專利名稱：一種時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用時(shí)間交織量化器的長(zhǎng)延時(shí)長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的發(fā)展和摩爾定律的不斷自我實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代模擬和模數(shù)混合的電路的采樣率迅速提高、處理電路的帶寬也不斷變大。在此機(jī)遇下，傳統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用領(lǐng)域也發(fā)生了重要變化，例如連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，在傳統(tǒng)的模數(shù)混合電路中盡可以支持幾十k級(jí)的帶寬，但目前已經(jīng)可以發(fā)展到幾十兆(M)的帶寬。圖1顯示了傳統(tǒng)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器的架構(gòu)，包括由運(yùn)算放大器構(gòu)成的環(huán)路傳遞濾波器(101)、具有一定環(huán)路延時(shí)的量化器(102)和高線性度的數(shù)模數(shù)模轉(zhuǎn)換器(103)。制約之一能效發(fā)展的主要因素在于環(huán)路允許的最大環(huán)路延時(shí)，在傳統(tǒng)架構(gòu)中，一般不允許超過(guò)一個(gè)周期。在電路實(shí)現(xiàn)中，一般會(huì)采用O. 5個(gè)周期的實(shí)現(xiàn)方式，如圖1中的時(shí)序圖所示，量化器在上升沿采樣環(huán)路傳遞濾波器101輸出、在高電平的時(shí)間內(nèi)完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的量化，然后再下降沿將量化結(jié)果——數(shù)字碼輸入至數(shù)模轉(zhuǎn)換器103。該過(guò)程也可互換高低電平在低電平過(guò)程中完成量化。一般地，該環(huán)路延時(shí)周期為O. 5個(gè)采樣周期。若大于這一條件，系統(tǒng)將出現(xiàn)性能下降、甚至是環(huán)路振蕩等現(xiàn)象，影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。在如此小的延時(shí)范圍內(nèi)，僅有全并行(flash)架構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)環(huán)路，但其能效非常低。為解決低能效問(wèn)題，本發(fā)明提出了可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)的系統(tǒng)環(huán)路機(jī)器實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，如圖2所示。該長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)架構(gòu)與圖1相比的區(qū)別在于數(shù)模轉(zhuǎn)換器203在量化器202采樣后的隔了一個(gè)周期和一個(gè)高電平之后，即1. 5個(gè)周期，才將采樣信號(hào)的量化值恢復(fù)成模擬信號(hào)輸出。同樣，該過(guò)程也可互換高低電平在低電平過(guò)程中完成量化。這樣，允許了量化器有更長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間，更多架構(gòu)的選擇，在實(shí)現(xiàn)上也能體現(xiàn)的更加低功耗和高能效。在具體電路實(shí)現(xiàn)中，還用到了時(shí)間交織的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以適用于長(zhǎng)延時(shí)環(huán)路的連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器。本發(fā)明提出的時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，包含三個(gè)部分，分別為環(huán)路傳遞濾波器301，時(shí)間交織量化器302 (可以由多個(gè)子通道量化器組成，在圖3中，為簡(jiǎn)便起見，僅采用2個(gè)子通道量化器321，322示意)，和高線性度高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器303。輸入信號(hào)和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)路傳遞濾波器，運(yùn)算和積分后輸出到時(shí)間交織型量化器的輸入端；時(shí)間交織型量化器產(chǎn)生的數(shù)字輸出結(jié)果傳遞給高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于重建原信號(hào)。其中
環(huán)路傳遞濾波器，用于實(shí)現(xiàn)環(huán)路傳遞函數(shù)，一般由運(yùn)算放大器和電阻、電容組成的積分器實(shí)現(xiàn)；
時(shí)間交織型量化器，用于量化環(huán)路傳遞濾波器的輸出，一般有高速多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)；該時(shí)間交織型量化器，可以由多個(gè)子通道量化器組成，在圖3中，為簡(jiǎn)便起見，僅采用2個(gè)子通道量化器321, 322示意。高線性度高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路，用于模擬信號(hào)域的量化結(jié)果重建，一般有電流舵或者開關(guān)電容-電阻式數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中，電路允許的環(huán)路延時(shí)超過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期，最大可達(dá)1. 5個(gè)時(shí)鐘周期。該長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)架構(gòu)中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器203在量化器202采樣后的隔了一個(gè)周期和一個(gè)高電平之后，即1. 5個(gè)周期，才將采樣信號(hào)的量化值恢復(fù)成模擬信號(hào)輸出。這樣，允許量化器有更長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間，更多架構(gòu)的選擇，在實(shí)現(xiàn)上也能體現(xiàn)的更加低功耗、高能效。本發(fā)明采用了時(shí)間交織架構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)延時(shí)和高吞吐率的環(huán)路要求。


圖1為傳統(tǒng)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器架構(gòu)示意圖。圖2為長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)的連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器架構(gòu)示意圖。圖3為采用2路時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器架構(gòu)示意圖。圖4為采用η路時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明中提出的時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器作進(jìn)一步說(shuō)明。需要指出的是，為了簡(jiǎn)單起見本部分對(duì)2路時(shí)間交織量化進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但并不影響其最后實(shí)現(xiàn)時(shí)可以通過(guò)η路時(shí)間交織的方式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提出的時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，包含三個(gè)部分，分別為環(huán)路傳遞濾波器301，時(shí)間交織量化器302 (可以由多個(gè)子通道量化器組成，在圖3中，為簡(jiǎn)便起見，僅采用2個(gè)子通道量化器321，322示意)，和高速高線性度數(shù)模轉(zhuǎn)換器303。調(diào)制器工作時(shí)，輸入信號(hào)和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器303輸出的反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)路傳遞濾波器301，運(yùn)算和積分后輸出到時(shí)間交織量化器的輸入端。時(shí)間交織量化器的輸入由選通開關(guān)330，選擇后端量化器，在2路時(shí)間交織的架構(gòu)中，選通過(guò)程采用每隔一個(gè)上升(下降)沿選通一次，然后進(jìn)行采樣。圖2種有箭頭標(biāo)示每個(gè)通道量化器的采樣時(shí)刻。同時(shí)在開關(guān)選通后，相對(duì)應(yīng)的子通道量化器(321或者322)對(duì)輸入進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并在轉(zhuǎn)換時(shí)間過(guò)后輸出在輸出串轉(zhuǎn)并開關(guān)340前。而后，輸出串轉(zhuǎn)并開關(guān)根據(jù)在原對(duì)應(yīng)的輸入開關(guān)330采樣時(shí)刻后的1. 5個(gè)采樣周期的時(shí)刻，即圖中時(shí)序圖所標(biāo)示的下降沿(上升沿)，釋放給高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于重建原信號(hào)。同樣的，該過(guò)程也可互換上升、下降沿即對(duì)應(yīng)的高低電平完成量化，只要其滿足1. 5個(gè)采樣周期的采樣延遲對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所提出的時(shí)間交織架構(gòu)不限于2路時(shí)間交織量化器。可以擴(kuò)充到η路時(shí)間交織量化器，η為2和2以上的整數(shù)，其架構(gòu)示意圖如圖4中的402電路所
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權(quán)利要求
1.一種時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，其特征在于，由運(yùn)算放大器構(gòu)成的環(huán)路傳遞濾波器、時(shí)間交織型量化器和高線性度的高速數(shù)模數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)成；輸入信號(hào)和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)路傳遞濾波器，運(yùn)算和積分后輸出到時(shí)間交織型量化器的輸入端；時(shí)間交織型量化器產(chǎn)生的數(shù)字輸出結(jié)果傳遞給高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于重建原信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，其特征在于所述環(huán)路傳遞濾波器，用于實(shí)現(xiàn)環(huán)路傳遞函數(shù)，由運(yùn)算放大器和電阻、電容組成的積分器實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，其特征在于所述時(shí)間交織型量化器，用于量化環(huán)路傳遞濾波器的輸出，由高速多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)；該時(shí)間交織型量化器，由N個(gè)子通道量化器組成，N為大于等于2的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，其特征在于所述高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路，用于模擬信號(hào)域的量化結(jié)果重建，由電流舵或者開關(guān)電容-電阻式數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器，其特征在于允許的環(huán)路延時(shí)超過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期，最大可達(dá)1. 5個(gè)時(shí)鐘周期，該長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)架構(gòu)中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(203)在量化器(202)采樣后，間隔一個(gè)周期和一個(gè)高電平之后，即1. 5個(gè)周期，才將采樣信號(hào)的量化值恢復(fù)成模擬信號(hào)輸出。
全文摘要
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種時(shí)間交織量化的長(zhǎng)環(huán)路延時(shí)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器。本發(fā)明由運(yùn)算放大器構(gòu)成的環(huán)路傳遞濾波器、時(shí)間交織型量化器和高線性度的高速數(shù)模數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)成；輸入信號(hào)和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)路傳遞濾波器，運(yùn)算和積分后輸出到時(shí)間交織型量化器的輸入端；時(shí)間交織型量化器產(chǎn)生的數(shù)字輸出結(jié)果傳遞給高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于重建原信號(hào)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)主要突破了傳統(tǒng)連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器的最大環(huán)路延時(shí)限制，使得最大環(huán)路延時(shí)可以超過(guò)1.5個(gè)采樣周期?；谶@一優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明利用其長(zhǎng)延時(shí)但是低功耗的特點(diǎn)，提高了連續(xù)時(shí)間三角積分調(diào)制器的能效。
文檔編號(hào)H03M3/02GK103067020SQ20121051883
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者任俊彥, 陳遲曉, 江帆, 肖玉忠, 許俊 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)