[发明专利]连续时域高阶的Sigma－Delta调制模块及调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续时域高阶的Sigma-Delta调制模块及调制方法。

背景技术

传统设计中，Sigma-Delta调制是基于同步时钟的离散时域调制，采用开关电容设计技术，其对工艺变化不敏感。离散时域的Sigma-Delta调制方法在输入信号Vin进入调制器前，首先被采样，这会导致发生Aliasing(假频)。这将需要在Sigma-Delta调制器前端加入一个高性能的AAF(去假频滤波器)，而AAF需要大的芯片面积，并且功耗很大，导致整个芯片的尺寸和功耗都增大。

连续时域的Sigma-Delta调制方式对工艺变化(如硅晶圆处理过程中电阻R和电容C的正负偏差)较敏感，同时其对时钟抖动也较离散时域的Sigma-Delta调制方式更敏感。高阶(阶数＞2)的连续时域Sigma-Delta调制也会受RC偏差的影响，并在设计上难以取得稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续时域高阶的Sigma-Delta调制模块及调制方法，使用连续时域的Sigma-Delta调制方式，可以避免对高性能的AAF的需要；采用基于RC值的时钟发生器，对连续时域的Sigma-Delta调制器的系数(RC常数)进行自我校准，从而解决了高阶连续时域的Sigma-Delta的稳定性问题。跟传统的离散时域的Sigma-Delta调制相比，可以缩小芯片尺寸，同时对功耗的要求下降许多。

本发明的技术方案是：

一种连续时域高阶的Sigma-Delta调制模块，包括在输入端接收输入信号的差分比较器和调制输入信号的Sigma-Delta调制单元，所述Sigma-Delta调制单元为连续时域Sigma-Delta调制单元，所述连续时域Sigma-Delta调制单元对差分比较器的输出信号进行调制，所述Sigma-Delta调制模块还包括采样单元和驱动单元，所述采样单元的输入端与连续时域Sigma-Delta调制单元的输出端连接，所述采样单元的采样输出端连接驱动单元的输入端，所述驱动单元的输出端与差分比较器的输入端之间连接有数模转换单元，所述Sigma-Delta调制模块还包括给采样单元提供采样频率的基于RC值的时钟发生器。

一种利用上述调制模块进行连续时域高阶的Sigma-Delta调制方法，将输入信号在差分比较器中减去从数模转换单元反馈过来的输出信号；将差分比较器的输出信号馈送到连续时域Sigma-Delta调制单元；经连续时域Sigma-Delta调制单元调制后的信号进行采样，采样频率由基于RC值的时钟发生器产生；采样后的信号输出到驱动电路中，驱动电路输出的驱动信号被数模转换单元转换成模拟信号，并反馈给差分比较器，形成闭环系统。

本发明进一步的技术方案是：

一种连续时域高阶的Sigma-Delta调制模块，包括在输入端接收输入信号的差分比较器和调制输入信号的Sigma-Delta调制单元，所述Sigma-Delta调制单元为连续时域Sigma-Delta调制单元，所述连续时域Sigma-Delta调制单元对差分比较器的输出信号进行调制，所述Sigma-Delta调制模块还包括采样单元和驱动单元，所述采样单元的输入端与连续时域Sigma-Delta调制单元的输出端连接，所述采样单元的采样输出端连接驱动单元的输入端，所述驱动单元的输出端与差分比较器的输入端之间连接有数模转换单元，所述Sigma-Delta调制模块还包括给采样单元提供采样频率的基于RC值的时钟发生器；所述驱动单元的输出端还连接有被驱动电路；所述基于RC值的时钟发生器中的电感、电容常数与连续时域Sigma-Delta调制单元的电感、电容常数相对应；所述基于RC值的时钟发生器为RC震荡器。

一种利用上述调制模块进行连续时域高阶的Sigma-Delta调制方法，将输入信号在差分比较器中减去从数模转换单元反馈过来的输出信号；将差分比较器的输出信号馈送到连续时域Sigma-Delta调制单元；经连续时域Sigma-Delta调制单元调制后的信号进行采样，采样频率由基于RC值的时钟发生器产生；采样后的信号输出到驱动电路中，驱动电路输出的驱动信号被数模转换单元转换成模拟信号，并反馈给差分比较器，形成闭环系统。

本发明优点是：

1.本发明使用连续时域的Sigma-Delta调制方式，从而可以避免对高性能的AAF的需要，节约芯片成本。采样发生在连续时域Sigma-Delta调制单元的输出端，跟传统的离散时域的Sigma-Delta调制相比，对功耗的要求下降许多。