[发明专利]2-1型MASH结构的调制器

说明书

本发明涉及模数电路领域，针对现有的2‑1型MASH结构的调制器信噪比低的问题，提出了一种2‑1型MASH结构的调制器，其在现有的2‑1型MASH结构的调制器中设置适当的增益参数，调整调制器的噪声传递函数(Noise Transfer Function,NTF)，改善零极点位置，使得第一级调制器的输出与第二级调制器的输出通过数字误差校正逻辑抵消掉第一级的量化噪声，增强了信号带宽内的噪声抑制效果。本发明适用于音频类的模数转换中的调制器。

技术领域

本发明涉及模数电路领域，特别涉及一种MASH结构的调制器。

背景技术

凭借数字电路的鲁棒性、小尺寸以及非常便于集成行程复杂系统等特点，在计算和信号处理的工作中，数字处理方式已经占据主导地位。然而现实世界里仍然到处是模拟信号，所以在数字信号处理器与现实世界之间需要模数转换器(Analog-DigitalConverter，ADC)。ADC按照采样频率主要分为两大类：奈奎斯特型(Nyquist)和过采样型(Oversampling)。音频类ADC，对转换速率要求不高，但是对分辨率要求高，所以大多采用过采样型。过采样型ADC主要包括调制器(Modulator)和数字滤波器(Digital Filter,，DF)两部分，调制器完成噪声整形(Noise-Shaping)的工作，数字滤波器则实现低通滤波和降采样的工作。其中调试器是核心处理部件，所以需要设计适当的调制器架构，以最少的资源消耗，获得最佳的性能。

MASH多级噪声整形(Multi-Stage Noise Shaping，MASH)结构调制器是将2阶之内没有稳定性问题的单比特调制器进行两级或多级级联从而得到一个高阶的调制器架构，此架构的调制器将上一级产生的量化噪声结果作为下一次的输入来达到消除前一次的量化噪声的目的，通过多级级联架构抵消掉除最后一级以外的所有量化噪声。而且对于每一级来说其架构都采用稳定的一阶或二阶架构，这样它既可以有效的避免不稳定现象的出现，同时对最后一级的量化噪声进行高阶整形又可以实现高阶的噪声整形效果。

现有2-1型MASH结构的调制器，如图1所示，包括第一级调制器和第二级调制器，第一级调制器采用两阶单比特调制器11，第二级调制器采用一阶单比特调制器12，由于两阶单比特调制器与一阶单比特调制器都是稳定的，而级联的两级调制器之前没有反馈回路，所以整个2-1型MASH结构的调制器是稳定的，该调制器输入1KHz，幅值为-1dBFS的正弦波，过采样比为128，如图2所示为上述调制器在理想状态下仿真得出的信号功率在频域的分布状态即功率谱密度(PSD)，相应的信噪比(SNR)为90.6dB，此仅为理想环境下仿真的结果，实际使用电路进行仿真测试时会更低，该信噪比不能满足高保真的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有的2-1型MASH结构的调制器信噪比低的问题，提出一种2-1型MASH结构的调制器。

本发明解决上述技术问题，采用的技术方案是：