[发明专利]调制器

说明书

本申请涉及模数转换器(ADC)电路(200)。时间编码调制器(TEM201)具有：比较器(104)；环路滤波器(105)，被配置为响应于输入信号(S_IN)和反馈信号(S_FB)生成脉冲宽度调制(PWM)信号(S_PWM)。受控振荡器(如，VCO(202))接收PWM信号且生成频率基于驱动节点(109)(如，环形振荡器(107)的驱动节点)处的驱动信号而变化的输出振荡信号(S_OSC)。受控振荡器(202)包括由从所接收的PWM信号生成的开关控制信号(S1)进行控制的至少一个控制开关(112)，从而控制施加至驱动节点(109)的驱动信号的驱动强度。用于TEM(201)的反馈信号(S_FB)从受控振荡器(202)导出，从而包括PWM信号与被施加至控制开关的开关控制信号(S1)之间的任何时序误差。

技术领域

本公开内容的代表性实施方案的领域涉及与用于信号调制的调制器有关或相关的方法、装置和/或实施方案，且尤其涉及时间编码调制器，诸如用于生成脉冲宽度调制信号的调制器。

背景技术

信号调制器在许多应用中被利用，例如作为从模拟信号至数字信号的转换(或者从数字信号至模拟信号)的一部分。时间编码调制器是将输入信号编码为时间编码数据流的调制器。

时间编码的一种具体形式是脉冲宽度调制(PWM)。在PWM信号中，通过将给定的输出信号电平(例如，第一信号电平的脉冲的持续时间或宽度)与在一个循环周期内任何其他信号电平的任何周期的持续时间相比较来对输入值进行编码。对于常规的二电平PWM信号，可以通过第一信号电平的脉冲在该循环周期内的占空比(即，该循环周期花费在第一输出信号电平处的比例)来对输入信号值进行编码。

时间编码调制器的一种具体应用是具有受控振荡器(例如，电压控制振荡器(VCO))的模数转换器(ADC)的一部分。

在基于VCO的ADC中，输入模拟信号可以被用于控制VCO，从而该VCO所输出的振荡信号的频率取决于输入信号值。振荡信号的频率可以例如通过对所限定的帧周期中的振荡信号的循环的数目进行计数来确定，以提供指示输入信号的值的数字输出。VCO可以通过一个相对简单的环形振荡器来实施，该振荡器的功率相对低，因此与替代ADC结构(诸如，连续时间或离散时间Σ-ΔADC)相比，基于VCO的ADC可能在功率需求和电路面积方面相对高效。

然而，VCO(尤其是基于环形振荡器的那些VCO)通常具有相对差的线性度。因此，如果通过模拟输入信号直接控制VCO，则所得到的数字输出信号可能具有差的线性度。尽管这对于一些应用是可接受的，但是差的线性度对于许多音频应用是不利的。

时间编码调制器(例如，PWM调制器)可以被用于通过将输入模拟信号调制为在两个电压状态之间变化的时间编码信号来改善基于VCO的ADC的线性度，其中由每一状态的相对持续时间来对输入信号的值进行编码。然后，时间编码信号被用于控制VCO。由于VCO仅以两个输入电压电平工作，因此输出本质上是线性的。振荡信号在帧周期中的平均频率取决于在每个电压电平处所花费的时间的比例，从而取决于输入信号的值。

然而，尤其是对于音频应用，对更好的静态音频性能的需求(例如，对于低水平的失真(诸如，THD))不断增加，且与VCO的操作相关联的其他非线性源可能影响失真性能。

发明内容

本公开内容的实施方案涉及改进的时间编码调制器，这些改进的时间编码调制器至少减轻这些问题中的至少一些问题。

根据一些实施方案，提供了一种模数转换器电路，包括：

时间编码调制器，所述时间编码调制器包括比较器和环路滤波器，且被配置为响应于输入信号和反馈信号来生成脉冲宽度调制(PWM)信号；

受控振荡器，所述受控振荡器被配置为接收脉冲宽度调制(PWM)信号，且生成输出振荡信号，所述输出振荡信号的频率基于驱动节点处的驱动信号而变化；