[发明专利]Δ-Σ模/数转换中的过载检测和校正

权利要求书

1.一种基于压控振荡器VCO的Δ-Σ模/数转换器ADC，其包括：

基于VCO的量化器，其包括

延迟元件，用于基于模拟输入信号来提供VCO输出；和

组合逻辑，用于组合所述VCO输出，以提供量化输出；

检测逻辑，用于基于所述量化输出和至少一部分所述VCO输出来检测所述基于VCO的量化器的饱和；和

校正逻辑，用于响应于所述检测逻辑检测到所述基于VCO的量化器的饱和而修改所述量化输出并提供修改的量化输出，并且用于在没有检测到饱和的情况下提供未修改的所述量化输出。

2.根据权利要求1所述的转换器，其中

所述基于VCO的量化器包括多个N级环形振荡器，每个环形振荡器包括一系列所述延迟元件，其中N是表示所述延迟元件数量的正奇数，

所述输入信号是差分信号，其为所述环形振荡器中的每一个提供互补信号，和所述检测逻辑被配置成将所述基于VCO的量化器的饱和作为所述环形振荡器中的VCO环回检测。

3.根据权利要求2所述的转换器，其中所述检测逻辑包括：

转变检测器，用于确定一个所述环形振荡器中的哪个延迟元件处于转变，并且用于提供与处于转变的所述确定延迟元件相对应的来自所述组合逻辑的输出；

高值元件计数器，用于确定处于转变的所述组合逻辑的输出的比例；和

饱和检测器，用于基于来自所述转变检测器和所述高值元件计数器的信号来检测所述基于VCO的量化器是处于高饱和状态还是低饱和状态。

4.根据权利要求3所述的转换器，其中对于所述一个环形振荡器中的每个延迟元件，所述转变检测器包括异或非门和与门。

5.根据权利要求3所述的转换器，其中所述饱和检测器包括饱和状态检测器，所述饱和状态检测器的所述输出表示进入高饱和、离开高饱和、进入低饱和或离开低饱和的量化器状态。

6.根据权利要求3所述的转换器，其中所述饱和检测器包括序列检测器逻辑，其基于所述转变检测器的所述输出来提供表示所述转变检测器已检测到“低值-高值”转变序列或“高值-低值”转变序列的输出。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的转换器，其中对于每个所述量化输出，所述校正逻辑包括反相器、与门和或门。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的转换器，其进一步包括连接在所述校正逻辑的输出和所述转换器的输入之间的反馈环路，所述反馈环路包含多位数/模转换器DAC，所述反馈环路用于将未修改的或修改的量化输出中的一个从所述校正逻辑输出提供到所述DAC，这取决于是否检测到所述基于VCO的量化器的饱和。

9.根据权利要求8所述的转换器，其中所述反馈环路具有环路增益，所述转换器进一步包括所述反馈环路内的差分积分器以实现二阶积分。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的转换器，其中所述转换器具有高于一的阶数。

11.一种集成电路芯片，其包括根据权利要求1-6中任一项所述的转换器，被制造在衬底上不大于0.06mm²的区域内。

12.一种将模拟信号转换为相应的数字信号的方法，所述方法包括：

基于量化输出和至少一部分基于VCO的量化器的VCO输出来检测在所述基于VCO的量化器中的VCO环回，所述量化输出通过组合所述VCO输出而生成；

响应于检测到所述基于VCO的量化器的饱和而修改所述量化输出以强制执行恒定的最小或最大输出。