[发明专利]至少包括delta-sigma调制器和采样保持元件的电路装置

说明书

本发明涉及一种用于增量型delta‑sigma调制器的电路装置，所述电路装置包括至少一个增量型delta‑sigma调制器和采样保持元件，其中采样保持元件设置在增量型delta‑sigma调制器上游并且为处于充电状态中的增量型delta‑sigma调制器提供输入电压，其中采样保持元件具有电容器用于为增量型delta‑sigma调制器加载输入电压，其中在电容器上游设置有第一开关，并且在电容器下游设置有第二开关，其中当第二开关闭合时，第一开关打开，以便在增量型delta‑sigma调制器处提供量值减少的，尤其衰减的输入电压，或者当第一开关闭合时，第二开关打开，以便为采样保持元件的电容器充电。此外，提出一种用于运行用于增量型delta‑sigma调制器的电路装置的方法。

技术领域

本发明涉及一种电路装置，其至少包括delta-sigma调制器和采样保持元件，以及本发明涉及一种用于运行至少包括delta-sigma调制器和采样保持元件的电路装置的方法。

背景技术

增量型delta-sigma调制器(IDSM)是一种改型的delta-sigma调制器(DSM)，其中不进行连续的AD转换。IDSM在每次AD转换之后复位。积分器的复位例如通过开关在如在图1中示出的积分电容之上进行。IDSM的复位实现多路复用运行，其中出自不同的输入源的模拟信号通过IDSM转换为数字域。在经典的DSM中多路复用是不可行的。已知的是，单比特以及多比特实施方案对于DMS是可行的。

在IDSM中存在两个部位，在所述部位处“被采样”，即在IDSM中的比较器处和/或在也称为SH级的采样保持元件处被采样。在已知的delta-sigma调制器的比较器的单比特的采样时钟中，分别将比特从比较器中传送至抽样滤波器。相应地，在DSM的多比特实施方案中在比较器的采样时钟中将多比特从比较器中传送至抽样滤波器，其中相应地存在多比特比较器。SH级(如在ADC中)的采样时钟限定为如下时钟，借助于所述时钟存储新的电压值。采样时钟也对应于如下时钟，借助于该时钟在抽样滤波器的输出端处提供可利用的数字值，即转换为数字的电压值。AD转换持续一个SH采样时钟，然而持续多个比较器采样时钟，并且分别将采样的电压值转换为数字。

在典型的情况下，也使用采样保持元件(英文也称为SampleHold(SH)stufe)作为输入级，其中要转换的输入电压存储在电容上并且借助于有源放大器或阻抗转换器(英文称为active Buffer)连接于IDSM的输入端。缓冲器在这种情况下用于使存储的输入电压不受输入电阻影响。替选地，也能够弃用存储电容。输入电压随后在整个AD转换期间施加到缓冲器上。

DSM还有IDSM的典型缺点是，在输入信号接近所谓的“满度”值时，即在最大可能的复位电压的情况下，在输出信号中产生提高的噪音。这导致在输入信号高的情况下产生方差的明显升高。方差表明在具有输入电压的相同的输入值的不同AD转换中的输出值的波动。这尤其在信号和所属的参考信号应当被转换(双采样)并且参考信号接近满度信号时是成问题的。真正的信号在这种情况下通常关于参考信号持续为正或为负(单极测量)。在这种情况下，计算出的最终值的总噪音总是由参考值的噪音占主导，即使信号处于IDSM的中间范围内并且在该处可能实现小的噪音成分时也如此。

这导致delta-sigma调制器的输入信号范围的大的范围(大约40至50％)由于高的噪音而不能有意义地被利用。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于尤其增量型delta-sigma调制器的改进的电路装置，借助于所述电路装置尤其可以有意义地利用尤其增量型delta-sigma调制器的输入信号范围的大的范围。

该目的借助于根据权利要求1的用于增量型delta-sigma调制器的电路装置和根据权利要求9的用于运行电路装置的方法实现，改进的电路装置和所提出的方法的其他实施方式是从属权利要求的主题。