[发明专利]分布式噪声整形装置

说明书

除其他之外，提供用于衰减特定频带中的不期望的噪声和/或失真的电平的系统、装置方法和技术，而不用类似地衰减在相同频带中的期望信号的电平。一种这样的装置包括分布式网络，其包括形成传输路径的多个电抗性阻抗段和增益单元，输入信号的连续和量化版本在与输入信号本身组合之前在传输路径上传播。

本申请要求于2014年8月11日提交的序列号62/035,550的美国临时专利申请和2014年12月22日提交的序列号62/095,332的美国临时专利申请的优先权，这些申请的全部内容通过引用并入本文，如同其在本文整体阐述一样。

发明领域

本发明涉及用于衰减特定频带中的不期望的噪声和失真的电平而不会在相同频带内类似地衰减期望信号的电平的系统、装置、方法和技术。

背景

通常，使用反馈来衰减特定频带中的加性噪声和失真的电平而不衰减相同频带中的信号的电平的过程被称为噪声整形。后续处理跟随其后的使用反馈将损坏的输出信号(即受损的输出信号)与输入参考信号进行组合，使得不需要的信号损伤被用一个传递函数(即噪声传递函数)滤波，同时期望的输入信号被用不同的传递函数(即信号传递函数)滤波。实际上，噪声和失真被转移(即通过噪声传递函数整形)到位于输入信号的频带之外的频率(例如，由单次传递函数确定的频带)。产生这种噪声整形响应的处理有时被称为调制，并且与该处理相关联的电路有时被称为调制器。噪声整形的常见实例包括用于频率合成的锁相环(PLL)和用于数据转换的Δ-Σ(ΔΣ)调制器。

图1A所示的电路10A是常规用于整形损坏压控振荡器(VCO)的输出的相位噪声的示例性PLL。电路10A的PLL产生具有比频率(f_REF)大N倍的频率(f_OUT)的输出信号(即输入信号的版本)，其中N是由在反馈路径中的分频器(例如，分频器15)的操作确定的整数。在电路10A中，VCO 13的输出端3A的相位变化(噪声)被反馈回到相位检测器7A(例如，作为来自分频器15的信号6A)，其中，该相位变化与参考输入1A组合。环路滤波器9A(即包括隐性频率-相位积分器21)内的二阶积分导致(相位)噪声传递函数H_NTF(即从VCO 13内的噪声加法的虚拟点到PLL10A的输出端3A的传递函数)，其形式为：

其中，环路滤波器9A的系数确定固有频率ω_n和PLL的阻尼因子。用于常规PLL(例如，电路10A)的噪声传递函数(NTF)的典型图是图1B的曲线31。如图1B所示，VCO的相位噪声用高通响应来进行整形，使得相位噪声在小于ω_n的频率处被衰减。相反，相同的处理产生从PLL的输入端2到PLL的输出端3A信号传递函数H_STF，其形式为：

用于电路10A的信号传递函数(STF)产生低通响应，例如图1B的曲线32。因此，在PLL的输出端处，噪声整形导致用一个传递函数(即高通响应)进行滤波的VCO的相位变化(即噪声)，并且导致用不同的传递函数(即低通响应)进行滤波参考输入的相位变化(即信号)。