[发明专利]一种过采样模数转换器

说明书

本发明公开了一种过采样模数转换器，包括连接形成环路的减法器、环路滤波器、量化器和反馈数模转换器；过采样模数转换器还包括2^B‑1个数字抖动模块，各个数字抖动模块均包括数字抖动信号产生电路、数字滤波器、第一数字加法器，第二数字加法器；各个数字抖动模块均按照如下方式连接：针对第i个数字抖动模块，数字抖动信号产生电路用于产生一位具有随机性的数字抖动信号，第一数字加法器用于将数字抖动信号加入到反馈数模转换器的第i个反馈输入中；数字滤波器的输入端接收数字抖动信号；第二加法器用于将数字滤波器的输出加入到量化器的第i个输出中。本发明的过采样模数转换器，其线性度较好，且面积和功耗也较小，稳定性也较强。

【技术领域】

本发明涉及一种过采样模数转换器。

【背景技术】

在电子电路中，模数转换器(ADC)是一个重要的模块，它负责把声音、图像和无线电波等模拟信号转换成数字信号传递给后面的数字电路进行各种信号处理。衡量模数转换器的指标主要有带宽(速度)、精度和功耗。过采样模数转换器是模数转换器中一种重要的结构，其基本结构如图1所示，由减法器、环路滤波器1、量化器2和反馈数模转换器3构成。图1中，X表示输入的模拟信号，Y表示输出的数字信号。连续时间过采样模数转换器和其他类型模数转换器相比具有内生的抗混叠滤波功能，可以降低前端滤波器的设计难度和功耗。过采样模数转换器的带宽由采样速率(Fs)和过采样率(over-sampling ratio，OSR)共同确定；过采样模数转换器的精度由过采样率OSR、量化比特数B和噪声整形阶数L共同决定。

根据过采样模数转换器的量化比特数B的不同，可以将过采样模数转换器分成单比特和多比特类型。单比特类型过采样模数转换器的量化器和反馈数模转换器是单比特，是天然线性的。单比特类型过采样模数转换器的缺点在于在其他参数相同的情况下，它的精度相对低；量化噪声相对较大；对滤波器中的运算放大器要求高；对反馈数模转换器的时钟抖动(clock jitter)更为敏感。在对过采样模数转换器的带宽要求越来越高的今天，转换器的过采样率OSR受到电路工艺的限制，而转换器的噪声整形阶数L受到稳定性的限制，所以采用多比特类型过采样模数转换器越来越成为人们的首选，在这个过程中同时也避免了单比特类型过采样模数转换器的上述缺点。然而，多比特类型过采样模数转换器的量化器和反馈数模转换器都是多比特的，其中的多比特数模转换器的线性度会直接限制模数转换器的线性度，如何改进多比特模数转换器的线性度是需要关注的问题。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种过采样模数转换器，其线性度相对于以往的多比特过采样模数转换器的线性度较好，且面积和功耗也较小，稳定性也较强。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：