[发明专利]一种用于delta-sigma调制器的离散型低功耗积分器

说明书

本发明公开了一种用于delta‑sigma调制器的离散型低功耗积分器，包括时钟产生子模块、第一反馈积分子模块、第二反馈积分子模块以及积分放大器，所述的时钟产生子模块包括第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端，所述时钟产生子模块电路通过其输出端与第一反馈积分子模块、第二反馈积分子模块以及积分放大器相连，并产生不同相位频率的时钟脉冲对所述的第一反馈积分子模块、第二反馈积分子模块以及积分放大器进行控制。本发明还提供了一种用时钟控制积分放大器使能端的方法，用于减小积分器的功耗。本发明的积分器可有效减少非线性失真，还能大大降低开关引起的电压过冲问题，利用本发明的积分器可使整个调制器的功耗极大降低。

技术领域

本发明属于集成电路领域，更具体的涉及一种用于delta-sigma调制器的离散型低功耗积分器。

背景技术

模数转换器(ADC)在信号处理起到了连接数字和模拟世界桥梁的重要作用。在数字音频、图像编码、频率合成以及各类传感器领域有着广泛的应用。目前基于过采样和噪声整形技术的delta-sigma ADC主要用于高精度、低压低功耗的系统中。Delta-sigma调制器结构主要由三大模块构成：1)环形滤波器，决定了噪声传递函数；2)量化器，通常使用1位量化器，多位量化器虽然可以提高系统的噪声整形能力，但是会产生非线性影响，需要增加额外的动态器件匹配逻辑电路，用于校正改善线性度；3)反馈数模转换器(DAC)，通常量化器的位数和DAC的位数相同，大于1位时会产生非线性问题。

基于环形滤波器中滤波器的工作模式，delta-sigma调制器的结构主要分为两类：1)连续时间(CT)delta-sigma调制，其带宽大、功耗低且自带抗混叠滤波器电路，减小了电路的复杂度，但是精度较低，对时钟抖动以及反馈延迟十分敏感，由工艺引起的电阻电容失配对性能也有严重的影响。2)开关电容(SC)delta-sigma调制，其相比于连续时间delta-sigma调制器，带宽较小(1MHz)，但是精度高，设计方法和工艺技术都比较成熟。

对于广泛使用的开关电容delta-sigma调制器，核心部分在于积分器的设计，由于传统结构的开关电容积分器使用了过多的开关，从而产生大量非线性的谐波失真。同时，由于开关本身具有非线性的导通电阻以及电荷泄露和时钟馈通等非理想因素，都将对调制器的整体性能产生严重的影响。

因此，对delta-sigma调制器而言，提高积分器的前端输入的线性度、减小由开关引起的非线性失真等是提高调制器整体性能的关键所在，并且积分器同时决定了调制器的整体功耗，所以降低单个积分器的功耗和面积意味着整个调制器功耗和面积成本的极大降低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于delta-sigma调制器的离散型低功耗积分器，同时提出一种通过时钟控制来减小积分器功耗的方法以及减少开关个数在面积上对积分器进行改进。

本发明采用以下技术方案实现：

一种用于delta-sigma调制器的离散型低功耗积分器，包括时钟产生子模块、第一反馈积分子模块、第二反馈积分子模块以及积分放大器，所述的时钟产生子模块包括第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端，所述时钟产生子模块通过其输出端与第一反馈积分子模块、第二反馈积分子模块以及积分放大器相连，并产生不同相位频率的时钟脉冲对所述的第一反馈积分子模块、第二反馈积分子模块以及积分放大器进行控制；所述的第一输出端与第二输出端为具有相位差的时钟，第一输出端与第三输出端为非交叠时钟，第三输出端与第四输出端为具有相位差的时钟；所述的第一反馈积分子模块和第二反馈积分子模块均与delta-sigma调制器电路的反馈端和积分放大器相连，所述的积分放大器对所述的第一反馈积分子模块、第二反馈积分子模块电路输出的电压信号按设定的比例系数积分；