CN110875739B - 连续时间调制器、基带模数转换器和雷达系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了连续时间调制器、模数转换器和雷达设备，所述调制器包括积分模块、量化模块、校准模块、切换模块和反馈模块；所述积分模块与量化模块连接形成信号处理的支路，而量化模块的输出端分别通过校准模块和直连的方式与切换模块连接，以形成参数相异的第一支路和第二支路，且该切换模块通过反馈模块反馈至积分模块，以作为上述信号处理支路的至少部分输入信号；其中，切换模块通过切换第一支路和第二支路的工作模式，以使得该调制器能够适应实际需求。

Description

连续时间调制器、基带模数转换器和雷达系统

技术领域

本发明涉及调制器技术领域，尤其涉及连续时间调制器、基带模数转换器和雷达系统。

背景技术

由于传统的连续时间调制器是单一工作模式，即调制器的过采样比和/或信噪比等参数与调制器的线性度之间会相互抑制，进而使得调制器的基带带宽与线性度度之间无法均衡。例如，在一定信噪比的前提下，通过一些方式提升传统调制器的线性度时，需要牺牲基带带宽等性能才能维持预设的过采样比，而提升调制器的过采样比和/或信噪比时，则会抑制调制器的线性度。

发明内容

为了解决诸如采样比、信噪比、线性度及基带带宽等之间的均衡问题，得到提升调制器性能的技术效果，本发明提供了连续时间调制器、基带模数转换器和雷达系统。

一方面，本发明提供了一种连续时间调制器，所述调制器可包括积分模块、量化模块、校准模块、切换模块和反馈模块等模块；

所述调制器具有信号输入端和信号输出端，所述信号输入端可依次通过所述积分模块和所述量化模块连接至所述信号输出端；

所述切换模块具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端可通过所述校准模块连接至所述信号输出端形成第一支路，所述第二连接端则可与所述信号输出端直接连接以形成第二支路；所述信号输入端可通过所述反馈模块连接至所述切换模块；以及

所述切换模块用于切换所述第一支路和所述第二支路的工作状态，以使得所述调制器处于第一工作状态或者第二工作状态；

其中，所述调制器处于所述第一工作状态时，所述第一支路处于通路状态，所述第二支路处于断路状态；所述调制器处于所述第二工作状态时，所述第一支路处于断路状态，所述第二支路处于通路状态；以及

基于同一采样比，所述调制器处于所述第一工作状态时的采样率，小于所述调制器处于所述第二工作状态时的采样率。

可选地，在同一采样率的前提下，调制器处于所述第一工作状态时的采样比，与所述调制器处于所述第二工作状态时的采样比相异，具体可依据需求设定。

可选地，所述调制器处于所述第一工作状态时的线性度，高于所述调制器处于所述第二工作状态时的线性度。

可选地，所述积分模块包括并联的第一积分电路和第二积分电路；所述调制器还包括控制模块，所述控制模块分别与所述积分模块和所述切换模块的控制端连接；以及

所述控制模块用于根据控制命令控制所述第一积分电路和所述第二积分电路的工作状态，以及根据所述控制命令控制所述切换模块的切换操作；其中，所述调制器处于所述第一工作状态时，所述第一积分电路处于通路状态，所述第二积分电路处于断路状态；所述调制器处于所述第二工作状态时，所述第一积分电路处于断路状态，所述第二积分电路处于通路状态。

可选地，所述第一积分电路和所述第二积分电路均包括至少一个积分电容；

其中，所述第一积分电路与所述第二积分电路中的积分电容一一对应并联，以及

所述第一积分电路中的积分电容容值小于所述第二积分电路中对应的积分电容容值。

可选地，所述第一积分电路中的积分电容容值与所述第二积分电路中对应的积分电容容值之间的比值，等于所述调制器处于所述第一工作状态时的采样率与所述调制器处于所述第二工作状态时的采样率之间的比值。

可选地，所述调制器为单环高阶调制器或多环低阶调制器。

可选地，所述调制器为连续时间Σ-Δ(Sigma-Delta)调制器。

可选地，所述调制器为单环高阶调制器时，所述调制器包括至少两个级联的运算放大器，各所述运算放大器的电源端与对应输入端之间并联有两个积分电容，所述两个积分电容分别位于不同的积分电路中；

其中，在各所述运算放大器的同一对电源端与所述输入端之间，属于第一积分电路的积分电容与属于第二积分电路的积分电容之间的比值，等于所述调制器处于所述第一工作状态时的采样率与所述调制器处于所述第二工作状态时的采样率之间的比值。

可选地，所述调制器为单环三阶调制器。

可选地，所述控制模块包括一比特寄存器，所述一比特寄存器通过置“0”位或者置“1”位，来控制所述第一积分电路和所述第二积分电路的工作状态，以及控制所述切换模块的切换操作。可选地，所述校准模块包括权重平均计算单元，所述权重平均计算单元用于根据数据权重平均算法，通过校准数模转换器线性度来校准调制器的线性度。

可选地，所述校准模块包括权重平均计算单元，所述权重平均计算单元内预置有数据权重平均算法；

其中，所述权重平均计算单元可用于根据所述数据权重平均算法校准所述调制器的线性度。

另一方面，本发明实施例中还提供了一种基带模数转换器，可包括依次连接的调制器、数字低通滤波器和抽取滤波器；

其中，所述调制器可为上述任意一项所述的调制器。

另一方面，本发明实施例中还提供了一种雷达系统，可包括：

射频前端，用于发射指定频段的电磁波信号及接受被目标物所反射形成的回波信号；以及

基带处理模块，包括上述所述的基带模数转换器，用于基于所述指定频段的电磁波信号和所述回波信号进行信号处理；

其中，所述基带模数转换器可用于对所述回波信号进行模数转换。

可选地，所述雷达系统中的各个部件集成于同一雷达芯片结构中，所述雷达芯片结构包括封装层和雷达裸片，所述封装层用于封装所述雷达裸片以形成所述雷达芯片结构，所述射频前端可包括至少一根天线；以及

各根所述天线集成于所述封装层中和/或所述雷达裸片中。

可选地，所述雷达系统为FMCW雷达系统。

本发明实施例中所提供的连续时间调制器、基带模数转换器和雷达系统，所述调制器可具有工作性能参数相异的两种工作模式，例如，第一工作模式和第二模式，且该第一工作模式和第二工作模式的采样率与基带宽度均不同，以使得调制器工作在第一工作模式时，相较于于第二工作模式，虽然采样率低，但线性度较高；而当调制器工作在第二工作模式时，则可相较于于第一工作模式，虽然线性度较低，但其基带宽度较大，即可以通过切换模块来控制两种工作模式的切换，将所述调制器切换到不同的工作状态，可以根据不同的基带带宽和线性度的要求，选择适合的工作模式进行工作。

需要注意的是，本申请的连续时间调制器并不局限为只具有两种工作模块，其也可基于实际需求，依据本发明的精神，将调制器的工作模式设置为三种、四种等多种工作模式，且不同的工作模式之间相异的工作性能参数也可不局限于采样率、采样比、基带带宽、线性度及功耗等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的调制器的模块信号传输示意图；

图2为本发明实施例提供的调制器的具有两路积分电路的模块信号传输示意图；

图3为本发明实施例提供的调制器的电路中积分模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的调制器的在第一工作模式下的电路结构图；

图5为本发明实施例提供的调制器的在第二工作模式下的电路结构图；

图6为本发明实施例提供的调制器的电路结构图；

图7为本发明实施例提供的基带模数转换器的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的雷达系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等适用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本申请实施例中的连续时间调制器可应用在诸如检测感测、无线通信等各种领域中，下面就以应用在检测感测领域的传感器，如雷达系统的基带模数转换器中的调制器为例进行详细说明：

在雷达系统中需要满足一定的接收机基带带宽和线性度的要求，对于使用连续时间Sigma-Delta(即Σ-Δ)调制器实现的基带模数转换器，可用基带带宽和线性度存在着相互权衡和折中。一方面，一定工艺水平下，模数转换器可用的最高采样率受限于可实现的比较器的速度，而为了实现尽可能大的接收机基带带宽，连续时间Sigma-Delta调制器尽可能的增大采样率来维持一定的过采样比，同时采用多比特量化器，来实现系统所需要的信噪比，然而多比特的量化器对应的多比特的电流舵数模转换器的线性度会限制整个调制器的线性度；另一方面，为了提高多比特的电流舵数模转换器的线性度，可通过各种的校准算法来实现，而校准算法通常会增加得到有效数据的时间，从而不得不需要降低整个模数转换器的采样率来实现所有工艺情况下的时序要求，在一定的系统信噪比要求下，需要降低基带带宽来维持一定的过采样比。

在传统的Sigma-Delta调制器通常只能实现两种采样方式中的一种，即通过增加校准算法的方式提高线性度，或者通过去掉校准算法的方式提高采样频率。

请参见图1，图1显示了一种连续时间调制器，所述调制器可以设置在雷达的射频前端中，该调制器可具有信号输入端(如图1中所示“信号输出”的箭头位置处)和信号输入端(如图1中所示“信号输入”和“反馈”的箭头位置处等)，且该调制可包括积分模块、量化模块、校准模块、切换模块和反馈模块等模块；

所述调制器具有信号输入端和信号输出端，所述信号输入端依次通过所述积分模块和所述量化模块连接至所述信号输出端；

所述切换模块具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端通过所述校准模块连接至所述信号输出端形成第一支路，所述第二连接端与所述信号输出端直连形成第二支路；所述信号输入端通过所述反馈模块连接至所述切换模块；以及

所述切换模块用于切换所述第一支路和所述第二支路的工作状态，以使得所述调制器处于第一工作状态或者第二工作状态；

其中，所述调制器处于所述第一工作状态时，所述第一支路处于通路状态，所述第二支路处于断路状态；所述调制器处于所述第二工作状态时，所述第一支路处于断路状态，所述第二支路处于通路状态；以及

基于同一采样比，所述调制器处于所述第一工作状态时的采样率，小于所述调制器处于所述第二工作状态时的采样率。

在图1所示的实施例中，信号输入端、积分模块、量化模块和信号输出端依次连接，形成一个数据信号处理的支路，即对输入的数据信号进行诸如积分、量化处理等操作，而切换模块的输出端通过反馈模块连接至上述的信号输入端，以作为积分模块的反馈；另外，上述的信号输出端可通过校准模块连接切换模块的输入端形成第一支路，同时信号输出端还可直接与校准模块连接切换模块的输入端连接以形成第二支路。上述的切换模块根据控制命令可通过控制上述的第一支路和第二支路的通断路状态，来调整连续时间调制器的工作模式，进而使得该调制器能够适应实际需求。

可选的，所述反馈模块，可包括至少一个数模转换器，所述反馈模块用于将离散信号转换为模拟信号进行反馈，所述反馈模块与所述积分模块耦合。可选地，所述调制器处于所述第一工作状态时的线性度，高于所述调制器处于所述第二工作状态时的线性度。

可选地，请参见图2，所述积分模块可包括并联的第一积分电路和第二积分电路；校准模块可为权重平均计算模块；所述调制器还可以包括控制模块，所述控制模块分别与所述积分模块和所述切换模块的控制端连接；以及

所述控制模块用于根据控制命令控制所述第一积分电路和所述第二积分电路的工作状态，以及根据所述控制命令控制所述切换模块的切换操作；

其中，所述调制器处于所述第一工作状态时，所述第一积分电路处于通路状态，所述第二积分电路处于断路状态；所述调制器处于所述第二工作状态时，所述第一积分电路处于断路状态，所述第二积分电路处于通路状态。

若所述控制模块切换调制器到第一工作模式，则接通第一积分电容电路上的开关，切换为第一积分电路，并切换校准模块为开启状态。

若所述控制模块切换调制器到第二工作模式，则接通第二积分电容电路上的开关，切换为第二积分电路，并切换校准模块为关闭状态。

可选地，所述第一积分电路和所述第二积分电路均包括至少一个积分电容；

其中，所述第一积分电路与所述第二积分电路中的积分电容一一对应并联，以及

所述第一积分电路中的积分电容容值小于所述第二积分电路中对应的积分电容容值。

可选地，所述第一积分电路中的积分电容容值与所述第二积分电路中对应的积分电容容值之间的比值，等于所述调制器处于所述第一工作状态时的采样率与所述调制器处于所述第二工作状态时的采样率之间的比值。

具体地，所述第一积分电路包括至少一个积分电容电路和至少一个运算放大器；

所述积分电容电路与所述运算放大器的数目一一对应，所述每个积分电容电路与对应的每个运算放大器耦合。

所述第二积分电路包括至少一个第二积分电容电路和至少一个运算放大器；

所述第一积分电容电路与所述运算放大器的数目一一对应，所述每个积分电容电路与对应的每个运算放大器耦合。

所述积分电容电路包括至少一个开关和至少一个积分电容，所述开关与所述积分电容一一对应，所述开关连接积分电容，所述开关的另一端连接运算放大器的输入端，所述积分电容的另一端连接运算放大器的输出端。

所述同一运算放大器上的属于不同积分电路的积分电容电路为并联关系。

在同一运算放大器上，属于第二积分电路的积分电容电路中的积分电容，与属于第一积分电路的积分电容电路中的积分电容的比值为第一工作模式下调制器采样率与第二工作模式下调制器采样率的比值。

可选地，所述进行工作模式切换的方法可以应用于任何单环高阶或者多环低阶的调制器中。若所述调制器为单环三阶调制器，由于所述积分模块中积分的阶数对应运算放大器的数目，因此三阶的单环调制器需要三个运算放大器。

在一个具体的实施例中，所述调制器为单环三阶四比特的积分-量化调制器(Sigma-Delta调制器，Σ-Δ调制器)。其中，所述积分模块为三阶积分模块，所述反馈模块构成单环回路，所述数模转换器为四比特电流舵数模转换器，所述模数转换器为四比特模数转换器，所述校准模块为权重平均计算单元，所述权重平均计算单元采用减小数模转换器线性度对调制器线性度的影响的方式来校准所述调制器的线性度。

所述第一积分电路和第二积分电路中的运算放大器是共用的部分，所述第一积分电路和所述第二积分电路中的电容不同，所述调制器通过切换不同的积分电容来切换为不同的工作模式。其中第二积分电路中积分电容与第一积分电路中积分电容的比值为第一工作模式下采样率和第二工作模式下采样率的比值。

可选的，在所述单环三阶四比特的积分-量化调制器中，可设置有三个积分器和一个量化器，所述量化器与反馈模块构成单环，所述三个积分器构成三阶积分。

请参见图3，图3包括两路积分电路，所述第一积分电路包括第一积分电容电路、第二积分电容电路、第三积分电容电路、第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器。在所述第一积分电路中，所述第一积分电容电路与第一运算放大器耦合，所述第二积分电容电路与第二运算放大器耦合，所述第三积分电容电路与第三运算放大器耦合。

可选地，所述第一积分电容电路包括第一开关电容电路和第二开关电容电路，所述第一开关电容电路与第二开关电容电路均连接第一运算放大器；

第二积分电容电路包括第三开关电容电路和第四开关电容电路，所述第三开关电容电路与第四开关电容电路均连接第二运算放大器；

第三积分电容电路包括第五开关电容电路和第六开关电容电路，所述第五开关电容电路与第六开关电容电路均连接第三运算放大器。

如图3所示，第一开关电容电路包括第一开关和第一电容C1，所述第一开关连接第一电容C1，所述第一开关的另一端连接第一运算放大器A1，所述第一电容C1的另一端连接第一运算放大器A1。第二开关电容电路包括第二开关和第二电容C2，第二开关电容电路与第一开关电容电路结构一致。

第三开关电容电路包括第三开关和第三电容C3，所述第三开关连接第三电容C3，所述第三开关的另一端连接第二运算放大器A2，所述第三电容C3的另一端连接第二运算放大器A2。第四开关电容电路包括第四开关和第四电容C4，第四开关电容电路与第三开关电容电路结构一致。

第五开关电容电路包括第五开关和第五电容C5，所述第五开关连接第五电容C5，所述第五开关的另一端连接第三运算放大器A3，所述第五电容C5的另一端连接第三运算放大器A3。第六开关电容电路包括第六开关和第六电容C6，第六开关电容电路与第五开关电容电路结构一致。

若所述切换模块切换到第一工作模式，则接通第一积分电路中开关电容电路上的开关，切换为第一积分电路，并切换校准模块为开启状态。

同样的，请参见图3，图3包括两路积分电路，所述第二积分电路也包括第四积分电容电路、第五积分电容电路、第六积分电容电路、第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器。在所述第二积分电路中，所述第四积分电容电路与第一运算放大器耦合，所述第五积分电容电路与第二运算放大器耦合，所述第六积分电容电路与第三运算放大器耦合。

可选地，所述第四积分电容电路包括第七开关电容电路和第八开关电容电路，所述第七开关电容电路与第八开关电容电路均连接第一运算放大器；

第五积分电容电路包括第九开关电容电路和第十开关电容电路，所述第九开关电容电路与第十开关电容电路均连接第二运算放大器；

第六积分电容电路包括第十一开关电容电路和第十二开关电容电路，所述第十一开关电容电路与第十二开关电容电路均连接第三运算放大器。

第七开关电容电路包括第七开关和第七电容C7，所述第七开关连接第七电容C7，所述第七开关的另一端连接第一运算放大器A1，所述第七电容C7的另一端连接第一运算放大器A1。第八开关电容电路包括第八开关和第八电容C8，第八开关电容电路与第七开关电容电路结构一致。

第九开关电容电路包括第九开关和第九电容C9，所述第九开关连接第九电容C9，所述第九开关的另一端连接第二运算放大器A2，所述第九电容C9的另一端连接第二运算放大器A2。第十开关电容电路包括第十开关和第十电容C10，第十开关电容电路与第九开关电容电路结构一致。

第十一开关电容电路包括第十一开关和第十一电容C11，所述第十一开关连接第十一电容C11，所述第十一开关的另一端连接第三运算放大器A3，所述第十一电容C11的另一端连接第三运算放大器A3。第十二开关电容电路包括第十二开关和第十二电容C12，第十二开关电容电路与第十一开关电容电路结构一致。

若所述切换模块切换到第二工作模式，则接通第二积分电路中开关电容电路上的开关，切换为第二积分电路，并切换校准模块为关闭状态。

所述不同的积分电容电路之间的比值与不同工作模式下的采样率具有一定关系。具体地，第一积分电容电路与第四积分电容电路并联，第二积分电容电路与第五积分电容电路并联，第三积分电容电路与第四积分电容电路并联。第四积分电容电路中的积分电容C7和C8，与第一积分电容电路中的积分电容C1和C2的比值为第一工作模式下采样率Fs1和第二工作模式下采样率Fs2的比值。同样的，第五积分电容电路中的积分电容C9和C10，与第二积分电容电路中的积分电容C3和C4的比值为第一工作模式下采样率Fs1和第二工作模式下采样率Fs2的比值。第六积分电容电路中的积分电容C11和C12，与第三积分电容电路中的积分电容C5和C6的比值为第一工作模式下采样率Fs1和第二工作模式下采样率Fs2的比值；即且C7/C1＝C8/C2＝C9/C3＝C10/C4＝C11/C5＝C12/C6＝Fs1/Fs2。

在一个具体的实施例中，所述切换模块可以为一比特寄存器。当所述一比特寄存器置零时，所述调制器进入第一工作模式，在所述第一工作模式下，接通第一积分电路，断开第二积分电路，并切换权重平均计算单元为开启状态。此时采样率下降，但是采样的整体线性度增加。当所述一比特寄存器置一时，所述调制器进入第二工作模式，在所述第二工作模式下，接通第二积分电路，断开第一积分电路，并切换权重平均计算单元为关闭状态。此时采样率上升，但是采样的整体线性度下降。

请参见图4，如图4所示的第一工作模式对应第一积分电路，所述第一积分电路包括第一积分电容电路、第二积分电容电路和第三积分电容电路。

若所述一比特寄存器置零，则调制器切换到第一工作模式，接通第一积分电容电路上的开关、第二积分电容电路上的开关和第三积分电容电路上的开关，此时切换积分电路为第一积分电路，并切换权重平均计算单元为开启状态。通过所述一比特寄存器进行切换，容易实现在调制器中切换工作模式，不需要对电路做过多修改。

所述权重平均计算单元可用于采用数据权重平均计算(Data Weighted Average，DWA)算法，对信号进行权重平均计算，所述权重平均计算单元可以减小四比特电流舵数模转换器线性度对于整个调制器线性度的影响，但是同时所述数据权重平均计算算法会消耗一定的时间以完成数据的轮转，比较器所用时间加上数据权重平均计算算法工作时间，会限制整个调制器的采样率。因此在所述第二工作模式下，所述权重平均计算单元不工作，以提高调制器的采样率。

请参见图5，如图5所示的第二工作模式对应第二积分电路，所述第二积分电路包括第四积分电容电路、第五积分电容电路和第六积分电容电路。且在所述第二工作模式中，所述权重平均计算单元为关闭状态。由于在第一工作模式中数据权重平均计算算法会限制整个调制器的采样率。因此当去掉权重平均计算单元时，可以得到更高的采样率，在过采样比一定的情况下，便可以得到更大的基带带宽。

所述第四积分电容电路包括至少一个开关和至少一个积分电容，所述开关与所述积分电容一一对应，所述开关连接积分电容，所述开关的另一端连接第一运算放大器的输入端，所述积分电容的另一端连接第一运算放大器是输出端。

所述第五积分电容电路包括至少一个开关和至少一个积分电容，所述开关与所述积分电容一一对应，所述开关连接积分电容，所述开关的另一端连接第二运算放大器的输入端，所述积分电容的另一端连接第二运算放大器是输出端。

所述第六积分电容电路包括至少一个开关和至少一个积分电容，所述开关与所述积分电容一一对应，所述开关连接积分电容，所述开关的另一端连接第三运算放大器的输入端，所述积分电容的另一端连接第三运算放大器是输出端。

若所述一比特寄存器置一，则调制器切换到第二工作模式，接通第四积分电容电路上的开关、第五积分电容电路上的开关和第六积分电容电路上的开关，此时切换积分电路为第二积分电路，并切换权重平均计算单元为关闭状态。

所述第一工作模式下的采样率低于第二工作模式下的采样率，因此所述第一工作模式下的带宽低于第二工作模式下的带宽，但是所述第一工作模式具有较好的线性度。所述第一工作模式和第二工作模式可以根据实际需要进行切换。

可选地，在一个具体的实施例中，所述第一积分电路和所述第二积分电路共用积分电路中的电阻。请参见图6的整体电路结构示意图，所述电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10。其中，第一电阻R1连接第一运算放大器A1的反向输入端，所述第二电阻R2连接第一运算放大器A1的正向输入端。所述第三电阻R3连接第一运算放大器A1的正向输出端和第二运算放大器A2的负向输入端，所述第四电阻R4连接第一运算放大器A1的负向输出端和第二运算放大器A2的正向输入端。所述第五电阻R5连接第二运算放大器A2的正向输出端和第三运算放大器A3的负向输入端，所述第六电阻R6连接第二运算放大器A2的负向输出端和第三运算放大器A3的正向输入端。

所述第七电阻R7的一端连接在第一运算放大器A1的正向输出端与第三电阻R3之间，所述第七电阻R7的另一端连接在第六电阻R6与第三运算放大器A3的正向输入端之间。所述第八电阻R8的一端连接在第一运算放大器A1的负向输出端与第四电阻R4之间，所述第八电阻R8的另一端连接在第五电阻R5与第三运算放大器A3的负向输入端之间。

所述第九电阻R9的一端连接在第三电阻R3与第二运算放大器A2的负向输入端之间，所述第九电阻R9的另一端连接第三运算放大器A3的负向输出端。所述第十电阻R10的一端连接在第三电阻R3与第二运算放大器A2的正向输入端之间，所述第十电阻R10的另一端连接第三运算放大器A3的正向输出端。

可选地，请参见图6，所述反馈模块根据不同的调制器需求进行设置。在本发明所述的单环三阶四比特的积分-量化调制器中，所述反馈模块包括第一数模转换器和第二数模转换器。

所述第一数模转换器的输入端与所述第二数模转换器的输出端均连接切换模块，所述第一数模转换器的输出端连接第一运算放大器的输入端，所述第二数模转换器的输出端连接第三运算放大器的输入端。

可选地，所述量化模块为模数转换器，所述量化模块会产生量化噪声，在环路稳定的前提下，调制器可以将低频段的量化噪声整形到高频，实现低频段的信号量化噪声比的提高。

可选地，请参见图6，所述控制模块包括一比特寄存器，所述一比特寄存器通过置“0”位或者置“1”位来控制所述第一积分电路和所述第二积分电路的工作状态，以及控制所述切换模块的切换操作。可选地，所述校准模块包括权重平均计算单元，所述权重平均计算单元用于根据数据权重平均算法，通过校准数模转换器线性度来校准调制器的线性度。

可选地，所述校准模块包括权重平均计算单元，所述权重平均计算单元内预置有数据权重平均算法；

其中，所述权重平均计算单元可用于根据所述数据权重平均算法校准所述调制器的线性度。

本发明实施例提供了一种模拟Σ-Δ调制器，所述可切换工作模式的调制器具有两种工作模式，第一工作模式和第二工作模式使用不同的积分电路，同时第一工作模式下权重平均计算单元开启，增加了线性度，所述第二工作模式则提高采样率降低线性度，所述调制器可以通过切换模块来切换两种工作模式，可以根据不同的基带带宽和线性度的要求，选择适合的工作模式进行工作。

本发明实施例还提供了一种基带模数转换器，请参见图7，包括依次连接的调制器、数字低通滤波器和抽取滤波器；

其中，所述调制器为上述所述的一种模拟Σ-Δ调制器。所述调制器具有两种工作模式，每种工作模式对应不同的采样率以及不同的基带带宽。

所述基带模数转换器中的数字低通滤波器能够用于进行低通滤波，最终输出转换结果。所述基带模数转换器中的数字低通滤波器可以是有限冲击响应数字低通滤波器，经过低通滤波后，调制器输出的串行数字位流中的高频部分的量化噪声被滤除，只剩下少部分量化噪声，系统的模数转换精度得到极大提高。

所述基带模数转换器中的抽取滤波器可以进行减取样，对低通滤波后的数据进行减取样，可以将整个系统的采样率降低到合适的值。

本发明实施例还提供了一种雷达系统，所述雷达系统包括：

射频前端，用于发射指定频段的电磁波信号及接受被目标物所反射形成的回波信号；以及

基带处理模块，包括上述所述的基带模数转换器，用于基于所述指定频段的电磁波信号和所述回波信号进行信号处理；

其中，所述基带模数转换器可用于对所述回波信号进行模数转换。所述基带模数转换器中包括一种模拟Σ-Δ调制器，所述调制器具有两种工作模式，每种工作模式对应不同的采样率以及不同的基带带宽。

可选地，所述雷达系统中的各个部件集成于同一雷达芯片结构中，所述雷达芯片结构包括封装层和雷达裸片，所述射频发收装置包括至少一根天线；以及各根所述天线集成于所述封装层中和/或所述雷达裸片中。

可选地，所述雷达系统可以是调频连续波雷达(Frequency ModulatedContinuous Wave，FMCW)。

具体地，请参见图8，所述雷达系统包括射频前端、中频处理模块和基带处理模块，以及电源和其他辅助电路。所述基带处理模块产生三角波调频信号，射频前端中的压控振荡器在三角波调频信号作用下，产生调频连续波射频信号，经过射频前端中的发射天线发射出去，遇到目标后反射，反射信号通过射频前端中的接收天线进入中频处理模块。在中频处理模块中经过混频器和滤波放大，再经过模数转换器转换成为中频数字信号发送到基带处理模块，所述基带处理模块通过基带模数转换器对中频数字信号进行处理，得到中频信息，进而根据理论公式计算出目标距离、速度信息等等，实现目标识别、雷达预警等功能。

本实施例中所示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构，并不构成对本申请方案所应用于其上的设备的限定，具体的设备可以包括比示出的更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件的布置。应当理解到，本实施例中所揭露的调制器等，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分仅仅为一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，本文所述耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元模块的间接耦合或通信连接。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种连续时间调制器，其特征在于，所述调制器包括：积分模块、量化模块、校准模块、切换模块和反馈模块；

所述调制器具有信号输入端和信号输出端，所述信号输入端依次通过所述积分模块和所述量化模块连接至所述信号输出端；

所述切换模块具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端通过所述校准模块连接至所述信号输出端形成第一支路，所述第二连接端与所述信号输出端直连形成第二支路；所述信号输入端通过所述反馈模块连接至所述切换模块；以及

所述切换模块用于切换所述第一支路和所述第二支路的工作状态，以使得所述调制器处于第一工作状态或者第二工作状态；

其中，所述调制器处于所述第一工作状态时，所述第一支路处于通路状态，所述第二支路处于断路状态；所述调制器处于所述第二工作状态时，所述第一支路处于断路状态，所述第二支路处于通路状态；以及

基于同一采样比，所述调制器处于所述第一工作状态时的采样率，小于所述调制器处于所述第二工作状态时的采样率。

2.根据权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述调制器处于所述第一工作状态时的线性度，高于所述调制器处于所述第二工作状态时的线性度。

3.根据权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述积分模块包括并联的第一积分电路和第二积分电路；所述调制器还包括控制模块，所述控制模块分别与所述积分模块和所述切换模块的控制端连接；以及

所述控制模块用于根据控制命令控制所述第一积分电路和所述第二积分电路的工作状态，以及根据所述控制命令控制所述切换模块的切换操作；

其中，所述调制器处于所述第一工作状态时，所述第一积分电路处于通路状态，所述第二积分电路处于断路状态；所述调制器处于所述第二工作状态时，所述第一积分电路处于断路状态，所述第二积分电路处于通路状态。

4.根据权利要求3所述的调制器，其特征在于，所述第一积分电路和所述第二积分电路均包括至少一个积分电容；

其中，所述第一积分电路与所述第二积分电路中的积分电容一一对应并联，以及

所述第一积分电路中的积分电容容值小于所述第二积分电路中对应的积分电容容值。

5.根据权利要求4所述的调制器，其特征在于，所述第一积分电路中的积分电容容值与所述第二积分电路中对应的积分电容容值之间的比值，等于所述调制器处于所述第一工作状态时的采样率与所述调制器处于所述第二工作状态时的采样率之间的比值。

6.根据权利要求5所述的调制器，其特征在于，所述调制器为单环高阶调制器或多环低阶调制器；和/或

所述调制器为连续时间Σ-Δ调制器。

7.根据权利要求6所述的调制器，其特征在于，所述调制器为单环高阶调制器时，所述调制器包括至少两个级联的运算放大器，各所述运算放大器的电源端与对应输入端之间并联有两个积分电容，所述两个积分电容分别位于不同的积分电路中；

其中，在各所述运算放大器的同一对电源端与所述输入端之间，属于第一积分电路的积分电容与属于第二积分电路的积分电容之间的比值，等于所述调制器处于所述第一工作状态时的采样率与所述调制器处于所述第二工作状态时的采样率之间的比值。

8.根据权利要求5所述的调制器，其特征在于，所述调制器为单环三阶调制器。

9.根据权利要求3-8中任意一项所述的调制器，其特征在于，所述控制模块包括一比特寄存器；

其中，所述一比特寄存器通过置“0”位或者置“1”位，来控制所述第一积分电路和所述第二积分电路的工作状态，以及控制所述切换模块的切换操作。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的调制器，其特征在于，所述校准模块包括权重平均计算单元，所述权重平均计算单元内预置有数据权重平均算法；

其中，所述权重平均计算单元可用于根据所述数据权重平均算法校准所述调制器的线性度。

11.一种基带模数转换器，其特征在于，包括依次连接的调制器、数字低通滤波器和抽取滤波器；

其中，所述调制器为如权利要求1-10中任意一项所述的调制器。

12.一种雷达系统，其特征在于，包括：

射频前端，用于发射指定频段的电磁波信号及接受被目标物所反射形成的回波信号；以及

基带处理模块，包括如权利要求11所述的基带模数转换器，用于基于所述指定频段的电磁波信号和所述回波信号进行信号处理；

其中，所述基带模数转换器可用于对所述回波信号进行模数转换。

13.根据权利要求12所述的雷达系统，其特征在于，所述雷达系统中的各个部件集成于同一雷达芯片中，所述雷达芯片包括封装层和雷达裸片，所述射频前端包括至少一根天线；以及

各根所述天线集成于所述封装层中和/或所述雷达裸片中。

14.根据权利要求12所述的雷达系统，其特征在于，所述雷达系统为FMCW雷达系统。