DE102017117112B4 - METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING AN EFFECT OF CLOCK JITTER IN A DELTA-SIGMA MODULATOR - Google Patents
METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING AN EFFECT OF CLOCK JITTER IN A DELTA-SIGMA MODULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017117112B4 DE102017117112B4 DE102017117112.6A DE102017117112A DE102017117112B4 DE 102017117112 B4 DE102017117112 B4 DE 102017117112B4 DE 102017117112 A DE102017117112 A DE 102017117112A DE 102017117112 B4 DE102017117112 B4 DE 102017117112B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- delta
- integrator
- vref
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 title description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 51
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 33
- 229920005994 diacetyl cellulose Polymers 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011438 discrete method Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/30—Delta-sigma modulation
- H03M3/322—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
- H03M3/368—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise other than the quantisation noise already being shaped inherently by delta-sigma modulators
- H03M3/37—Compensation or reduction of delay or phase error
- H03M3/372—Jitter reduction
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/30—Delta-sigma modulation
- H03M3/458—Analogue/digital converters using delta-sigma modulation as an intermediate step
Abstract
Verfahren zur Reduzierung eines Einflusses eines Taktjitters in einem Delta-Sigma-Modulator (1), wobei eine Schaltungsanordnung (13) einen Delta-Sigma-Modulator (1) und eine Kompensationsschaltung (2) umfasst, wobei die Kompensationsschaltung (2) eine Messschaltung (4) und eine Einkoppelschaltung (3) umfasst, wobei die Messschaltung (4) eine erste Schalteranordnung (6) und eine zweite Schalteranordnung (8), einen zweiten Integrator (7), eine erste Verzögerungsvorrichtung (9) und eine Sample&Hold-Schaltung (10) aufweist, umfassend die folgenden Schritte:- Erzeugung eines Kompensationssignal Verr zur Anwendung auf ein Eingangssignal Vin des Delta-Sigma-Modulators (1) durch die Einkoppelschaltung (3),- wobei eine Korrekturspannung VJitter aus der Messschaltung (4) und ein Feedbacksignal Vfb aus dem Delta-Sigma-Modulator (1) als Eingangssignal für die Einkoppelschaltung (3) verwendet werden und- die Korrekturspannung VJitter proportional zum Taktjitter ist und durch die Messschaltung (4) in Abhängigkeit von Referenzspannungen ermittelt wird,- Auswahl zwischen einem ersten Referenzsignal +Vref,int und einem zweiten Referenzsignal -Vref.int durch erste Schalteranordnung (6), wobei die erste Schalteranordnung (6) mit dem Signal Vmess ansteuerbar ist,- Weiterleitung des ausgewählten Referenzsignals an den zweiten Integrator (7),- Verwendung des ausgewählten Referenzsignal als Eingangssignal für den zweiten Integrator (7), wodurch ein Integratorausgangssignal Vint als Ausgabe-signal des zweiten Integrators (7) erhalten wird,- Vergleich des Integratorausgangssignals Vint mit den Referenzsignalen +Vref,dif und -Vref,dif,- Anwendung einer Verzögerung auf das Signal Vmess durch die erste Verzögerungsvorrichtung (9),- Weiterleitung der Differenz der Referenzsignale durch die zweite Schalteranordnung (8), wobei die zweite Schalteranordnung (8) mit dem verzögerten Signal Vmess ansteuerbar ist,- Abtasten des Differenzsignals durch die Sample&Hold-Schaltung (10), wodurch die Korrekturspannung VJitter als Ausgabesignal der Messschaltung (4) erhalten wird.Method for reducing the influence of a clock jitter in a delta-sigma modulator (1), a circuit arrangement (13) comprising a delta-sigma modulator (1) and a compensation circuit (2), the compensation circuit (2) having a measuring circuit ( 4) and a coupling circuit (3), wherein the measuring circuit (4) comprises a first switch arrangement (6) and a second switch arrangement (8), a second integrator (7), a first delay device (9) and a sample and hold circuit (10 ) comprising the following steps:- generation of a compensation signal Verr for application to an input signal Vin of the delta-sigma modulator (1) by the coupling circuit (3),- wherein a correction voltage VJitter from the measuring circuit (4) and a feedback signal Vfb from the delta-sigma modulator (1) as an input signal for the coupling circuit (3) and- the correction voltage VJitter is proportional to the clock jitter and is used by the measuring circuit (4) i n is determined as a function of reference voltages,- selection between a first reference signal +Vref,int and a second reference signal -Vref.int by the first switch arrangement (6), the first switch arrangement (6) being controllable with the signal Vmess,- forwarding the selected one reference signal to the second integrator (7),- using the selected reference signal as an input signal for the second integrator (7), whereby an integrator output signal Vint is obtained as the output signal of the second integrator (7),- comparing the integrator output signal Vint with the reference signals + Vref,dif and -Vref,dif,- applying a delay to the signal Vmess by the first delay device (9),- passing the difference of the reference signals through the second switch arrangement (8), the second switch arrangement (8) being connected to the delayed signal Vmess can be controlled, - sampling of the difference signal by the sample and hold circuit (10), whereby the correction rspannungs VJitter is obtained as an output signal of the measuring circuit (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Reduzierung eines Einflusses eines Taktjitters in einem Delta-Sigma-Modulator, wobei eine Schaltungsanordnung umfassend einen Delta-Sigma-Modulator eine Kompensationsschaltung umfasst, die eine Messschaltung und eine Einkoppelschaltung umfasst.The invention relates to a method and a circuit arrangement for reducing the influence of a clock jitter in a delta sigma modulator, a circuit arrangement comprising a delta sigma modulator comprising a compensation circuit comprising a measuring circuit and a coupling circuit.
Stand der Technik:State of the art:
Im Bereich der Datenübertragung ist das Phänomen des Jitters bekannt. Mit diesem Begriff bezeichnet man vorzugsweise zeitliches Taktzittern bei der Übertragung von Digitalsignalen beziehungsweise eine leichte Genauigkeitsschwankung im Übertragungstakt von Datensignalen. Dieser Übertragungstakt wird im Englischen bevorzugt mit dem Begriff „Clock“ bezeichnet, weswegen die Begriffe „Jitter“, „Clock-Jitter“ und „Taktjitter“ im Kontext dieser Erfindung synonym verwendet werden. Jitterbedingte Störsignale stören die Datenübertragung, weswegen ihre Reduzierung wünschenswert ist.The phenomenon of jitter is well known in the field of data transmission. This term is preferably used to describe temporal clock jitter in the transmission of digital signals or a slight fluctuation in accuracy in the transmission clock of data signals. In English, this transmission cycle is preferably referred to by the term “clock”, which is why the terms “jitter”, “clock jitter” and “clock jitter” are used synonymously in the context of this invention. Jitter-related interference signals interfere with data transmission, which is why their reduction is desirable.
Im Stand der Technik sind Verfahren und Schaltungen bekannt, mit denen versucht wird, die negativen Einflüsse des Clock-Jitters zu reduzieren. Beispielsweise sind Digital-Analog-Konverter bekannt, die mit geschalteten Kapazitäten ausgestattet sind. Nachteilig an diesen Konvertern ist jedoch, dass in diesem Fall eine höhere Bandbreite der Verstärker erforderlich ist. Außerdem sind im Stand der Technik Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die allerdings den Nachteil aufweisen, dass der Integrator des Delta-Sigma-Modulators periodisch zurückgesetzt („Reset“) werden muss, was die Handhabbarkeit des Delta-Sigma-Modulators erheblich verschlechtert.Methods and circuits are known in the prior art that attempt to reduce the negative effects of clock jitter. For example, digital-to-analog converters are known that are equipped with switched capacitors. However, the disadvantage of these converters is that in this case a higher bandwidth of the amplifier is required. Methods and devices are also known in the prior art, which however have the disadvantage that the integrator of the delta-sigma modulator has to be reset periodically (“reset”), which significantly impairs the handling of the delta-sigma modulator.
In Tiew und Chen (2005) wird ein zeitdiskretes Verfahren zur Kompensation der nichtidealen DAC Pulsform offenbart. Die nichtideale DAC Pulsform ist insbesondere dann ein Problem, wenn man NonReturn-to-Zero (NRZ) DAC Pulsformen verwendet. NRZ wird insbesondere dann häufig verwendet, wenn ein CT-Modulator bei NRZ um 6 dB weniger empfindlich gegenüber Taktjitter ist als bei Return-to-Zero (RZ) Pulsformen (vgl. Brückenparagraph Seite 3680/3681). Dafür hat RZ den Vorteil, dass das Einschwingverhalten des DACs immer gleich ist und sich daher bei positiven und negativen Pulsfolgen immer kompensiert und damit eine Korrektur des Faktors (Gain) ausreichend ist. Die Kompensation basiert auf der Erfassung des Fehlersignals (error signal) durch zwei zusätzliche DACs, die an den Rückkopplungs-DAC angepasst sind.Tiew and Chen (2005) disclose a time-discrete method for compensating for the non-ideal DAC pulse shape. The non-ideal DAC pulse shape is particularly a problem when using non-return-to-zero (NRZ) DAC pulse shapes. NRZ is often used in particular when a CT modulator is 6 dB less sensitive to clock jitter with NRZ than with return-to-zero (RZ) pulse shapes (cf. bridge paragraph page 3680/3681). On the other hand, RZ has the advantage that the transient behavior of the DAC is always the same and therefore always compensates for positive and negative pulse sequences, so that a correction of the factor (gain) is sufficient. The compensation is based on the detection of the error signal (error signal) by two additional DACs, which are matched to the feedback DAC.
In
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Reduzierung eines Einflusses eines Taktjitters in einem Delta-Sigma-Modulator bereitzustellen, die nicht die Nachteile und Mängel des Standes der Technik aufweisen und bei denen ein periodisches Zurücksetzen des Integrators nicht erforderlich ist. Darüber hinaus soll der Verstärker mit üblichen Bandbreiten betrieben werden können und der Einfluss des Jitters auf den Delta-Sigma-Modulator, insbesondere auf dessen Signal-Rausch-Verhältnis, wesentlich reduziert werden.It is therefore the object of the present invention to provide a method and a circuit arrangement for reducing the influence of a clock jitter in a delta-sigma modulator which do not have the disadvantages and shortcomings of the prior art and which do not require periodic resetting of the integrator . In addition, the amplifier should be able to be operated with the usual bandwidths and the influence of the jitter on the delta-sigma modulator, in particular on its signal-to-noise ratio, should be significantly reduced.
Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 4. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Reduzierung des Einflusses eines Taktjitters in einem Delta-Sigma-Modulator vorgesehen, wobei eine Schaltungsanordnung umfassend einen Delta-Sigma-Modulator eine Kompensationsschaltung umfasst, die eine Messschaltung und eine Einkoppelschaltung umfasst, wobei die Messschaltung eine erste Schalteranordnung und eine zweite Schalteranordnung, einen zweiten Integrator, eine erste Verzögerungsvorrichtung und eine Sample&Hold-Schaltung aufweist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Erzeugung eines Kompensationssignal Verr zur Anwendung auf ein Eingangssignal Vin des Delta-Sigma-Modulators durch die Einkoppelschaltung,
- - wobei eine Korrekturspannung VJitter aus der Messschaltung und ein Feedbacksignal Vfb aus dem Delta-Sigma-Modulator als Eingangssignal für die Einkoppelschaltung verwendet werden und
- - die Korrekturspannung VJitter proportional zum Taktjitter ist und durch die Messschaltung in Abhängigkeit von Referenzspannungen ermittelt wird,
- - Auswahl zwischen einem ersten Referenzsignal +Vref,int und einem zweiten Referenzsignal -Vref.int durch erste Schalteranordnung, wobei die erste Schalteranordnung mit dem Signal Vmess ansteuerbar ist,
- - Weiterleitung des ausgewählten Referenzsignals an den zweiten Integrator,
- - Verwendung des ausgewählten Referenzsignal als Eingangssignal für den zweiten Integrator, wodurch ein Integratorausgangssignal Vint als Ausgabesignal des zweiten Integrators erhalten wird,
- - Vergleich des Integratorausgangssignals Vint mit den Referenzsignalen +Vref,dif und -Vref,dif,
- - Anwendung einer Verzögerung auf das Signal Vmess durch die erste Verzögerungsvorrichtung,
- - Weiterleitung der Differenz der Referenzsignale durch die zweite Schalteranordnung, wobei die zweite Schalteranordnung mit dem verzögerten Signal Vmess ansteuerbar ist,
- - Abtasten des Differenzsignals durch die Sample&Hold-Schaltung, wodurch die Korrekturspannung VJitter als Ausgabesignal der Messschaltung erhalten wird.
- - generation of a compensation signal Verr for application to an input signal Vin of the delta-sigma modulator by the coupling circuit,
- - wherein a correction voltage VJitter from the measuring circuit and a feedback signal Vfb from the delta-sigma modulator are used as input signals for the coupling circuit and
- - the correction voltage VJitter is proportional to the clock jitter and is determined by the measuring circuit as a function of reference voltages,
- - Selection between a first reference signal +Vref,int and a second reference signal -Vref.int by a first switch arrangement, the first switch arrangement being controllable with the signal Vmess,
- - forwarding of the selected reference signal to the second integrator,
- - using the selected reference signal as an input signal for the second integrator, whereby an integrator output signal Vint is obtained as the output signal of the second integrator,
- - Comparison of the integrator output signal Vint with the reference signals +Vref,dif and -Vref,dif,
- - application of a delay to the Vmess signal by the first delay device,
- - forwarding of the difference of the reference signals through the second switch arrangement, wherein the second switch arrangement can be controlled with the delayed signal Vmess,
- - Sampling of the difference signal by the Sample&Hold circuit, whereby the correction voltage VJitter is obtained as the output signal of the measurement circuit.
Dadurch wird vorteilhafterweise ein Verfahren zur Verfügung gestellt, bei dem der Taktjitter gemessen wird, wobei auf Grundlage dieses gemessenen Taktjitters eine Korrekturspannung VJitter abgeleitet und ein Kompensationssignal Verr bereitgestellt werden kann. Es war vollkommen überraschend, dass auf diese Weise ein Korrekturverfahren zur Reduzierung der Auswirkung des Jitters bereitgestellt werden kann, bei dem kein periodischer Reset des Intergrators des Delta-Sigma-Modulators erforderlich ist.This advantageously provides a method in which the clock jitter is measured, it being possible for a correction voltage VJitter to be derived on the basis of this measured clock jitter and for a compensation signal Verr to be provided. It was totally surprising that in this way a correction method for reducing the effect of jitter can be provided which does not require a periodic reset of the integrator of the delta-sigma modulator.
Die Verwendung von zwei Referenzen -Vref,int und +Vref,int und ihres Schalten mit Vmess ermöglicht es vorteilhafterweise, dass der zweite Integrator in beide Richtungen integrieren kann. Dabei erfolgt die Integration bei positiven Werten vorzugsweise nach oben und bei negativen Werten vorzugsweise nach unten. Die Korrektur der Referenzwerte -Vref,int und +Vref,int bewirkt, dass der Integrator in einem stabilen Bereich für Vint arbeiten kann. Es war vollkommen überraschend, dass ein Verfahren zur Reduzierung eines Taktjitters in einem Delta-Sigma-Modulator bereitgestellt werden kann, mit dem Single-Bit-, Multi-Bit-, NRZ- und/oder RZ-kodierte Feedback-Signale Vfb verarbeitet werden können. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Anordnung insbesondere in zeit-kontinuierlichen Delta-Sigma-Modulatoren einzusetzen. Es ist im Sinne ganz besonders bevorzugt, dass rechteckige Feedback-Signale verwendet werden, und zwar bevorzugt im Zusammenhang sowohl mit NRZ-, als auch mit RZ-Kodierungen.Using two references -Vref,int and +Vref,int and switching them with Vmess advantageously allows the second integrator to integrate in both directions. In this case, the integration preferably takes place upwards in the case of positive values and downwards in the case of negative values. The correction of the reference values -Vref,int and +Vref,int causes the integrator to work in a stable range for Vint. It was completely surprising that a method for reducing clock jitter in a delta-sigma modulator can be provided, with which single-bit, multi-bit, NRZ and/or RZ-coded feedback signals Vfb can be processed . It is preferred within the meaning of the invention to use the proposed method and the proposed arrangement in particular in time-continuous delta-sigma modulators. It is most preferred in that sense that rectangular feedback signals are used, preferably in the context of both NRZ and RZ coding.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Delta-Sigma-Modulator verkürzt auch als „Modulator“ bezeichnet wird. Es ist im Sinne der Erfindung auch bevorzugt, dass der Delta-Sigma-Modulator dazu eingerichtet ist, eine Delta-Sigma-Modulation auszuführen, d.h. insbesondere eine Umwandlung von digitalen in analoge Daten und/oder umgekehrt. Die Schaltungsanordnung umfassend einen Delta-Sigma-Modulator umfasst eine Kompensationsschaltung, die wiederum eine Messschaltung und eine Einkoppelschaltung umfasst.It is preferred within the meaning of the invention that the delta-sigma modulator is also referred to as “modulator” for short. It is also preferred within the meaning of the invention that the delta-sigma modulator is set up to carry out a delta-sigma modulation, i.e. in particular a conversion of digital into analog data and/or vice versa. The circuit arrangement including a delta-sigma modulator includes a compensation circuit, which in turn includes a measuring circuit and a coupling circuit.
Die Einkoppelschaltung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, ein Kompensationssignal Verr zu erzeugen, dass auf ein Eingangssignal Vin des Delta-Sigma-Modulators angewendet werden kann. Das Signal Verr wird vorzugsweise aus dem Signal VJitter und dem verzögerten Signal Vfb durch Multiplikation der beiden Werte gebildet, wobei das Signal Vfb bevorzugt um eine halbe Periode vom Signal Vmess verzögert ist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Verzögerungslänge der Länge einer Mess- und/oder Integrationsphase entspricht. Auf diese Weise umfasst das Kompensationssignal Verr vorzugsweise Informationen über den Jitter, nämlich durch die bevorzugte Einbeziehung des Signals VJitter, und das Feedback-Signal Vfb während der Messung.The coupling circuit is preferably set up to generate a compensation signal Verr that can be applied to an input signal Vin of the delta-sigma modulator. The signal Verr is preferably formed from the signal VJitter and the delayed signal Vfb by multiplying the two values, with the signal Vfb preferably being delayed by half a period from the signal Vmess. It is preferred within the meaning of the invention that the delay length corresponds to the length of a measurement and/or integration phase. In this way, the compensation signal Verr preferably includes information about the jitter, namely through the preferential inclusion of the signal VJitter, and the feedback signal Vfb during the measurement.
Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Einkoppelschaltung für die korrekte Addition des Kompensationssignals Verr zum Eingangssignal Vin sorgt. Das Eingangssignal Vin stellt vorzugsweise das Eingangssignal dar, das dem Delta-Sigma-Modulator zugeführt wird. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine Spannung. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass zu diesem Eingangssignal Vin ein Referenzsignal Vref hinzuaddiert wird, wobei diese Addition vorzugsweise in Abhängigkeit von einem Feedbacksignal Vfb des Delta-Sigma-Modulators erfolgt. Vorzugsweise ist das Feedbacksignal Vfb gleich dem Ausgangssignal Vout des Delta-Sigma-Modulators, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform eine NRZ- und/oder eine RZ-Kodierung auf das Feedbacksignal Vfb angewendet wird. Der Begriff „NRZ“ steht im Sinne der Erfindung bevorzugt für eine Non return to zero-Kodierung, der Begriff RZ für return to zero. Mit anderen Worten ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das vorgeschlagen Verfahren sowohl für RZ-, als auch für NRZ-Feedback-Signale verwendet werden kann. Insbesondere sind im Kontext der Erfindung ferner 1 -Bit und/oder Multi-Bit-Kodierungen erlaubt.In terms of the invention, it is particularly preferred that the coupling circuit ensures the correct addition of the compensation signal Verr to the input signal Vin. The input signal Vin preferably represents the input signal that is fed to the delta-sigma modulator. This is preferably a voltage. It is preferred within the meaning of the invention that a reference signal Vref is added to this input signal Vin, this addition preferably depending on a Feedback signal Vfb of the delta-sigma modulator takes place. The feedback signal Vfb is preferably equal to the output signal Vout of the delta-sigma modulator, with NRZ and/or RZ coding being applied to the feedback signal Vfb in a preferred embodiment. In the context of the invention, the term “NRZ” preferably stands for non-return-to-zero coding, and the term RZ stands for return-to-zero. In other words, it is preferred within the meaning of the invention that the proposed method can be used for both RZ and NRZ feedback signals. In particular, 1-bit and/or multi-bit coding is also permitted in the context of the invention.
Das Feedbacksignal Vfb unterliegt vorzugsweise unerwünschten jitter-bedingten Schwankungen, wobei durch diese unerwünschten Schwankungen Fehler im Delta-Sigma-Modulator hervorgerufen werden.The feedback signal Vfb is preferably subject to undesired fluctuations caused by jitter, these undesired fluctuations causing errors in the delta-sigma modulator.
Es ist eine Kompensationsschaltung vorgesehen, die eine Messschaltung und eine Einkoppelschaltung umfasst, wobei die Einkoppelschaltung ein Kompensationssignal Verr zur Anwendung auf ein Eingangssignal Vin des Delta-Sigma-Modulators erzeugt. Dabei verwendet die Einkoppelschaltung vorzugsweise zwei Eingangssignale, nämlich eine Korrekturspannung VJitter aus der Messschaltung und ein Feedbacksignal Vfb aus dem Delta-Sigma-Modulator. Dabei ist vorgesehen, dass die Korrekturspannung VJitter proportional zum Taktjitter ist und durch die Messschaltung in Abhängigkeit von Referenzspannungen ermittelt werden kann. Die Funktionsweise der Einkoppelschaltung ist in
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass mit der Messschaltung der Taktjitter in die Korrekturspannung VJitter umgewandelt werden kann, wobei die so erhaltene Korrekturspannung VJitter vorzugsweise proportional zum Taktjitter ist. Dieser Zusammenhang ist insbesondere in
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren die weiteren Schritte, die insbesondere Konkretisierungen des bisher dargestellten Verfahrens darstellen:
- a) Addition eines Spannungswerts Vref zum Eingangssignal Vin in Abhängigkeit von einem Feedbacksignal Vfb des Delta-Sigma-Modulators durch einen ersten Integrator,
- b) Verwendung des Feedbacksignals Vfb als Eingangssignal für die Einkoppelschaltung, wodurch ein Kompensationssignal Verr als Ausgabesignal der Einkoppelschaltung erhalten wird,
- c) Verwendung eines Signals Vmess als Eingangssignal für die Messschaltung,
- d) Umwandlung des Taktjitters in eine Korrekturspannung VJitter durch die Messschaltung, wobei VJitter als zusätzliches Eingangssignal für die Einkoppelschaltung verwendet wird und VJitter eine Funktion des Taktjitters ist,
- e) Addition des Kompensationssignal Verr zum Eingangssignal Vin durch die Einkoppelschaltung.
- a) addition of a voltage value Vref to the input signal Vin depending on a feedback signal Vfb of the delta-sigma modulator by a first integrator,
- b) using the feedback signal Vfb as an input signal for the coupling circuit, as a result of which a compensation signal Verr is obtained as the output signal of the coupling circuit,
- c) using a signal Vmess as input signal for the measuring circuit,
- d) conversion of the clock jitter into a correction voltage VJitter by the measuring circuit, with VJitter being used as an additional input signal for the coupling circuit and VJitter being a function of the clock jitter,
- e) Addition of the compensation signal Verr to the input signal Vin by the coupling circuit.
Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, einen Spannungswert Vref zu einem Eingangssignal Vin hinzuzuaddieren, wobei diese Addition vorzugsweise durch einen ersten Integrator erfolgt, der vorzugsweise Bestandteil des Delta-Sigma-Modulators ist. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Addition in Abhängigkeit von einem Feedbacksignal Vfb des Delta-Sigma-Modulators erfolgt. In einem weiteren Verfahrensschritt ist es bevorzugt, dass das Feedbacksignal Vfb als Eingangssignal für die Einkoppelschaltung verwendet wird, wodurch ein Kompensationssignal Verr als Ausgabesignal der Einkoppelschaltung erhalten wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Signal Vfb, welches vorzugsweise jitter-bedingten Schwankungen ausgesetzt ist, durch einen Schalter als Feedbacksignal des Delta-Sigma-Modulators verwendet wird. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass Vfb, bevorzugt zusammen mit der Korrekturspannung VJitter, als Eingangssignal der Einkoppelschaltung verwendet wird. Darüber hinaus ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, ein Signal Vmess als Eingangssignal für die Messschaltung zu verwenden. Vorzugsweise erfolgt eine Umwandlung des Taktjitters in eine Korrekturspannung VJitter mittels der Messschaltung, wobei VJitter eine Funktion des Taktjitters ist. Es kann im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass VJitter zum Taktjitter proportional ist. Für andere Anwendungen oder Kodierungen kann es aber ebenso bevorzugt sein, dass andere die Abhängigkeit des Werts VJitter vom Taktjitter einer nicht-linearen Funktion entspricht, die beispielsweise bei anderen DAC-Signalverlaufsformen als Rechteck (RZ, NRZ) benötigt werden. Außerdem kann die Korrekturspannung VJitter als zusätzliches Eingangssignal für die für die Einkoppelschaltung verwendet werden.It is particularly preferred within the meaning of the invention to add a voltage value Vref to an input signal Vin, this addition preferably being carried out by a first integrator which is preferably a component of the delta-sigma modulator. In addition, it is preferred that the addition takes place as a function of a feedback signal Vfb from the delta-sigma modulator. In a further method step, it is preferred that the feedback signal Vfb is used as an input signal for the coupling circuit, as a result of which a compensation signal Verr is obtained as the output signal of the coupling circuit. According to the invention, it is preferred that the signal Vfb, which is preferably exposed to fluctuations caused by jitter, is used by a switch as a feedback signal of the delta-sigma modulator. It is also preferred that Vfb, preferably together with the correction voltage VJitter, is used as the input signal of the coupling circuit. In addition, it is preferred within the meaning of the invention to use a signal Vmeas as the input signal for the measuring circuit. The clock jitter is preferably converted into a correction voltage VJitter by means of the measuring circuit, VJitter being a function of the clock jitter. In terms of the invention, it can be preferred that VJitter is proportional to the clock jitter. For other applications or encodings, however, it can also be preferred that the dependency of the value VJitter on the clock jitter corresponds to a non-linear function, which is required, for example, for DAC signal curve shapes other than rectangular (RZ, NRZ). In addition, the correction voltage VJitter can be used as an additional input signal for the coupling circuit.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Signal Vmess vom jitternden Systemtakt abgeleitet werden kann. Dadurch ist das erhaltene Signal Vmess zeitlich nicht konstant, insbesondere unterliegt es geringen Schwankungen. Im Sinne der Erfindung sind solche Schwankungen und Abweichungen des Signals Vmess, die nicht auf den jitternden Systemtakt zurückzuführen sind, nicht erwünscht, da sie die Messergebnisse verschlechtern könnten.It is preferred within the meaning of the invention that the signal Vmess can be derived from the jittering system clock. As a result, the signal Vmeas received is not constant over time, in particular it is subject to small fluctuations. Within the meaning of the invention, such fluctuations and deviations in the signal Vmeas that cannot be attributed to the jittering system clock are not desirable, since they could impair the measurement results.
Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, zwei Referenzspannungen bereitzustellen, die im Sinne der Erfindung bevorzugt als erstes Referenzsignal +Vref,int und als zweites Referenzsignal -Vref,int bezeichnet werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Werte der Referenzspannungen durch Summierer korrigiert werden können, wobei diese Korrektur vorzugsweise entsprechend der Vorzeichen der Referenzspannungen +Vref,int und -Vref,int erfolgt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Messschaltung eine erste und eine zweite Schalteranordnung umfasst, wobei die erste Schalteranordnung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, eine Auswahl zwischen dem ersten Referenzsignal +Vref,int und dem zweiten Referenzsignal -Vref,int zu treffen. Vorzugsweise bestehen die Schalteranordnungen aus mindestens einem Schalter, wobei die Schalteranordnungen der Messschaltung vorzugsweise zwei oder mehr Schalter umfassen können. Die erste Schalteranordnung kann vorzugsweise mit dem Signal Vmess angesteuert werden. Vorzugsweise ist die erste Schalteranordnung darüber hinaus dazu eingerichtet, das ausgewählte Referenzsignal zu einem zweiten Integrator weiterzuleiten. Dieser zweite Integrator ist vorzugsweise Bestandteil der Messschaltung und wird im Sinne der Erfindung vorzugsweise auch als Hauptintegrator bezeichnet.It is particularly preferred within the meaning of the invention to provide two reference voltages, which are preferably referred to as the first reference signal +Vref,int and as the second reference signal -Vref,int within the meaning of the invention. It is preferred within the meaning of the invention that the values of the reference voltages can be corrected by adders, this correction preferably taking place in accordance with the signs of the reference voltages +Vref,int and -Vref,int. According to the invention, it is preferred that the measuring circuit comprises a first and a second switch arrangement, the first switch arrangement preferably being set up to make a selection between the first reference signal +Vref,int and the second reference signal -Vref,int. The switch arrangements preferably consist of at least one switch, it being possible for the switch arrangements of the measuring circuit to preferably comprise two or more switches. The first switch arrangement can preferably be controlled with the signal Vmeas. In addition, the first switch arrangement is preferably set up to forward the selected reference signal to a second integrator. This second integrator is preferably part of the measuring circuit and is preferably also referred to as the main integrator within the meaning of the invention.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das ausgewählte Referenzsignal als Eingangssignal für den zweiten Integrator verwendet wird, wodurch ein Integratorausgangssignal Vint als Ausgabesignal des zweiten Integrators erhalten wird. Ein beispielhafter Verlauf eines Integratorausgangssignals Vint ist in
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Taktperiode bei Verwendung einer NRZ-Kodierung der Zeitdauer zwischen je einem Maximum und einem Minimum der Auftragung von Vint in Abhängigkeit von der Zeit t entspricht. Es ist bevorzugt, dass der nominale Integrationsbereich des Integrators bei Verwendung einer NRZ-Kodierung zwischen +Vref,int/2 und -Vref,int/2 liegt, wobei die Werte +Vref,int und -Vref,int vorzugsweise die Referenzspannungen darstellen, die beispielsweise als Eingangssignale der Messschaltung verwendet werden. Die Grenzen +Vref,int/2 und -Vref,int/2 des Integrationsbereich entsprechen bevorzugt den halben Werten dieser Referenzspannungen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass bei einer RZ-Kodierung die Integrationsgrenzen bei +/- Vref,int/4 liegen. Dies ist vorzugsweise darauf zurückzuführen, dass in dieser bevorzugten Ausführung der Erfindung der Systemtakt clk als Vmess verwendet wird und sich die Integrationsperiode im Vergleich zu den Werten für die NRZ-Kodierung halbiert.It is preferred within the meaning of the invention that a clock period when using NRZ coding corresponds to the duration between a maximum and a minimum of the plot of Vint as a function of the time t. It is preferred that the nominal integration range of the integrator when using NRZ coding is between +Vref,int/2 and -Vref,int/2, where the values +Vref,int and -Vref,int preferably represent the reference voltages that be used for example as input signals of the measuring circuit. The limits +Vref,int/2 and -Vref,int/2 of the integration range preferably correspond to half the values of these reference voltages. In terms of the invention, it is preferred that the integration limits lie at +/-Vref,int/4 in the case of RZ coding. This is preferably due to the fact that in this preferred embodiment of the invention the system clock clk is used as Vmess and the integration period is halved compared to the values for the NRZ coding.
Es kann jitter-bedingt dazu kommen, dass bei Verwendung einer NRZ-Kodierung diese Grenzen am Ende einer Integrationsphase nicht erreicht werden, wobei eine Integrationsphase vorzugsweise einer Periode des Systemtakts entspricht. Dieses Nicht-Erreichen der Grenzwerte +Verf/2 und -Vref/2 des Integrationsbereichs tritt beispielsweise am Ende der zweiten oder am Ende der fünften Taktperiode auf, wobei diese Taktperioden gegenüber der nominalen Taktperiode verkürzt (die zweite Taktperiode) oder verlängert (die fünfte Taktperiode) sind. Am Ende der zweiten Taktperiode erreicht Vint den Grenzwert -Vref/2 nicht ganz, die Integratorausgangsspannung Vint bleibt vielmehr um einen Wert VJitter hinter dem Grenzwert -Vref/2 zurück. Am Ende der fünften Taktperiode überschießt die Integratorausgangsspannung Vint den Grenzwert +Vref/2, und zwar bevorzugt um den Wert VJitter. Die Erfinder haben erkannt, dass die entsprechende Spannungsdifferenz VJitter ein Maß für den Jitter in dieser Taktperiode selbst ist. Durch eine Korrektur der Referenzspannungen um den Wert VJitter, vorzugsweise durch die Messschaltung des Delta-Sigma-Modulators, wird somit überraschenderweise erreicht, dass der Integrator nach einer Phase, in der ein Jitter auftritt, die Integrationsgrenzen in der nächsten Taktperiode, d.h. im nächsten Integrationsbereich, wieder erreichen kann, insbesondere dann, wenn der entsprechende Takt wieder nominal verläuft. Bei Verwendung einer RZ-Kodierung ist es bevorzugt, dass eine Integrationsphase gleich der Hälfte der Periode des Systemtakts ist.Due to jitter, these limits may not be reached at the end of an integration phase when using NRZ coding, with an integration phase preferably corresponding to one period of the system clock. This failure to reach the limit values +Verf/2 and -Vref/2 of the integration range occurs, for example, at the end of the second or at the end of the fifth clock period, these clock periods being shortened (the second clock period) or lengthened (the fifth clock period) compared to the nominal clock period ) are. At the end of the second clock period, Vint does not quite reach the -Vref/2 limit, rather the integrator output voltage Vint lags behind the -Vref/2 limit by a value VJitter. At the end of the fifth clock period, the integrator output voltage Vint exceeds the limit +Vref/2, preferably by the value VJitter. The inventors have recognized that the corresponding voltage difference VJitter is a measure of the jitter in this clock period itself. By correcting the reference voltages by the value VJitter, preferably by the measuring circuit of the delta-sigma modulator, it is surprisingly achieved that the integrator, after a phase in which jitter occurs, exceeds the integration limits in the next clock period, i.e. in the next integration range , can reach again, especially when the corresponding clock runs nominally again. When using RZ coding, it is preferred that an integration phase is equal to half the period of the system clock.
Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass das Integratorausgangssignal Vint mit den Referenzsignalen +Vref,dif und -Vref,dif verglichen wird. Mit anderen Worten wird das Signal Vint gegen die Signale +Vref,dif und -Vref,dif verglichen, wobei dieser Vergleich vorzugsweise unter Berücksichtigung der Vorzeichen der Referenzspannungen erfolgt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Werte +/- Vref,dif von der verwendeten Kodierung beziehungsweise dem Integrationsbereich von Vint abhängen. Die Formulierung „+Vref/2“ bezeichnet beispielsweise den halben Wert der ersten Referenzspannung „+Vref“. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass der Integrationsbereich von der Kodierung beziehungsweise dem Signal Vfb abhängig ist. Es ist bevorzugt, dass die so ermittelte Differenz bevorzugt über die zweite Schalteranordnung zu einer Sample&Hold-Schaltung geführt wird. Dabei kann die zweite Schalteranordnung vorzugsweise mit einem verzögerten Signal Vmess angesteuert werden. Innerhalb der Messschaltung wird das Signal Vmess bevorzugt einmal unverzögert und einmal verzögert weiterverarbeitet. Dabei erfolgt die unverzögerte Weiterverarbeitung vorzugsweise mit einer ersten Schalteranordnung der Messschaltung und die verzögerte Weiterverarbeitung des Signals Vmess durch die erste Verzögerungseinrichtung.It is also preferred that the integrator output signal Vint is compared to the reference signals +Vref,dif and -Vref,dif. In other words, the signal Vint is compared against the signals +Vref,dif and -Vref,dif, this comparison preferably taking into account the signs of the reference voltages. In terms of the invention, it is preferred that the values +/-Vref,dif depend on the coding used or the integration range of Vint. For example, the formulation "+Vref/2" designates half the value of the first reference voltage "+Vref". In terms of the invention, it is particularly preferred that the integration range is dependent on the coding or the signal Vfb. It is preferred that the difference determined in this way is preferably routed via the second switch arrangement to a sample and hold circuit. In this case, the second switch arrangement can preferably be controlled with a delayed signal Vmeas. Within the measuring circuit, the signal Vmess is preferably processed further once without a delay and once with a delay. In this case, the undelayed further processing preferably takes place with a first switch arrangement of the measuring circuit and the delayed further processing of the signal Vmeas by the first delay device.
Die Sample&Hold-Schaltung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, das Differenzsignal bei den Flanken von Vmess abzutasten. Mit anderen Worten umfasst das Verfahren den weiteren Verfahrensschritt, dass das Differenzsignal durch die Sample&Hold-Schaltung abgetastet wird, wodurch vorzugsweise die Korrekturspannung VJitter als Ausgabesignal der Messschaltung erhalten wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass Differenzsignal auch als Differenzsignal Δ zu bezeichnen. Ein besonderer Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass die Verzögerung von Vmess vorteilhafterweise dafür sorgt, dass sich ein Abtastpunkt der Sample& Hold-Schaltung nicht im Umschaltzeitpunkt der Schalteranordnungen befindet. Vorteilhafterweise ist das Ausgangssignal VJitter der Sample&Hold-Schaltung, d.h. die Korrekturspannung, proportional zum Clock-Jitter. Es kann vorteilhafterweise auch dazu verwendet werden, um die Referenzspannungen bei den Summierern zu korrigieren.The sample and hold circuit is preferably set up to sample the difference signal at the edges of Vmeas. In other words, the method includes the further method step that the difference signal is sampled by the sample and hold circuit, as a result of which the correction voltage VJitter is preferably obtained as the output signal of the measuring circuit. It is preferred within the meaning of the invention that the differential signal is also referred to as differential signal Δ. A particular advantage of this procedure is that the delay in Vmess advantageously ensures that a sampling point of the sample and hold circuit is not located at the switching time of the switch arrangements. Advantageously, the output signal VJitter of the sample and hold circuit, i.e. the correction voltage, is proportional to the clock jitter. It can also be used advantageously to correct the reference voltages at the summers.
Dadurch wird vorteilhafterweise ein Verfahren zur Verfügung gestellt, bei dem der Taktjitter vorzugsweise mit einem Integrator gemessen wird, wobei auf Grundlage dieses gemessenen Taktjitters eine Korrekturspannung VJitter zur Anwendung auf den Hauptintegrator des Delta-Sigma-Modulators abgeleitet wird. Es war vollkommen überraschend, dass auf diese Weise ein Korrekturverfahren zur Reduzierung der Auswirkung des Jitters bereitgestellt werden kann, bei dem kein periodischer Reset des Intergrators des Delta-Sigma-Modulators erforderlich ist.This advantageously provides a method in which the clock jitter is preferably measured using an integrator, a correction voltage VJitter for application to the main integrator of the delta-sigma modulator being derived on the basis of this measured clock jitter. It was totally surprising that in this way a correction method for reducing the effect of jitter can be provided which does not require a periodic reset of the integrator of the delta-sigma modulator.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einkoppelschaltung eine zweite Verzögerungsvorrichtung, und das Verfahren umfasst die weiteren Schritte:
- m) Verwendung der Korrekturspannung VJitter aus der Messschaltung und des Feedbacksignals Vfb aus dem Delta-Sigma-Modulator als Eingangssignal für die Einkoppelschaltung,
- n) Anwendung einer Verzögerung von einer halben Periode des Signals Vmess auf das Feedbacksignal Vfb durch die zweite Verzögerungsvorrichtung,
- o) Erzeugung des Kompensationssignal Verr durch die Einkoppelschaltung.
- m) using the correction voltage VJitter from the measuring circuit and the feedback signal Vfb from the delta-sigma modulator as an input signal for the coupling circuit,
- n) applying a delay of half a period of the signal Vmess to the feedback signal Vfb by the second delay device,
- o) Generation of the compensation signal Verr by the coupling circuit.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, für die Einkoppeleinheit als Eingangssignale die Korrekturspannung VJitter aus der Messschaltung und das Feedbacksignal Vfb aus dem Delta-Sigma-Modulator zu verwenden. Um den Jitter korrekt kompensieren zu können, ist es bevorzugt, zusätzlich zum Kompensationssignal Vjitter auch die Information über das Feedbacksignal Vfb zu verarbeiten. Die Messschaltung liefert dieses Kompensationssignal Vjitter allerdings erst eine Integrationsphase später, da es zum Messen gebraucht wird. Es ist daher im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Feedbacksignal Vfb um eine halbe Periode des Signals Vmess verzögert wird. Dadurch wird vorteilhafterweise gewährleistet, dass das Kompensationssignal Verr korrekt zum Eingangssignal Vin des Delta-Sigma-Modulators hinzuaddiert wird. Der Begriff „korrekt“ bezeichnet im Sinne der Erfindung bevorzugt eine zeitliche Korrektheit des Hinzuaddierens, das vorteilhafterweise durch die Verzögerung des Feedbacksignals Vfb erreicht wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Verzögerung durch die zweite Verzögerungsvorrichtung der Einkoppelschaltung bewirkt wird. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass das Kompensationssignal Verr durch Multiplikation der Korrekturspannung VJitter und des verzögerten Feedbacksignals Vfb gebildet wird.It is preferred within the meaning of the invention to use the correction voltage VJitter from the measuring circuit and the feedback signal Vfb from the delta-sigma modulator as input signals for the coupling unit. In order to be able to compensate for the jitter correctly, it is preferred to also process the information about the feedback signal Vfb in addition to the compensation signal Vjitter. However, the measuring circuit does not supply this compensation signal Vjitter until an integration phase later, since it is needed for measuring. It is therefore preferred within the meaning of the invention that the feedback signal Vfb is delayed by half a period of the signal Vmess. This advantageously ensures that the compensation signal Verr is added correctly to the input signal Vin of the delta-sigma modulator. In the context of the invention, the term “correct” preferably designates a temporal correctness of the addition, which is advantageously achieved by delaying the feedback signal Vfb. It is preferred within the meaning of the invention that the delay is effected by the second delay device of the coupling circuit. According to the invention, it is particularly preferred that the compensation signal Verr is formed by multiplying the correction voltage VJitter and the delayed feedback signal Vfb.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Reduzierung eines Taktjitters in einem Delta-Sigma-Modulator, wobei die Schaltungsanordnung eine Kompensationsschaltung umfasst, die dazu eingerichtet ist, ein Kompensationssignal Verr zu erzeugen, das auf ein Eingangssignal Vin des Delta-Sigma-Modulators angewendet wird, wobei die Kompensationsschaltung eine Messschaltung zur Erzeugung einer Korrekturspannung VJitter und eine Einkoppelschaltung zur Umwandlung der Korrekturspannung VJitter in das Kompensationssignal Verr umfasst und die Messschaltung eine erste Schalteranordnung und eine zweite Schalteranordnung, einen zweiten Integrator, eine erste Verzögerungsvorrichtung und eine Sample&Hold-Schaltung umfasst.In a further aspect of the invention, the invention relates to a circuit arrangement for reducing clock jitter in a delta-sigma modulator, the circuit arrangement comprising a compensation circuit which is set up to generate a compensation signal Verr which is based on an input signal Vin of the delta-sigma -Modulator is applied, wherein the compensation circuit has a measuring circuit for generating a correction voltage VJitter and a coupling circuit for conversion processing of the correction voltage VJitter into the compensation signal Verr and the measuring circuit comprises a first switch arrangement and a second switch arrangement, a second integrator, a first delay device and a sample and hold circuit.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Vorteile und technischen Wirkungen, die für das Verfahren beschrieben werden, auch für die Schaltungsanordnung gelten, und umgekehrt. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Schaltung in Verbindung mit einem Delta-Sigma-Modulator verwendet werden kann. Es kann auch bevorzugt sein, dass der Delta-Sigma-Modulator Bestandteil der Schaltungsanordnung ist.It is preferred within the meaning of the invention that the advantages and technical effects that are described for the method also apply to the circuit arrangement, and vice versa. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the circuit can be used in connection with a delta-sigma modulator. It can also be preferred that the delta-sigma modulator is part of the circuit arrangement.
Es ist im Sinne der Erfindung vorgesehen, dass das Kompensationssignal Verr von der Kompensationsschaltung, insbesondere der Einkoppelschaltung der Kompensationsschaltung, erzeugt wird. Dieses Kompensationssignal Verr wird auf das Eingangssignal Vin des Delta-Sigma-Modulators angewendet. Es ist weiter vorgesehen, dass die Kompensationsschaltung eine Messschaltung zur Erzeugung einer Korrekturspannung VJitter umfasst. Des Weiteren umfasst die Kompensationsschaltung eine Einkoppelschaltung zur Umwandlung der Korrekturspannung VJitter in das Kompensationssignal Verr. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Reduzierung eines Taktjitters in einem Delta-Sigma-Modulator erreicht.It is provided within the meaning of the invention that the compensation signal Verr is generated by the compensation circuit, in particular the coupling circuit of the compensation circuit. This compensation signal Verr is applied to the input signal Vin of the delta-sigma modulator. It is further provided that the compensation circuit includes a measuring circuit for generating a correction voltage VJitter. Furthermore, the compensation circuit includes a coupling circuit for converting the correction voltage VJitter into the compensation signal Verr. This advantageously achieves a reduction in clock jitter in a delta-sigma modulator.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schaltungsanordnung einen ersten Integrator, der dazu eingerichtet ist, einen Spannungswert Vref zum Eingangssignal Vin in Abhängigkeit von einem Feedbacksignal Vfb des Delta-Sigma-Modulators zu addieren. Vorzugsweise variiert der Wert Vfb des Feedbacksignals aufgrund von Jitter-Schwankungen, wodurch Fehler in dem Delta-Sigma-Modulator hervorgerufen werden. Diese Jitter-Schwankungen können vorzugsweise mit dem Hauptintegrator gemessen werden, wobei dann eine Korrekturspannung VJitter aus den gemessenen Werten abgeleitet werden kann. Diese Korrekturspannung VJitter kann vorzugsweise auf den Hauptintegrator, der vorzugsweise Bestandteil der Messchaltung ist, angewendet werden. Dadurch wird überraschenderweise erreicht, dass der Integrator nicht periodisch zurückgesetzt werden muß.In a preferred embodiment of the invention, the circuit arrangement includes a first integrator which is set up to add a voltage value Vref to the input signal Vin as a function of a feedback signal Vfb from the delta-sigma modulator. Preferably, the value Vfb of the feedback signal varies due to jitter variations, which introduces errors in the delta-sigma modulator. These jitter fluctuations can preferably be measured using the main integrator, in which case a correction voltage VJitter can then be derived from the measured values. This correction voltage VJitter can preferably be applied to the main integrator, which is preferably part of the measuring circuit. Surprisingly, this means that the integrator does not have to be reset periodically.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Schalteranordnung dazu eingerichtet ist, eine Auswahl zwischen einem ersten Referenzsignal +Vref,int und einem zweiten Referenzsignal -Vref,int zu treffen. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass eine Differenz beziehungsweise ein Differenzsignal Δ erzeugt wird. Dies erfolgt vorzugsweise nach dem Integrator, wobei das verzögerte Signal vorzugsweise zur Ansteuerung der Schalter verwendet werden kann. Die zweite Schalteranordnung kann vorzugsweise dazu verwendet werden, das Integratorausgangssignal Vint mit einem durch die erste Verzögerungsvorrichtung verzögertem Signal Vmess zusammenzubringen und an eine Sample&Hold-Schaltung weiterzuleiten, wobei die Sample&Hold-Schaltung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, das Differenzsignal Δ abzutasten und die Korrekturspannung VJitter zu erzeugen.It is preferred within the meaning of the invention that the first switch arrangement is set up to make a selection between a first reference signal +Vref,int and a second reference signal -Vref,int. It is particularly preferred within the meaning of the invention that a difference or a difference signal Δ is generated. This is preferably done after the integrator, with the delayed signal preferably being able to be used to control the switches. The second switch arrangement can preferably be used to bring the integrator output signal Vint together with a signal Vmess delayed by the first delay device and forward it to a sample and hold circuit, the sample and hold circuit preferably being set up to sample the difference signal Δ and to generate the correction voltage VJitter .
Es ist im Sinne der Erfindung darüber hinaus bevorzugt, dass die Einkoppelschaltung eine zweite Verzögerungsvorrichtung zur Verzögerung des Feedbacksignals Vfb um eine halbe Periode des Signals Vmess umfasst. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Berücksichtigung des Feedbacksignals Vfb zum richtigen Zeitpunkt ermöglicht, denn das Kompensationssignal Vjitter wird von der Messschaltung erst eine Integrationsphase verspätet bereitgestellt. Das verzögerte Signal Vfb wird vorzugsweise verwendet, um es mit dem Kompensationssignal Vjitter zu multiplizieren, wodurch vorteilhafterweise erreicht wird, dass das Kompensationssignal Verr zum richtigen Zeitpunkt zum Eingangssignal Vin des Delta-Sigma-Modulators hinzugefügt wird. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Schaltungsanordnung dazu eingerichtet ist, das Verfahren zur Reduzierung eines Taktjitters in einem Delta-Sigma-Modulator durchzuführen.It is also preferred within the meaning of the invention that the coupling circuit includes a second delay device for delaying the feedback signal Vfb by half a period of the signal Vmess. This advantageously enables the feedback signal Vfb to be taken into account at the correct point in time, since the compensation signal Vjitter is only provided by the measuring circuit one integration phase late. The delayed signal Vfb is preferably used to multiply it with the compensation signal Vjitter, which advantageously achieves that the compensation signal Verr is added to the input signal Vin of the delta-sigma modulator at the right time. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the circuit arrangement is set up to carry out the method for reducing clock jitter in a delta-sigma modulator.
Die Erfindung wird anhand durch die nachfolgende Figur näher beschrieben; es zeigt:
-
1 Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Delta-Sigma-Modulators mit einem ersten Integrator und einer Kompensationsschaltung -
2 Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Messschaltung -
3 beispielhafter Verlauf der Integrationsspannung Vint in Abhängigkeit von der Zeit t in T0 -
4 Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Einkoppelschaltung -
5 Darstellung eines Delta-Sigma-Modulators dritter Ordnung
-
1 Representation of a preferred embodiment of a delta-sigma modulator with a first integrator and a compensation circuit -
2 Representation of a preferred embodiment of the measuring circuit -
3 Example of integration voltage Vint as a function of time t in T0 -
4 Representation of a preferred embodiment of the coupling circuit -
5 Representation of a third-order delta-sigma modulator
Im oberen Bereich der
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Feedbacksignal Vfb zusammen mit einer Korrekturspannung VJitter als Eingangssignal der Einkoppelschaltung (3) verwendet wird, die zusammen mit der Messschaltung (4) die Kompensationsschaltung (2) bildet. Als Eingangssignal der Messschaltung (4) wird vorzugsweise ein Signal Vmess verwendet.According to the invention, it is preferred that the feedback signal Vfb is used together with a correction voltage VJitter as the input signal of the coupling circuit (3), which together with the measuring circuit (4) forms the compensation circuit (2). A signal Vmess is preferably used as the input signal of the measuring circuit (4).
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in der Einkoppelschaltung (3) eine Umwandlung der Korrekturspannung VJitter in den Kompensationswert Verr erfolgt. Das Signal Verr wird vorzugsweise aus dem Signal VJitter und dem verzögerten Signal Vfb durch Multiplikation der beiden Werte gebildet, wobei das Signal Vfb bevorzugt um eine halbe Periode des Signals Vmess verzögert ist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Kompensationsspannung Verr als Ausgabewert in den Delta-Sigma-Modulator (1) zurückgegeben wird, so dass hiermit eine Korrektur der Spannungsreferenzen erfolgen kann.According to the invention, it is preferable for the correction voltage VJitter to be converted into the compensation value Verr in the coupling circuit (3). The signal Verr is preferably formed from the signal VJitter and the delayed signal Vfb by multiplying the two values, with the signal Vfb preferably being delayed by half a period of the signal Vmess. According to the invention, it is preferred that the compensation voltage Verr is fed back into the delta-sigma modulator (1) as an output value, so that the voltage references can be corrected.
Es ist im Sinne der Erfindung, dass es sich bei dem Signal Vmess um ein Rechteckssignal handelt, dass vorzugsweise eine Periodendauer Tmess aufweist. Vorzugsweise weisen die Signale Vmess und Vfb dasselbe Jitter auf. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Periodendauer Tmess gleich der doppelten Impulsbreite des Feedback-Signals Vfb ist. Bei der NRZ-Kodierung entspricht die Impulsbreite von Vfb vorzugsweise einer Periode des Systemtakts, wobei der Pegel bevorzugt für die ganze Periode gehalten wird. In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Signal Vmess die doppelte Periode wie der Systemtakt aufweisen, was bevorzugt der halben Frequenz clk/2 entspricht. Bei der RZ-Kodierung ist es bevorzugt, dass der Pegel für die Hälfte der Periode des Systemtakts gehalten wird. Dadurch kann das Signal Vmess vorzugsweise dem Systemtakt clk entsprechen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass folgende Beziehung gilt:
Es kann im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass als Feedback-Signal Vfb ein Multibit-Signal verwendet wird, bei dem mehrere Bits zum Einsatz kommen können, z.B. Werte zwischen -4 und +4. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass Vref,int der kleinsten Spannungsreferenz im Delta-Sigma-Modulator (1) entspricht, die beispielsweise von der Spannungsreferenz für ein least-significant-bit (LSB) gebildet wird, wobei bevorzugt gelten soll:
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass Vref,dif von Vref,int abgeleitet werden kann, wobei Vref,dif vorzugsweise von der Impulsbreite des Feedback-Signals Vfb abhängt, das bevorzugt die Integrationszeit, die Integrationsgrenzen bzw. Integrationsbereiche bestimmt. Es ist ferner bevorzugt, dass der Integrationsbereich des Integrators symmetrisch um null ist, so dass bevorzugt gilt:
Wenn die Grenzwerte +Verf/2 oder -Vref/2 jitterbedingt am Ende einer Integrationsphase nicht erreicht werden, kann eine Korrektur der Referenzspannungen um den Wert VJitter vorgenommen werden, und zwar vorzugsweise durch die Messschaltung (4) des Delta-Sigma-Modulators (1), wodurch überraschenderweise erreicht werden kann, dass der Integrator nach einer Phase, in der ein Jitter auftritt, die Integrationsgrenzen in der nächsten Taktperiode, d.h. im nächsten Integrationsbereich, wieder erreichen kann, insbesondere unter der Voraussetzung, dass der entsprechende Takt wieder nominal verläuft.If the limit values +Verf/2 or -Vref/2 are not reached at the end of an integration phase due to jitter, the reference voltages can be corrected by the value VJitter, preferably by the measuring circuit (4) of the delta-sigma modulator (1st ), which surprisingly allows the integrator to reach the integration limits again in the next clock period, i.e. in the next integration range, after a phase in which jitter occurs, especially under the condition that the corresponding clock runs nominally again.
Als Ausgabesignal der Einkoppelschaltung (3) und der Kompensationsschaltung (2) wird vorzugsweise die Kompensationsspannung Verr erhalten, die vorzugsweise zur Eingangsspannung Vin des Delta-Sigma-Modulators (1) hinzuaddiert werden kann.The compensation voltage Verr, which can preferably be added to the input voltage Vin of the delta-sigma modulator (1), is preferably obtained as the output signal of the coupling circuit (3) and the compensation circuit (2).
Die Verwendung eines Multiplizierer (12) ist besonders vorteilhaft, weil dadurch auch Multibit-Feedback-Signale mit der Einkoppelschaltung (3) verarbeitet werden können. Das Kompensationssignal ergibt sich somit bevorzugt aus der Beziehung:
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Delta-Sigma-ModulatorDelta Sigma Modulator
- 22
- Kompensationsschaltungcompensation circuit
- 33
- Einkoppelschaltungcoupling circuit
- 44
- Messschaltungmeasuring circuit
- 55
- erster Integratorfirst integrator
- 66
- erste Schalteranordnungfirst switch arrangement
- 77
- zweiter Integrator, Hauptintegratorsecond integrator, main integrator
- 88th
- zweite Schalteranordnungsecond switch arrangement
- 99
- erste Verzögerungsvorrichtungfirst delay device
- 1010
- Sample&Hold-SchaltungSample&Hold circuit
- 1111
- zweite Verzögerungsvorrichtungsecond delay device
- 1212
- Multiplizierermultiplier
- 1313
- Schaltungsanordnungcircuit arrangement
LITERATURVERZEICHNISBIBLIOGRAPHY
Tiew, Kei-Tee, and Yuan Chen. „DAC compensation for continuous-time delta-sigma modulators.“ 2005 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). IEEE, 2005.Tiew, Kei-Tee, and Yuan Chen. "DAC compensation for continuous-time delta-sigma modulators." 2005 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). IEEE, 2005.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017117112.6A DE102017117112B4 (en) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING AN EFFECT OF CLOCK JITTER IN A DELTA-SIGMA MODULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017117112.6A DE102017117112B4 (en) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING AN EFFECT OF CLOCK JITTER IN A DELTA-SIGMA MODULATOR |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017117112A1 DE102017117112A1 (en) | 2019-01-31 |
DE102017117112B4 true DE102017117112B4 (en) | 2023-03-23 |
Family
ID=65004065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017117112.6A Active DE102017117112B4 (en) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING AN EFFECT OF CLOCK JITTER IN A DELTA-SIGMA MODULATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017117112B4 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005059277A1 (en) | 2005-12-12 | 2007-06-14 | Infineon Technologies Ag | Compensation circuit for sigma-delta-analog-digital-converter, has modeling circuit producing modeled error signal, where modeled jitter error signal is subtracted from output signal for producing compensated digital output signal |
-
2017
- 2017-07-28 DE DE102017117112.6A patent/DE102017117112B4/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005059277A1 (en) | 2005-12-12 | 2007-06-14 | Infineon Technologies Ag | Compensation circuit for sigma-delta-analog-digital-converter, has modeling circuit producing modeled error signal, where modeled jitter error signal is subtracted from output signal for producing compensated digital output signal |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
TIEW, Kei-Tee; CHEN, Yuan: DAC Compensation for Continuous-Time Delta-Sigma Modulators. In: IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 2005, Vol.4, S.3680 – 3683. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017117112A1 (en) | 2019-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015219097B4 (en) | Versatile current sensor for switching regulators | |
DE102005012444B4 (en) | Control apparatus and method for scrambling the assignment of the references of a quantizer in a sigma-delta analog-to-digital converter | |
DE69938338T2 (en) | DIRECT DIGITAL SYNTHETIZER FOR ANGLE MODULATION | |
EP2936201B1 (en) | Device for determining a property of a transmission channel between a transmitter and a receiver | |
DE102018107692B4 (en) | Power scaling of a continuous time delta-sigma modulator | |
DE102013109172B4 (en) | Delay compensation for sigma-delta modulator | |
DE102005042710A1 (en) | Device and method for the spectral shaping of a reference clock signal | |
WO2007137659A1 (en) | Measuring device and method for measuring the power of a high frequency signal | |
DE102017117112B4 (en) | METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING AN EFFECT OF CLOCK JITTER IN A DELTA-SIGMA MODULATOR | |
DE102018119390B4 (en) | Techniques to reduce jitter when using digital PLL with ADC and DAC | |
DE102016125776A1 (en) | Double calibration loop for a random spread spectrum modulator | |
DE102011003736A1 (en) | Measurement signal correction device and method for correcting a measurement signal | |
DE102005015390B4 (en) | Quantizer in a multilevel sigma-delta analog-to-digital converter | |
DE102004031153B4 (en) | High-resolution sigma-delta converter | |
DE10233391C1 (en) | Analogue/digital converter circuit has output of comparator in first A/D converter combined with signal from second A/D converter for residual error correction before low-pass filtering | |
DE102016115657A1 (en) | Phase-locked loop | |
CH640379A5 (en) | METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING SIGNALS. | |
DE102014200856B3 (en) | Delta-sigma modulator | |
DE19854124C1 (en) | Sigma-Delta D / A converter | |
DE102013220157B4 (en) | Signal generating circuit | |
DE102014117457A1 (en) | STOCHASTIC CODING IN ANALOG-DIGITAL IMPLEMENTATION | |
EP3069448B1 (en) | Electric signal processing circuit | |
DE102008024218B4 (en) | Apparatus and method with reinforcement structures | |
DE4441043C1 (en) | A=D signal conversion method for magnetic-inductive flowmeter | |
DE102013220156B4 (en) | Test circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |