[发明专利]模数变换设备

说明书

本发明涉及一种特别适合于接收由电缆发送的信号的模数变换设备。

本发明的基础在于开发了适用于对256 QAM(正交调幅)调制的信号进行模数变换的变换设备，所述信号的频谱是从3.2至11.2MHz，峰至峰的动态摆幅为1伏，经由电容耦合施加输入信号。

电容耦合导致了输入信号直流分量的丢失。因此本设备必须对此加以考虑。另一方面，信号的动态摆幅只有1伏峰-峰值，其不大。这个问题也须加以考虑。最后，将试图将某些形式的噪声减至最小。

本发明的目的是提供一种对输入信号进行模数变换的设备，其特征在于它包括：

把输入信号置换成二个差分信号的装置；

把差分信号的每一个的直流分量恢复到模数变换器变换范围的中间电压的装置；

至少一个差分比较器，其输出端连接到所述模数变换器的输入端，其二个差分输入端分别接收所述二个差分信号之一。

通过使用至少一个差分比较器，一方面能使信号的动态摆幅加倍，二个差分信号对于已恢复的直流分量具有相反的变化范围，另一方面能克服共模噪声。

恢复直流分量的装置的作用是把直流分量聚集在变换器变换范围的中间电压，以限制变换器的饱和。

按照一特定实施例，恢复直流分量的装置包括串联的低通滤波器和开关电流源，低通滤波器用于对变换器输出的数字字进行滤波，开关电流源用于随滤波器输出处的最高有效位的变化而使存储电容器充电或放电。

按照一特定实施例，把输入信号置换成二个差分信号中的第一个差分信号的装置包括减法器和加法器，用于把输入信号加上变换器变换范围的中间电压的二倍，和从其中减去已恢复的直流分量。

按照一特定实施例，把输入信号置换成二个差分信号中的第二个差分信号的装置包括减法器和加法器，用于从已恢复直流分量中减去输入信号。

按照一特定实施例，本设备还包括放大器，分别用作输入电压、变换器参考范围的中间电压及已恢复直流分量的缓冲器。

通过结合附图对一特定的非限定性的示范实施例的说明，本发明的其他特征将显而易见。

图1是按照本示范实施例的模数变换设备的方框图，

图2是按照本实施例一变型的差分变换器，以及

图3是表示按照本实施例和图2的变型的差分自动调零比较器的电路图。

图1中所示的设备包括输入端1，在该输入端上加有输入信号vin(信号Vin的动态分量)。输入端1连接到作缓冲器用的单位增益运算放大器2的正输入端，把该放大器的输出环回到其负输入端。放大器的正输入端也通过电阻来接收电压Vc。该电压的作用和产生将在稍后说明。

同样接成缓冲器的第二放大器3在其正输入端接收存储在存储电容器4上的电压Vin Diff。存储电容器4用箝位电路5充电或放电。该箝位电路5受低通滤波器7的输出处的最高有效位(MSB)的值的控制。该低通滤波器对标号为6的10位差分模数变换器的输出端的数字字进行滤波。作为例子，该滤波器的特性是：截止频率为80KHz，在4KHz处的衰减为-60dB，滤波器是无限冲激响应滤波器。最好使用来自变换器6的输出字的所有位以获得整齐的已滤波MSB值，但是也可能只对其中的某些位(最好是最高有效位或一些最高有效位)滤波以便对滤波器7进行简化。

箝位电路包括两个电流源Io和-Io，根据已滤波的最高有效位的数值，用Io充电或用-Io放电。随变换器的采样频率及其分辨率的变化确定电容器4和电流Io的数值。

放大器2的输出(其值为vin+Vc)连接到安装成减法器的放大器8的正输入端。该减法器的负输入端连接到放大器3的输出(其值为Vin Diff)。

因此减法器8的输出端提供差值(vin+Vc-Vin Diff)。

该输出端连接到安装成具有二个输入端的加法器的放大器10的第一输入端，而其第二输入端则接收来自信号Vc的缓冲放大器11的输出，Vc代表变换器6的变换范围的中间值。

因此，加法器10的输出端提供和值(vin+Vc-Vin Diff)+Vc。

该输出端连接到差分变换器6的正输入端V_正。

安装成减法器的第二放大器9在其负输入端接收放大器2的输出(其值为vin+Vc)而在其正输入端接收放大器3的输出(其值为Vin Diff)，这与减法器8的情况相反。

因此减法器9的输出提供差值(Vin Diff-vin-Vc)。

减法器9的输出端连接到加法器12的一输入端，这与加法器10的情况相同。加法器12的第二输入端也接收由缓冲器11输出的信号Vc。