專利名稱：：自我校正型管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，尤其是關(guān)于可自動(dòng)校正一管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的方法及裝置。
背景技術(shù)：
：一管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(PIPELINEADC)包含了數(shù)字個(gè)轉(zhuǎn)換級，該些轉(zhuǎn)換級包括至少一第一級以及一最終級。除了該最終級之外，每一轉(zhuǎn)換級均具有一接續(xù)級。又除了該第一級之外，每一轉(zhuǎn)換級均具有一先前級。而除了該最終級，每一轉(zhuǎn)換級均執(zhí)行以下功能接收一模擬輸入信號；針對該模擬輸入信號執(zhí)行一粗略模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換(coarseanalog-to-digitalconversion)，以產(chǎn)生一中間數(shù)字石馬(intermediatedigitalcode)；產(chǎn)生一殘余(residual)信號，以代表該模擬輸入信號與一信號電平間的差異，該信號電平是對應(yīng)該中間數(shù)字碼；通過一級間增益系數(shù)(inter-stagegainfactor)放大該殘余信號，以產(chǎn)生一模擬輸出信號，該模擬輸出信號再被傳送至本轉(zhuǎn)換級的接續(xù)級，以作為該接續(xù)級的模擬輸入信號；由該接續(xù)級處接收一數(shù)字輸入碼；以及結(jié)合該數(shù)字輸入碼與該中間數(shù)字碼，以產(chǎn)生一數(shù)字輸出碼，該數(shù)字輸出碼再被傳送至本轉(zhuǎn)換級的先前級(在可行的前提之下)，以作為該先前級的數(shù)字輸入碼。而該最終級則自其先前級處接收一模擬輸入信號，并對該模擬輸入信號執(zhí)行一粗略模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生一數(shù)字輸出碼，該數(shù)字?jǐn)?shù)輸碼再傳送至本最終級的先前級，以作為該先前級的數(shù)字輸入碼。除了該最終級外，對每一轉(zhuǎn)換級而言，由其接續(xù)級處所接收的該數(shù)字輸入碼代表了本轉(zhuǎn)換級所輸出的模擬輸出信號的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的結(jié)果，而該模擬輸出信號輸出至本轉(zhuǎn)換級的接續(xù)級。請注意，當(dāng)一轉(zhuǎn)換級產(chǎn)生該模擬輸出信號，一級間增益系數(shù)的放大效用即被導(dǎo)入，藉此有效地利用該轉(zhuǎn)換級的接續(xù)級的動(dòng)態(tài)范圍(dynamicrange)。因此，當(dāng)一轉(zhuǎn)換級結(jié)合該數(shù)字輸入碼與該中間數(shù)字碼以產(chǎn)生該數(shù)字輸出碼時(shí)，該級間增益系數(shù)(涉及產(chǎn)生該模擬輸出信號以及將該模擬輸出信號傳送至本轉(zhuǎn)換級的接續(xù)級)需被納入考慮。舉例而言，今有一轉(zhuǎn)換級用來執(zhí)行1位模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換，且該轉(zhuǎn)換級具有一標(biāo)稱(nominal)級間增益系數(shù)為2，因此，當(dāng)結(jié)合該數(shù)字輸入碼與該中間數(shù)字碼以產(chǎn)生該輸位輸出碼時(shí)，前述中間數(shù)字碼需依一系數(shù)2來加以縮放，亦或前述數(shù)字輸入碼需依一系數(shù)0.5來加以縮放，藉以補(bǔ)償(offset)該級間增益的效應(yīng)。而若實(shí)際的級間增益系數(shù)偏離(deviate)了該標(biāo)稱級間增益系數(shù)，就會(huì)因?yàn)橛脕矸糯笮盘柕膶?shí)際級間增益系數(shù)與用來結(jié)合數(shù)字輸入碼與中間數(shù)字碼的假設(shè)級間增益系數(shù)間的不匹配，而產(chǎn)生誤差。在許多管線式ADC中，相對于該標(biāo)稱級間增益系數(shù)的偏離(deviation)是引起誤差的一個(gè)主要原因，因此，需要一有效的方法來更正相對于該假設(shè)級間增益系數(shù)的偏離所引起的誤差。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明目的之一在于提出一種管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其方法，以解決上述先前技術(shù)的問題。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包含一第一轉(zhuǎn)換級與一第二轉(zhuǎn)換級。該第一轉(zhuǎn)換級接收一第一模擬信號、一第一數(shù)字碼以及一句柄，并產(chǎn)生一第二模擬信號以及一第二數(shù)字碼。該第二轉(zhuǎn)換級接收該第二模擬信號并產(chǎn)生前述第一數(shù)字碼。該第一轉(zhuǎn)換級進(jìn)一步包含一從屬模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用來依據(jù)前述句柄的擾動(dòng)將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為一中間數(shù)字碼；一從屬數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用來將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為一中間模擬信號；一模擬加總電路，用來自該第一模擬信號減去該中間模擬信號，以產(chǎn)生一殘余模擬信號；一放大器，用來依據(jù)一級間增益系數(shù)放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生前述第二模擬信號；以及一數(shù)字加總電路，用來依據(jù)一權(quán)重系數(shù)來對該中間數(shù)字碼以及該第一數(shù)字碼執(zhí)行一權(quán)重加總，以產(chǎn)生前述第二數(shù)字碼。該第一轉(zhuǎn)換級還包含一適應(yīng)性調(diào)整電路，其用來接收該第二數(shù)字碼以及該句柄，并依據(jù)該第二數(shù)字碼與該句柄間的關(guān)聯(lián)性，來產(chǎn)生該權(quán)重系數(shù)。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法包含以下步驟接收一第一模擬信號；接收一第一數(shù)字碼；接收一句柄；依據(jù)該句柄，將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為一中間數(shù)字碼；將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為一中間模擬信號；自該第一模擬信號減去該中間模擬信號，以產(chǎn)生一殘余模擬信號；依據(jù)一增益系數(shù)來放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生一第二模擬信號；傳送該第二模擬信號至一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其接收并將該第二模擬信號轉(zhuǎn)換為一第一數(shù)字碼；自該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收該第一數(shù)字碼；依據(jù)一權(quán)重系數(shù)，對該中間數(shù)字碼以及該第一數(shù)字碼執(zhí)行一權(quán)重加總，以產(chǎn)生一第二數(shù)字碼；以及依據(jù)該第二數(shù)字碼與該句柄間的關(guān)聯(lián)性，來適應(yīng)性地調(diào)整該權(quán)重系數(shù)。本發(fā)明提供了一種可執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的裝置，用來接收第一模擬信號、第一數(shù)字碼以及句柄，并產(chǎn)生第二模擬信號以及第二數(shù)字碼，該裝置包含從屬模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用來依據(jù)該句柄的擾動(dòng)，將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為中間數(shù)字碼；從屬數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用來將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為中間模擬信號；模擬加總電路，用來依據(jù)該第一模擬信號以及該中間模擬信號，產(chǎn)生殘余模擬信號；放大器，用來依據(jù)一級間增益系數(shù)，放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生該第二模擬信號；數(shù)字加總電路，用來依據(jù)權(quán)重系數(shù)，對該中間數(shù)字碼以及該第一數(shù)字碼執(zhí)行權(quán)重加總，以產(chǎn)生該第二數(shù)字碼；以及適應(yīng)性調(diào)整電路，用來接收該第二數(shù)字碼以及該句柄，并依據(jù)該句柄與該第二數(shù)字碼間的關(guān)聯(lián)性，產(chǎn)生該權(quán)重系數(shù)。本發(fā)明還提供了一種執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，該方法包含接收第一模擬信號；接收句柄；依據(jù)該句柄，將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為中間數(shù)字碼；將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為中間模擬信號；依據(jù)該第一模擬信號以及該中間模擬信號，產(chǎn)生殘余模擬信號；依據(jù)增益系數(shù)，放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生第二模擬信號；將該第二模擬信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字碼；依據(jù)權(quán)重系數(shù)，對該中間數(shù)字碼與該第一數(shù)字碼執(zhí)行權(quán)重加總，以產(chǎn)生第二數(shù)字碼；以及依據(jù)該第二數(shù)字碼與該句柄間的關(guān)聯(lián)性，適應(yīng)性地調(diào)整該權(quán)數(shù)系數(shù)。本發(fā)明還提供了一種管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置包含有轉(zhuǎn)換級以及接續(xù)級，其中，該轉(zhuǎn)換級包括有從屬模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用來依據(jù)該句柄的擾動(dòng)，將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為中間數(shù)字碼；從屬數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用來將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為中間模擬信號；模擬加總電路，用來依據(jù)該第一模擬信號以及該中間模擬信號，產(chǎn)生殘余模擬信號；放大器，用來依據(jù)一級間增益系數(shù)，放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生該第二模擬信號，其中，該接續(xù)級依據(jù)該第二模擬信號以產(chǎn)生第一數(shù)字碼；數(shù)字加總電路，用來依據(jù)權(quán)重系數(shù)，對該中間數(shù)字碼以及該第一數(shù)字碼執(zhí)行權(quán)重加總，以產(chǎn)生該第二數(shù)字碼；以及適應(yīng)性調(diào)整電路，用來接收該第二數(shù)字碼以及該句柄，并依據(jù)該句柄與該第二數(shù)字碼間的關(guān)聯(lián)性，產(chǎn)生該權(quán)重系數(shù)。通過閱讀以下本發(fā)明的實(shí)施例說明以及參照各圖式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。圖1是依據(jù)本發(fā)明的各個(gè)不同實(shí)施例所顯示的一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器。圖2顯示用于圖1的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的一從屬ADC。[主要元件標(biāo)號說明]<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具體實(shí)施例方式本發(fā)明主張美國暫時(shí)申請案(申請案號61/157，898)的國際優(yōu)先權(quán)，該暫時(shí)申請案的申請日為2009年03月05日，名稱為「自我校正型管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其方法(Self-calibratingpipelineADCandmethodthereof)」。且該暫時(shí)申請案的內(nèi)容為本發(fā)明所引用參考。請參酌本發(fā)明圖式以閱讀底下的詳細(xì)說明，其中本發(fā)明圖式是以舉例說明的方式，來介紹本發(fā)明各種不同的實(shí)施例，并供了解如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供了充足的內(nèi)容，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員來實(shí)施本發(fā)明所揭露的實(shí)施例，或?qū)嵤┮辣景l(fā)明所揭露的內(nèi)容所衍生的實(shí)施例。須注意的是，該些實(shí)施例彼此間并不互斥，且部分實(shí)施例可與其它一或多個(gè)實(shí)施例作適當(dāng)結(jié)合，以形成新的實(shí)施例，亦即本發(fā)明的實(shí)施并不局限于以下所揭露的實(shí)施例。本發(fā)明各實(shí)施例是揭露一管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(pipelineanalog-to-digitalconverter；以下模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器將簡稱為ADC)。該管線式ADC包含一第一轉(zhuǎn)換級與一第二轉(zhuǎn)換級。該第一轉(zhuǎn)換級接收一第一模擬信號、一第一數(shù)字碼以及一句柄，并產(chǎn)生一第二模擬信號以及一第二數(shù)字碼。該第二轉(zhuǎn)換級接收該第二模擬信號并產(chǎn)生前述第一數(shù)字碼。該第一轉(zhuǎn)換級進(jìn)一步包含一從屬ADC，用來依據(jù)前述句柄的擾動(dòng)(perturbation)將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為一中間數(shù)字碼(intermediatedigitalcode)；一從屬數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(簡稱DAC)，用來將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為一中間模擬信號(intermediateanalogsignal)；一模擬加總電路，用來自該第一模擬信號減去該中間模擬信號，以產(chǎn)生一殘余模擬信號(residualanalogsignal)；一放大器，用來依據(jù)一級間增益系數(shù)(inter-stagegainfactor)放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生前述第二模擬信號；以及一數(shù)字加總電路，用來依據(jù)一權(quán)重系數(shù)(weightingfactor)來對該中間數(shù)字碼以及該第一數(shù)字碼執(zhí)行一權(quán)重加總(weightedsum)，以產(chǎn)生前述第二數(shù)字碼。該第一轉(zhuǎn)換級還包含一適應(yīng)性調(diào)整電路，其用來接收該第二數(shù)字碼以及該句柄，并依據(jù)該第二數(shù)字碼與該句柄間的關(guān)聯(lián)性，來產(chǎn)生該權(quán)重系數(shù)。本發(fā)明的各實(shí)施例還揭露一執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，該方法包含以下步驟接收一第一模擬信號；接收一第一數(shù)字碼；接收一句柄；依據(jù)該句柄，將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為一中間數(shù)字碼；將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為一中間模擬信號；自該第一模擬信號減去該中間模擬信號，以產(chǎn)生一殘余模擬信號；依據(jù)一增益系數(shù)來放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生一第二模擬信號；傳送該第二模擬信號至一ADC，該ADC接收并將該第二模擬信號轉(zhuǎn)換為一第一數(shù)字碼；自該ADC接收該第一數(shù)字碼；依據(jù)一權(quán)重系數(shù)，對該中間數(shù)字碼以及該第一數(shù)字碼執(zhí)行一權(quán)重加總，以產(chǎn)生一第二數(shù)字碼；以及依據(jù)該第二數(shù)字碼與該句柄間的關(guān)聯(lián)性，來適應(yīng)性地調(diào)整該權(quán)重系數(shù)。圖1是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的一管線式ADC100的功能方塊圖。管線式ADC100包含一轉(zhuǎn)換級110與一接續(xù)級120。該轉(zhuǎn)換級110自一先前電路(未顯示于圖1中)接收一第一模擬信號χ；另自該接續(xù)級120接收一第一數(shù)字碼R；并接收一句柄C，以產(chǎn)生一第二模擬信號r以及一第二數(shù)字碼X。該接續(xù)級120接收該第二模擬信號r并將其轉(zhuǎn)換為前述第一數(shù)字碼R。另外，該轉(zhuǎn)換級110進(jìn)一步包含一從屬ADC111，用來依據(jù)該句柄C的控制，將該第一模擬信號χ轉(zhuǎn)換為一中間數(shù)字碼D；—從屬DAC112，用來將該中間數(shù)字碼D轉(zhuǎn)換為一中間模擬信號d；—模擬加總電路113，用來自該第一模擬信號χ減去該中間模擬信號d，以產(chǎn)生一殘余模擬信號e；—放大器114，用來依據(jù)一級間增益系數(shù)G，來放大該殘余模擬信號e，以產(chǎn)生前述第二模擬信號r；以及一數(shù)字權(quán)重加總電路116，用來依據(jù)一權(quán)重系數(shù)W，對該中間數(shù)字碼D以及該第一數(shù)字碼R執(zhí)行一權(quán)重加總，以產(chǎn)生前述第二數(shù)字碼X。此外，該轉(zhuǎn)換級110還包含一適應(yīng)性調(diào)整電路115，其用來接收該第二數(shù)字碼X以及該句柄C，并依據(jù)該句柄C以及該第二數(shù)字碼X間的關(guān)聯(lián)性，來產(chǎn)生前述權(quán)重系數(shù)W。以下所介紹的數(shù)學(xué)模式，是用來幫助了解本發(fā)明。從屬ADC111的模式建構(gòu)可視為加入一量化誤差q(C)，且該量化誤差q(C)是句柄C的函數(shù)。亦即D=x+q(C)(1)從屬DAC112的模式建構(gòu)可視為一單增益元件，亦即D=d。模擬加總電路113執(zhí)行一加總功能e=x-d=x_D=-q(C)(2)放大器114執(zhí)行一乘法功能，亦即r=GXe=-GXq(C)。接續(xù)級120將r轉(zhuǎn)換為R，且其模式建構(gòu)可視為加入一量化噪聲，亦即R=r+n,其中η是一量化誤差。數(shù)字權(quán)重加總電路116執(zhí)行底下式(3)所示的權(quán)重加總功能X=D+WXR=D+WX(r+n)=D-ffXGXq(C)+WXn(3)結(jié)合式(1)與式(3)，可以得到式(4)如下所示X=χ+(I-WXG)Xq(C)+WXn.(4)請注意在實(shí)際的實(shí)施中，對前述中間數(shù)字碼D而言，在其行經(jīng)(traversethrough)該從屬DAC112、模擬加總電路113、放大器114及接續(xù)級120以產(chǎn)生該第一數(shù)字碼R時(shí)，會(huì)有延遲(latency)。因此，當(dāng)執(zhí)行該權(quán)重加總功能時(shí)，須注意在該中間數(shù)字碼D與WXR相加前，插入一特定延遲(delay)至該中間數(shù)字碼D，藉此確保延遲后的中間數(shù)字碼D與WXR在時(shí)間上同步，若非如此，該權(quán)重加總的結(jié)果可能會(huì)是錯(cuò)誤的。前述適應(yīng)性調(diào)整電路115的目的是以一閉回路的方式來調(diào)整權(quán)重系數(shù)W，藉此達(dá)至|」1><(；=ι的狀態(tài)。當(dāng)達(dá)到WXG=ι的狀態(tài)時(shí)，前述式⑷可進(jìn)一步簡化為式(5)，如下所示X=x+WXn(5)式(5)是指出該第二數(shù)字碼X等同于該第一模擬信號X，除了尚有一誤差項(xiàng)WXn。該誤差項(xiàng)WXn為一附加噪聲(additivenoise)(其導(dǎo)因于該接續(xù)級120只能以有限的精確性來執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換)，與該第一模擬信號χ以及該句柄C無關(guān)，一如式(4)所示。該適應(yīng)性調(diào)整電路115調(diào)整前述權(quán)重系數(shù)W，藉以最小化該句柄C與該第二數(shù)字碼X間的關(guān)聯(lián)性。至于用來調(diào)整權(quán)重系數(shù)W的表達(dá)式則如后述。圖2顯示一ADC200，其是適合用來實(shí)施圖1的從屬ADC111。ADC200包含多個(gè)比較器(201、202以及以此類推)與一加總電路210。每一比較器比較該第一模擬信號χ與一參考電平(Fef^ref2以及以此類推)，并輸出一二進(jìn)制決定值(binarydecision)(D1,D2以及以此類推)，該二進(jìn)制決定值可為1(當(dāng)χ高于各自的參考電平(respectivereferencelevel))或0(當(dāng)χ不高于各自的參考電平)。加總電路210則加總由所有比較器(201、202以及以此類推)所傳來的二進(jìn)制決定值(D1J2以及以此類推)，以產(chǎn)生前述中間數(shù)字碼D。再者，每一比較器是進(jìn)一步地由前述句柄C所控制。于一實(shí)施例中，該句柄C為一二進(jìn)制序列(binarysequence)，可為1或-I。當(dāng)C為1(_1)時(shí)，一正向(負(fù)向)補(bǔ)償(offset)被導(dǎo)入至各自的參考電平，以供所有比較器使用，且理所當(dāng)然地該數(shù)字碼D在統(tǒng)計(jì)概念上(statisticalsense)會(huì)趨向于較低(較高)，如同式(1)所示。此外，如同式(4)所示若(I-WXG)>0，當(dāng)q(C)傾向于較低(較高)時(shí)，X將傾向于較低(較高)；而在另一方面，倘若(I-WXG)<0，X，當(dāng)q(C)傾向于較低(較高)時(shí)，X將傾向于較高(較低)。承上所述，若C為1(_1)且X傾向于較低(較高)時(shí)，此情形指出了(I-WXG)>0，則前述權(quán)重系數(shù)W過小而需要被增加。但在另一方面，若C為1(-1)且X傾向于較高(較低)時(shí)，此情形指出了(I-WXG)<0，則前述權(quán)重系數(shù)W過大而需要被減少。又于一實(shí)施例中，該句柄C是一虛擬隨機(jī)數(shù)二進(jìn)制序列(pseudo-randombinarysequence)，其實(shí)質(zhì)上均等地為1或一1(substantiallyequallylikelytobelor_l)。而于一替代實(shí)施例中，該句柄C是一二進(jìn)制序列，并交替地為1與-1。于一通常的實(shí)施例中，該句柄C實(shí)質(zhì)上均等地為1或-1，該權(quán)重系數(shù)W是依底下式(6)來加以調(diào)整W(new)=W(old)-yXXXC.(6)上式中，μ是一適應(yīng)性調(diào)整的梯度(adaptiongradient)0當(dāng)μ較小時(shí)，該適應(yīng)性調(diào)整的速度較慢，但噪聲較少，且較可能會(huì)收斂。而當(dāng)μ較大，該適應(yīng)性調(diào)整的速度較快，但噪聲較多，且較可能會(huì)發(fā)散。于一示范實(shí)施例中一11位模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換應(yīng)用于一管線式ADC100，其中該第一模擬信號χ被歸一化(normalized)于區(qū)間[_1，1]中；該從屬ADC111則是一1.5位ADC(其中該中間數(shù)字碼D為0、1及2的其中之一，且D的最小重要性位(leastsignificantbit)是依據(jù)一歸一化系數(shù)2—1來作加權(quán))，且?guī)в卸€(gè)標(biāo)稱參考電平-0.25與0.25，其是用于該從屬ADC111中的二個(gè)比較器；當(dāng)該句柄C為1(-1)時(shí)，依據(jù)0.2(-0.2)來補(bǔ)償該二參考電平；該標(biāo)稱級間增益G為2；該初始及標(biāo)稱權(quán)重系數(shù)W為2—1；該接續(xù)級120是一10位ADC(其中該第一數(shù)字碼R為0、1、2、...與1023的其中之一，且R的最小重要性位是依據(jù)一正規(guī)化系數(shù)2,來作加權(quán))；以及該μ的值是介于2_16及2_13之間，是決定于收斂速度與適應(yīng)性調(diào)整的噪聲間的取舍。于一實(shí)施例中，為求減少適應(yīng)性調(diào)整的噪聲，該適應(yīng)性調(diào)整只有在X處于一特定區(qū)間的范圍內(nèi)時(shí)(withintheneighborhoodofaregion)才會(huì)加以執(zhí)行，其中該特定區(qū)間的范圍與句柄C所導(dǎo)致的擾動(dòng)可能有所相關(guān)。舉例來說，只有當(dāng)X靠近該二個(gè)標(biāo)稱參考電平(0.25及-0.25)時(shí)，C才可能有所相關(guān)，如前所述，該二個(gè)標(biāo)稱參考電平為從屬ADC111所用。于一實(shí)施例中，對該權(quán)重系數(shù)W的適應(yīng)性調(diào)整是持續(xù)地被執(zhí)行，藉此確保前述級間增益誤差可隨時(shí)被追蹤更正。又于一實(shí)施例中，對該權(quán)重系數(shù)W的適應(yīng)性調(diào)整只會(huì)間歇地被執(zhí)行。另于一實(shí)施例中，對該權(quán)重系數(shù)W的適應(yīng)性調(diào)整是依據(jù)系統(tǒng)啟動(dòng)(systemstart-up)被執(zhí)行，而于系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)并無任何有意義的模擬輸入信號待處理，再者，于此例中，該第一模擬輸入信號被一固定電平所取代(對上開實(shí)施例而言，該固定電平例如0.25或-0.25)。前述的從屬DAC112、模擬加總電路113以及放大器114屬本
技術(shù)領(lǐng)域：
所周知的技術(shù)，故于此不再詳加說明。于一較佳實(shí)施例中，該些功能方塊均可透過切換式電容電路來加以實(shí)施。接續(xù)級120執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換。從轉(zhuǎn)換級110的觀點(diǎn)而言，該接續(xù)級120為接收該第二模擬信號r以及送出該第一數(shù)字碼R的功能方塊，其中數(shù)字碼R代表了對模擬信號r作模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。再者，該接續(xù)級120的實(shí)施細(xì)節(jié)并非本發(fā)明所問(irrelevant)，只要其模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換功能能夠?qū)崿F(xiàn)，且相關(guān)聯(lián)的延遲(latency)為已知即可。于一實(shí)施例中，該接收續(xù)120是相似于該轉(zhuǎn)換級110，于此例中，接續(xù)級120仍擁有其自己的接續(xù)級。又于一實(shí)施例中，一管線式ADC包含了多級前級與多級后級，其中所有的前級于功能上均近似于該轉(zhuǎn)換級110，于此例中，對每一收斂級的權(quán)重系數(shù)W的適應(yīng)性調(diào)整是由最后一個(gè)前級開始，再逐漸延伸至其余在先的前級。舉例而言，如果有四級前級，適應(yīng)性調(diào)整是從第四級開始，等到第四級的適應(yīng)性調(diào)整收斂后，第三級即開始其適應(yīng)性調(diào)整以得到它的權(quán)重系數(shù)(foritsweightingfactor)，而在第三級的適應(yīng)性調(diào)整收斂后，第二級再開始其適應(yīng)性整來得到它的權(quán)重系數(shù)，接著再以此類推。于一實(shí)施例中，前述收斂狀態(tài)的達(dá)成是通過設(shè)定一時(shí)間結(jié)束期間(time-outperiod)，其中該期間須夠長以確保能夠收斂。而于一替代實(shí)施例中，前述收斂狀態(tài)的達(dá)成是通過檢測出該權(quán)重系數(shù)并無大幅變化。前述適應(yīng)性調(diào)整的式(6)所代表的范例為依據(jù)句柄C與第二數(shù)字碼X間的關(guān)聯(lián)性，來適應(yīng)性地調(diào)整權(quán)重系數(shù)W。然而，其余適應(yīng)性調(diào)整的式子亦可為本發(fā)明所采用，只要當(dāng)檢測到句柄C與第二數(shù)字碼X間為正(負(fù))相關(guān)時(shí)，相對應(yīng)地減少(增加)該權(quán)重系數(shù)W即可。亦即，任何與本發(fā)明揭露相關(guān)的變化實(shí)施例，只要其是依據(jù)句柄C以及第二數(shù)字碼X間的關(guān)聯(lián)性來調(diào)整權(quán)重系數(shù)者，均屬本發(fā)明所欲涵蓋的發(fā)明范圍，其中該句柄C是在一管線式ADC的轉(zhuǎn)換級中，用來控制模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的擾動(dòng)。本發(fā)明的主旨是基于如下認(rèn)知(請參照式(4))只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該權(quán)重系數(shù)W(藉此使得W等于級間增益G的倒數(shù)(reciprocal))，對該從屬ADC的擾動(dòng)(導(dǎo)因于句柄C)就不致影響該第二數(shù)字碼X的結(jié)果；而當(dāng)導(dǎo)因于句柄C的擾動(dòng)對該第二數(shù)字碼X的結(jié)果造成了改變(從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)而言)，即可依據(jù)句柄C與第二數(shù)字碼X間的關(guān)聯(lián)性來對該權(quán)重系數(shù)W加以調(diào)整，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不違背本發(fā)明的主旨下，依據(jù)本發(fā)明的揭露，對本發(fā)明的實(shí)施作均等變化與修飾。以上所述者，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以上述內(nèi)容限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明權(quán)利要求涵蓋的范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種可執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的裝置，用來接收第一模擬信號、第一數(shù)字碼以及句柄，并產(chǎn)生第二模擬信號以及第二數(shù)字碼，該裝置包含從屬模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用來依據(jù)該句柄的擾動(dòng)，將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為中間數(shù)字碼；從屬數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用來將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為中間模擬信號；模擬加總電路，用來依據(jù)該第一模擬信號以及該中間模擬信號，產(chǎn)生殘余模擬信號；放大器，用來依據(jù)一級間增益系數(shù)，放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生該第二模擬信號；數(shù)字加總電路，用來依據(jù)權(quán)重系數(shù)，對該中間數(shù)字碼以及該第一數(shù)字碼執(zhí)行權(quán)重加總，以產(chǎn)生該第二數(shù)字碼；以及適應(yīng)性調(diào)整電路，用來接收該第二數(shù)字碼以及該句柄，并依據(jù)該句柄與該第二數(shù)字碼間的關(guān)聯(lián)性，產(chǎn)生該權(quán)重系數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括有模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以接收以及轉(zhuǎn)換該第二模擬信號以輸出該第一數(shù)字碼。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中該句柄為二位序列，該二進(jìn)制序列包括有第一控制數(shù)值以及第二控制數(shù)值，該第一控制數(shù)值以及該第二控制數(shù)值的數(shù)量實(shí)質(zhì)上接近或相寸。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中該從屬模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括有比較電路，比較該第一模擬信號以及參考電平以產(chǎn)生比較結(jié)果，該比較結(jié)果為第一邏輯值或第二邏輯值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，當(dāng)該句柄是該第一控制數(shù)值時(shí)，該句柄擾動(dòng)該比較電路以致于該比較結(jié)果更接近于該第二邏輯值；當(dāng)該句柄是該第二控制數(shù)值時(shí)，該句柄擾動(dòng)該比較電路以致于該比較結(jié)果更接近于該第一邏輯值。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，該權(quán)重系數(shù)僅當(dāng)該第二數(shù)字碼落入一特定區(qū)間時(shí)會(huì)被調(diào)整，其中，該特定區(qū)間為相對應(yīng)模擬信號的電平接近該參考電平。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，當(dāng)該句柄為該第一控制數(shù)值時(shí)，增大該比較電路的參考電平；以及當(dāng)該句柄為該第二控制數(shù)值時(shí)，減小該比較電路的該參考電平。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，當(dāng)該句柄是該第一控制數(shù)值時(shí)，該中間數(shù)字碼的值在統(tǒng)計(jì)概念上會(huì)趨向于較低；當(dāng)該句柄是該第二控制數(shù)值時(shí)，該中間數(shù)字碼的值在統(tǒng)計(jì)概念上會(huì)趨向于較高。9.一種執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，該方法包含接收第一模擬信號；接收句柄；依據(jù)該句柄，將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為中間數(shù)字碼；將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為中間模擬信號；依據(jù)該第一模擬信號以及該中間模擬信號，產(chǎn)生殘余模擬信號；依據(jù)增益系數(shù)，放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生第二模擬信號；將該第二模擬信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字碼；依據(jù)權(quán)重系數(shù)，對該中間數(shù)字碼與該第一數(shù)字碼執(zhí)行權(quán)重加總，以產(chǎn)生第二數(shù)字碼；以及依據(jù)該第二數(shù)字碼與該句柄間的關(guān)聯(lián)性，適應(yīng)性地調(diào)整該權(quán)數(shù)系數(shù)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中該句柄為二位序列，該二進(jìn)制序列包括有第一控制數(shù)值以及第二控制數(shù)值，該第一控制數(shù)值以及該第二控制數(shù)值的數(shù)量實(shí)質(zhì)上接近或相寸。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，當(dāng)該句柄是該第一控制數(shù)值時(shí)，該中間數(shù)字碼的值在統(tǒng)計(jì)概念上會(huì)趨向于較低；當(dāng)該句柄是該第二控制數(shù)值時(shí)，該中間數(shù)字碼的值在統(tǒng)計(jì)概念上會(huì)趨向于較高。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，利用模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為該中間數(shù)字碼，該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括有比較器，其中，在將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為中間數(shù)字碼的步驟上還包括有當(dāng)該句柄為該第一控制數(shù)值時(shí)，增大該比較器的參考電平；以及當(dāng)該句柄為該第二控制數(shù)值時(shí)，減小該比較器的該參考電平。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在調(diào)整該權(quán)數(shù)系數(shù)的步驟上還包括有僅當(dāng)該第二數(shù)字碼落入一特定區(qū)間時(shí)，該權(quán)重系數(shù)會(huì)被調(diào)整；其中，該特定區(qū)間為一相對應(yīng)模擬信號的電平接近該參考電平。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在將該第二模擬信號轉(zhuǎn)換為該第一數(shù)字碼的步驟還包括有將該第二模擬信號傳送至模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收并將該第二模擬信號轉(zhuǎn)換為該第一數(shù)字碼。15.一種管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置包含有轉(zhuǎn)換級以及接續(xù)級，其中，該轉(zhuǎn)換級包括有從屬模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用來依據(jù)該句柄的擾動(dòng)，將該第一模擬信號轉(zhuǎn)換為中間數(shù)字碼；從屬數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用來將該中間數(shù)字碼轉(zhuǎn)換為中間模擬信號；模擬加總電路，用來依據(jù)該第一模擬信號以及該中間模擬信號，產(chǎn)生殘余模擬信號；放大器，用來依據(jù)一級間增益系數(shù)，放大該殘余模擬信號，以產(chǎn)生該第二模擬信號，其中，該接續(xù)級依據(jù)該第二模擬信號以產(chǎn)生第一數(shù)字碼；數(shù)字加總電路，用來依據(jù)權(quán)重系數(shù)，對該中間數(shù)字碼以及該第一數(shù)字碼執(zhí)行權(quán)重加總，以產(chǎn)生該第二數(shù)字碼；以及適應(yīng)性調(diào)整電路，用來接收該第二數(shù)字碼以及該句柄，并依據(jù)該句柄與該第二數(shù)字碼間的關(guān)聯(lián)性，產(chǎn)生該權(quán)重系數(shù)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)換裝置，其中，該句柄為二位序列，該二進(jìn)制序列包括有第一控制數(shù)值以及第二控制數(shù)值，該第一控制數(shù)值以及該第二控制數(shù)值的數(shù)量實(shí)質(zhì)上接近或相等。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)換裝置，其中該從屬模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括有比較電路，比較該第一模擬信號以及一參考電平以產(chǎn)生比較結(jié)果，該比較結(jié)果為第一邏輯值或第二邏輯值。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)換裝置，其中，當(dāng)該句柄是該第一控制數(shù)值時(shí)，該句柄擾動(dòng)該比較電路以致于該比較結(jié)果更接近于該第二邏輯值；當(dāng)該句柄是該第二控制數(shù)值時(shí)，該句柄擾動(dòng)該比較電路以致于該比較結(jié)果更接近于該第一邏輯值。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，該權(quán)重系數(shù)僅當(dāng)該第二數(shù)字碼落入一特定區(qū)間時(shí)會(huì)被調(diào)整，其中，該特定區(qū)間為一相對應(yīng)模擬信號的電平接近該參考電平。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，當(dāng)該句柄是該第一控制數(shù)值時(shí)，該中間數(shù)字碼的值在統(tǒng)計(jì)概念上會(huì)趨向于較低；當(dāng)該句柄是該第二控制數(shù)值時(shí)，該中間數(shù)字碼的值在統(tǒng)計(jì)概念上會(huì)趨向于較高。全文摘要本發(fā)明是關(guān)于校正一管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換級的級間增益，前述校正是通過施予擾動(dòng)于該轉(zhuǎn)換級內(nèi)部的一從屬模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以及以閉回路的方式來調(diào)整一增益系數(shù)，藉此使得一轉(zhuǎn)換輸出實(shí)質(zhì)上不受該擾動(dòng)影響。文檔編號H03M1/18GK101826875SQ20091025346公開日2010年9月8日申請日期2009年12月16日優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日發(fā)明者林嘉亮申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司