CN109690953B - 具有自适应路径的多路径模拟前端 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例，一种处理系统可以包括多个处理路径和一个控制器。多个处理路径可包括：静态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第一数字信号；动态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第二数字信号，其中，动态处理路径的参数基于模拟输入信号的特性确定。控制器可以被配置为：当所述特性发生变化时选择第一数字信号作为处理系统的数字输出信号，并且在所述特性不发生变化时选择第二数字信号作为数字输出信号。

Description

具有自适应路径的多路径模拟前端
技术领域
本发明总体上涉及信号处理系统，更具体地，涉及多路径信号处理系统。
背景技术
在电路中使用多路径模数转换器(ADCs)和模拟前端(AFEs)(例如，两个或更多个路径ADCs/AFEs)是已知的。在Jahne等人的题为“Process and System for the Analog-to-Digital Conversion of Signals(用于信号的模数转换的过程和系统)”的第5714956号美国专利(“Jahne专利”)、Knoth等人的题为“Apparatus for the Conversion ofAnalog Audio Signals to a Digital Data Stream(用于将模拟音频信号转换成数字数据流的装置)”的第5600317号美国专利(“Knoth专利”)和Gong等人的题为“Gain RangingAnalog-to-Digital Converter with Error Correction(具有误差校正的增益分类模数转换器)”的第6271780号美国专利(“Gong专利”)中公开了示例性多路径ADC和AFE以及它们在多个电路路径中的使用。多路径电路的使用可以降低噪声，这是因为一条路径可以被优化用于处理小幅值信号(例如，用于处理低噪声信号)，而具有另一组ADC和AFE的另一电路路径被优化用于大幅值信号(例如，允许更高的动态范围)。
多路径ADCs/AFEs的示例性应用是在用于音频系统应用(例如音频混合板或数字麦克风系统)的电路中使用它们。这样的示例性应用在Jahne专利中公开。在设计具有在相应的多个电路路径中使用的多路径ADCs/AFEs的电路时，在允许更大的信号摆动(例如，允许信号在更大标度的幅值之间摆动)和低噪声之间可存在折衷。此外，多路径ADCs/AFEs可以提供高动态范围信号数字化(对于给定输入功率具有更高的动态范围)，并且与传统方法相比具有更小的总面积。换句话说，通过允许对每个相应路径提供的每种类型的信号(例如，大信号和小信号)进行单独优化，多路径ADCs/AFEs允许整个电路消耗更少的功率，消耗更少的面积，并节省其他这样的设计成本。
发明内容
根据本发明，可以减少或消除与实现多个AFE/ADC路径相关联的某些缺点和问题。
根据本发明的实施例，一种处理系统可以包括多个处理路径和一个控制器。多个处理路径可包括：静态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第一数字信号；动态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第二数字信号，其中，动态处理路径的参数基于模拟输入信号的特性确定。控制器可以被配置为：当所述特性发生变化时选择第一数字信号作为处理系统的数字输出信号，并且在所述特性不发生变化时选择第二数字信号作为数字输出信号。
根据本发明的这些和其他实施例，一种方法可以包括：利用静态处理路径基于模拟输入信号生成第一数字信号，利用动态处理路径基于模拟输入信号生成第二数字信号，其中，动态处理路径的参数基于模拟输入信号的特性确定，并且当所述特性发生变化时选择第一数字信号作为处理系统的数字输出信号，在所述特性不发生变化时选择第二数字信号作为数字输出信号。
根据本文包括的附图、说明书和权利要求，本发明的技术优点对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合来实现和达到实施例的目的和优点。
应当理解，前面的总体性描述和下面的详细描述都是解释性的示例，并不对本发明中提出的权利要求进行限制。
附图说明
通过参照结合附图的以下描述，可以获得对本实施例及其优点的更完整的理解，其中相同的附图标记表示相同的特征，并且其中：
图1示出了根据本发明的实施例的示例性信号处理系统的所选组件的框图；
图2示出了根据本发明实施例的用于处理模拟信号以生成数字信号的集成电路的所选组件的框图；和
图3示出了根据本发明的实施例的图2的集成电路的所选组件的框图，描绘了模拟前端和模数转换器的示例性实施例的所选组件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施例的示例性信号处理系统100的所选组件的框图。如图1所示，信号处理系统100可以包括模拟信号源101、集成电路(IC)105和数字音频处理器109。模拟信号源101可以包括被配置为产生模拟电信号(例如模拟输入信号ANALOG_IN)的任何系统、装置或设备。例如，在信号处理系统100是处理系统的实施例中，模拟信号源101可以包括麦克风换能器。
集成电路105可包括被配置为处理模拟输入信号ANALOG_IN以产生数字输出信号DIGITAL_OUT并调节数字输出信号DIGITAL_OUT以通过总线传输到数字处理器109任何合适的系统、装置或设备。一旦被转换为数字输出信号DIGITAL_OUT，与在相同距离上的模拟传输相比，所述信号可以在相当长的距离上传输而不易受噪声影响。在一些实施例中，集成电路105可以设置为与模拟信号源101紧密接近，以确保模拟信号源101和集成电路105之间的模拟线路的长度相对较短，以使可以在承载模拟输入信号ANALOG_IN的模拟输出线上拾取的噪声量最小化。例如，在一些实施例中，模拟信号源101和集成电路105可以形成在同一基底上。在其他实施例中，模拟信号源101和集成电路105可以形成在封装于同一集成电路封装内的不同基底上。
数字处理器109可以包括被配置为处理数字输出信号以在数字系统中使用的任何合适的系统、装置或设备。例如，数字处理器109可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或被配置为解释和/或执行程序指令和/或处理数据(例如数字输出信号DIGITAL_OUT)的任何其他装置。
信号处理系统100可以用在期望处理模拟信号以产生数字信号的任何应用中。因此，在一些实施例中，信号处理系统100可以是将(例如，来自麦克风的)模拟信号转换为表示入射在麦克风上的声音的数字信号的音频装置的组成部分。作为另一示例，信号处理系统100可以是射频装置(例如，移动电话)的组成部分，以将射频模拟信号转换成数字信号。
图2示出了根据本发明的实施例的集成电路105的所选组件的框图。如图2所示，集成电路105可以包括两个或更多个处理路径201a和201b(这里可以分别称为处理路径201并且统称为处理路径201)，每个处理路径201包括相应的AFE 203(例如，AFE 203a、AFE 203b)和相应的ADC(例如，ADC 215a、ADC 215b)。AFE 203可以经由可以允许接收单端信号、差分信号或任何其他合适的模拟信号格式的一个或更多个输入线接收模拟输入信号ANALOG_IN，并且可以包括被配置为调节模拟输入信号ANALOG_IN以被ADC 215处理的任何合适的系统、装置或设备。下面参照图3更详细地讨论AFE 203a和203b的示例性实施例的所选组件。每个AFE 203的输出可以传送到一个或更多个输出线上的相应ADC 215。
ADC 215可以包括被配置为将在其输入处接收的模拟信号转换为表示模拟输入信号ANALOG_IN的数字信号的任何合适的系统、装置或设备。ADC 215本身可以包括用于执行ADC 215的功能的一个或更多个组件(例如，Δ-Σ调制器、抽取器等)。下面参照图3更详细地讨论ADC 215a和215b的示例性实施例的所选组件。
多路复用器227可以从每个处理路径201接收相应的数字信号，并且可以基于由控制器220生成并从控制器220传送的控制信号选择其中一个数字信号作为数字输出信号DIGITAL_OUT。
驱动器219可以接收由ADC 215输出的数字信号DIGITAL_OUT，并且可以包括被配置为在产生数字输出信号DIGITAL_OUT以通过总线传输到数字处理器109的过程中调节这种数字信号(例如，编码到音频工程协会/欧洲广播联盟(AES/EBU)、索尼/飞利浦数字接口格式(S/PDIF))的任何合适的系统、装置或设备。在图2中，接收数字输出信号DIGITAL_OUT的总线被示出为是单端的。在一些实施例中，驱动器219可以生成差分数字输出信号107。
控制器220可以包括用于选择由各种处理路径201输出的数字信号之一作为数字输出信号DIGITAL_OUT的任何合适的系统、装置或设备。在一些实施例中，控制器220可以基于模拟输入信号ANALOG_IN的幅值或其信号导数进行这样的选择。例如，控制器220可包括过载检测器221，过载检测器221可确定如果选择特定处理路径(例如，处理路径201a)则模拟输入信号ANALOG_IN的信号导数(例如，Δ-Σ调制器308a的调制器316a的输出，如图3中更详细地所示)是否可能导致数字输出信号DIGITAL_OUT的削波或其他失真。如果在选择特定处理路径(例如，处理路径201a)时可能发生数字输出信号DIGITAL_OUT的削波或其他失真，则控制器220的状态机225可以生成控制信号，使得选择另一处理路径(例如，处理路径201b)。为了进一步说明，在一些实施例中，处理路径201a可以是适合于低幅值模拟输入信号ANALOG_IN的路径，因此可以具有高信号增益，而处理路径201b可以是适合于较高幅值模拟输入信号ANALOG_IN的路径，因此可以具有较低的信号增益。因此，如果模拟输入信号ANALOG_IN或其导数大于指示数字输出信号DIGITAL_OUT可能在选择处理路径201a时经历削波或其他失真的条件的阈值，则过载检测器221可检测到这种情况，并使状态机器225产生控制信号，以选择由处理路径201b产生的数字信号作为数字输出信号DIGITAL_OUT。
在操作中，因为处理路径201a的一个或更多个参数可以基于模拟输入信号ANALOG_IN的一个或更多个特性而变化，所以处理路径201a可以是动态处理路径，如本发明中其他地方更详细描述的。此外，因为不管模拟输入信号ANALOG_IN的一个或更多个特性如何，处理路径201b的类似参数可以保持基本固定，所以处理路径201b可以是静态处理路径。这样的一个或更多个参数可以包括处理路径201a的增益、处理路径201a的带宽、处理路径201a的滤波器配置增益、处理路径201a的本底噪声、处理路径201a的失真以及由处理路径201a消耗的功率。模拟输入信号ANALOG_IN的这种一个或更多个特性可以包括模拟输入信号ANALOG_IN的幅值、模拟输入信号ANALOG_IN的频谱内容、模拟输入信号ANALOG_IN的本底噪声、模拟输入信号ANALOG_IN的失真、模拟输入信号ANALOG_IN的信噪比以及模拟输入信号ANALOG_IN的所需分辨率。
为此，控制器220可以包括电平检测器223，电平检测器223可以检测模拟输入信号ANALOG_IN的幅值或其信号导数(例如，在ADC 215b内产生的信号)并将指示这种幅值的信号传送到状态机225，控制器220还可以包括输入信号分析块228，输入信号分析块228可以分析或以其他方式处理从模拟输入信号ANALOG_IN导出的数字信号，以确定模拟输入信号ANALOG_IN的除了其幅值之外的一个或更多个特性，并将指示这种幅值的信号传送到状态机225。基于这些特性，控制器220的状态机225可以向处理路径201a的一个或更多个组件发出参数控制信号，以便基于模拟输入信号ANALOG_IN的一个或更多个特性设置处理路径201a的一个或更多个参数。
另外，控制器220的状态机225可以被配置为：当模拟输入信号ANALOG_IN的特性发生改变(使得响应于该特性的变化，处理路径201a的一个或更多个参数进行相应的改变)时，选择由处理路径201b产生的数字信号作为数字输出信号DIGITAL_OUT，并且在模拟输入信号ANALOG_IN的特性没有发生变化的情况下，选择由处理路径201a产生的数字信号作为数字输出信号DIGITAL_OUT。因此，当模拟输入信号ANALOG_IN的特性发生改变使得响应于该特性的改变而使处理路径201a的一个或更多个参数进行相应的改变时，控制器220可以选择静态处理路径201b以生成数字输出信号DIGITAL_OUT，使得如果使用具有变化参数的处理路径来生成数字输出信号DIGITAL_OUT时听众将不会受到可能发生的音频伪像的影响。因此，当模拟输入信号ANALOG_IN的一个或更多个特性改变时，动态处理路径201a的一个或更多个参数可针对性能、功率和/或其他属性进行优化(例如，以便在使功耗最小化的同时使信号质量最大化)。
为了使由于动态处理路径201a的参数的改变而发生的音频伪像的发生最小化，控制器220可以被配置为使得其仅在动态处理路径201a的参数的改变的任何瞬态效应已经稳定之后将从由静态处理路径201b产生数字信号作为数字输出信号DIGITAL_OUT的选择改变为由动态处理路径201a产生数字信号作为数字输出信号DIGITAL_OUT。例如，在一些实施例中，为了确保任何这样的瞬态效应已经稳定，控制器220可以响应于在动态处理路径201a的参数改变之后经过一段持续时间而从静态处理路径201b切换到动态处理路径201a。
图3示出了根据本发明的实施例的集成电路105的所选组件的框图，描绘了AFE203和ADC 215的示例性实施例的所选组件。如图3所示，处理路径201a的模拟前端203a可以包括高通滤波器302，高通滤波器302被配置为对模拟输入信号ANALOG_IN进行高通滤波以去除对于高增益放大器通常特别麻烦的直流偏移或偏置，并将这种滤波后的信号输出到非反相放大器304。非反相放大器304可以将模拟输入信号ANALOG_IN放大非反相增益倍，并将这种放大的模拟信号传送到ADC 215a。在一些实施例中，高通滤波器302可以与AFE 203a、AFE 203b、ADC 215a和ADC 215b中的一个或更多个形成在同一集成电路上。由于处理路径201a中存在高通滤波器302而处理路径201b中不存在高通滤波器302，处理路径201可以各自具有对模拟输入信号ANALOG_IN不同的频率响应。
如同样在图3中所示的，处理路径201b的模拟前端203b可以包括反相放大器306，反相放大器306可以将模拟输入信号ANALOG_IN放大反相增益倍并将这种放大的模拟信号传送到ADC215b。在一些实施例中，反相放大器306可以被配置为将小于1的乘性增益应用于模拟输入信号ANALOG_IN。尽管传统观点通常要求在低噪声系统中应避免信号损失，但是通过衰减较高幅值的信号，可以实现模拟输入信号ANALOG_IN的更大动态范围。在这些和其他实施例中，尽管未在图3中示出，但是反相放大器306可以接收高通滤波器302的输出来代替未滤波的模拟输入信号ANALOG_IN。
尽管上面分别描述了具有非反相增益和反相增益的AFE 203a和AFE203b，但是每个处理路径201可以具有大致相同的累积增益。本领域技术人员可以理解，在ADC 215a或ADC215b的任一个中简单地应用具有负号的数字增益将抵消AFE 203的增益的相反极性。
如图3所示，每个ADC 215可以包括相应的Δ-Σ调制器308(例如，Δ-Σ调制器308a和308b)、相应的数字增益元件310(例如，数字增益元件310a和310b)以及相应的高通滤波器312(例如，高通滤波器312a和312b)。每个Δ-Σ调制器308可以被配置为将模拟信号调制成相应的数字信号。如本领域中已知的，每个Δ-Σ调制器308可以包括相应的调制器316(例如，调制器316a、316b)和抽取器318(例如，抽取器318a、318b)。每个数字增益元件310可以将增益应用于由其相关联的Δ-Σ调制器308生成的数字信号。每个高通滤波器312可以对由其相关联的数字增益元件生成的数字信号进行高通滤波，以滤除数字信号中存在的任何直流偏移。高通滤波器312b还可以补偿AFE 203a中存在的高通滤波器302。
另外，ADC 215a可以包括延迟匹配元件314以匹配处理路径201a和处理路径201b之间的任何信号延迟，而ADC 215b可以包括相位匹配元件317以解决处理路径201a和处理路径201b之间的任何相位偏移。例如，相位匹配元件317可以通过改变处理路径201a和处理路径201b中的至少一个的延迟来动态地补偿处理路径201a和201b之间的任何相位失配。在一些实施例中，相位匹配元件317可包括高通滤波器。
在一些实施例中，非反相放大器304的增益的大小可以明显大于(例如，明显大于制造公差、一个或更多个数量级)反相放大器306的增益的大小。此外，在这些和其他实施例中，数字增益元件310b的增益的大小可以明显大于(例如，明显大于制造公差、一个或更多个数量级)数字增益元件310a的增益的大小。因此，在这样的实施例中，等于反相放大器306的增益的大小与数字增益元件310b的增益的大小的乘积的第一路径增益可以基本上等于(例如，在制造公差内)第二路径增益，第二路径增益等于非反相放大器304的增益的大小和数字增益元件310a的增益的大小的乘积。作为具体示例，在一些实施例中，反相放大器306的反相增益可以是大约-6分贝，非反相放大器304的非反相增益可以是大约20分贝，数字增益元件310a的增益可以是大约-26分贝，数字增益元件310b的增益可以是大约0分贝。
因此，每个处理路径201可以适于处理特定幅值的模拟输入信号ANALOG_IN。例如，因为非反相放大器304可以具有实际上无限的输入电阻，所以AFE 203a可以适合于处理较低的信号幅值，与反相放大器306相比可以具有相对低水平的输入参考噪声，并且其较大的增益可以允许有效处理较小的信号，但AFE 203a的特性可能不适合较高的幅值。(与用于实现高通滤波器的传统方法相比)，非反相放大器304的高输入电阻可以有助于使用较小的电容器面积以用于高通滤波器302，并且因此可以允许将高通滤波器302的电路与非反相放大器304、反相放大器306、ADC 215a和/或ADC 215b集成到同一集成电路中。另外，将电路集成到单个集成电路中的能力可以允许对用于由控制器220在处理路径201之间切换的刺激进行集中控制，并且可以允许对处理路径201之间的实际切换和转换进行更直接的时序控制。例如，因为电路被集成到单个集成电路中，所以电平检测器223可以接收Δ-Σ调制器308b的输出作为输入信号，而不是接收ADC 215b的输出。
另一方面，AFE 203b可以适合于处理更高的信号幅值(因为其较低的增益将降低信号削波的可能性)，并且与传统方法相比可以为模拟输入信号ANALOG_IN提供更大的动态范围。
如图3所示，响应于从控制器220的状态机225传送的增益控制信号，非反相放大器304的模拟增益和数字增益元件310a的数字增益可以是可变的。作为响应于模拟输入信号ANALOG_IN的特性的变化修改动态处理路径201a的参数的示例，状态机225可以响应于模拟输入信号ANALOG_IN的幅值的变化而改变非反相放大器304的模拟增益和数字增益元件310a的数字增益。因此，响应于模拟输入信号ANALOG_IN的幅值的变化，控制器220可以根据模拟输入信号ANALOG_IN的幅值将选择从动态处理路径201a切换到静态处理路径201b，优化非反相放大器304的模拟增益和数字增益元件310a的数字增益，然后将选择从静态处理路径201b切换到动态处理路径201a以利用优化的参数。用于动态处理路径201a的增益优化的一些示例可以包括但不限于：(a)设置非反相放大器304的模拟增益和数字增益元件310a的数字增益以适应模拟输入信号ANALOG_IN的历史最大幅值，(b)设置非反相放大器304的模拟增益和数字增益元件310a的数字增益，以适应在一段时间内发生的模拟输入信号ANALOG_IN的最大幅值；(c)设置非反相放大器304的模拟增益和数字增益元件310a的数字增益，以适应关于模拟输入信号ANALOG_IN的幅值的某个度量的倍数(例如，均方根值)，(d)基于模拟输入信号ANALOG_IN的动态连续地调整非反相放大器304的模拟增益和数字增益元件310a的数字增益，以及(e)设置非反相放大器304的模拟增益和数字增益元件310a的数字增益，使得数字输出信号DIGITAL_OUT从静态处理路径201b导出而小于一小部分时间。
出于清楚和说明的目的，图3将作为动态处理路径201a的可控参数的模拟增益和数字增益描绘为模拟输入信号ANALOG_IN的幅值的函数。然而，在其他实施例中，动态处理路径201a的一个或更多个其他参数可以被控制为模拟输入信号ANALOG_IN的一个或更多个其他特性的函数。示例包括但不限于：(a)将动态处理路径201a的带宽控制为模拟输入信号ANALOG_IN的频谱内容的函数，(b)将动态处理路径201a的滤波器增益(例如，高通滤波器302、高通滤波器312a和/或延迟匹配滤波器314的增益)控制为模拟输入信号ANALOG_IN的频谱内容的函数，(c)(例如，通过增加或减少功耗)动态处理路径201a的本底噪声控制为模拟输入信号ANALOG_IN的本底噪声的函数，(d)(例如，通过增加或减少功耗)将由动态处理路径201a引起的失真控制为模拟输入信号ANALOG_IN中存在的失真的函数，以及(e)将动态处理路径201b消耗的功率控制为模拟输入信号ANALOG_IN的所需分辨率(例如，下游处理组件所需的分辨率)的函数。
尽管设计者尽力匹配第一路径增益和第二路径增益，但是工艺变化、温度变化、制造公差和/或其他变化可能导致第一路径增益和第二路径增益不相等。如果在这种路径增益不相等时发生路径之间的切换，则可能由于两个增益水平之间的数字输出信号的幅值的瞬时不连续变化而发生信号伪像。例如，在音频信号中，这种伪像可以包括从音频信号产生的声音中的人类可感知的“砰”或“咔嗒”。
在一些实施例中，为了在ADC 215a的数字输出信号和ADC 215b的数字输出信号之间切换选择时减少或消除这种伪像的发生，反之亦然，控制器220可以将附加增益编程到一个或两个处理路径201中以补偿第一路径增益和第二路径增益的差异。该附加增益因子可以使第一路径增益和第二路径增益相等。为了说明，控制器220可确定指示处理路径201a的第一路径增益与处理路径201b的第二路径增益之间的差异(例如，有意的差异或无意的不匹配)的大小的比例因子。控制器可以通过将每个处理路径的数字输出信号与模拟输入信号ANALOG_IN或其导数进行比较来确定第一路径增益和第二路径增益。如果已经通过高通滤波器(例如，高通滤波器312)对这样的数字输出信号进行滤波，则可以有效地滤除信号之间的直流偏移，这对于精确计算相对路径增益可能是必需的。控制器220可以通过计算第一路径增益和第二路径增益的均方根平均值以及第一路径增益和第二路径增益之间的差的最小均方估计中的一个来确定比例因子。在ADC 215a产生的第一数字信号和ADC 215b产生的第二数字信号之间切换选择之前(反之亦然)，控制器220可以将附加增益编程到其中一个处理路径201中以补偿由比例因子指示的增益差异。例如，控制器220可以通过适当地应用等于比例因子或增益因子的倒数(例如，1/增益因子)的增益来校准第一路径增益和第二路径增益中的一个或两个。可以通过修改数字增益310中的一个或两个来执行这种比例缩放。在一些实施例中，控制器220可以将附加增益应用于未被选择作为数字输出信号DIGITAL_OUT的数字信号的处理路径201。例如，当ADC 215b的数字信号被选择作为数字输出信号DIGITAL_OUT时，控制器220可以将附加增益应用于处理路径201a，并且当ADC 215a的数字信号被选择作为数字输出信号DIGITAL_OUT时，控制器220可以将附加增益应用于处理路径201b。
在一些实施例中，一旦被应用于处理路径201的路径增益，附加增益可以在一段时间内被允许接近或“泄漏”到因子1，以便约束附加增益并在计算附加增益时补偿任何累积(例如，ADC 215的数字信号之间的多个切换事件时)偏差。在不进行该步骤以允许附加增益泄漏到1的情况下，路径之间的多个切换事件可以使得增益因子以不受约束的方式增大或减小，因为这样的附加增益(如果与1不同)影响多个路径的输出并且因此影响比例因子的计算。
在一些实施例中，将数字输出信号DIGITAL_OUT的选择从ADC 215a的数字信号切换到ADC 215b的数字信号(或反之亦然)可以基本上立即发生。然而，在一些实施例中，为了减少或消除在将数字输出信号DIGITAL_OUT的选择从ADC 215a的数字信号切换到ADC215b的数字信号(或反之亦然)时发生的伪像，控制器220和多路复用器227可以被配置为将数字输出信号DIGITAL_OUT从第一数字信号连续或分步地转换到第二数字信号，使得在这种转换期间，数字输出信号DIGITAL_OUT是第一数字信号和第二数字信号的加权平均值，其中在转换期间第二数字信号的权重相对于第一数字信号的权重增加。例如，如果期望在ADC215a的数字信号和ADC 215b的数字信号之间转换数字输出信号DIGITAL_OUT，则这种转换可以是分步的，其中在每个步骤中，控制器220和/或多路复用器227对由ADC 215输出的数字信号进行如下加权：
1)ADC 215a的100％数字信号和ADC 215b的0％数字信号；
2)ADC 215a的80％数字信号和ADC 215b的20％数字信号；
3)ADC 215a的60％数字信号和ADC 215b的40％数字信号；
4)ADC 215a的30％数字信号和ADC 215b的70％数字信号；
5)ADC 215a的10％数字信号和ADC 215b的90％数字信号；和
6)ADC 215a的0％数字信号和ADC 215b的100％数字信号。
作为另一示例，如果期望在ADC 215b的数字信号和ADC 215a的数字信号之间转换数字输出信号DIGITAL_OUT，则这种转换可以是分步的，其中在每个步骤中，控制器220和/或多路复用器227对由ADC 215输出的数字信号进行如下加权：
1)ADC 215b的100％数字信号和ADC 215a的0％数字信号；
2)ADC 215b的70％数字信号和ADC 215a的30％数字信号；
3)ADC 215b的60％数字信号和ADC 215a的40％数字信号；
4)ADC 215b的20％数字信号和ADC 215a的80％数字信号；
5)ADC 215b的5％数字信号和ADC 215a的95％数字信号；和
6)ADC 215b的0％数字信号和ADC 215a的100％数字信号。
在一些实施例中，数字输出信号DIGITAL_OUT(连续地或分步地)从ADC 215a的数字信号转换到ADC 215b的数字信号(或反之亦然)可以在限定的最大持续时间内发生。在这些和其他实施例中，当数字输出信号DIGITAL_OUT从ADC 215b的数字信号(连续地或分步地)转换到ADC 215a的数字信号时，转换速率可以基于模拟输入信号ANALOG_IN的幅值(例如，转换速率在较低幅值时可以更快，在较高幅值时可以更慢)。在这样的实施例中，可以限制这种转换的最小速率，使得在限定的最大持续时间内发生转换，其中最大持续时间与模拟输入信号的幅值无关。
本发明包含本领域普通技术人员将理解的对本文的示例性实施例的所有改变、替换、变化、变更和修改。类似地，在适当时，所附权利要求包含本领域普通技术人员将理解的对本文的示例性实施例的所有改变、替换、变化、变更和修改。此外，在所附权利要求中对适应于、布置成、能够、配置成、使能、可操作或操作性地执行特定功能的设备或系统或者设备或系统的组件的引用包括该设备、系统或组件，无论其或者特定功能是否被激活、打开或解锁，只要该设备、系统或组件被如此地适应于、布置成、能够、配置成、使能、可操作或操作性地即可。
本文所述的所有示例和条件性语言旨在使得教学对象帮助读者理解本发明以及发明人为进一步领域而贡献的构思，并且本文所述的所有示例和条件性语言被解释为不限于这些具体叙述的示例和条件。尽管已经详细描述了本发明的实施例，但是应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和变更。

Claims (12)

1.一种处理系统，包括：
多个处理路径，包括：
静态处理路径，被配置为基于模拟输入信号生成第一数字信号，其中所述静态处理路径的增益参数不基于所述模拟输入信号而变化；和
动态处理路径，被配置为基于所述模拟输入信号生成第二数字信号，其中，所述动态处理路径的参数基于所述模拟输入信号的特性来动态确定，使得仿真输出信号的特性的不同值对应于所述动态处理路径的所述参数的不同值；所述参数包括所述动态处理路径的带宽、所述动态处理路径的滤波器配置增益、所述动态处理路径的本底噪声、所述动态处理路径的失真以及所述动态处理路径消耗的功率中的一个；和
控制器，被配置为当所述特性发生变化时选择所述第一数字信号作为所述处理系统的数字输出信号，并且在所述特性不发生变化时选择所述第二数字信号作为数字输出信号。
2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述特性包括所述模拟输入信号的幅值、所述模拟输入信号的频谱内容、所述模拟输入信号的本底噪声、所述模拟输入信号的失真、所述模拟输入信号的信噪比以及所述模拟输入信号的所需分辨率中的一个。
3.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：响应于所述动态处理路径的所述参数响应于所述特性的变化而改变之后经过一定持续时间，将选择所述第一数字信号作为所述数字输出信号改变为选择所述第二数字信号作为所述数字输出信号。
4.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：当选择所述第一数字信号作为所述数字输出信号时，在一定持续时间期间在所述第二数字信号和所述第一数字信号之间连续地或分步地转换所述数字输出信号，并且在这种转换期间，所述数字输出信号是所述第一数字信号和所述第二数字信号的加权平均值，其中，所述第一数字信号的权重相对于所述第二数字信号的权重被配置为在所述转换期间增加。
5.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：当选择所述第二数字信号作为所述数字输出信号时，在所述第一数字信号和所述第二数字信号之间连续地或分步地转换所述数字输出信号，其中，所述转换的速率基于所述模拟输入信号的幅值，并且在这种转换期间，所述数字输出信号是所述第一数字信号和所述第二数字信号的加权平均值，其中，所述第二数字信号的权重相对于所述第一数字信号的权重被配置为在所述转换期间增加。
6.如权利要求5所述的处理系统，其特征在于，所述控制器还被配置为在最大持续时间内在所述第一数字信号和所述第二数字信号之间转换所述数字输出信号，其中，所述最大持续时间与所述模拟输入信号的幅值无关。
7.一种系统处理方法，包括：
利用静态处理路径基于模拟输入信号产生第一数字信号，其中所述静态处理路径中的增益参数不基于所述模拟输入信号而变化；
利用动态处理路径基于模拟输入信号产生第二数字信号，其中，基于所述模拟输入信号的特性动态地确定所述动态处理路径的参数，使得模拟输出信号的特性的不同值对应于所述动态处理路径中的所述参数的不同值；所述参数包括所述动态处理路径的带宽、所述动态处理路径的滤波器配置增益、所述动态处理路径的本底噪声、所述动态处理路径的失真以及所述动态处理路径消耗的功率中的一个；和
当所述特性发生变化时选择所述第一数字信号作为处理系统的数字输出信号，并且在所述特性不发生变化时选择所述第二数字信号作为所述数字输出信号。
8.如权利要求7所述的系统处理方法，其特征在于，所述特性包括所述模拟输入信号的幅值、所述模拟输入信号的频谱内容、所述模拟输入信号的本底噪声、所述模拟输入信号的失真、所述模拟输入信号的信噪比以及所述模拟输入信号的所需分辨率中的一个。
9.如权利要求7所述的系统处理方法，还包括：响应于所述动态处理路径的所述参数响应于所述特性的变化而改变之后经过一定持续时间，将选择所述第一数字信号作为所述数字输出信号改变为选择所述第二数字信号作为所述数字输出信号。
10.如权利要求7所述的系统处理方法，还包括：当选择所述第一数字信号作为所述数字输出信号时，在一定持续时间期间在所述第二数字信号和所述第一数字信号之间连续地或分步地转换所述数字输出信号，并且在这种转换期间，所述数字输出信号是所述第一数字信号和所述第二数字信号的加权平均值，其中，所述第一数字信号的权重相对于所述第二数字信号的权重在所述转换期间增加。
11.如权利要求7所述的系统处理方法，还包括：当选择所述第二数字信号作为所述数字输出信号时，在所述第一数字信号和所述第二数字信号之间连续地或分步地转换所述数字输出信号，其中，所述转换的速率基于所述模拟输入信号的幅值，并且在这种转换期间，所述数字输出信号是所述第一数字信号和所述第二数字信号的加权平均值，其中，所述第二数字信号的权重相对于所述第一数字信号的权重在所述转换期间增加。
12.如权利要求11所述的系统处理方法，还包括：在最大持续时间内在所述第一数字信号和所述第二数字信号之间转换所述数字输出信号，其中，所述最大持续时间与所述模拟输入信号的幅值无关。
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