一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括：調(diào)制電路；調(diào)制電路，包括：第一斬波器、第二斬波器、第三斬波器、第四斬波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器；模擬信號經(jīng)第一斬波器和第二斬波器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端經(jīng)第三斬波器和第四斬波器連接信號抽取器的輸入端；第一斬波器和第四斬波器的控制端連接第一斬波信號，第二斬波器和第三斬波器的控制端連接第二斬波信號；第一斬波信號的頻率小于第二斬波信號的頻率。本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，能夠減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器中運(yùn)算放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)電壓對模數(shù)轉(zhuǎn)換的影響，提高處理后信號的信噪比，提升信號處理系統(tǒng)的精度。
【專利說明】
一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展迅猛。在眾多類型的模 數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC,Analog to Digital Converter)中，Sigma-Delta ADC電路可達(dá)到很高的精 度和很好的噪聲抑制性能，無需嚴(yán)格的片上器件匹配。
[0003] 現(xiàn)有的Sigma-Delta ADC電路的設(shè)計，主要由Sigma-Delta調(diào)制器和數(shù)字抽取器組 成。再加上位于S igma-De I ta調(diào)制器前端的抗混疊濾波器，就構(gòu)成了一個完整的Si gma-Delta ADC電路結(jié)構(gòu)。參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中的Sigma-Delta ADC的結(jié)構(gòu)圖?，F(xiàn)有的 Sigma-Del ta ADC，包括:抗混疊濾波器、Sigma-Del ta調(diào)制器和數(shù)字抽取器?？够殳B濾波器， 用于消除信號頻譜中高于1/2采樣頻率的噪聲信號；Sigma-Delta調(diào)制器，用于將信號采樣 并量化，輸出數(shù)字信號;數(shù)字抽取器，用于濾除量化噪聲，并根據(jù)奈奎斯特采樣定理對數(shù)字 信號重新采樣。其中，Sigma-Delta調(diào)制器，包括:積分模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和 比較模塊。由于積分模塊中包括運(yùn)算放大器，而運(yùn)算放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)電壓與 所需的有用信號的頻率相近無法被數(shù)字抽取器濾除，會對模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果造成影響。并且， 當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于讀取傳感器等器件輸出的微弱信號時，該低頻噪聲和失調(diào)電壓會嚴(yán)重 影響信號讀取的精度。
[0004] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要提供一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，能夠減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器中運(yùn)算 放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)電壓對模數(shù)轉(zhuǎn)換的影響，提高處理后信號的信噪比，提升信 號處理系統(tǒng)的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，能夠減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器 中運(yùn)算放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)電壓對模數(shù)轉(zhuǎn)換的影響，提高處理后信號的信噪比， 提升信號處理系統(tǒng)的精度。
[0006] 本發(fā)明實施例提供的t吳數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括:調(diào)制電路；
[0007] 所述調(diào)制電路，包括:第一斬波器、第二斬波器、第三斬波器、第四斬波器和模數(shù)轉(zhuǎn) 換器；
[0008] 所述第一斬波器的輸入端連接模擬信號，所述第一斬波器的輸出端連接所述第二 斬波器的輸入端，所述第一斬波器的控制端連接第一斬波信號；
[0009] 所述第二斬波器的輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述第二斬波器的控制 端連接第二斬波信號；
[0010] 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述第三斬波器的輸入端；
[0011] 所述第三斬波器的輸出端連接所述第四斬波器的輸入端，所述第三斬波器的控制 端連接所述第二斬波信號；
[0012] 所述第四斬波器的輸出端連接信號抽取器的輸入端，所述第四斬波器的控制端連 接所述第一斬波信號；
[0013] 所述第一斬波信號的頻率小于所述第二斬波信號的頻率。
[0014] 優(yōu)選地，還包括:第一濾波器；
[0015] 所述第一濾波器的輸入端連接所述第三斬波器的輸出端，所述第一濾波器的第二 端連接所述第四斬波器的輸入端。
[0016] 優(yōu)選地，還包括:第二濾波器
[0017] 所述第二濾波器的輸入端連接所述第四斬波器的輸出端，所述第二濾波的輸出端 連接所述信號抽取器的輸入端。
[0018] 優(yōu)選地，所述第一斬波器，包括:第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和第 四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)；
[0019] 所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的正極，所述第一開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的正極，所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接第一 控制信號；
[0020] 所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第一斬波器的輸出端的正極，所述第二開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述第一斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接第二 控制信號；
[0021] 所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第三開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接所述 第一控制信號；
[0022] 所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的正極，所述第四開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接所述 第二控制信號；
[0023] 所述第一控制信號為所述第一斬波信號；
[0024] 所述第二控制信號的頻率和所述第一控制信號的頻率相同，且所述第二控制信號 和所述第一控制信號的相位差為(2Ν+1)π，其中N為大于等于零的整數(shù)；
[0025] 所述第四斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與所述第一斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同；
[0026] 所述第四斬波器的控制方法與所述第一斬波器的控制方法相同。
[0027] 優(yōu)選地，所述第二斬波器，包括:第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和第 八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)；
[0028]所述五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的正極，所述第五開關(guān)網(wǎng) 絡(luò)的輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的正極，所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接第三控 制信號；
[0029] 所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第二斬波器的輸出端的正極，所述第六開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述第二斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接第四 控制信號；
[0030] 所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第七開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接所述 第三控制信號；
[0031]所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的正極，所述第八開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接所述 第四控制信號；
[0032]所述第三控制信號為所述第二斬波信號；
[0033]所述第四控制信號的頻率和所述第三控制信號的頻率相同，且所述第四控制信號 和所述第三控制信號的相位差為(2Ν+1)π，其中N為大于等于零的整數(shù)；
[0034]所述第三斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與所述第二斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同；
[0035]所述第三斬波器的控制方法與所述第二斬波器的控制方法相同。
[0036] 優(yōu)選地，所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第一 NMOS管和第一 PMOS管；
[0037]所述第一匪OS管的漏極連接所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第一 NMOS管的源極 連接所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第一 NMOS管的柵極連接所述第一控制信號；
[0038]所述第一 PMOS管的源極連接所述第一 NMOS管的漏極，所述第一 PMOS管的漏極連接 所述第一 NMOS管的源極，所述第一 PMOS管的柵極連接所述第二控制信號；
[0039] 所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第二NMOS管和第二PMOS管；
[0040] 所述第二匪OS管的漏極連接所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第二NMOS管的源極 連接所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第二NMOS管的柵極連接所述第二控制信號；
[0041] 所述第二PMOS管的源極連接所述第二NMOS管的漏極，所述第二PMOS管的漏極連接 所述第二NMOS管的源極，所述第二PMOS管的柵極連接所述第一控制信號；
[0042] 所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第三NMOS管和第三PMOS管；
[0043]所述第三匪OS管的漏極連接所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第三NMOS管的源極 連接所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第三NMOS管的柵極連接所述第一控制信號；
[0044]所述第三PMOS管的源極連接所述第三NMOS管的漏極，所述第三PMOS管的漏極連接 所述第三NMOS管的源極，所述第三PMOS管的柵極連接所述第二控制信號；
[0045] 所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第四NMOS管和第四PMOS管；
[0046] 所述第四匪OS管的漏極連接所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第四NMOS管的源極 連接所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第四NMOS管的柵極連接所述第二控制信號；
[0047]所述第四PMOS管的源極連接所述第四NMOS管的漏極，所述第四PMOS管的漏極連接 所述第四NMOS管的源極，所述第四PMOS管的柵極連接所述第一控制信號。
[0048] 優(yōu)選地，所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第五NMOS管和第五PMOS管；
[0049] 所述第五匪OS管的漏極連接所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第五NMOS管的源極 連接所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第五NMOS管的柵極連接所述第三控制信號；
[0050] 所述第五PMOS管的源極連接所述第五NMOS管的漏極，所述第五PMOS管的漏極連接 所述第五NMOS管的源極，所述第五PMOS管的柵極連接所述第四控制信號；
[0051 ] 所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第六NMOS管和第六PMOS管；
[0052]所述第六匪OS管的漏極連接所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第六NMOS管的源極 連接所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第六NMOS管的柵極連接所述第四控制信號；
[0053]所述第六PMOS管的源極連接所述第六NMOS管的漏極，所述第六PMOS管的漏極連接 所述第六NMOS管的源極，所述第六PMOS管的柵極連接所述第三控制信號；
[0054] 所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第七NMOS管和第七PMOS管；
[0055] 所述第七匪OS管的漏極連接所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第七NMOS管的源極 連接所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第七NMOS管的柵極連接所述第三控制信號；
[0056] 所述第七PMOS管的源極連接所述第七NMOS管的漏極，所述第七PMOS管的漏極連接 所述第七NMOS管的源極，所述第七PMOS管的柵極連接所述第四控制信號；
[0057] 所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第八NMOS管和第八PMOS管；
[0058]所述第八匪OS管的漏極連接所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第八NMOS管的源極 連接所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第八NMOS管的柵極連接所述第四控制信號；
[0059]所述第八PMOS管的源極連接所述第八NMOS管的漏極，所述第八PMOS管的漏極連接 所述第八NMOS管的源極，所述第八PMOS管的柵極連接所述第三控制信號。
[0060] 優(yōu)選地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括:積分模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和比較模 塊；
[0061] 所述積分模塊的輸入端連接所述比較模塊的輸出端，所述積分模塊的輸出端連接 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；
[0062]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接所述第三斬波器的輸入端；
[0063]所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 的輸出端連接所述比較模塊的負(fù)輸入端；
[0064]所述比較模塊的正輸入端連接所述第二斬波器的輸出端。
[0065]優(yōu)選地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于以第一采樣頻率對所述第二斬波器的輸出信號進(jìn) 行米樣；
[0066]所述第一采樣頻率f s I ^ 2*fmax，fmax為所述模擬信號的最大頻率；
[0067] 所述信號抽取器，用于濾除所述調(diào)制電路的輸出信號中頻率大于第一預(yù)設(shè)頻率的 噪聲；
[0068] 所述第一預(yù)設(shè)頻率大于等于所述模擬信號的最大頻率；
[0069] 所述信號抽取器，還用于對所述調(diào)制電路的輸出信號進(jìn)行降采樣處理，使采樣頻 率降為第二采樣頻率；
[0070] 所述第二采樣頻率fs2<fsl且f s2彡2*fmax，fsl為所述第一采樣頻率，fmax為所 述模擬信號的最大頻率。
[0071] 優(yōu)選地，還包括:第三濾波器；
[0072] 所述第三濾波器，用于濾除所述模擬信號中大于第二預(yù)設(shè)頻率的噪聲，并將濾除 后的信號發(fā)送至所述調(diào)制電路；
[0073]所述第二預(yù)設(shè)頻率€2 =化1/2，化1為所述第一采樣頻率。
[0074] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：
[0075] 本發(fā)明實施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模擬信號經(jīng)第一斬波器和第二斬波器調(diào)制到 高頻段后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將噪聲整形后輸出數(shù)字碼流。此時，有用信號處于高頻段，而噪聲、 失調(diào)和量化噪聲處于低頻段。該數(shù)字碼流經(jīng)第三斬波器和第四斬波器調(diào)制后，有用信號處 于低頻段，而噪聲、失調(diào)和量化噪聲處于高頻段，經(jīng)信號抽取器將高頻段的噪聲、失調(diào)以及 量化噪聲等干擾因素濾除，減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器中運(yùn)算放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)電壓對模 數(shù)轉(zhuǎn)換的影響，提高信號處理的精度。同時，因為在理想情況下，第一斬波器、第二斬波器、 第三斬波器和第四斬波器產(chǎn)生的斬波波紋平均能量為零，由斬波波紋引起的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中 運(yùn)算放大器形成的殘余失調(diào)被清除。本發(fā)明實施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，能夠減小模數(shù)轉(zhuǎn) 換器中運(yùn)算放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)電壓對模數(shù)轉(zhuǎn)換的影響，提高了處理后信號的信 噪比，提升了信號處理系統(tǒng)的精度。
【附圖說明】
[0076] 為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0077] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的Sigma-Delta ADC的結(jié)構(gòu)圖；
[0078] 圖2為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實施例一的示意圖；
[0079]圖3(a)為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實施例二的示意圖；
[0080] 圖3(b)為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實施例二的另一種示意圖；
[0081] 圖4(a)為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中第一斬波器和第四斬波器的結(jié)構(gòu)圖；
[0082] 圖4(b)為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中第二斬波器和第三斬波器的結(jié)構(gòu)圖；
[0083] 圖5(a)為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的第一斬波器和第四斬波器的另一種結(jié)構(gòu) 圖；
[0084]圖5(b)為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中第二斬波器和第三斬波器的另一種結(jié)構(gòu) 圖；
[0085]圖6為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實施例三的示意圖。
【具體實施方式】
[0086]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的 附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本 發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在 沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0087]可以理解的是，模數(shù)轉(zhuǎn)換器均包括運(yùn)算放大器。本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，不僅 能夠應(yīng)用于由Sigma-Delta ADC組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，還能過應(yīng)用于由其他類型的模數(shù)轉(zhuǎn) 換器組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
[0088] 實施例一：
[0089] 參見圖2,該圖為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實施例一的示意圖。
[0090] 本實施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括:調(diào)制電路100;
[0091] 所述調(diào)制電路100,包括:第一斬波器101、第二斬波器103、第三斬波器103、第四斬 波器104和模數(shù)轉(zhuǎn)換器105;
[0092]可以理解的是，模數(shù)轉(zhuǎn)換器105可以是任意一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，例如，Sigma-Delta ADC0
[0093] 所述第一斬波器101的輸入端連接模擬信號，所述第一斬波器101的輸出端連接所 述第二斬波器102的輸入端，所述第一斬波器101的控制端連接第一斬波信號(pel;
[0094] 所述第二斬波器102的輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的輸入端，所述第二斬波器 102的控制端連接第二斬波信號φ〇2;
[0095] 所述第一斬波信號(pci的頻率小于所述第二斬波信號(pc2的頻率。
[0096] 由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器105中的運(yùn)算放大器產(chǎn)生的噪聲和失調(diào)電壓與模擬信號的頻率接 近，無法直接使用濾波器濾除，影響模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度。因此，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器105前，使用第一 斬波器501和第二斬波器502將模擬信號調(diào)制到高頻段，使之與模數(shù)轉(zhuǎn)換器105產(chǎn)生的低頻 噪聲以及失調(diào)電壓等干擾因素分離。此時，模數(shù)轉(zhuǎn)換器105將噪聲整形后輸出的數(shù)字碼流 中，有用信號位于高頻段，而噪聲、失調(diào)和量化噪聲等干擾因素位于低頻段。
[0097]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的輸出端連接所述第三斬波器103的輸入端；
[0098]所述第三斬波器103的輸出端連接所述第四斬波器104的輸入端，所述第三斬波器 103的控制端連接所述第二斬波信號q>c2;
[0099] 所述第四斬波器104的輸出端連接信號抽取器200的輸入端，所述第四斬波器104 的控制端連接所述第一斬波信號(pel
[0100] 需要說明的是，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器105對信號進(jìn)行噪聲整形等處理后，第三斬波器103 和第四斬波器104將調(diào)制到高頻段的有用信號還原至低頻段的同時，將低頻段的噪聲、失調(diào) 以及量化噪聲調(diào)制到高頻段。第四斬波器104輸出的信號經(jīng)信號抽取器200將高頻段的噪 聲、失調(diào)以及量化噪聲等干擾因素濾除。
[0101]此外，由于第一斬波器101和第二斬波器102的電荷注入效應(yīng)會使斬波后的信號出 現(xiàn)斬波波紋。而斬波波紋會使模數(shù)轉(zhuǎn)換器105中的運(yùn)算放大器輸出更大的殘余失調(diào)。并且該 殘余失調(diào)與斬波后的信號頻率相近，信號抽取器200無法濾除。因此，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器105后連 接第三斬波器103和第四斬波器104還用于清除由第一斬波器101和第二斬波器102產(chǎn)生的 斬波波紋。
[0102] 需要說明的是，為保證斬波波紋的平均能量接近于零，第二斬波信號cpc2的頻率 人￡:與第一斬波信號(pel的頻率/_之間的關(guān)系為入2 ，其中k為大于1的整數(shù)。
[0103] 由于控制第一斬波器101的第一斬波信號(pci的頻率小于控制第二斬波器102的 第二斬波信號<pc2的頻率，第一斬波器101產(chǎn)生的斬波波紋遠(yuǎn)低于第二斬波器102產(chǎn)生的斬 波波紋，第一斬波器101產(chǎn)生的斬波波紋可以忽略。第二斬波器102產(chǎn)生的斬波波紋經(jīng)第三 斬波器103和第四斬波器104調(diào)制后，斬波波紋的平均能量為零，由斬波波紋引起的殘余失 調(diào)為零。此時，由第一斬波器101和第二斬波器102斬波引起的殘余失調(diào)被第三斬波器103和 第四斬波器104清除，從而有效的抑制殘余失調(diào)。
[0104] 本實施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模擬信號經(jīng)第一斬波器和第二斬波器調(diào)制到高頻 段后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將噪聲整形后輸出數(shù)字碼流。此時，有用信號處于高頻段，而噪聲、失調(diào) 和量化噪聲處于低頻段。該數(shù)字碼流經(jīng)第三斬波器和第四斬波器調(diào)制后，有用信號處于低 頻段，而噪聲、失調(diào)和量化噪聲處于高頻段，經(jīng)信號抽取器將高頻段的噪聲、失調(diào)以及量化 噪聲等干擾因素濾除，減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器中運(yùn)算放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)電壓對模數(shù)轉(zhuǎn) 換的影響，提高信號處理的精度。同時，因為在理想情況下，第一斬波器、第二斬波器、第三 斬波器和第四斬波器產(chǎn)生的斬波波紋平均能量為零，由斬波波紋引起的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中運(yùn)算 放大器形成的殘余失調(diào)被清除。本實施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，能夠減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器中運(yùn) 算放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)電壓對模數(shù)轉(zhuǎn)換的影響，提高了處理后信號的信噪比，提 升了信號處理系統(tǒng)的精度。
[0105] 實施例二：
[0106] 參見圖3(a)，該圖為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實施例二的示意圖。相較于圖 2,本實施例提供了一種更加具體的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。
[0107] 為了更加有效的濾除數(shù)字信號中噪聲和失調(diào)，降低對信號抽取器性能的要求，本 實施例提供的所述調(diào)制電路100,還包括:第一濾波器106;
[0108] 所述第一濾波器106的輸入端連接所述第三斬波器103的輸出端，所述第一濾波器 106的第二端連接所述第四斬波器104的輸入端。
[0109] 需要說明的是，模數(shù)轉(zhuǎn)換器105輸出的數(shù)字碼流中，有用信號位于高頻段，量化噪 聲以及運(yùn)算放大器產(chǎn)生的低頻噪聲和失調(diào)等干擾因素位于低頻段。此時，第三斬波器103將 有用信號調(diào)制到第一斬波信號的奇次諧波，而低頻處的噪聲和失調(diào)被調(diào)制到高頻段。經(jīng)第 一濾波器106,可將高頻段的噪聲和失調(diào)等干擾因素濾除。濾除噪聲和失調(diào)后的數(shù)字碼流經(jīng) 第四斬波器104調(diào)制，可將有用信號恢復(fù)至初始頻率段。
[0110] 第四斬波器104調(diào)制后殘余的噪聲可進(jìn)一步經(jīng)信號抽取器200濾除。
[0111] 參見圖3(b)，該圖為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實施例二的另一種示意圖。
[0112] 所述調(diào)制電路100,還包括:第二濾波器107
[0113]所述第二濾波器107的輸入端連接所述第四斬波器104的輸出端，所述第二濾波 102的輸出端連接所述信號抽取器200的輸入端。
[0114] 可以理解的是，第二濾波器107可將高頻段的噪聲和失調(diào)濾除。其數(shù)出的信號經(jīng)信 號抽取器200進(jìn)行濾除噪聲以及采樣處理后，可提高信號處理的精度。
[0115] 可以理解的是，第一濾波器106和第二濾波器107的作用相同，只是在模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路中的位置不同。第一濾波器106和第二濾波器107均可以是數(shù)字低通濾波器。第一濾波器 106的截止頻率和第二濾波器107的截止頻率可根據(jù)實際情況選取。
[0116] 本實施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，在第三斬波器和信號抽取器之間添加一個數(shù)字低 通濾波器，可提高處理后信號的信噪比，提升信號處理系統(tǒng)的精度。并且，該數(shù)字低通濾波 器可降低模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中對信號抽取器性能的要求，降低電路的制作成本。
[0117]斬波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)：
[0118]參見圖4(a)，該圖為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中第一斬波器和第四斬波器的結(jié) 構(gòu)圖。
[0119]所述第一斬波器，包括：第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)l〇la、第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)101b、第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò) IOlc和第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld;
[0120] 所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的正極，所述第一 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的正極，所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla的控 制端連接第一控制信號φ?;
[0121] 所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb的輸入端連接所述第一斬波器的輸出端的正極，所述第二 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb的輸出端連接所述第一斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb的控 制端連接第二控制信號φ2;
[0122] 所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlc的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第三 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlC的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlC的控 制端連接所述第一控制信號φ?;
[0123] 所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的正極，所述第四 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld的控 制端連接所述第二控制信號φ2;
[0124] 所述第一控制信號φ?為所述第一斬波信號(pel，
[0125] 所述第二控制信號φ2的頻率和所述第一控制信號φ?的頻率相同，且所述第二控 制信號φ2和所述第一控制信號φ?的相位差為(2Ν+1)π，其中N為大于等于零的整數(shù)；
[0126] 可以理解的是，第一控制信號φ?與第二控制信號φ2為互補(bǔ)信號。
[0127] 所述第四斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與所述第一斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同；
[0128] 所述第四斬波器的控制方法與所述第一斬波器的控制方法相同。
[0129] 斬波器內(nèi)部開關(guān)管的關(guān)斷狀態(tài)為:第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla和第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlc導(dǎo)通、 第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb和第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld關(guān)斷，或，第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla和第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlc 關(guān)斷、第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb和第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld導(dǎo)通。
[0130] 可以理解的是，第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)101a、第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)101b、第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlc和第四 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)101 d可以為NMOS管或PMOS管。
[0131] 參見圖4(b)，該圖為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中第二斬波器和第三斬波器的結(jié) 構(gòu)圖。
[0132] 可以理解的是，第二斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和第一斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，但第二斬 波器的控制信號和第一斬波器的控制信號不同。
[0133] 所述第二斬波器，包括：第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102a、第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102b、第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò) 102c和第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102d;
[0134] 所述五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102a的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的正極，所述第五開 關(guān)網(wǎng)絡(luò)102a的輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的正極，所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102a的控制 端連接第三控制信號φ3;
[0135] 所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102b的輸入端連接所述第二斬波器的輸出端的正極，所述第六 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102b的輸出端連接所述第二斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102b的控 制端連接第四控制信號φ4;
[0136] 所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102c的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第七 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102c的輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102c的控 制端連接所述第三控制信號φ3;
[0137] 所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102d的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的正極，所述第八 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102d的輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102d的控 制端連接所述第四控制信號φ4;
[0138] 所述第三控制信號φ3為所述第二斬波信號(pc:2:;
[0139] 所述第四控制信號φ4的頻率和所述第三控制信號φ3的頻率相同，且所述第四控 制信號:φ4和所述第三控制信號φ3的相位差為(2Ν+1)π，其中N為大于等于零的整數(shù)；
[0140]可以理解的是，第三控制信號φ3與第四控制信號φ4為互補(bǔ)信號。
[0141] 所述第三斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與所述第二斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同；
[0142] 所述第三斬波器的控制方法與所述第二斬波器的控制方法相同。
[0143] 斬波器內(nèi)部開關(guān)管的關(guān)斷狀態(tài)為：第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102a和第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102c導(dǎo)通、 第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)l〇2b和第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102d關(guān)斷，或，第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102a和第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102c 關(guān)斷、第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)l〇2b和第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102d導(dǎo)通。
[0144] 可以理解的是，第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102a、第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102b、第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102c和第八 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102d可以為NMOS管或PMOS管。
[0145] 第一斬波器和第四斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及控制方法均相同，而第二斬波器和第三 斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及控制方法均相同。
[0146] 參見圖5(a)，該圖為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的第一斬波器和第四斬波器的另 一種結(jié)構(gòu)圖。
[0147] 為進(jìn)一步降低斬波器中開關(guān)器件的電荷注入效等非理想效應(yīng)對模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸 出信號的信噪比和精度的影響，所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)l〇la，包括:第一匪OS管匪1和第一PMOS 管 PM1;
[0148] 所述第一匪OS管匪1的漏極連接所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla的輸入端，所述第一 NMOS 管匪1的源極連接所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla的輸出端，所述第一 NMOS管匪1的柵極連接所述第 一控制信號φ?;
[0149] 所述第一 PMOS管PMl的源極連接所述第一 NMOS管匪1的漏極，所述第一 PMOS管PMl 的漏極連接所述第一 NMOS管NMl的源極，所述第一 PMOS管PMl的柵極連接所述第二控制信號 φ2；
[0150] 可以理解的是，第一 NMOS管匪1和第一 PMOS管PMl構(gòu)成CMOS互補(bǔ)開關(guān)。CMOS互補(bǔ)開 關(guān)導(dǎo)通時電阻較小，可以降低開關(guān)的電荷注入效應(yīng)等非理想效應(yīng)對模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的影響。 第二匪OS管匪2和第二PMOS管PM2、第三NMOS管匪3和第三PMOS管PM3以及第四匪OS管NM4和 第四PMOS管PM4的連接關(guān)系與第一匪OS管匪1和第一PMOS管PMl的連接關(guān)系相似，均構(gòu)成 CMOS互補(bǔ)開關(guān)。
[0151] 所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb，包括:第二NMOS管NM2和第二PMOS管PM2;
[0152] 所述第二匪OS管匪2的漏極連接所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb的輸入端，所述第二NMOS 管匪2的源極連接所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb的輸出端，所述第二NMOS管匪2的柵極連接所述第 二控制信號印力
[0153] 所述第二PMOS管PM2的源極連接所述第二NMOS管匪2的漏極，所述第二PMOS管PM2 的漏極連接所述第二NMOS管NM2的源極，所述第二PMOS管PM2的柵極連接所述第一控制信號 φ? ；
[0154] 所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)101c，包括:第三NMOS管ΝΜ3和第三PMOS管ΡΜ3;
[0155] 所述第三匪OS管匪3的漏極連接所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlc的輸入端，所述第三NMOS 管匪3的源極連接所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlc的輸出端，所述第三NMOS管匪3的柵極連接所述第 一控制信號φ?;
[0156] 所述第三PMOS管ΡΜ3的源極連接所述第三NMOS管匪3的漏極，所述第三PMOS管ΡΜ3 的漏極連接所述第三NMOS管ΝΜ3的源極，所述第三PMOS管ΡΜ3的柵極連接所述第二控制信號 φ2:;
[0157] 所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld，包括:第四NMOS管ΝΜ4和第四PMOS管ΡΜ4;
[0158] 所述第四匪OS管匪4的漏極連接所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld的輸入端，所述第四NMOS 管NM4的源極連接所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld的輸出端，所述第四NMOS管匪4的柵極連接所述第 二控制信號
[0159] 所述第四PMOS管PM4的源極連接所述第四NMOS管匪4的漏極，所述第四PMOS管PM4 的漏極連接所述第四NMOS管NM4的源極，所述第四PMOS管PM4的柵極連接所述第一控制信號 φ?。
[0160] 參見圖5(b)，該圖為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中第二斬波器和第三斬波器的另 一種結(jié)構(gòu)圖。
[0161] 所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla，包括:第五NMOS管ΝΜ5和第五PMOS管ΡΜ5;
[0162] 所述第五匪OS管匪5的漏極連接所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla的輸入端，所述第五NMOS 管匪5的源極連接所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOla的輸出端，所述第五NMOS管匪5的柵極連接所述第 三控制信號φ3;
[0163] 所述第五PMOS管ΡΜ5的源極連接所述第五NMOS管匪5的漏極，所述第五PMOS管ΡΜ5 的漏極連接所述第五NMOS管ΝΜ5的源極，所述第五PMOS管ΡΜ5的柵極連接所述第四控制信號 φ4；
[0164] 所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102b，包括:第六NMOS管ΝΜ6和第六PMOS管ΡΜ6;
[0165] 所述第六匪OS管匪6的漏極連接所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb的輸入端，所述第六NMOS 管匪6的源極連接所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlb的輸出端，所述第六NMOS管匪6的柵極連接所述第 四控制信號φ4:;
[0166] 所述第六PMOS管ΡΜ6的源極連接所述第六NMOS管匪6的漏極，所述第六PMOS管ΡΜ6 的漏極連接所述第六NMOS管ΝΜ6的源極，所述第六PMOS管ΡΜ6的柵極連接所述第三控制信號 φ3;
[0167] 所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102c，包括:第七NMOS管ΝΜ7和第七PMOS管ΡΜ7;
[0168] 所述第七匪OS管匪7的漏極連接所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlc的輸入端，所述第七NMOS 管匪7的源極連接所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOlc的輸出端，所述第七NMOS管匪7的柵極連接所述第 三控制信號φ3;
[0169] 所述第七PMOS管ΡΜ7的源極連接所述第七NMOS管匪7的漏極，所述第七PMOS管ΡΜ7 的漏極連接所述第七NMOS管ΝΜ7的源極，所述第七PMOS管ΡΜ7的柵極連接所述第四控制信號 (ρ4;
[0170] 所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)102d，包括:第八NMOS管NM8和第八PMOS管PM8;
[0171] 所述第八匪OS管匪8的漏極連接所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld的輸入端，所述第八NMOS 管匪8的源極連接所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)IOld的輸出端，所述第八NMOS管匪8的柵極連接所述第 四控制信號φ4;
[0172] 所述第八PMOS管ΡΜ8的源極連接所述第八NMOS管匪8的漏極，所述第八PMOS管ΡΜ8 的漏極連接所述第八NMOS管ΝΜ8的源極，所述第八PMOS管ΡΜ8的柵極連接所述第三控制信號 φ3β
[0173] 本實施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，斬波器采用CMOS工藝制作，能夠有效降低模數(shù)轉(zhuǎn) 換器中運(yùn)算放大器的噪聲以及失調(diào)電壓對模數(shù)轉(zhuǎn)換精度的影響，提高處理后信號的信噪 比，提升信號處理系統(tǒng)的精度。
[0174] 實施例三：
[0175] 參見圖6,該圖為本發(fā)明提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實施例三的示意圖。相較于圖2,本 實施例提供了一種更加具體的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。
[0176] 本實施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器105,用于以第一采樣頻率fsl 對所述第二斬波器102的輸出信號進(jìn)行采樣；
[0177]所述第一采樣頻率f s I ^ 2*fmax，fmax為所述模擬信號的最大頻率。
[0178]可以理解的是，模數(shù)轉(zhuǎn)換器105-般使用遠(yuǎn)大于奈奎斯特采樣頻率的頻率對模擬 信號進(jìn)行采樣，即過采樣，以提高輸出的數(shù)字信號的信噪比。第一采樣頻率fsl=M*2fmax，M 的取值一般在8-256之間，可根據(jù)實際情況選取。
[0179]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器105,包括:積分模塊105a、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊105b、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊105c 和比較模塊105d;
[0180]所述積分模塊105a的輸入端連接所述比較模塊105d的輸出端，所述積分模塊105a 的輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊l〇5b的輸入端；
[0181]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊l〇5b的輸出端連接所述第三斬波器103的輸入端；
[0182] 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊105c的輸入端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊105b的輸出端，所述數(shù)模 轉(zhuǎn)換模塊l〇5c的輸出端連接所述比較模塊105d的負(fù)輸入端；
[0183] 所述比較模塊105d的正輸入端連接所述第二斬波器102的輸出端。
[0184]第二斬波器輸出的信號經(jīng)積分模塊105a噪聲整形后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊105b量化輸 出。輸出信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊l〇5c處理后通過比較模塊105d與第二斬波器的輸出信號做差 比較，逐步減小差值，使得模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的輸出信號接近輸入信號。
[0185] 需要說明的是，積分模塊105a可以為前饋環(huán)路濾波器，即一種離散時間積分器。模 數(shù)轉(zhuǎn)換器105可以為單環(huán)Sigma-Delta調(diào)制器或級聯(lián)型Sigma-Delta調(diào)制器。積分模塊105a 包括的離散時間積分器的個數(shù)越多，輸出就越接近輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度就越高。
[0186] 所述信號抽取器200,用于濾除所述調(diào)制電路100輸出信號中頻率大于第一預(yù)設(shè)頻 率的噪聲；
[0187] 所述第一預(yù)設(shè)頻率大于等于所述模擬信號的最大頻率；
[0188] 所述信號抽取器200,還用于對所述調(diào)制電路的輸出信號進(jìn)行降采樣處理，使采樣 頻率將為第二采樣頻率；
[0189] 所述第二采樣頻率fs2<fsl且fs2彡2*fmax，fsl為第一采樣頻率，fmax為所述模 擬信號的最大頻率。
[0190]信號抽取器200,一方面濾除信號帶寬以外的噪聲；另一方面對輸出的數(shù)字信號進(jìn) 行二次采樣，降低數(shù)字信號的采樣頻率，方便數(shù)字信號的傳輸與存儲，減少功耗浪費(fèi)。
[0191]可以理解的是，信號抽取器200的噪音濾除部分可由級聯(lián)梳狀濾波器和若干個半 帶濾波器級聯(lián)組成。信號抽取器200的二次采樣可采用某一中間采樣頻率對信號進(jìn)行多次 采樣，最終使采樣頻率降低為第二采樣頻率fs2。第二采樣頻率fs2可根據(jù)實際需要依據(jù)奈 奎斯特采樣定理選取。
[0192] 本實施例提供的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，還包括:第三濾波器300;
[0193] 所述第三濾波器300,用于濾除所述模擬信號中大于第二預(yù)設(shè)頻率的噪聲，并將濾 除后的信號發(fā)送至所述調(diào)制電路100;
[0194] 所述第二預(yù)設(shè)頻率f2 = fsl/2，fsl為所述第一采樣頻率。
[0195] 根據(jù)奈奎斯特采樣定理，采樣頻率需大于輸入信號頻率的兩倍，否則會造成混疊。 第三濾波器300將模擬信號中高于1/2采樣頻率的頻譜上的信號，降低對模數(shù)轉(zhuǎn)換電路性能 的要求，避免混疊。
[0196] 可以理解的是，過采樣降低了對第三濾波器300性能的要求，降低了模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 的制作成本。
[0197] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明 技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離 本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同 變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括:調(diào)制電路； 所述調(diào)制電路，包括：第一斬波器、第二斬波器、第三斬波器、第四斬波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換 器； 所述第一斬波器的輸入端連接模擬信號，所述第一斬波器的輸出端連接所述第二斬波 器的輸入端，所述第一斬波器的控制端連接第一斬波信號； 所述第二斬波器的輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述第二斬波器的控制端連 接第二斬波信號； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述第三斬波器的輸入端； 所述第三斬波器的輸出端連接所述第四斬波器的輸入端，所述第三斬波器的控制端連 接所述第二斬波信號； 所述第四斬波器的輸出端連接信號抽取器的輸入端，所述第四斬波器的控制端連接所 述第一斬波信號； 所述第一斬波信號的頻率小于所述第二斬波信號的頻率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述調(diào)制電路，還包括:第一濾波 器； 所述第一濾波器的輸入端連接所述第三斬波器的輸出端，所述第一濾波器的第二端連 接所述第四斬波器的輸入端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述調(diào)制電路，還包括:第二濾波 器 所述第二濾波器的輸入端連接所述第四斬波器的輸出端，所述第二濾波的輸出端連接 所述信號抽取器的輸入端。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一斬波器，包括:第一開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)、第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)； 所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的正極，所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò) 的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的正極，所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接第一控制 信號； 所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第一斬波器的輸出端的正極，所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò) 的輸出端連接所述第一斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接第二控制 信號； 所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò) 的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接所述第一 控制信號； 所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第一斬波器的輸入端的正極，所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò) 的輸出端連接所述第一斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接所述第二 控制信號； 所述第一控制信號為所述第一斬波信號； 所述第二控制信號的頻率和所述第一控制信號的頻率相同，且所述第二控制信號和所 述第一控制信號的相位差為(2Ν+1)π，其中N為大于等于零的整數(shù)； 所述第四斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與所述第一斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同； 所述第四斬波器的控制方法與所述第一斬波器的控制方法相同。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第二斬波器，包括:第五開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)、第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)； 所述五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的正極，所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的 輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的正極，所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接第三控制信 號； 所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第二斬波器的輸出端的正極，所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò) 的輸出端連接所述第二斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接第四控制 信號； 所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的負(fù)極，所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò) 的輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接所述第三 控制信號； 所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接所述第二斬波器的輸入端的正極，所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò) 的輸出端連接所述第二斬波器的輸出端的負(fù)極，所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制端連接所述第四 控制信號； 所述第三控制信號為所述第二斬波信號； 所述第四控制信號的頻率和所述第三控制信號的頻率相同，且所述第四控制信號和所 述第三控制信號的相位差為(2Ν+1)π，其中N為大于等于零的整數(shù)； 所述第三斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與所述第二斬波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同； 所述第三斬波器的控制方法與所述第二斬波器的控制方法相同。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第一 NMOS管和第一 PMOS管； 所述第一匪OS管的漏極連接所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第一 NMOS管的源極連接 所述第一開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第一 NMOS管的柵極連接所述第一控制信號； 所述第一 PMOS管的源極連接所述第一匪OS管的漏極，所述第一 PMOS管的漏極連接所述 第一 NMOS管的源極，所述第一 PMOS管的柵極連接所述第二控制信號； 所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第二NMOS管和第二PMOS管； 所述第二匪OS管的漏極連接所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第二NMOS管的源極連接 所述第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第二NMOS管的柵極連接所述第二控制信號； 所述第二PMOS管的源極連接所述第二匪OS管的漏極，所述第二PMOS管的漏極連接所述 第二NMOS管的源極，所述第二PMOS管的柵極連接所述第一控制信號； 所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第三NMOS管和第三PMOS管； 所述第三匪OS管的漏極連接所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第三NMOS管的源極連接 所述第三開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第三NMOS管的柵極連接所述第一控制信號； 所述第三PMOS管的源極連接所述第三匪OS管的漏極，所述第三PMOS管的漏極連接所述 第三NMOS管的源極，所述第三PMOS管的柵極連接所述第二控制信號； 所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第四NMOS管和第四PMOS管； 所述第四匪OS管的漏極連接所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第四NMOS管的源極連接 所述第四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第四NMOS管的柵極連接所述第二控制信號； 所述第四PMOS管的源極連接所述第四NMOS管的漏極，所述第四PMOS管的漏極連接所述 第四NMOS管的源極，所述第四PMOS管的柵極連接所述第一控制信號。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第五NMOS管和第五PMOS管； 所述第五匪OS管的漏極連接所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第五NMOS管的源極連接 所述第五開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第五NMOS管的柵極連接所述第三控制信號； 所述第五PMOS管的源極連接所述第五匪OS管的漏極，所述第五PMOS管的漏極連接所述 第五NMOS管的源極，所述第五PMOS管的柵極連接所述第四控制信號； 所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第六NMOS管和第六PMOS管； 所述第六匪OS管的漏極連接所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第六NMOS管的源極連接 所述第六開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第六NMOS管的柵極連接所述第四控制信號； 所述第六PMOS管的源極連接所述第六NMOS管的漏極，所述第六PMOS管的漏極連接所述 第六NMOS管的源極，所述第六PMOS管的柵極連接所述第三控制信號； 所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第七NMOS管和第七PMOS管； 所述第七匪OS管的漏極連接所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第七NMOS管的源極連接 所述第七開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第七NMOS管的柵極連接所述第三控制信號； 所述第七PMOS管的源極連接所述第七匪OS管的漏極，所述第七PMOS管的漏極連接所述 第七NMOS管的源極，所述第七PMOS管的柵極連接所述第四控制信號； 所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括:第八NMOS管和第八PMOS管； 所述第八匪OS管的漏極連接所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第八NMOS管的源極連接 所述第八開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端，所述第八NMOS管的柵極連接所述第四控制信號； 所述第八PMOS管的源極連接所述第八匪OS管的漏極，所述第八PMOS管的漏極連接所述 第八NMOS管的源極，所述第八PMOS管的柵極連接所述第三控制信號。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括：積分模 塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和比較模塊； 所述積分模塊的輸入端連接所述比較模塊的輸出端，所述積分模塊的輸出端連接所述 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接所述第三斬波器的輸入端； 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸 出端連接所述比較模塊的負(fù)輸入端； 所述比較模塊的正輸入端連接所述第二斬波器的輸出端。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于以第一采樣頻率對所述第二斬波器的輸出信號進(jìn)行采樣； fs I ^ 2*fmax，fs 1為所述第一采樣頻率，fmax為所述模擬信號的最大頻率； 所述信號抽取器，用于濾除所述調(diào)制電路的輸出信號中頻率大于第一預(yù)設(shè)頻率的噪 聲； 所述第一預(yù)設(shè)頻率大于等于所述模擬信號的最大頻率； 所述信號抽取器，還用于對所述調(diào)制電路的輸出信號進(jìn)行降采樣處理，使采樣頻率降 為第二米樣頻率； fsl彡fs2^： 2*fmax，fs2為所述第二采樣頻率，fs 1為所述第一采樣頻率，fmax為所述模 擬信號的最大頻率。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包括:第三濾波器； 所述第三濾波器，用于濾除所述模擬信號中大于第二預(yù)設(shè)頻率的噪聲，并將濾除后的 信號發(fā)送至所述調(diào)制電路； f2 = fs 1/2，f2為所述第二預(yù)設(shè)頻率，fs 1為所述第一采樣頻率。
【文檔編號】H03M1/06GK105915219SQ201610217816
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】何青, 王瑋冰, 李佳
【申請人】中國科學(xué)院微電子研究所