專利名稱：動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及積分三角調(diào)制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及使用動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的積分三角調(diào)制裝置。
背景技術(shù)：
模擬/數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)已存在多年，且用途極其廣泛。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器
(DAC )或者模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC )通過將高解析度信號用脈沖密度調(diào)制編碼為低解析度信號，是利用delta調(diào)制原理的模擬至數(shù)字或是數(shù)字至模擬的轉(zhuǎn)換技術(shù)。ADC或是DAC可通過由低成本的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換技術(shù)。
積分三角調(diào)制器(SDM ， Sigma delta modulator )為 一 種超取樣(oversampling)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，具有高度動(dòng)態(tài)范圍(dynamic range)以及高解析度。積分三角調(diào)制器已成功地使用于通訊以及其他數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中，其中， 一位積分三角調(diào)制器因本身具有的線性度(linearity),在過去i皮廣泛地使用。然而，為了不增加積分三角調(diào)制器的超取樣率而達(dá)到較高的解析度以及較寬的頻寬，則需使用可降低量化噪聲功率的多位積分三角調(diào)制器。但在多位積分三角調(diào)制器中，其反饋(feedback)多位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器里的數(shù)字/模擬元件(D/Aelements)存在匹配誤差(mismatching),因而影響線性度。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的N位積分三角調(diào)制器100的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N為大于1的整數(shù)。
N位積分三角調(diào)制器100包括一加法器110、 一回路濾波器(Loop filter)120、 一N位量化器(Quantizer) 130、及一 N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140。加法器
110接收模擬輸入信號,且減去來自N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140的模擬反饋信
號&s?；芈窞V波器120連接至加法器110,且接收加法器110的輸出?；芈窞V波器120用以產(chǎn)生一濾波模擬輸出信號至N位量化器130。 N位量化器130接著將回路濾波器120的模擬輸出信號量化，以產(chǎn)生一數(shù)字碼至N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140。 N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140包括多個(gè)數(shù)字/模擬元件，用以將數(shù)字碼轉(zhuǎn)
換為模擬反饋信號^^,且將反饋信號^s輸入至加法器iio。 N位數(shù)字/才莫擬轉(zhuǎn)換器140中的數(shù)字/模擬元件，如電容器、電阻器或電流源，可能因制造程序差異(process variation)及元件老化(degradation)等原因引起匹配性問題。這種元件間的匹配誤差會(huì)影響反饋路徑的線性度，且在輸出產(chǎn)生失真(distortion)以及噪聲。
動(dòng)態(tài)元件匹配平均法(DEM， Dynamic element matching)可以解決多位凄史字/模擬轉(zhuǎn)換器的線性度問題。圖2為現(xiàn)有技術(shù)使用動(dòng)態(tài)元件匹配平均法的傳統(tǒng)N位積分三角調(diào)制器200的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，在N位量化器130及N位數(shù)字/才莫擬轉(zhuǎn)換器140之間新增一動(dòng)態(tài)元件匹配裝置150。動(dòng)態(tài)元件匹配裝置150會(huì)隨機(jī)選取N位數(shù)字/才莫擬轉(zhuǎn)換器140中的數(shù)字/模擬元件，以將非線性誤差分布在頻譜中。此外，動(dòng)態(tài)元件匹配平均法中的其中一種方法為數(shù)據(jù)加權(quán)平均法(DWA, data weighted average )。圖3為美國專利第5,221,926號中邀:據(jù)加權(quán)平均法的運(yùn)作示意圖。如圖3所示，通過使用一具有12個(gè)數(shù)字/模擬元件的N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140，用以說明圖3中使用數(shù)據(jù)加權(quán)平均法的動(dòng)態(tài)元件匹配裝置150的操作原理。其中，Y軸表示每一時(shí)間槽的輸入數(shù)字碼。而X軸的帶斜
平均法會(huì)根據(jù)數(shù)字輸入碼，按照一預(yù)定順序， 一個(gè)個(gè)選取數(shù)字/模擬元件。例如，在時(shí)間槽tl時(shí)，數(shù)字輸入碼為6，則數(shù)據(jù)加權(quán)平均法會(huì)按照順序選取E3至E8。而在下一個(gè)時(shí)間槽t2時(shí)，數(shù)字輸入碼為5,則數(shù)據(jù)加權(quán)平均法會(huì)先選取一接續(xù)前次最后選取的元件E8的元件E9,接著選取E10。數(shù)字/模擬元件的選取順序如箭頭所示。數(shù)據(jù)加權(quán)平均法會(huì)平均每一數(shù)字/模擬元件被選取的機(jī)率，因此將數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的匹配性誤差移至一較高頻帶，且其較易實(shí)施，并具有一階噪聲重整(first order noise shaping)效果。然而，當(dāng)數(shù)字輸入碼為6時(shí)，常常選取E3至E8或E9至E2， /人而產(chǎn)生固定式樣(pattern),因此無法將元件的誤差平均分布，會(huì)使得信號噪聲失真比
(SNDR)下降。圖4為圖3信號噪聲失真比與輸入振幅的關(guān)系示意圖，為一具有使用DWA技術(shù)的三位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器DAC的三階積分三角調(diào)制器
(SDM ， Sigma delta modulator)的信號噪聲失真比與輸入振幅，如圖4所示，由于存在固定式樣而使得信號噪聲失真比下降。
圖5為美國專利第6,304,608號的運(yùn)作示意圖。如圖5所示，使用一具有8個(gè)數(shù)字/模擬元件E1 E8的N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，并增加一數(shù)字/才莫擬元件E9。根據(jù)數(shù)字輸入碼，按照一預(yù)定順序， 一個(gè)個(gè)選取數(shù)字/模擬元件。例如，在時(shí)間槽tl時(shí)，數(shù)字輸入碼為5,則按照順序選取E1至E5。而在下一個(gè)時(shí)間槽t2時(shí)，數(shù)字輸入碼為2,則會(huì)先選取一接續(xù)前次最后選取元件E5的元件E6，接著選取E7。數(shù)字/才莫擬元件的選取順序如箭頭所示。由于增加了一個(gè)數(shù)字/沖莫擬元件E9,即數(shù)字/模擬元件有9個(gè)(E1 E9),而輸入碼僅有8個(gè)，藉此以避免產(chǎn)生固定式樣。
然而，在DWA技術(shù)中，匹配誤差(mismatching )平均的效率取決于旋轉(zhuǎn)的速度，即每一元件的使用頻率。圖5中因新增一個(gè)數(shù)字/模擬元件E9，而輸入碼僅有8個(gè)，使得使用數(shù)字/模擬元件E1 E9的頻率降低，進(jìn)而導(dǎo)致信號噪聲失真比(SNDR)下降。同時(shí)，由于新增了一個(gè)數(shù)字/模擬元件E9，使得模擬電路更為復(fù)雜，且輸出振幅變?yōu)樵瓉淼?/9倍，限制了使用范圍。圖6為圖5信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖，如圖6所示，由于新增了一個(gè)數(shù)字/模擬元件E9而使得信號噪聲失真比(SNDR)下降。
圖7為美國專利第7,183,955號的運(yùn)作示意圖。如圖7所示，使用一具有8個(gè)數(shù)字/模擬元件E1 E8的N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器。用以將8個(gè)數(shù)字/沖莫擬元件E1 E8分成3個(gè)群組Gl、 G2、及G3,其中，群組Gl包含E1 E3，群組G2包含E4 E5，群組G3包含E6 E8。在時(shí)間槽tl時(shí)，數(shù)字輸入碼為5，則按照群組順序先選取群組Gl中的El、群組G2中的E4、群組G3中的E6，再選取群組Gl中的E2、群組G2中的E5。而在下一個(gè)時(shí)間槽t2時(shí)，數(shù)字輸入碼為2,則會(huì)先選取一接續(xù)前次最后選取群組G2的群組G3，選取前次最后選取群組G3中E6的接續(xù)元件E7，再選取群組Gl中的E3,藉此避免產(chǎn)生固定式樣(pattern )。
然而當(dāng)輸入數(shù)字碼比較大(例如輸入數(shù)字碼為6、 7)時(shí)，群組G2中的E4及E5常會(huì)被使用到，因而產(chǎn)生另 一種型態(tài)的固定式樣(pattern )，而導(dǎo)致信號噪聲失真比(SNDR)下降。圖8為圖7信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖，如圖8所示，當(dāng)輸入振幅比較大時(shí)(亦即輸入數(shù)字碼比較大)，信號噪聲失真比(SNDR)明顯下降，即使用該方法時(shí)，輸入數(shù)字碼比較大時(shí)，ADC或是DAC系統(tǒng)容易產(chǎn)生誤差。
圖9為美國專利第6,753,799號的運(yùn)作示意圖。如圖9所示，使用一具有8個(gè)數(shù)字/模擬元件E1 E8的N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器。當(dāng)中，只有當(dāng)輸入數(shù)字碼為最大值時(shí)，才使用數(shù)字/模擬元件E8。如圖9所示，在時(shí)間槽tl時(shí)，數(shù)字輸入碼為5，則按照順序選取E1至E5。而在下一個(gè)時(shí)間槽t2時(shí)，lt字輸入碼為2,則會(huì)先選取一接續(xù)前次最后選取元件E5的元件E6，接著選取E7。在時(shí)間槽t3時(shí)，數(shù)字輸入碼為最大值8且時(shí)間槽t2中最后選取E7，則按照順序選取E8，再按照順序選取E1 E7。在時(shí)間槽t4時(shí)，數(shù)字輸入碼為4,此時(shí)不使用數(shù)字/模擬元件E8,而按照順序選取E1 E4，通過增加亂度而避免產(chǎn)生固定式樣
(pattern )。然而該方法所增加的亂度有限。圖10為圖9信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖，與圖8相比較，圖9在輸入振幅為-5dB時(shí)，信號噪聲失真比(SNDR)明顯下降，而圖8在輸入振幅為-10dB時(shí)，-f言號噪聲失真比
(SNDR)明顯下降。由上述可知，現(xiàn)有技術(shù)用于ADC或DAC系統(tǒng)中所采用的數(shù)據(jù)加權(quán)平均法(DWA)仍具有諸多缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的主要在于提供一種動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，可增加選取數(shù)字/模擬元件的亂度，從而增加信號噪聲失真比(SNDR)。
8依據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，包含一加法器、 一回路濾波器、 一量化器、 一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器、及一動(dòng)態(tài)元件匹配裝置。加法器接收一模擬輸入信號以及一反饋信號，以根據(jù)該模擬輸入信號
以及該反饋信號間的差值，產(chǎn)生一誤差信號?；芈窞V波器(LoopFilter)與加法器連接，接收該誤差信號以產(chǎn)生一濾波信號。量化器與回路濾波器連接，用以將該濾波信號轉(zhuǎn)換成一量化輸出信號。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器與加法器連接，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)數(shù)字/模擬元件，用以產(chǎn)生相當(dāng)于該量化輸出信號的反饋信號至加法器。動(dòng)態(tài)元件匹配裝置連接于量化器以及數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器之間，且接收該量化輸出信號，用以選取數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器中的數(shù)字/模擬元件。其中動(dòng)態(tài)元件匹配裝置將數(shù)字/模擬元件中的 一元件設(shè)定為非參與元件，并將其余元件設(shè)定為參與元件，并根據(jù)該量化輸出信號及參與元件，以選取該量化輸出信號相應(yīng)的參與元件，產(chǎn)生相當(dāng)于該量化輸出信號對應(yīng)的反饋信號。
依據(jù)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字^莫擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器及一動(dòng)態(tài)元件匹配裝置。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)數(shù)字/模擬元件，用以產(chǎn)生相當(dāng)于一數(shù)字輸入信號的一模擬輸出信號。動(dòng)態(tài)元件匹配裝置連接于數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，且接收數(shù)字輸入信號，以選取數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器中的數(shù)字/模擬元件。其中動(dòng)態(tài)元件匹配裝置將數(shù)字/模擬元件中的一元件設(shè)定為非參與元件，并將其余數(shù)字/模擬元件設(shè)定為參與元件，并根據(jù)該數(shù)字輸入信號、及參與元件，以選取該數(shù)字輸入信號相應(yīng)的數(shù)字/模擬元件，產(chǎn)生相當(dāng)于該數(shù)字輸入信號對應(yīng)的一反饋信號。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明的一種動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，通過動(dòng)態(tài)元件匹配裝置將數(shù)字M莫擬元件中的 一元件設(shè)定為非參與元件，并將其余元件設(shè)定為參與元件，并根據(jù)量化輸出信號及參與元件，用以選取量化輸出信號對應(yīng)的參與元件，產(chǎn)生相當(dāng)于該量化輸出信號對應(yīng)的反饋信號，可增加選取數(shù)字輸入碼對應(yīng)的數(shù)字/模擬元件的亂度，進(jìn)而增加信號噪聲失真比。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的N位積分三角調(diào)制器IOO的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)使用動(dòng)態(tài)元件匹配平均法的傳統(tǒng)N位積分三角調(diào)制器200的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為美國專利第5,221,926號中數(shù)據(jù)加權(quán)平均法的運(yùn)作示意圖。圖4為圖3信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖。圖5為美國專利第6,304,608號的運(yùn)作示意圖。圖6為圖5信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖。圖7為美國專利第7,183,955號的運(yùn)作示意圖。圖8為圖7信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖。圖9為美國專利第6,753,799號的運(yùn)作示意圖。圖10為圖9信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖。圖11為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置的運(yùn)作示意圖。圖13為本發(fā)明信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖。圖14為圖IO與圖13中圓圏處的放大示意圖。圖15為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配裝置的第二實(shí)施例的運(yùn)作示意圖。圖16為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配裝置的第三實(shí)施例的運(yùn)作示意圖。圖17為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150的第四實(shí)施例的運(yùn)作示意圖。附圖中的標(biāo)號說明
N位積分三角調(diào)制器100 加法器110回路濾波器120 N位量化器130
N位數(shù)字/沖莫擬轉(zhuǎn)換器140 動(dòng)態(tài)元件匹配裝置150數(shù)字/才莫擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1000動(dòng)態(tài)元件匹配之積分三角調(diào)制裝置1100動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
請參見圖11,圖11為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置1100的結(jié)
構(gòu)示意圖。該裝置1100包含一加法器110、 一回路濾波器(LoopFilter) 120、一N位量化器130、及一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1000，其中，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1000包括有一N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140、及一動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150。
加法器110接收一模擬輸入信號K"以及一反饋信號^ra，以根據(jù)模擬輸入
信號^"以及反饋信號「^間的差值，產(chǎn)生一誤差信號?；芈窞V波器120與加法器110連接，接收誤差信號以產(chǎn)生一濾波信號。N位量化器130與回路濾波器120連接，用以將濾波信號轉(zhuǎn)換成一量化輸出信號，其中，N位量化器130為一多位(multi-bit)量化器。
N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140與加法器110連接，N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140為一多位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器。該N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140包括多個(gè)數(shù)字/模擬元件，
用以產(chǎn)生相當(dāng)于量化輸出信號對應(yīng)的反饋信號^s至加法器iio。數(shù)字^莫擬元件為電容器、電阻器或電流源。
動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150連接于N位量化器130以及N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140之間，接收量化輸出信號，用以選取N位數(shù)字M莫擬轉(zhuǎn)換器140中的數(shù)字/模擬元件。
在圖11與圖2中使用相同數(shù)字標(biāo)示的元件，具有相同的功能。動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150的操作說明如下。
假設(shè)N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器140包括8個(gè)#:字/沖莫擬元件E1 E8。動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150將8個(gè)數(shù)字/模擬元件中的一元件設(shè)定為非參與元件，并將其余7個(gè)元件設(shè)定為參與元件，并根據(jù)量化輸出信號及8個(gè)數(shù)字/模擬元件，進(jìn)而選取相應(yīng)的數(shù)字Z模擬元件，產(chǎn)生相當(dāng)于量化輸出信號對應(yīng)的反4貴信號^^。例如，
當(dāng)N位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器中有8個(gè)數(shù)字/模擬元件時(shí)，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150將 E8設(shè)定為非參與元件，并將其余元件E1 E7設(shè)定為參與元件。
當(dāng)量化輸出信號為一預(yù)定信號時(shí)，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150將參與元件 E1 E7中的一元件設(shè)定為非參與元件，并將原先的非參與元件E8設(shè)定為參與 元件。其中該預(yù)定信號，例如可為量化輸出信號中的最大值。
圖12為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置的運(yùn)作示意圖，本實(shí)施例 為具有8個(gè)數(shù)字/模擬元件的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器中的動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150的操 作示意圖，其中，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150將E8設(shè)定為非參與元件，并將其余 元件E1 E7設(shè)定為參與元件。在圖12中，Y軸表示每一時(shí)間槽的輸入數(shù)字碼， 即N位量化器130輸出的量化輸出信號，而斜線方塊表示非參與元件，X軸的 數(shù)字則表示選取的元件以及其選取的次序。動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150將E8設(shè)定 為非參與元件，并將其余元件E1 E7設(shè)定為參與元件。
動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150按照一第二預(yù)定順序，選取參與元件E1 E7，產(chǎn)生
相當(dāng)于量化輸出信號對應(yīng)的反饋信號K"。動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150由參與元件 中選取并接續(xù)于前次最后選取的數(shù)字/模擬元件之后，產(chǎn)生相當(dāng)于該量化輸出信 號對應(yīng)的反饋信號。選取的數(shù)字/才莫擬元件數(shù)量相當(dāng)于該量化輸出信號，亦即， 如圖12所示，當(dāng)輸入碼為1時(shí)，則選取1個(gè)數(shù)字^莫擬元件，當(dāng)輸入碼為6時(shí)， 則選取6個(gè)數(shù)字/模擬元件。
當(dāng)自N位量化器130收到數(shù)字輸入碼時(shí)，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150會(huì)根據(jù) 數(shù)字輸入碼以及前次選取的數(shù)字/4莫擬元件，選取參與元件中的數(shù)字/模擬元件， 且其總共選取的數(shù)字/模擬元件數(shù)量相當(dāng)于數(shù)字輸入碼。例如，在時(shí)間槽tl時(shí)， 數(shù)字輸入碼為5，則動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150會(huì)按照箭頭的順序，依次于參與元 件中選^f又El E5。在時(shí)間槽t2時(shí)，數(shù)字輸入碼為2,則動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150 會(huì)按照箭頭的順序，依次于參與元件中選取E6 E7。在時(shí)間槽t5時(shí)，數(shù)字輸入碼為8，亦即該數(shù)字輸入碼為最大值時(shí)，非參與
元件E8亦會(huì)被選取，此時(shí)E1 E8均被選取。之后，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150按 照一第一預(yù)定順序，選取并設(shè)定非參與元件。其中，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150從 參與元件E1 E7中選取_接續(xù)原先的非參與元件E8的下一#:字/才莫擬元件El為 非參與元件。在時(shí)間槽t6時(shí)，數(shù)字輸入碼為4， El為非參與元件，此時(shí)E2 E5 被選取。依序類推，不予贅述。
圖13為本發(fā)明信號噪聲失真比(SNDR)與輸入振幅的關(guān)系示意圖，將本 發(fā)明技術(shù)運(yùn)用于一具有三位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器DAC的三階積分三角調(diào)制器 (SDM， Sigma delta modulator)中。圖14為圖10與圖13中圓圏處的放大示 意圖，左邊為美國專利第6,753,799號的放大示意圖，右邊為本發(fā)明的放大示意 圖。由圖14可看出，左邊放大示意圖中，當(dāng)輸入振幅為-5dB時(shí)，其信號噪聲 失真比(SNDR)明顯下降，而右邊放大示意圖中，當(dāng)輸入振幅為-4.5dB時(shí)， 其信號噪聲失真比(SNDR)才開始下降，本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)已有明顯改 善。
圖15為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150的第二實(shí)施例的運(yùn)作示意圖，其中， 動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150由參與元件中選fU姿續(xù)原先的非參與元件的下兩個(gè)翁: 字/模擬元件為非參與元件。亦即，在時(shí)間槽t5時(shí)，數(shù)字輸入碼為8，非參與元 件E8亦會(huì)被選取，此時(shí)E1 E8均被選取。之后，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150從參 與元件E1 E7選取4婁續(xù)原先的非參與元件E8的下兩個(gè)數(shù)字^莫擬元件E2為非 參與元件。在時(shí)間槽t6時(shí)，數(shù)字輸入碼為4， E2為非參與元件，此時(shí)E3 E6 被選取。
圖16為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150的第三實(shí)施例的運(yùn)作示意圖，其中， 動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150從參與元件中隨機(jī)選一數(shù)字^莫擬元件為非參與元件。 亦即，在時(shí)間槽t5時(shí)，數(shù)字輸入碼為8,非參與元件E8亦會(huì)^皮選取，此時(shí)E1 E8 均被選取。之后，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150從參與元件E1 E7中隨機(jī)地選取數(shù) 字/模擬元件E5為非參與元件。在時(shí)間槽t6時(shí)，數(shù)字輸入碼為4， E5為非參與元件，此時(shí)E2、 E3、 E4、及E6被選取。
圖17為本發(fā)明動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150的第四實(shí)施例的運(yùn)作示意圖，其中， 動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150從參與元件中隨機(jī)選一數(shù)字/模擬元件作為非參與元件。 亦即，在時(shí)間槽t5時(shí)，數(shù)字輸入碼為8,非參與元件E8亦會(huì)被選取，此時(shí)E1 E8 均被選取。之后，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150從參與元件E1 E7中隨機(jī)選取數(shù)字/ 模擬元件E5為非參與元件，同時(shí)改變選取元件的方向。在時(shí)間槽t6時(shí)，數(shù)字 輸入碼為4, E5為非參與元件，此時(shí)E2、 El、 E8、及E7被選取。
由上述說明可知，本發(fā)明將數(shù)字/模擬元件中的一數(shù)字/模擬元件設(shè)定為非參 與元件，如E8,其余數(shù)字/模擬元件設(shè)定為參與元件，如E1 E7，并依據(jù)數(shù)字 輸入碼從參與元件E1 E7選取，當(dāng)數(shù)字輸入碼為最大值時(shí)，非參與元件E8亦 會(huì)被選取，此時(shí)E1 E8均被選取。之后，動(dòng)態(tài)元件匹配裝置1150從參與元件 E1 E7中選取接續(xù)原先的非參與元件E8的下一數(shù)字/4莫擬元件El為非參與元 件。這樣，相對于現(xiàn)有技術(shù)，可增加選取數(shù)字輸入碼對應(yīng)的數(shù)字/模擬元件的亂 度，進(jìn)而增加信號噪聲失真比(SNDR)。
上述實(shí)施例僅僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的4又利范圍應(yīng) 以發(fā)明申請范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，包含一加法器，用以根據(jù)所接收的一模擬輸入信號以及一反饋信號的差值，產(chǎn)生一誤差信號；一回路濾波器，與所述加法器連接，用以接收所述誤差信號，產(chǎn)生一濾波信號；一量化器，與所述回路濾波器連接，用以將所述濾波信號轉(zhuǎn)換成一量化輸出信號；一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，與所述加法器連接，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)數(shù)字/模擬元件，用以產(chǎn)生所述反饋信號至所述加法器；以及一動(dòng)態(tài)元件匹配裝置，連接于所述量化器以及所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器之間，接收所述量化輸出信號，用以選取所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器中的數(shù)字/模擬元件；其中，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置將所述多個(gè)數(shù)字/模擬元件中的一數(shù)字/模擬元件設(shè)定為非參與元件，并將其余數(shù)字/模擬元件設(shè)定為參與元件，并根據(jù)所述量化輸出信號及所述參與元件，用以選取所述量化輸出信號對應(yīng)的參與元件，產(chǎn)生相當(dāng)于所述量化輸出信號對應(yīng)的所述反饋信號。
2、 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，當(dāng)所述量化輸出信號為 一預(yù)定信號時(shí)，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置將原先的參與元件中的 一參與元件設(shè)定為非參與元件，并將原先的非參與元件設(shè)定為前述參與元件。
3、 如權(quán)利要求2所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，所述預(yù)定信號為所述量化輸出信號中最大值的量化輸出信號。
4、 如權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置按照一第一預(yù)定順序，選取并設(shè)定所述非參與元件。
5、 如權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置從參與元件中選取接續(xù)于原先的非參與元件的下 一個(gè)數(shù)字/沖莫擬元件為非參與元件。
6、 如權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置從參與元件中選取接續(xù)原先的非參與元件的下k個(gè)數(shù)字/模擬元件為所述非參與元件，當(dāng)中k為正整數(shù)，小于或等于參與元件的數(shù)目。
7、 如權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置按照一第二預(yù)定順序，選取所述量化輸出信號對應(yīng)的參與元件，產(chǎn)生相當(dāng)于所述量化輸出信號對應(yīng)的所述反饋信號。
8、 如權(quán)利要求7所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置從參與元件中選取接續(xù)于前次最后選取的數(shù)字/模擬元件，產(chǎn)生相當(dāng)于所述量化輸出信號對應(yīng)的所述反寸貴信號。
9、 如權(quán)利要求8所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，其特征在于，所述選取的數(shù)字/模擬元件數(shù)量相當(dāng)于所述量化輸出信號。
10、 一種動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包含一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，包括多個(gè)數(shù)字/才莫擬元件，用以產(chǎn)生相當(dāng)于一數(shù)字輸入信號的一模擬輸出信號；以及一動(dòng)態(tài)元件匹配裝置，連接于所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，且接收所述數(shù)字輸入信號，以選取所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器中的數(shù)字/模擬元件；其中，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置將多個(gè)數(shù)字/模擬元件中的 一數(shù)字/模擬元件設(shè)定為非參與元件，并將其余數(shù)字/才莫擬元件設(shè)定為參與元件，并根據(jù)所述數(shù)字輸入信號、及參與元件，以選取所述數(shù)字輸入信號對應(yīng)的數(shù)字/模擬元件，產(chǎn)生一反饋信號。
11、 如權(quán)利要求10所迷的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字輸入信號為一預(yù)定信號時(shí)，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置將參與元件中的一參與元件設(shè)定為非參與元件，并將原先的非參與元件設(shè)定為參與元件。
12、 如權(quán)利要求11所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定信號為所述數(shù)字輸入信號中最大值的數(shù)字輸入信號。
13、 如權(quán)利要求12所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/沖莫擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置按照一第一預(yù)定順序，選取并設(shè)定非參與元件。
14、 如權(quán)利要求13所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置>^人所述參與元件中選取接續(xù)于原先的非參與元件的下 一個(gè)數(shù)字/模擬元件為非參與元件。
15、 如權(quán)利要求13所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置從所述參與元件中選:f又接續(xù)于原先的非參與元件的下k個(gè)數(shù)字/模擬元件為非參與元件，當(dāng)中k為正整數(shù)，小于或等于所述參與元件的數(shù)目。
16、 如權(quán)利要求15所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置按照一第二預(yù)定順序，選取所述數(shù)字輸入信號對應(yīng)的參與元件，產(chǎn)生相當(dāng)于所述數(shù)字輸入信號對應(yīng)的所述反饋信號。
17、 如權(quán)利要求16所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)元件匹配裝置從所述參與元件中選取接續(xù)前次最后選取的數(shù)字/模擬元件，產(chǎn)生相當(dāng)于所述數(shù)字輸入信號對應(yīng)的所述反饋信號。
18、 如權(quán)利要求17所述的動(dòng)態(tài)元件匹配的數(shù)字/才莫擬轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述選取的數(shù)字/模擬元件數(shù)量相當(dāng)于所述數(shù)字輸入信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動(dòng)態(tài)元件匹配的積分三角調(diào)制裝置，包括一加法器，接收一模擬輸入信號以及一反饋信號，以產(chǎn)生一誤差信號。回路濾波器，依據(jù)誤差信號以產(chǎn)生一濾波信號。量化器，將濾波信號轉(zhuǎn)換成一量化輸出信號。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，包括多個(gè)數(shù)字/模擬元件，以產(chǎn)生相當(dāng)于量化輸出信號對應(yīng)的反饋信號。動(dòng)態(tài)元件匹配裝置，接收量化輸出信號，將數(shù)字/模擬元件中的一元件設(shè)定為非參與元件，以及將其余元件設(shè)定為參與元件，并根據(jù)量化輸出信號及參與元件，以選取量化輸出信號對應(yīng)的參與元件，產(chǎn)生相當(dāng)于該量化輸出信號對應(yīng)的該反饋信號。應(yīng)用本發(fā)明，可增加選取數(shù)字輸入碼對應(yīng)的數(shù)字/模擬元件的亂度，進(jìn)而增加信號噪聲失真比。
文檔編號H03M3/04GK101562454SQ20091013528
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者陳智偉 申請人:凌陽多媒體股份有限公司