[发明专利]噪声缓冲电路以及含有该电路的过采样模数转换器

说明书

技术领域

本发明涉及模数转换器，更具体地，是一种用于过采样模数转换器的噪声缓冲电路以及含有该噪声整形电路的过采样模数转换器。

背景技术

当前，在模拟集成电路和模数混合集成电路中，过采样噪声整形模数转换器广泛应用于通信设备的前端和音频信号的转换等，并且是通信、视频、音频信号处理中的必需的电路技术。通常，过采样模数转换器包括多个运算放大级，并通过例如高阶循环等手段来进行过采样模数转换处理。

如图1所示，是一种常规的过采样模数转换器的原理示意图，该过采样模数转换器1包括第一运算放大级10、第二运算放大级20和第三运算放大级30。其中各放大级均连接有反馈电路（图未示处），以提供负反馈。

但是，在过采样模数转换器中，会产生固定的噪声。由于在高精度、低频率的应用中，对噪声要求尤其高，因此，如何降低过采样模数转换器中的噪声，是业界一直致力于解决的问题。由于在过采样模数转换器中，噪声来源主要是第一运算放大级内的运算放大器、开关、电容等。因此，现有的消除噪声的手段一般是对第一运算放大级进行噪声失调处理。例如在第一级运算放大器内采用双采样关联噪声消除、电容存储失调消除、调制解调消除等手段，来进行噪声整形。

如图2、3所示，是利用调制解调技术对过采样模数转换器进行噪声消除的示意图。在现有技术中，是对过采样模数转换器的第一运算放大级10内的运算放大器11加入调制方案，具体地，分别在运算放大器11的输入和输出端设置调制开关12、13，以进行调制解调处理。其中，调制开关12用于调制处理，调制开关13用于调制及解调处理。调制开关12、13利用常规的调制解调器件构成，通常是由MOS管构建的。

然而，由于噪声整形技术原理，使得在对过采样模数转换器的第一运算放大级的调制中，会将噪声再次返折到低频，从而导致了低频噪声的消除效果不佳，同时，采用该种手段，还会产生新的调制频率谐波。

发明内容

本发明的目的，在于解决现有的过采样模数转换器在降噪处理中的上述问题，从而提供了一种创新的噪声缓冲电路以及包括该电路的过采样模数转换器。

本发明的噪声缓冲电路，用于降低过采样模数转换器在工作状态时的噪声，该噪声缓冲电路包括一个缓冲输入端和一个缓冲输出端，该缓冲输入端接入输入信号，该缓冲输出端将输出信号输送给该过采样模数转换器的第一运算放大级，并且，该噪声缓冲电路进一步包括：

第一缓冲放大级，该第一缓冲放大级用于对该输入信号进行第一级增益控制；

第二缓冲放大级，该第二缓冲放大级与第一缓冲放大级相连接，用于对该输入信号进行第二级增益控制；

正反馈电阻网络，该正反馈电阻网络用于为该噪声缓冲电路提供正反馈；

负反馈电阻网络，该负反馈电阻网络用于为该噪声缓冲电路提供负反馈；

其中，该第一缓冲放大级设置有分别用于调制的第一调制开关以及用于调制和解调的第二调制开关。

优选地，该第一缓冲放大级包括第一运算放大器，并且，该第一运算放大器的输入端和该第一调制开关相连接，该第一运算放大器的输出端和该第二调制开关相连接。

优选地，该输入信号包括正相输入信号和反相输入信号；

该正反馈电阻网络包括一个第一电阻网络输入端子、一个第一电阻网络输出端子、以及一个第一电阻网络反馈端子，其中，该第一电阻网络输入端子接入该正相输入信号，该第一电阻网络输出端子和该第二缓冲放大级的正相输出端相连接，该第一电阻网络反馈端子通过该第一调制开关和该第一运算放大器的输入端中的正相输入端相连接；

该负反馈电阻网络包括一个第二电阻网络输入端子、一个第二电阻网络输出端子、以及一个第二电阻网络反馈端子，其中，该第二电阻网络输入端子接入该反相输入信号，该第二电阻网络输出端子和该第二缓冲放大级的反相输出端相连接，该第二电阻网络反馈端子通过该第一调制开关和该第一运算放大器的输入端中的反相输入端相连接。

优选地，所述第二缓冲放大级的正相输出端和反相输出端之间依次连接有一个第一输出电阻、一个输出电容、以及一个第二输出电阻，并且由该输出电容的两端输出所述输出信号。

优选地，所述正反馈电阻网络以及所述负反馈网络内的各个电阻为温度补偿电阻。

优选地，所述正反馈电阻网络以及所述负反馈网络内的各个电阻由正温度系数电阻和负温度系数电阻组成。

本发明的过采样模数转换器，包括第一运算放大级以及设置在该第一运算放大级输出端的至少一个后续运算放大级，该第一运算放大级前置连接有如上所述的噪声缓冲电路。