[发明专利]一种高精度增量型模数转换器及其转换方法

权利要求书

1.一种高精度增量型模数转换器，其特征在于，包括：依次连接的输入信号判定单元、逻辑控制单元、模拟信号增益放大器、量化输出单元和数字码平移单元，所述逻辑控制单元连接所述数字码平移单元；

所述输入信号判定单元，用于在开始量化之前，对输入信号进行分区判定，所述输入信号所在区间包括接近量化范围的最大值V_H的区间、接近量化范围的最小值V_L的区间和远离V_H和V_L的区间；

所述模拟信号增益放大器，用于在所述逻辑控制单元的控制下，根据所述输入信号所在区间，对所述输入信号选择不同的闭环增益后输出至所述量化输出单元进行量化；

所述数字码平移单元，用于在所述逻辑控制单元的控制下，根据所述输入信号所在区间，将所述输入信号经量化得到的数字码进行平移解调并输出量化结果，或者直接输出量化结果。

2.根据权利要求1所述的一种高精度增量型模数转换器，其特征在于，所述输入信号判定单元包括4个比较器，其中，第一比较器和第二比较器的参考电压为量化范围的最大值V_H，第三比较器和第四比较器的参考电压为量化范围的最小值V_L；

在开始量化之前，将输入信号在所述4个比较器中同时进行比较；

当所述第一比较器和所述第二比较器的输出不同且所述第三比较器和所述第四比较器的输出相同时，则判定所述输入信号所在区间为接近量化范围的最大值V_H的区间；

当所述第一比较器和所述第二比较器的输出相同且所述第三比较器和所述第四比较器的输出不同时，则判定所述输入信号所在区间为接近量化范围的最小值V_L的区间；

当所述第一比较器和所述第二比较器的输出相同且所述第三比较器和所述第四比较器的输出相同时，则判定所述输入信号所在区间为远离V_H和V_L的区间。

3.根据权利要求1所述的一种高精度增量型模数转换器，其特征在于，所述第一比较器和所述第二比较器为正常设计的比较器，所述第三比较器和所述第四比较器的正负输入端设计成存在几十mV量级的失调电压。

4.根据权利要求1所述的一种高精度增量型模数转换器，其特征在于，所述模拟信号增益放大器具体用于：

若所述输入信号所在区间为接近量化范围的最大值V_H的区间，在所述逻辑控制单元的控制下，选择闭环增益为0.5倍，将所述输入信号施加除以2的调制后输出至所述量化输出单元进行量化；

若所述输入信号所在区间为接近量化范围的最小值V_L的区间，在所述逻辑控制单元的控制下，选择闭环增益为2倍，将所述输入信号施加乘以2的调制后输出至所述量化输出单元进行量化；

若所述输入信号所在区间为远离V_H和V_L的区间，在所述逻辑控制单元的控制下，选择闭环增益为1倍，不对所述输入信号进行增益调制，直接输出至所述量化输出单元进行量化。

5.根据权利要求1所述的一种高精度增量型模数转换器，其特征在于，所述数字码平移单元具体用于：

若所述输入信号所在区间为接近量化范围的最大值V_H的区间，在所述逻辑控制单元的控制下，将所述输入信号经量化得到的数字码左移1位，实现数字码乘以2的解调后，输出量化结果；

若所述输入信号所在区间为接近量化范围的最小值V_L的区间，在所述逻辑控制单元的控制下，将所述输入信号经量化得到的数字码右移1位，实现数字码除以2的解调后，输出量化结果；

若所述输入信号所在区间为远离V_H和V_L的区间，在所述逻辑控制单元的控制下，不进行解调，直接输出量化结果。