[发明专利]一种用于高精度模数转换器中的抖动电路

说明书

技术领域

本发明属于模数转换器领域，具体涉及一种用于高精度模数转换器中的抖动电路。

背景技术

在通信系统中，无论是宽带还是窄带接收机，都需要经常处理远低于满幅度的小信号，且要求模数转换器具有良好的无杂散动态范围(Spurious Free Dynamic Range,SFDR)。

在高速高精度模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)中，SFDR性能主要受两个因素限制：一是前端放大器和采样保持电路产生的失真；另外一个是ADC传递函数的非线性引起的失真，即微分非线性误差(Differential nonlinearity，DNL)。当输入信号幅度较小时，前端放大器和采样保持电路可以达到的很好的线性度，由前端放大器和采样保持电路产生的失真可以忽略。而ADC传递函数即使很小的非线性也会导致谐波的增加，特别地，当输入信号幅度与量化步长在相同数量级时，失真会非常严重，从而降低SFDR。因此，小幅度输入信号时，要提高ADC的SFDR性能，就必须减小DNL误差。

目前，一种已经开发的噪声抖动技术可以降低ADC的DNL误差并提高SFDR性能，具体请参图1所示：在图1中，将ADC转换器系统作为一个“黑匣子”，伪随机序列信号作为抖动信号经过数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)输出模拟抖动信号，该信号与模拟输入信号相加，然后一起送到ADC转换器系统被量化，在最终输出数字码之前，还需将抖动信号在数字域中通过数字减法器去除。

但是，本发明的发明人经过研究发现，在实际电路中，抖动信号的有效去除是非常困难的，要求被送入模拟前端的抖动信号，即经过DAC转换后的模拟量，与数字域去除的抖动信号相当；否则，输出结果就会含有大量关于抖动信号的信息，会增加ADC的噪底。这无疑提高了对DAC精度的要求，需要DAC转换器具有与ADC转换器相同的量化位数，相当于在ADC转换器内集成一个与ADC转换器相同分辨率的DAC转换器，当ADC转换器具有很高的量化位数时，会大大增加ADC转换器系统的复杂度，因此该技术在高精度模数转换器中应用中受到限制。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种用于高精度模数转换器中的抖动电路，该抖动电路能改善高精度模数转换器的动态非线性，解决常规噪声抖动技术在高精度模数转换器应用中的瓶颈，并降低了ADC转换器系统的复杂度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高精度模数转换器中的抖动电路，包括可置位的伪随机序列产生器、修调模块、可修调的DAC电路、抖动信号引入电路和抖动信号去除电路；其中，

所述可置位的伪随机序列产生器，用于产生与模拟输入信号V_i不相关且可置位的伪随机序列信号，取其中的n位信号作为数字抖动信号D_d，且位数n小于等于模数转换器的量化位数N，并将所述数字抖动信号D_d分别输出至所述可修调的DAC电路和抖动信号去除电路；

所述修调模块，用于准确定位控制所述可修调的DAC电路的修调信号X₁、X₂、…、X_m，以对所述可修调的DAC电路进行校准；

所述可修调的DAC电路，受到所述修调信号X₁、X₂、…、X_m的控制，将接收的所述数字抖动信号D_d转化为模拟抖动信号A_d并输出至所述抖动信号引入电路；

所述抖动信号引入电路，用于接收所述模拟抖动信号A_d和模拟输入信号V_i，处理后输出模拟信号并引入模数转换器输入；

所述抖动信号去除电路，用于接收所述数字抖动信号D_d，并将抖动信号在模数转换器的输出中去除，得到最终数据输出结果D_OUT。