專(zhuān)利名稱(chēng)：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及其相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog-to-digital converter)，特別是關(guān)于一種用于數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)(data readout system)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
由于時(shí)常需要將大量的信息從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，高速的模數(shù)轉(zhuǎn)換器在現(xiàn)今的電路設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的一席之地，例如快閃式模數(shù)轉(zhuǎn)換器(flash analog-to-digital converter)就常用于快速地將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)?？扉W式模數(shù)轉(zhuǎn)換器是利用平行操作來(lái)達(dá)到高速轉(zhuǎn)換。一般η位的快閃式模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要同時(shí)使用 2η-1個(gè)比較器來(lái)產(chǎn)生比較結(jié)果，再將比較結(jié)果編碼成η位的數(shù)字輸出。然而，比較器所占用的芯片面積龐大，且當(dāng)需求的分辨率越高時(shí)，所需要的芯片面積就越大。對(duì)數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng) (例如光驅(qū))而言，大量的數(shù)據(jù)需要快速且可靠地從光盤(pán)中被讀取出來(lái)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。 使用很多比較器固然可增加數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的分辨率及正確性，但也會(huì)占用芯片面積且提高成本，因此，發(fā)展可具備高正確性、高速度但維持小面積及低成本的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是有需要的。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述具備高準(zhǔn)確性與高速度的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)中比較器占用面積大的問(wèn)題， 本發(fā)明提供一種模數(shù)轉(zhuǎn)換的分辨率為非線(xiàn)性的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)讀取方法，其中模擬輸入信號(hào)中載有大部分信息的區(qū)間以較高分辨率進(jìn)行量化，而載有較少信息的區(qū)間則以較低分辨率進(jìn)行量化，以減少數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)中比較器的數(shù)量并同時(shí)維持正確度。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其提供一種數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，通過(guò)讀取頭從光盤(pán)讀取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)包含有用來(lái)產(chǎn)生多個(gè)參考電壓電平的參考電壓?jiǎn)卧?、用?lái)將讀取頭所輸出的模擬信號(hào)與參考電壓電平進(jìn)行比較的多個(gè)比較器，以及將比較器的比較結(jié)果編碼成數(shù)字信號(hào)的編碼模塊，其中參考電壓?jiǎn)卧a(chǎn)生的多個(gè)參考電壓電平中，至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同。參考電壓產(chǎn)生單元包含阻抗串，阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值。所述數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)具有大致為線(xiàn)性的轉(zhuǎn)換曲線(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其提供一種模擬輸入信號(hào)處理方法。該方法包含有提供由阻抗串所產(chǎn)生的多個(gè)參考電壓電平，依電壓電平排列成一鏈(chain)，其中至少兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值，接著比較模擬輸入信號(hào)與參考電壓電平以產(chǎn)生比較結(jié)果。然后對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行編碼以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。其中，所述數(shù)字信號(hào)與所述模擬輸入信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換曲線(xiàn)大致為線(xiàn)性。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其提供一種將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的方法。該方法包含有提供非線(xiàn)性的數(shù)值轉(zhuǎn)換特性，存取儲(chǔ)存裝置以產(chǎn)生模擬輸入信號(hào)，根據(jù)該非線(xiàn)性的數(shù)值轉(zhuǎn)換特性將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)，以及將輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其提供一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包含有用來(lái)產(chǎn)生多個(gè)參考電壓電平的參考電壓?jiǎn)卧?，以及用?lái)比較參考電壓電平以及模擬輸入信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果的多個(gè)比較器，其中至少兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，參考電壓?jiǎn)卧杩勾?，阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有大致為線(xiàn)性的轉(zhuǎn)換曲線(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其提供一種讀取數(shù)據(jù)的方法。該方法包含有提供由阻抗串所產(chǎn)生的多個(gè)參考電壓電平，依電壓電平排列成一鏈，其中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同以定義出至少一對(duì)應(yīng)于第一轉(zhuǎn)換分辨率的第一區(qū)間，以及對(duì)應(yīng)于第二轉(zhuǎn)換分辨率的第二區(qū)間，其中第二轉(zhuǎn)換分辨率不同于第一轉(zhuǎn)換分辨率，阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值；通過(guò)存取儲(chǔ)存裝置來(lái)產(chǎn)生模擬輸入信號(hào)；調(diào)整模擬輸入信號(hào)以使模擬輸入信號(hào)的至少一部分落入第一區(qū)間或第二區(qū)間內(nèi)；比較模擬輸入信號(hào)以及多個(gè)參考電壓電平以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果，以及根據(jù)多個(gè)比較結(jié)果產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，其中所述數(shù)字信號(hào)與所述模擬輸入信號(hào)具有大致為線(xiàn)性的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其提供一種具有非線(xiàn)性分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包含有非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器。非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路具有非線(xiàn)性的數(shù)值轉(zhuǎn)換特性，用來(lái)將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)，其中模擬輸入信號(hào)是通過(guò)存取儲(chǔ)存裝置所產(chǎn)生。模數(shù)轉(zhuǎn)換器，耦接于非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路，用來(lái)將非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其提供一種數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，通過(guò)讀取頭從光盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)包含有參考電壓?jiǎn)卧?，用?lái)產(chǎn)生多個(gè)參考電壓電平，其中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，其中，參考電壓?jiǎn)卧獮殡娮桄?，電阻鏈包含具有不同電阻值的電阻，電阻鏈中位于中心部分的電阻的阻抗值小于電阻鏈中位于外?cè)部分的電阻的阻抗值；多個(gè)比較器，用來(lái)比較多個(gè)參考電壓電平以及讀取頭所輸出的模擬輸入信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果；以及編碼模塊，用來(lái)將多個(gè)比較結(jié)果編碼成數(shù)字信號(hào)，其中所述數(shù)據(jù)信號(hào)與所述模擬輸入信號(hào)具有大致為線(xiàn)性的轉(zhuǎn)換關(guān)系。其中，電阻鏈的不同電阻值用于使能編碼模塊，以便對(duì)讀取的數(shù)據(jù)中的第一區(qū)間以第一分辨率將多個(gè)比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以及對(duì)讀取的所述數(shù)據(jù)中的第二區(qū)間以第二分辨率將多個(gè)比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、具有非線(xiàn)性分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)、處理模擬輸入信號(hào)的方法、將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的方法及數(shù)據(jù)讀取方法通過(guò)比較參考電壓電平與模擬輸入信號(hào)，將模擬輸入信號(hào)中載有較多信息的區(qū)間用較高分辨率量化，從而達(dá)到了使模數(shù)轉(zhuǎn)換電路具備高正確性、高速度但維持小面積及低成本的效果。


圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的一實(shí)施方式的示意圖。
圖2為圖1所示的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一實(shí)施方式的示意圖。圖3為本發(fā)明具有非線(xiàn)性分辨率的7位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換函數(shù)的一實(shí)施方式示意圖。圖4顯示具有以及不具有非線(xiàn)性量化特性的7位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出碼的一實(shí)施方式。圖5顯示信號(hào)調(diào)整前后的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入范圍。圖6為本發(fā)明從儲(chǔ)存裝置讀取數(shù)據(jù)的一實(shí)施方式的流程圖。圖7為本發(fā)明數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的示意圖。圖8為本發(fā)明從儲(chǔ)存裝置讀取數(shù)據(jù)的另一實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式在說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱(chēng)特定的組件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來(lái)稱(chēng)呼同一個(gè)組件。本說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求并不以名稱(chēng)的差異作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為開(kāi)放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。 以外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過(guò)其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。請(qǐng)同時(shí)參考圖1以及圖2，圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)10的一實(shí)施方式的示意圖， 而圖2為圖1中模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog-to-digital converter) 18的一實(shí)施方式的示意圖。 數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)10包含有讀取頭12、信號(hào)調(diào)整電路14、轉(zhuǎn)換電路16、非線(xiàn)性分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器18，以及處理器20。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器18如圖2所示，包含有參考電壓?jiǎn)卧?83、多個(gè)比較器182，以及耦接于各比較器182的輸出端185的編碼模塊184。參考電壓?jiǎn)卧?83產(chǎn)生多個(gè)參考電壓電平。在本實(shí)施方式中，參考電壓?jiǎn)卧?83以包含有串接在第一參考電壓電平V1及第二參考電壓電平V2之間的多個(gè)電阻的參考電壓產(chǎn)生電路(reference ladder) 來(lái)實(shí)作。然而在其它實(shí)施方式中，參考電壓?jiǎn)卧?83也可采用電阻以外的組件實(shí)作，例如以電容以及電阻來(lái)形成參考電壓?jiǎn)卧?83。每個(gè)比較器182均包含用來(lái)自轉(zhuǎn)換電路16接收模擬輸入信號(hào)的輸入端186、用來(lái)接收參考電壓的參考端187，以及用來(lái)輸出模擬輸入信號(hào)與參考電壓的比較結(jié)果的輸出端185。多個(gè)電阻分別耦接至比較器182的參考端187以產(chǎn)生不同的參考電壓，且上述多個(gè)電阻的阻抗值并不完全相同，因此可定義出至少一第一區(qū)間， 對(duì)應(yīng)于第一轉(zhuǎn)換分辨率，以及第二區(qū)間，對(duì)應(yīng)于與第一轉(zhuǎn)換分辨率不同的第二轉(zhuǎn)換分辨率。 編碼模塊184則根據(jù)比較器182的比較結(jié)果來(lái)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器18中電阻鏈(resistor chain)的設(shè)計(jì)規(guī)則是要讓模擬輸入信號(hào)中載有較多信息的區(qū)間在量化時(shí)可以具有較高的分辨率，或載有較少信息的區(qū)間在量化時(shí)具有較低的分辨率。當(dāng)數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)10是光驅(qū)時(shí)，其檢測(cè)輸入信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)(zero-crossing point)以輸出二階Ο-level)信號(hào)，因此，過(guò)零點(diǎn)附近的分辨率應(yīng)較高，此時(shí)電阻鏈設(shè)計(jì)成中心部分的電阻值小于外側(cè)部分的電阻值，以在過(guò)零點(diǎn)附近提供較小的量化等級(jí) (quantization level)并在遠(yuǎn)離過(guò)零點(diǎn)的外部區(qū)間提供較大的量化等級(jí)，如圖3所示(圖 3顯示本實(shí)施方式的具有非線(xiàn)性分辨率的7位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換函數(shù))，輸入與輸出的轉(zhuǎn)換關(guān)系大致為線(xiàn)性。而圖2中的Ii1及n2表示電阻的倍率大小，其中Ii1及n2的值與電阻值等于Ii1R或n2R的電阻數(shù)目依系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求而定。如此一來(lái)，外部區(qū)間的比較器182數(shù)目得以減少，因此數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)10的比較器 182總數(shù)可以變少，舉例來(lái)說(shuō)，7位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器只需要少于127個(gè)比較器就可以產(chǎn)生7位的數(shù)字輸出。編碼模塊184基本上與現(xiàn)有技術(shù)編碼器的運(yùn)作相同，差別在于編碼模塊184的一些輸入端可能耦接于同一個(gè)比較器182，這是由于比較器的數(shù)量減少了。比較器182與編碼模塊184間較佳的耦接方式是將編碼模塊184的在先前技術(shù)中耦接于被省略的比較器的輸入端，耦接至被省略的比較器附近的比較器。由于編碼模塊184的內(nèi)部電路并沒(méi)有更動(dòng)， 編碼模塊184的輸出碼的位長(zhǎng)度仍然是7位，但輸出碼的種類(lèi)少于127，與比較器182的數(shù)目有關(guān)。圖4即表列出不具有以及具有非線(xiàn)性量化特性的7位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出碼的一實(shí)施方式。請(qǐng)參考圖5，圖5顯示信號(hào)調(diào)整前后的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入范圍。由于儲(chǔ)存裝置(例如光驅(qū))的特性各有不同，讀取頭12存取儲(chǔ)存裝置所讀出的模擬輸入信號(hào)(圖中所示的虛線(xiàn))可能不對(duì)稱(chēng)，亦即模擬輸入信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)可能不落在信號(hào)的中央?yún)^(qū)域，故過(guò)零點(diǎn)可能不落在模數(shù)轉(zhuǎn)換器18預(yù)設(shè)的高分辨率區(qū)間。當(dāng)此情況發(fā)生時(shí)，圖1中的信號(hào)調(diào)整電路14 可調(diào)整模擬輸入信號(hào)的增益(gain)或偏移量(offset)，以令模擬輸入信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)落入預(yù)設(shè)的高分辨率區(qū)間內(nèi)，如圖5中的實(shí)線(xiàn)所示。此外，在一實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換電路16為具有對(duì)數(shù)(log)數(shù)值轉(zhuǎn)換特性的對(duì)數(shù)濾波器(log filter)，用來(lái)放大信號(hào)調(diào)整電路14的輸出以特別放大模擬輸入信號(hào)過(guò)零點(diǎn)附近的范圍，如此一來(lái)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器18的量化結(jié)果可以更為精確。請(qǐng)注意，轉(zhuǎn)換電路16并不是數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)10的必要組件，也就是說(shuō)，即使省略轉(zhuǎn)換電路16，數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)10仍可因模數(shù)轉(zhuǎn)換器18而具有非線(xiàn)性的分辨率。在模擬信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器18轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，處理器20，例如數(shù)字信號(hào)處理器 (digital signal processor)，接著處理數(shù)字信號(hào)以從數(shù)字信號(hào)中解碼出數(shù)據(jù)，并控制信號(hào)調(diào)整電路14及轉(zhuǎn)換電路16來(lái)根據(jù)數(shù)字信號(hào)的處理結(jié)果調(diào)整模擬輸入信號(hào)。此外，處理器20更根據(jù)數(shù)字信號(hào)的處理結(jié)果來(lái)調(diào)整模數(shù)轉(zhuǎn)換器18的采樣時(shí)鐘，使數(shù)字轉(zhuǎn)換器18的采樣時(shí)鐘與解碼數(shù)據(jù)同步。圖6為上述實(shí)施方式從儲(chǔ)存裝置中讀取出數(shù)據(jù)的方法的流程圖，包含有以下步驟步驟602 提供多個(gè)參考電壓電平，依電壓電平排列成一鏈，其中相鄰的參考電壓電平間的電壓差并非完全相同，因此可定義出至少一對(duì)應(yīng)于第一轉(zhuǎn)換分辨率的第一區(qū)間， 以及對(duì)應(yīng)于與第一轉(zhuǎn)換分辨率不同的第二轉(zhuǎn)換分辨率的第二區(qū)間。步驟604 存取儲(chǔ)存裝置以產(chǎn)生模擬輸入信號(hào)。步驟606 調(diào)整模擬輸入信號(hào)的增益或偏移量以使模擬輸入信號(hào)的至少一部分落入第一區(qū)間或第二區(qū)間中。步驟608 以具有非線(xiàn)性數(shù)值轉(zhuǎn)換特性的轉(zhuǎn)換電路放大模擬輸入信號(hào)。步驟610 比較模擬輸入信號(hào)與多個(gè)參考電壓電平以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果。步驟612 根據(jù)多個(gè)比較結(jié)果產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。步驟614 處理數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)數(shù)字信號(hào)的處理結(jié)果控制步驟606以調(diào)整模擬輸入信號(hào)。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在閱讀完上述揭示后了解圖6所示的操作步驟，故詳細(xì)說(shuō)明便在此省略，不再贅述。圖7為本發(fā)明數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)70的另一實(shí)施方式的示意圖。如圖7所示，具有非線(xiàn)性分辨率的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)70包含讀取頭71、信號(hào)調(diào)整電路72、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)74，以及處理器76，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)74包含有具有非線(xiàn)性數(shù)值轉(zhuǎn)換特性的非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路742以及快閃式模數(shù)轉(zhuǎn)換器744。讀取頭71、信號(hào)調(diào)整電路72、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)74中的非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路742以及處理器76實(shí)質(zhì)上分別等同于圖1中的讀取頭12、信號(hào)調(diào)整電路14、轉(zhuǎn)換電路16 以及處理器20。數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)10與數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)70間的主要差異在于，數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)10 中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以現(xiàn)有技術(shù)的快閃式模數(shù)轉(zhuǎn)換器744取代，而非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路742為數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)70的必要組件。由于非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路742具有非線(xiàn)性的數(shù)值轉(zhuǎn)換特性，例如非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路742以對(duì)數(shù)濾波器來(lái)加以實(shí)作，因此可定義出至少一對(duì)應(yīng)于第一斜率的第一輸入范圍，以及對(duì)應(yīng)于與第一斜率不同的第二斜率的第二輸入范圍，而模擬信號(hào)中載有大部分信息的范圍在經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)整電路72的調(diào)整后落入第一及第二輸入范圍中具有較大斜率的輸入范圍中而被放大，故快閃式模數(shù)轉(zhuǎn)換器744的量化動(dòng)作可視為非線(xiàn)性的量化，模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)74的準(zhǔn)確度因此獲得提升。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)70為光驅(qū)時(shí)，模擬輸入信號(hào)通過(guò)存取光盤(pán)而被讀取， 而非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路742設(shè)計(jì)成具有對(duì)數(shù)(log)函數(shù)的數(shù)值轉(zhuǎn)換特性以放大模擬輸入信號(hào)在過(guò)零點(diǎn)附近的區(qū)間。雖然現(xiàn)有技術(shù)快閃式模數(shù)轉(zhuǎn)換器744的量化等級(jí)都一樣，但由于過(guò)零點(diǎn)附近的區(qū)間先經(jīng)非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換電路742放大，所以此區(qū)間的量化結(jié)果會(huì)較其它區(qū)間更為靈敏，而后續(xù)處理器76的解碼結(jié)果會(huì)更加準(zhǔn)確。圖8為上述實(shí)施方式從儲(chǔ)存裝置中讀取出數(shù)據(jù)的方法的流程圖，包含有以下步驟步驟802 提供非線(xiàn)性的數(shù)值轉(zhuǎn)換特性以定義出至少一對(duì)應(yīng)于第一斜率的第一輸入范圍，以及對(duì)應(yīng)于與第一斜率不同的第二斜率的第二輸入范圍。步驟804 存取儲(chǔ)存裝置以產(chǎn)生模擬輸入信號(hào)。步驟806 調(diào)整模擬輸入信號(hào)的增益或偏移量以使模擬輸入信號(hào)的至少一部分落入第一輸入范圍或第二輸入范圍中。步驟808 根據(jù)該非線(xiàn)性數(shù)值轉(zhuǎn)換特性放大模擬輸入信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)。步驟810 將輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。步驟812 處理數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)數(shù)字信號(hào)的處理結(jié)果控制步驟806以調(diào)整模擬輸入信號(hào)。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在閱讀完上述揭示后了解圖8所示的操作步驟，故詳細(xì)說(shuō)明便在此省略，不再贅述。綜上所述，本發(fā)明利用模數(shù)轉(zhuǎn)換的非線(xiàn)性量化特性使數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)可在維持，甚至是增進(jìn)效能的同時(shí)減少所需的比較器數(shù)目，由于數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的電路尺寸(芯片尺寸) 取決于比較器的面積大小，本發(fā)明可成功地降低系統(tǒng)尺寸以及比較器的功率消耗。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器包含有參考電壓?jiǎn)卧凶杩勾?，所述參考電壓?jiǎn)卧脕?lái)產(chǎn)生多個(gè)參考電壓電平，其中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，所述阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于所述阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值；以及多個(gè)比較器，用來(lái)比較多個(gè)所述參考電壓電平以及模擬輸入信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果；其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有大致為線(xiàn)性的轉(zhuǎn)換曲線(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包含有編碼模塊，耦接于多個(gè)所述比較器，用來(lái)根據(jù)多個(gè)比較器的比較結(jié)果產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為N位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，多個(gè)所述比較器的總數(shù)少于2N-1，且至少一比較器耦接至所述編碼模塊的多個(gè)輸入端。
4.如權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，多個(gè)所述參考電壓電平中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，用以定義出至少一對(duì)應(yīng)于第一轉(zhuǎn)換分辨率的第一區(qū)間，以及對(duì)應(yīng)于第二轉(zhuǎn)換分辨率的第二區(qū)間，其中所述第二轉(zhuǎn)換分辨率不同于所述第一轉(zhuǎn)換分辨率。
5.如權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述模擬輸入信號(hào)是通過(guò)存取儲(chǔ)存裝置所產(chǎn)生。
6.一種數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，通過(guò)讀取頭從光盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)包含有參考電壓?jiǎn)卧凶杩勾?，所述參考電壓?jiǎn)卧脕?lái)產(chǎn)生多個(gè)參考電壓電平，其中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，所述阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于所述阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值；多個(gè)比較器，用來(lái)比較多個(gè)所述參考電壓電平以及所述讀取頭所輸出的模擬輸入信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果；以及編碼模塊，用來(lái)將多個(gè)所述比較結(jié)果編碼成數(shù)字信號(hào)； 其中，所述數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)具有大致為線(xiàn)性的轉(zhuǎn)換曲線(xiàn)。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于，至少一比較器耦接至所述編碼模塊的多個(gè)輸入端。
8.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述參考電壓電平中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，用以定義出至少一對(duì)應(yīng)于第一轉(zhuǎn)換分辨率的第一區(qū)間，以及對(duì)應(yīng)于第二轉(zhuǎn)換分辨率的第二區(qū)間，其中所述第二轉(zhuǎn)換分辨率不同于所述第一轉(zhuǎn)換分辨率。
9.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于，還包含有濾波器，耦接于所述讀取頭與多個(gè)所述比較器之間，所述濾波器具有非線(xiàn)性的數(shù)值轉(zhuǎn)換特性，用來(lái)將所述模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)；其中多個(gè)所述比較器根據(jù)所述濾波器的輸出信號(hào)來(lái)產(chǎn)生多個(gè)所述比較結(jié)果。
10.一種處理模擬輸入信號(hào)的方法，其特征在于，所述方法包含有提供多個(gè)參考電壓電平，所述多個(gè)參考電平由阻抗串所產(chǎn)生，并依電壓電平排列成一鏈，其中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，所述阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于所述阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值；將所述模擬輸入信號(hào)與多個(gè)所述參考電壓電平比較以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果；以及對(duì)多個(gè)所述比較結(jié)果進(jìn)行編碼以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)；其中，所述數(shù)字信號(hào)與所述模擬輸入信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換曲線(xiàn)大致為線(xiàn)性。
11.如權(quán)利要求10所述的處理模擬輸入信號(hào)的方法，其特征在于，位于所述鏈中心部分的參考電壓電平間的電壓差小于位于所述鏈外側(cè)部分的參考電壓電平間的電壓差。
12.如權(quán)利要求10所述的處理模擬輸入信號(hào)的方法，其特征在于，還包含有通過(guò)存取儲(chǔ)存裝置來(lái)產(chǎn)生所述模擬輸入信號(hào)。
13.如權(quán)利要求10所述的處理模擬輸入信號(hào)的方法，其特征在于，多個(gè)所述參考電壓電平中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，用以定義出至少一對(duì)應(yīng)于第一轉(zhuǎn)換分辨率的第一區(qū)間，以及對(duì)應(yīng)于第二轉(zhuǎn)換分辨率的第二區(qū)間，其中所述第二轉(zhuǎn)換分辨率不同于所述第一轉(zhuǎn)換分辨率。
14.一種讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包含有提供多個(gè)參考電壓電平，所述多個(gè)參考電平由阻抗串所產(chǎn)生，并依電壓電平排列成一鏈，其中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，以定義出至少一對(duì)應(yīng)于第一轉(zhuǎn)換分辨率的第一區(qū)間，以及對(duì)應(yīng)于第二轉(zhuǎn)換分辨率的第二區(qū)間，其中所述第二轉(zhuǎn)換分辨率不同于所述第一轉(zhuǎn)換分辨率，所述阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于所述阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值；通過(guò)存取儲(chǔ)存裝置來(lái)產(chǎn)生模擬輸入信號(hào)；調(diào)整所述模擬輸入信號(hào)以使所述模擬輸入信號(hào)的至少一部分落入所述第一區(qū)間或第二區(qū)間內(nèi)；比較所述模擬輸入信號(hào)以及所述多個(gè)參考電壓電平以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果；以及根據(jù)多個(gè)所述比較結(jié)果產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，其中所述數(shù)字信號(hào)與所述模擬輸入信號(hào)具有大致為線(xiàn)性的關(guān)系。
15.如權(quán)利要求14所述的讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法還包含有處理所述數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)處理所述數(shù)字信號(hào)的結(jié)果控制所述調(diào)整模擬輸入信號(hào)的步馬聚ο
16.如權(quán)利要求14所述的讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述調(diào)整模擬輸入信號(hào)的步驟包含有調(diào)整所述模擬輸入信號(hào)的增益或偏移量以使所述模擬輸入信號(hào)的部分落入所述第一區(qū)間或第二區(qū)間內(nèi)。
17.如權(quán)利要求14所述的讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，位于所述鏈中心部分的參考電壓電平間的電壓差小于位于所述鏈外側(cè)部分的參考電壓電平間的電壓差。
18.如權(quán)利要求14所述的讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述模擬輸入信號(hào)的部分包含有所述模擬輸入信號(hào)的多個(gè)過(guò)零點(diǎn)。
19.如權(quán)利要求14所述的讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述儲(chǔ)存裝置為光盤(pán)。
20.如權(quán)利要求14所述的讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，還包含有利用具有非線(xiàn)性數(shù)值轉(zhuǎn)換特性的濾波器來(lái)放大所述模擬輸入信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的讀取數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述濾波器為對(duì)數(shù)濾波器。
22.—種數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，通過(guò)讀取頭從光盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)包含有參考電壓?jiǎn)卧脕?lái)產(chǎn)生多個(gè)參考電壓電平，其中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，其中，所述參考電壓?jiǎn)卧獮殡娮桄?，所述電阻鏈包含具有不同電阻值的電阻，所述電阻鏈中位于中心部分的電阻的阻抗值小于所述電阻鏈中位于外?cè)部分的電阻的阻抗值；多個(gè)比較器，用來(lái)比較多個(gè)所述參考電壓電平以及所述讀取頭所輸出的模擬輸入信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果；以及編碼模塊，用來(lái)將多個(gè)所述比較結(jié)果編碼成數(shù)字信號(hào)，其中所述數(shù)據(jù)信號(hào)與所述模擬輸入信號(hào)具有大致為線(xiàn)性的轉(zhuǎn)換關(guān)系；其中，所述電阻鏈的不同電阻值用于使能所述編碼模塊，以便對(duì)讀取的所述數(shù)據(jù)中的第一區(qū)間以第一分辨率將多個(gè)所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字信號(hào)，以及對(duì)讀取的所述數(shù)據(jù)中的第二區(qū)間以第二分辨率將多個(gè)所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字信號(hào)。
23.如權(quán)利要求22所述的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于，所述第一區(qū)間載有的信息量大于所述第二區(qū)間載有的信息量，以及所述第一分辨率高于所述第二分辨率。
24.如權(quán)利要求22所述的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述參考電壓電平中至少有兩個(gè)相鄰參考電壓電平間的電壓差不相同，用以定義出至少一對(duì)應(yīng)于所述第一轉(zhuǎn)換分辨率的所述第一區(qū)間，以及對(duì)應(yīng)于所述第二轉(zhuǎn)換分辨率的所述第二區(qū)間，其中所述第二轉(zhuǎn)換分辨率不同于所述第一轉(zhuǎn)換分辨率。
全文摘要
本發(fā)明提出一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及其相關(guān)方法。該數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)通過(guò)讀取頭從光盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，并包含有用來(lái)產(chǎn)生多個(gè)參考電壓電平的參考電壓?jiǎn)卧?、用?lái)將模擬信號(hào)與參考電壓電平進(jìn)行比較以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果的多個(gè)比較器，以及將比較器的比較結(jié)果編碼成數(shù)字信號(hào)的編碼模塊，其中包含有阻抗串的參考電壓?jiǎn)卧a(chǎn)生的參考電壓電平中，至少有兩個(gè)相鄰的參考電壓電平間的電壓差不相同，阻抗串中位于中心部分的阻抗組件的阻抗值小于阻抗串中位于外側(cè)部分的阻抗組件的阻抗值。上述數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)具有大致為線(xiàn)性的轉(zhuǎn)換曲線(xiàn)，達(dá)到了使模數(shù)轉(zhuǎn)換電路具備高正確性、高速度但維持小面積及低成本的效果。
文檔編號(hào)H03M1/36GK102324938SQ20111019303
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者康宗弘 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司