[发明专利]用于优化数模信号路径中的动态范围的电路和方法

权利要求书

1.一种用于最大化数模信号路径中的动态范围的电路，其包括：

a.输入端，其用于接收输入信号；

b.耦合到所述输入端的第一增益级，所述第一增益级具有第一增益设置；

c.耦合到所述第一增益级的第二增益级，所述第二增益级具有第二增益设置；

d.控制器，其用于动态地选择所述第一增益设置以最大化所述第一增益设置而不对所述输入信号进行截幅，以及选择所述第二增益设置以实现期望的信号路径增益；以及

e.耦合到所述第二增益级的输出端，其用于发送具有期望的整体信号路径增益的输出信号。

2.如权利要求1所述的电路，其中所述第一增益级包括数字增益级，并且所述第一增益设置包括数字增益设置。

3.如权利要求1所述的电路，其中所述第一增益级包括sigma delta数模转换器，并且所述数字增益设置包括所述数模转换器的反馈增益改变。

4.如权利要求1所述的电路，其中所述第一增益级包括被配置为通过修改反馈值来调节所述第一增益设置的数字增益级。

5.如权利要求1所述的电路，其中所述第二增益级包括模拟增益级，并且所述第二增益设置包括模拟增益设置。

6.如权利要求1所述的电路，其中包括过零检测以在瞬态信号接近零时更新增益设置。

7.如权利要求1所述的电路，其进一步包括用于检测所述输入信号的水平的输入信号检测器。

8.如权利要求7所述的电路，其中所述输入信号检测器包括RMS水平检测器。

9.如权利要求7所述的电路，其中所述输入信号检测器包括峰值水平检测器。

10.如权利要求7所述的电路，其中所述输入信号检测器包括平均水平检测器。

11.如权利要求1所述的电路，其进一步包括用户增益控制器。

12.如权利要求11所述的电路，其中所述用户增益控制器耦合到所述控制器。

13.如权利要求12所述的电路，其中所述控制器进一步被配置为根据所述用户增益控制器来调节所述第一增益设置、所述第二增益设置、或所述第一增益设置和所述第二增益设置两者。

14.如权利要求1所述的电路，其中所述控制器被配置为相对于所述第一增益设置的应用而延迟所述第二增益设置的应用，以补偿所述第一增益级和所述第二增益级之间的信号路径延迟。

15.如权利要求1所述的电路，其中所述控制器进一步被配置为仅在指定时间段中输入信号水平在指定阈值之下的情况下调节所述第一增益设置和所述第二增益设置。

16.一种用于最大化数模信号路径中的动态范围的方法，其包括：

a.检测数字输入信号水平；

b.检测期望的用户增益水平；

c.向所述数字输入信号应用第一增益；

d.将所述数字输入信号转换为模拟信号；以及

e.向所述模拟信号应用第二增益；

f.其中根据所述数字输入信号而选择性地和相逆地操纵所述第一和第二增益，同时维持所述期望的用户增益水平。

17.如权利要求16所述的方法，其中包括过零以在瞬态信号接近零时更新增益设置。

18.如权利要求16所述的方法，其中应用第一增益包括改变sigma delta数模转换器中的反馈环路的增益设置。

19.在集成电路中的一种数模信号路径，其包括：

a.用于接收数字输入信号的输入端；

b.用于接收期望的信号路径增益水平的输入端；

c.用于操纵所述数字输入信号的数字增益水平的数字增益级；

d.耦合到所述数字增益级的数模转换器，其用于将经过操纵的数字输入信号转换为具有模拟增益水平的模拟信号；

e.用于操纵所述模拟信号的所述模拟增益水平的模拟增益级；

f.动态增益控制器，其用于根据所述数字输入信号水平而选择性地最大化所述数字增益水平和最小化所述模拟增益水平，并且同时维持所述期望的信号路径增益水平。

20.在集成电路中的一种数模信号路径，其包括：

a.用于接收数字输入信号的输入端；

b.用于接收期望的信号路径增益水平的输入端；

c.耦合到数字增益级的数模转换器，其用于将所述数字输入信号转换为具有模拟增益水平的模拟信号，所述数模转换器包括数字增益水平；

d.用于操纵所述模拟信号的模拟增益水平的模拟增益级；

e.动态增益控制器，其用于根据所述数字增益水平而选择性地最大化所述数字增益水平和最小化所述模拟增益水平，并且同时维持期望的输出增益水平。