5中，本发明的模数转换器由模拟加法器302、第一积分器303、第二积分器314、比较器304、量化器305、自适应增量转换器306和数模转换器(DAC)307组成。模拟加法器302用于对模拟输入信号301及反馈信号313执行减法操作，以产生误差信号308;第一积分器303对误差信号308进行积分，积分的结果309再经过第二积分器314进行第二次次积分，二次积分的结果与误差信号308，一次积分的结果309这三项的和通过比较器304与零进行比较，如果这三项的和大于零，则量化器305的输出311为“1”，否则输出为“0”，量化器305的输出为自适应增量调制的I位二进制数。自适应增量转换器306根据量化器305最近的一组I位二进制输出信号311生成N位数字跟踪信号312。N位数模转换器307将N位数字跟踪信号312转换为模拟跟踪信号313.环路稳定后，数模转换器307的输出313能够跟踪模拟输入信号301的变化。自适应增量转换器306在输入信号301变化较小的时候以很小的步长变化，在输入信号301变化较大的时候以较大的步长变化，既保证了小信号时的高精度又不影响大信号时的精度。本发明的模数转换器的输出可以取量化器305的I位二进制输出信号311，也可以取N位数字信号312。当取量化器305的I位二进制输出信号311作为模数转换器的输出信号时，解码端还需要同样的自适应增量调制来进行解码。两阶积分器对自适应增量调制的量化噪声进行二阶整形，可以得到比一阶整形更好的信噪比。
[0050]另外针对上述提到的自适应增量转换器306，本发明还提出了一种自适应增量转换算法，如图6所示。首先自适应增量转换器对I位量化器305的输出311进行一定标准的判断。若没有达到某个标准，则选择最小增量；若达到此标准，则再对此标准进行细分，根据标准的不同选择不同的增量。之后，对增量的极性进行判断，符合一定条件增量为正，否则为负。最后将带有极性的增量进行某种运算，得到多位数字跟踪信号312。
[0051]综上所述，本发明具有以下优点:
[0052]本发明提出的包含自适应增量调制的模数转换器可以将模拟输入信号转换为I位数字输出信号或者多位数字输出信号；该模数转换器中主要有加法器，比较器，积分器和数模转换器四个简单的模拟电路模块，其他电路功能都由数字电路实现，有利于降低设计复杂度，缩小电路面积，降低芯片成本；积分器对自适应增量的量化噪声进行噪声整形，可以大大降低信号带宽内的量化噪声；本发明的设计复杂度低，分辨率高，在低成本，高性能设计中有明显优势。
[0053]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种包含自适应增量调制的高精度模数转换器，其特征在于，包括: 模拟加法器，用于对模拟输入信号和反馈信号执行减法操作，以得到误差信号； 积分器，与所述模拟加法器的输出端相连，用于对所述误差信号进行积分运算，得到积分信号； 比较器，与所述模拟加法器及所述积分器均相连，用于将所述误差信号和所述积分信号的和与零电平进行比较，输出一比较信号；当所述误差信号和所述积分信号的和大于零，则所述比较信号为高电平；当所述误差信号和所述积分信号的和小于零，则所述比较信号为低电平； 量化器，与所述比较器的输出端相连，将所述比较信号转化为量化信号，所述量化信号为一位二进制数字信号； 自适应增量转换器，与所述量化器的输出端相连，用于跟踪连续的多个量化信号，并通过判断不同的量化信号输出不同的数字跟踪信号；所述被跟踪的连续的量化信号的个数大于或等于2，所述数字跟踪信号的位数大于或等于2 ； 数模转换器，一端与所述自适应增量转换器的输出相连，另一端连接所述模拟加法器，用于将所述数字跟踪信号转化为模拟的反馈信号后输送至所述模拟加法器。2.一种包含自适应增量调制的高精度模数转换器，其特征在于，包括: 模拟加法器，用于对模拟输入信号和反馈信号执行减法操作，以得到误差信号； 第一积分器，与所述模拟加法器的输出端相连，用于对所述误差信号进行积分运算，得到一次积分信号； 第二积分器，与所述第一积分器的输出端相连，用于对所述一次积分信号再进行积分运算，得到二次积分信号； 比较器，与所述模拟加法器、所述第一积分器及所述第二积分器的输出端均相连，用于将所述误差信号、所述一次积分信号和所述二次积分信号的和与零电平进行比较，输出一比较信号；当所述误差信号、所述一次积分信号和所述二次积分信号的和大于零，则所述比较信号为高电平；当所述误差信号、所述一次积分信号和所述二次积分信号的和小于零，则所述比较信号为低电平； 量化器，与所述比较器的输出端相连，将所述比较信号转化为量化信号，所述量化信号为一位二进制数字信号； 自适应增量转换器，与所述量化器的输出端相连，用于跟踪连续的多个量化信号，并通过判断不同的量化信号输出不同的数字跟踪信号；所述被跟踪的连续的量化信号的个数大于或等于2，所述数字跟踪信号的位数大于或等于2 ； 数模转换器，一端与所述自适应增量转换器的输出相连，另一端连接所述模拟加法器，用于将所述数字跟踪信号转化为模拟的反馈信号后输送至所述模拟加法器。3.—种自适应增量调制方法，其特征在于，包括以下步骤: 51:对包含一位数值的量化信号进行判断，根据不同的判断结果输出对应的增量值； 52:判断所述增量值是否满足第一条件，若满足，则所述增量值的极性为正；反之则所述增量值的极性为负； S3:对确定极性的增量值进行运算，得到包含多位数值的数字跟踪信号。4.根据权利要求3所述的自适应增量调制方法，其特征在于，所述步骤SI中对量化信号进行判断的步骤包括: 511:判断量化信号是否符合第一标准，若不符合，输出最小增量值； 512:若量化信号符合第一标准，继续判断所述量化信号是否符合预先设定的其余多个标准，根据所述量化信号对应的不同标准，输出不同的量化值。
【专利摘要】本发明提供一种模数转换器，包括：模拟加法器，将模拟输入信号和反馈信号相减得到误差信号；积分器，与模拟加法器相连，对误差信号积分得到积分信号；比较器，将误差信号和积分信号的和与零电平进行比较得到比较信号；量化器，与比较器相连，将比较信号转化为一位二进制数字的量化信号；自适应增量转换器，与量化器相连，用于跟踪连续的多个量化信号以输出数字跟踪信号，所述被跟踪的连续的量化信号的个数大于或等于2，所述数字跟踪信号的位数大于或等于2；数模转换器，与自适应增量转换器和模拟加法器相连，将数字跟踪信号转化为模拟的反馈信号后输送至模拟加法器。其中积分器用于对量化噪声进行噪声整形，可以大大降低信号带宽内的量化噪声。
【IPC分类】H03M3/02
【公开号】CN104883190
【申请号】CN201410073508
【发明人】孙丽娜, 杨少军
【申请人】北京卓锐微技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月28日