[发明专利]一种增益可调节的Sigma-Delta调制器

说明书

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种增益可调节的Sigma‑Delta调制器。本发明采用带有前馈通路的二阶CIFB Discrete‑Time Sigma‑Delta调制器结构，包括：第一积分器、第二积分器、增益控制开关、量化器、反馈DAC，加法器。所述第一积分器的输入端接输入信号和反馈DAC的输出，所述第二积分器的输入端接第一积分器输出、输入信号和反馈DAC的输出，所述量化器的输出经过反馈DAC反馈回第一积分器和第二积分器输入，所述输入信号经过增益控制开关进行信号缩放，所述加法器功能分别在第一积分器、第二积分器和量化器电路上一起实现。在本发明中，通过控制增益放大器的系数实现三种不同组合，实现信号传递函数(STF)的缩放，而噪声传递函数(NTF)保持不变，增大了输入信号的动态范围。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种增益可调节的Sigma-Delta调制器。

背景技术

模数转换器(Analog to Digital Converters,ADC)是连接模拟信号和数字信号的桥梁，在现代通信领域中有着广泛的应用。因为自然界的信号本质上是模拟的，所以在集成电路中模数转换器越来越显出其重要性。Sigma-Delta调制器利用噪声整形(Noise-Shaping)和过采样(Oversampling)技术将所关心频带内的噪声搬移到更高的频率并且整形，使得有效带宽内的噪声被有效的抑制，从而提高了ADC的性能。亚微米技术的利用使得较低电源电压的利用，使得Sigma-Delta调制器的研究发展朝着低压低功耗、高精度、高速等方面，以适应在生物、医疗等方面领域的应用。随着输入信号的减小，Sigma-Delta调制器的动态性能急剧减小，为了减轻输入信号减小带来的性能降低，需要对输入信号作放大处理。

传统带有前馈通路的二阶CIFB Discrete-Time Sigma-Delta调制器的信号传递函数(STF)在参数确定好后，就不会在改变。表达式如下述(1)式：

传统带有前馈通路的二阶CIFB Discrete-Time Sigma-Delta调制器的噪声传递函数(NTF)在参数确定好后，就不会再改变。表达式如下述(2)式：

从上述(1)、(2)式中得出，改变系数b3、b2、b1会改变STF，但是不会改变NTF，所以调制器的噪声整形功能不变。在b3＝1、b2＝a2，b1＝a1的情况，STF＝1。

发明内容

本发明针对现有技术的Sigma-Delta调制器因随着输入信号的减小，Sigma-Delta调制器的动态性能急剧减小，提出一种增益可调节的Sigma-Delta调制器能在调制器部分完成信号放大，减轻了对输入信号幅度的要求。

本发明的技术方案为：