[发明专利]一种基于双回路多有源谐振器的宽带高精度模数转换器

说明书

一种基于双回路多有源谐振器的宽带高精度模数转换器，采用Sigma‑Delta结构，包括多个反馈谐振腔单元、DAC单元、采保单元以及量化器单元；模拟信号输入所述两个个反馈谐振腔单元的模拟输入端，所述第二个反馈谐振腔单元的输出端与采保电路相连接，信号经处理后再输入量化器单元，最终以数字信号的形式输出。与传统的Sigma‑Delta模数转换器相比，本发明的模数转换器通过采用多个谐振腔的方法，用简单单级和三级反相器实现有源回馈网络，降低了噪声，减小了失调，并可以有效提高带宽，提供高的精度。

技术领域

本发明属于模数转换器设计领域，具体涉及一种基于双回路多有源谐振器的宽带高精度模数转换器。

背景技术

模数转换器是许多电子系统的关键模块，随着对通信要求的不断提高和半导体工艺的不断成熟以及低功耗技术的发展，使得Sigma-Delta模数转换器的研究成为可能，并成为热点。在现在的通信系统中，用于WLAN、LTE、5G等系统的射频接收机需要处理较高频率范围的信号，因此对Sigma-Delta模数转换器提出了更大带宽，更高精度的要求，所以在Sigma-Delta结构的基础上，研究宽带高精度的模数转换器具有较大的学术价值和现实意义。

目前的研究热点主要集中在以下几个方面：

(1)级联结构与多位量化器结合，并构成高阶Sigma-Delta调制器，级联结构能消除调制器的稳定性问题，同时又能提供高的精度，但是由于设计连续时间时元器件容易不匹配，所以高阶的Sigma-Delta调制器的设计很有挑战性。多比特量化器能明显的提高性噪比，但是其引入的非线性不容易消除。

(2)带通Sigma-Delta主要是为RF通信系统中的接收或者发送模块提供模数转换。现在的研究主要集屮在以下几个方面：利用欠采样技术设计连续吋间带通Sigma-Delta，其主要优点是可以降低采样频率到小于信号中心频率，这样降低了对时钟的要求，但是它会使连续时间滤波器的Q值降低，影响到噪声调制，以至于影响到SNR。所以对如何提高滤波器的值上，科研人员也进行了不少研究；还有将带通与并行Sigma-Delta相结合，来实现高频，宽带ADC，以实现RF通信。

(3)并行Sigma-Delta主要向高速、宽带的方向发展。主要包括三种不同的类型：时间交叉(Time-Interleaved)Sigma-Delta ADC具有更好的稳定性，但是对通道不匹配很敏感；哈达玛(Hadamard)调制并行Sigma-Delta ADC对非线性不敏感，但是需要大量的数字滤波器；频带分解Sigma-Delta ADC对沟道间不匹配不敏感，但是它设计过程是最复杂。

(4) 近年来，人们相继提出了基于单个放大器谐振器结构的带通sigma-delta调制器，例如双延迟结构，Pseudo-N-Path结构，双采样PNP结构。然而Pseudo-N-Path结构和双采样PNP结构只能通过减小电源电压来降低功耗，虽然双延迟结构在低电源电压应用中具有很大的前景，但是它采用单采样工作模式，所以浪费了半个采样周期。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本申请提出一种基于双回路多有源谐振器的宽带高精度模数转化器，在传统用多个模数转换器拼接的方法基础上，用多个反馈谐振腔相连接，可以有效的提供大的带宽和高的精度。

一种基于双回路多有源谐振器的宽带高精度模数转换器，其特征在于，包括依次连接的多个反馈谐振腔单元、DAC单元、采保单元以及量化器单元；

其中，所述反馈谐振腔单元用于将信号进行滤波处理，模拟信号输入到首端的反馈谐振腔的模拟输入端，末端的反馈谐振腔的输出端与采保单元相连接；

所述采保单元用于当对模拟信号进行数模转换时，在转换时间内，保证模拟信号保持基本不变，以保证转换精度；采保单元的输出端和量化器的输入端相连接；

所述量化器单元用于将采保单元的输出信号进行量化处理，近似为有限多个的离散值，完成将模拟信号转变为数字信号；