專利名稱：一種滲漏式差分累積模擬數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滲漏式差分累積模擬數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器，屬于信號(hào)處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
數(shù)字和無線技術(shù)的進(jìn)展已經(jīng)導(dǎo)致需要更快，更高分辨率的信號(hào)處理系統(tǒng)。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器是信號(hào)處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，需要能夠處理高速模擬信號(hào)，如無線電頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。由于需要快速和可靠的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，差分累積模數(shù)轉(zhuǎn)換器最近變得更加實(shí)際，由于技術(shù)的改進(jìn)，使實(shí)施高采樣率成為可能。傳統(tǒng)的差分累積模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生正負(fù)極性輸出(I, -1 )，而一些光電設(shè)備的難點(diǎn)是處理負(fù)值。同時(shí)許多傳統(tǒng)的差分累積模數(shù)轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)缺點(diǎn)是它們需要采樣和保持或類似裝置，其中過采樣率緩慢，而且它們是不能調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的范圍的，這樣，當(dāng)感興趣的信號(hào)在輸入信號(hào)范圍之外時(shí)，傳統(tǒng)的差分累積模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制將變得不穩(wěn)定，從而無法以調(diào)制信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種滲漏式差分累積模擬數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器，輸出信號(hào)為非負(fù)，信號(hào)調(diào)制穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種滲漏式差分累積模擬數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器，包括將連續(xù)輸入的模擬信號(hào)與輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行疊加的加法器、將加法器疊加后的信號(hào)進(jìn)行累加積分的滲漏積分器、將累加積分信號(hào)輸出成數(shù)字信號(hào)的反相斯密特觸發(fā)器和將輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)反饋給加法器的反饋回路，加法器、滲漏積分器和反相斯密特觸發(fā)器依次電連接，反相斯密特觸發(fā)器輸出端通過反饋回路與加法器電連接。

進(jìn)一步的，滲漏積分器的傳遞函數(shù)為:g/(s+l/T)，其中，g是增益系數(shù)，s是拉普拉斯變換變量，τ是特征時(shí)間。本發(fā)明的有益效果是:在處理非負(fù)值的輸入信號(hào)，滲漏積分器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)具有非負(fù)值的中間信號(hào)，輸入信號(hào)范圍變得可調(diào)，轉(zhuǎn)換的信號(hào)中，會(huì)使引入的噪聲值減少，使得本發(fā)明在該性能上優(yōu)于常規(guī)的差分累積模數(shù)轉(zhuǎn)換器。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理 圖2為本發(fā)明實(shí)施例 圖3為圖2實(shí)施例中連續(xù)時(shí)間的輸入信號(hào)X(t)經(jīng)過調(diào)制后的數(shù)字信號(hào)輸出Y (t)曲線 圖4為圖2實(shí)施例中輸出信號(hào)Y (t)通過一個(gè)低通濾波器解調(diào)后顯示的還原信號(hào)曲線 圖5為圖2實(shí)施例中反相斯密特觸發(fā)器的傳遞函數(shù)特性圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，本滲漏式差分累積模擬數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器，包括將連續(xù)輸入的模擬信號(hào)與輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行疊加的加法器、將加法器疊加后的信號(hào)進(jìn)行累加積分的滲漏積分器、將累加積分信號(hào)輸出成數(shù)字信號(hào)的反相斯密特觸發(fā)器和將輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)反饋給加法器的反饋回路，加法器、滲漏積分器和反相斯密特觸發(fā)器依次電連接，反相斯密特觸發(fā)器輸出端通過反饋回路與加法器電連接。滲漏積分器的傳遞函數(shù)為:g/(s+l/T)，其中，g是增益系數(shù)，s是拉普拉斯變換變量，τ是特征時(shí)間。實(shí)施例:
加法器接收輸入信號(hào)x(t)，同時(shí)還通過反饋回路接收了輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)Y(t)，加法器將輸入信號(hào)X (t)和輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)Y (t)疊加后產(chǎn)生了的第一中間信號(hào)Z (t)；第一中間信號(hào)z (t)經(jīng)由連接輸入到滲漏式積分器，滲漏積分器會(huì)產(chǎn)生的第二中間信號(hào)Q(t);第二中間信號(hào)Q (t)將輸入到反相斯密特觸發(fā)器，經(jīng)由處理后，反相斯密特觸發(fā)器產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制(O或I)的輸出信號(hào)Y (t)。最終的輸出將是二進(jìn)制輸出信號(hào)Y (t)，然后連接到其他設(shè)備，如計(jì)算機(jī)，計(jì)算設(shè)備，在應(yīng)用中，輸出裝置包括一個(gè)合適的低通濾波器，在本技術(shù)領(lǐng)域是被廣泛采用的。加法器是已知的任何合適的加法器，通過在本技術(shù)領(lǐng)域的普通器件，例如，一個(gè)耦合器。滲漏積分器是一個(gè)“滲漏”式積分器。“滲漏”積分器隨時(shí)間而衰減(τ是有限的)，而在“正?！狈e分器的輸出=⑴。滲漏積分器的傳遞函數(shù)是:
g/(s+l/τ)
其中s是拉普拉斯變換變量，g是積分器的增益系數(shù)，而τ是滲漏積分器的特征時(shí)間。參數(shù)g，τ為常數(shù)。在實(shí)施例中，這些參數(shù)被選擇，以使輸入的信號(hào)都是非負(fù)的值，因此，在本發(fā)明工作中，輸入信號(hào)也為非負(fù)。從可計(jì)算的輸入信號(hào)范圍和采樣的時(shí)間間隔參數(shù)之間的關(guān)系可以看出，在本發(fā)明的自適應(yīng)特征中，輸入信號(hào)范圍由三個(gè)參數(shù)描述:下限XL，上限XU，采樣間隔At:
XL=b/(gτ)-1, XU=a/(g τ)；
Δ t= τ In[(b-a+gτ)/(a_b+g τ )]；
其中，a，b是反相斯密特觸發(fā)器傳遞函數(shù)中特征值，如圖5所示；a為開關(guān)值ON，b為開關(guān)值OFF。注意，當(dāng)a=b時(shí)，采樣間隔可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成。而用于一個(gè)非負(fù)輸入信號(hào)的值時(shí)，其增益值就有了上下限:
(b-a) / τ ≤ g ≤ (b+a) / τ
因此，最低可達(dá)采樣間隔是:
At= τ In(b/a)
例如，g=l，τ=0.5。具有這些值的傳遞函數(shù)變?yōu)?1/(s+2)；
在這種情況下，滲漏積分器將產(chǎn)生一個(gè)中間信號(hào)Q (t)的具有正的值。
反相斯密特觸發(fā)器接收中間信號(hào)Q (t)，然后輸出二進(jìn)制信號(hào)Y (t)，其數(shù)值為(0，1)。在本實(shí)施例中，輸出信號(hào)可使用一個(gè)簡(jiǎn)單的低通濾波器進(jìn)行解調(diào)，在本技術(shù)領(lǐng)域是眾所周知的。本實(shí)施例中的解調(diào)后的輸出信號(hào)Y (t)如圖3所示；經(jīng)過解調(diào)后的還原信號(hào)如圖4所示，會(huì)有一個(gè)相位的變化。一般情況下的解調(diào)信號(hào)中，會(huì)引入噪聲值，本發(fā)明在該性能上優(yōu)于常規(guī)的差分累積模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制。本發(fā)明中的滲漏積分器可通過自適應(yīng)算法去調(diào)整，輸出修改的參數(shù)(例如g和τ )，以優(yōu)化其 性能。
權(quán)利要求
1.一種滲漏式差分累積模擬數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括將連續(xù)輸入的模擬信號(hào)與輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行疊加的加法器、將加法器疊加后的信號(hào)進(jìn)行累加積分的滲漏積分器、將累加積分信號(hào)輸出成數(shù)字信號(hào)的反相斯密特觸發(fā)器和將輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)反饋給加法器的反饋回路，加法器、滲漏積分器和反相斯密特觸發(fā)器依次電連接，反相斯密特觸發(fā)器輸出端通過反饋回路與加法器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲漏式差分累積模擬數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的滲漏積分器的傳遞函數(shù)為:g/(s+l/ τ )，其中，g是增益系數(shù)，s是拉普拉斯變換變量，τ是特征時(shí)間常 數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種滲漏式差分累積模擬數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器，包括將連續(xù)輸入的模擬信號(hào)與輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行疊加的加法器、將加法器疊加后的信號(hào)進(jìn)行累加積分的滲漏積分器、將累加積分信號(hào)輸出成數(shù)字信號(hào)的反相斯密特觸發(fā)器和將輸出非負(fù)的數(shù)字信號(hào)反饋給加法器的反饋回路，加法器、滲漏積分器和反相斯密特觸發(fā)器依次電連接，反相斯密特觸發(fā)器輸出端通過反饋回路與加法器電連接。在處理非負(fù)值的輸入信號(hào)，滲漏積分器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)具有非負(fù)值的中間信號(hào)，輸入信號(hào)范圍變得可調(diào)，轉(zhuǎn)換的信號(hào)中，會(huì)使引入的噪聲值減少，使得本發(fā)明在該性能上優(yōu)于常規(guī)的差分累積模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
文檔編號(hào)H03M3/04GK103248366SQ20131016031
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月4日
發(fā)明者李柏 申請(qǐng)人:徐州柏瑞高新技術(shù)科技有限公司