[发明专利]使用非均匀量化执行数据转换的方法及装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及模数转换器(ADC)，更具体涉及ADC内的非均匀量化器。

背景技术

量化一般是ADC的功能的一部分，并且在ADC中使用的大多数量化器是线性的。例如，许多闪速ADC(flash ADC)采用均匀划分供给电压的电阻分压器来产生等距离间隔开的几个基准电压。然而，有一些常规ADC具有非均匀的量化器，例如ADC 100。如图1所示，ADC 100一般包括采样保持(S/H电路)电路102和非均匀量化器104(其包括具有电阻器R1至R8的分压器和比较器106-1至106-7)。电阻器R1至R8具有不同的电阻(即，R至5*R)，使得施加到比较器106-1至106-7的基准电压是非均匀隔开的。然而，这些常规的ADC有许多问题(即高功耗、低精度等)。因此，需要一种采用非均匀量化的改进的ADC架构。

一些其他常规电路是：美国专利US 5,801,657；美国专利US 6,271,782；美国专利US 7,859,441；Narayanasami等人“A Design Technique for Nonuniform Quantizer in PCM Generation”IEEE Transactions on Circuits and Systems，CAS-29，Vol.3，March 1982；Li等人，“A Second Order Sigma Delta Modulator Using Semi-uniform Quantizer with 81dB Dynamic Range at 32x OSR,”Proc.Europrean Solide States Circuits Conference,pp.579-582，September 2002；Syed Murtuza，“Non-Uniform Error-Sampled Control Systems,”Proc.of the 29th Conf.on Decision and Control，Dec.1990；以及Bingxin Li，“Design of Multi-bit Sigma-Delta Modulators for Digital Wireless Communications,”Ph.D Dissertation，2003。

发明内容

因此，一个实施例提供一种装置。该装置包括：采样保持(S/H)电路，其被配置为根据输入信号生成采样电压，其中S/H电路由采样时钟信号控制；数模转换器(DAC)，其耦合到S/H电路的输出端子，以便施加多个施加电流中的至少一个到S/H电路的输出端子；比较器，其耦合到该输出端子并且接收基准电压；计数器，其被配置为确定使用来自DAC的多个施加电流中的第一施加电流使S/H电路的输出端子上的第一电压从采样电压改变到基准电压的第一间隔的长度；以及控制器，其耦合到比较器、DAC、计数器以及S/H电路，其中控制器提供采样时钟信号至S/H电路，并且其中控制器提供时钟信号至计数器，并且其中控制器被配置为在S/H电路的输出端子上的第一电压达到基准电压后调整DAC以提供第二施加电流，并且其中在与采样电压关联的采样时钟的采样周期期间，计数器被配置为确定使用来自DAC的多个施加电流中的第二施加电流使S/H电路的输出端子上的第二电压从采样电压改变到基准电压的第二间隔的长度。

根据一个实施例，S/H电路进一步包括多个采样支路，其中每个采样支路耦合到S/H电路的输出端子，由来自控制器的采样控制信号控制，并且具有采样电容器。

根据一个实施例，DAC进一步包括：多个开关，其中每个开关耦合到S/H电路的输出端子，并且其中每个开关由控制器控制；以及多个电流源，其中每个电流源耦合到至少一个开关。

根据一个实施例，多个电流源被配置为对采样电容器放电。

根据一个实施例，多个电流源被配置为对采样电容器充电。

根据一个实施例，该装置进一步包括耦合到控制器的输出电路。

根据一个实施例，控制器提供时钟信号至比较器。