[发明专利]一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器

说明书

本发明公开一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器，涉数字信号处理技术领域，以在提高模数转换器分辨率时，避免信号带宽降低以及调制器稳定性受影响的问题。所述调制器电路的实现方法包括：获取第一调制结构的双采样输入信号、第一量化噪声信号和第一调制结构的输出信号的第一对应关系；获取第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和第二调制结构的输出信号的第二对应关系；基于第一对应关系和第二对应关系，确定第一调制结构的双采样输入信号、第二量化噪声信号和调制器电路输出信号的第三对应关系；基于第三对应关系对第一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器。

背景技术

随着数字电路与系统技术以及计算机技术的发展，数字信号处理能力也相应的得到了发展。模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)作为连接模拟世界与数字世界的桥梁，可以将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以供数字电路进行高效的处理。不同的模拟信号，对于转换的速度和精度具有不同的需求。在低速高精度领域中，Sigma-Delta ADC是最佳的选择，其通过采用过采样技术、噪声整形技术和数字滤波技术以提高转换精度，能够将量化噪声从低频移至高频，再由滤波器将噪声滤除。

目前，噪声整形的效果，一般由过采样率(Over Sampling Ratio,OSR)和调制器的阶数决定，通过增大OSR和调制器的阶数，虽然可以提高ADC的分辨率，但OSR过高会造成信号带宽降低，导致增加数字滤波的复杂程度，而过高的调制器阶数也会影响调制器的稳定性，从而限制ADC的使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调制器电路的实现方法、调制器电路及模数转换器，以在提高模数转换器分辨率时，避免信号带宽降低以及调制器稳定性受影响的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种调制器电路的实现方法，应用于包括级联的第一调制结构和第二调制结构的调制器电路，第一调制结构的输出端与第二调制结构的输入端电连接，第一调制结构与第二调制结构均为二阶结构，所述方法包括：

获取第一调制结构的双采样输入信号、第一量化噪声信号和第一调制结构的输出信号的第一对应关系；

获取第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和第二调制结构的输出信号的第二对应关系；

基于第一对应关系和第二对应关系，确定第一调制结构的双采样输入信号、第二量化噪声信号和调制器电路输出信号的第三对应关系；

基于第三对应关系对第一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形。

与现有技术相比，本发明提供的调制器电路的实现方法中，能够获取第一调制结构的双采样输入信号、第一量化噪声信号和第一调制结构的输出信号的第一对应关系，以及获取第二调制结构的输入信号、第二量化噪声信号和第二调制结构的输出信号的第二对应关系，并基于第一对应关系和第二对应关系，确定第一调制结构的双采样输入信号、第二量化噪声信号和调制器电路输出信号的第三对应关系，最终基于第三对应关系对第一调制结构的双采样输入信号进行噪声整形，不仅实现了在调制器电路的输出信号中消除第一量化噪声信号，对第二量化噪声信号实现四阶整形的目的，也能够计算出双采样输入信号的整体传递函数，进一步证明了本发明的可实现性和正确性。

同时，利用本发明提供的实现方法实现的调制器电路，能够将二阶的第一调制结构与二阶的第二调制结构级联，使调制器电路的稳定性依然是二阶调制器结构的稳定性，避免了高阶调制器结构稳定性降低的情况。同时，还能够将双采样技术与调制器电路结合，使得调制器电路能够在保持原有的采样频率不变的情况下，维持原有的带宽，将有效采样频率变为原来的两倍，实现了过采样率的翻倍，达到了更好的噪声整形效果。