CN106452438A - 具有非线性特性的估量方法 - Google Patents

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Abstract

一种电路(100)包括逐次逼近型模数转换器(110)，该转换器包括反馈支路(120)并且例如根据估量方法来操作。反馈支路(120)被设置成根据预定函数(170)来转换数字信号(184)并且进一步将经转换的数字信号(184)转换成模拟反馈信号(186)。例如，该预定函数(170)可以是指数函数。由此，借助非线性特性(800)来将输入信号(182)转换成输出信号(187)是可能的。

Description

具有非线性特性的估量方法
【技术领域】
本发明的不同实施方式涉及一种包括逐次逼近型模数转换器的电路以及一种混合模数转换器。不同实施方式尤其涉及用于将具有非线性特性的模拟输入信号转换成数字输出信号的技术。
【背景技术】
在各种应用中，在大动态范围上将作为输入信号的模拟交流电压信号(AC信号)的功率确定为数字值可以是值得做的。此外，各种技术是已知的，例如峰值检测或限幅放大器。然而，此类技术具有如下缺点：这些技术并不确定有效值，例如均方根(英语：root meansquare,RMS)。因此，此类技术可能尤其与AC信号的调制技术具有相关性和/或与峰值功率和均值之比(例如，通过峰值因数来描述)具有相关性。
为了确定RMS值，已知首先对AC信号取平方并且随后借助对数模拟放大器来在模拟域中转换该AC信号的技术。随后借助模数转换器(英语：Analog-to-Digital Converter；ADC)来进行模数(AD)转换，以便获得数字输出信号。此外，可以例如使用根据估量方法来操作的ADC；这种ADC通常被称为逐次逼近型ADC(SAR-ADC)。在此参见Tietze、Schenk、Gamm的“半导体电路技术”第14版(2012)，章节17.2.2“具有开关电压的估量方法”。
然而，用于确定RMS值的这种技术具有如下缺点：由于借助模拟放大器在模拟域中进行的对数放大，可能存在与边界条件(例如工艺公差、温度和供电电压)的显著相关性。输出信号可能随后相应地畸变。AD转换的精度可能下降。
【发明内容】
因此，存在对改进的AD转换技术的需要。特别地，存在对使得能够可靠且准确地转换具有带有大动态范围的功率曲线的输入信号的技术的需要。
此任务通过独立权利要求的特征来解决。从属权利要求限定各实施方式。
根据一个实施方式，本发明涉及一种电路。该电路包括SAR-ADC。该SAR-ADC包括反馈支路。该反馈支路被设置成根据预定函数来转换数字信号并且进一步将经转换的数字信号转换成模拟反馈信号。
根据一个实施方式，本发明涉及一种方法。该方法包括借助SAR-ADC的反馈支路、根据预定函数来转换数字信号。该方法进一步包括借助SAR-ADC的反馈支路来将经转换的数字信号转换成模拟反馈信号。
根据一个实施方式，本发明涉及一种混合ADC。该混合ADC包括比较器，该比较器被设置成将模拟输入信号与反馈信号相比较并且基于该比较来提供结果信号。该输入信号具有带有第一区域和第二区域的功率曲线。第一区域对应于比第二区域小的功率。该混合ADC进一步包括SAR寄存器，该SAR寄存器被设置成基于结果信号来迭代地调整数字信号。该混合ADC被设置成借助非线性特性来转换具有可识别的灵敏度的输入信号的第一区域。
上述特征和下述特征不仅可在相应的显式说明的组合中使用，而且可以在其他组合中或者单独地使用，而不会脱离本发明的保护范围。
【附图描述】
图1解说了根据各种实施方式的电路，其中该电路包括具有反馈支路的SAR-ADC，其中在反馈支路中布置逻辑元件，该逻辑元件被设置成根据预定函数来转换数字信号。
图2对应于图1，其中逻辑元件被设置成根据预定函数、基于存储在存储器中的查找表来转换数字信号。
图3对应于图2，其中该电路进一步具有温度传感器，其中预定函数具有温度相关性。
图4对应于图2，其中预定函数与检测器的工作状态具有相关性，该检测器向SAR-ADC输出模拟输入信号。
图5对应于图1，其中SAR-ADC的反馈支路进一步包括可选择性地激活的旁路，该旁路被设置成绕过数字逻辑元件。
图6解说了根据各种实施方式的非线性指数型预定函数，其中这些函数通过斜率和零点偏移来表征。
图7解说了输入信号的功率曲线，其中该功率曲线具有大动态范围。
图8解说了SAR-ADC的非线性特性。
图9解说了SAR-ADC的非线性特性的灵敏度区域。
图10是根据各种实施方式的方法的流程图。
图11解说了根据已知的参考实现的SAR-ADC。
【符号说明】
100 电路
101 检测器
110 SAR-ADC
111 比较器
112 SAR寄存器
113 数字逻辑元件
114 DA转换器元件
120 反馈支路
151 存储器
152 温度传感器
170 预定函数
181 信号
182 输入信号
183 结果信号
184 数字信号
185 经转换的数字信号
186 反馈信号
187 输出信号
600 旁路
700 功率曲线
710 功率
711 第一区域
712 第二区域
720 动态范围
800 非线性特性/线性特性
900 灵敏度
A1 步骤
A2 步骤
【具体实施方式】
接下来参照附图根据优选实施方式来更详细地阐释本发明。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。这些附图是本发明的各种实施方式的示意性表示。在附图中，所示出的元件未必是按比例示出的。更确切地说，在附图中示出的各种元件被描述成使本领域技术人员能够理解其功能和一般目的。在附图中示出的功能性单元和元件之间的连接和耦合也可以被实现为间接连接或耦合。连接或耦合可被有线或无线地实现。功能性单元可被实现为硬件、软件、或硬件和软件的组合。
接下来描述涉及模拟输入信号的AD转换的技术；由此获得数字输出信号。特别地，AD转换基于SAR-ADC或估量方法。在此，使用使得能够对具有大动态范围的输入信号执行特别准确且可靠的AD转换的技术。动态范围可以指代输入信号的某个特征参数，例如功率。在此，根据各种实施方式的SAR-ADC被设置成借助非线性特性来转换输入信号的功率曲线的具有大灵敏度的第一区域并且转换输入信号的功率曲线的具有小灵敏度的第二区域。由此可以达成能够在输入信号的功率曲线的大动态范围上提供具有足够的或者特别是可识别的灵敏度的输出信号。
在各种实施方式中，AD转换的非线性特性可以适于提供输入信号的功率的RMS值。就此而言，尤其可以将对数标度(例如dB标度)转换成线性标度。这种技术可以尤其在输入级方面应用于无线电信道的无线传输。一个具体应用为根据(电气和电子工程师协会)IEEE802.11标准族的无线局域网(WLAN)传输。另一应用领域为借助蜂窝技术(例如通过第三代伙伴项目(3GPP)指定的蜂窝技术)的无线传输。又一应用领域为结合物联网(英文：Internet of Things,IOT)技术的无线传输。在此类应用中，输入信号的功率通常在大动态范围内、例如在80-90dB的范围内变化。此类技术还可以例如结合WLAN接入点(英语：WLANAccess Point of a Gateway(网关的WLAN接入点))在“联网家庭”领域中使用。
在图1中示出了包括SAR-ADC 110的电路100。例如，电路100可布置在单个半导体芯片或经连接芯片上。SAR-ADC 110接收模拟输入信号182并且输出数字输出信号187。数字输出信号187可以例如指示模拟输入信号182的振幅。数字输出信号187可以例如指示输入信号182的RMS值。
SAR-ADC 110接收来自检测器101的输入信号182。检测器101可被设置成例如基于物理测量值181来提供输入信号182。
在各种实施方式中，检测器101例如是乘法器或平方器元件也是可能的，该乘法器或平方器元件改变模拟信号181以获得输入信号182。在各种实施方式中，检测器101还可实现采样-保持电路(英文：sample-and-hold)。例如，检测器101在此方面具有实现低通滤波器的电容器是可能的。替换地或附加地，在各种实施方式中，检测器101实现积分器也是可能的。由此可以例如达成在特定的时间范围上对信号181进行积分并且基于该积分来产生输入信号182以及将该输入信号182提供给SAR-ADC 110。替换地或附加地，在各种实施方式中，检测器101实现模拟放大器电路也是可能的。例如，检测器根据工作状态来使用放大器电路的各种放大系数是可能的。工作状态的示例包括例如检测器101的特性、检测器101的所选动态范围、以及检测器101的放大系数。
一般而言，电路100可被设置成转换各种不同的输入信号181。特别地，输入信号181可以例如是兆赫兹或千兆赫兹范围内的交变场(英语：Alternating Current，AC)高频信号。例如，输入信号181是经调制的高频信号是可能的。
SAR-ADC 110将估量方法技术用于AD转换。特别地，SAR-ADC 110包括比较器111、SAR-寄存器112以及反馈支路120，如从SAR-ADC 110的参考实施方式中已知的那样。比较器111被设置成将模拟输入信号182与由反馈支路120提供的模拟反馈信号160相比较并且基于该比较来向SAR寄存器112提供结果信号183。例如，比较器111可被设置成如果模拟输入信号182具有大于反馈信号186的振幅的振幅，则输出逻辑1。相应地，比较器111可被设置成如果模拟输入信号182具有小于反馈信号186的振幅的振幅，则输出逻辑0。
SAR寄存器112被设置成输出数字信号184并且基于由比较器111提供的结果信号183来迭代地调整数字信号184。如果迭代调整结束，即，AD转换结束，则数字信号184对应于输出信号187。
SAR寄存器112可被设置成在AD转换过程期间存储数字信号184的值。例如，数字信号184或输出信号187可具有预定长度的比特序列(例如，8比特)。例如，可以在AD转换过程开始时将数字信号184的初始值设置为0。随后，可以将最高位(英语：Most SignificantBit,MSB)设置为1，并且通过比较器借助比较来检验：输入信号182的振幅是否大于如此调整的数字信号184的振幅或者是否大于对应于经调整的数字信号184的模拟表示的反馈信号186的振幅。
根据比较的结果来调整MSB或者将MSB保留为1。随后，可以将下一位MSB-1设置为1；根据通过比较器111进行的比较的结果来再次将MSB-1调整为0或者保留为1。
迭代调整的这个过程可以随后针对数字信号184的所有其他比特位置来执行，直至最终确定最低位(英语：Lowest Significant Bit,LSB)。随后，可以提供输出信号187。
上述基于估量方法的AD转换是本领域技术人员已知的，从而不必阐述进一步的细节。基于估量方法来操作的传统SAR-ADC具有将输入信号转换成输出信号的AD转换的非线性特性。特别地，没有进行数字信号184的转换。
SAR-ADC 110还可被设置成根据非线性特性来转换模拟输入信号182。以下关于反馈支路120来描述细节。特别地，反馈支路120被设置成导致SAR-ADC 110的非线性特性。特别地，反馈支路120被设置成根据预定函数170来转换数字信号184并且进一步将经转换的数字信号184转换成模拟反馈信号186。模拟反馈信号186随后被转入比较器111。
详细地，反馈支路120包括数字逻辑元件113和数模(DA)转换器元件114。数字逻辑元件113在数字域中操作。数字逻辑元件113被设置成根据预定函数170来转换数字信号184。DA转换器元件114被设置成将经转换的数字信号185转换成模拟反馈信号186并且将模拟反馈信号186转入比较器111。
数字信号184的转换导致SAR-ADC 110的非线性特性。根据预定函数170的设计，可以转变非线性特性。由于呈比较器111、逻辑元件113和SAR寄存器112形式的逻辑既布置在模拟域中又布置在数字域中，因而SAR-ADC 110也被称为混合模数转换器。
虽然DA转换器元件114例如可被设计为线性DA转换器元件114、即，即使其具有DA转换的线性特性，但SAR-ADC 110的非线性特性仍可以达成。
通过在数字域中转换数字信号184，可以达成SAR-ADC 110的特别稳定且可靠的操作。特别地，在数字域中转换数字信号184可以不与温度或其他外部影响(例如偏移电压或工艺参数)具有显著相关性。由此可以达成SAR-ADC 110可靠且稳定地实现非线性特性。此外，可以减少所必需的模拟电路技术，例如对数模拟放大器可以是不必要的。
在一特定情景中，预定函数170对应于指数函数。在这种情形中，指数型预定函数170导致将具有对数非线性特性的输入信号182转换成输出信号187。这可被用于以dB计的线性标度来提供指示输入信号182的输出信号187。这可以尤其是结合信号181的RMS值的确定而是值得做的。
例如，RMS值的确定可包括一个两阶段的过程。首先，可借助检测器101来对信号181取平方，即与其自身相乘。得到：
y＝xa,
其中x表示信号181并且y表示输入信号182。a是参数，例如，a＝2。a还可以采用其他值，例如在1.5<a<2.5的范围内。
随后，借助对数非线性特性来确定输入信号182的对数；在此，在数字域中借助SAR-ADC 110来确定对数。特别地，通过在数字域中借助逻辑元件113藉由指数型预定函数170来转换数字信号184，得到作为AD转换的非线性特性的对数。随后，获得具有比特序列的输出信号187，该比特序列的值关于输入信号182的RMS值线性变化。
通过在数字域中实现逻辑元件113，可构想逻辑元件113的各种不同的变型。在各种情景中，例如，逻辑元件113包括处理器是可能的，该处理器被设置成基于预定函数170并且基于数字信号184来计算经转换的数字信号185。例如，处理器可以与其中存储了预定函数的存储器耦合(图1中未示出)。由此，灵活地调整预定函数是可能的。
关于图2，示出了关于逻辑元件113的实现的另一情景。在图2的情景中，电路100包括与逻辑元件113耦合的存储器151。存储器151被设置成存储查找表(英语：look uptable,LUT)。LUT建立预定函数170。逻辑元件113被设置成根据基于LUT的预定函数170来转换数字信号184。
例如，用于各种数字信号184的LUT可以分别包括对应的经转换的数字信号185。这意味着，数字信号184的基于LUT的对应关系的特定比特序列可以被转换成经转换的数字信号185的另一比特序列。存储在LUT中的对应关系的总量可以随后建立预定函数170。通过LUT的使用可以在逻辑元件113中相对简单地实现转换。特别地，执行特定的计算操作可以是不必要的，并且提供具有相对较大计算能力的相应处理器可以是不必要的。
在各种情景中，LUT不仅仅建立预定函数170。例如，反馈支路120被设置成在第一工作模式中根据预定函数170来转换数字信号184并且在第二工作模式中根据另一其他预定函数来转换数字信号184是可能的。由此，根据工作模式来改变用来将输入信号182转换成输出信号187的SAR-ADC 110的非线性特性是可能的。由此，可以提高关于AD转换的灵活性。
关于图3，示出了关于预定函数170与温度的相关性的诸方面。特别地，电路100的模拟组件的操作与温度具有显著相关性是可能的。例如，比较器111具有温度相关性。替换地或附加地，DA转换器元件114的操作与温度具有相关性也是可能的。特别地，检测器101具有温度相关性也是可能的。
在图3中，示出了其中电路110包括温度传感器152的情景。温度传感器152测量电路110的区域中的温度。随后，温度传感器152被设置成提供指示所测得的温度的控制信号。预定函数170与所测得的温度具有相关性也是可能的。例如，在其中通过LUT来建立预定函数170的情景中，用于数字信号184的特定比特序列的LUT可以具有经转换的数字信号185的各种对应的比特序列，其中可以基于所测得的温度来选择相应的对应关系。通过设置预定函数170与温度的相关性，可以减少或者补偿温度对将输入信号182转换成输出信号187的影响。特别温度稳定地提供非线性特性是可能的。
关于图4，示出了涉及预定函数170与检测器101的类型或工作状态的相关性的诸方面。如从图4可见，在此情景中，检测器101具有与逻辑元件113的耦合。由此，逻辑元件113实现预定函数170与检测器101的类型和/或检测器101的工作状态的相关性是可能的。特别地，如以上描述的，可按特定方式在模拟域中通过检测器101来预调节信号181，例如对信号181取平方。通常，根据检测器101的工作状态或根据检测器101的类型，可以改变信号181的预调节。这里，相应地调整预定函数170以平衡或补偿对信号181的预调节中的变化可以是值得做的。例如，在其中通过LUT来建立预定函数170的情景中，用于数字信号184的特定比特序列的LUT具有经转换的数字信号185的各种对应的比特序列，其中可以基于检测器101的类型或检测器101的工作状态来选择相应的对应关系。
关于图5，解说了可选择性地激活的旁路600的各个方面，该旁路600被设置成绕过数字逻辑元件113。特别地，在图5的情景中，反馈支路120包括可选择性地激活的旁路600，该旁路600导致在必要时不转换数字信号184并且向DA转换器元件114传递该数字信号184。由此可以达成：根据可选择性地激活的旁路600是活跃的还是不活跃的，调整用来将输入信号182转换成输出信号187的SAR-ADC 110的非线性特性。由此，例如，可以在输出信号187的以dB计的线性标度与对应于SAR-ADC 110的线性特性的线性标度之间进行切换。这意味着，借助旁路600来绕过非线性特性是可能的。由此，根据应用情形以线性或非线性特性来操作SAR-ADC 110是可能的。
在各种情景中，通过相应的硬件来实现旁路600是可能的。例如，可以通过一个或多个开关和专用导体电路来实现旁路600。然而在其他情景中，通过软件来实现旁路600也是可能的。例如，反馈支路120被设置成在第一工作模式中根据预定函数170来转换数字信号184并且在第二工作模式中根据恒等函数来转换数字信号184是可能的。恒等函数导致将数字信号184不经改变(即，相等)地提供给DA转换器元件114。数字信号184和经转换的数字信号185是相等的。
以上解说了借助SAR-ADC 110的反馈支路120中的数字逻辑元件113来实现SAR-ADC 110用来将输入信号182转换成输出信号187的非线性特性的技术。该非线性特性与预定函数170具有相关性。因此，根据具体应用灵活地实现预定函数170可以是值得做的。例如，将预定函数170选择为指数函数以使得对数地构造非线性特性可以是值得做的。
关于图6，示出了涉及预定函数170的各个方面。预定函数170被数字逻辑元件113用于将数字信号184转换成经转换的数字信号185。例如，如图6中示出的预定函数可以是非线性函数。特别地，如图6中所示，预定函数170是指数函数是可能的。指数函数可以尤其通过以下相关性来描述：
f(x)＝exp(x),
其中x表示数字信号184的值。
指数函数170通常是通过特定斜率来表征的；例如，在图6的情景中，第一预定函数170(实线)具有第一斜率并且第二和第三预定函数(虚线和点线)具有第二斜率，其中第二斜率大于第一斜率。根据应用，可以如此调整将数字信号184转换成经转换的数字信号185并且由此调整SAR-ADC 110的非线性特性。
通常，指数函数170进一步通过特定的零点偏移来表征。在图6的情景中，第一和第二指数函数170具有第一零点偏移并且第二指数函数170具有第二零点偏移，其中第一零点偏移大于第二零点偏移。根据应用，可以如此调整将数字信号184转换成经转换的数字信号185并且由此调整SAR-ADC 110的非线性特性。
例如，可以根据由温度传感器152测得的温度和/或根据检测器101的类型和/或根据检测器101的工作状态来调整预定函数170的参数，例如斜率或零点偏移。
以下关于图7、8和9来示出涉及用来将输入信号182转换成输出信号187的非线性特性的诸方面的细节。在图7中，输入信号182的功率710被示为时间函数(功率曲线700)。如从图7可见，输入信号182的功率710在多个数量级上延伸的大动态范围720中变化。功率曲线700相应地包括第一区域711和第二区域712。在此，第一区域711对应于比第二区域712小的输入信号182的功率710。
借助在此描述的技术，在整个动态范围720中进行可靠且准确的AD转换是可能的。特别地，通过SAR-ADC 110的非线性特性还可以转换具有大灵敏度AD的第一区域711。
在图8中，示出了作为输入信号182的功率710的函数的输出信号187的值；在此，实线解说非线性特性800并且虚线解说用来将输入信号182转换成输出信号187的线性特性800(注意，在图8中水平地示出功率轴的对数刻度)。如果用非线性特性800进行AD转换，则在以dB计的线性标度上提供输出信号187(在图8中通过实直线示出)。
从图8中可见，在线性特性800(虚线)的情形中，仅向第一区域711分配了离散输出信号187的单个数字值(在图8中通过竖轴上的记号和水平虚线箭头来表示)；因此，用不具有可识别的灵敏度的线性特性800来进行AD转换。
从图8中还可见，在非线性特性800的情形中，向输入信号182的功率曲线700的第一区域711分配了关于离散输出信号187的更大值范围(在图8中通过竖轴上的记号和水平虚线箭头来表示)；因此，用不具有可识别的灵敏度的线性特性800来进行AD转换。
详细来说，图8中示出的曲线的斜率对应于用来执行AD转换的灵敏度；在此，较小(较大)的斜率对应于较小(较大)的灵敏度。在图9中，示出了非线性特性800(实线)和线性特性(虚线)的灵敏度900。从图9中可见，在非线性特性800的情形中，转换输入信号的第一区域711和输入信号182的第二区域712以基本上相同的灵敏度进行转换。特别地，在整个动态范围720上以恒定灵敏度900来进行AD转换。特别地，用来转换输入信号182的第一区域711的灵敏度900相对较大且是可识别的。可识别的灵敏度900可以意味着输出信号187关于第一区域711具有足够数目的数据点。由此，还可以在对应于较小功率的第一区域711中达成AD转换的高分辨率。
在图10中，示出了根据各种实施方式的方法的流程图。该方法包括在SAR ADC 110的反馈支路120中根据预定函数170来转换数字信号184(A1)。在此，预定函数170例如是非线性函数，例如特别是指数函数。例如，将数字信号184转换成经转换的数字信号185可以通过逻辑元件113来执行。在此，逻辑元件113可以例如与存储LUT的存储器151耦合。随后，逻辑元件113在使用LUT的情况下实现将数字信号184转换成经转换的数字信号185是可能的。
在各种实施方式中，选择性地执行步骤A1；例如，可以借助旁路600来绕过将数字信号184转换成经转换的数字信号185。
该方法进一步包括在SAR-ADC 110的反馈支路120中将经转换的数字信号185转换成模拟反馈信号186(A2)。例如，A2可通过DA转换器元件114来执行。
该方法可以例如进一步包括将反馈信号186与输入信号相比较并且基于该比较来输出结果信号183(图10中未示出)。
该方法可以进一步包括基于结果信号183来迭代地调整数字信号184(图10中未示出)。
在图11中，示出了根据参考实现的已知的SAR-ADC 110，参见Tietze,Schenk,Gamm等人的“半导体电路技术”第14版(2012)章节17.2.2“具有开关电压的估量方法”。在已知的SAR-ADC 110中，在不进行转换的情况下将数字信号184转入数模转换器元件114。不存在被设置成转换数字信号184的逻辑元件113。
总而言之，以上阐述了基于估量方法来实现AD转换的技术。相应的SAR-ADC包括具有预定函数的反馈支路。例如，该预定函数可以具有指数相关性。与传统的线性DA转换器元件相组合，随后可以实现AD转换的对数特性。
由此可以获得各种优点。一个特别优点在于，极大地减少了模拟电路技术，该模拟电路技术通常特别敏感地对温度波动、偏移电压和工艺变化作出反应。特别地，可以在数字域中基于预定函数来进行转换。
此类技术可以在各种不同领域中得到应用。一个特别的应用领域为确定输入信号(例如高频信号)的RMS值。
总而言之，以上根据以下示例描述了各个技术：
示例1：一种电路(100)，其包括：
逐次逼近型模数转换器SAR-ADC(110)，其中SAR-ADC(110)包括反馈支路(120)，
其中反馈支路(120)被设置成根据预定函数(170)来转换数字信号(184)并且进一步将经转换的数字信号(185)转换成模拟反馈信号(186)。
示例2：根据示例1的电路(100)，
其中反馈支路(120)包括数字逻辑元件(113)和数模转换器元件(114)，
其中数字逻辑元件(113)被设置成根据预定函数(170)来转换数字信号(184)，
其中数模转换器元件(114)被设置成将经转换的数字信号(184)转换成模拟反馈信号(186)。
示例3：根据示例2的电路(100)，该电路进一步包括：
存储器(151)，其被设置成存储建立预定函数(170)的查找表，
其中数字逻辑元件(113)被设置成根据基于查找表的预定函数(170)来转换数字信号(184)。
示例4：根据示例2或3的电路(100)，
其中反馈支路(120)进一步包括可选择性地激活的旁路(600)，该旁路被设置成绕过数字逻辑元件(113)。
示例5：根据以上示例之一的电路(100)，
其中预定函数(170)是非线性函数。
示例6：根据以上示例之一的电路(100)，
其中预定函数(170)是指数函数。
示例7：根据以上示例之一的电路(100)，
其中预定函数(170)具有零点偏移。
示例8：根据以上示例之一的电路(100)，
其中反馈支路(120)被设置成在第一工作模式中根据预定函数(170)来转换数字信号(184)并且在第二工作模式中根据另一预定函数(170)来转换数字信号(184)。
示例9：根据示例8的电路(100)，
其中该另一预定函数(170)是恒等函数。
示例10：根据以上示例之一的电路(100)，该电路进一步包括：
温度传感器(152)，其被设置成向数字逻辑元件(113)输出控制信号，
其中该控制信号指示所测得的温度，
其中预定函数(170)与所测得的温度具有相关性。
示例11：根据以上示例之一的电路(100)，该电路进一步包括：
检测器(101)，其被设置成向SAR-ADC(110)输出模拟输入信号(182)。
示例12：根据示例11的电路(100)，
其中预定函数(170)与检测器(101)的类型具有相关性。
示例13：根据示例11或12的电路(100)，
其中预定函数(170)与检测器(101)的工作状态具有相关性。
示例14：根据以上示例之一的电路(100)，
其中SAR-ADC(110)进一步包括比较器(111)，该比较器被设置成将由SAR-ADC(110)接收的模拟输入信号(182)与反馈信号(186)相比较并且基于该比较来输出结果信号(183)。
示例15：根据示例14的电路(100)，
其中SAR-ADC(110)进一步包括SAR寄存器(112)，该SAR寄存器被设置成基于结果信号(183)来迭代地调整数字信号(184)。
示例16：根据以上示例之一的电路(100)，
其中SAR-ADC(110)被设置成借助非线性特性(800)来转换由SAR-ADC(110)接收的模拟输入信号(182)。
示例17：一种方法，包括：
SAR-ADC(110)的反馈支路(120)根据预定函数(170)来转换数字信号(184)，
SAR-ADC(110)的反馈支路(120)将经转换的数字信号(185)转换成模拟反馈信号(186)。
示例18：根据示例17的方法，
其中该方法由根据示例1-16之一的电路(100)来执行。
示例19：一种混合模数转换器(110)，包括：
比较器(111)，其被设置成将模拟输入信号(182)与反馈信号(186)相比较并且基于该比较来输出结果信号(183)，
其中输入信号(182)具有带有第一区域(711)和第二区域(712)的功率曲线(700)，
其中第一区域(711)对应于比第二区域(712)小的功率，
SAR寄存器(112)，其被设置成基于结果信号(183)来迭代地调整数字信号(184)，
其中混合模数转换器(110)被设置成借助非线性特性(800)来转换输入信号(182)的功率曲线(700)的具有可识别的灵敏度(900)的第一区域(711)。
示例20：根据示例19的混合模数转换器(110)，
其中混合模数转换器(110)被设置成转换输入信号的功率曲线(700)的具有第一灵敏度(900)的第一区域(711)并且转换输入信号(182)的功率曲线(700)的具有第二灵敏度(900)的第二区域(712)，
其中第一灵敏度(900)基本上等于第二灵敏度(900)。
示例21：根据示例19或20的混合模数转换器(110)，
其中输入信号(182)是高频信号。
示例22：根据示例19-21之一的混合模数转换器(110)，
其中混合模数转换器(110)被设置成借助非线性特性(800)来将输入信号(181)的功率曲线(700)从dB标度转换成线性标度。
示例23：根据示例19-22之一的混合模数转换器(110)，
其中非线性特性(800)与检测器(101)的类型具有相关性，
其中检测器(101)被设置成提供输入信号(182)并且输出反馈信号(186)。
示例24：根据示例19-23之一的混合模数转换器(110)，该混合模数转换器进一步包括：
反馈支路(120)，其被设置成反馈数字信号(184)。
示例25：根据示例19-24之一的混合模数转换器(110)，
其中混合模数转换器(101)布置在单个半导体芯片或经连接芯片上。
示例26：根据示例19-25之一的混合模数转换器(110)，该混合模数转换器进一步包括：
绕过非线性特性的旁路(600)。
示例27：根据示例19-26之一的混合模数转换器(110)，
其中混合模数转换器(110)包括根据示例1-16之一的电路(110)。
当然，上述实施方式的特征和本发明的各方面可彼此组合。特别地，这些特征不仅可在所描述的组合中使用，而且可在其他组合中或者单独地使用，而不会脱离本发明的领域。
以上描述了关于使用非线性特性AD来转换的输入信号的功率的各个方面。在其他情景中，输入信号具有借助非线性特性AD来转换的另一特征参数的曲线是可能的。其他特征参数的示例包括例如电压、场强、光、温度、磁场。

Claims (20)

1.一种电路(100)，其包括：
逐次逼近型模数转换器SAR-ADC(110)，其中所述SAR-ADC(110)包括反馈支路(120)，
其中所述反馈支路(120)被设置成根据预定函数(170)来转换数字信号(184)并且进一步将经转换的数字信号(185)转换成模拟反馈信号(186)。
2.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，
所述反馈支路(120)包括数字逻辑元件(113)和数模转换器元件(114)，
其中所述数字逻辑元件(113)被设置成根据所述预定函数(170)来转换所述数字信号(184)，
其中所述数模转换器元件(114)被设置成将所述经转换的数字信号(184)转换成所述模拟反馈信号(186)。
3.如权利要求2所述的电路(100)，其特征在于，所述电路进一步包括：
存储器(151)，其被设置成存储建立所述预定函数(170)的查找表，
其中所述数字逻辑元件(113)被设置成根据基于所述查找表的所述预定函数(170)来转换所述数字信号(184)。
4.如权利要求2或3所述的电路(100)，其特征在于，
所述反馈支路(120)进一步包括可选择性地激活的旁路(600)，所述旁路被设置成绕过所述数字逻辑元件(113)。
5.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，
所述预定函数(170)是非线性函数。
6.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，
所述预定函数(170)是指数函数。
7.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，
所述预定函数(170)具有零点偏移。
8.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，
所述反馈支路(120)被设置成在第一工作模式中根据所述预定函数(170)来转换所述数字信号(184)并且在第二工作模式中根据另一预定函数(170)来转换所述数字信号(184)。
9.如权利要求8所述的电路(100)，其特征在于，
所述另一预定函数(170)是恒等函数。
10.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，所述电路进一步包括：
温度传感器(152)，其被设置成向所述数字逻辑元件(113)输出控制信号，
其中所述控制信号指示所测得的温度，
其中所述预定函数(170)与所测得的温度具有相关性。
11.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，所述电路进一步包括：
检测器(101)，其被设置成向所述SAR-ADC(110)输出模拟输入信号(182)。
12.如权利要求11所述的电路(100)，其特征在于，
其中所述预定函数(170)与所述检测器(101)的类型具有相关性。
13.如权利要求12所述的电路(100)，其特征在于，
其中所述预定函数(170)与所述检测器(101)的工作状态具有相关性。
14.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，
所述SAR-ADC(110)进一步包括比较器(111)，所述比较器被设置成将由所述SAR-ADC(110)接收的模拟输入信号(182)与所述反馈信号(186)相比较并且基于所述比较来输出结果信号(183)。
15.如权利要求14所述的电路(100)，其特征在于，
所述SAR-ADC(110)进一步包括SAR寄存器(112)，所述SAR寄存器被设置成基于所述结果信号(183)来迭代地调整所述数字信号(184)。
16.如权利要求1所述的电路(100)，其特征在于，
所述SAR-ADC(110)被设置成借助非线性特性(800)来转换由所述SAR-ADC(110)接收的模拟输入信号(182)。
17.一种方法，包括：
SAR-ADC(110)的反馈支路(120)根据预定函数(170)来转换数字信号(184)，
所述SAR-ADC(110)的反馈支路(120)将经转换的数字信号(185)转换成模拟反馈信号(186)。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，
所述方法由如权利要求1-16之一所述的电路(100)来执行。
19.一种混合模数转换器(110)，包括：
比较器(111)，其被设置成将模拟输入信号(182)与反馈信号(186)相比较并且基于所述比较来输出结果信号(183)，
其中所述输入信号(182)具有带有第一区域(711)和第二区域(712)的功率曲线(700)，
其中所述第一区域(711)对应于比所述第二区域(712)小的功率，
SAR寄存器(112)，其被设置成基于所述结果信号(183)来迭代地调整数字信号(184)，
其中所述混合模数转换器(110)被设置成借助非线性特性(800)来转换所述输入信号(182)的功率曲线(700)的具有可识别的灵敏度(900)的所述第一区域(711)。
20.如权利要求19所述的混合模数转换器(110)，其特征在于，
所述混合模数转换器(110)被设置成转换所述输入信号的所述功率曲线(700)的具有第一灵敏度(900)的所述第一区域(711)并且转换所述输入信号(182)的所述功率曲线(700)的具有第二灵敏度(900)的所述第二区域(712)，
其中所述第一灵敏度(900)基本上等于所述第二灵敏度(900)。
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