[发明专利]模数转换电路、模数转换器及降噪装置

说明书

本发明涉及一种模数转换电路、模数转换器及降噪装置。电路包括：依次电连接的采集模块、积分模块、运算放大模块、第一模数转换模块和数字模块，采集模块采集输入信号并传输给积分模块进行积分处理生成第一积分信号、第二积分信号，第一模数转换模块对第二积分信号做第一次量化生成第一量化信号，运算放大模块第n个时钟周期后的对第二积分信号多次放大生成放大信号并传输给第一模数转换模块生成第二量化信号，数字逻辑运算模块对第一量化信号和所述第二量化信号进行逻辑组合生成数字输出信号。本电路采用两次量化在保持低功耗的同时实现扩展计数功能，用较少的周期有效的提升输出的位数以实现高精度和高输入摆幅的将模拟信号转换为数字信号。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种模数转换电路、模数转换器及降噪装置。

背景技术

在汽车场景应用中，尤其是电动汽车应用，需要降低汽车底盘带来的噪声。虽然相对于传统的汽油汽车，电动汽车没有了内燃机的轰鸣声，似乎在噪声方面有天生的优势，但事实上，车内的人员更多的会听到原本被内燃机淹没的道路噪音。这些噪声会通过汽车的轮胎、悬架和汽车的其他部件传递进车内。更重要的是其会使驾驶员困倦，从而产生驾驶安全上的风险。一般采用模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)来处理噪声，将模拟的音频信号转化为数字信号，再传输至数字滤波器进行降噪处理。通常情况下，需要处理音频信号需要ADC的带宽达到16-20kHz以上，16bit精度以上的ADC数据，以及尽可能大的输入信号摆幅。

目前，降噪装置的设计中，一般转换音频信号的ADC采用精度达到13bit以上的逐次逼近式(successive approximation register，SAR)ADC。虽然使用SAR ADC可以比较轻松的满足ADC在输入信号带宽和信号幅度上的需求，但使用SAR ADC由于DAC中电阻电容的匹配精度的限制，通常只能达到12bit。需要采用额外的匹配校正技术才能使SAR ADC达到12bit以上，校正技术不仅增加了面积，同时也增加了电路设计的复杂性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种在不需要额外增加匹配校正电路的情况下，实现高精度和高输入摆幅的模数转换电路、模数转换器及降噪装置。

第一方面，本申请提供了一种模数转换电路。所述电路包括：依次电连接的采集模块、积分模块、运算放大模块、第一模数转换模块和数字模块，其中，

在第i个时钟周期中，在第一控制信号的作用下，所述采集模块用于采集输入信号，并传输至所述积分模块进行存储；以及在第二控制信号的作用下，所述采集模块还用于采集参考信号，所述积分模块用于根据所述参考信号对存储的所述输入信号进行校准、积分处理，以生成第一积分信号；

在第i+1个时钟周期中，在所述第一控制信号的作用下，所述积分模块还用于对所述第一积分信号进行积分处理，以生成第二积分信号；在所述第二控制信号的作用下，所述积分模块还用于将所述第二积分信号传输至所述第一模数转换模块进行处理，以生成第一量化信号；其中，所述第一控制信号和所述第二控制信号在同一时钟周期内分时产生；

所述运算放大模块用于根据第i+n个时钟周期的所述第一控制信号以及所述第二控制信号，对第i+n个时钟周期中所述积分模块生成的所述第二积分信号进行放大处理，以生成放大信号，并将所述放大信号传输至所述第一模数转换模块进行处理，以生成第二量化信号；其中，i为大于或等于1的正整数,n为大于或等于1的正整数；

所述数字模块，用于对所述第一模数转换器输出的所述第一量化信号和所述第二量化信号进行逻辑组合处理，以生成数字输出信号。

在其中一个实施例中，所述采集模块包括用于采集所述输入信号的第一采集电路以及用于采集所述参考信号的第二采集电路；其中，所述模数转换电路还包括：

第二模数转换模块，用于对接收的所述输入信号进行模数转换处理，以输出第一数字信号；