CN103716053B - 产生用于自动增益控制的反馈的方法、装置和系统 - Google Patents
产生用于自动增益控制的反馈的方法、装置和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103716053B CN103716053B CN201310637394.7A CN201310637394A CN103716053B CN 103716053 B CN103716053 B CN 103716053B CN 201310637394 A CN201310637394 A CN 201310637394A CN 103716053 B CN103716053 B CN 103716053B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- digital
- input
- comparator
- voltage
- sampling configuration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 168
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 20
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 20
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 20
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 56
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 21
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 18
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 2
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 2
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 2
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 2
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 2
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 244000294411 Mirabilis expansa Species 0.000 description 1
- 235000015429 Mirabilis expansa Nutrition 0.000 description 1
- 241001168730 Simo Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000039 congener Substances 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 235000013536 miso Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000011022 operating instruction Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- URWAJWIAIPFPJE-YFMIWBNJSA-N sisomycin Chemical compound O1C[C@@](O)(C)[C@H](NC)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H](CC=C(CN)O2)N)[C@@H](N)C[C@H]1N URWAJWIAIPFPJE-YFMIWBNJSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/18—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging
- H03M1/181—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging in feedback mode, i.e. by determining the range to be selected from one or more previous digital output values
- H03M1/183—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging in feedback mode, i.e. by determining the range to be selected from one or more previous digital output values the feedback signal controlling the gain of an amplifier or attenuator preceding the analogue/digital converter
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/34—Analogue value compared with reference values
- H03M1/38—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
- H03M1/70—Automatic control for modifying converter range
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
本公开的发明名称为“产生用于自动增益控制的反馈的方法、装置和系统”。实施例可包括用于信号高速模数转换的诸如硬件和/或代码的逻辑。许多实施例接收模拟信号作为采样接收器的输入。采样接收器可以由逐次逼近寄存器（SAR）模数转换器（ADC）来实现以产生数字输出。实施例可以在采样模式期间对SAR ADC的比较器重新分派任务，以产生数字比较器输出，其表示DAC的电容上电荷的电压与阈值参考电压的比较。在进一步的实施例中，数字比较器的输出被施加到自动增益控制（AGC）逻辑的输入。AGC逻辑接收数字比较器信号，该数字比较器信号表示多样本样本周期的一个采样，从而允许AGC逻辑产生响应于总复合平均以及峰值振幅的增益控制信号。
Description
技术领域
本公开涉及用于高速模数转换的方法和装置。
背景技术
本公开一般涉及通信技术领域。更具体的是，本公开涉及有助于高速模数转换的来自逐次逼近寄存器模数转换器中的电荷再分布数模转换器的自动增益控制反馈。
发明内容
本公开提供一种产生用于自动增益控制的反馈的方法，所述方法包括：将逐次逼近寄存器模数转换器从转换模式切换到在采样模式期间将所述逐次逼近寄存器模数转换器的输入信号与数模转换器的电容进行耦合，以在所述采样模式中对所述数模转换器的所述电容充电；通过选择逻辑，对于所述采样模式的持续期，将比较器的输入耦合到采样模式参考电压，其中所述采样模式参考电压包括对于在所述比较器的所述输入的所述数模转换器的所述电容上电荷的电压的阈值电压；在所述采样模式期间，将所述数模转换器的所述电容上电荷的电压与所述采样模式参考电压进行比较，以确定所述电容上电荷的电压是大于还是小于所述阈值电压；以及在所述采样模式期间，基于所述数模转换器的所述电容上电荷的电压与所述采样模式参考电压的所述比较而输出数字比较器信号。
本公开还提供一种产生用于自动增益控制的反馈的装置，包括：逐次逼近寄存器模数转换器的数模转换器；切换器，用于在采样模式期间将输入信号连接到所述数模转换器，以及在转换模式期间将所述输入信号从所述数模转换器断开；选择逻辑，耦合在采样模式参考电压和第二输入之间，用来在所述采样模式期间将所述采样模式参考电压耦合到比较器的输入，以及在所述转换模式期间将所述第二输入连接至所述比较器的所述输入；以及所述比较器，在所述采样模式期间与所述数模转换器在第二输入耦合，用来将所述数模转换器的电容上的电荷的电压与所述采样模式参考电压进行比较，其中所述比较器包括输出以在所述采样模式期间基于所述数模转换器的所述电容上电荷的电压与所述采样模式参考电压的所述比较来输出数字比较器信号。
本公开还提供一种产生用于自动增益控制的反馈的系统，包括天线和与所述天线耦合的接收器，所述接收器包括上述装置。
附图说明
图1描绘了网络的实施例，该网络包括多个通信装置，该通信装置包括无线通信装置；
图1A描绘了关于图1中所图示的高速模数转换器的逐次逼近寄存器模数转换器的装置的实施例；
图1B描绘了图1中所图示的高速模数转换器的时间交织逐次逼近寄存器模数转换器的实施例；
图1C描绘了图1中所图示的高速模数转换器的差分逐次逼近寄存器模数转换器的实施例；
图1D描绘了示出经过四个采样周期的来自电荷再分布数模转换器的电容的电压的样本的振幅的图的实施例；
图2描绘了带有信号高速模数转换的装置的实施例；
图3描绘了用于如附图1A中图示的信号的高速模数转换的流程图的实施例。
具体实施方式
下文是对附图中描绘的新颖实施例的详细描述。然而，提供的细节并非意图限制对描述的实施例的预期的变形；相反，权利要求和详细描述要覆盖由所附权利要求限定的所有修改、等同物和替换。以下详细描述设计为使得这样的实施例对于本领域一般技术人员可理解并且显而易见。
一般来说，本文中描述用于信号的高速模数转换的实施例。实施例可包括用于信号高速模数转换的诸如硬件和/或代码的逻辑。许多实施例接收模拟信号作为到采样接收器的输入。采样接收器可以由逐次逼近寄存器（SAR）、模数转换器（ADC）来实现以产生数字输出。在一些实施例中，SAR ADC可是单端的。在进一步的实施例中，SAR ADC可以由差分数模（DAC）设计或交织SAR ADC设计来实现。
实施例可以在采样模式期间对SAR ADC的比较器重新分派任务，以产生数字比较器输出，该数字比较器输出表示DAC的电容上的电荷与阈值参考电压的比较。在许多实施例中，阈值参考电压可以是能够施加到比较器的输入，并可靠保持SAR ADC的线性操作的最大输入电压。
在进一步的实施例中，数字比较器的输出被施加到自动增益控制（AGC）逻辑的输入。AGC逻辑接收数字比较器信号，该信号表示多样本样本周期的一个样本，从而允许AGC逻辑产生响应于总复合平均以及峰值振幅的增益控制信号。该增益控制信号响应于两个期望的信号振幅，以及更重要的是响应于振幅和任何非期望的“阻塞”信号振幅的频率偏移。换句话说，AGC逻辑可以在样本周期期间监控每个样本点，因此AGC逻辑能够将增益控制信号基于所取样本数和样本周期的特定部分。在许多实施例中，AGC逻辑可以产生增益控制以针对样本周期的不同点处每个样本期间的各种波峰和波谷进行调节。
各种实施例可被设计来解决与高速模-数转换关联的不同技术问题。例如，许多实施例可被设计来解决样本的振幅衰减，该振幅衰减是由于输入信号和采样时钟之间的相位差产生的，其表现为输入信号相对于采样时钟的频率偏移的增加以及输入信号相对于干扰信号的频率偏移的增加。这些技术问题可以表现为贯穿样本周期的样本中的波峰和波谷、以依赖于频率偏移的比率衰减非期望信道的RF滤波器特性以及诸如此类。
如上讨论的不同技术问题可以通过一个或多个不同的实施例来解决。例如，设计成解决多个样本期间振幅变化的一些实施例可能通过一个或多个不同技术方式来解决技术问题，所述一个或多个不同的技术方式例如是产生指示每个样本的振幅和频率偏移的数字比较器信号，以及响应于贯穿样本周期的样本的总复合平均和峰值振幅而产生增益控制信号。
一些实施例可利用无线保真（Wi-Fi）网络普遍性，从而能够实现除其他独特特性外还通常要求极低功耗的新应用。Wi-Fi通常指实现IEEE 802.11-2007，用于信息技术的IEEE标准-系统间电信和信息交换-本地和城域网-特殊要求-部分11：无线LAN媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）规范（http://standards.ieee.org/download/802.11-2007.pdf）和其他相关无线标准的设备。
多个实施例包括接入点（AP）、基站（STA）、路由器、交换机、服务器、工作站、上网本、移动设备（膝上型计算机、智能电话、平板计算机以及诸如此类）、无线或有线接收器、采样接收器集成电路、片上系统（SoC）、芯片封装以及测试工具、仪器、监视器和诸如处理。
本文中所述逻辑、模块、设备和接口可以执行实现于硬件或硬件和代码中的功能。硬件和/或代码可包括软件、固件、微码、处理器、状态机、芯片组、或设计成完成上述功能的其中组合。
一些实施例可有助于无线通信。一些实施例可包括无线通信，诸如蓝牙®、无线局域网（WLAN）、无线城域网（WMAN）、无线个人区域网（WPAN）、蜂窝网络、网络通信、消息系统、和有助于这样的设备之间交互的智能设备。此外，一些无线实施例可配有单天线，而其他实施例可使用多个天线。比如，多输入和多输出（MIMO）通过位于传送器和接收器的多个天线使用无线电信道携带信号，以改善通信性能。
虽然后续的一些特定实施例将参照带有特定配置的实施例来描述，但是本领域技术人员将认识到本公开的实施例可以有利地实现于其他有着相似难题或问题的配置。
现在转向图1，其示出了通信系统1000的实施例。该通信系统1000包括可有线和/或无线连接至网络1005的通信设备1010。该通信设备1010可通过网络1005与多个通信设备1030、1050和1055通信。该通信设备1010可包括例如：用于电视信号的Wi-Fi路由器或无线接收器。通信设备1030可包括诸如路由器的通信设备，其用于到/从通信设备1050和1055以及从/到通信设备1010捕获和重传无线通信。通信设备1050和1055可包传感器、基站、接入点、集线器、交换机、路由器、计算机、膝上型计算机、上网本、蜂窝电话、智能电话、PDA（个人数字助理）或其他可连网设备。
在其它实施例中，通信设备1010和1030可以表示处在或用于制造设施以测试超高速通信的测试工具。例如，通信设备1010可以包括在传送器/接收器1020中接收器中的高速逐次逼近寄存器（SAR）模数转换器（ADC）1025，其用于转换来自通信设备1030的模拟传送。通信设备1030也可以包括高速SAR ADC 1045作为接收器/传送器1040的一部分，以从通信设备1010接收高速通信。
通信设备1010可以通过网络1050有线或无线地，或者备选地通过在RT/TX1040和RX/TX1020之间的直接连线连接开始从通信信备1030接收通信。高速SAR ADC1025可以置于或邻近RX/TX1020接收器的前端。在一些实施例中，高速SAR ADC1025可以是单端、单SARADC，其工作在非常高的时钟频率下，用于来自通信设备1030通信。在许多实施例中，高速SAR ADC 1025的转换率将是载波频率的子谐波，其中子谐波比率可以与每个转换中SARADC处理的输入样本的数目有关。
在许多实施例中，多于一个SAR ADC可以是时间交织的，以及可以包括数据组合器，以交织并联操作的SAR ADC的单独每个的输出。在一些实施例中，高速SAR ADC1025可以包括一个或多个并联操作的差分SAR ADC以将通信的模拟信号转换成数字信号。
高速SAR ADC1025可以接收作为输入信号的模拟信号。在转换过程期间，高速SARADC 1025的电荷再分布（CR）、数模转换（DAC）可以在CR DAC的电容中存储与输入信号的样本（或多个样本）的电压振幅等效的电荷。与CR DAC耦合的比较器可以将存储在电容中的电荷的电压与阈值参考电压、采样模式参考电压比较，用于比较器来确定存储在电容中的电荷的电压是大于还是小于比较器的采样模式参考电压。如果存储在电容中的电荷的电压小于采样模式参考电压，则比较器会输出例如零的数字比较器信号，以显示输入信号的振幅小于输入信号的最大振幅。在许多实施例中，采样模式参考电压可以是允许高速SAR ADC1025保持在线性操作中的电容中存储的电荷的最大电压。
另一方面，如果存储在电容中的电荷的电压大于采样模式参考电压，比较器会输出数字比较器信号，该信号诸如是逻辑信号以显示输入信号的振幅大于输入信号的最大振幅。
自动增益控制（AGC）逻辑可以接收数字比较器的输出，以及产生增益控制信号，该增益控制信号基于信号所表示的样本，以及从多个样本的数字比较器信号确定的附加信息。特别是，作为将来自CR DAC的电荷用于与比较器输入的最佳振幅（样本周期中具有已知样本数量的多个采样的数字表示的累积）进行比较的结果，AGC逻辑可以确定样本周期中所取的采样数、复合谱中不期望的信号的偏移振幅、样本周期中样本内的波峰振幅，以及跨样本和样本周期的复合平均振幅。
一旦高速SAR ADC 1025转换通信或其部分，信号可以被解码。在对通信解码之后，通信设备可以包括更高的层、通信逻辑1018来使用存储在通信设备1010的存储器中的通信协议1012对来自通信设备1030的通信进行解译。
在本实施例中，通信设备1030可以具有类似的硬件，其包括在存储器1031中实现通信协议1032，以产生用于传送的通信以及解译接收到的通信的通信逻辑1038。存储器1011和1031可以包括诸如动态随机存取存储器（DRAM）、只读存储器（ROM）、缓冲器、寄存器、高速缓存、闪存、硬盘、固态设备或诸如此类的存储媒体。存储器1011和1031可存储该一个或多个通信协议、分组结构、诸如管理、控制的帧和数据帧和/或包括字段的帧结构、和/或诸如此类。在一些实施例中，存储器1011和1031可存储包括基于IEEE802.11中鉴定的标准帧结构的结构的字段的帧。
在进一步的实施例中，通信设备1010可有助于数据卸载。比如，是低功率传感器的通信设备可包括数据卸载方案，例如通过Wi-Fi、另一个通信设备、蜂窝网络或诸如此类来通信，以用于在访问例如测量站和/或增加带宽的可用性的等待中降低功率消耗的目的。从诸如测量站的传感器接收数据的通信设备可以包括数据卸载方案，其例如通过Wi-Fi、另一个通信设备、蜂窝网络等通信，以降低网络1005的拥塞。
网络1005可表示多个网络的互连。例如，网络1005可与诸如互联网或内联网的广域网耦合，并可通过一个或多个集线器、路由器或交换机与本地设备有线或无线地互连。在本实施例中，网络1005通信地耦合通信设备1010、1030、1050和1055。
图1可描绘多个不同实施例，这些实施例包括具有例如四个空间流的多输入多输出（MIMO）系统，并可描绘退化（degenerate）系统，该退化系统中，通信设备1010、1030、1050以及1055的一个或多个包括具有单个天线的接收器和/或传送器，其中该单个天线包括单输入单输出（SISO）系统、单输入多输出（SIMO）系统和多输入单输出（MISO）系统。
图1A描绘了图1 中示出的用于高速SAR ADC 1025和1045的高速SAR ADC 1100的实施例。许多实施例已被开发出来用于促进例如在通信系统中所需的超高速的ADC的实现，。多个实施例可以特别有利于在例如高清视频和音频的传送中所应用的宽信道带宽。
高速SAR ADC 1100可以在两种模式中操作，即采样模式和转换模式。以及高速SARADC 1100可以基于采样时钟1120的频率和采样模式期间平均的样本数在两种操作模式之间切换。模式逻辑1123接收采样时钟1120作为输入以及协调两种操作模式之间周期的定时。例如，在采样模式中，两个或更多样本可以通过切换器1115来实现，以及在转换模式中，存储的电荷/电压可以被转换成数字消息。这通常在样本时钟的两个或更多个周期中发生。
在从之前的转换操作模式到采样操作模式的转变时，选择逻辑1120可以改变切换器1115的状态以将输入信号1105施加至电容1162，电容1162可以是电荷再分布数模转换器（CR DAC）1160中的全部或部分电容，而不是与内部CR DAC 1160电容并联的外部电容。本文中出于清楚说明的目的，DAC的内部电容1162或者DAC的电容可能指的是参与逐次逼近转换的或者全部或者部分的内部CR DAC 1160电容，以及“外部电容”指的是用于补充CR DAC1160的内部电容1162的外部电容。同样，在从之前的转换操作模式转变时，选择逻辑1120可以改变状态，以施加采样模式参考电压1122至比较器1140的输入1142。
在采样模式期间，高速SAR-ADC1100通过GM级1110和切换器1115从输入信号采样与输入信号1105成比例的电荷。特别是，GM级1110可以将输入信号1105的电压转换为电流，以及该电流可以流经切换器1115进入CR DAC 1160的电容1162，该电容1162可以在CR DAC1160内部的电容器组的电容器中存储电荷。电容器相关于其电容接收电荷。
在采样阶段期间，CR DAC 1160的电容1162上的电荷所产生的电压也可以与比较器1140的输入1141耦合。比较器1140可以将采样模式参考电压与CR DAC 1160的电容1162上的电荷所产生的电压比较。比较采样模式参考电压和电容1162上的电荷所产生的电压可以确定输入电压的样本的幅度是低于最大设计或额定的输入电压还是大于用于线性操作的最大设计输入电压。在CR DAC 1160的电容1162上的电荷所产生的电压低于所设计的最大输入电压的情况中，比较器1140可以输出数字比较器信号指示在SAR ADC 1100的输入的低电压。另一方面，如果存储在电容1162上的电荷所产生的电压高于所设计的最大输入电压，比较器1140可以输出数字比较器信号指示在SAR ADC 1100的输入的高电压。
在许多实施例中，比较器1145的输出与自动增益控制逻辑1180的输入1181耦合。自动增益控制逻辑1180可以运用利用如同数字比较器的信号的数字信号所需的低开销来确定增益控制信号1185，从而允许AGC逻辑1180在一些实施例中具有AGC特性的完全数字参数控制。在本实施例中，AGC逻辑输出增益控制信号1185，该增益控制信号1185在重复采样中响应于数字比较器信号和输入至比较器1140的电压振幅的总复合振幅。
在来自模式逻辑1122（区分高速SAR ADC 1100的操作模式从采样模式到转换模式的改变）的下一个时钟周期，切换器1115改变状态，其停止将电荷样本传递到CR DAC 1160的电容1162，以及在一些实施例中，当状态改变时，切换器1115的输出从CR DAC 1160的电容1162隔离开。在状态改变时，选择逻辑1120改变状态以选择转换模式参考电压1124与比较器1140的输出1142耦合。转换模式参考电压可以例如是输入信号1105的电压振幅的一半，以及比较器1140可以输出数字比较器信号1145，如果CR DAC 1160中内部电容中的电荷大于转换模式参考电压1124则该数字比较器信号1145包括逻辑一，以及如果CR DAC 1160中内部电容中的电荷小于转换模式参考电压1124则该数字比较器信号1145包括逻辑零。在许多实施例中，转换模式参考电压包含用于位判定的阈值电压。
CR DAC 1160的内部电容器组的电容器可被切换，使得跨比较器的输入1141施加该电容器的一些或全部上的电荷，创建等于采样的输入信号电压的负值（-Vin）的比较器输入电压。注意，从切换器1115流入电容1162的电荷可以包括流入CR DAC 1160内部的电容器组的电容器中的一些或所有，以及也可以包括流入与内部电容并联的外部电容。在前一种情况中，电容器组的未使用元件可在转换之前与使用的元件短路。在后一种情况中，外部电容可在转换之前与电容器组绝缘。此外，对于下个采样周期，在绝缘之后和在切换回与电容器组并联之前，外部电容可以被短路或可以不被短路。
然后进行实际的转换过程。首先，CR DAC 1160内部的最高有效位（MSB）电容器切换至Vref 1165，其对应于SAR ADC 1100的满刻度量程。由于电容器组的二进制加权，MSB电容器在其和阵列的其余部分之间形成了1：1的划分。所以，输入至比较器电压为-Vin加Vref/2。结果是，如果Vin大于Vref/2，则比较器1140输出逻辑1作为MSB，否则其输出逻辑0作为MSB。CR DAC 1160的电容器组中存储来自GM级1110的电荷的每个电容器以相同的方式进行测试，直到比较器1140输入电压趋于偏移电压，或者给定CR DAC 1160的分辨率至少尽可能地接近偏移电压。该偏移电压是指采样输入信号1105之前位于电容器组中电容器上的初始电荷。
图1B描绘了图1中图示的用于高速SAR ADC 1025和1045的具有AGC反馈的高速、交织SAR ADC 1200的实施例。高速的、交织的SAR ADC 1200图示了高速SAR ADC 1220和1230，其每个都包括与图1A和/或图1C图示的SAR ADC 1100类似的特征。两个并联的SAR ADC1220和1230的描绘是为了说明目的。交织的实施例可以具有诸如SAR ADC 1220和1230的两个或更多的任何数量的时间交织SAR ADC。
在本实施例中，输入信号 1205划分入多个并行路径中的两路，作为多个切换器1210和1215的输入，其每一个关联于SAR ADC(分别是1220和1230)。切换器1210和1215可以被时序逻辑1207控制，以有效的将输入信号复用到高速SAR ADC 1220和1230。采样时钟1206为时序逻辑1207提供参考频率，用于改变高速SAR ADC 1220和1230的操作模式，以及在高速SAR ADC 1220和1230的输出的数据组合器1240将输出信号重新组合以及产生交织的输出信号。在其它实施例中，时间复用可以在高速SAR ADC 1220和1230的输出发生或在高速SAR ADC 1220和1230之内发生。其它实施例仍然可以使用其它复用的方式。
图1C描绘了图1中图示的用于高速SAR ADC 1025和1045的具有AGC反馈的高速、差分SAR ADC 1300的实施例。高速、差分SAR ADC 1300图示高速SAR ADC，其包括与图1A中的SAR ADC 1100类似的特征。区别包括差分DAC 1310包括正CR DAC输出和负CR DAC输出。区别还包括差分CR DAC输出和比较器的输入之间相差DIFF/2 1230。DIFF/2 1230确定CR DAC的电容上的正电荷和负电荷之间的电压差的一半的电压，以及将该电压施加至比较器的输入，用于与转换模式电压进行比较。
备选的实施例可以包括差分比较器，该差分比较器用于将负电荷的电压与负参考电压进行比较，以及将正电荷的电压与正参考电压进行比较。所以，转换模式中，选择逻辑可以分别施加负转换模式参考电压和正转换模式参考电压至比较器的负参考输入和正参考输入。在采样模式期间，选择逻辑可分别施加负采样模式参考电压和正采样模式参考电压至比较器的负参考输入和正参考输入。许多实施例可以用各种其它的差分设置来实现。
图1D描绘了图1400的实施例，该图说明了来自电荷再分布数模转换器的电容的经历四个样本周期的电压样本的振幅，以说明在基于样本周期上对于每个电荷样本的数字比较器信号的增益控制信号的产生中AGC逻辑解决的瞬时峰值功率的难题。图1400将4拍（tap）（4样本）有限脉冲响应（FIR）RF 滤波器的振幅与在连续电荷样本周期之后对应的相对峰值振幅作比较。x-轴为来自载波（1 rad/sec）的归一化频率偏移，以及输入振幅对在滤波器响应的输出归一化的偏移保持恒定。
对于相对滤波器通带中心的小的频率偏移，由于电荷样本有效地相关并且在幅度上相似（由于样本频率比频率偏移高很多），幅度随样本数量而增加。当频率偏移增加时，样本变为更重要的部分，因此连续的样本开始互相抵消，所以如可见的，单个样本的振幅可以比两个或三个样本之和的振幅小，例如，可见频率偏移0.225 rad/sec的1415、频率偏移0.4rad/sec的1420、频率偏移0.7 rad/sec的1430、频率偏移0.8 rad/sec的1435。
采样期间的瞬时振幅在样本到样本的基础上变化，此外对应于最大峰值振幅的样本计数根据频率偏移而变化，并且相对振幅根据频率偏移而变化。例如见以下峰：在0.0rad/sec的1410、在 0.5 rad/sec的1425、在0.8 rad/sec的1435。
数字增益控制环包括在采样模式期间对比较器重新分派任务以产生数字比较器信号反馈，以及AGC逻辑的内含物通过监测比较器输出以产生增益控制信号作为反馈，该数字增益控制环和该AGC逻辑的内含物可以用来设置增益，使得参考振幅和峰值振幅实质上相等。所以，AGC逻辑可以产生增益控制信号，该增益控制信号补偿瞬时波谷，也补偿例如波谷1440、1445、1450和1455，以及也补偿波峰1410、1415、1425、1430和1435。注意采样周期期间瞬时波峰的存在可允许AGC逻辑产生增益控制信号，该增益控制信号将有助于避免饱和以及因此有助于避免由于瞬时振幅造成的失真。
图2描绘了以信号高速数模转换生成、通信、传送、接收、通信和解译帧的装置的实施例。该装置包括收发器200。收发器200包括接收器204和传送器206。传送器206可包括编码器208、调制器210、OFDM212、和DAC215中的一个或多个。传送器206的编码器208接收和编码预定传送的数据，该数据预定通过例如二进制卷积编码（BCC）、低密度奇偶校验编码（LDPC）和/或同类物从例如MAC子层传送。调制器210可从编码器208接收数据，并可通过诸如将数据块映射到对应的正弦波的离散振幅的组、或正弦波的离散相位的组、或相对正弦波频率的离散频率漂移的组，来将数据块外加到选定频率的正弦波上。调制器210的输出反馈至正交频分复用器（OFDM）212，其将该调制数据从调制器210外加在多个正交副载波上。
OFDM212可以在多个载波频率中编码数字数据。OFDM是用作数字多重载波调制方法的频分复用方案。大量邻近间隔的正交副载波信号用于携带数据。数据被分成多个并行的数据流或信道，每个副载波对应一个。每个副载波在低符号率以调制方案进行调制，保持总数据率与在相同带宽中常规的单载波调制方案类似。
DAC215可从OFDM212接受数据流，并将该数据流转换成模拟信号以用于通过天线阵列218传送。收发器200也可以包括连接至天线218的双工器216。因此，在本实施例中，单个天线用于传送和接收。在传送时，信号通过双工器216，并使用上转换信息承载信号驱动天线。在传送期间，双工器216阻止要传送的信号进入接收器204。在接收时，由天线阵列接收的信息承载信号通过双工器216，将信号从天线阵列传递给接收器204。然后，双工器216阻止接收信号进入传送器206。因此，双工器216作为交替地将天线连接至接收器204和传送器206的切换器。
天线218将信息承载信号辐射为时变的、空间分布的电磁能量，其可被接收器的天线接收。然后，该接收器可提取接收信号的信息。
收发器200可包括接收器204，该接收器用于信息承载信号的接收、模数转换、解调制和解码。接收器204可包括高速SAR ADC 219、DBF 220、OFDM 222、解调器224和解码器226中的一个或多个。该接收信号从天线元件218馈入，在SAR ADC 219从模拟转换成数字。例如，SAR ADC 219可以接收模拟输入信号以及可以将模拟输入信号切换为在CR DAC的电容的采样模式和CR DAC的转换模式之间交替。在许多实施例中，在采样周期期间，CR DAC的电容器组可以接收输入信号的电压输入作为电流，以在CR DAC的电容中存储输入信号的能量。在转换模式期间，可能是输入电荷的负数的CR DAC的电容的电荷的电压被施加到比较器的输入。以及逐次逼近寄存器（SAR）逻辑可以开始转换。
在采样模式期间，可能与输入信号的电压振幅相等的CR DAC的电容上电荷的电压与采样模式参考电压相比较，该采样模式参考电压实际上是将输入信号的电压或与其成比例的电压与比较器设计成接收输入信号的最大电压相较，或者是与SAR ADC能够有效地进行模数转换操作的电压相比较。
然后比较器输出数字比较器信号，该数字比较器信号指示输入信号的电压是否高于或者低于采样模式参考电压。以及AGC逻辑监测数字比较器信号以产生增益控制信号，该增益控制信号响应于输入信号的电压的总复合平均以及峰值振幅。
OFDM222从调制有信息承载信号的多个副载波中提取信号信息。解调器224解调接收信号，从接收信号中提取信息内容以产生非解调信息信号。以及，解码器226解码来自解调器224的接收数据，然后传送该解码信息即MPDU到MAC子层逻辑201。
本领域技术人员将认识到，收发器可包括大量在图2中未示出的附加功能，并且接收器204和传送器206可以为分离设备，而不是封装为一个收发器。例如，收发器的实施例可以包括动态随机存取存储器（DRAM）、参考振荡器、滤波电路、同步电路、交织器和去交织器，还可能包括多个频率转换级和多个放大级等。进一步，图2中所示的一些功能也可以结合进来。例如，数字波束成形可以与正交频分复用结合在一起。在一些实施例中，例如，该收发器200可包括一个或多个处理器以及存储器，其包含执行传送器206和/或接收器204的功能的代码。
图3描绘了用于例如联系附图1-2所描述的高速SAR ADC之一的信号的高速模数转换的流程图的实施例。该流程图300始于从转换模式切换到采样模式，对于采样模式的持续期，将输入信号耦合于DAC的电容以对电容器组(要素305)充电。在许多实施例中，将输入信号耦合至电容可能包括将GM级与电容耦合，以将连接于GM级的输入信号的电压转换成电流，从而电荷能够流入电容中。.
许多实施例对于采样模式的持续期，通过选择逻辑将比较器的输入耦合到采样模式参考电压，其中采样模式参考电压包括阈值电压，该阈值电压是比较器的输入处电容上电荷上的电压（要素310）。在一些实施例中，耦合包括在单端的逐次逼近寄存器模数转换器中切换比较器的参考电压输入。在一些实施例中，耦合包括在差分的逐次逼近寄存器模数转换器中从差分DAC之一的输出来切换将比较器的参考电压输入。在进一步的实施例中，耦合包括在交织的逐次逼近寄存器模数转换器中从转换模式参考电压来切换比较器的参考电压输入。
在将参考电压耦合至比较器之后，许多实施例可以包括在采样模式期间，比较数模转换器的电容上电荷的电压与采样模式参考电压，以确定电荷的电压是大于还是小于阈值电压（要素315）。在一些实施例中，阈值电压可以是用于SAR ADC的线性操作的对比较器输入的最大可接受电压。在这样的实施例中，电容器上的电荷有效促进瞬时输入电压与输入电压的比较，比较器是为了该输入电压设计的，所有比较器能够检测施加到输入信号上的增益在采样点是否足够，或者探测在该采样点的增益是否过量，而导致输入电压超过比较器额定的输入电压。
在比较了电荷与采样模式参考电压之后，比较器在采样模式期间可以输出数字比较器信号（要素320），该数字比较器信号基于数模转换器的电容上电荷的电压与采样模式参考电压的比较。数字比较器信号可以表示用于比较器输入的额定电压或特定电压与用于样本的输入处的实际电压之间的关系。
数字比较器信号可以被AGC逻辑监测，以及AGC逻辑可以基于SAR ADC的采样时钟频率与输入信号的输入信号频率之间的频率偏移产生增益控制信号（要素325）。在许多实施例中，可以基于数字比较器信号来确定频率偏移。在一些实施例中，通过自动增益控制逻辑产生增益控制信号包括基于在采样周期时期期间所取的样本数量来产生增益控制信号。在许多实施例中，通过自动增益控制逻辑产生增益控制信号包括基于在采样周期期间的某个点已确定的样本的数量来产生增益控制。进一步的实施例中可以包括通过自动增益控制逻辑基于数字比较器信号产生增益控制信号，其中增益控制信号响应于由数模转换器所采样的输入信号的总复合平均以及峰值振幅。
下面的示例关于进一步的实施例。一个示例包括产生用于自动增益控制的反馈的方法。该方法可以包括将逐次逼近寄存器模数转换器从转换模式切换到在采样模式期间将逐次逼近寄存器模数转换器的输入信号与数模转换器的电容耦合，以在采样模式中对数模转换器的电容充电；通过选择逻辑，对于采样模式的持续期，将比较器的输入耦合到采样模式参考电压，其中采样模式参考电压包括对于在比较器的输入的数模转换器的电容上电荷的电压的阈值电压；在采样模式期间，将数模转换器的电容上电荷的电压与采样模式参考电压比较，以确定电容上的电荷的电压是大于还是小于阈值电压；以及在采样模式期间，基于数模转换器的电容上电荷的电压与采样模式参考电压的比较输出数字比较器信号。
一些实施例还包括基于采样时钟频率和输入信号的输入信号频率之间的频率偏移，通过自动增益控制逻辑产生增益控制信号，该频率偏移基于数字比较器信号来确定。在一些实施例中，通过自动增益控制逻辑产生增益控制信号包括基于在采样周期时期期间所取的样本数量来产生增益控制信号。在一些实施例中，通过自动增益控制逻辑产生增益控制信号包括基于在采样周期期间的某个点上已确定的的样本的数量产生增益控制。
一些实施例还包括基于数字比较器信号通过自动增益控制逻辑产生增益控制信号，其中增益控制信号响应于数模转换器采样的输入信号的总复合平均以及峰值振幅在一些实施例中，将比较器的输入切换到采样模式参考电压包括如下的切换：在单端的逐次逼近寄存器模数转换器中，将比较器的参考电压输入从转换模式参考电压切换到用于采样模式期间的采样模式参考电压，其中转换模式参考电压包括用于位判定的阈值电压，以及采样模式参考电压包括对于比较器输入处的输入信号的阈值电压。一些实施例还包括将输入信号从采样模式切换到在转换模式期间将输入信号从数模转换器断开，以及将比较器的参考电压输入从采样模式参考电压切换到在转换模式期间施加转换模式参考电压。在一些实施例中，将其中将比较器的输入耦合到采样模式参考电压包括：在差分的逐次逼近寄存器、数模转换器中，将比较器的参考电压输入从差分转换模式参考电压切换到在采样模式期间的采样模式参考电压，其中转换模式参考电压包括用于位判定的阈值电压，以及采样模式参考电压包括对于比较器输入处的输入信号的阈值电压。在一些实施例中，切换逐次逼近寄存器模数转换器包括改变切换器的状态，该切换器耦合在输入信号和数模转换器之间。在一些实施例中，在采样模式期间，将数模转换器的电容上的电荷与采样模式参考电压比较包括比较对于比较器的输入的阈值电压，其中该阈值电压是设计为将逐次逼近寄存器模数转换器保持在线性操作中的输入信号的振幅的最大电压的电压。
另一个例子包括一种产生用于自动增益控制的反馈的装置。该装置可以包括逐次逼近寄存器模数转换器的数模转换器；切换器，用于在采样模式期间将输入信号连接到数模转换器，以及在转换模式期间将输入信号从数模转换器断开；选择逻辑，在采样模式参考电压和第二输入之间耦合，用来在采样模式期间将采样模式参考电压耦合到比较器的输入，以及在转换模式期间将第二输入连接至比较器的输入；以及比较器，在采样模式期间与数模转换器在第二输入耦合，用来将数模转换器的电容上电荷的电压与采样模式参考电压比较，其中比较器包括输出以在采样模式期间基于数模转换器的电容上电荷上的电压与采样模式参考电压的比较而输出数字比较器信号。
一些实施例还包括自动增益控制逻辑，自动增益控制逻辑基于采样时钟频率和输入信号的输入信号频率之间的频率偏移产生增益控制信号，其中所述逐次逼近寄存器模数转换器以所述采样时钟频率在转换模式和采样模式之间切换，其中该频率偏移基于数字比较器信号来确定。在一些实施例中，自动增益控制逻辑包括基于在采样周期时期期间所取的样本数量来产生增益控制信号的逻辑。在一些实施例中自动增益控制逻辑包括基于在采样周期期间的某个点已确定的样本的数量来产生增益控制的逻辑。在一些实施例中，自动增益控制逻辑包括基于数字比较器信号来产生增益控制信号的逻辑，其中该增益控制信号响应于数模转换器采样的输入信号的总复合平均以及峰值振幅。在一些实施例中，选择逻辑包括将比较器的第二输入从转换模式参考电压切换到用于采样模式期间的采样模式参考电压的逻辑，其中转换模式参考电压包括用于位判定的阈值电压，以及采样模式参考电压包括对于比较器的输入处的输入信号的阈值电压，其中逐次逼近寄存器模数转换器为单端的逐次逼近寄存器。在一些实施例中，切换器适配成将输入信号从采样模式切换到在转换模式期间与来自数模转换器的输入信号断开，以及选择逻辑适配成将比较器的参考电压输入从采样模式参考电压切换到在转换模式期间施加转换模式参考电压。在一些实施例中，还包括差分数模转换器，其中选择逻辑包括将比较器的第二输入从差分转换模式参考电压切换到用于采样模式持续期的采样模式参考电压的逻辑，其中转换模式参考电压包括用于位判定的阈值电压，以及采样模式参考电压包括对于比较器输入处的输入信号的阈值电压。其中逐次逼近寄存器模数转换器为差分的逐次逼近寄存器模数转换器。在一些实施例中，切换器与数模转换器相耦合，以连接输入信号到数模转换器，以及从数模转换器断开输入信号。在一些实施例中，比较器与数模转换器耦合，以在采样模式期间将数模转换器的电容上的电荷与采样模式参考电压比较，其中采样模式参考电压是设计成将逐次逼近寄存器模数转换器保持在线性操作中的比较器的第二输入的阈值电压。
另一个例子包括一种用于产生自动增益控制的反馈的系统。该系统可以包括天线；以及与天线耦合的接收器，该接收器包括逐次逼近寄存器模数转换器的数模转换器；切换器，基于采样时钟的频率在转换模式期间将输入信号从数模转换器断开，以及在采样模式期间将输入信号连接到数模转换器；选择逻辑，在采样模式参考电压和第二输入之间耦合，用来在采样模式期间将采样模式参考电压耦合到比较器的输入，以及在转换模式期间将第二输入连接至比较器的输入；以及比较器，在采样模式期间与数模转换器在第二输入耦合，用来将数模转换器的电容上电荷的电压与采样模式参考电压比较，其中比较器包括输出，该输出在采样模式期间基于数模转换器的电容上电荷的电压与采样模式参考电压的比较输出数字比较器信号。
一些实施例还包括通过天线来传送无线通信的传送器。一些实施例还包括自动增益控制逻辑，自动增益控制逻辑基于采样时钟频率和输入信号的输入信号频率之间的频率偏移产生增益控制信号，其中所述逐次逼近寄存器模数转换器以所述采样时钟频率在转换模式和采样模式之间切换，其中该频率偏移基于数字比较器信号来确定。一些实施例还包括差分数模转换器，其中选择逻辑包括将比较器的第二输入从差分转换模式参考电压切换到用于采样模式持续期的采样模式参考电压的逻辑，其中转换模式参考电压包括用于位判定的阈值电压，以及采样模式参考电压包括对于比较器输入处的输入信号的阈值电压。其中逐次逼近寄存器模数转换器为差分的逐次逼近寄存器模数转换器。在一些实施例中，切换器与数模转换器相耦合，以连接输入信号到数模转换器，以及从数模转换器断开输入信号。在一些实施例中，选择逻辑包括用于将比较器的第二输入从转换模式参考电压切换到用于采样模式持续期的采样模式参考电压的逻辑，其中转换模式参考电压包括用于位判定的阈值电压，以及采样模式参考电压包括对于比较器的输入处的输入信号的阈值电压，其中逐次逼近寄存器模数转换器为单端的逐次逼近寄存器。以及在一些实施例中，比较器与数模转换器耦合，以在采样模式期间将数模转换器的电容上的电荷与采样模式参考电压比较，其中采样模式参考电压是设计成将逐次逼近寄存器模数转换器保持在线性操作中的比较器的第二输入的阈值电压。
在一些实施例中，上述以及在权利要求中的特征的一些或全部可在一个实施例中来实现。比如，备选的特征可以在实施例中实现为备选，其连同确定实现哪种备选的逻辑或者可选择的首选项（preference）一起实现。具有不互相排斥的特征的一些实施例也可以包括逻辑或者可选择的首选项以激活或去活一个或多个特征。比如，一些特征可在制造时通过包括或去除电路通路或晶体管来选择。进一步的特征可以是在部署时或部署后通过逻辑或者可选择的首选项（诸如DIP切换器（dipswitch）或诸如此类）来选择。之后用户通过可选择的首选项（诸如软件首选项、DIP切换器或诸如此类）可选择更进一步的特征。
另一个实施例实现为用于实现参照图1-3描述的系统、装置和方法的程序产品。实施例的形式可以取为完全的硬件实施例、通过通用硬件（诸如一个或多个处理器和存储器）实现的软件实施例、或者含有特定用途硬件和软件元件的实施例。一个实施例在软件或代码中实现，其包括但是不限于固件、常驻软件、微代码或其他类型的可运行指令。
此外，实施例可取计算机程序产品形式，从机器可访问、计算机可用或计算机可读媒体可访问该计算机程序产品，该计算机程序产品提供代码，该代码由计算机、移动设备或任何其他指令运行系统使用或联系计算机、移动设备或任何其他指令运行系统使用。为了此描述的目的，机器可访问、计算机可用或计算机可读媒体为任何装置或制品，该装置或制品含有、存储、通信、传播或传输该程序以用于由指令运行系统或装置使用或用于联系指令运行系统或装置来使用。
所述媒体可包括：电子、磁、光、电磁或半导体系统媒体。机器可访问、计算机可用或计算机可读媒体的例子包括诸如易失性存储器和非易失性存储器的存储器。存储器可包括例如像闪存的半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机磁盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、硬磁盘和/或光盘。当前的光盘的例子包括压缩盘-只读存储器（CD-ROM）、压缩盘-读/写存储器（CD-R/W）、数字视频盘（DVD）-只读存储器（DVD-ROM）、DVD-随机存取存储器（DVD-RAM）、DVD-可记录存储器（DVD-R）以及DVD-读/写存储器（DVD-R/W）。
一种适用于存储和/或运行程序代码的指令运行系统可包括至少一个直接或间接通过系统总线与存储器耦合的处理器。存储器可包括在实际运行代码期间使用的本地存储器、诸如动态随机存取存储器（DRAM）的大容量存储和高速缓存存储器，该高速缓存存储器提供至少一些代码的暂时存储以便减少运行期间必须从大容量存储检索代码的次数。。
输入/输出或I/O设备（包括但不限于键盘、显示器、指点设备等）可直接地或通过居间I/O控制器耦合到所述指令运行系统。网络适配器也可以耦合到所述指令运行系统，以使得所述指令运行系统能够变成通过居间专用或公共网络耦合到其他指令运行系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、蓝牙TM、以太网、Wi-Fi和WiDi适配器卡仅是当前可用的网络适配器类型中的少数几个。
Claims (15)
1.一种产生用于自动增益控制的反馈的方法，所述方法包括：
将逐次逼近寄存器模数转换器从转换模式切换到在采样模式期间将所述逐次逼近寄存器模数转换器的输入信号与数模转换器的电容进行耦合，以在所述采样模式中对所述数模转换器的所述电容充电；
通过选择逻辑，对于所述采样模式的持续期，将比较器的输入耦合到采样模式参考电压，其中所述采样模式参考电压包括对于在所述比较器的所述输入的所述数模转换器的所述电容上电荷的电压的阈值电压；
在所述采样模式期间，将所述数模转换器的所述电容上电荷的电压与所述采样模式参考电压进行比较，以确定所述电容上电荷的电压是大于还是小于所述阈值电压；以及
在所述采样模式期间，基于所述数模转换器的所述电容上电荷的电压与所述采样模式参考电压的所述比较而输出数字比较器信号。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括基于采样时钟频率和所述输入信号的输入信号频率之间的频率偏移，通过自动增益控制逻辑产生增益控制信号，所述频率偏移基于所述数字比较器信号来确定。
3.根据权利要求2所述的方法，其中通过所述自动增益控制逻辑产生所述增益控制信号包括基于在采样周期时期期间所取的样本数量来产生所述增益控制信号。
4.根据权利要求2所述的方法，其中通过所述自动增益控制逻辑产生所述增益控制信号包括基于在采样周期期间的某个点已确定的样本的数量来产生所述增益控制信号。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述数字比较器信号通过自动增益控制逻辑产生增益控制信号，其中所述增益控制信号响应于所述数模转换器采样的所述输入信号的总复合平均以及峰值振幅。
6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述比较器的所述输入耦合到所述采样模式参考电压包括：在单端的逐次逼近寄存器模数转换器中，将所述比较器的参考电压输入从转换模式参考电压切换到用于所述采样模式持续期的采样模式参考电压，其中所述转换模式参考电压包括用于位判定的阈值电压，以及所述采样模式参考电压包括对于在所述比较器的所述输入的所述输入信号的阈值电压。
7. 根据权利要求6所述的方法，还包括：
将所述输入信号从所述采样模式切换到在所述转换模式期间将所述输入信号从所述数模转换器断开，以及
将所述比较器的参考电压输入从所述采样模式参考电压切换到在所述转换模式期间施加所述转换模式参考电压。
8.根据权利要求1所述的方法，其中将所述比较器的所述输入耦合到所述采样模式参考电压包括：在差分的逐次逼近寄存器模数转换器中，将所述比较器的参考电压输入从差分转换模式参考电压切换到用于所述采样模式持续期的采样模式参考电压，其中所述转换模式参考电压包括用于位判定的阈值电压，以及所述采样模式参考电压包括对于在所述比较器的所述输入的所述输入信号的阈值电压。
9.一种产生用于自动增益控制的反馈的装置，包括：
逐次逼近寄存器模数转换器的数模转换器；
切换器，用于在采样模式期间将输入信号连接到所述数模转换器，以及在转换模式期间将所述输入信号从所述数模转换器断开；
选择逻辑，耦合在采样模式参考电压和第二输入之间，用来在所述采样模式期间将所述采样模式参考电压耦合到比较器的输入，以及在所述转换模式期间将所述第二输入连接至所述比较器的所述输入；以及
所述比较器，在所述采样模式期间与所述数模转换器在第二输入耦合，用来将所述数模转换器的电容上的电荷的电压与所述采样模式参考电压进行比较，其中所述比较器包括输出以在所述采样模式期间基于所述数模转换器的所述电容上电荷的电压与所述采样模式参考电压的所述比较来输出数字比较器信号。
10.根据权利要求9所述的装置，还包括自动增益控制逻辑，所述自动增益控制逻辑基于采样时钟频率和所述输入信号的输入信号频率之间的频率偏移来产生增益控制信号，其中所述逐次逼近寄存器模数转换器以所述采样时钟频率在所述转换模式和所述采样模式之间切换，所述频率偏移基于所述数字比较器信号来确定。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述自动增益控制逻辑包括基于在采样周期的时期期间所取的样本数量来产生所述增益控制信号的逻辑。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述自动增益控制逻辑包括基于在采样周期期间的某个点已确定的样本的数量来产生所述增益控制信号的逻辑。
13.根据权利要求10所述的装置，其中所述自动增益控制逻辑包括基于所述数字比较器信号而产生所述增益控制信号的逻辑，其中所述增益控制信号响应于所述数模转换器所采样的所述输入信号的总复合平均以及峰值振幅。
14.根据权利要求9所述的装置，其中所述比较器与所述数模转换器耦合，以在所述采样模式期间将所述数模转换器的所述电容上的电荷与所述采样模式参考电压进行比较，其中所述采样模式参考电压是设计成将所述逐次逼近寄存器模数转换器保持在线性操作中的所述比较器的第二输入的阈值电压。
15.一种产生用于自动增益控制的反馈的系统，包括天线和与所述天线耦合的接收器，所述接收器包括权利要求9-14中的任何一项所述的装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/631,949 US8754800B2 (en) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | Methods and arrangements for high-speed analog-to-digital conversion |
| US13/631949 | 2012-09-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103716053A CN103716053A (zh) | 2014-04-09 |
| CN103716053B true CN103716053B (zh) | 2017-04-12 |
Family
ID=50276421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310637394.7A Active CN103716053B (zh) | 2012-09-29 | 2013-09-27 | 产生用于自动增益控制的反馈的方法、装置和系统 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8754800B2 (zh) |
| CN (1) | CN103716053B (zh) |
| DE (1) | DE102013109683B4 (zh) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8969774B2 (en) * | 2012-12-27 | 2015-03-03 | Omnivision Technologies, Inc. | Conversion circuitry for reducing pixel array readout time |
| CN104158546B (zh) * | 2014-08-22 | 2017-08-08 | 深圳市芯海科技有限公司 | 一种单端转换逐次逼近结构的adc电路 |
| US10277239B2 (en) | 2015-09-11 | 2019-04-30 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Averaging modules |
| DE102016106313A1 (de) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | Infineon Technologies Ag | Schaltung zur Verarbeitung einer Eingangssignalspannung |
| US9584144B1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-02-28 | Xilinx, Inc. | Asynchronous clock generation for time-interleaved successive approximation analog to digital converters |
| CN106712771B (zh) * | 2017-02-17 | 2024-02-23 | 北京地平线信息技术有限公司 | 用于模数和数模转换的信号处理电路和方法 |
| US9998138B1 (en) * | 2017-09-21 | 2018-06-12 | Qualcomm Incorporated | Time-multiplexed successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) circuits for multi-channel receivers |
| KR102431242B1 (ko) * | 2017-11-29 | 2022-08-11 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Ｓａｒ 아날로그-디지털 변환 장치 및 그 시스템 |
| US10680636B2 (en) * | 2018-03-26 | 2020-06-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Analog-to-digital converter (ADC) with reset skipping operation and analog-to-digital conversion method |
| CN109690954B (zh) * | 2018-05-31 | 2023-02-17 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 高效逐次逼近寄存器模数转换器 |
| CN110269634B (zh) * | 2019-06-20 | 2023-09-12 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 隔离变换器、x射线产生设备及医学成像系统 |
| CN110535466A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-12-03 | 天津大学 | 一种基于噪声整形技术和余量读出的过采样sar adc |
| US10790842B1 (en) * | 2019-10-31 | 2020-09-29 | Infineon Technologies Ag | System and method for a successive approximation analog-to-digital converter |
| CN113141182B (zh) * | 2020-01-20 | 2024-06-21 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 模拟数字转换器装置与电容权重修正方法 |
| CN111565048B (zh) * | 2020-06-15 | 2023-05-12 | 深圳职业技术学院 | 一种逐次逼近型adc的逻辑控制系统 |
| CN112187273B (zh) * | 2020-10-14 | 2023-06-02 | 电子科技大学中山学院 | 一种低功耗的逐次逼近型模数转换电路模块 |
| CN113542642B (zh) * | 2021-07-06 | 2022-10-11 | 天津大学 | 局部产生子数模转换器参考电压的模数转换器 |
| CN113659988B (zh) * | 2021-07-09 | 2023-08-29 | 西安电子科技大学 | 一种单周期多位量化逐次逼近型模数转换器 |
| CN114374391B (zh) * | 2022-01-14 | 2024-06-11 | 灿芯半导体(上海)股份有限公司 | 一种高速sar adc电路 |
| CN115951105B (zh) * | 2023-03-09 | 2023-06-09 | 苏州联讯仪器股份有限公司 | 一种电信号采样通道装置及采样示波器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102332921A (zh) * | 2011-07-28 | 2012-01-25 | 复旦大学 | 一种适用于自动增益控制环路的逐次逼近型模数转换器 |
| CN102545900A (zh) * | 2010-12-20 | 2012-07-04 | 意法半导体研发（上海）有限公司 | 用于模数(a/d)转换的系统和方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6707492B1 (en) * | 1999-03-31 | 2004-03-16 | Cirrus Logic, Inc. | Successive approximation calibration apparatus, system, and method for dynamic range extender |
| US6674386B2 (en) * | 2002-05-10 | 2004-01-06 | Analog Devices, Inc. | Dual channel analog to digital converter |
| TW544989B (en) * | 2002-07-25 | 2003-08-01 | Mediatek Inc | Leakage free automatic gain control device |
| US6876319B2 (en) * | 2002-09-20 | 2005-04-05 | Intersil Americas Inc. | Integrated modulator and demodulator configuration |
| US7432844B2 (en) * | 2006-12-04 | 2008-10-07 | Analog Devices, Inc. | Differential input successive approximation analog to digital converter with common mode rejection |
| US7852254B1 (en) * | 2009-06-23 | 2010-12-14 | Mstar Semiconductor, Inc. | 1-bit cell circuit used in a pipelined analog to digital converter |
-
2012
- 2012-09-29 US US13/631,949 patent/US8754800B2/en active Active
-
2013
- 2013-09-05 DE DE102013109683.2A patent/DE102013109683B4/de active Active
- 2013-09-27 CN CN201310637394.7A patent/CN103716053B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102545900A (zh) * | 2010-12-20 | 2012-07-04 | 意法半导体研发（上海）有限公司 | 用于模数(a/d)转换的系统和方法 |
| CN102332921A (zh) * | 2011-07-28 | 2012-01-25 | 复旦大学 | 一种适用于自动增益控制环路的逐次逼近型模数转换器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102013109683B4 (de) | 2017-10-05 |
| US8754800B2 (en) | 2014-06-17 |
| DE102013109683A1 (de) | 2014-04-03 |
| CN103716053A (zh) | 2014-04-09 |
| US20140091960A1 (en) | 2014-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103716053B (zh) | 产生用于自动增益控制的反馈的方法、装置和系统 | |
| Agarwal et al. | The 5th generation mobile wireless networks-key concepts, network architecture and challenges | |
| US8144820B2 (en) | System and method for relative phase shift keying | |
| KR101638461B1 (ko) | 802.11ah에서 제어 프레임에 대한 효율 개선 방법 | |
| TWI240498B (en) | Radio receiver supporting multiple modulation formats with a single pair of ADCs | |
| US9411987B2 (en) | Low noise and low power passive sampling network for a switched-capacitor ADC with a slow reference generator | |
| US8823568B2 (en) | Methods and arrangements for high-speed digital-to-analog conversion | |
| CN104956713B (zh) | 无线电通信系统 | |
| US10134266B2 (en) | Dual mode smart grid meter | |
| EP2061159A1 (en) | Method for recorvering a bit stream from a radio signal | |
| CN102342027A (zh) | 用于具有时间交织采样器阵列和基于场景的动态资源分配的射频（rf）采样装置的方法 | |
| CN104854923A (zh) | 用于无线网络中的低功率设备的方法和布置 | |
| CN1886964B (zh) | 可重配置的帧解析器 | |
| CN1461115A (zh) | 无线通信设备 | |
| US9214949B1 (en) | Analog to digital converter having switched capacitor power supply | |
| CN101958747A (zh) | 高速移动环境下移动通信系统、方法和无线通信收发设备 | |
| WO2017146840A1 (en) | Digital-intensive hybrid adc/filter for lna-free adaptive radio front-ends | |
| CN102932853A (zh) | 一种保证融合基站业务服务质量qos的方法、系统和装置 | |
| Oh et al. | A fully integrated ieee IEEE 802.15. 4g MR-FSK SoC soc for smart utility network applications | |
| CN105430666B (zh) | 一种小区接入的方法及光纤分布系统 | |
| Patel et al. | Quality dependent vertical handover decision algorithm for Fourth Generation (4G) heterogeneous wireless networks | |
| US8606258B2 (en) | System and method for integrated metrology within a femtocell access point | |
| Sun et al. | Improvement of a microseismic monitoring data‐transmission system based on a load‐balancing scheme and a high‐throughput polling mechanism | |
| EP3661070A1 (en) | Transmission device and transmission method | |
| CN117729456B (zh) | 一种基于双模通信的集中器的抄表方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200409 Address after: California, USA Patentee after: Apple Inc. Address before: California, USA Patentee before: INTEL Corp. |