CN110474641B - 应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路及其方法 - Google Patents
应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110474641B CN110474641B CN201910770614.0A CN201910770614A CN110474641B CN 110474641 B CN110474641 B CN 110474641B CN 201910770614 A CN201910770614 A CN 201910770614A CN 110474641 B CN110474641 B CN 110474641B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stage
- code
- output
- level
- digital
- 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
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
- H03M1/1009—Calibration
-
- 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
- H03M1/1205—Multiplexed conversion systems
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
- H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
- H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
- H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
- H03M13/1105—Decoding
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
本发明公开了一种应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路及其方法,该电路包括:循环温度计码转多进制译码电路模块、多进制转二进制逻辑译码器模块、串行加法器组模块;其中,循环温度计码转多进制码模块中包含递归钳位校正逻辑。本发明能减少由于电路结构以及工艺限制对ADC量化精度的影响,从而实现高速、准确的数字编码。
Description
技术领域
本发明属于混合信号电路设计中模数转换器的数字编码方案技术领域,具体说就是一种适用于超高速流水线折叠插值ADC的数字编码解决方案。
背景技术
当前随着5G移动通信的兴起,欧盟启动Mobile andWireless CommunicationsEnablers for the Twenty-Twenty Information Society(METIS)项目,建立了新一代5G通信的标准,提出的指标中包含峰值数据速率需要大于10Gb/s和无线延迟小于1毫秒等,而我国工信部提出的5G通信标准中,要求ADC的速度和精度需要分别达到3.6Gs/s和12位,因此研究高速、高精度ADC具有重大意义和价值。
ADC实现的结构众多,其中主要有全并行、流水线、逐次逼近型和折叠插值等结构。全并行结构可以实现超高速量化转换,但是功耗和面积随着精度的提高而呈指数增加;流水线结构利用流水分级量化原理实现高速和高精度,由于结构内部负反馈对带宽的制约,较难实现超高速度;逐次逼近型结构具备较高设计自由度和较低功耗,同时利用时间交织技术可以达到超高速性能,然而增加过多的通道也引入了新的误差因素,需要额外的校准技术保证其精度性能,设计难度大大提高;折叠插值结构速度可以和全并行结构相媲美,而折叠电路和插值电路又有效降低了功耗和面积。另外,为了结合各个结构的优点,混合架构ADC也应运而生,如将流水结构应用于级联折叠插值ADC,可以有效解决级间带宽受限问题,进一步提高了ADC的速度与精度。
综上可以看出,流水线折叠插值技术在实现超高速和高精度ADC上具有一定的优势。然而折叠插值ADC采用全开环结构,其折叠内插信号产生的过零点对工艺偏差极其敏感,影响实际量化精度。在工艺特征尺寸越来越小、电源电压不断降低的情况下,模拟电路的失配成为电路设计的难点之一,也制约了折叠插值ADC的发展。
发明内容
本发明旨针对超高速流水线折叠插值的设计难点,提出一种应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路及其方法,以期能减少由于电路结构以及工艺限制对ADC量化精度的影响,从而实现高速、准确的数字编码。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
本发明一种应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路,所述模数转换器是由一级预放大级和六级折叠插值级所构成的七级流水线,其特点是,所述数字编码电路包括:循环温度计码转多进制译码电路模块、多进制转二进制逻辑译码器模块、串行加法器组模块;
所述循环温度计码转多进制译码电路模块抽取所述模数转换器中一级预放大级输出的两路数字信号,包括:第0级第1路输出S0,1和第0级第2路输出S0,2;
所述循环温度计码转多进制译码电路模块抽取所述模数转换器中第一级折叠插值级至第五级折叠插值级中各级输出的三路数字信号,包括:第1级第1路输出S1,1、第1级第2路输出S1,2、第1级第3路输出S1,3~第5级第1路输出S5,1、第5级第2路输出S5,2、第5级第3路输出S5,3;
所述循环温度计码转多进制译码电路模块抽取所述模数转换器中第六级折叠插值级输出的六路数字信号,包括:第6级第1路输出S6,1~第6级第6路输出S6,6;其中,任意第m级的第1路输出Sm,1包含第m-1级的所有路输出的过零点信息;m=1,2,…,6;
所述循环温度计码转多进制码译码电路模块将第六级折叠插值级输出的六路数字信号译码成三位多进制码值,依次记为第6级低位多进制码b6,0、第6级次高位多进制码b6,1和第6级高位多进制码b6,2,并根据所述六路数字信号利用编码递归钳位校正逻辑产生第6级校准码eout,6传递给第五级折叠插值级;
所述循环温度计码转多进制码译码电路模块,根据第i+1级校准码eout,i+1将第i级折叠插值级输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3译码成两位多进制码值,包括:第i级低位多进制码bi,0和第i级高位多进制码bi,1,并根据所述第i级折叠插值级中输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3利用编码递归钳位校正逻辑产生第i级校准码eout,i后传递给第i-1级折叠插值级;i=1,2,…,5;
所述循环温度计码转多进制码译码电路模块,根据第1级校准码eout,1将一级预放大级输出的两路数字信号S0,1和S0,2译码成两位多进制码值,包括:第0级低位多进制码b0,0和第0级高位多进制码b0,1;
所述多进制转二进制逻辑译码电路模块包含6个多进制转二进制译码单元,任意第j个多进制转二进制译码单元将第j级低位多进制码bj,0和第j级高位多进制码bj,1转成相应位数的二进制数字码值dj;j=0,1,…,5;
所述串行加法器组模块包将所述三位多进制码值b6,0、b6,1和b6,2以及6个二进制数字码值{dj|j=0,1,…,5}依次相加,得到所述数字编码电路的数字输出D0,D1,…,D11。
本发明一种应用于超高速流水线折叠插值模数转换器中的数字编码方法,所述模数转换器是由一级预放大级和六级折叠插值级所构成的七级流水线,其特点是,所述数字编码方法是按如下步骤进行:
步骤1、抽取所述模数转换器中一级预放大级输出的两路数字信号,包括:第0级第1路输出S0,1和第0级第2路输出S0,2;
抽取所述模数转换器中第一级折叠插值级至第五级折叠插值级中各级输出的三路数字信号,包括:第1级第1路输出S1,1、第1级第2路输出S1,2、第1级第3路输出S1,3~第5级第1路输出S5,1、第5级第2路输出S5,2、第5级第3路输出S5,3;
抽取所述模数转换器中第六级折叠插值级输出的六路数字信号,包括:第6级第1路输出S6,1~第6级第6路输出S6,6;其中,任意第m级的第1路输出Sm,1包含第m-1级的所有路输出的过零点信息;m=1,2,…,6;
步骤2、利用式(1)将第六级折叠插值级输出的六路数字信号译码成三位多进制码值,依次记为第6级低位多进制码b6,0、第6级次高位多进制码b6,1和第6级高位多进制码b6,2:
式(1)中,S′6,m表示第6级折叠插值级的第m路输出S6,m的逻辑非;+号表示逻辑“或”;S6,1S6,2表示两路输出的逻辑“与”操作;
步骤3:根据所述六路数字信号,利用式(2)产生第6级校准码eout,6:
eout,6=S6,1 (2)
步骤4、根据第i+1级校准码eout,i+1,利用式(3)将第i级折叠插值级输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3译码成两位多进制码值,包括:第i级低位多进制码bi,0和第i级高位多进制码bi,1:
式(3)中,e′out,i+1表示第i+1级校准码eout,i+1的逻辑非;
步骤5、根据所述第i级折叠插值级中输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3,利用式(4)产生第i级校准码eout,i:
eout,i=S′i,2Si,3eout,i+1+Si,1S′i,3e′out,i+1+Si,1Si,2eout,i+1 (4)
步骤6、根据第1级校准码eout,1,利用式(5)将一级预放大级输出的两路数字信号S0,1和S0,2译码成两位多进制码值,包括:第0级低位多进制码b0,0和第0级高位多进制码b0,1;
式(5)中,e′out,1表示第1级校准码eout,1的逻辑非;
步骤7、将第j级低位多进制码bj,0和第j级高位多进制码bj,1转成相应位数的二进制数字码值dj,j=0,1,…,5:
步骤7.1、利用式(6)将第5级低位多进制码b5,0和第5级高位多进制码b5,1转成4位数的二进制数字码值d5={d5,3,d5,2,d5,1,d5,0}:
步骤7.2、利用式(7)将第4级低位多进制码b4,0和第4级高位多进制码b4,1转成6位数的二进制数字码值d4={d4,5,d4,4,d4,3,d4,2,d4,1,d4,0}:
步骤7.3、利用式(8)将第3级低位多进制码b3,0和第3级高位多进制码b3,1转成7位数的二进制数字码值d3={d3,6,d3,5,d3,4,d3,3,d3,2,d3,1,d3,0}:
步骤7.4、利用式(9)将第2级低位多进制码b2,0和第2级高位多进制码b2,1转成9位数的二进制数字码值d2={d2,8,d2,7,d2,6,d2,5,d2,4,d2,3,d2,2,d2,1,d2,0}:
步骤7.5、利用式(10)将第1级低位多进制码b1,0和第2级高位多进制码b1,1转成9位数的二进制数字码值d1={d1,9,d1,8,d1,7,d1,6,d1,5,d1,4,d1,3,d1,2,d1,1,d1,0}:
步骤7.6、利用式(11)将预放大级低位多进制码b0,0和第2级高位多进制码b0,1转成12位数的二进制数字码值d0={d0,11,d0,10,d0,9,d0,8,d0,7,d0,6,d0,5,d0,4,d0,3,d0,2,d0,1,d0,0}:
步骤8、将所述三位多进制码值b6,0、b6,1和b6,2以及6个二进制数字码值{dj|j=0,1,…,5}依次相加,得到所述数字编码电路的数字输出D0,D1,…,D11。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明基于模数转换器的结构,通过合理设计每级比较器信号抽取、比较器抽取信号冗余,以及通过后级递归校准前级的方案,仅需23个比较器信号,即可完成12位精度的量化。与传统全并行模数转换器或者折叠插值模数转换器相比,大大减少了比较器数目。
2、本发明利用简易的逻辑电路以及冗余操作进行递归钳位校正,从而实现了低复杂度的数字校正;
3、本发明利用简易逻辑电路以及少量串行进位加法器实现了循环温度计码到多进制码再到二进制码的转换,避免了复杂逻辑以及复杂计算,实现了简易的全定制化译码。
附图说明
图1为本发明的整体实现框图;
图2为本发明的多进制转二进制译码具体实现方案图;
图3为本发明的串行进位加法器组的实现与组织方案图;
图4a为本发明中模数转换器输入的斜坡信号图;
图4b为本发明中输入斜坡信号时编码电路的输出图;
图5a为本发明中模数转换器输入的正弦信号图;
图5b为本发明中输入正弦信号时编码电路的输出图。
具体实施方式
本实施例中,模数转换器是由一级预放大级和六级折叠插值级所构成的七级流水线,一种应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路,如图1所示,包括:循环温度计码转多进制译码电路模块、多进制转二进制逻辑译码器模块、串行加法器组模块;
循环温度计码转多进制译码电路模块抽取模数转换器7级流水线中共23个比较器输出信号,因此本实施例中编码电路仅需要23个比较器,相比于传统折叠插值ADC,大大节省了比较器数目。23个比较器的输出信号具体包括:一级预放大级输出的两路数字信号,即:第0级第1路输出S0,1和第0级第2路输出S0,2;第一级折叠插值级至第五级折叠插值级中各级输出的三路数字信号,即:第1级第1路输出S1,1、第1级第2路输出S1,2、第1级第3路输出S1,3~第5级第1路输出S5,1、第5级第2路输出S5,2、第5级第3路输出S5,3;第六级折叠插值级输出的六路数字信号,即:第6级第1路输出S6,1~第6级第6路输出S6,6;其中,任意第m级的第1路输出Sm,1包含第m-1级的所有路输出的过零点信息;m=1,2,…,6;
循环温度计码转多进制码译码电路模块将第六级折叠插值级输出的六路数字信号译码成三位多进制码值,依次记为第6级低位多进制码b6,0、第6级次高位多进制码b6,1和第6级高位多进制码b6,2,由于之前比较器信号抽取时,第6级的第一路S6,1包含第五级所有抽取比较器输出信号的过零点,同时由于流水线折叠插值模数转换器的级间增益放大作用,经过7级流水线放大的比较器输出可以近似为理想值,因此可以根据式(2)所示的递归钳位校正逻辑产生第6级校准码eout,6传递给第5级;
循环温度计码转多进制码译码电路模块根据第i+1级校准码eout,i+1将第i级折叠插值级输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3译码成两位多进制码值,包括:第i级低位多进制码bi,0和第i级高位多进制码bi,1,并根据第i级折叠插值级中输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3利用编码递归钳位校正逻辑产生第i级校准码eout,i后传递给第i-1级折叠插值级;i=1,2,…,5;
循环温度计码转多进制码译码电路模块根据第1级校准码eout,1将一级预放大级输出的两路数字信号S0,1和S0,2译码成两位多进制码值,包括:第0级低位多进制码b0,0和第0级高位多进制码b0,1;
如图1所示,多进制转二进制逻辑译码电路模块包含6个多进制转二进制译码单元,任意第j个多进制转二进制译码单元将第j级低位多进制码bj,0和第j级高位多进制码bj,1转成相应位数的二进制数字码值dj;j=0,1,…,5;
串行加法器组模块包将三位多进制码值b6,0、b6,1和b6,2以及6个二进制数字码值{dj|j=0,1,…,5}依次相加,得到数字编码电路的数字输出D0,D1,…,D11。
本实施例中,一种应用于超高速流水线折叠插值模数转换器中的数字编码方法是按如下步骤进行:
步骤1、如图1所示,抽取模数转换器中一级预放大级输出的两路数字信号,包括:第0级第1路输出S0,1和第0级第2路输出S0,2;
抽取模数转换器中第一级折叠插值级至第五级折叠插值级中各级输出的三路数字信号,包括:第1级第1路输出S1,1、第1级第2路输出S1,2、第1级第3路输出S1,3~第5级第1路输出S5,1、第5级第2路输出S5,2、第5级第3路输出S5,3;
抽取模数转换器中第六级折叠插值级输出的六路数字信号,包括:第6级第1路输出S6,1~第6级第6路输出S6,6;其中,任意第m级的第1路输出Sm,1包含第m-1级的所有路输出的过零点信息;m=1,2,…,6;
步骤2、利用式(1)将第六级折叠插值级输出的六路数字信号译码成三位多进制码值,依次记为第6级低位多进制码b6,0、第6级次高位多进制码b6,1和第6级高位多进制码b6,2:
式(1)中,S′6,m表示第6级折叠插值级的第m路输出S6,m的逻辑非;+号表示逻辑“或”;S6,1S6,2表示两路输出的逻辑“与”操作;
步骤3:根据六路数字信号利用式(2)产生第6级校准码eout,6:
eout,6=S6,1 (2)
步骤4、根据第i+1级校准码eout,i+1,利用式(3)将第i级折叠插值级输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3译码成两位多进制码值,包括:第i级低位多进制码bi,0和第i级高位多进制码bi,1:
式(3)中,e′out,i+1表示第i+1级校准码eout,i+1的逻辑非;
步骤5、根据第i级折叠插值级中输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3,利用式(4)产生第i级校准码eout,i:
eout,i=S′i,2Si,3eout,i+1+Si,1S′i,3e′out,i+1+Si,1Si,2eout,i+1 (4)
步骤6、根据第1级校准码eout,1,利用式(5)将一级预放大级输出的两路数字信号S0,1和S0,2译码成两位多进制码值,包括:第0级低位多进制码b0,0和第0级高位多进制码b0,1;
式(35)中,e′out,1表示第1级校准码eout,1的逻辑非;
步骤7、如图2所示的方式,将第j级低位多进制码bj,0和第j级高位多进制码bj,1转成相应位数的二进制数字码值dj,j=0,1,…,5:
步骤7.1、利用式(6)将第5级低位多进制码b5,0和第5级高位多进制码b5,1转成4位数的二进制数字码值d5={d5,3,d5,2,d5,1,d5,0}:
步骤7.2、利用式(7)将第4级低位多进制码b4,0和第4级高位多进制码b4,1转成6位数的二进制数字码值d4={d4,5,d4,4,d4,3,d4,2,d4,1,d4,0}:
步骤7.3、利用式(8)将第3级低位多进制码b3,0和第3级高位多进制码b3,1转成7位数的二进制数字码值d3={d3,6,d3,5,d3,4,d3,3,d3,2,d3,1,d3,0}:
步骤7.4、利用式(9)将第2级低位多进制码b2,0和第2级高位多进制码b2,1转成9位数的二进制数字码值d2={d2,8,d2,7,d2,6,d2,5,d2,4,d2,3,d2,2,d2,1,d2,0}:
步骤7.5、利用式(10)将第1级低位多进制码b1,0和第2级高位多进制码b1,1转成9位数的二进制数字码值d1={d1,9,d1,8,d1,7,d1,6,d1,5,d1,4,d1,3,d1,2,d1,1,d1,0}:
步骤7.6、利用式(11)将预放大级低位多进制码b0,0和第2级高位多进制码b0,1转成12位数的二进制数字码值d0={d0,11,d0,10,d0,9,d0,8,d0,7,d0,6,d0,5,d0,4,d0,3,d0,2,d0,1,d0,0}:
步骤8、如图3所示的加法器组,将三位多进制码值b6,0、b6,1和b6,2以及6个二进制数字码值{dj|j=0,1,…,5}依次相加,得到数字编码电路的数字输出D0,D1,…,D11。
图4a所示为输入模数转换器的斜坡信号,归一化幅值为-0.8到0.8,斜坡数量为5,图4b为经过模数转换器量化后,按照本发明抽取相应23个比较器输出,然后再编码,将编码后的12位二进制值转成归一化数值后的结果,可以看到数字编码电路编码完全正确。
图5a所示为输入模数转换器的正弦信号波形,归一化幅值为-0.8-0.8,周期数为2,图5b为经过模数转换器量化后,按照本发明抽取相应23个比较器输出,然后再编码,将编码后的12位二进制值转成归一化数值后的结果,可以看到数字编码电路同样编码完全正确。
综上所述,本发明通过简易逻辑以及少量加法计算,实现了编码,节省了硬件开销以及功耗。
Claims (2)
1.一种应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路,所述模数转换器是由一级预放大级和六级折叠插值级所构成的七级流水线,其特征是,所述数字编码电路包括:循环温度计码转多进制译码电路模块、多进制转二进制逻辑译码器模块、串行加法器组模块;
所述循环温度计码转多进制译码电路模块抽取所述模数转换器中一级预放大级输出的两路数字信号,包括:第0级第1路输出S0,1和第0级第2路输出S0,2;
所述循环温度计码转多进制译码电路模块抽取所述模数转换器中第一级折叠插值级至第五级折叠插值级中各级输出的三路数字信号,包括:第1级第1路输出S1,1、第1级第2路输出S1,2、第1级第3路输出S1,3~第5级第1路输出S5,1、第5级第2路输出S5,2、第5级第3路输出S5,3;
所述循环温度计码转多进制译码电路模块抽取所述模数转换器中第六级折叠插值级输出的六路数字信号,包括:第6级第1路输出S6,1~第6级第6路输出S6,6;其中,任意第m级的第1路输出Sm,1包含第m-1级的所有路输出的过零点信息;m=1,2,…,6;
所述循环温度计码转多进制码译码电路模块将第六级折叠插值级输出的六路数字信号译码成三位多进制码值,依次记为第6级低位多进制码b6,0、第6级次高位多进制码b6,1和第6级高位多进制码b6,2,并根据所述六路数字信号利用编码递归钳位校正逻辑产生第6级校准码eout,6传递给第五级折叠插值级;
所述循环温度计码转多进制码译码电路模块,根据第i+1级校准码eout,i+1将第i级折叠插值级输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3译码成两位多进制码值,包括:第i级低位多进制码bi,0和第i级高位多进制码bi,1,并根据所述第i级折叠插值级中输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3利用编码递归钳位校正逻辑产生第i级校准码eout,i后传递给第i-1级折叠插值级;i=1,2,…,5;
所述循环温度计码转多进制码译码电路模块,根据第1级校准码eout,1将一级预放大级输出的两路数字信号S0,1和S0,2译码成两位多进制码值,包括:第0级低位多进制码b0,0和第0级高位多进制码b0,1;
所述多进制转二进制逻辑译码电路模块包含6个多进制转二进制译码单元,任意第j个多进制转二进制译码单元将第j级低位多进制码bj,0和第j级高位多进制码bj,1转成相应位数的二进制数字码值dj;j=0,1,…,5;
所述串行加法器组模块包将所述三位多进制码值b6,0、b6,1和b6,2以及6个二进制数字码值{dj|j=0,1,…,5}依次相加,得到所述数字编码电路的数字输出D0,D1,…,D11。
2.一种应用于超高速流水线折叠插值模数转换器中的数字编码方法,所述模数转换器是由一级预放大级和六级折叠插值级所构成的七级流水线,其特征是,所述数字编码方法是按如下步骤进行:
步骤1、抽取所述模数转换器中一级预放大级输出的两路数字信号,包括:第0级第1路输出S0,1和第0级第2路输出S0,2;
抽取所述模数转换器中第一级折叠插值级至第五级折叠插值级中各级输出的三路数字信号,包括:第1级第1路输出S1,1、第1级第2路输出S1,2、第1级第3路输出S1,3~第5级第1路输出S5,1、第5级第2路输出S5,2、第5级第3路输出S5,3;
抽取所述模数转换器中第六级折叠插值级输出的六路数字信号,包括:第6级第1路输出S6,1~第6级第6路输出S6,6;其中,任意第m级的第1路输出Sm,1包含第m-1级的所有路输出的过零点信息;m=1,2,…,6;
步骤2、利用式(1)将第六级折叠插值级输出的六路数字信号译码成三位多进制码值,依次记为第6级低位多进制码b6,0、第6级次高位多进制码b6,1和第6级高位多进制码b6,2:
式(1)中,S′6,m表示第6级折叠插值级的第m路输出S6,m的逻辑非;+号表示逻辑“或”;S6, 1S6,2表示两路输出的逻辑“与”操作;
步骤3:根据所述六路数字信号,利用式(2)产生第6级校准码eout,6:
eout,6=S6,1 (2)
步骤4、根据第i+1级校准码eout,i+1,利用式(3)将第i级折叠插值级输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3译码成两位多进制码值,包括:第i级低位多进制码bi,0和第i级高位多进制码bi,1:
式(3)中,e′out,i+1表示第i+1级校准码eout,i+1的逻辑非;
步骤5、根据所述第i级折叠插值级中输出的三路数字信号Si,1、Si,2、Si,3,利用式(4)产生第i级校准码eout,i:
eout,i=S′i,2Si,3eout,i+1+Si,1S′i,3e′out,i+1+Si,1Si,2eout,i+1 (4)
步骤6、根据第1级校准码eout,1,利用式(5)将一级预放大级输出的两路数字信号S0,1和S0,2译码成两位多进制码值,包括:第0级低位多进制码b0,0和第0级高位多进制码b0,1;
式(5)中,e′out,1表示第1级校准码eout,1的逻辑非;
步骤7、将第j级低位多进制码bj,0和第j级高位多进制码bj,1转成相应位数的二进制数字码值dj,j=0,1,…,5:
步骤7.1、利用式(6)将第5级低位多进制码b5,0和第5级高位多进制码b5,1转成4位数的二进制数字码值d5={d5,3,d5,2,d5,1,d5,0}:
步骤7.2、利用式(7)将第4级低位多进制码b4,0和第4级高位多进制码b4,1转成6位数的二进制数字码值d4={d4,5,d4,4,d4,3,d4,2,d4,1,d4,0}:
步骤7.3、利用式(8)将第3级低位多进制码b3,0和第3级高位多进制码b3,1转成7位数的二进制数字码值d3={d3,6,d3,5,d3,4,d3,3,d3,2,d3,1,d3,0}:
步骤7.4、利用式(9)将第2级低位多进制码b2,0和第2级高位多进制码b2,1转成9位数的二进制数字码值d2={d2,8,d2,7,d2,6,d2,5,d2,4,d2,3,d2,2,d2,1,d2,0}:
步骤7.5、利用式(10)将第1级低位多进制码b1,0和第2级高位多进制码b1,1转成9位数的二进制数字码值d1={d1,9,d1,8,d1,7,d1,6,d1,5,d1,4,d1,3,d1,2,d1,1,d1,0}:
步骤7.6、利用式(11)将预放大级低位多进制码b0,0和第2级高位多进制码b0,1转成12位数的二进制数字码值d0={d0,11,d0,10,d0,9,d0,8,d0,7,d0,6,d0,5,d0,4,d0,3,d0,2,d0,1,d0,0}:
步骤8、将所述三位多进制码值b6,0、b6,1和b6,2以及6个二进制数字码值{dj|j=0,1,…,5}依次相加,得到数字编码电路的数字输出D0,D1,…,D11。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910770614.0A CN110474641B (zh) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | 应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910770614.0A CN110474641B (zh) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | 应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路及其方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110474641A CN110474641A (zh) | 2019-11-19 |
CN110474641B true CN110474641B (zh) | 2022-09-20 |
Family
ID=68512952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910770614.0A Active CN110474641B (zh) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | 应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路及其方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110474641B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116088631B (zh) * | 2023-04-11 | 2023-06-30 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种电源电路和存储器 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6222476B1 (en) * | 1999-08-30 | 2001-04-24 | Lsi Logic Corporation | Architecture to reduce errors due to metastability in analog to digital converters |
CN101478309A (zh) * | 2008-07-24 | 2009-07-08 | 芯原股份有限公司 | 一种提高模数转换器精度的系统及方法 |
CN103152047A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-06-12 | 西安交通大学 | 一种流水线adc中1.5位子adc链温度计码的分级编码方法 |
CN104124971A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-10-29 | 西安电子科技大学 | 基于逐次逼近原理的两级流水线型模数转换器 |
CN104348486A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-02-11 | 复旦大学 | 一种带冗余位单级折叠内插流水线型模数转换器 |
CN105024697A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-04 | 西安电子科技大学 | 带后台校准的12位高速流水线模数转换器 |
CN106656189A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-10 | 中国科学院微电子研究所 | 一种多级折叠内插型模数转换器及其译码方法 |
WO2017091928A1 (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 复旦大学 | 基于动态振铃式运算放大器的高速流水线-逐次逼近型adc |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6734818B2 (en) * | 2000-02-22 | 2004-05-11 | The Regents Of The University Of California | Digital cancellation of D/A converter noise in pipelined A/D converters |
KR101584785B1 (ko) * | 2009-01-21 | 2016-01-13 | 삼성전자주식회사 | 아날로그-디지털 컨버터 및 이를 포함하는 전자 시스템 |
US8576104B2 (en) * | 2011-06-22 | 2013-11-05 | Linear Technology Corporation | Simultaneously-sampling single-ended and differential two-input analog-to-digital converter |
-
2019
- 2019-08-20 CN CN201910770614.0A patent/CN110474641B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6222476B1 (en) * | 1999-08-30 | 2001-04-24 | Lsi Logic Corporation | Architecture to reduce errors due to metastability in analog to digital converters |
CN101478309A (zh) * | 2008-07-24 | 2009-07-08 | 芯原股份有限公司 | 一种提高模数转换器精度的系统及方法 |
CN103152047A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-06-12 | 西安交通大学 | 一种流水线adc中1.5位子adc链温度计码的分级编码方法 |
CN104124971A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-10-29 | 西安电子科技大学 | 基于逐次逼近原理的两级流水线型模数转换器 |
CN104348486A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-02-11 | 复旦大学 | 一种带冗余位单级折叠内插流水线型模数转换器 |
CN105024697A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-04 | 西安电子科技大学 | 带后台校准的12位高速流水线模数转换器 |
WO2017091928A1 (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 复旦大学 | 基于动态振铃式运算放大器的高速流水线-逐次逼近型adc |
CN106656189A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-10 | 中国科学院微电子研究所 | 一种多级折叠内插型模数转换器及其译码方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
"A 12-Bit 3.3MS/S pipeline cyclic ADC with correlated level shifting technique";Koken Chin等;《2017 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS)》;20180122;第602-605页 * |
"A correlation-based background calibration technology for the pipeline A/D Converter";Hongmei Chen等;《2016 13th IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology (ICSICT)》;20170803;第1-3页 * |
"Design of low-jitter clock duty cycle stabilizer in high-performance pipelined ADC";Mingwen Zhang等;《Anti-counterfeiting, Security, and Identification》;20121011;第1-5页 * |
"流水线模数转换器设计";张睿等;《电子测量与仪器学报》;20120331;第26卷(第3期);第223-228页 * |
"高速折叠插值模数转换器的研究与设计";马恒飞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库•信息科技辑》;20160815;第2016年卷(第8期);第I135-248页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110474641A (zh) | 2019-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107395201B (zh) | 一种基于电压域与时域结合量化的流水线逐次逼近adc | |
US5043732A (en) | Analog-to-digital converter employing a pipeline multi-stage architecture | |
CN101582696B (zh) | 用于流水线a/d转换器的单冗余位数字校正方法 | |
KR20170069140A (ko) | 플래시 지원 연속 근사 레지스터형 adc의 리던던시 장치 및 방법 | |
US9467161B1 (en) | Low-power, high-speed successive approximation register analog-to-digital converter and conversion method using the same | |
US8564469B2 (en) | Pipelined analog digital convertor | |
CN111654285B (zh) | 一种pipelined SAR ADC电容失配和增益误差的数字后台校准方法 | |
CN106877869B (zh) | 一种能提高电阻电容型逐次逼近模数转换器线性度的电容排序方法 | |
CN101964663A (zh) | 分段数模转换器 | |
TWI479806B (zh) | 類比至數位轉換系統 | |
US7250896B1 (en) | Method for pipelining analog-to-digital conversion and a pipelining analog-to-digital converter with successive approximation | |
US6188347B1 (en) | Analog-to-digital conversion system and method with reduced sparkle codes | |
CN110474641B (zh) | 应用于超高速流水线折叠插值结构的模数转换器的数字编码电路及其方法 | |
TW200828817A (en) | Analog to digital converting system | |
CN1855727B (zh) | 具噪声整形功能的电路 | |
US20090128389A1 (en) | Multi-bit Per Stage Pipelined Analog to Digital Converters | |
CN105245231A (zh) | 一种流水线型逐次逼近模数转换器的前后级交换方法 | |
US5084701A (en) | Digital-to-analog converter using cyclical current source switching | |
CN111245439A (zh) | 一种应用于数模转换器的动态元件匹配电路和方法 | |
US7283081B2 (en) | Application circuit and method for shaping noises | |
GB1597468A (en) | Conversion between linear pcm representation and compressed pcm | |
CN113225085B (zh) | 一种高速一步多位逐次逼近-流水线混合型模数转换器 | |
CN113114248A (zh) | 一种自校准流水线adc | |
CN108647406B (zh) | 一种流水线模数转换器中各级电路的设计方法 | |
CN102195651B (zh) | 一种高速模数转换器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |