[发明专利]模数转换器系统、电子设备及模数转换方法

说明书

一种ADC系统，其包括用于确定表示输入信号的粗略字(CW)的粗略ADC，和用于基于输入信号和反馈信号的组合来确定精细字(FW)的增量ADC(IADC)。第一组合器(CMB1)通过使粗略字(CW)和精细字(FW)结合来生成第一中间输出字(IW1)。反馈路径基于该第一中间输出字(IW1)来生成反馈信号。抽取滤波器(DEC)通过对第一中间输出字(IW1)进行滤波来生成第二中间输出字(IW2)。校正块(FCAL)基于粗略字(CW)、第一预定位数和第二预定位数以及增量ADC的转换参数来确定校正字(CALW)。第二组合器通过使第二中间输出字(IW2)和校正字(CALW)相加来生成输出字(CW)。

本公开涉及一种模数转换器(ADC)系统、一种具有这种ADC系统的电子设备以及一种模数转换方法。

模数转换被广泛用于将各种模拟信号(例如由传感器提供的模拟信号)转换为相应的数字值。在许多应用中，需要高精度的转换。

已知ADC的示例是逐次逼近(SAR)ADC或基于sigma-delta调制的ADC。最近，已经研究了使用sigma-delta调制的增量ADC。这些能够与其他ADC结合，以使得其他ADC执行输入信号的粗略转换，而增量ADC执行剩余信号的精细转换。然而，这种组合的精度存在缺陷，特别是如果输入信号在导致粗略转换变化的信号区域中。

待实现的目的是提供一种用于模数转换的具有改进的性能和/或减少的工作量的改进的转换构思。

该目的利用独立权利要求的主题来实现。改进构思的实施例和改进方案在从属权利要求中定义。

本改进的转换构思基于ADC结构，该ADC结构具有用于根据输入信号确定数字粗略字的粗略ADC并且具有用于基于输入信号和反馈信号的组合来确定数字精细字的增量ADC，使得所得输出字基于粗略字和精细字的结合组合。本改进的转换构思基于的见解是：即使对单个(优选为恒定的)输入信号迭代地执行精细转换，数值误差也会由于来自结合组合的反馈而出现；并且数值误差对粗略字存在依赖性。为此，根据改进的转换构思来近似这样的数值误差，以便尤其基于粗略字来产生校正字，该校正字能够被应用于粗略字和精细字的结合组合或从中导出的一些中间字。因此能够提高模数转换的精度。

根据改进的转换构思的一个示例实现方式，ADC系统包括粗略ADC和增量ADC。粗略ADC被配置为确定表示输入信号的数字粗略字，其中，粗略字具有第一预定位数。增量ADC被配置为基于输入信号和反馈信号的组合来确定数字精细字，其中，该精细字具有第二预定位数。ADC系统的第一组合器被配置为通过使粗略字和精细字结合来生成数字第一中间输出字。

例如，粗略字代表第一中间输出字的最高有效位(MSB)，并且精细字代表第一中间输出字的最低有效位(LSB)。

ADC系统还包括反馈路径，该反馈路径包括数模转换器(DAC)，以用于基于例如对应于第一中间输出字的模拟表示的第一中间输出字来生成反馈信号。因此，反馈信号大约是输入信号和增量ADC的精细部分的表示，以使得例如，输入信号和提供给增量ADC的反馈信号的组合导致该精细部分。

ADC系统还包括配置为通过对第一中间输出字进行滤波来生成数字第二中间输出字的抽取滤波器。例如，抽取滤波器利用一个积分器或几个积分器的级联来实现。

ADC系统还包括校正块，该校正块被配置为基于粗略字、基于第一预定位数和第二预定位数并且基于取决于粗略字和增量ADC的转换参数的变量值来确定校正字。ADC系统的第二组合器被配置为通过将第二中间输出字和校正字相加来生成输出字。