分布式噪聲整形裝置制造方法及圖紙

除其他之外，提供用于衰減特定頻帶中的不期望的噪聲和/或失真的電平的系統、裝置方法和技術，而不用類似地衰減在相同頻帶中的期望信號的電平。一種這樣的裝置包括分布式網絡，其包括形成傳輸路徑的多個電抗性阻抗段和增益單元，輸入信號的連續和量化版本在與輸入信號本身組合之前在傳輸路徑上傳播。

Distributed noise shaping device

In addition, a system, device, method, and technique for attenuating undesired noise and / or distortion levels in a particular frequency band are provided, without having to similarly attenuate the levels of desired signals in the same frequency band. One such device includes a distributed network, which comprises a plurality of reactive impedance section and gain unit forms a transmission path, the input signal is continuous and quantitative version propagation on the transmission path in combination with the input signal itself before.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】分布式噪聲整形裝置本申請要求于2014年8月11日提交的序列號62/035,550的美國臨時專利申請和2014年12月22日提交的序列號62/095,332的美國臨時專利申請的優先權，這些申請的全部內容通過引用并入本文，如同其在本文整體闡述一樣。專利
本專利技術涉及用于衰減特定頻帶中的不期望的噪聲和失真的電平而不會在相同頻帶內類似地衰減期望信號的電平的系統、裝置、方法和技術。背景通常，使用反饋來衰減特定頻帶中的加性噪聲和失真的電平而不衰減相同頻帶中的信號的電平的過程被稱為噪聲整形。后續處理跟隨其后的使用反饋將損壞的輸出信號(即受損的輸出信號)與輸入參考信號進行組合，使得不需要的信號損傷被用一個傳遞函數(即噪聲傳遞函數)濾波，同時期望的輸入信號被用不同的傳遞函數(即信號傳遞函數)濾波。實際上，噪聲和失真被轉移(即通過噪聲傳遞函數整形)到位于輸入信號的頻帶之外的頻率(例如，由單次傳遞函數確定的頻帶)。產生這種噪聲整形響應的處理有時被稱為調制，并且與該處理相關聯的電路有時被稱為調制器。噪聲整形的常見實例包括用于頻率合成的鎖相環(PLL)和用于數據轉換的Δ-Σ(ΔΣ)調制器。圖1A所示的電路10A是常規用于整形損壞壓控振蕩器(VCO)的輸出的相位噪聲的示例性PLL。電路10A的PLL產生具有比頻率(fREF)大N倍的頻率(fOUT)的輸出信號(即輸入信號的版本)，其中N是由在反饋路徑中的分頻器(例如，分頻器15)的操作確定的整數。在電路10A中，VCO13的輸出端3A的相位變化(噪聲)被反饋回到相位檢測器7A(例如，作為來自分頻器15的信號6A)，其中，該相位變化與參考輸入1A組合。環路濾波器9A(即包括隱性頻率-相位積分器21)內的二階積分導致(相位)噪聲傳遞函數HNTF(即從VCO13內的噪聲加法的虛擬點到PLL10A的輸出端3A的傳遞函數)，其形式為：其中，環路濾波器9A的系數確定固有頻率ωn和PLL的阻尼因子。用于常規PLL(例如，電路10A)的噪聲傳遞函數(NTF)的典型圖是圖1B的曲線31。如圖1B所示，VCO的相位噪聲用高通響應來進行整形，使得相位噪聲在小于ωn的頻率處被衰減。相反，相同的處理產生從PLL的輸入端2到PLL的輸出端3A信號傳遞函數HSTF，其形式為：用于電路10A的信號傳遞函數(STF)產生低通響應，例如圖1B的曲線32。因此，在PLL的輸出端處，噪聲整形導致用一個傳遞函數(即高通響應)進行濾波的VCO的相位變化(即噪聲)，并且導致用不同的傳遞函數(即低通響應)進行濾波參考輸入的相位變化(即信號)。常規的Δ-Σ調制器是分別在圖2A和2B中示出的電路10B和10C。調制器10B和10C在連續時間輸入信號上工作，并因此被稱為連續時間Δ-Σ(CT-ΔΣ)調制器。常規的CT-ΔΣ調制器使用多倍于輸入信號帶寬的采樣率(即輸入信號被過采樣)，產生連續時間輸入信號(例如，模擬信號1B)的粗量化版本(例如，數字信號3B和3C)。如圖2A和2B所示，常規的CT-ΔΣ調制器包括：1)輸入組合操作(例如，在減法器7B內)；2)二階積分功能(例如，在環路濾波器9B和9C內)；3)舍入/截斷功能(例如，在量化器14內)；和4)反饋數/模(D/A)轉換功能(例如，在D/A轉換器17內)。CT-ΔΣ調制器的變體是離散時間Δ-Σ(DT--ΔΣ)調制器，其包括在調制器輸入端處的采樣保持功能，使得調制器工作在離散時間信號上。參考圖2A和2B，調制器10B和10C產生(量化)噪聲傳遞函數HNTF(即從量化器14內的噪聲加法的虛擬點到調制器10B和10C的輸出端3B和3C的傳遞函數)，其形式為：并產生信號傳遞函數HSTF(即從輸入端1B到調制器10B和10C的輸出端3B和3C的傳遞函數)，其形式為：NTF產生高通并類似于圖1B所示的曲線31的頻率響應，而STF產生低通并類似于圖1B所示的曲線32的頻率響應。常規的ΔΣ調制器不是衰減在VCO的輸出端處引入的低頻相位噪聲，而是衰減由粗量化操作引入的低頻量化噪聲(即來自量化器14的噪聲)。常規ΔΣ調制器的替代方案是圖2C所示的雙工反饋環路(DPL)電路10D。像常規ΔΣ調制器一樣，DPL電路10D產生連續時間輸入信號(例如，模擬信號1B)的過采樣和粗量化版本，使得由粗量化操作引入的量化噪聲(例如，來自量化器14的噪聲)在由輸入信號1B占用的頻帶中被衰減。此外，DPL類似于常規ΔΣ調制器之處在于，它不會明顯衰減輸入信號本身。然而，與其通過環路濾波器(即通過前饋路徑中的積分器)將組合操作(例如，加法器7C)的輸出連接到粗量化操作(例如，量化器)的輸入，不如DPL通過反饋通過以下項的線性組合而產生的信號(即信號6D)來對噪聲進行整形：1)量化器輸入的濾波版本(即節點19處的量化器輸入信號4D)；和2)量化器輸出的濾波版本(即量化器輸出3D)。由于DPL不依賴于有源積分器或前饋路徑中的濾波，DPL與常規ΔΣ調制器相比具有顯著的性能優勢，包括：1)DPL更適合高頻操作，因為沒有限制處理帶寬的有源積分器；以及2)DPL具有STF，STF基本上全通，因為濾波發生在反饋路徑內。參考圖2C所示的方框圖，DPL10D的線性化噪聲傳遞函數(NTF)的形式為：并且其可以被示出為，為了濾波器響應(例如，H1、H2和H3)的適當選擇，DFL10D產生與常規ΔΣ調制器相當的二階噪聲整形響應。更具體地說，濾波器響應的適當選擇是：其中是正或負標量，Wij(s)是第一到第五階的低通響應。圖2D和2E的框圖示出了一種方法，通過該方法二階DPL結構(例如，廣義調制器10E)可以被適配以產生根據四階響應對量化噪聲進行整形的DPL結構(例如，廣義調制器10F)。無論預期的應用(例如，相位噪聲的衰減、量化噪聲等)或所使用的裝置的類型(例如，PLL、ΔΣ調制器、DFL等)，在高頻處的有效噪聲整形需要能夠進行寬帶操作的電路。圖3A所示的分布式放大器表示用于擴展標準放大器配置(即采用標準形式的負反饋的放大器)的工作帶寬的常規方法。在標準配置(例如，共發射極或共源極配置中的晶體管)中，放大器的帶寬和增益由于米勒效應而反相關，這會導致有源設備的電容隨著增益的增加而增加。諸如圖3A的電路20的分布式放大器使用兩種策略的組合來克服增益相關帶寬的問題：1)為了減小米勒效應的影響，將多個低增益放大器(例如，增益單元26A)的輸出相加；以及2)為了避免附加電容的問題(不然其將限制帶寬)，有源設備的本征電容(例如，包括增益單元26A的跨導元件的輸入或輸出電容)與分立電感器(例如，電感器33A)結合以形成“人造”傳輸線(例如，輸入傳輸線25A和輸出傳輸線35A)的電抗性阻抗段(例如，L段27A和27B)。術語“人造”傳輸線通常用于描述由級連電感器-電容器段(例如，L段27A和27B)組成的梯形網絡，因為這樣的結構接近實際傳輸線的一般性質(例如，特征阻抗、傳播延遲、頻率依賴衰減等)。通常，人造傳輸線分別是圖3B和圖3C的電路30A和30B所示的類型。電路30A和30B中的每一個終止于的特征阻抗，并包括具有串聯電感L(例如，來自離散電感器33B)和并聯電容Cgm(例如，來自分立電容器34A)的L段(例如，L段27C)。電路30A采用其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分布式調制器，其用于對外部采樣/量化設備的噪聲和失真進行整形，所述調制器包括：輸入線，其用于接收在時間上和在數值上連續的輸入信號；第一輔助線，其用于向外部采樣/量化設備提供所述輸入信號的幅度縮放且時間延遲的版本；第二輔助線，其用于從所述外部采樣/量化設備接收量化信號；第一有源梯形網絡，其具有：耦合到所述輸入線的第一輸入端；第二輸入端；耦合到所述第一輔助線的第一輸出端；以及第二輸出端；以及第二有源梯形網絡，其具有：耦合到所述第一有源梯形網絡的第二輸出端的第一輸入端；耦合到所述第二輔助線的第二輸入端；以及耦合到所述第一有源梯形網絡的第二輸入端的輸出端，其中，所述第一有源梯形網絡和所述第二有源梯形網絡中的每一個包括多個電抗性阻抗段和多個增益單元，所述多個電抗性阻抗段和所述多個增益單元被分組以形成一個或多個受控阻抗傳輸通道，并且其中每個所述電抗性阻抗段包括：(a)至少一個串聯電感元件，(b)至少一個并聯電容元件，以及(c)所述電感元件和所述電容元件耦合到的連接點，以及其中，所述多個增益單元中的每一個還包括：(a)有源設備，(b)耦合到第一電抗性阻抗段的連接點的輸入端子，以及(c)耦合到第二電抗性阻抗段的連接點的輸出端子。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.08.11 US 62/035,550;2014.12.22 US 62/095,332;1.一種分布式調制器，其用于對外部采樣/量化設備的噪聲和失真進行整形，所述調制器包括：輸入線，其用于接收在時間上和在數值上連續的輸入信號；第一輔助線，其用于向外部采樣/量化設備提供所述輸入信號的幅度縮放且時間延遲的版本；第二輔助線，其用于從所述外部采樣/量化設備接收量化信號；第一有源梯形網絡，其具有：耦合到所述輸入線的第一輸入端；第二輸入端；耦合到所述第一輔助線的第一輸出端；以及第二輸出端；以及第二有源梯形網絡，其具有：耦合到所述第一有源梯形網絡的第二輸出端的第一輸入端；耦合到所述第二輔助線的第二輸入端；以及耦合到所述第一有源梯形網絡的第二輸入端的輸出端，其中，所述第一有源梯形網絡和所述第二有源梯形網絡中的每一個包括多個電抗性阻抗段和多個增益單元，所述多個電抗性阻抗段和所述多個增益單元被分組以形成一個或多個受控阻抗傳輸通道，并且其中每個所述電抗性阻抗段包括：(a)至少一個串聯電感元件，(b)至少一個并聯電容元件，以及(c)所述電感元件和所述電容元件耦合到的連接點，以及其中，所述多個增益單元中的每一個還包括：(a)有源設備，(b)耦合到第一電抗性阻抗段的連接點的輸入端子，以及(c)耦合到第二電抗性阻抗段的連接點的輸出端子。2.根據權利要求1所述的裝置，還包括監視線，所述監視線用于提供模擬所述量化信號內存在的噪聲和失真的誤差信號。3.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述監視線根據常規的多級(噪聲)整形(MASH)配置被輸入到第二調制器級。4.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第二有源梯形網絡的所述多個受控阻抗傳輸通道建立多個反饋路徑。5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述反饋路徑的總數等于或超過所述裝置的噪聲整形響應的階數。6.根據權利要求4所述的裝置，其中，通過所述反饋路徑中的每個反饋路徑的時間延遲與通過所述反饋路徑中的每個其它反饋路徑的時間延遲相差的量等于或超過與所述電抗性阻抗段相關聯的最小傳播延遲。7.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述第二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：克里斯托弗·帕格納內利，
申請(專利權)人：西恩特羅皮系統有限公司，
類型：發明
國別省市：美國,US