[发明专利]一种高速低功耗Sigma-Delta模数转换器及数字处理单元

权利要求书

1.一种高速低功耗Sigma-Delta模数转换器，所述模数转换器包括第一模拟采样模块和第二数字量化模块以及基准电压源；

其特征在于：

所述第一模拟采样模块包括第一模电信号转换电路、第一抗混叠滤波器、第一采样保持电路以及Sigma-Delta调制器；

所述第二数字量化模块包括第二数字滤波器、第二降采样滤波器以及数字输出电路；

其中，所述基准电压源连接所述Sigma-Delta调制器，为所述Sigma-Delta调制器提供基准电压；

所述基准电压源包括启动电路、亚阈电流产生电路、负温度系数电路、正温度系数电路以及后置反馈电路；

所述启动电路的输出端连接所述亚阈电流产生电路，并接收所述后置反馈电路从所述基准电压源的电压源输出端产生的后置反馈信号；

所述亚阈电流产生电路的输出端分别连接至所述负温度系数电路和正温度系数电路；

所述负温度系数电路和正温度系数电路各自的输出信号经加权电路处理后，作为所述基准电压源的输出信号。

2.如权利要求1所述的一种高速低功耗Sigma-Delta模数转换器，其特征在于：

所述第一模电信号转换电路将实测模拟信号通过感应装置变成电流或者电压信号；

所述第一抗混叠滤波器将所述电流或者电压信号中高于所述模数转换器带宽的干扰信号滤除；

所述第一采样保持电路对所述滤除后的时变信号基于预定时间间隔进行取值采样，使信号在一定的时间内保持不变，并利用量化器把保持的电压或者电流信号转成数字码。

3.如权利要求1所述的一种高速低功耗Sigma-Delta模数转换器，其特征在于：

所述第二数字滤波器用于滤除高频噪声。

4.如权利要求1所述的一种高速低功耗Sigma-Delta模数转换器，其特征在于：

所述Sigma-Delta调制器包括电容积分器、量化ADC模块、DWA编码器以及时钟产生电路；

所述电容积分器包括运算放大器、开关、采样电容以及积分电容组成。

5.如权利要求4所述的一种高速低功耗Sigma-Delta模数转换器，其特征在于：

所述运算放大器包括第一级运算放大器和第二级运算放大器；

所述第一级运算放大器包括第一至第九MOS管M1-M9以及电容C1和电容C2；

所述第二级运算放大器包括第一第第八MOS管N1-N9以及电容C6；

所述第一级运算放大器通过电容C0、电容C4以及电容C5与所述第二级运算放大器连接。

6.如权利要求5所述的一种高速低功耗Sigma-Delta模数转换器，其特征在于：

所述第一级运算放大器的所述MOS管M8通过电容C0连接至所述第二级运算放大器的所述MOS管N1和MOS管N2的源极；所述N1和N2共栅共源；

所述第一级运算放大器的所述MOS管M9通过电容C4连接至所述第二级运算放大器的所述MOS管N7和MOS管N8的源极；所述N7和N8共源；

所述第一级运算放大器的所述MOS管M9和MOS管M8的漏极连接至电容C2,以及所述电容C5，所述电容C5连接至MOS管MN的源极；所述MOS管MN的漏极连接至所述MOS管M3的栅极。

7.一种数字处理单元，所述数字处理单元用于为基准电压源提供前置控制信号，所述基准电压源为权利要求1-6任一项所述的高速低功耗Sigma-Delta模数转换器提供基准电压；

其特征在于:

所述前置控制信号包括第一前置控制信号和第二前置控制信号；

所述第一前置控制信号发送至所述启动电路的输出端，与所述启动电路的输出信号加权后，作为所述亚阈电流产生电路的输入；

所述第二前置控制信号发送至所述亚阈电流产生电路的输出端，与所述亚阈电流产生电路的输出信号加权后，作为所述负温度系数电路和正温度系数电路的输入。