【具體實施方式】
[0032] W下發(fā)明提供了許多不同的實施例或實例，W實現發(fā)明主題的不同特征。W下描 述了部件和結構的具體實例W簡化本發(fā)明。當然運些只是實例而并非用來限定本發(fā)明。例 如，在下面描述中，第一部件形成在第二部件上方或上面可包括第一和第二部件形成直接 接觸的實施例，也可包括附加部件形成在第一和第二部件之間，使得第一和第二部件不直 接接觸的實施例。此外，本發(fā)明在各個實例中可能會重復引用數字和/或字母。運種重復 是出于簡化和清楚的目的，但其自身并不表明所討論的各個實施例之間和/或配置之間的 關系。
[0033] 在一些實施例中，通過修改SAR模數轉換器（ADC)W包含噪聲整形濾波器和輸出 濾波器，最終數字輸出的等價分辨率變得更少地依賴于SARADC的比較器的精度。在一些 實施例中，最終的數字輸出的位分辨率大于基本SARADC。例如，根據本應用的ADC將7位SARADC用作基本ADC并且被配置為輸出9位、10位或更多位的數字輸出。附加地或可選 地，W過采樣模式來操作形成的ADC，W進一步提高最終的數字輸出的等價分辨率或精度。
[0034]圖1是根據一些實施例的模數（A/D)轉換系統(tǒng)100的Z域功能性框圖。圖1用于 從系統(tǒng)分析的角度，利用Z域表達式和各種功能框圖示出A/D轉換系統(tǒng)100的結構和操作。 存在基于A/D轉換系統(tǒng)100來實現A/D轉換電路的許多方法。
[0035]A/D轉換系統(tǒng)100包括：連接至輸入端114的跟蹤及保持單元112、數模值/A)轉 換單元116、連接至跟蹤及保持單元112和D/A轉換單元116的比較單元122W及連接至 比較單元112和D/A轉換單元116的控制單元124。虛線框130包圍跟蹤及保持單元112、 D/A轉換單元116、比較單元122W及控制單元124。虛線框130包含的各元件具有對應于 SARADC的特性。因此，適于修改現有或稍后開發(fā)的SARADC，W實現虛線框130內的功能 塊。
[0036]A/D轉換系統(tǒng)100還包括連接至跟蹤及保持單元112和D/A轉換單元116的禪合 單元142、連接至禪合單元142的開關（switched)緩沖器144W及連接至開關緩沖器144 和比較單元122的回路濾波器146。此外，A/D轉換系統(tǒng)100包括連接至控制單元124的輸 出濾波器150，化及輸出端162。在一些實施例中，跟蹤及保持單元112、D/A轉換單元116、 比較單元122、控制單元和禪合單元142對應于包括不同類型的電部件的一個或多個電路。
[0037] 跟蹤及保持單元112被配置為如果定時信號化H在采樣周期Sm(圖2)期間被激 活，則對輸入信號（由Z域表達式X(Z)表示）進行采樣作為具有Z域表達式X'（Z)的輸入 值。跟蹤及保持單元112還被配置為在采樣周期Sm內，在輸入值被采樣并且定時信號巧TH 失效后，保持輸入值X'（Z)。在一些實施例中，跟蹤及保持單元112包括與一個或多個相應 的開關連接的一個或多個電容性器件，其被配置為跟蹤及保持輸入信號X(Z)的電壓電平。
[0038] 比較單元122被配置為基于組合值的極性（例如，正極性或負極性）生成具有Z 域表達式化(Z)的比較結果。組合值基于輸入值X'（Z)減去具有Z域表達式Vda(Z)的反 饋值與過濾后的剩余（量化誤差信號）值Pd(Z)的總和的結果。具有Z域表達式化(Z)的 比較結果固有地包含WZ域表達式e(z)所表示的轉換誤差信號。在一些實施例中，誤差信 號e(z)包括由熱噪聲、電噪聲、A/D量化噪聲W及用于實現比較電路122的電部件的失配 所引起的一種或多種誤差。在一些實施例中，比較單元122包括比較器和被配置為將輸入 值連接至比較器的相對應的外圍電路。
[0039]如果SARADC是N位SARADC，則控制單元124被配置為在采樣周期Sm期間，從比 較單元122接收N個比較結果，其中，N為正數。在一些實施例中，N在4至16的范圍內。 控制單元124還根據N個比較結果設置N位邏輯值。N位邏輯值被設置為輸入值X(Z)的數 字表示，其中包括整形后的誤差信號e(Z)。采樣周期Sm對應于采樣頻率Fs。為了對基于 采樣頻率Fs的A/D轉換系統(tǒng)100進行系統(tǒng)分析，每個采樣周期的最終N位邏輯值都共同地 構成了具有Z域表達式Y(Z)的數字信號。在一些實施例中，控制單元124包括邏輯電路、 執(zhí)行指令集的處理器或它們的組合。 W40] 此外，控制單元124控制跟蹤及保持單元112、D/A轉換單元116W及開關緩沖器 144的操作定時。通過各種定時信號奪用、9DA和q>SB表示該定時。在一些實施例中，定 時信號9朋、9攻4和取SB用于從系統(tǒng)分析的觀點示出a/d轉換系統(tǒng)100的不同功能塊的操 作，因此它們實際上不完全出現在A/D轉換系統(tǒng)100的電路實現中。
[0041] D/A轉換單元116被配置為基于存儲在控制單元124中或對于控制單元124可存 取的N位邏輯值而生成反饋值Vda(Z)。在采樣周期Sm內，如果定時信號被激活，則D/A 轉換單元116通過控制單元124進行設置W生成反饋值Vda(Z)，并且輸出該反饋值Vda(Z)。 在一些實施例中，反饋值Vda(Z)是N位邏輯值的重構值。在采樣周期Sm內，在通過跟蹤及 保持單元112進行采樣并且保持輸入值X'（Z)之后，定時信號(PDA被激活（N+1)次。在一 些實施例中，對于定時信號斯M.的前N次激活中的每次激活，控制單元124都根據比較值 化(Z)，設置N位邏輯值中的相應位。因此，每當控制單元124接收到比較值化(Z)時，控 制單元124都確認或更新N位邏輯值。因此，響應于定時信號9DA的前N次激活中的每次 激活，D/A轉換單元116更新反饋值Vda(Z)，并且比較單元122更新比較結果化(Z)。在一 些實施例中，D/A轉換單元116包括與一個或多個相應的開關連接的一個或多個電容性器 件，其被配置為W電壓電平或表示重構的電壓電平的重新分布的電荷集合的形式來重構N 位邏輯值。
[0042] 在定時信號9[m的前N次激活結束時，N位邏輯值被設置為包括有高通濾波誤差 信號e(z)的輸入值X'（Z)的數字表示。對于定時信號斯M的第（N+1)次激活，D/A轉換單 元116通過控制單元124進行設置W生成反饋值Vda(Z)，該反饋值是采樣周期Sm內的最終 N位邏輯值的重構值。為了對基于采樣頻率Fs的A/D轉換系統(tǒng)100進行系統(tǒng)分析，重構值 也具有Z域表達式Vda(Z)。 W43] 禪合單元142被配置為基于輸入信號X'（Z)和重構信號Vda(Z)所代表的反饋 值生成誤差信號值化(Z)。誤差信號值化(Z)的生成取決于重構信號Vda(Z)的有效性 (avail油ility)，從而在控制單元124接收到N個比較結果之后，采樣周期Sm的誤差信號 值化(Z)是有效的。在一些實施例中，禪合單元142包括與一個或多個相應的開關連接的 一個或多個電容性器件，其被配置為通過電荷重新分布的方法來組合不同的數值。
[0044] 開關緩沖器144被配置為在采樣周期Sm內，如果信號化B被激活，則對誤差信號 值化(Z)進行采樣作為采樣后的誤差信號值P'G(Z)。
[0045]回路濾波器146被配置為基于采樣的誤差信號值P'e(Z)，生成經過過濾的誤差信 號值Pd(Z)。為了對基于采樣頻率Fs的A/D轉換系統(tǒng)100進行系統(tǒng)分析，回路濾波器146 具有Z域傳遞函數L(Z)D
[0046] 為了對基于采樣頻率Fs的A/D轉換系統(tǒng)100進行系統(tǒng)分析，信號X(Z)和Y(Z)具 有W下關系：
[0048]因此，誤差信號e(z)通過回路濾波器L(Z)進行整形W實現預定的噪聲整形特性， 噪聲整形特性具有噪聲整形傳遞函數NTZ(Z):
[0050] 在一些實施例中，W噪聲整形函數NTF(Z)是高通濾波器的方式配置回路濾波器 L(z)。因此，噪聲信號e(z)在所關注的頻帶內被抑制或整形。在進一步的信號處理之后， 例如，通過使用輸出濾波器150去除所關注的頻帶之外的頻率分量，與N位邏輯值Y(Z)相 比，改進了最終輸出數字信號的總分辨率。
[0051] 輸出濾波器150接收信號Y(Z)并且基于信號Y(Z)而在輸出端162處生成輸出 信號0。。了。在一些實施例中，在輸出周期內，輸出濾波器150基于來自控制單元124的多個 N位邏輯值，生成輸出邏輯值，其中，多個N位邏輯值中的每一個都對應于不同的采樣周期。 在一些實施例中，為了去除或抑制輸出信號Dwt中的經過噪聲整形的誤差信號G(Z)，通過 輸出濾波器150對信號Y(Z)進行低通濾波。在一些實施例中，還通過輸出濾波器150對信 號Y