[发明专利]用于基于锁存器的模数转换的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理数字信号的系统和方法，更具体地涉及用于 模数转换的系统和方法。

背景技术

模数转换器被用在许多半导体器件中以将模拟电信号转换为其数 字表示。在转换过程中，连续的模拟信号被转换为以规定采样次数表 示模拟信号的一系列离散或量化的数字值。简单的模数转换器在指定 的静态操作范围上操作，该操作范围通常被定义为涵盖期望的模拟输 入信号。图1示出了示例性现有技术的全并行模数转换器100。全并 行模数转换器100包括比较器组120，其包括多个比较器121、122、 123、124、125，每个比较器都接收各自的参考阈值(即，ref(n-1)、 ref(n-2)、ref(3)、ref(2)以及ref(1))。此外，每个比较器121、122、 123、124、125都接收模拟输入105，以及将模拟输入105与各个参 考阈值进行比较。参考阈值被选择为使得比较器组120的组合输出是 被表示为数字输出170的温度计码(thermometer code)。当正确操 作时，数字输出170包括一系列不中断的0，接着是一系列不中断的 1，在0和1之间的转变表示模拟输入105的电平(即，没有泡沫的 温度计码)。在一些情况下，数字输出170被提供至编码器180，其 提供可能比温度计码更紧凑的编码输出190。

在这样的全并行模数转换器中，通过减少连续的参考电压之间的 电平差来提供增加的分辨率。在模数转换器100的范围保持恒定的情 况下，增加分辨率需要相应增加比较器的数量。这至少有两个缺点。 首先，额外的比较器增加了功耗和面积消耗。第二，在连续参考电压 之间的差变小的情况下，模拟输入105上的噪声和比较器121、 122、123、124、125中的处理差异经常导致产生不完美的温度计码 (即，呈现泡沫的温度计码)。因此，为了补偿温度计码中的不完 美，编码器180的复杂性被大大增加了。这导致额外的不期望的功耗 和面积消耗。

因此，至少由于上述的原因，在现有技术中需要用于模数转换的 先进的系统和方法。

发明内容

本发明涉及用于处理数字信号的系统和方法，更具体地涉及用于 模数转换的系统和方法。

本发明的各种实施例提供基于锁存器的模数转换器。该基于锁存 器的模数转换器包括具有比较器组、选择器电路和锁存器的第一交织 器。该比较器组可操作地将模拟输入与各个参考电压进行比较，并同 步于时钟相位。该选择器电路可操作地至少部分基于选择器输入来选 择该比较器组中的其中一个比较器的输出。第一交织器输出得自于所 选输出。如在此所使用的，术语“得自”以其最广的含义被使用。因 此，例如，得自于所选输出的第一交织器输出可以与所选输出相同。 在其他情况下，所选输出在成为第一交织器输出之前可以被缓存、寄 存或者进行其他改变。锁存器接收来自第二交织器的第二交织器输 出，以及在时钟相位被声明时是透明的。选择器输入包括锁存器的输 出。在上述实施例的一些情况下，锁存器操作以减轻符号间干扰。

本发明的其他实施例提供了一种用于模数转换的方法。该方法包 括提供第一交织器，其可操作地产生第一输出；以及第二交织器，其 可操作地产生第二输出。第一交织器和第二交织器的每一个都包括比 较器组、选择器电路和锁存器。该方法包括：使用与时钟相位同步的 第一交织器的比较器组执行一组模数转换；至少部分地基于锁存结果 从该组模数转换中选择结果以提供第一输出；以及使用第一交织器的 锁存器来锁存第二输出。该锁存器在时钟相位被声明时是透明的，以 及该锁存的结果包括锁存器的输出。

本发明的其他实施例提供了一种通信系统。该通信系统包括使用 至少一个基于锁存器的模数转换器的接收器。该基于锁存器的模数转 换器包括具有比较器组、选择器电路和锁存器的第一交织器。该比较 器组可操作地将模拟输入与各个参考电压进行比较，并且与时钟相位 同步。该选择器电路可操作地至少部分地基于选择器输入来选择该比 较器组中的一个比较器的输出。第一交织器输出得自于所选输出。该 锁存器接收来自第二交织器的第二交织器输出，以及在时钟相位被声 明时是透明的。该选择器输入包括锁存器的输出。在上述实施例的一 些情况下，锁存器操作以减轻符号间干扰。