[发明专利]模数转换器及其方法

说明书

本发明的实施例公开了模数转换器及其方法。一种模数转换器(“ADC”)，包括被配置为接收模拟输入信号的输入端子。第一ADC电路被耦合到输入端子并且包括VCO。第一ADC电路被配置为基于模拟输入信号而输出频域中的第一数字信号。第一数字信号包括误差分量。第一DAC被配置为将第一数字信号转换为模拟输出信号。第一求和电路被配置成接收模拟输出信号、模拟输入信号和模拟输入信号的环路滤波版本，提取误差分量，并且输出误差分量的负值。第二ADC电路被配置为将误差分量的负值转换为数字误差信号。第二求和电路被配置为接收第一数字信号和数字误差信号，并且在输出端子处输出与模拟输入相对应的数字输出信号。

技术领域

本发明的实施例涉及模数转换器及其方法。

背景技术

在各种应用中利用模数转换器(“ADC”或“A/D”)将采样到的模拟信号转换成数字信号。存在着各种ADC架构，例如流水线型、闪速型、Sigma-Delta型、逐次逼近寄存器(“SAR”)等。流水线型或分段结构的ADC采用了两个或更多个分段步骤。完成模拟输入电压到粗略数字值的粗略转换，然后用数模转换器(DAC)将粗略数字值转换回模拟信号。利用模拟比较器将粗略值与输入电压进行比较，然后将差值或残差值转换成更精细的值，并将结果进行组合。逐次逼近ADC使用比较器逐次缩小包含输入电压的范围。在每一个逐次步骤中，转换器将输入电压与DAC的输出进行比较，DAC的输出可以表示所选电压范围的中点。在该过程的每个步骤中，将近似值储存在逐次逼近寄存器(SAR)中。继续这些步骤，直至达到期望的分辨率。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种模数转换器，包括：输入端子，其被配置为接收模拟输入信号；第一模数转换器电路，其被耦合到输入端子并且包含压控振荡器，第一模数转换器电路经配置以基于模拟输入信号而输出频域中的第一数字信号，第一数字信号包含误差分量；第一数模转换器，其被配置为将第一数字信号转换为模拟输出信号；第一求和电路，其被配置为接收模拟输出信号、模拟输入信号和模拟输入信号的滤波版本，提取误差分量，并且输出误差分量的负值；第二模数转换器电路，其被配置为将误差分量的负值转换为数字误差信号；以及第二求和电路，其被配置为接收第一数字信号和数字误差信号，并且在输出端子处输出与模拟输入信号相对应的数字输出信号。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种模数转换器，包括：输入端子，其被配置为接收模拟输入信号；基于压控振荡器的Δ-Σ型数模转换器电路，其被耦合到输入端子并被配置为基于模拟输入信号输出频域中的第一数字信号，第一数字信号包括噪声传递函数；第一数模转换器，其被配置为将第一数字信号转换为模拟输出信号；第一求和电路，其被配置为接收模拟输出信号和模拟输入信号；流水线型数模转换器电路，其被配置为将第一求和电路的输出转换为第二数字信号；数字滤波器，其被耦合以接收由流水线型数模转换器电路输出的第二数字信号，其中数字滤波器具有与噪声传递函数匹配的数字滤波器函数，以便从第一数字信号中去除谐波失真。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种用于模数转换器的方法，包括：由第一数模转换器电路将模拟输入信号转换为频域中的第一数字信号；将第一数字信号转换为模拟输出信号；从模拟输出信号中提取误差分量；由第二数模转换器电路将误差分量的负值转换为第二数字信号；使用与第一数字信号的噪声传递函数匹配的数字滤波器函数对第二数字信号进行滤波；以及由求和电路将第一数字信号和第二数字信号进行组合，以输出对应于模拟输入信号的数字输出信号。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是示出根据一些实施例的模数转换器(“ADC”)系统的各个方面的方框图。

图2是示出根据一些实施例的图1的ADC系统的示例的其它方面的方框图。

图3是示出根据一些实施例的图1的ADC系统的示例的其它方面的方框图。