[发明专利]Sigma-Delta调变器及将模拟信号转换为数字信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Sigma-Delta调变器，特别是涉及一种具有额外回路延迟（excess loop delay）补偿的连续时间(continuous-time)Sigma-Delta调变器及将模拟信号转换为数字信号的方法。

背景技术

一般而言，连续时间Sigma-Delta调变器容易受到反馈路径上的延迟所影响。所述的延迟是由量化器或处理数字输出信号的任何其他电路所引起，称为额外回路延迟（excess loop delay，ELD）。延迟会导致连续时间Sigma-Delta调变器的不稳定。在传统技术中，在连续时间Sigma-Delta调变器中对于额外回路延迟的补偿可通过至少一个额外的反馈数字-模拟转换器于传递函数(transfer function)中引导出一常数项来实现。根据实施延迟补偿的位置，对于一个反馈数字-模拟转换器而言需要一个额外的运算放大器，或者需要两个反馈数字-模拟转换器，这增加了连续时间Sigma-Delta调变器的成本和功率消耗。当实施延迟补偿的位置是在量化器之前时，由反馈数字-模拟转换器所引导出的极点可能降低回路稳定度。在其他情况下，当实施延迟补偿的位置是在一运算放大器的两输入端时，连续时间Sigma-Delta调变器的传递函数将会改变，这不利于电路设计。

发明内容

因此，期望提供一种Sigma-Delta调变器及将模拟信号转换为数字信号的方法，其可补偿额外回路延迟，而不会消极地影响Sigma-Delta调变器的传递函数和稳定度。

本发明提供一种Sigma-Delta调变器，用以产生数字输出信号。此Sigma-Delta包括多阶回路滤波器、量化器、以及数字模拟转换器。多阶回路滤波器接收模拟输入信号，且根据模拟输入信号产生积分输出信号。多阶回路滤波器的每一阶包括一反馈电路。量化器接收积分输出信号，且对积分输出信号进行量化以产生数字输出信号。数字模拟转换器接收数字输出信号，且将数字输出信号转换为补偿信号。数字模拟转换器提供补偿信号至多阶回路滤波器的最后一阶的反馈电路内的多个内部节点，以补偿额外回路延迟。

在一实施例中，多阶回路滤波器的最后一阶具有第一输入节点、第二输入节点、第一输出节点、以及第二输出节点。积分输出信号产生于第一与第二输出节点之间。多阶回路滤波器的最后一阶的反馈电路包括第一阻抗电路、第二阻抗电路、第三阻抗电路、以及第四阻抗电路。第一阻抗电路与一第二阻抗电路串联于多阶回路滤波器的最后一阶的第一输入节点与第一输出节点之间。第三阻抗电路与第四阻抗电路串联于多阶回路滤波器的最后一阶的第二输入节点与第二输出节点之间。数字模拟转换器提供补偿信号至第一与第二阻抗电路之间的第一内部节点以及第三与第四阻抗电路之间的第二内部节点。

本发明提供一种将模拟信号转换为数字信号的方法，其包括：由Sigma-Delta调变器的多阶回路滤波器来接收模拟输入信号且根据模拟输入信号来产生积分输出信号；由Sigma-Delta调变器的量化器来对积分输出信号进行量化以产生数字输出信号；将数字输出信号转换为补偿信号；以及提供补偿信号至多阶回路滤波器的最后一阶的反馈电路内的多个内部节点。

本发明的此实施例的多阶回路滤波器具有多个阶积分电路。每一阶的积分电路包括一个反馈电路。对于最后一阶的积分电路而言，其反馈回路包括多个阻抗电路。DAC提供补偿信号至多个内部节点，而每一内部节点位于两个耦接的阻抗电路之间。DAC通过补偿信号来引导出一个常数项给多阶回路滤波器的传递函数。通过常数项的引导，Sigma-Delta调变器的额外回路延迟可以被补偿。

附图说明

图1表示根据本发明一实施例的Sigma-Delta调变器。

图2表示根据本发明一实施例，在Sigma-Delta调变器中的多阶回路滤波器。

图3～4表示根据本发明实施例在多阶回路滤波器中最后一阶的反馈电路。

图5表示根据本发明另一实施例在Sigma-Delta调变器中的多阶回路滤波器。

图6～8表示根据本发明实施例在多阶回路滤波器中最后一阶的反馈电路。

具体实施方式

为使本发明之上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。