本發(fā)明涉及一種用于基于時(shí)域輸入信號(hào)提供數(shù)字輸出信號(hào)的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種高階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，具體地說(shuō)是，一種用于提供作為時(shí)域輸入信號(hào)的數(shù)字表示的包含噪聲整形量化誤差的數(shù)字輸出信號(hào)的高階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

一般來(lái)說(shuō)，時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(timetodigitalconverter，tdc)是用于識(shí)別事件并提供所述事件出現(xiàn)的時(shí)間的數(shù)字表示的裝置。時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，或也被稱為時(shí)間數(shù)字化器，通常用于測(cè)量時(shí)間間隔并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出。tdc用于應(yīng)確定兩個(gè)信號(hào)脈沖之間的時(shí)間間隔的許多不同應(yīng)用中。當(dāng)信號(hào)脈沖的上升沿或下降沿越過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)，開(kāi)始和停止測(cè)量。

目前存在許多不同類型的tdc。游標(biāo)tdc使用兩個(gè)延時(shí)線，具有t1和t2的相應(yīng)逆變器延時(shí)。通過(guò)延時(shí)差t1-t2(假定t1>t2)給出有效時(shí)間分辨率。由于通過(guò)極小延時(shí)差確定時(shí)間分辨率，因此需要非常大量的逆變器級(jí)以覆蓋大檢測(cè)范圍，這引起延時(shí)不匹配并同時(shí)增加功耗。利用例如逆變器的上升時(shí)間和下降時(shí)間之間的差的脈沖收縮tdc嚴(yán)重受工藝-電壓-溫度(process-voltage-temperature，pvt)變化的影響。時(shí)間放大tdc以與兩步a/d轉(zhuǎn)換器相同的方式放大來(lái)自粗tdc的時(shí)間殘余，其接著在精細(xì)tdc中解析，具有相同的隨之而來(lái)的線性問(wèn)題(關(guān)鍵取決于pvt變化)。無(wú)源相位內(nèi)插tdc使用無(wú)源裝置來(lái)獲得子選通延時(shí)，但是其精確度受到內(nèi)插電阻器之間的輸出節(jié)點(diǎn)上的寄生電容限制。選通環(huán)形振蕩器tdc(gated-ringoscillatortdc，grotdc)具有噪聲整形特性。量化噪聲在如一階δσ調(diào)制器中的頻率中整形，即，其大部分朝向較高頻率推送。由于grotdc在高頻率中運(yùn)行，即，在幾千兆hz中運(yùn)行，因此功耗非常高，并且一階噪聲整形會(huì)限制其帶寬。

需要改進(jìn)時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的精確性。具體地說(shuō)，需要將時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(time-to-digitalconverter，tdc)分辨率改進(jìn)為約1ps，所述分辨率是比通過(guò)給定加工技術(shù)中的逆變器延時(shí)的延時(shí)提供的數(shù)量級(jí)更好的數(shù)量級(jí)。此類tdc分辨率極其具有挑戰(zhàn)性，但是如今在低功率移動(dòng)應(yīng)用中，例如在基于全數(shù)字pll(all-digitalpll，adpll)的蜂窩式電話中很需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是改進(jìn)時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的精確性，具體來(lái)說(shuō)，將時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率改進(jìn)為約1-2ps。

此目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的實(shí)施形式通過(guò)從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書和附圖清楚可見(jiàn)。

為了詳細(xì)描述本發(fā)明，將使用以下術(shù)語(yǔ)、縮寫以及符號(hào)：

tdc：時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器

dtc：數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器

pll：鎖相回路

adpll：全數(shù)字pll

pvt：工藝-電壓-溫度

gro：選通環(huán)形振蕩器

adc：模數(shù)轉(zhuǎn)換器

dac：數(shù)模轉(zhuǎn)換器

根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包括：用于接收時(shí)域輸入信號(hào)的輸入；用于提供數(shù)字輸出信號(hào)的輸出；耦合到輸入并耦合到第一節(jié)點(diǎn)的時(shí)間寄存器；耦合到時(shí)間寄存器用于在輸出處提供數(shù)字輸出信號(hào)的時(shí)間量化器；以及耦合到輸出用于在第一節(jié)點(diǎn)處提供反饋信號(hào)的數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器。

通過(guò)使用此類具有時(shí)間寄存器、時(shí)間量化器和反饋信號(hào)路徑的反饋結(jié)構(gòu)，可以改進(jìn)時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的精確性。具體來(lái)說(shuō)，可以獲得約1-2ps的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器分辨率。此類基于誤差反饋的tdc利用噪聲整形特性來(lái)將量化噪聲推到高頻率。因此，大大地減少了帶內(nèi)或低頻率噪聲。

在根據(jù)第一方面的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一可能實(shí)施形式中，數(shù)字輸出信號(hào)是時(shí)域輸入信號(hào)的過(guò)取樣表示。

通過(guò)使用過(guò)取樣，可以改進(jìn)噪聲整形的精確性?？梢詫⒃肼曇频皆肼暡⒉挥泻Φ膮^(qū)域。

在根據(jù)照此第一方面或根據(jù)第一方面的第一實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二可能實(shí)施形式中，反饋信號(hào)是量化誤差信號(hào)。

當(dāng)反饋信號(hào)是量化誤差信號(hào)時(shí)，可以通過(guò)使用適當(dāng)傳遞函數(shù)來(lái)控制量化誤差。

在根據(jù)照此第一方面或根據(jù)第一方面的任一前述實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第三可能實(shí)施形式中，數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器耦合到時(shí)間寄存器，用于響應(yīng)于數(shù)字輸出信號(hào)使時(shí)間寄存器的輸出信號(hào)延時(shí)。

當(dāng)數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器耦合到時(shí)間寄存器時(shí)，可以響應(yīng)于數(shù)字輸出信號(hào)使時(shí)間寄存器的輸出信號(hào)延時(shí)，即，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的同步運(yùn)行?？梢酝ㄟ^(guò)時(shí)鐘信號(hào)來(lái)同步所述運(yùn)行。

在根據(jù)照此第一方面或根據(jù)第一方面的任一前述實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第四可能實(shí)施形式中，時(shí)間寄存器用于組合時(shí)域輸入信號(hào)與反饋信號(hào)以產(chǎn)生修改的時(shí)域輸入信號(hào)。

當(dāng)時(shí)間寄存器組合時(shí)域輸入信號(hào)與反饋信號(hào)時(shí)，可以通過(guò)時(shí)間寄存器實(shí)施反饋回路，由此促使噪聲整形。

在根據(jù)第一方面的第四實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第五可能實(shí)施形式中，組合是減法。

當(dāng)組合是減法時(shí)，可以將量化誤差減到最小，由此執(zhí)行最佳噪聲整形并改進(jìn)時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換的精確性。

在根據(jù)第一方面的第四或第五實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第六可能實(shí)施形式中，時(shí)間寄存器用于將修改的時(shí)域輸入信號(hào)延時(shí)取樣時(shí)鐘的至少一個(gè)周期。

當(dāng)時(shí)間寄存器將修改的時(shí)域輸入信號(hào)延時(shí)一個(gè)或多個(gè)取樣時(shí)鐘周期時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)tdc的傳遞函數(shù)。取決于取樣時(shí)鐘周期的數(shù)目以及tdc的程度或階數(shù)，可以相對(duì)于一些優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行整形。

在根據(jù)照此第一方面或根據(jù)第一方面的任一前述實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第七可能實(shí)施形式中，時(shí)域輸入信號(hào)包括一對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)。

當(dāng)時(shí)域輸入信號(hào)包括一對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)時(shí)，可以同步地處理這兩個(gè)輸入信號(hào)。

在根據(jù)第一方面的第七實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第八可能實(shí)施形式中，所述兩個(gè)輸入信號(hào)包括第一數(shù)字時(shí)鐘和第二數(shù)字時(shí)鐘。

當(dāng)所述兩個(gè)輸入信號(hào)是第一數(shù)字時(shí)鐘和第二數(shù)字時(shí)鐘時(shí)，tdc可以同步地處理這兩個(gè)數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)，并取決于這兩個(gè)數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)之間的關(guān)系提供輸出信號(hào)。

在根據(jù)第一方面的第八實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第九可能實(shí)施形式中，時(shí)域輸入信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)與第二數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差。

當(dāng)時(shí)域輸入信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)與第二數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差時(shí)，數(shù)字輸出信號(hào)可以數(shù)字形式精確地復(fù)制這兩個(gè)時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差。

在根據(jù)照此第一方面或根據(jù)第一方面的任一前述實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第十可能實(shí)施形式中，時(shí)間量化器用于產(chǎn)生1.5個(gè)位。

通過(guò)具有1個(gè)位，可以實(shí)施兩個(gè)信號(hào)電平。通過(guò)具有2個(gè)位，可以實(shí)施四個(gè)信號(hào)電平。當(dāng)時(shí)間量化器產(chǎn)生1.5個(gè)位時(shí)，可以計(jì)算上非常有效的方式提供三個(gè)不同的信號(hào)電平。

在根據(jù)照此第一方面或根據(jù)第一方面的任一前述實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第十一可能實(shí)施形式中，時(shí)間量化器的分辨率是1.5個(gè)位。

當(dāng)時(shí)間量化器的分辨率是1.5個(gè)位時(shí)，可以實(shí)施三個(gè)信號(hào)電平。通過(guò)具有1.5個(gè)位，可以實(shí)施最佳控制，因?yàn)樘峁┝巳齻€(gè)電平：執(zhí)行正反應(yīng)的第一電平、執(zhí)行負(fù)反應(yīng)的第二電平，以及不進(jìn)行任何動(dòng)作的第三電平。進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是：由于僅必須處理三個(gè)信號(hào)電平，因此計(jì)算復(fù)雜度減少。

在根據(jù)照此第一方面或根據(jù)第一方面的任一前述實(shí)施形式的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第十二可能實(shí)施形式中，時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括被布置成以流水線運(yùn)行的多個(gè)時(shí)間量化器。

通過(guò)具有以流水線運(yùn)行的多個(gè)時(shí)間量化器，可以減少用于處理時(shí)間量化的處理時(shí)間。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種高階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包括：用于接收時(shí)域輸入信號(hào)的輸入；多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，具體地說(shuō)，根據(jù)照此第一方面或根據(jù)第一方面的任一實(shí)施形式的多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的第一個(gè)耦合到輸入；組合器，其耦合到所述多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào)；其中，一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的第一個(gè)產(chǎn)生時(shí)間量化誤差信號(hào)，所述時(shí)間量化誤差信號(hào)被饋送到所述多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的下一個(gè)。

此類mash結(jié)構(gòu)(例如mash1-1-1結(jié)構(gòu)或其它)可以提供三階和甚至更高階噪聲整形，并且可以進(jìn)一步改進(jìn)分辨率并擴(kuò)寬帶寬。由于高階tdc并不是基于逆變器或緩沖器的延時(shí)，因此其非常穩(wěn)定且對(duì)pvt的變化不敏感。功耗相對(duì)低，因?yàn)槠?相較于基于gro的tdc)可以在低頻率中工作。

高階tdc可以包含多數(shù)目個(gè)tdc，具體地說(shuō)是，三個(gè)和更多的數(shù)目。在某些實(shí)施形式中，高階tdc可以包含100個(gè)、200個(gè)、500個(gè)、1000個(gè)、2000個(gè)、5000個(gè)、10000個(gè)或更多數(shù)目個(gè)tdc。tdc的數(shù)目越多，高階tdc的噪聲整形特征就越好。

在根據(jù)第二方面的高階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一可能實(shí)施形式中，數(shù)字輸出信號(hào)是時(shí)域輸入信號(hào)的數(shù)字表示，包含噪聲整形量化誤差。

這提供了數(shù)字輸出信號(hào)可以例如在約1ps的分辨率內(nèi)以數(shù)字表示非常精確地表示時(shí)域輸入信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。此類分辨率是比通過(guò)傳統(tǒng)加工技術(shù)中的逆變器延時(shí)提供的數(shù)量級(jí)更好的數(shù)量級(jí)。當(dāng)將此類tdc應(yīng)用于低功率移動(dòng)應(yīng)用中，例如應(yīng)用于基于全數(shù)字pll(all-digitalpll，adpll)的蜂窩式電話中時(shí)，可以明顯改進(jìn)這些裝置的精確性。

根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種用于時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，所述方法包括：接收時(shí)域輸入信號(hào)；在時(shí)間寄存器中緩沖第一信號(hào)，所述第一信號(hào)來(lái)源于時(shí)域信號(hào)和反饋信號(hào)；對(duì)緩沖的第一信號(hào)進(jìn)行時(shí)間量化從而提供數(shù)字輸出信號(hào)；以及對(duì)數(shù)字輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換從而提供反饋信號(hào)。

通過(guò)使用此類具有時(shí)間寄存器緩沖、時(shí)間量化和反饋信號(hào)路徑的反饋結(jié)構(gòu)，可以改進(jìn)時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換的精確性。具體來(lái)說(shuō)，可以獲得約1-2ps的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。此類基于誤差反饋的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換利用噪聲整形特性來(lái)將量化噪聲推到高頻率。因此，大大地減少了帶內(nèi)或低頻率噪聲。

在根據(jù)第三方面的方法的第一可能實(shí)施形式中，數(shù)字輸出信號(hào)是時(shí)域輸入信號(hào)的數(shù)字表示。

通過(guò)使用是時(shí)域輸入信號(hào)的數(shù)字表示的數(shù)字輸出信號(hào)，可以改進(jìn)噪聲整形的精確性?？梢詫⒃肼曇频皆肼暡⒉挥泻Φ膮^(qū)域。

在根據(jù)照此第三方面或根據(jù)第三方面的第一實(shí)施形式的方法的第二可能實(shí)施形式中，反饋信號(hào)是量化誤差信號(hào)。

當(dāng)反饋信號(hào)是量化誤差信號(hào)時(shí)，可以通過(guò)使用適當(dāng)傳遞函數(shù)來(lái)控制量化誤差。

在根據(jù)照此第三方面或根據(jù)第三方面的任一前述實(shí)施形式的方法的第三可能實(shí)施形式中，所述方法包括響應(yīng)于數(shù)字輸出信號(hào)所時(shí)間寄存器的輸出信號(hào)延時(shí)。

這提供了具有時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換的同步運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)使用時(shí)鐘信號(hào)來(lái)同步所述運(yùn)行。

在根據(jù)照此第三方面或根據(jù)第三方面的任一前述實(shí)施形式的方法的第四可能實(shí)施形式中，所述方法包括組合時(shí)域輸入信號(hào)與反饋信號(hào)以產(chǎn)生修改的時(shí)域輸入信號(hào)。

當(dāng)所述方法包含組合時(shí)域輸入信號(hào)與反饋信號(hào)時(shí)，可以實(shí)施反饋回路，由此促使噪聲整形。

在根據(jù)第三方面的第四實(shí)施形式的方法的第五可能實(shí)施形式中，所述方法包括從時(shí)域輸入信號(hào)中減去反饋信號(hào)，從而產(chǎn)生修改的時(shí)域輸入信號(hào)。

當(dāng)從時(shí)域輸入信號(hào)中減去反饋信號(hào)時(shí)，可以將量化誤差減到最小，由此執(zhí)行最佳噪聲整形，并改進(jìn)時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換的精確性。

在根據(jù)第三方面的第四或第五實(shí)施形式的方法的第六可能實(shí)施形式中，所述方法包括將修改的時(shí)域輸入信號(hào)延時(shí)取樣時(shí)鐘的至少一個(gè)周期。

當(dāng)時(shí)間寄存器將修改的時(shí)域輸入信號(hào)延時(shí)一個(gè)或多個(gè)取樣時(shí)鐘周期時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)tdc的傳遞函數(shù)。取決于取樣時(shí)鐘周期的數(shù)目以及tdc的程度或階數(shù)，可以相對(duì)于一些優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行整形。

在根據(jù)照此第三方面或根據(jù)第一方面的任一前述實(shí)施形式的方法的第七可能實(shí)施形式中，時(shí)域輸入信號(hào)包括一對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)。

當(dāng)時(shí)域輸入信號(hào)包括一對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)時(shí)，可以同步地處理這兩個(gè)輸入信號(hào)。

在根據(jù)第三方面的第七實(shí)施形式的方法的第八可能實(shí)施形式中，所述兩個(gè)輸入信號(hào)包括第一數(shù)字時(shí)鐘和第二數(shù)字時(shí)鐘。

當(dāng)所述兩個(gè)輸入信號(hào)是第一數(shù)字時(shí)鐘和第二數(shù)字時(shí)鐘時(shí)，可以同步地處理這兩個(gè)數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)，并且可以取決于這兩個(gè)數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)之間的關(guān)系提供輸出信號(hào)。

在根據(jù)第三方面的第八實(shí)施形式的方法的第九可能實(shí)施形式中，時(shí)域輸入信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)與第二數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差。

當(dāng)時(shí)域輸入信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)與第二數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差時(shí)，數(shù)字輸出信號(hào)可以數(shù)字形式精確地復(fù)制這兩個(gè)時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差。

在根據(jù)照此第三方面或根據(jù)第三方面的任一前述實(shí)施形式的方法的第十可能實(shí)施形式中，時(shí)間量化產(chǎn)生1.5個(gè)位。

通過(guò)具有1個(gè)位，可以實(shí)施兩個(gè)信號(hào)電平。通過(guò)具有2個(gè)位，可以實(shí)施四個(gè)信號(hào)電平。當(dāng)時(shí)間量化產(chǎn)生1.5個(gè)位時(shí)，可以計(jì)算上非常有效的方式提供三個(gè)不同的信號(hào)電平。

在根據(jù)照此第三方面或根據(jù)第三方面的任一前述實(shí)施形式的方法的第十一可能實(shí)施形式中，時(shí)間量化的分辨率是1.5個(gè)位。

當(dāng)時(shí)間量化的分辨率是1.5個(gè)位時(shí)，可以實(shí)施三個(gè)信號(hào)電平。通過(guò)具有1.5個(gè)位，可以實(shí)施最佳控制，因?yàn)樘峁┝巳齻€(gè)電平：執(zhí)行正反應(yīng)的第一電平、執(zhí)行負(fù)反應(yīng)的第二電平，以及不進(jìn)行任何動(dòng)作的第三電平。進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是：由于僅必須處理三個(gè)信號(hào)電平，因此計(jì)算復(fù)雜度減少。

在根據(jù)照此第三方面或根據(jù)第三方面的任一前述實(shí)施形式的方法的第十二可能實(shí)施形式中，以流水線執(zhí)行時(shí)間量化。

通過(guò)以流水線執(zhí)行時(shí)間量化運(yùn)行，可以明顯減少用于處理時(shí)間量化的處理時(shí)間。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的具體實(shí)施方式將結(jié)合以下附圖進(jìn)行描述，其中：

圖1示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的z域中的一般誤差反饋結(jié)構(gòu)100的框圖；

圖2示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的時(shí)域中的誤差反饋結(jié)構(gòu)200的框圖；

圖3示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的在z域中具有時(shí)間交織寄存器的誤差反饋結(jié)構(gòu)300的框圖；

圖4示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的具有時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器的δσtdc400的架構(gòu)的框圖；

圖5a示出了說(shuō)明1.5位的子tdc407的傳遞函數(shù)500a的圖式；

圖5b示出了說(shuō)明1.5bdtc411的傳遞函數(shù)500b的圖式；

圖6a示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的mash1-1-1結(jié)構(gòu)中的高階tdc600a的框圖；

圖6b示出了圖6a中所描繪的tdc600a的一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)601中的一個(gè)的實(shí)施實(shí)例；以及

圖7示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的進(jìn)行時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法700的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，所述附圖是描述的一部分，并通過(guò)圖解說(shuō)明的方式示出可以實(shí)施本發(fā)明的具體方面?？梢岳斫獾氖?，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以利用其他方面，并可以做出結(jié)構(gòu)上或邏輯上的改變。因此，以下詳細(xì)的描述并不當(dāng)作限定，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書界定。

應(yīng)理解，結(jié)合所描述的方法作出的評(píng)論對(duì)于用于執(zhí)行所述方法的對(duì)應(yīng)裝置或系統(tǒng)也可以同樣適用且反之亦然。例如，如果描述特定方法步驟，對(duì)應(yīng)裝置可以包含執(zhí)行所描述的方法步驟的單元，即使此類單元未在圖中明確描述或說(shuō)明也是如此。此外，應(yīng)理解，除非以另外的方式具體指出，否則本文中描述的多種示例性方面的特征可以彼此組合。

圖1示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的z域中的一般誤差反饋結(jié)構(gòu)100的框圖。

誤差反饋結(jié)構(gòu)100包含第一加法器101、延時(shí)單元103、量化器105、數(shù)模轉(zhuǎn)換器109和第二加法器107。第一加法器101接收第一輸入102處的輸入信號(hào)(u)以及第一節(jié)點(diǎn)108處的量化誤差(e)，并且用于從輸入信號(hào)u中減去誤差信號(hào)e從而提供傳遞到延時(shí)單元103的第一加法器輸出信號(hào)104。延時(shí)單元103將第一加法器輸出信號(hào)104延時(shí)單位延時(shí)，從而提供傳遞到量化器105和第二加法器107的延時(shí)單元輸出信號(hào)106。量化器105用于在由控制信號(hào)114確定的步驟中量化延時(shí)單元輸出信號(hào)106，從而在誤差反饋結(jié)構(gòu)100的輸出110處提供數(shù)字輸出信號(hào)v。數(shù)字輸出信號(hào)v被傳遞到數(shù)模轉(zhuǎn)換器109，從而提供傳遞到第二加法器107的模擬輸出信號(hào)112。第二加法器107從模擬輸出信號(hào)112中減去延時(shí)單元輸出信號(hào)106，從而在第一節(jié)點(diǎn)118處提供量化誤差(e)。

誤差反饋結(jié)構(gòu)100可以在不使用積分器的情況下獲得噪聲整形特性，積分器在δσ調(diào)制器中是必不可少的組件。圖1中示出所述結(jié)構(gòu)的z域模型。此處，通過(guò)從dac109的輸出112中減去內(nèi)部量化器105的輸入106從而以模擬形式獲得量化誤差e。接著將e反饋回(第一節(jié)點(diǎn)108處的)輸入，并且輸入信號(hào)u與e之間的誤差經(jīng)過(guò)單位延時(shí)103，z^-1，所述單位延時(shí)的輸出106連接到量化器105。z域中的輸出信號(hào)110為：v＝z^-1u+(1-z^-1)e，其中，v是數(shù)字輸出且u是模擬輸入。

輸入信號(hào)u不僅限于電信號(hào)，而且還可以呈溫度、質(zhì)量和甚至?xí)r間的方式。因此，當(dāng)通過(guò)時(shí)間間隔呈現(xiàn)z域的模擬形式時(shí)可以實(shí)施時(shí)域誤差反饋結(jié)構(gòu)100，如下文關(guān)于圖2所描述。

圖2示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的時(shí)域中的誤差反饋結(jié)構(gòu)200的框圖。誤差反饋結(jié)構(gòu)200對(duì)應(yīng)于上文關(guān)于圖1描述的誤差反饋結(jié)構(gòu)100。然而，延時(shí)單元103由復(fù)用結(jié)構(gòu)203替代，所述復(fù)用結(jié)構(gòu)包含解復(fù)用器205、復(fù)用器209以及耦合在解復(fù)用器205與復(fù)用器209之間的n數(shù)目個(gè)延時(shí)單元207。第一加法器輸出信號(hào)104提供到解復(fù)用器205，所述解復(fù)用器將第一加法器輸出信號(hào)104解復(fù)用為n個(gè)子取樣信號(hào)，所述n個(gè)子取樣信號(hào)分別通過(guò)n個(gè)延時(shí)單元207延時(shí)并且由復(fù)用器209復(fù)用以提供延時(shí)單元輸出信號(hào)106。

δσ結(jié)構(gòu)因δσ轉(zhuǎn)換器的相對(duì)低轉(zhuǎn)換率而限制可運(yùn)行帶寬。尤其是，adpll定向的tdc通常以僅幾十mhz的固定晶體參考時(shí)鐘運(yùn)行。為了獲得具有相對(duì)低osr的高帶寬，在δσ回路中通過(guò)采用多個(gè)并行工作的時(shí)間寄存器207引入時(shí)間交織的時(shí)間寄存器203。如圖2所示，復(fù)用器209依次選擇每個(gè)通道的輸出以獲得全速率輸出106，并使得運(yùn)行相當(dāng)于加速了等于n數(shù)目個(gè)并聯(lián)路徑的系數(shù)的單個(gè)寄存器。

下文描述的圖3中示出tdc300的實(shí)施方案。時(shí)間交織的時(shí)間寄存器305實(shí)現(xiàn)z域模型中的單位延時(shí)功能z^-1。時(shí)域寄存器305與加法器/減法器303組合，所述加法器/減法器在圖3中示出為兩個(gè)分開(kāi)的組件。

圖3示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的在z域中具有時(shí)間交織寄存器的誤差反饋結(jié)構(gòu)300的框圖。時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器300包含：用于接收時(shí)域輸入信號(hào)tin的輸入302；用于提供數(shù)字輸出信號(hào)dout的輸出306；耦合到輸入302并耦合到第一節(jié)點(diǎn)308的時(shí)間寄存器305；耦合到時(shí)間寄存器305用于在輸出306處提供數(shù)字輸出信號(hào)dout的時(shí)間量化器307；以及耦合到輸出306用于在第一節(jié)點(diǎn)308處提供反饋信號(hào)e的數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器309。

數(shù)字輸出信號(hào)dout是時(shí)域輸入信號(hào)tin的過(guò)取樣表示。反饋信號(hào)e是量化誤差信號(hào)qerr。數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器309耦合到時(shí)間寄存器305，用于響應(yīng)于數(shù)字輸出信號(hào)dout使時(shí)間寄存器305的輸出信號(hào)304延時(shí)。時(shí)間寄存器305組合303時(shí)域輸入信號(hào)tin與反饋信號(hào)e以產(chǎn)生修改的時(shí)域輸入信號(hào)。在圖3中，組合303是減法。時(shí)間寄存器305將修改的時(shí)域輸入信號(hào)延時(shí)取樣時(shí)鐘的至少一個(gè)周期。時(shí)域輸入信號(hào)tin可以包含一對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)，所述一對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)可以包含第一數(shù)字時(shí)鐘和第二數(shù)字時(shí)鐘。時(shí)域輸入信號(hào)tin的值可以對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)與第二數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差。

誤差反饋結(jié)構(gòu)300對(duì)應(yīng)于上文關(guān)于圖1描述的誤差反饋結(jié)構(gòu)100。然而，單位延時(shí)z^-1103和執(zhí)行減法運(yùn)算的第一加法器101由與減法器303組合的時(shí)域寄存器305替代。上文關(guān)于圖1描述的誤差反饋結(jié)構(gòu)100的電壓量化器105或內(nèi)部adc由子tdc307替代，所述子tdc307的輸入是時(shí)間差304或時(shí)間間隔而不是電壓。類似地，此處使用數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器(digital-to-timeconverter，dtc)309以將數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成時(shí)間間隔，所述時(shí)間間隔分別被反饋回輸入或第一節(jié)點(diǎn)308。

與減法器303組合的時(shí)域寄存器305可以實(shí)施為如上文關(guān)于圖2所描述的多個(gè)減法器-寄存器裝置301，其可以例如通過(guò)執(zhí)行流水線處理而并行地運(yùn)行。此類并行處理減輕時(shí)域寄存器305上的處理負(fù)擔(dān)。替代單個(gè)處理任務(wù)，可以通過(guò)多個(gè)減法器-寄存器裝置301在相同時(shí)刻執(zhí)行多個(gè)處理任務(wù)。

由于噪聲整形特性，量化噪聲被推到高頻率，因此使得tdc300的分辨率取決于裝置噪聲，例如閃爍/熱噪聲，而不是量化噪聲。因此，tdc300的分辨率得到了高度改進(jìn)并且與技術(shù)工藝無(wú)關(guān)。例如，在40nm的cmos工藝中，逆變器的最小延時(shí)為約10ps。

圖4示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的具有時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器的δσtdc400的架構(gòu)的框圖。具體來(lái)說(shuō)，圖中示出了誤差反饋配置中的一階δσtdc的進(jìn)一步詳情。其包含時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器403、405、1.5b子tdc407和1.5bdtc411，所述時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器403、405可以對(duì)應(yīng)于上文關(guān)于圖3描述的裝置303、305。使用兩個(gè)并聯(lián)的相同單元401實(shí)施時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器403、405以提供速度與精確性之間的權(quán)衡。δσtdc以其全速度f(wàn)s＝50mhz運(yùn)行，同時(shí)解復(fù)用器將輸入樣本402傳送到兩個(gè)并聯(lián)的時(shí)間寄存加法器/減法器401，所述時(shí)間寄存加法器/減法器的運(yùn)行頻率減小至fs/2＝25mhz。使用具有分辨率2×td(20ps)的1.5b子tdc407以獲得關(guān)聯(lián)到輸入范圍的更多一個(gè)閾值電平(相較于1b)。1.5b還應(yīng)用于dtc411以放寬其線性，因?yàn)槠湔`差直接在δσtdc的輸入處注入。

時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器400包含：用于接收時(shí)域輸入信號(hào)tin的輸入402；用于提供數(shù)字輸出信號(hào)dout的輸出406；耦合到輸入402并耦合到第一節(jié)點(diǎn)408的時(shí)間寄存器405；耦合到時(shí)間寄存器405用于在輸出406處提供數(shù)字輸出信號(hào)dout的時(shí)間量化器407；以及耦合到輸出406用于在第一節(jié)點(diǎn)408處提供反饋信號(hào)qerr的數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器411。

數(shù)字輸出信號(hào)dout是時(shí)域輸入信號(hào)tin的過(guò)取樣表示。反饋信號(hào)是量化誤差信號(hào)qerr。數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器411耦合到時(shí)間寄存器405，用于響應(yīng)于數(shù)字輸出信號(hào)dout使時(shí)間寄存器405的輸出信號(hào)404延時(shí)。時(shí)間寄存器405組合403時(shí)域輸入信號(hào)tin與反饋信號(hào)qerr以產(chǎn)生修改的時(shí)域輸入信號(hào)。在圖4中，組合403是減法，但是也可以使用任何其它組合。時(shí)間寄存器405將修改的時(shí)域輸入信號(hào)延時(shí)取樣時(shí)鐘410的至少一個(gè)周期。時(shí)域輸入信號(hào)tin可以包含一對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)。所述兩個(gè)輸入信號(hào)可以包含第一數(shù)字時(shí)鐘和第二數(shù)字時(shí)鐘。時(shí)域輸入信號(hào)tin的值可以對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)與第二數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差。實(shí)施為1.5位tdc的時(shí)間量化器407可以產(chǎn)生1.5個(gè)位。時(shí)間量化器407的分辨率可以是1.5個(gè)位。時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器400可以包含以流水線運(yùn)行的多個(gè)時(shí)間量化器407。

誤差反饋結(jié)構(gòu)400對(duì)應(yīng)于上文關(guān)于圖3描述的誤差反饋結(jié)構(gòu)300，其中通過(guò)以復(fù)用運(yùn)行的雙重的時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器裝置401實(shí)施多個(gè)減法器-寄存器裝置301。復(fù)用結(jié)構(gòu)419、401、409包含解復(fù)用器419、復(fù)用器409和兩個(gè)時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器403、405。兩個(gè)時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器403、405耦合在解復(fù)用器419與復(fù)用器409之間以執(zhí)行時(shí)間交織。輸入信號(hào)tin被提供到解復(fù)用器419，所述解復(fù)用器將所述輸入信號(hào)tin解復(fù)用為兩個(gè)子取樣信號(hào)，所述兩個(gè)子取樣信號(hào)后續(xù)被傳遞到兩個(gè)時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器403、405，用于以交織方式緩沖所述兩個(gè)子取樣信號(hào)。通過(guò)一半取樣頻率fs/2對(duì)兩個(gè)時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器403、405進(jìn)行取樣。使用復(fù)用器409復(fù)用兩個(gè)緩沖的子取樣信號(hào)以提供傳遞到1.5位tdc407的時(shí)間交織的輸出信號(hào)404。

替代所描述的雙重的時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器裝置401，可以實(shí)施任意數(shù)目n個(gè)并聯(lián)的時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器裝置401。

實(shí)施為1.5位tdc的時(shí)間量化器407接收雙重的時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器裝置401的輸出信號(hào)404作為信號(hào)對(duì)。時(shí)間量化器407包含一對(duì)觸發(fā)器421a、421b和一對(duì)延時(shí)單元423a、423b，所述對(duì)延時(shí)單元用于將從復(fù)用器409接收到的信號(hào)對(duì)404延時(shí)。第一觸發(fā)器421a基于通過(guò)第一延時(shí)單元423a延時(shí)的信號(hào)對(duì)404的第二信號(hào)和信號(hào)對(duì)404的第一信號(hào)提供輸出d0。第二觸發(fā)器421b基于通過(guò)第二延時(shí)單元423b延時(shí)的信號(hào)對(duì)404的第一信號(hào)和信號(hào)對(duì)404的第二信號(hào)提供輸出d1。通過(guò)使用所述對(duì)延時(shí)單元423a、423b的相應(yīng)延時(shí)單元將信號(hào)對(duì)404延時(shí)來(lái)形成時(shí)間量化器407的輸出信號(hào)對(duì)dout。在時(shí)間量化器407的輸出406處提供輸出信號(hào)對(duì)dout，所述輸出406與數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器411的輸入耦合。

數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器411包含一對(duì)三態(tài)逆變器427a、427b、一對(duì)雙延時(shí)單元425a、425b以及一對(duì)復(fù)用器429a、429b。輸出信號(hào)對(duì)dout的每個(gè)信號(hào)軌經(jīng)過(guò)相應(yīng)三態(tài)逆變器427a、427b、相應(yīng)雙延時(shí)單元425a、425b以及相應(yīng)復(fù)用器429a、429b，從而在第一節(jié)點(diǎn)408處產(chǎn)生反饋回雙重的時(shí)間交織的時(shí)間寄存加法器/減法器裝置401的量化誤差信號(hào)對(duì)qerr。所述對(duì)復(fù)用器429a、429b通過(guò)由1.5b子tdc407提供的信號(hào)d0、d1控制。

圖5a示出了說(shuō)明1.5位的子tdc407的傳遞函數(shù)500a的圖式，圖5b示出了說(shuō)明1.5bdtc411的傳遞函數(shù)500b的圖式。上文關(guān)于圖4描述的1.5位tdc407包含所述對(duì)觸發(fā)器421a、421b，其在其輸出處提供位d0和d1。輸出信號(hào)對(duì)406取決于d0和d1的值。對(duì)于d0＝1和d1＝1，在1.5位tdc407的輸出處提供時(shí)間值-td<＝δt<＝td；對(duì)于d0＝0和d1＝1，提供時(shí)間值δt>td；以及對(duì)于d0＝1和d1＝0，提供時(shí)間值δt<td。td對(duì)應(yīng)于如上文關(guān)于圖4所描述的所述對(duì)延時(shí)單元423a、423b的時(shí)延。

通過(guò)具有1個(gè)位，可以實(shí)施兩個(gè)信號(hào)電平。通過(guò)具有2個(gè)位，可以實(shí)施四個(gè)信號(hào)電平。如圖5a中所示的三個(gè)信號(hào)電平可以通過(guò)1.5個(gè)位來(lái)實(shí)施，即通過(guò)三位組合d0＝1、d1＝1；d0＝0、d1＝1以及d0＝1、d1＝0來(lái)實(shí)施。通過(guò)具有1.5個(gè)位，可以實(shí)施最佳控制，因?yàn)樘峁┝巳齻€(gè)電平：執(zhí)行正反應(yīng)的第一電平(d0＝0、d1＝1)、執(zhí)行負(fù)反應(yīng)的第二電平(d0＝1、d1＝0)，以及不進(jìn)行任何動(dòng)作的第三電平(d0＝1、d1＝1)。

上文關(guān)于圖4所描述的1.5位dtc411包含由位d0和d1控制的所述對(duì)復(fù)用器429a、429b。1.5bdtc411的輸出處的量化誤差qerr取決于d0和d1的值。對(duì)于d0＝0和d1＝1，量化誤差qerr可以控制在大于td的第一范圍內(nèi)；對(duì)于d0＝1和d1＝0，量化誤差qerr可以控制在小于-td的第二范圍內(nèi)，且對(duì)于d0＝1和d1＝1，量化誤差qerr可以控制在-td與td之間的第三范圍內(nèi)。在所有三個(gè)范圍中，可以相對(duì)于單調(diào)遞增線控制量化誤差qerr。td對(duì)應(yīng)于如上文關(guān)于圖4所描述的所述對(duì)延時(shí)單元423a、423b的時(shí)延。

如上文關(guān)于圖5a所描述，如圖5a中所示的三個(gè)信號(hào)電平可以通過(guò)1.5個(gè)位來(lái)實(shí)施，即通過(guò)三位組合d0＝1、d1＝1；d0＝0、d1＝1以及d0＝1、d1＝0來(lái)實(shí)施。通過(guò)具有1.5個(gè)位，可以實(shí)施最佳控制，因?yàn)樘峁┝巳齻€(gè)電平：將量化誤差qerr控制在圍繞零延時(shí)的第一間隔內(nèi)從而延伸為正延時(shí)的第一電平(d0＝0、d1＝1)、將量化誤差qerr控制在圍繞零延時(shí)的第二間隔內(nèi)從而延伸為負(fù)延時(shí)的第二電平(d0＝1、d1＝0)，以及將量化誤差qerr控制在圍繞零延時(shí)的第三間隔內(nèi)的第三電平(d0＝1、d1＝1)。

圖6a示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的mash1-1-1結(jié)構(gòu)中的高階tdc600a的框圖。圖6b示出了圖6a中所描繪的tdc600a的一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)601、603、605中的一個(gè)的實(shí)施實(shí)例。

高階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器600a包含用于接收時(shí)域輸入信號(hào)tin的輸入602；如上文關(guān)于圖3或4所描述的tdc600b等多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)601、603、605；以及組合器607。一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)中的第一個(gè)601耦合到輸入602。組合器607耦合到多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器601、603、605的輸出，用于通過(guò)組合一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器601、603、605的輸出信號(hào)y1、y2、y3來(lái)產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào)y。一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器601、603、605中的第一個(gè)601產(chǎn)生第一時(shí)間量化誤差信號(hào)qerr1，所述第一時(shí)間量化誤差信號(hào)被饋送到多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器601、603、605中的下一個(gè)603。一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器601、603、605中的第二個(gè)603產(chǎn)生第二時(shí)間量化誤差信號(hào)qerr2，所述第二時(shí)間量化誤差信號(hào)被饋送到下一個(gè)605，即，多個(gè)一階時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器601、603、605中的第三個(gè)605。

數(shù)字輸出信號(hào)y是時(shí)域輸入信號(hào)tin的數(shù)字表示，包含噪聲整形量化誤差。

tdc600a的核心部分基于誤差反饋結(jié)構(gòu)600b，所述誤差反饋結(jié)構(gòu)接著被復(fù)制以將噪聲整形階數(shù)增加到三階，所述核心部分由時(shí)間交織的時(shí)域加法器/減法器寄存器、量化器和數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換器(digital-to-timeconverter，dtc)構(gòu)成。通過(guò)所有以上所述，實(shí)現(xiàn)時(shí)域噪聲整形特性。如圖6中所示，上文關(guān)于圖3和4描述的誤差反饋tdc可以經(jīng)過(guò)級(jí)聯(lián)以形成mash1-1-1結(jié)構(gòu)，其可以提供三階噪聲整形并且進(jìn)一步改進(jìn)tdc分辨率并擴(kuò)寬帶寬。

如圖6b中所示的基于誤差反饋的tdc600b利用噪聲整形特性來(lái)將量化噪聲推到高頻率。因此，大大地減少了帶內(nèi)或低頻率噪聲。新誤差反饋結(jié)構(gòu)可以級(jí)聯(lián)成如圖6a中所示的mash1-1-1結(jié)構(gòu)600a，其可以提供三階(甚至更高階)噪聲整形并且進(jìn)一步改進(jìn)分辨率并擴(kuò)寬帶寬。由于其并不是基于逆變器或緩沖器的延時(shí)，因此其非常穩(wěn)定且對(duì)pvt的變化不敏感。功耗相對(duì)低，因?yàn)槠?相較于基于gro的tdc)可以在低頻率中工作。

呈一階誤差反饋方式的δσtdc可以級(jí)聯(lián)為mash1-1-1配置，從而在不存在任何穩(wěn)定性問(wèn)題的情況下實(shí)現(xiàn)三階噪聲整形。與現(xiàn)有技術(shù)相反，這里可以易于通過(guò)將前一級(jí)的量化誤差qerr饋送給下一級(jí)來(lái)構(gòu)造mashδσtdc。級(jí)聯(lián)架構(gòu)的基本概念類似于流水線方案，其中除了數(shù)字結(jié)果以外，每一級(jí)還產(chǎn)生待由后續(xù)級(jí)處理的殘余。mash與單元中的δσ調(diào)制器進(jìn)行相同的工作，其進(jìn)一步向數(shù)字輸出提供量化噪聲作為到下一級(jí)的輸入，如圖6中所示。合適的數(shù)字處理能夠抵消量化噪聲，除了最后一級(jí)中的一個(gè)產(chǎn)生等于由等于所有階數(shù)相加的階數(shù)整形的最后一個(gè)量化噪聲的頻譜的輸出噪聲。因此，輸出信號(hào)表達(dá)為：y＝z^-3tin+(1-z^-1)³qerr3。項(xiàng)z^-3tin通過(guò)圖6中示出的邏輯組合器607產(chǎn)生。換句話說(shuō)，δσtdc的每個(gè)級(jí)將促使延時(shí)z^-1。因此，δσtdc的三個(gè)級(jí)將促使三個(gè)延時(shí)，也就是z^-3。

圖7示出了說(shuō)明根據(jù)實(shí)施形式的進(jìn)行時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法700的示意圖。

方法700包含：701接收時(shí)域輸入信號(hào)；702在時(shí)間寄存器中緩沖第一信號(hào)，所述第一信號(hào)來(lái)源于時(shí)域信號(hào)和反饋信號(hào)；703對(duì)緩沖的第一信號(hào)進(jìn)行時(shí)間量化從而提供數(shù)字輸出信號(hào)；以及704對(duì)數(shù)字輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字-時(shí)間轉(zhuǎn)換從而提供反饋信號(hào)。

數(shù)字輸出信號(hào)可以是時(shí)域輸入信號(hào)的數(shù)字表示。反饋信號(hào)可以是量化誤差信號(hào)。所述方法可以進(jìn)一步包含響應(yīng)于數(shù)字輸出信號(hào)使時(shí)間寄存器的輸出信號(hào)延時(shí)。所述方法可以進(jìn)一步包含組合時(shí)域輸入信號(hào)與反饋信號(hào)以產(chǎn)生修改的時(shí)域輸入信號(hào)。所述方法可以進(jìn)一步包含從時(shí)域輸入信號(hào)中減去反饋信號(hào)從而產(chǎn)生修改的時(shí)域輸入信號(hào)。所述方法可以進(jìn)一步包含將修改的時(shí)域輸入信號(hào)延時(shí)取樣時(shí)鐘的至少一個(gè)周期。時(shí)域輸入信號(hào)可以包含一對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)。所述兩個(gè)輸入信號(hào)可以包含第一數(shù)字時(shí)鐘和第二數(shù)字時(shí)鐘。

時(shí)域輸入信號(hào)的值可以對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)與第二數(shù)字時(shí)鐘的翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差。時(shí)間量化可以產(chǎn)生1.5個(gè)位。時(shí)間量化的分辨率可以是1.5個(gè)位?？梢粤魉€方式執(zhí)行時(shí)間量化。

方法700可以實(shí)施與上文關(guān)于圖1到4和6描述的裝置相同的功能。具體地說(shuō)，方法700可以用于實(shí)現(xiàn)圖5a中所描繪的1.5位的子tdc407的傳遞函數(shù)500a和圖5b中所描繪的1.5bdtc411的傳遞函數(shù)500b。

以上呈現(xiàn)的tdc具有噪聲整形，具體地說(shuō)是，高階噪聲整形特征，其可以通過(guò)探測(cè)cw模式中的rf輸出檢測(cè)到。tdc可以具有常規(guī)的σ-δ結(jié)構(gòu)。以上呈現(xiàn)的tdc可以用于pll中。當(dāng)此類tdc用于pll中時(shí)，頻譜中的噪聲整形可以影響pll帶寬的擴(kuò)寬。

本發(fā)明還支持包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在執(zhí)行時(shí)致使至少一個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行本文中所描述的執(zhí)行和計(jì)算步驟，具體來(lái)說(shuō)是，如上文關(guān)于圖7所描述的方法700以及上文關(guān)于圖1到6所描述的技術(shù)。此類計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包含將程序代碼存儲(chǔ)于其上以供計(jì)算機(jī)使用的可讀存儲(chǔ)媒體。所述程序代碼可以執(zhí)行上文相對(duì)于圖7描述的方法900。

盡管本發(fā)明的特定特征或方面可能已經(jīng)僅結(jié)合幾種實(shí)現(xiàn)方式中的一種進(jìn)行公開(kāi)，但此類特征或方面可以和其他實(shí)現(xiàn)方式中的一個(gè)或多個(gè)特征或方面相結(jié)合，只要對(duì)于任何給定或特定的應(yīng)用是有需要或有利。而且，在一定程度上，術(shù)語(yǔ)“包含”、“有”、“具有”或這些詞的其他變形在詳細(xì)的說(shuō)明書或權(quán)利要求書中使用，這類術(shù)語(yǔ)和所述術(shù)語(yǔ)“包括”是類似的，都是表示包括的含義。同樣，術(shù)語(yǔ)“示例性地”，“例如”僅表示為示例，而不是最好或最佳的?？梢允褂眯g(shù)語(yǔ)“耦合”和“連接”及其派生詞。應(yīng)理解，這些術(shù)語(yǔ)可以用于指示兩個(gè)元件彼此協(xié)作或交互，而不管兩個(gè)元件是直接物理或電氣接觸，還是彼此不直接接觸。

盡管本文中已說(shuō)明和描述了具體方面，但本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解，多種替代和/或等效實(shí)施方案可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下替代所示出和描述的具體方面。本申請(qǐng)旨在覆蓋本文論述的特定方面的任何修改或變更。

盡管所附權(quán)利要求書中的各元素是借助對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽按照特定順序列舉的，除非對(duì)權(quán)利要求的闡述另有暗示用于實(shí)現(xiàn)部分或所有這些元素的特定順序，否則這些元素并不一定限于以所述特定順序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)以上啟示，對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多替代產(chǎn)品、修改及變體是顯而易見(jiàn)的。當(dāng)然，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員容易意識(shí)到除本文所述的應(yīng)用之外，還存在本發(fā)明的眾多其它應(yīng)用。雖然已參考一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，仍可對(duì)本發(fā)明作出許多改變。因此，應(yīng)理解，只要是在所附權(quán)利要求書及其等效文句的范圍內(nèi)，可以用不同于本文具體描述的方式來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。