TWI690163B - 類比數位轉換器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露了一種類比數位轉換器，用來接收一類比輸入訊號並產生一數位碼。類比數位轉換器包含一三角積分調變器、一降頻濾波器以及一偵測電路。三角積分調變器包含一迴路濾波器、一量化器以及一數位類比轉換器。迴路濾波器用來接收該類比輸入訊號。量化器耦接該迴路濾波器，用來量化該迴路濾波器的一輸出以產生一數位輸出訊號。數位類比轉換器耦接該量化器及該迴路濾波器。降頻濾波器耦接該三角積分調變器，用來將該數位輸出訊號轉換為該數位碼。偵測電路耦接該三角積分調變器，用來偵測該三角積分調變器之一節點電壓，並產生一控制訊號。該控制訊號係用來控制該迴路濾波器、該量化器、該三角積分調變器之一回授路徑及/或該三角積分調變器之一前饋路徑。

Description

類比數位轉換器
本發明是關於類比數位轉換器（analog-to-digital converter, ADC），尤其是關於基於三角積分調變器的ADC。
三角積分調變器（sigma-delta modulator, SDM）是實現ADC的一個常用的手段，然而，應用於三角積分調變器的訊號通常具有以下的特性：帶內（in-band）訊號的訊號頻寬（signal bandwidth）之外有其他的振幅（magnitude）比帶內訊號大的帶外（out-of-band）訊號存在，此種會干擾三角積分調變器的帶外訊號可稱為鏡像（image）或阻斷（blocker）。因此，偵測及抑制該些不必要的帶外訊號成為本領域的重要課題。
鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種ADC，以提升ADC的穩定性。
本發明揭露一種類比數位轉換器，用來接收一類比輸入訊號並產生一數位碼。類比數位轉換器包含一三角積分調變器、一降頻濾波器以及一偵測電路。三角積分調變器包含一迴路濾波器、一量化器以及一數位類比轉換器。迴路濾波器用來接收該類比輸入訊號。量化器耦接該迴路濾波器，用來量化該迴路濾波器的一輸出以產生一數位輸出訊號。數位類比轉換器耦接該量化器及該迴路濾波器。降頻濾波器耦接該三角積分調變器，用來將該數位輸出訊號轉換為該數位碼。偵測電路耦接該三角積分調變器，用來偵測該三角積分調變器之一節點電壓，並產生一控制訊號。該控制訊號係用來控制該迴路濾波器、該量化器、該三角積分調變器之一回授路徑及/或該三角積分調變器之一前饋路徑。
本發明另揭露一種類比數位轉換器，用來接收一類比輸入訊號並產生一數位碼。類比數位轉換器包含一三角積分調變器、一降頻濾波器、一偵測電路以及一控制電路。三角積分調變器包含一迴路濾波器、一量化器以及一數位類比轉換器。迴路濾波器用來接收該類比輸入訊號。量化器耦接該迴路濾波器，用來量化該迴路濾波器的一輸出以產生一數位輸出訊號。數位類比轉換器耦接該量化器及該迴路濾波器。降頻濾波器耦接該三角積分調變器，用來將該數位輸出訊號轉換為該數位碼。偵測電路耦接該三角積分調變器，用來偵測該三角積分調變器之一節點電壓，並產生一偵測結果。控制電路耦接該偵測電路，用來根據該偵測結果產生一控制訊號。該控制訊號係用來控制該迴路濾波器、該量化器、該三角積分調變器之一回授路徑及/或該三角積分調變器之一前饋路徑。
本發明之ADC利用偵測電路偵測三角積分調變器的節點電壓，並根據偵測結果適應性地調整ADC，以提高ADC的穩定性以及降低功耗。相較於傳統技術，本發明之ADC能夠偵測及抑制該些不必要的帶外訊號，使ADC的操作更為穩定。
有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。
以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。
本發明之揭露內容包含基於三角積分調變器的ADC。由於本發明之ADC所包含之部分元件單獨而言可能為已知元件，因此在不影響該裝置發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於已知元件的細節將予以節略。
圖1為本發明一實施例之ADC的電路圖。ADC 10為基於三角積分調變器的ADC，包含低通濾波器（low-pass filter, LPF）100、SDM 200、降頻濾波器（decimation filter）900、複數個偵測電路300（圖1的例子中包含偵測電路300a、偵測電路300b、偵測電路300c及偵測電路300d）以及複數個箝位電路400（圖1的例子中包含箝位電路400a、箝位電路400b、箝位電路400c及箝位電路400d）。低通濾波器100低通濾波類比輸入訊號Vin，而SDM 200將低通濾波後的類比輸入訊號Vin轉換為數位輸出訊號 Dout，數位輸出訊號 Dout則由降頻濾波器900進行處理以產生數位碼 D。數位碼 D即為ADC 10的輸出。降頻濾波器900的操作為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。
SDM 200包含迴路濾波器（loop filter）210、量化器220、數位類比轉換器（digital-to-analog converter, DAC）230、開關240及阻抗電路250。迴路濾波器210接收且濾波低通濾波後的類比輸入訊號Vin，並且包含諧振器212a、諧振器212b及開關214。量化器220耦接該迴路濾波器，用來量化該迴路濾波器210的輸出以產生數位輸出訊號 Dout。開關240耦接於DAC 230與迴路濾波器210之間。SDM 200的動作原理為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。圖1中迴路濾波器210的階數僅為示例，非用以限定本發明。
諧振器212a受到控制訊號S1控制；諧振器212b受到控制訊號S2控制；開關214受到控制訊號S3控制；量化器220受到控制訊號S4控制；開關240受到控制訊號S5控制；阻抗電路250受到控制訊號S6控制；以及箝位電路400a至箝位電路400d分別受到控制訊號S7至控制訊號S10控制。
偵測電路300偵測SDM 200的數個節點電壓，並且產生控制訊號Cdx（在圖1的例子中，x為整數且
Figure 02_image001
）。更明確地說，偵測電路300a偵測SDM 200的輸入端（亦即低通濾波器100的輸出端、諧振器212a的輸入端）的電壓，並且產生控制訊號Cd1；偵測電路300b偵測諧振器212a的內部節點的電壓，並且產生控制訊號Cd2；偵測電路300c偵測諧振器212a的輸出電壓（亦即諧振器212b的輸入電壓），並且產生控制訊號Cd3；偵測電路300d偵測諧振器212b的輸出電壓（亦即量化器220的輸入電壓），並且產生控制訊號Cd4。控制訊號Cdx可以用來控制：（1）迴路濾波器210；（2）量化器220；（3）SDM 200的回授路徑245；（4）SDM 200的前饋路徑255；以及（5）箝位電路400。以下分別就上述的各種控制情境進行討論。
情境（1）：控制訊號Cdx控制迴路濾波器210。請參閱圖2，圖2為本發明一實施例之諧振器500的電路圖。諧振器500包含積分器510、積分器520及阻抗530。圖1的諧振器212a及諧振器212b可以以諧振器500實作。積分器510及積分器520各包含電阻R、電容C及運算放大器512或522，該些元件的連接方式如圖2所示，而積分器510及積分器520的動作原理為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。阻抗530位於諧振器500的回授路徑上，其一端耦接積分器520的運算放大器522的輸出端，另一端耦接積分器510的運算放大器512的其中一輸入端。阻抗530包含可變電阻532。受控制訊號S1的控制，積分器510及/或積分器520可以操作在被動模式。更明確地說，控制訊號S1可以關閉運算放大器512及/或運算放大器522，使得積分器510及積分器520只剩下被動元件（亦即電阻R及電容C）。當SDM 200中的鏡像或阻斷太大時，關閉運算放大器512及/或運算放大器522有助於穩定電路。此外，關閉運算放大器512及/或運算放大器522還具有省電的功效。
回到圖1，控制訊號Cdx亦可以降低迴路濾波器210的階數。更明確地說，當開關214受控制訊號S3控制而導通時，諧振器212a被旁路（bypass），等效於將迴路濾波器210的階數調降兩階。旁路諧振器212a等效於控制諧振器212a不起作用（inactive）。當SDM 200中的鏡像或阻斷太大時，降低迴路濾波器210的階數有助於穩定電路。此外，降低迴路濾波器210的階數還具有省電的功效。
情境（2）：控制訊號Cdx控制量化器220的輸入工作範圍。更明確地說，偵測電路300c可以測得諧振器212a的輸出擺幅（output swing），進而開啟/關閉量化器220中的比較器，或是調整量化器220的二進位搜索週期（binary search cycle）。舉例來說，當偵測電路300c測得諧振器212a的輸出擺幅小於第一預設值（代表數位輸出訊號 Dout的最高有效位元可能為邏輯0）或大於第二預設值（代表數位輸出訊號 Dout的最高有效位元可能為邏輯1）時（第二預設值大於第一預設值），控制訊號S4關閉量化器220中對應較高位元的比較器，或是控制量化器220略過二進位搜索中對應較高位元的前數個週期。換言之，量化器220的輸入工作範圍可以是作用中（active）的比較器的個數，或是實際執行的二進位搜索的週期數。
情境（3）：控制訊號Cdx控制開關240將DAC 230的輸出端耦接至諧振器212a的輸入端或是諧振器212b的輸入端。當諧振器212a被旁路時，控制訊號Cdx可以順應地控制開關240將DAC 230的輸出端耦接至諧振器212b的輸入端。當諧振器212a沒有被旁路時，控制訊號Cdx可以控制開關240將DAC 230的輸出端耦接至諧振器212a的輸入端或諧振器212b的輸入端。
情境（4）：控制訊號Cdx控制阻抗電路250。前饋路徑255連接迴路濾波器210的輸入端與迴路濾波器210的輸出端，且包含阻抗電路250。阻抗電路250的阻抗為可調（例如阻抗電路250包含可變電阻及/或可變電容），控制訊號S6藉由調整阻抗電路250的等效阻抗來調整SDM 200的前饋。
情境（5）：控制訊號Cdx調整箝位電路400的箝位電壓的大小，以限制相對應的節點的電壓值，進而抑制鏡像或阻斷，使電路更穩定。
請參閱圖2，偵測電路300b耦接於積分器510的輸出端及積分器520的輸入端，用來偵測諧振器500的內部節點的電壓，以產生控制訊號Cd2。箝位電路400b耦接於積分器510的輸出端及積分器520的輸入端，用來限制積分器510的輸出端及積分器520的輸入端的節點電壓。請注意，為了簡潔起見，圖1中沒有繪示電連接諧振器212b的內部節點的偵測電路300及箝位電路400，然而，本技術領域具有通常知識者可以根據圖1及圖2的揭露實作該偵測電路300及該箝位電路400。
在一些實施例中，前述的控制訊號Cdx用來控制與產生該控制訊號Cdx之偵測電路300電連接的元件。更明確地說，控制訊號S1可以是控制訊號Cd1、控制訊號Cd2或控制訊號Cd3；控制訊號S2可以是控制訊號Cd3或控制訊號Cd4；控制訊號S3可以是控制訊號Cd1或控制訊號Cd2；控制訊號S4可以是控制訊號Cd4；控制訊號S7可以是控制訊號Cd1；控制訊號S8可是控制訊號Cd2；控制訊號S9可以是控制訊號Cd3；而控制訊號S10可以是控制訊號Cd4。另外，控制訊號S5可以等於控制訊號S3；控制訊號S6可以是任一個控制訊號Cdx。
在其他的實施例中，控制訊號S1至控制訊號S10的任一者可以等於控制訊號Cd1至控制訊號Cd4的任一者。
圖3為本發明一實施例之箝位電路400的電路圖。箝位電路400主要包含電晶體412、電晶體414、電晶體416、電晶體418以及複數個開關。可以藉由切換該些開關來調整箝位電路400的箝位電壓（亦即節點N1與節點N2之間的電壓差）。節點N1及節點N2電連接積分器或運算放大器610a及積分器或運算放大器610b的輸出端，因此積分器或運算放大器610a及積分器或運算放大器610b的輸出電壓被限制為箝位電路400的箝位電壓。箝位電路400的電晶體個數及開關個數不以圖3所示的為限，且箝位電路400的動作原理為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。類似於積分器510 及520，積分器或運算放大器610a及610b可以被調整為操作在被動模式。
圖4為本發明另一實施例之ADC的電路圖。圖4的實施例與圖1的實施例相似，差別在於圖4的ADC 15更包含控制電路700及記憶體800。在圖4的實施例中，控制訊號S（包含S1至S10）由控制電路700根據偵測電路300的偵測結果DR（包含DR1至DR4）產生，而非由偵測電路300直接產生。更明確地說，控制電路700可以是具有程式執行能力的電路或電子元件，例如中央處理器、微處理器、微處理單元或數位訊號處理器，其藉由執行儲存在記憶體800中的程式碼或程式指令來進行控制。在一些實施例中，記憶體800儲存查找表，控制電路700利用偵測結果 DR在查找表中找出相對應的控制模式，以抑制SDM 200中的鏡像或阻斷，並且達到省電的功效。
相較於圖1的ADC 10，圖4的ADC 15可以同時考量SDM 200之複數個節點的電壓，以針對前述的複數個情境做出一綜合考量後的控制，進而達到以下多個電路特性的較佳組合：迴路濾波器210的階數；訊號轉移函數（signal transfer function, STF）及/或雜訊轉移函數（noise transfer function, NTF）的係數；擺幅；箝位電路400的箝位電壓；最大訊號雜訊比（signal-to-noise ratio, SNR）；最大動態範圍（dynamic range）、最大誤差向量幅度（error vector magnitude, EVM）；最大擺幅穩定性（swing stability）；最大阻斷（共存）能力（blocker (co-existence) ability）；以及最低功耗。圖1的實施例具有較快速的反應時間，換言之可以較快速地調整電路；圖4的實施例具有較全面及多樣性的調整策略。請注意，圖4的控制電路700亦可以針對上述的複數個情境做個別調整；換句話說，控制訊號S1至S10的至少其中一者與其他的控制訊號不具有相依性。
圖5為偵測電路300之一實施例的功能方塊圖。偵測電路300包含低解析ADC 310及區域控制電路320。低解析ADC 310將節點電壓Vn轉換為偵測結果DRx（在圖4的例子中，x為整數且
Figure 02_image001
），區域控制電路320再根據偵測結果DRx產生控制訊號Cdx。低解析ADC 310的位元數小於ADC 10及ADC 15的位元數。舉例來說，低解析ADC 310可以以2位元的ADC實作，以快速地得到偵測結果DRx。區域控制電路320可以是由複數個電晶體所構成的邏輯電路，本技術領域具有通常知識者可以根據上揭的內容來實作區域控制電路320。當圖5之偵測電路300應用於圖4之實施例時，偵測電路300包含低解析ADC 310但是不包含區域控制電路320。當節點電壓Vn較大時（例如因為鏡像或阻斷的存在而導致該節點的擺幅較大），偵測結果DRx也較大。
圖6為偵測電路300之另一實施例的功能方塊圖。偵測電路300包含及比較器330及區域控制電路320。比較器330將節點電壓Vn跟預設電壓比較以產生偵測結果DRx，區域控制電路320再根據偵測結果DRx產生控制訊號Cdx。比較器330可以視為一位元的低解析ADC 310。當圖6之偵測電路300應用於圖4之實施例時，偵測電路300包含比較器330但是不包含區域控制電路320。
綜上所述，本發明之ADC利用偵測電路偵測三角積分調變器的節點電壓，並根據偵測結果適應性地調整ADC，以提高ADC的穩定性以及降低功耗。
請注意，前揭圖示中，元件之形狀、尺寸以及比例等僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，非用以限制本發明。
雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
10、15:類比數位轉換器 100:低通濾波器 200:三角積分調變器 210:迴路濾波器 212a、212b、500:諧振器 214、240:開關 220:量化器 230:數位類比轉換器 245:回授路徑 250:阻抗電路 255:前饋路徑 300a、300b、300c、300d:偵測電路 400a、400b、400c、400d:箝位電路 900:降頻濾波器 Cd1~Cd4、Cdx:控制訊號 S1~S10、S:控制訊號 Vin:類比輸入訊號 Dout:數位輸出訊號 D:數位碼 510、520:積分器 512、522:運算放大器 530:阻抗 532:可變電阻 412、414、416、418:電晶體 N1、N2:節點 610a、610b:積分器或運算放大器 700:控制電路 800:記憶體 DR1~DR4、DRx、DR:偵測結果 310:低解析類比數位轉換器 320:區域控制電路 330:比較器 Vn:節點電壓
圖1為本發明一實施例之ADC的電路圖； 圖2為本發明一實施例之諧振器的電路圖； 圖3為本發明一實施例之箝位電路的電路圖； 圖4為本發明另一實施例之ADC的電路圖； 圖5為本發明一實施例之偵測電路的功能方塊圖；以及 圖6為本發明另一實施例之偵測電路的功能方塊圖。
10、15:類比數位轉換器
100:低通濾波器
200:三角積分調變器
210:迴路濾波器
212a、212b:諧振器
214、240:開關
220:量化器
230:數位類比轉換器
245:回授路徑
250:阻抗電路
255:前饋路徑
300a、300b、300c、300d:偵測電路
400a、400b、400c、400d:箝位電路
900:降頻濾波器
Cd1~Cd4:控制訊號
S1~S10:控制訊號
Vin:類比輸入訊號
Dout:數位輸出訊號
D:數位碼

Claims (10)

  1. 一種類比數位轉換器，用來接收一類比輸入訊號並產生一數位碼，包含：一三角積分調變器，包含：一迴路濾波器，用來接收該類比輸入訊號；一量化器，耦接該迴路濾波器，用來量化該迴路濾波器的一輸出以產生一數位輸出訊號；以及一數位類比轉換器，耦接該量化器及該迴路濾波器；一降頻濾波器，耦接該三角積分調變器，用來將該數位輸出訊號轉換為該數位碼；以及一偵測電路，耦接該三角積分調變器，用來偵測該三角積分調變器之一節點電壓，並產生一控制訊號；其中，該控制訊號係用來控制該迴路濾波器及/或該量化器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之類比數位轉換器，其中該迴路濾波器包含一諧振器，該諧振器包含一運算放大器，而該控制訊號係用來關閉該運算放大器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之類比數位轉換器，其中該迴路濾波器包含一諧振器，且該控制訊號係用來控制該諧振器不起作用。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之類比數位轉換器，其中該諧振 器係一第一諧振器，該迴路濾波器更包含一第二諧振器，該第二諧振器的一輸入端耦接該第一諧振器的一輸出端，該三角積分調變器更包含耦接於該迴路濾波器及該數位類比轉換器之間的一開關，而該控制訊號係用來控制該開關，以使得當該第一諧振器不起作用時，該數位類比轉換器的一輸出端耦接該第二諧振器的該輸入端。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之類比數位轉換器，其中該迴路濾波器包含一第一諧振器及一第二諧振器，該第二諧振器的一輸入端耦接該第一諧振器的一輸出端，該三角積分調變器更包含耦接於該迴路濾波器及該數位類比轉換器之間的一開關，而該控制訊號係用來控制該開關，以控制該數位類比轉換器的一輸出端耦接該第一諧振器的一輸入端或該第二諧振器的該輸入端。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之類比數位轉換器，其中該偵測電路包含一低解析類比數位轉換器，且該低解析類比數位轉換器的位元數小於該類比數位轉換器的位元數。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之類比數位轉換器，其中該控制訊號係用來控制該量化器之一輸入工作範圍。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之類比數位轉換器，其中該類比數位轉換器更包含耦接該三角積分調變器之一箝位電路，該控制訊號係用來控制該箝位電路之一箝位電壓。
  9. 一種類比數位轉換器，用來接收一類比輸入訊號並產生一數 位碼，包含：一三角積分調變器，包含：一前饋路徑，包含一阻抗電路；一迴路濾波器，用來接收該類比輸入訊號；一量化器，耦接該迴路濾波器，用來量化該迴路濾波器的一輸出以產生一數位輸出訊號；以及一數位類比轉換器，耦接該量化器及該迴路濾波器；一降頻濾波器，耦接該三角積分調變器，用來將該數位輸出訊號轉換為該數位碼；以及一偵測電路，耦接該三角積分調變器，用來偵測該三角積分調變器之一節點電壓，並產生一控制訊號；其中，該控制訊號係用來調整該阻抗電路之一等效阻抗。
  10. 一種類比數位轉換器，用來接收一類比輸入訊號並產生一數位碼，包含：一三角積分調變器，包含：一迴路濾波器，用來接收該類比輸入訊號；一量化器，耦接該迴路濾波器，用來量化該迴路濾波器的一輸出以產生一數位輸出訊號；以及一數位類比轉換器，耦接該量化器及該迴路濾波器；一降頻濾波器，耦接該三角積分調變器，用來將該數位輸出訊號轉換為該數位碼；以及 一偵測電路，耦接該三角積分調變器，用來偵測該三角積分調變器之一節點電壓，並產生一偵測結果；以及一控制電路，耦接該偵測電路，用來根據該偵測結果產生一控制訊號；其中，該控制訊號係用來控制該迴路濾波器及/或該量化器。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6064326A (en) * 1998-03-30 2000-05-16 Silicon Laboratories, Inc. Analog-to-digital conversion overload detection and suppression
WO2008014246A1 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Microchip Technology Incorporated Improved offset cancellation and reduced source induced 1/f noise of voltage reference by using bit stream from over-sampling analog-to-digital converter
US20130271304A1 (en) * 2010-02-15 2013-10-17 Centre National De Recherche Scientifique (Cnrs) Continuous Time Analogue/Digital Converter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007120400A1 (en) * 2006-04-16 2007-10-25 Intrinsix Corporation Mismatch-shaping dynamic element matching systems and methods for multi-bit sigma-delta data converters
US8228221B2 (en) * 2010-09-28 2012-07-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for calibrating sigma-delta modulator
US20140077984A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Mediatek Inc. Delta-sigma modulator using hybrid excess loop delay adjustment scheme and related delta-sigma modulation method
US9438266B1 (en) 2016-02-10 2016-09-06 Texas Instruments Incorporated Calibrated-output analog-to-digital converter apparatus and methods
EP3407500A1 (en) * 2017-05-25 2018-11-28 Nxp B.V. A sigma delta modulator, integrated circuit and method therefor
EP3413468A1 (en) * 2017-06-08 2018-12-12 Nxp B.V. A sigma delta modulator, integrated circuit and method therefor
TWI674768B (zh) * 2018-09-27 2019-10-11 瑞昱半導體股份有限公司 三角積分調變器的校正方法與校正電路
TWI685207B (zh) * 2018-10-19 2020-02-11 瑞昱半導體股份有限公司 三角積分調變器的校正方法與校正電路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6064326A (en) * 1998-03-30 2000-05-16 Silicon Laboratories, Inc. Analog-to-digital conversion overload detection and suppression
WO2008014246A1 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Microchip Technology Incorporated Improved offset cancellation and reduced source induced 1/f noise of voltage reference by using bit stream from over-sampling analog-to-digital converter
US20130271304A1 (en) * 2010-02-15 2013-10-17 Centre National De Recherche Scientifique (Cnrs) Continuous Time Analogue/Digital Converter

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