∑-δ模数转换器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及信号处理技术领域，更具体地，涉及一种E-A(西格玛-德尔塔）模 数转换器。
【背景技术】
[0002] 由于具有大带宽、高信号与噪声谐波比（SNDR)以及反锯齿滤波等优点，连续时间 E-A模数（A/D)转换电路变得日益重要。在无线通信系统中，例如GSM/WCDMA系统中，连 续时间E-A模数转换电路已经成为了不可或缺的基本组件。
[0003] 图1示出了一种典型的信号处理系统10的部分模块图。如图1所示，输入信号经 放大后被提供给模拟滤波器11，并且在滤波后由模数转换器13进行模数转换。模数转换器 13输出端耦接了信号处理电路，其包括串联耦接的自动增益控制（AGC)电路15、数字滤波 器17、载波同步器19、均衡器21以及误差校正/解码电路23。对于包括E-A模数转换器 在内的各种模数转换器，当输入信号的幅度过高而导致信号过载时，模数转换器的SNDR值 会显著下降。特别地，输入过载可能会导致模数转换器13失效，进而导致均衡器21甚至模 数转换器后接的整个数字信号处理电路无法正常工作。
[0004] 然而，对于许多通信系统而言，输入过载可能会经常发生。例如带外信号或干扰信 号的幅度可能比带内信号高20至40dB，这些干扰信号又被称为阻塞（blocker)。再例如， 由于信号调制、信号衰减或存在回波信号，实际信号的峰均比（PAR)可能过高。这些干扰脉 冲可能会使得整个信号处理系统崩溃，这也是许多通信系统中为何需要采用交织和解交织 技术的原因。输入过载还可能由一些其他原因引起。换言之，对于应用在通信系统中的数 模转换器，其通常必须得应付大幅变化的输入信号。
[0005] 现有技术中提供了一些方案来解决输入过载的问题。例如在图1所示模数转换器 的典型应用中，模数转换器的前级可能设置有放大器、滤波器和/或信号混合器（图中未示 出），同时其可能还后接有数字信号处理电路。其中，模数转换器前级的放大器可以采用自 动增益放大器，其可以通过调整放大器的增益来调节输入信号的幅度或功率。这样，输入信 号大体可以被调整到适于模数转换器处理的幅度范围内。然而，假设输入信号的峰均比为 20dB，模数转换器输出端的信噪比（SNR)需要为30dB，同时阻塞为30dB或更高。在这种情况 下，可以将自动增益控制的幅度设置为比模数转换器的SNDR最大值低50dB。这样，需要使 用SNDR高于80dB的模数转换器。但是，高性能（SNDR大于或等于80dB)的高频（10MHz或 以上）模数转换器结构过于复杂，且对寄生及环境(指同一芯片上其周边电路产生的干扰） 敏感，因此只能单独实现，尚不能够集成在系统级芯片（SystemOnChip,S0C)中。（参见： http://www.Stanford,edu/ ~murmann/adcsurvey,html)
[0006] 另一种解决输入过载的方案是在同一电路中应用多个模数转换器。同时，在该电 路中设置一个用于检测输入过载的检测电路。当检测到输入过载时，这些模数转换器中的 一个或一些模数转换器可以被选中用来处理过载的输入信号；相反，当未检测到输入过载 时，另一个或一些模数转换器被选中。然而，这种方式需要中断信号转换并且具有较长的延 迟。
[0007] 此外，对于许多通信系统中所采用的用来抑制干扰脉冲的交织和解交织电路，其 规模越大，则其将过载后的电路恢复到正常状态的时间也越长。这严重影响了系统的响应 速度。
[0008] 对于E-A模数转换器，特别是连续时间E-A模数转换器，用于将量化器输出 信号反馈给最前端求和级的反馈数模转换器是影响整个E-△模数转换器转换精度的主 要瓶颈。在E-△模数转换器中，提供反馈信号的数模转换器的线性度直接决定了整个 电路的精度。现有技术公开了多种用于提高数模转换器线性度的方式，例如可以采用开 关电容式归零（SCRZ)数模转换器的结构（参见TimirNandi, "Continuous-TimeAEMo dulatorswithImprovedLinearityandReducedClockJitterSensitivityUsing theSwitched-CapacitorReturn-to-ZeroDAC"，IEEEJSSCVol. 48,No. 8,Aug. 2013); 再例如在E-△模数转换器中增加抽取滤波器，以更精确地估计反馈数模转换器的误 差（参见PascalWitte,"HardwareComplexityofaCorrelationBasedBackground DACErrorEstimationTechniqueforE-AADCs"，2167-2170,Circuitsand Systems(ISCAS),Proceedingsof2010IEEEInternationalSymposiumon); 又例 如，可以在环路滤波器中采用前馈路径来减少反馈数模转换器的使用（参见Chen-Yen Ho, "A75.1dBSNDR, 80. 2dBDR, 4th-〇rderFeed-forwardContinuous-TimeSigma-Delta ModulatorwithHybridIntegratorforSiliconTV-tunerApplication"，IEEE ASSCC，261-264,Nov. 2011)。然而，这些E-A模数转换器的结构过于复杂，且对寄生及环 境(指同一芯片上其周边电路产生的干扰)敏感，很难实现。因此，需要在不增加现有反馈数 模转换器线性度的情况下，使得E_△模数转换器能够处理大幅变化的输入信号。
【发明内容】
[0009] 本申请的一个目的在于提供一种结构相对简单、响应速度快的模数转换器。
[0010] 本申请的一个方面公开了一种E-A模数转换器。该E-A模数转换器包括：求 和级，用于接收输入信号，并且通过从所述输入信号中减去第一反馈信号与第二反馈信号 来生成误差信号；环路滤波器，其耦接到所述求和级的输出端，用于对所述误差信号进行滤 波；量化器，其耦接到所述环路滤波器的输出端，用于量化所述被滤波的误差信号以生成量 化信号，并用于根据所述被滤波的误差信号生成过载信号，其中所述过载信号用于指示所 述被滤波的误差信号是否过载和/或过载程度；第一数模转换器，其耦接到所述量化器以 接收所述量化信号，用于根据所述量化信号生成所述第一反馈信号；以及第二数模转换器， 其耦接到所述量化器以接收所述过载信号，用于根据所述过载信号生成所述第二反馈信 号。
[0011] 在一些实施例中，所述量化器具有量化信号输出端以及信号过载输出端，其中所 述量化器在所述量化信号输出端输出所述量化信号，并在所述信号过载输出端输出所述过 载信号。
[0012] 在一些实施例中，所述量化器对所述被滤波的误差信号与预定过载阈值进行比 较，并根据所述比较结果生成所述过载信号。
[0013] 在一些实施例中，所述E-A模数转换器还包括：信号处理模块，其耦接在所述量 化器与所述第一数模转换器之间，用于提高所述第一数模转换器输出信号的线性度。
[0014] 在一些实施例中，所述信号处理模块包括动态单元匹配模块，用于将所述量化信 号中的失配转移到所述环路滤波器的通带之外。
[0015] 在一些实施例中，所述信号处理模块还用于补偿环路过度延迟的模块。
[0016] 在一些实施例中，所述第二数模转换器的线性度低于所述第一数模转换器的线性 度。
[0017] 在一些实施例中，所述第二数模转换器是多台阶数模转换器。
[0018] 在一些实施例中，所述环路滤波器是积分器级联反馈结构环路滤波器。
[0019] 在一些实施例中，所述环路滤波器是电阻电感电容滤波器。
[0020] 在一些实施例中，所述E-A模数转换器还包括：第三数模转换器，其耦接到所述 量化器以接收所述量化信号，用于根据所述量化信号生成第三反馈信号，并且将所述第三 反馈信号输出到所述环路滤波器的输出端或所述环路滤波器的中间节点。
[0021] 在一些实施例中，所述E-A模数转换器是连续时间E-A模数转换器。
[0022] 以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人 员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部 分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护 主题的范围的辅助手段。
【附图说明】
[0023] 通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地清楚理解本 申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因 此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和 详细地说明。
[0024] 图1示出了一种典型的信号处理系统10的部分模块图；
[0025] 图2示出了根据本申请一个实施例的E-A模数转换器100 ;
[0026] 图3不出了传统E_ A模数转换器100的SNDR-输入信号曲线；
[0027] 图4示出了图2的E-A模数转换器100的SNDR-输入信号曲线；
[0028] 图5示出了根据本申请一个实施例的E_ A模数转换器200;
[0029] 图6示出了图4中量化器的一种示例性结构。
【具体实施方