[发明专利]三角积分调变器及脉宽调变追踪量化器

说明书

技术领域

本发明是关于一种三角积分调变器及其量化器，以及三角积分调变器的量化方法。

背景技术

模拟数字转换器的架构种类繁多，如快闪式ADC、管线式ADC、连续近似ADC与三角积分调变ADC等都是比较常见的ADC架构，而每一种ADC的架构各自具备适合的应用范围。

以快闪式ADC为例，由于快闪式ADC的功率消耗与分辨率成二的次方关系正比，因此当快闪式ADC的分辨率需求增加时，将增加功率的消耗。一般而言，分辨率的增加将增加比较器的个数，而造成功率消耗的增加。另外，增加的比较器亦将增加电路设计的复杂度及成本。

此外，已知的追纵式快闪式ADC的分辨率和超取样率必须符合的公式要求，且已知的架构需要特定起始电路，以防止三角积分调变器进入不稳定态。

发明内容

本发明提出三角积分调变器及其量化器，以及三角积分调变器的量化方法，藉由以新的电路架构取代原有以快闪式ADC为循环中的量化器的传统架构，以达到减少比较器数目及降低功率消耗的功效。

本发明一实施例的三角积分调变器，包含加法器、滤波器及量化器。滤波器是连接该加法器的输出，量化器则连接该滤波器的输出。数字模拟转换器连接该量化器的输出，并将输出资料传回该加法器。

一实施例中，量化器包含脉宽调变器、转换器及位准追踪器。脉宽调变器接收一输入信号，且根据锯齿波及一参考电压对该输入信号进行脉宽调变，以产生一脉宽调变信号。转换器连接该脉宽调变器的输出，将该脉宽调变信号数字化，产生输出数字值。位准追踪器连接该转换器的输出，接收该输出数字值，以产生一参考电压调整值并传输至该脉冲调变器，以调整该参考电压，从而改变该锯齿波的下一次对应电压位准，以追踪该输入信号。

本发明一实施例的三角积分调变器的量化方法，包含以下步骤：接收一输入信号；根据至少一锯齿波及至少一参考电压对该输入信号进行脉宽调变，以产生一脉宽调变信号；进行时间数字转换，将该脉宽调变信号数字化，产生输出数字值；以及参考该输出数字值产生一参考电压调整值，以调整该参考电压，从而改变该锯齿波的下一次对应电压位准，以追踪该输入信号。

附图说明

为充分了解本发明的特征及功效，将由下述具体的实施范例，并配合附图，对本发明做一详细说明，其中：

图1为本发明一实施例的三角积分调变器及其中的量化器的电路方块图。

图2显示本发明一实施例的三角积分调变器的量化方法的操作说明。

图3显示本发明另一实施例三角积分调变器的量化方法的操作说明。

具体实施方式

图1揭示本发明一实施例的三角积分调变器10，其包含加法器11、滤波器12、量化器13及数字模拟转换器14。滤波器12可为回路滤波器，且连接该加法器11的输出。量化器13连接滤波器12的输出。数字模拟转换器14连接该量化器13的输出，并将输出资料传回加法器11。

本实施例中，量化器13包含脉宽调变器15、转换器16(例如时间至数字转换器)及(数字控制电压)位准追踪器17。

输入信号Vin经过滤波器12滤波后，输入脉宽调变器15。于脉宽调变器15中，利用锯齿波及一参考电压对该输入信号Vin进行脉宽调变。参照图2，本发明首先降低的锯齿波21(对应于时脉信号22)的摆动范围，例如，以3位为例(即将电压分隔成2³＝8)个间隔)，其可涵盖输入信号Vin的电压范围。另，所采用的锯齿波21的电压范围再另外3位信号定义，其是于原本8个间隔中的2个再细分8个间隔加以定义。换言之，该锯齿波的对应电压范围小于该输入信号的对应电压范围。该锯齿波的对应电压位准由第一电压范围(较大的8间隔)及第二电压范围(较小的8间隔)定义，第一电压范围包含第二电压范围，该锯齿波的对应电压位准包含于该第二电压范围(较小的8间隔)。

因降低锯齿波的摆动范围，为防止Vin信号超出该摆动范围，故需提供参考电压Vref，亦即类似提供Vin的电压位移信息，以对输入信号Vin进行动态追踪。据此，依据Vin是否大于锯齿波21及参考电压VI'社的总和进行脉宽调变，亦即Vin>锯齿波+Vref。该公式可改写为Vin-锯齿波>Vref或是Vin-Vref>锯齿波，而更便于脉宽调变的比对，以产生脉宽调变信号。

转换器16连接该脉宽调变器15的输出，将该脉宽调变信号数字化，产生输出数字值。