[发明专利]减小音频数模转换器中动态器件匹配资源的装置和方法

说明书

本发明公开了一种减小音频数模转换器中动态器件匹配资源的装置和方法，该装置一调制器，其产生一M bit的调制器输出信号；蝴蝶开关组，其输入端连接于调制器，用于对所述的M bit的调制器输出信号进行拆分得到N bit的输出信号；动态器件匹配模块，其输入端连接于蝴蝶开关组的输出端，用于将N bit的输出信号进行动态器件匹配处理，然后输入到DAC。

技术领域

本发明涉及属于音频数模转换器(Audio DAC)设计领域，特别涉及一种减小音频数模转换器中动态器件匹配资源的装置和方法。

背景技术

通常在多bit Sigma Delta调制器DAC中，其精度要求都非常高，Audio DAC要求精度高达20bit；为了满足DAC输出的精度要求，DAC各个bit之间需要采用动态器件匹配的方式消除各个bit之间的失调误差(Mismatch Error)。

动态器件匹配的方式通常采用数字方式实现，会占用一定的资源，且在某些方式下，动态器件匹配方式占用的资源随着Sigma Delta调制器输出bit数的增加指数增长，因此当Sigma Delta调制器输出bit数较多时，动态器件匹配方式占用的资源会非常大，这会增加Sigma Delta调制器DAC的面积和功耗。

有些情况下，在Sigma Delta调制器阶数和过采样率受到限时，由于Sigma Delta调制器DAC精度的要求，Sigma Delta调制器输出需要采用多bit，且有些情况下必须满足一定bit数的要求；另外，从抗时钟抖动(Clock Jitter)和带宽外噪声(Out-of-Band Noise)的要求出发，Sigma Delta调制器输出bit数越多越好。

当Sigma Delta调制器输出bit数不能减小时，为了减小动态器件匹配的资源消耗，直接的方式是将一个多bit输出拆分成多个较少bit的输出，例如将一个M bit输出，拆分成2个M/2bit输出，此时动态器件匹配从一个M bit变成2个M/2bit，虽然动态器件匹配模块个数翻倍了，但是由于每个动态器件匹配的bit数减半，其占用资源指数下降，因此最终占用的资源会减少。

发明内容

本发明的目的是提供一种减小音频数模转换器中动态器件匹配资源的装置和方法，利用蝴蝶开关(蝴蝶开关)方式将多bit调制器输出信号拆分成多个较少bit信号，既保证了少bit信号内部各个bit的匹配，又保证了少bit模块之间的匹配，同时减小了各个模块内部动态器件匹配占用的资源，从而减小调制器DAC的面积和功耗。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种减小音频数模转换器中动态器件匹配资源的装置，其特点是，包括：

一调制器，其产生一M bit的调制器输出信号；

蝴蝶开关组，其输入端连接于调制器，用于对所述的M bit的调制器输出信号进行拆分得到N bit的输出信号；

动态器件匹配模块，其输入端连接于蝴蝶开关组的输出端，用于将N bit的输出信号进行动态器件匹配处理，然后输入到DAC。

所述的蝴蝶开关组包括至少一级蝴蝶开关，每级所述的蝴蝶开关包括若干个切换开关，每两个信号连接一个切换开关，每个切换开关分别设有两个输入和两个输出。

所述的蝴蝶开关组设有若干级蝴蝶开关，所述的M bit的调制器输出信号经过一级蝴蝶开关被拆分成2个M/2bit的信号；经过二级蝴蝶开关被拆分成4个M/4bit的信号；经过三级蝴蝶开关被拆分成8个M/8bit的信号；以此类推，所述的M bit的调制器输出信号最多经过log₂(M)-1级拆分成M/2个2bit的信号。

所述的动态器件匹配模块包括若干个动态匹配回路，其中，动态匹配回路的数量为M/N；