[发明专利]一种输入范围可调的低失调Sigma-delta调制器

说明书

本发明涉及数字信号处理技术领域，具体公开了一种输入范围可调的低失调Sigma‑delta调制器，包括输入信号采样模块、参考电压采样模块一、参考电压采样模块二、输入信号范围调整模块一、输入信号范围调整模块二、积分模块和比较模块；所述输入信号范围调整模块一和输入信号范围调整模块二分别连接输入信号采样模块，所述输入信号采样模块连接积分模块，所述积分模块连接比较模块，所述参考电压采样模块一的两端分别连接积分模块和比较模块，所述参考电压采样模块二的两端分别连接积分模块和比较模块，本发明无需额外增加PGA的电路，能够有效的节省芯片的面积和功效，具有低失调的特点。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种输入范围可调的低失调Sigma-delta调制器。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，数字信号处理技术越来越广泛的应用在各种科学和日常生活领域。数字系统处理的信号为数字信号，然而自然界中的信号，如温度、压力、速度、声音等这些在工业检测控制和生活中经常见到用到的物理量都是连续变化的模拟信号。为了使数字系统能够对这些模拟信号进行处理，就需要实现模拟和数字之间的相互转换，模数转换器(ADC)成为模拟系统与数字系统连接的关键部件。

常见的ADC结构为奈奎斯特速率ADC和过采样ADC两类，奈奎斯特速率ADC包括流水线结构、全并行结构、逐次逼近结构以及双斜结构等，对于流水线结构、全并行结构和逐次逼近结构这几种ADC结构能够实现较高的转换速度，但其转换精度取决于电路中电阻和电容的匹配程度，若要达到较高的转换精度，需要消耗较大的功耗和芯片面积；而对于双斜结构的ADC，由于其转换速度受到限制，通常只用于传感器直流信号的检测。对于直流、低频以及中频信号而言，过采样速率的Σ-Δ(Sigma-delta)ADC结构在转换速度、功耗、精度与芯片面积方面能够得到较好的折中。Σ-ΔADC结构由模拟调制器和数字滤波器组成，首先由模拟调制器将电路噪声调制到了信号带宽以外的高频处，再通过数字滤波器进行降采样处理，将这些高频噪声滤掉。因此，Σ-ΔADC对模拟电路部分的匹配性、线性度等要求大大降低，宽松的模拟电路设计要求在数字电路部分得以补偿。

伴随着传感器技术和音视频信号处理技术的发展，在强大的市场需求下，Σ-ΔADC也迅速发展成熟，被广泛用于工业测量、通信和音视频信号处理等领域。由于每一种自然界模拟信号都有各自的幅度范围，因此，经前端低噪声运放或者经过电荷积分器后的信号幅度也会有较大的差异。常见的Σ-ΔADC其量化输入范围是固定不变的，因此经初步放大后的信号需要可编程增益放大器(PGA)进行幅度调整后再传递给ADC，但这种结构需增加一个PGA电路，需要一个额外的运算放大器和采样、反馈电容及采样开关，增加了电路复杂度、功耗和面积。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种输入范围可调的低失调Sigma-delta调制器，无需额外增加PGA的电路，能够有效的节省芯片的面积和功效，具有低失调的特点。

为了解决上述技术问题，本发明提供的具体方案如下：

一种输入范围可调的低失调Sigma-delta调制器，包括输入信号采样模块、参考电压采样模块一、参考电压采样模块二、输入信号范围调整模块一、输入信号范围调整模块二、积分模块和比较模块；

所述输入信号范围调整模块一和输入信号范围调整模块二分别连接输入信号采样模块所述输入信号采样模块连接积分模块，所述积分模块连接比较模块，所述参考电压采样模块一的两端分别连接积分模块和比较模块，所述参考电压采样模块二的两端分别连接积分模块和比较模块。

可选的，所述输入信号采样模块包括输入信号采样单元一和输入信号采样单元二；

所述输入信号采样单元一连接输入信号范围调整模块一和积分模块；

所述输入信号采样单元二连接输入信号范围调整模块二和积分模块。