[发明专利]可控制输出速率的积分三角调制器及其相关方法

说明书

技术领域

本发明有关一种积分三角调制器及其相关方法，尤指一种根据输入信号 的振幅来控制输出速率的积分三角调制器及其相关方法。

背景技术

积分三角调制器(sigma-delta modulator)已被广泛地运用在模拟数字 转换器(A/D converter)以及数字模拟转换器(D/A converter)上，主要是因 为积分三角调制器具有噪声整形(noise shaping)的能力，能够抑制信号频宽 内的量化噪声，进而提高信号噪声比(signal to noise ratio，SNR)。然而， 由于积分三角调制器具有过取样的特性，使得其输出速率会与其噪声抑制能 力呈正比，如此一来，太高的输出速率会降低整体效能并限制它的应用范围。

为了降低积分三角调制器的输出速率，已有不少方法被提出，如揭露于 美国专利案号第5,815,102号及第6,924,757号中，以及参考文献“Digital power amplification using sigma-delta modulation and bit flipping” J.AES，vol.45，no.6，Jun.1997中。于美国专利案号第5,815,102号中， Melanson通过将PDM格式转换成PWM格式的方式，来降低积分三角调制器的 输出速率，然而此种做法仅适用于数字数据，且会造成额外的噪声而需要特 殊的校正机制。于美国专利案号第6,924,757号中，Adams利用调整量化器 中的磁滞(hysteresis)变数来调整其临界值，进而降低积分三角调制器的输 出速率，但是此种做法仅适用于单一位的量化器，于多位的量化器中操作会 变得十分复杂，甚至可能无法运作。而于J.AES所提出的参考文献中，其利 用bit-flipping技术并通过改变积分三角调制器的输出码来降低等效输出 速率，但是此种做法亦仅适用于单一位的量化器。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可控制输出速率的积分三角调制器及方 法，其可根据输入信号的振幅来控制输出速率，以解决先前技术中的问题。

本发明的实施例揭露了一种可控制输出速率的积分三角调制器。积分三 角调制器包含加法器、滤波器、量化器以及速率控制器。加法器接收输入信 号及输出信号，以产生加总信号。滤波器耦接于加法器，用来滤波加总信号 以产生已过滤信号。量化器耦接于滤波器与加法器，用来依据第一时钟信号 对该已过滤信号进行量化以产生该输出信号。速率控制器耦接于量化器，用 来根据输入信号的振幅来产生第一时钟信号至量化器。其中该第一时钟信号 的频率与该输入信号的振幅呈反比。

本发明的实施例揭露了一种控制积分三角调制器的输出速率的方法。该 方法包含：接收输入信号以及输出信号，以产生加总信号；滤波加总信号以 产生已过滤信号；根据输入信号的振幅来产生第一时钟信号；对该已过滤信 号进行量化以产生该输出信号；以及根据第一时钟信号来控制输出信号的输 出。

本发明的实施例还揭露了一种控制积分三角调制器的输出速率的方法。 该方法包含：接收输入信号以及输出信号并进行相加，以产生加总信号；滤 波该加总信号以产生已过滤信号；根据该输入信号的振幅来产生第一时钟信 号；以及根据该第一时钟信号对该已过滤信号进行量化以产生该输出信号。

附图说明

图1为本发明可控制输出速率的积分三角调制器的第一实施例的示意 图。

图2为图1中的速率控制器的示意图。

图3为说明图1的速率控制器如何根据输入信号的振幅来调整第二时钟 信号以产生第一时钟信号的范例示意图。

图4为本发明可控制输出速率的积分三角调制器的第二实施例的示意 图。

[主要元件标号说明]

200、700积分三角调制器         210加法器

220滤波器                      230量化器

240速率控制器                  Vin输入信号

Out1加总信号                   Qout输出信号

SF1已过滤信号        CLK1第一时钟信号

CLK2第二时钟信号     CLK3第三时钟信号