拟信号编码成脉宽调制(PWM)信号的占空比。PWM信号被输入至时间解码转换器(TDC)，该时间解码转换器输出指示PWM信号的占空比的数字信号。实际上，TDC具有压控振荡器(VCO)和计数器，该压控振荡器基于PWM信号来控制，该计数器被布置成对VCO输出中的振荡进行计数。一时间段内的平均计数值取决于PWM信号的占空比，因此可以被用作输入模拟信号的数字表示。

这样的ADC电路可以在许多应用中使用。然而，对于低功率操作的需求越来越大。例如，随着语音控制对于电子设备变得越来越流行，可能需要电子设备的音频电路系统始终开启以聆听可能的语音命令。检测语音命令的处理以数字方式实施，因此可能存在要求ADC电路连续操作以将来自麦克风换能器的模拟音频信号转换为用于语音检测的数字音频信号的实施方式。类似地，存在用虚拟按钮代替机械控制按钮的趋势，所述虚拟按钮依赖力感测换能器来感测用户所施加的局部压力，且需要一个或多个模拟力传感器输出信号至数字形式的某一持续转换，以方便处理，用于在始终开启模态下对用户输入的稳健检测。特别地，对于电池供电设备，功率消耗是一个问题，因此往往期望低功率操作。

如上面所描述的ADC电路的一个问题是，通常VCO需要以相对高的频率操作以提供可接受的噪声性能，这可能导致相对高的功率消耗。以较小的工艺节点几何结构所实施的VCO电路仍然承受相对高的功率需求。

因此，通常期望存在可以用作例如信号转换器的一部分的调制器，该信号转换器是诸如可以以相对低功率操作的ADC。

本公开内容的实施方案涉及改进的时间编码调制器。

因此，根据一个方面，提供了一种时间编码调制器，包括：

前馈路径，用于接收输入信号且输出时间编码信号；以及

迟滞比较器模块，位于所述前馈路径中，被配置成基于所述输入信号和反馈信号而在第一节点处生成时间编码信号；

反馈路径，被耦合至所述第一节点，以提供所述反馈信号；以及

环路滤波器，被配置成对以下中的一个施加滤波：所述反馈路径；或，位于所述迟滞比较器模块的上游的前馈路径；

其中所述迟滞比较器模块被配置成使得所述第一节点处的时间编码信号的状态中的任何改变被同步至第一时钟信号。