CN110739970B - 模数转换电路、便携式设备以及模数转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种模数转换电路、便携式设备以及模数转换方法，该电路包括：第一积分器、积分模组、求和器、量化器和数模转换器，第一积分器用于至少对接收到的电压信号进行处理得到获得第一积分信号，将第一积分信号分别输入至积分模组及求和器；积分模组用于依据第一积分信号生成各个第二积分信号，将各个第二积分信号输入至求和器，以获得第二输入信号；量化器用于对第二输入信号进行量化操作，获得PDM数据流，并将PDM数据流进行输出；数模转换器用于对PDM数据流进行数模转换，获得电流反馈信号，并将电流反馈信号输出至第一积分器。本发明提供的模数转换电路能够在高采样频率下工作，提高了信号的采样精度，从而保证了喇叭的保护效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别涉及到一种模数转换电路、便携式设备以及模数转换方法。
背景技术
Class D(D类)音频功放由于其高效率、发热小、性能好，广泛应用于蓝牙音箱和手机等便捷式设备中，由于便捷式设备追求小巧，以便容易携带，内置的喇叭腔体往往比较小，在功放播放大音量歌曲，特别是大的重低音歌曲时，喇叭腔体可能会因为振膜位移过大或喇叭温度过高等原因损坏。为了最大化发挥蓝牙音箱和手机喇叭极致功率性能，而不损坏喇叭腔体，需要实时检测喇叭电流大小，然后转换成电压信号，通过模数转换模块将模拟电压信号转换成脉冲密度调制(pulse density modulatuon，PDM)(补充下中文含义)信号，送给数字算法模块，实时计算出喇叭的振膜位移和喇叭温度等参数，以便去控制功放的输出电流大小，起到保护喇叭的作用，避免喇叭因为振膜位移过大或喇叭温度过高而损坏。
经本发明人研究发现，现有的模数转换模块，通常采用离散时间的模数转换模块，然而，离散时间的模数转换模块只能工作在较低采样频率下，使得较高采样频率下数字算法模块的控制效果较差，保护喇叭的效果不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种模数转换电路，能够提高工作时的适用采样频率范围。
为解决上述问题，现提出的方案如下：
本发明第一方面公开了一种模数转换电路，包括：
第一积分器、积分模组、求和器、量化器和数模转换器，其中，所述积分模组中包含至少一个第二积分器；
所述第一积分器，用于将接收到的电压信号转换为第一电流信号，至少对所述第一电流信号进行处理，得到第一输入信号，对所述第一输入信号进行积分操作，获得第一积分信号，并将所述第一积分信号分别输入至所述积分模组及所述求和器；
所述积分模组，用于依据所述第一积分信号生成每个所述第二积分器对应的第二积分信号，并将每个所述第二积分信号输入至所述求和器；
所述求和器，用于对所述第一积分信号及各个所述第二积分信号进行求和操作，获得第二输入信号；
所述量化器，用于对所述第二输入信号进行量化操作，获得与所述第二输入信号对应的脉冲密度调制PDM数据流，并将所述PDM数据流进行输出；
所述数模转换器，用于对所述量化器输出的所述PDM数据流进行数模转换，获得所述PDM数据流对应的电流反馈信号，并将所述电流反馈信号输出至所述第一积分器；
所述第一积分器进一步用于对所述第一电流信号和所述电流反馈信号求差，得到所述第一输入信号。
上述的模数转换电路，可选的，所述第一积分器，包括：
第一跨导放大器、电流加法器、第一正端电容和第一负端电容；
所述第一跨导放大器的负输入端与电压输入端的负输出端相连接，所述第一跨导放大器的正输入端与电压输入端的正输出端相连接；
所述电流加法器的第一正输入端与所述第一跨导放大器的第一正输出端相连接，所述电流加法器的第一负输入端与所述第一跨导放大器的第一负输出端相连接，所述电流加法器的第二正输入端与所述数模转换器的正输出端相连接，所述电流加法器的第二负输出端与所述数模转换器的负输出端相连接；
所述电流加法器的正输出端与所述第一正端电容的一端相连接，所述第一正端电容的另一端接地；
所述电流加法器的负输出端与所述第一负端电容的一端相连接，所述第一负端电容的另一端接地。
上述的模数转换电路，可选的，当所述积分模组中包含多个第二积分器时，各个所述第二积分器在所述积分模组中依次串联，每个所述第二积分器的结构相同；所述第二积分器包括：第二跨导放大器、第二正端电容和第二负端电容；所述第二跨导放大器的负输出端与第二负端电容的一端相连，所述第二负端电容的另一端接地，所述第二跨导放大器的正输出端与所述第二正端电容的一端相连，所述第二正端电容的另一端接地；
依次串联的各个所述第二积分器中的首个第二积分器的正输入端与所述第一积分器的负输出端相连，负输入端与所述第一积分器的正输出端相连；
依次串联的各个所述第二积分器中，每个所述第二跨导放大器的正输出端与所述求和器上的正端口相连，负输出端与所述求和器上的负端口相连；
依次串联的相邻两个第二积分器中，后一个所述第二积分器的正输入端与前一个所述第二积分器的负输出端相连接，后一个所述第二积分器的负输入端与前一个所述第二积分器的正输出端相连接。
上述的模数电路，可选的，所述积分模组中还包括：
第三跨导放大器；
依次串联的各个所述第二积分器中的末位第二积分器的正输出端与所述第三跨导放大器的正输入端相连，所述末位第二积分器的负输出端与所述第三跨导放大器的负输入端相连，所述末位第二积分器的正输入端与所述第三跨导放大器的负输出端相连，所述末位第二积分器的负输入端与所述第三跨导放大器的正输出端相连。
上述的模数转换电路，可选的，所述数模转换器，包括：异或电路、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管；
所述异或电路的第一输入端与时钟电路相连接，所述异或电路的第二输入端分别与所述量化器的输出端、所述第二反相器的输入端相连接，所述异或电路的输出端分别与所述第一反相器的输入端、所述第四开关管的栅极相连接；
所述第一反相器的输出端与所述第三开关管相连接；
所述第二反相器的输出端分别与第三反相器的输入端、第二开关管的栅极相连接；
所述第三反相器的输出端与所述第一开关管的栅极相连接；
所述第五开关管的栅极与所述第六开关管的栅极均与电流偏置电路的输出端相连接；
所述第五开关管的源极接地，所述第五开关管的漏极分别与所述第一开关管的源极、所述第二开关管的源极相连接；
所述第六开关管的源极接地，所述第六开关管的漏极分别与第三开关管的源极、所述第四开关管的源极相连接；
所述第一开关管的漏极、所述第四开关管的漏极与第一输出端相连接；
所述第二开关管的漏极、所述第三开关管的漏极与第二输出端相连接。
本发明第二方面公开了一种便携式设备，包括：
控制电路、音源功放电路、音源及上述的模数转换电路；所述控制电路分别与所述模数转换电路和音源功放电路相连接，所述音源分别与所述模数转换电路及所述音源功放电路相连接；
所述模数转换电路用于对当前输入至所述音源的电流所对应的电压信号进行模数转换，得到脉冲密度调制PDM数据流；
所述控制电路依据所述PDM数据流生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述音源功放电路，以控制所述音源功放电路输出与所述控制信号对应大小的电流至所述音源。
本发明第三方面公开了一种模数转换方法，包括：
对第一输入信号进行积分，获得第一积分信号；
对第一积分信号进行至少一次积分，每次积分后获得一个积分信号，从而获得至少一个积分信号；
对所述第一积分信号和所述至少一个积分信号进行求和，获得第二输入信号；
对所述第二输入信号进行量化操作，获得与所述第二输入信号对应的脉冲密度调制PDM数据流；
对所述PDM数据流进行数模转换，获得所述PDM数据流对应的电流反馈信号。
上述的方法，可选的，还包括：
接收电压信号，将所述电压信号转换为第一电流信号；
对所述第一电流信号和所述电流反馈信号求差，得到第一输入信号。
上述的方法，可选的，所述量化操作的过程包括：
根据外部时钟信号对所述第二输入信号进行连续采样，得到各个信号采样值；
若当前采样得到的信号采样值为非首个信号采样值，则确定所述信号采样值与前一次采样得到的信号采样值之间的差值；
对所述差值进行低位量化。
上述的方法，可选的，若所述至少一个积分信号中的一个或多个积分信号超出预设幅度，则求和时丢弃所述一个或多个积分信号。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明提供了一种模数转换电路、便携式设备以及模数转换方法，该电路包括：第一积分器、积分模组、求和器、量化器和数模转换器，其中，所述积分模组中包含至少一个第二积分器；所述第一积分器，用于将接收到的电压信号转换为第一电流信号，至少对所述第一电流信号进行处理，得到第一输入信号，对所述第一输入信号进行积分操作，获得第一积分信号，并将所述第一积分信号分别输入至所述积分模组及所述求和器；；所述积分模组，用于依据所述第一积分信号生成每个所述第二积分器对应的第二积分信号，并将每个所述第二积分信号输入至所述求和器；所述求和器，用于对所述第一积分信号及各个所述第二积分信号进行求和操作，获得第二输入信号；所述量化器，用于对所述第二输入信号进行量化操作，获得与所述第二输入信号对应的脉冲密度调制PDM数据流，并将所述PDM数据流进行输出；所述数模转换器，用于对所述量化器输出的所述PDM数据流进行数模转换，获得所述PDM数据流对应的电流反馈信号，并将所述电流反馈信号输出至所述第一积分器，所述第一积分器进一步用于对所述第一电流信号和所述电流反馈信号求差，得到所述第一输入信号。本发明提供的模数转换电路提高了工作时的适用采样频率范围，使得模数转换电路能够在更宽的采样频率范围内特别是较高采样频率下工作，提高了较高采样频率下信号的采样精度，从而保证了喇叭的保护效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种模数转换电路的结构示意图；
图2为本发明提供的一种模数转换电路的传递函数仿真波形示例图；
图3为本发明提供的一种模数转换电路中的数模转换器结构示意图；
图4为本发明提供的一种模数转换电路的数模转换器的波形示例图；
图5为本发明提供的一种便携式设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了模数转换电路，所述模数转换电路能够将模拟电压信号转换成数字PDM信号，采样频率高，功耗低。
下面针对模数转换电路结构示意图来描述本发明的具体实现。
参阅图1，示出了本发明实施例提供的模数转换电路的结构示意图，包括：
第一积分器101、积分模组102、求和器103、量化器104和数模转换器105，其中，所述积分模组102中包含至少一个第二积分器；；
所述第一积分器101，用于将接收到的电压信号转换为第一电流信号，至少对所述第一电流信号进行处理，得到第一输入信号，对所述第一输入信号进行积分操作，获得第一积分信号，并将所述第一积分信号分别输入至所述积分模组102及所述求和器103；
所述积分模组102，用于依据所述第一积分信号生成每个所述第二积分器对应的第二积分信号，并将每个所述第二积分信号输入至所述求和器103；
所述求和器103，用于对所述第一积分信号及各个所述第二积分信号进行求和操作，获得第二输入信号；
所述量化器104，用于对所述第二输入信号进行量化操作，获得与所述第二输入信号对应的脉冲密度调制(pulse density modulatuon，PDM)数据流，并将所述PDM数据流进行输出；
所述数模转换器105，用于对所述量化器104输出的所述PDM数据流进行数模转换，获得所述PDM数据流对应的电流反馈信号，并将所述电流反馈信号输出至所述第一积分器101；
所述第一积分器101进一步用于对所述第一电流信号和所述电流反馈信号求差，得到所述第一输入信号。
本发明实施例涉及的第一积分器101，将接收到的电压信号转换为第一电流信号，并将该第一电流信号与接收到的电流反馈信号进行处理，得到第一输入信号；具体的，通过对第一电流信号与所述电流反馈信号求差，得到第一输入信号；对该第一输入信号进行积分和滤波，得到第一积分信号，将该第一积分信号分别输入至求和器103和第一积分模组。
需要说明的是，积分模组102可以包含一个或多个第二积分器，可选的，该积分模组可以包含3个第二积分器；各个第二积分器的电气参数可以相同或不同，每个第二积分器将接收到的信号进行放大，并将放大后的信号进行积分和滤波，得到与其对应的第二积分信号。
本发明实施例提供的求和器103具有多组信号输入端口，每组信号输入端口连接一个第一积分器101或第二积分器；求和器103将接收到的第一积分信号和第二积分信号进行求和操作，得到第二输入信号。
本发明实施例提供的量化器104的第一输入端与求和器103相连接，第二端与外部时钟电路相连接，用于根据外部时钟电路输入的时钟信号对第二输入信号进行连续采样，得到多个信号采样值，并对每相邻的两个信号采样值之间的差值进行低位量化，得到PDM数据流，即，确定相邻的两个采样点对第二输入信号进行采样得到的信号采样值的差值，依据该差值确定量化器当前输出的方波波形，可选的，所述量化器104为1bit量化器。
本发明实施例提供的电路中，所述第一积分器101，包括：
第一跨导放大器GM1、电流加法器CA、第一正端电容C1P和第一负端电容C1N；
所述第一跨导放大器GM1的负输入端与电压输入端的负输出端相连接，所述第一跨导放大器GM1的正输入端与电压输入端的正输出端相连接；
所述电流加法器CA的第一正输入端与所述第一跨导放大器的第一正输出端相连接，所述电流加法器CA的第一负输入端与所述第一跨导放大器GM1的第一负输出端相连接，所述电流加法器CA的第二正输入端与所述数模转换器105的正输出端相连接，所述电流加法器CA的第二负输出端与所述数模转换器105的负输出端相连接；
所述电流加法器CA的正输出端与所述第一正端电容的一端相连接，所述第一正端电容的另一端接地；
所述电流加法器CA的负输出端与所述第一负端电容的一端相连接，所述第一负端电容的另一端接地。
本发明实施例提供的方法中，第一跨导放大器将电压信号转换成电流信号，将所述电流信号输入至电流加法器中，所述电流加法器将接收到的电流信号以及电流反馈信号进行做差，得到第一输入信号，第一正端电容和第一负端电容对所述第一输入信号进行积分滤波，得到第一积分信号。
需要说明的是，第一积分器GM1-C1对电容的积分斜率为：
(VIN*Gm1-IDAC)/C1N
其中，VIN为输入电压，Gm1为第一积分器的跨导参数，IDAC为电流反馈信号；C1N为电容参数。
本发明实施例提供的电路中，基于上述的方案，可选的，当所述积分模组102中包含多个第二积分器时，各个所述第二积分器在所述积分模组中依次串联，每个所述第二积分器的结构相同；所述第二积分器包括：第二跨导放大器、第二正端电容和第二负端电容；所述第二跨导放大器的负输出端与第二负端电容的一端相连，所述第二负端电容的另一端接地，所述第二跨导放大器的正输出端与所述第二正端电容的一端相连，所述第二正端电容的另一端接地；
依次串联的各个所述第二积分器中的首个第二积分器的正输入端与所述第一积分器的负输出端相连，首个第二积分器的负输入端与所述第一积分器的正输出端相连；
依次串联的各个所述第二积分器中，每个所述第二跨导放大器的正输出端与所述求和器上的正端口相连，负输出端与所述求和器上的负端口相连；
依次串联的相邻两个第二积分器中，后一个所述第二积分器的正输入端与前一个所述第二积分器的负输出端相连接，后一个所述第二积分器的负输入端与前一个所述第二积分器的正输出端相连接。
本发明实施例提供的电路中，基于上述的方案，可选的，所述积分模组102中还包括：
第三跨导放大器；
依次串联的各个所述第二积分器中的末位第二积分器的正输出端与所述第三跨导放大器的正输入端相连，所述末位第二积分器的负输出端与所述第三跨导放大器的负输入端相连，所述末位第二积分器的正输入端与所述第三跨导放大器的负输出端相连，所述末位第二积分器的负输入端与所述第三跨导放大器的正输出端相连。
本发明实施例涉及的积分模组102中，第三跨导放大器能够将该末位第二积分器的积分信号进行放大，并反馈至与该末位第二积分器相连接的积分器的电容中。
具体的，若该积分模组中包含一个第二积分器，则第三跨导放大器将该第二积分器生成的第一积分信号跨导为第二电流信号，并通过该第三跨导放大器的输出端分别反馈至第一正端电容及第二负端电容，其中，第三跨导放大器的正输出端与第一正端电容相连接，第三跨导放大器的负输出端与第一负端电容相连接；若该积分模组的第二积分器为多个，则第三跨导放大器将该积分模组的末位第二积分器生成的积分信号跨导为第二电流信号，并将该第二电流信号分别反馈至与该末位第二积分器相连接的第二积分器的第二正端电容及和第二负端电容。
本发明实施例涉及的积分模组102中，依次串联的各个所述第二积分器中的末位第二积分器与第三跨导放大器构成一个谐振器，使得噪声传递函数NTF在信号的低频带内产生陷波notch，抑制带内的量化噪声。
在实际应用过程中，积分模组中可以包含3个第二积分器，即，本发明提供的模数转换电路包含四阶的积分器，由此可得到噪声传递函数如下：
其中，c1、c2、c3和c4为传递函数的参数；
b1和c1由第一级GM1-C积分器决定：
c2由第二级GM2-C积分器决定：
c3由第三级GM3-C积分器决定：
c4由第四级GM4-C积分器决定：
g由谐振器决定：
其中，Gm1为第一积分器的跨导参数，Gm2为第二积分器1的跨导参数，Gm3为第二积分器2的跨导参数，Gm4为第二积分器3的跨导参数，Gm5为第三跨导放大器的跨导参数。
参阅图2，为本发明实施例提供的信号传递函数STF和噪声传递函数NTF的仿真波形图，通过四阶积分器的噪声整形，低频内的噪声幅度被大大抑制，噪声被推到高频处，在低频带内有一个陷波notch，使得在关心的频率点或频率范围内的噪声能量更低，以获得更高的信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)。求和器的好处是提高了对大信号的处理能力，比如，即使第四级积分器对第三级积分器生成的积分信号放大后，得到的信号过大、出现削顶失真，前面的各级积分器产生的积分信号依然可以不失真地进行求和、比较量化，提高了大信号时的系统SNR性能，进而使量化器能够工作在较高采样频率。
本发明实施例提供的电路中，基于上述的方案，具体的，所述数模转换器105，如图3所示，包括：异或电路XOR1、第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3、第一开关管NM1、第二开关管NM2、第三开关管NM3、第四开关管NM4、第五开关管NM5和第六开关管NM6；
所述异或电路XOR1的第一输入端与时钟电路相连接，所述异或电路XOR1的第二输入端分别与所述量化器104的输出端、所述第二反相器INV2的输入端相连接，所述异或电路XOR1的输出端分别与所述第一反相器INV1的输入端、所述第四开关管NM4的栅极相连接；
所述第一反相器INV1的输出端与所述第三开关管NM3的栅极相连接；
所述第二反相器INV2的输出端分别与第三反相器INV3的输入端、第二开关管NM2的栅极相连接；
所述第三反相器INV3的输出端与所述第一开关管NM1的栅极相连接；
所述第五开关管NM5的栅极与所述第六开关管NM6的栅极均与电流偏置电路的输出端相连接；
所述第五开关管NM5的源极接地，所述第五开关管NM5的漏极分别与所述第一开关管NM1的源极、所述第二开关管NM2的源极相连接；
所述第六开关管NM6的源极接地，所述第六开关管NM6的漏极分别与第三开关管NM3的源极、所述第四开关管NM4的源极相连接；
所述第一开关管NM1的漏极、所述第四开关管NM4的漏极与第一输出端相连接；
所述第二开关管NM2的漏极、所述第三开关管NM3的漏极与第二输出端相连接。
具体的，该数模转换器为RTZ_DAC(RETURN TO ZERO_DAC)电路。
其中，CLK_FS为时钟电路的输出端，ADC_OUT为量化器的输出端，DAC_VOP为数模转换器的正输出端，DAC_VON为数模转换器的负输出端；RTZ_DAC电路实现将电压信号转换成电流积分信号，当时钟电路输入的采样时钟频率信号的电平与PDM数据流的电平一致时，异或电路XOR输出低电平，当采样时钟频率信号的电平与PDM数据流的电平不一致时，异或电路XOR输出高电平。
需要说明的是，第一反相器、第二反相器和第三反相器中的任意一个反相器接收到低电平时，将低电平转换为高电平，接收到高电平时，将高电平转换为低电平。
如图4所示，图4中的4个信号波形由上至下依次为采样时钟频率信号波形、PDM数据流信号波形、数模转换器的正输出端电流信号波形和数模转换器的负输出端电流信号波形，当采样时钟信号为低电平、PDM数据流为低电平时，数模转换器的正输出端反馈电流为-1，负输出端反馈电流为+1；当采样时钟频率信号为高电平、PDM数据流为低或高电平时，数模转换器的正输出端反馈电流和负输出端反馈电流都进行归零；当采样时钟频率为为低电平且PDM数据流为高电平时，数模转换器的正输出端反馈电流为+1，负输出端反馈电流为-1。这种RTZ时序会减小反馈DAC信号码间串扰的影响。
本发明实施例中的第一开关管NM1、第二开关管NM2、第三开关管NM3、第四开关管NM4和第五开关管NM5均可以为NMOS管。
本发明提供了一种模数转换电路，包括：第一积分器、积分模组、求和器、量化器和数模转换器，其中，所述积分模组中包含至少一个第二积分器；所述第一积分器，用于将接收到的电压信号转换为第一电流信号，至少对所述第一电流信号进行处理，得到第一输入信号，对所述第一输入信号进行积分操作，获得第一积分信号，并将所述第一积分信号分别输入至所述积分模组及所述求和器；所述积分模组，用于依据所述第一积分信号生成每个所述第二积分器对应的第二积分信号，并将每个所述第二积分信号输入至所述求和器；所述求和器，用于对所述第一积分信号及各个所述第二积分信号进行求和操作，获得第二输入信号；所述量化器，用于对所述第二输入信号进行量化操作，获得与所述第二输入信号对应的脉冲密度调制PDM数据流，并将所述PDM数据流进行输出；所述数模转换器，用于对所述量化器输出的所述PDM数据流进行数模转换，获得所述PDM数据流对应的电流反馈信号，并将所述电流反馈信号输出至所述第一积分器，所述第一积分器101进一步用于对所述第一电流信号和所述电流反馈信号求差，得到所述第一输入信号。本发明提供的模数转换电路能够在高采样频率下工作，提高了信号的采样精度，从而保证了喇叭的保护效果。
本发明实施例公开了一种便携式设备，该设备的结构示意图如图5所示，具体包括：
控制电路201、音源功放电路202、音源203及模数转换电路204；所述控制电路201分别与所述模数转换电路204和音源功放电路202相连接，所述音源203分别与所述模数转换电路204及所述音源功放电路202相连接；
所述模数转换电路204用于对当前输入至所述音源203的电流所对应的电压信号进行模数转换，得到脉冲密度调制PDM数据流；
所述控制电路201依据所述PDM数据流生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述音源功放电路202，以控制所述音源功放电路202输出与所述控制信号对应大小的电流至所述音源203。
其中，所述模数转换电路204的具体实现过程与实现原理和上述实施例示出的模数转换电路一致，可参见，这里不再赘述。在具体实施中，所述便携式设备可以包括但不限于手机、平板电脑、其他通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口设备等。
本发明实施例公开了一种模数转换方法，具体包括：
对第一输入信号进行积分，获得第一积分信号；
对第一积分信号进行至少一次积分，每次积分后获得一个积分信号，从而获得至少一个积分信号；
对所述第一积分信号和所述至少一个积分信号进行求和，获得第二输入信号；
对所述第二输入信号进行量化操作，获得与所述第二输入信号对应的脉冲密度调制PDM数据流。
本发明实施例提供的方法中，基于上述的实施过程，具体的，还包括：
接收电压信号，将所述电压信号转换为第一电流信号；
对所述PDM数据流进行数模转换，获得所述PDM数据流对应的电流反馈信号；
对所述第一电流信号和所述电流反馈信号求差，得到第一输入信号。
本发明实施例提供的方法中，基于上述的实施过程，具体的，所述量化操作的过程包括：
根据外部时钟信号对所述第二输入信号进行连续采样，得到各个信号采样值；
若当前采样得到的信号采样值为非首个信号采样值，则确定所述信号采样值与前一次采样得到的信号采样值之间的差值；
对所述差值进行低位量化。
本发明实施例提供的方法中，基于上述的实施过程，具体的，若所述至少一个积分信号中的一个或多个积分信号超出预设幅度，则求和时丢弃所述一个或多个积分信号。
本发明实施例提供的方法的具体实现过程与实现原理和上述实施例示出的模数转换电路一致，可参见，这里不再赘述。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种模数转换电路，其特征在于，包括：
第一积分器、积分模组、求和器、量化器和数模转换器，其中，所述积分模组中包含至少一个第二积分器；
所述第一积分器，用于将接收到的电压信号转换为第一电流信号，至少对所述第一电流信号进行处理，得到第一输入信号，对所述第一输入信号进行积分操作，获得第一积分信号，并将所述第一积分信号分别输入至所述积分模组及所述求和器；
所述积分模组，用于依据所述第一积分信号生成每个所述第二积分器对应的第二积分信号，并将每个所述第二积分信号输入至所述求和器；
所述求和器，用于对所述第一积分信号及各个所述第二积分信号进行求和操作，获得第二输入信号；
所述量化器，用于对所述第二输入信号进行量化操作，获得与所述第二输入信号对应的脉冲密度调制PDM数据流，并将所述PDM数据流进行输出；
所述数模转换器，用于对所述量化器输出的所述PDM数据流进行数模转换，获得所述PDM数据流对应的电流反馈信号，并将所述电流反馈信号输出至所述第一积分器；
所述第一积分器进一步用于对所述第一电流信号和所述电流反馈信号求差，得到所述第一输入信号；
所述第一积分器，包括：
第一跨导放大器、电流加法器、第一正端电容和第一负端电容；
所述第一跨导放大器的负输入端与电压输入端的负输出端相连接，所述第一跨导放大器的正输入端与电压输入端的正输出端相连接；
所述电流加法器的第一正输入端与所述第一跨导放大器的第一正输出端相连接，所述电流加法器的第一负输入端与所述第一跨导放大器的第一负输出端相连接，所述电流加法器的第二正输入端与所述数模转换器的正输出端相连接，所述电流加法器的第二负输出端与所述数模转换器的负输出端相连接；
所述电流加法器的正输出端与所述第一正端电容的一端相连接，所述第一正端电容的另一端接地；
所述电流加法器的负输出端与所述第一负端电容的一端相连接，所述第一负端电容的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，当所述积分模组中包含多个第二积分器时，各个所述第二积分器在所述积分模组中依次串联，每个所述第二积分器的结构相同；所述第二积分器包括：第二跨导放大器、第二正端电容和第二负端电容；所述第二跨导放大器的负输出端与第二负端电容的一端相连，所述第二负端电容的另一端接地，所述第二跨导放大器的正输出端与所述第二正端电容的一端相连，所述第二正端电容的另一端接地；
依次串联的各个所述第二积分器中的首个第二积分器的正输入端与所述第一积分器的负输出端相连，首个第二积分器的负输入端与所述第一积分器的正输出端相连；
依次串联的各个所述第二积分器中，每个所述第二跨导放大器的正输出端与所述求和器上的正端口相连，负输出端与所述求和器上的负端口相连；
依次串联的相邻两个第二积分器中，后一个所述第二积分器的正输入端与前一个所述第二积分器的负输出端相连接，后一个所述第二积分器的负输入端与前一个所述第二积分器的正输出端相连接。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述积分模组中还包括：
第三跨导放大器；
依次串联的各个所述第二积分器中的末位第二积分器的正输出端与所述第三跨导放大器的正输入端相连，所述末位第二积分器的负输出端与所述第三跨导放大器的负输入端相连，所述末位第二积分器的正输入端与所述第三跨导放大器的负输出端相连，所述末位第二积分器的负输入端与所述第三跨导放大器的正输出端相连。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述数模转换器，包括：异或电路、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管；
所述异或电路的第一输入端与时钟电路相连接，所述异或电路的第二输入端分别与所述量化器的输出端、所述第二反相器的输入端相连接，所述异或电路的输出端分别与所述第一反相器的输入端、所述第四开关管的栅极相连接；
所述第一反相器的输出端与所述第三开关管相连接；
所述第二反相器的输出端分别与第三反相器的输入端、第二开关管的栅极相连接；
所述第三反相器的输出端与所述第一开关管的栅极相连接；
所述第五开关管的栅极和所述第六开关管的栅极均与电流偏置电路的输出端相连接；
所述第五开关管的源极接地，所述第五开关管的漏极分别与所述第一开关管的源极、所述第二开关管的源极相连接；
所述第六开关管的源极接地，所述第六开关管的漏极分别与第三开关管的源极、所述第四开关管的源极相连接；
所述第一开关管的漏极、所述第四开关管的漏极与第一输出端相连接；
所述第二开关管的漏极、所述第三开关管的漏极与第二输出端相连接。
5.一种便携式设备，其特征在于，包括：
控制电路、音源功放电路、音源及权利要求1-4任意一项所述的模数转换电路；所述控制电路分别与所述模数转换电路和音源功放电路相连接，所述音源分别与所述模数转换电路及所述音源功放电路相连接；
所述模数转换电路用于对当前输入至所述音源的电流所对应的电压信号进行模数转换，得到脉冲密度调制PDM数据流；
所述控制电路依据所述PDM数据流生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述音源功放电路，以控制所述音源功放电路输出与所述控制信号对应大小的电流至所述音源。
6.一种模数转换方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-4任意一项所述的模数转换电路，所述方法包括：
对第一输入信号进行积分，获得第一积分信号；
对第一积分信号进行至少一次积分，每次积分后获得一个积分信号，从而获得至少一个积分信号；
对所述第一积分信号和所述至少一个积分信号进行求和，获得第二输入信号；
对所述第二输入信号进行量化操作，获得与所述第二输入信号对应的脉冲密度调制PDM数据流。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，还包括：
接收电压信号，将所述电压信号转换为第一电流信号；
对所述PDM数据流进行数模转换，获得所述PDM数据流对应的电流反馈信号；
对所述第一电流信号和所述电流反馈信号求差，得到第一输入信号。
8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述量化操作的过程包括：
根据外部时钟信号对所述第二输入信号进行连续采样，得到各个信号采样值；
若当前采样得到的信号采样值为非首个信号采样值，则确定所述信号采样值与前一次采样得到的信号采样值之间的差值；
对所述差值进行低位量化。
9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，若所述至少一个积分信号中的一个或多个积分信号超出预设幅度，则求和时丢弃所述一个或多个积分信号。
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