[发明专利]用于数字模拟转换器的可编程增益控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种用于数字模拟转换器的可编程增益控制方法及装置。

背景技术

在各种信号处理应用中，可编程增益控制在整体系统性能中发挥着重要的作用。在一种公知的增益控制方法中，数字代码通过Δ-∑数字模拟转换器(Δ-∑DAC)转换为电流源。放大器在非反相的反馈结构中利用环绕着放大器反馈环路的电阻器通过分压在放大器的输出端将电流转换成电压。在该方法中，较大电阻器及其相关的金属互连件可能在放大器的非反相节点上引入较大的寄生反应部件(例如，电容器)，并且可能增加电路延迟以及使放大器补偿更加困难(例如，在较宽增益范围和频率范围中)。

在另一个公知的方法中，(例如，在音频应用中)使用数字增益编程来通过在数字域中对信号幅值进行数值调整来控制音量(volume)。使用各种技术降低数字音量使得用于表示音频信号的比特数更少，但是保持了相同的噪声级别。这样降低了信号噪声比(SNR)或减小了整个信号处理链的动态范围。换句话说，在使用数字增益编程时，通过本底噪声降低了音频信号的分辨率。

发明内容

在本发明的实施例中，一种可编程增益控制器(PGC)包括用于提供至少一个电流源的至少一个输入节点以及多个开关，该电流源能够根据输入信号电平而发生变化，并且该开关能够被数字增益输入信号控制。每个开关都被配置成选择性地将由至少一个电流源所提供的部分电流引导至电流汇聚节点或PGC输出节点，从而提供至少一个缩放电流。放大器与PGC的输出端相连接。放大器被配置成将缩放电流转换成至少一个输出信号，该输出信号所具有的幅值为输入信号电平和数字增益输入信号的函数。

在一个实施例中，提供了至少一个可根据输入信号电平变化的电流源。基于数字增益输入，由至少一个电流源所提供的电流的可变部分被选择性地引导或分配至电流汇聚节点或缩放电流节点，从而提供至少一个缩放电流。该缩放电流被转换成至少一个输出信号，该输入信号所具有的幅值为输入信号和数字增益输入信号的函数。

在实施例中，一种装置包括可编程增益控制器(PGC)、放大器和电流吸收器。PGC包括多个开关，该开关能够被数字增益输入信号控制。PGC被配置为缩放在第一PGC输入节点上提供的第一电流源和在PGC第二输入节点上提供的第二电流源，从而使在第一PGC输出节点处提供第一缩放电流、在第二PGC输出节点处提供第二缩放电流。每个电流源都根据输入信号的电平而变化。PGC被配置为基于数字增益输入缩放第一电流源和第二电流源。放大器具有第一输入终端和第二输入终端，该第一输入终端和第二输入终端分别与第一PGC输出节点和第二PGC输出节点相连接。该放大器被配置为将第一缩放电流和第二缩放电流转换成至少一个输出信号，该输出信号所具有的幅值为输入信号和数字增益输入信号的函数。电流吸收器包括与第一PGC输出节点相连接并且被配置为吸收第一吸收电流的第一接收电路以及与第二PGC输出节点相连接并且被配置为吸收第二吸收电流的第二接收电路。每个吸收电路包括多个由数字增益输入控制的开关，使所生成的进入放大器的电流的总和等于第一吸收电流和第二吸收电流的总和。

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种装置，包括：可编程增益控制器(PGC)，包括：至少一个输入节点，用于提供至少一个电流源，所述电流源作为输入信号的电平的函数而变化，以及多个开关，所述多个开关作为数字增益输入信号的函数而被控制，每个开关都被配置为选择性地将由至少一个所述电流源所提供的电流的可变部分引导至PGC的电流汇聚节点和输出节点之一，从而提供至少一个缩放电流；以放大器，与所述PGC的输出端相连接，所述放大器被配置为将至少一个缩放电流转换成至少一个输出信号，所述输入信号的幅值是所述输入信号电平和所述数字增益输入信号的函数。

在该装置中，还包括：数字模拟转换器(DAC)，被配置为基于所述输入信号提供所述至少一个电流源。

在该装置中，所述DAC被配置为提供线性可变电流源。

在该装置中，所述DAC包括多个开关，所述多个开关能够被所述输入信号选择性地控制，以提供所述至少一个电流源。

在该装置中，所述DAC还包括：多个晶体管，所述晶体管的至少一个子集与所述DAC的开关相连接。

在该装置中，所述DAC的所述多个晶体管被布置为级联结构。

在该装置中，所述装置还包括：Δ-∑调制器，用于提供所述输入信号。