一種西格瑪-德爾塔調制器的制作方法

專利名稱：一種西格瑪-德爾塔調制器的制作方法
一種西格瑪一德爾塔調制器
本發明涉及一種具有增益功能和補償功能的西格瑪一德爾塔調制器。
西格瑪一德爾塔調制器被用來進行模數轉換。西格瑪一德爾塔調制器提供 高分辨率，高集成度和低的成本，使得其在許多需要進行模數轉換的應用中成 為一種比較理想的選擇。
西格瑪一德爾塔調制器的作用可以通過最簡單的1位實現進行最好的說 明。圖l示出了一種典型的l位西格瑪一德爾塔調制器。
在

圖1所示的基本實現方式中，西格瑪一德爾塔調制器包括一求和單元1，
一積分器2， 一比較器3，和一數模轉換器(DAC)4。求和單元可以是，例如， 一差分放大器。比較器可以是一模數轉換器(ADC)。
如圖l所示，調制器的一些組分被連接在反饋環中。模擬輸入信號流入求 和單元，在模擬輸入信號流入環路濾波器，在本例中為一積分器，之前，在求 和單元處與反饋信號求差。積分器輸出的信號與比較器內的基準信號進行比 較。如果積分器的輸出信號大于基準信號，則輸出一個"l"，如果積分器的輸 出信號小雨基準信號，則輸出一個"0"。從而，模擬輸入信號被轉換為數字輸 出信號。
數字數出信號經由DAC被反饋至求和單元，在此處輸入信號與其進行求 差運算。反饋信號的目的是通過使數字輸出信號的1和0表征模擬輸入，以保
12持積分器的平均輸出接近比較器的基準電平。
位于反饋環上的DAC具有一個高基準電壓和一個低基準電壓。當比較器 輸出時，DAC輸出一高電壓信號，當比較器輸出'0，時，DAC輸出一 低電壓信號。當輸入信號與反饋DAC的高基準電壓或低基準電壓相等時，調 制器處于全量程。例如，如果當反饋DAC接收O時，輸出-2.5V，當其接收l 時，輸出2.5V，則輸入的范圍為土2.5V。比較器的基準電壓為輸入范圍的上邊 界和下邊界的中間值，例如，對于輸入范圍為士2.5V的情況，比較器的基準電 壓為0V。比較器的基準電壓代表調制器的虛地電平。對于具有一關于0對稱 的輸入范圍的調制器，其虛地電平為0。
西格瑪一德爾塔調制器的輸出是一串1和0。 1和0的比例代表與調制器 的輸入范圍相比較的輸入信號的值。例如，如果調制器的范圍為土2.5V，輸入 信號的值為1.0V，則輸入信號比5V范圍的下邊界高3.5V。在此例中，輸出信 號的70%應該由1組成。為了使調制器產生一精確表示模擬輸入信號的數字輸 出信號，調制器的采樣速率必須明顯高于模擬輸入信號的變化速率。
比上述的1位調制器更加復雜的西格瑪一德爾塔調制器可具有較多的調制 器和積分器。
西格瑪一德爾塔調制器提供可比傳統的ADC更佳的噪聲性能。這是通過 過采樣、噪聲整形、數字濾波和抽樣實現的。
傳統的多位ADC，通過對輸入信號以固定的時間間隔進行采樣，并根據輸入信號的值將其分類為被等分的一些預定值中的一個，將模擬信號轉換為數
字信號。最簡單的1位ADC根據兩個預定的電平值將輸入信號進行分類，并 根據輸入信號與兩個電平中的哪個電平最接近，輸出1或者0。同樣，2位ADC 根據四個預定電平將輸入信號進行分類，并在每個采樣時期內等輸出OO、 01、 lO或者ll。與輸入信號進行比較的電平值的數量越多，轉換器的分辨率也越 高。通過為輸入信號分配一些等間隔的值中的一個ADC的輸出本身就是不精 確的。這是因為ADC的輸入是一具有無數種可能狀態的連續信號，而輸出信 號是一離散函數，其不同狀態的數量由轉換器的分辨率決定。從模擬量到數字 量的轉換丟失了一些信息，并帶來了信號失真。這個誤差的大小是隨機的，誤 差值一直到士LSB (數字輸出的最低有效位)。
一正弦波信號輸入至一傳統的多位ADC，對其輸出的數字信號進行FFT 分析所得到的典型的坐標圖如圖2a所示。Fs為輸入信號的采樣頻率，根據奈 奎斯特定理，此采樣頻率必須至少為輸入信號帶寬的兩倍。FFT分析將信號分 解為其頻率成分。正弦波在一單一頻率的高峰明顯可見。然而，許多隨機的噪 聲，從DC延伸至FS/2同樣是可見的。這些噪聲導致上面討論的失真問題， 并被稱為量化噪聲。
信噪比(SNR)通過用信號幅值除以表示噪聲的所有頻率的均方根得到。 在常規的ADC中，SNR僅能通過提高ADC的分辨率的方式改善，即增加ADC 的位數。
如圖2b所示，如果將采樣率增加過采樣率k倍，變為kFs，則噪聲基底降低。雖然相對于圖2a的情況，SNR沒有改變，但是噪聲可在較寬的頻率范圍 內展開。西格瑪一德爾塔轉換器通過在1位ADC之后連接一數字濾波器也能 夠達到這種效果。濾波器的效果如圖2c所示，因為大部分噪聲通過了數字濾 波器，均方根噪聲值減小。這使得西格瑪一德爾塔調制器通過一低分辨率的 ADC得到了寬動態范圍。
而，西格瑪一德爾塔調制器不能單獨從過采樣獲得高的分辨率，因為即使 是合理的分辨率所要求的過采樣率通常也太高而不能實現。西格瑪一德爾塔調 制器也對噪聲進行整形，使其遠離調制器的峰值增益響應。
圖1所示的調制器，環路濾波器是一積分器，所以調制器對噪聲進行整形 使其離開低頻區，而進入高頻區。這是由于積分器對誤差電壓進行求和，因此 可作為對于輸入信號的低通濾波器和對于量化噪聲的高通濾波器。從而，大部 分量化噪聲被推進高頻區(如圖3a所示)。過采樣能夠改變噪聲功率的分布， 但不能改變總的噪聲功率。
對于高階西格瑪一德爾塔調制器，通過包括多于一級的積分和求和可以完 成對噪聲的整形。
在西格瑪—德爾塔調制器的噪聲整形輸出上，如果應用一數字濾波器，如 圖3b所示，則相對于單獨采用過采樣而言可去除更多的噪聲。
西格瑪一德爾塔調制器以采樣率的頻率輸出是一串l和0。這些數據的速 率通常是比較高的，所以可以通過一數字抽取濾波器將數據的速率降低至一可用的值。在此過程中，如圖5所示，有用的信息沒有丟失。由于數字輸出濾波 器降低了信號的帶寬，所以輸出數據的傳輸率可以滿足奈奎斯特判據，即使輸 出數據的傳輸率低于原始的采樣率。這可以通過保留某些輸入值而放棄其他值
來完成。通過因數M (抽樣率)進行抽樣了解此過程。M可為任意的整數值， 只要輸出數據的傳輸率大于信號帶寬的兩倍。如果輸入信號己經以Fs進行采 樣，則濾波輸出的數據傳輸率可以降至Fs/M，而不會丟失信息。上述的整個 系統如圖4所示。
當輸入信號在調制器輸入范圍的上限和下限之間變化時，西格瑪一德爾塔 調制器提供最高的分辨率。該上限和下限可認為是在調制器的虛地電平附近的 ±Vcc/2 (即調制器的輸入范圍為Vcc)。對于優化西格瑪一德爾塔調制器的分 辨率的一種選擇是通過在反饋通道上引入轉變循環而在西格瑪一德爾塔調制 器內執行一增益函數。轉變循環的凈平均值等于調制器的虛地電平。通過在反 饋通道上引入更多的轉變循環，反饋的總平均值將減小。
圖6所示的西格瑪一德爾塔調制器，在反饋通道上引入了轉變循環。環路 濾波器5為一積分電路，量化器為一鎖存器6，而反饋DAC被一異或門(XOR 門)7所代替。數字反饋信號和控制信號作為XOR門的輸入。
圖7所示的波形A是針對輸入信號為虛地電平的一典型的反饋信號。在圖 7中，虛地電平設置為1/2Vcc。信號的占空比為50%，即半周期為上限Vcc， 半周期為下限0V。因此，此信號代表了一個其大小為調制器輸入范圍的上限 與下限之間的中間值，即此例中的l/2Vcc，的輸入信圖7所示的波形B為包括轉變循環的等效反饋信號。波形A是一種不歸 零波形或者NRZ波形，已被轉換為歸零(RTZ)波形。如圖中所示，轉變循 環的凈平均值為1/2Vcc (虛地)。
圖7所示的波形B很難直接合成。然而，由于轉變循環的僅需要其凈平均 值等于虛地電平，因此在積分器看來，如圖7所示的波形C與波形B在總反 饋電平上將具有同樣的效果。在波形C中，轉變循環實際以一對脈沖的形式實 現，其平均值為1/2Vcc。
波形A與波形D (如圖7所示)通過一XOR門可容易的獲得波形C。因 此，在如圖7所示的西格瑪一德爾塔調制器中，數字輸出信號(波形A)和控 制信號(波形D)輸入至XOR門，以產生反饋信號(波形C)。注意反饋信號 仍具有50%的占空比，所以調制器仍與1/2Vcc的輸入相平衡。換而言之，對 于一在虛地的輸入信號，在反饋信號中弓I入轉變循環不會改變此狀態。
對于調制器具有滿刻度的正輸入(Vcc)的狀態而言，圖8所示的波形A、 B和C是相似的波形。調制器的數字輸出信號為波形A。當輸入為上限時，輸 出信號總是高電平(100%的1)。如果相同的控制信號(波形C)和該數字輸 出信號一同輸入至XOR門，將生成反饋波形B。此時，反饋信號的凈直流含 量為3/4Vcc。因此，3/4Vcc的輸入量將被此反饋信號平衡，而調制器的輸入 上限減少了 1/4Vcc。
相近似的，如果調制器的輸入為滿量程的負輸入(0V)，同樣的控制信號將產生一凈直流含量為1/4Vcc的反饋信號。因此，1/4Vcc的輸入量將被該反 饋信號平衡，而調制器的輸入上限增加了 1/4Vcc。
因此，總的來說，圖7所示的波形D和圖8所示的波形C將調制器的輸 入范圍由Vcc降至1/2Vcc。調制器具有一隱含的增益2。通過將進入調制器的 輸入范圍減半，控制信號有效地實現了與在西格瑪一德爾塔調制器之前以2為 因數進行放大的同樣的效果。
控制和反饋信號可以具有比數字輸出信號高的頻率。為了實現此種狀態， XOR門和量化器可以接收不同的時鐘信號。
控制信號同樣可用來施加一偏移量。這可以通過使用與圖6中所示的電路 相同的基本電路實現。在這種應用中，控制信號被排列，使得轉變循環以一種 非對稱方式被注入到反饋信號中。在輸出信號中，替換的'l'多于<0'，使 產生的反饋信號為輸入信號施加一正的偏移量。這是由于反饋信號中的凈直流 含量相對于在反饋信號中以對稱方式的方式注入同樣數量的轉變循環的情況
是要小。相近似的，替換的'o'多于'r，可以施加一負的偏移量。
在反饋信號中弓I入轉變循環意味著去除了某些頻譜噪聲整形信息。因此，
不可避免地降低調制器可達到的SNR。例如，在控制信號為圖7的波形D和 圖8的波形C的形式的情況下，反饋至調制器的信號的四分之一被轉變循環所 取代。換而言之，僅反饋信號的75%包含噪聲整形含量，而剩余的25%包含 增益比例(和偏移量)含量。因此，對于一6dB的增益(以2為因數)，SNR損失為2.5dB (因數大約為1.3)。
因此，需要一種在保持反饋信號的頻譜區噪聲整形信息的同時，通過反饋 信號可以將隱含的偏移量和/或隱含的增益應用在模擬輸入信號上的西格瑪一 德爾塔調制器。
根據本發明的第一方面，提供一種西格瑪一德爾塔調制器，用以形成一種 表征模擬輸入信號大小的數字輸出信號，此調制器包括一調制單元，包括一 求和單元，用以將模擬輸入信號與調控信號進行求和，形成一求和輸出信號； 一積分器，設置為接收求和輸出信號，并根據求和輸出信號形成積分器輸出信 號；以及， 一量化器，設置為接收積分器輸出信號，并根據積分器輸出信號形 成數字輸出信號；該西格瑪一德爾塔調制器進一步包括一反饋環，用以產生調 控信號，包括一選擇電路，設置為通過選擇針對調控信號的兩個邊界值中的一 個邊界值而形成調控信號，此種選擇的執行取決于數字輸出信號。
優選地，該調制單元和反饋環分別設置為反復地產生數字輸出信號和調控 信號，該選擇電路設置為在每次反復時選擇兩個邊界值中的一個邊界值。
優選地，該選擇電路設置為根據數字輸出信號的瞬時值，在兩個邊界值中 選擇一個邊界值。
該量化器可設置通過在第一電平和第二電平之間選擇一個電平作為數字 輸出信號而形成數字輸出信號，選擇電路設置為選擇邊界值的第一邊界值作為 對是第一電平的數字輸出信號的響應，并選擇邊界值的第二邊界值作為對是第二電平的數字輸出信號的響應。
優選地，在第一邊界值和第二邊界值中，至少一個邊界值與第一電平和第 二電平均不同。
優選地，該調制單元設置為，如果第一邊界值和第二邊界值保持不變，則 數字輸出信號在兩個邊界值之間的范圍內表征模擬輸入信號的電平。
該選擇電路能夠變化此邊界值。
該選擇電路可以包括一多路開關選擇器，設置為接收數字輸出信號，并根 據數字輸出信號的狀態輸出兩個邊界值中的一個邊界值。該選擇電路也可以包 括一控制單元，設置為根據模擬輸入信號的情況產生第一控制信號和第二控制 信號。優選地，該選擇電路設置為產生第一控制信號和第二控制信號，使得那 些信號是數字信號。
優選地，該選擇電路包括一第一數模轉換器和一第二數模轉換器，第一數 模轉換器和第二數模轉換器每一個都設置為接收第一控制信號和第二控制信 號中相應的一個控制信號，并且根據此控制信號輸出相應的邊界值。
優選地，該控制單元產生第一控制信號和第二控制信號，使得通過西格瑪 一德爾塔調制器得到模擬輸入信號的有效放大倍數。該控制單元也可以產生第 一控制信號和第二控制信號，使得通過西格瑪一德爾塔調制器得到模擬輸入信 號的有效偏移量。兩個邊界值中的每一個都可以與一個各自的電平相對應。控制單元可以通 過產生第一控制信號和第二控制信號，得到模擬輸入信號的有效放大倍數，使 得兩個各自的電平之間的差值減小。該控制單元可以通過產生第一控制信號和 第二控制信號，得到模擬輸入信號的有效偏移量，使得兩個各自的電平之和為 非零值。
優選地，該控制單元設置為測定模擬輸入信號延伸出輸入信號所允許范圍 的上邊界和/或下邊界。
優選地，該控制單元設置為減小模擬輸入信號的有效放大倍數，作為對測 定模擬輸入信號延伸出模擬輸入信號所允許范圍的上邊界和/或下邊界的響 應，并使模擬輸入信號得到有效偏移量，作為對測定模擬輸入信號延伸出模擬 輸入信號所允許范圍的上邊界或下邊界的響應。
該控制單元可以設置為將模擬輸入信號與一第一相對高的閾值進行比較， 如果模擬輸入信號低于第一相對高的閾值，則增大模擬輸入信號的有效放大倍 數。該控制單元可以設置為將模擬輸入信號與一第二相對高的閾值進行比較， 如果模擬輸入信號低于第二相對高的閾值，則減小模擬輸入信號的有效放大倍 數。優選地，該第二相對高的閾值高于第一相對高的閾值。
該控制單元可以設置為將模擬輸入信號與一第一相對低的閾值進行比較， 如果模擬輸入信號高于第一相對低的閾值，則增大模擬輸入信號的有效放大倍 數。該控制單元設置為將模擬輸入信號與一第二相對低的閾值進行比較，如果模擬輸入信號低于第二相對低的閾值，則減小模擬輸入信號的有效放大倍數。 優選地，該第二相對低閾值低于第一相對低的閾值。
該控制單元可以設置為將模擬輸入信號與第一相對高閾值和第一相對低 閾值進行比較，如果其延仲至高于第一相對高的閾值或者低于第一相對低的閾 值，而且沒有分別地延伸至低于第一相對低的閾值或高于第一相對高的閾值， 則得到模擬輸入信號的有效偏移量。
該控制單元可以設置為根據預定的算法產生控制信號。該控制單元可以設 置為選擇多種算法中的一種算法，以根據模擬輸入信號產生控制信號。
西格瑪一德爾塔調制器可以具有非線性的傳遞函數。控制單元在模擬輸入 信號在相對小的電壓范圍內變化時，相對于模擬輸入信號在相對大的電壓范圍 內變化時，可以得到模擬輸入信號的有效較大的放大倍數。
優選地，控制單元通過軟件實現。
優選地，選擇的執行僅取決于數字輸出信號。
根據本發明的第二方面，提供一數字媒體播放器，包括一探測裝置，用以 探測數字數據，以及具有一西格瑪一德爾塔調制器，用以接收模擬輸入信號， 并形成表征此模擬輸入信號大小的數字輸出信號，該調制器包括一求和單元， 用以將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，以形成一求和輸出信號， 一積分 器，用以接收此求和輸出信號，并根據求和輸出信號形成積分器輸出信號，一 量化器，設置為接收此積分器輸出信號，并根據積分器輸出信號形成數字輸信號，以及一反饋環，用以產生調控信號，包括一選擇電路，設置為通過在針 對調控信號的兩個邊界值中選擇一個邊界值而形成調控信號，此種選擇的執行 取決于數字輸出信號。
優選地，兩個邊界值中的每一個均與一各自的電平相對應，數字媒體播放 器包括一控制單元，設置為產生第一控制信號和第二控制信號，用以設置各自 的電平。
優選地，該控制單元設置為選擇預定的取決于探測裝置探測到的數字數據 的類型的第一控制信號和第二控制信號。
該控制單元可以設置為接收來自于探測裝置的信息，所述的信息取決于由 探測裝置探測到的數字數據，并根據接收到的信息產生第一控制信號和第二控 制信號。
數字媒體播放器可以設置為播放光盤，而控制裝置可以設置為接收一來自 探測裝置的表征光盤反射率的信號，控制單元根據此信號產生第一控制信號和 第二控制信號。
該播放器可設置為播放光盤，探測裝置可設置為探測光盤的內容，并根據 光盤的內容產生模擬輸入信號。
根據本發明的第三方面，提供一種通過一西格瑪一德爾塔調制器形成表征 模擬輸入信號大小的數字輸出信號的方法，此方法包括的步驟為通過一求和 單元將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，并形成一求和輸出信號，在一積
23分器內接收此求和輸出信號，此積分器設置為根據此求和輸出信號形成一積分 器輸出信號，在一量化器內接收此積分器輸出信號，量化器設置為根據此積分 器輸出信號形成數字輸出信號，以及，通過一反饋環在針對調控信號的兩個邊 界值中選擇一個邊界值而產生此調控信號；該反饋環包括一選擇電路，選擇電 路設置為根據數字輸出信號進行選擇。
根據本發明的第四方面，提供一種形成表征模擬輸入信號大小的數字輸出 信號的西格瑪一德爾塔調制器，該調制器包括一調制單元，包括 一求和單元， 用以將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，以形成一求和輸出信號； 一積分 器，設置為接收此求和輸出信號，并根據求和輸出信號形成積分器輸出信號； 以及， 一量化器，設置為接收此積分器輸出信號，并根據積分器輸出信號形成 數字輸出信號；該西格瑪一德爾塔調制器進一步包括一反饋環，用以產生調控 信號，包括一選擇電路，設置為根據數字輸出信號形成調控信號，使得在數字 輸出信號中的兩個輸出值之間發生轉變時，作為對此轉變的響應，該調控信號 在兩個邊界值之間會發生一致的轉變。
選擇電路可設置為形成調控信號，使得兩個邊界值中的至少一個邊界值與 兩個輸出值均不相同。
該兩個輸出值和兩個邊界值每個可包括一相對高的值和一相對低的值。此 選擇電路可設置為，在數字輸出信號中的相對高的輸出值和相對低的輸出值之 間進行向一個方向的轉變時，作為對此轉變的響應，形成的調控信號會在相對 高的邊界值和相對低的邊界值之間進行相同方向的轉變。根據本發明的第五方面，提供一種數字媒體播放器，包括一探測裝置，用 以探測數字數據，并具有一西格瑪一德爾塔調制器，用以接收模擬輸入信號， 形成表征模擬輸入信號大小的數字輸出信號，該調制器包括 一調制單元，包 括 一求和單元，用以將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，以形成一求和 輸出信號； 一積分器，設置為接收此求和輸出信號，并根據此求和輸出信號形 成一積分器輸出信號；以及， 一量化器，設置為接收此積分器輸出信號，并根 據此積分器輸出信號形成數字輸出信號；該西格瑪一德爾塔調制器進一步包括 一反饋環，用以產生調控信號，包括一選擇電路，設置為以下述方式根據數字 輸出信號形成調控信號在數字輸出信號中的兩個輸出值之間進行轉變時，作 為對此轉變的響應，此調控信號在兩個邊界值之間會發生一致的轉變。
根據本發明的第六方面，提供一種通過一西格瑪一德爾塔調制器形成表征 模擬輸入信號大小的數字輸出信號的方法，此方法包括的步驟為通過一求和 單元將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，并形成一求和輸出信號，在一積 分器內接收此求和輸出信號，此積分器設置為根據此求和輸出信號形成一積分 器輸出信號，在一量化器內接收此積分器輸出信號，量化器設置為根據此積分 器輸出信號形成數字輸出信號，以及根據數字輸出信號產生調控信號，使得在 數字輸出信號中的兩個輸出值之間進行轉變時，作為對此轉變的響應，該調控 信號在兩個邊界值之間會發生一致的轉變。
為了更好的理解本發明，參照如下的附圖，通過舉例進行說明，其中，
圖1示出了一種依照現有技術的西格瑪一德爾塔調制器；圖2a-c示出了對一模數轉換器的輸出噪聲電平進行過采樣和數字濾波的結果 效果圖3a-b示出了對一模數轉換器的輸出噪聲電平進行噪聲整形的結果效果圖4示出了對減少輸出信號中噪聲電平所涉及的各階段的總圖5示出了降噪抽樣的結果示意圖6示出了根據本發明的一種實施方式的西格瑪一德爾塔調制器；
圖7示出了在西格瑪一德爾塔調制器內執行增益函數的波形示意圖8示出了在西格瑪一德爾塔調制器內執行增益函數的波形示意圖9示出了根據本發明的一種普通實施方式的西格瑪一德爾塔調制器；
圖10示出了一種西格瑪一德爾塔調制器的非線性傳遞函數；
圖11示出了一模擬輸入信號與兩個高閾值和兩個低閾值進行比較的示意圖。
如上說明，一西格瑪一德爾塔調制器所允許的輸入范圍由反饋信號的高電 壓和低電壓決定。根據本發明實施方式中的一種西格瑪一德爾塔調制器，反饋 信號的高電壓和低電壓由兩個邊界電壓設定。反饋信號是通過利用數字輸出信 號在兩個邊界電壓之間選擇而形成的。通過為邊界電壓選擇恰當的值而控制西 格瑪一德爾塔調制器的隱含的增益和偏移量。
現參照一種特定實現來說明根據本發明的一種實施方式的西格瑪一德爾 塔調制器的。應當明確的是，這里僅是為了達到舉例說明的目的，且本發明包 括任何可通過調整反饋信號的高電壓和低電壓來控制隱含的增益和/或偏移量 的西格瑪一德爾塔調制器。圖9說明了根據本發明一種實施方式的西格瑪一德爾塔調制器。此調制器
包括連接在反饋環上的一求和單元8、 一積分器9， 一量化器10和一反饋環選 擇電路ll。
求和單元設置為接收一模擬輸入信號和由選擇電路輸出的一調控信號。求 和單元從模擬輸入信號中減去調控信號，將進行過減法運算的信號輸入至積分 器。積分器對進行過減法運算的信號進行濾波，并向量化器輸出已濾波的信號， 量化器將積分信號與比較器中的基準信號作比較。如果積分器輸出的信號大于 該基準信號，則輸出q'，如果積分器輸出的信號小于該基準信號，則輸出<0'。 從而，該模擬輸入信號被轉換為一數字輸出信號。
調制器輸出該數字輸出信號。數字輸出信號還被反饋至選擇電路。選擇電 路的作用是通過調控信號設置西格瑪一德爾塔調制器的輸入范圍。
圖9中所示的依照本發明實施例的一種選擇電路包括一多路開關選擇器 15、第一DAC13，第二DAC14和一控制單元12。多路開關選擇器接收作為輸 入的該數字輸出信號和兩個邊界值。每個邊界值是由兩個DAC中各自的一個 輸出的電壓值。第一 DAC輸出一第一邊界值，而第二 DAC輸出一第二邊界值。 每個DAC輸出的電壓由控制單元產生的一控制信號所控制。因此，控制單元 通過這兩個控制信號能夠控制輸入至多路開關選擇器的邊界值。
優選的是，該控制單元通過軟件實現。優選的是，由控制單元生成的控制 信號是數字信號。數字輸出信號控制在任意給定的時間多路開關選擇器輸出兩個邊界值中 的哪個邊界值。當數字輸出信號是高電平時，即當西格瑪一德爾塔調制器輸出
'r時，多路開關選擇器輸出兩個邊界值中的一個。當數字輸出信號是低電 平時，即當西格瑪一德爾塔調制器輸出'o'時，多路開關選擇器輸出兩個邊 界值中的另外一個。因此，由多路開關選擇器輸出的調控信號包含與數字輸出 信號相同的i和o序列，僅是數字輸出信號中的每個'r和<0'的電平分別 被兩個邊界值的各自的一個值所代替。因此，調控信號中的兩個邊界值之間進 行的相一致的轉變就代表了數字輸出信號中'r和'o'之間進行的轉變，。 調控信號中的這種一致的轉變與數字輸出信號中的轉變可以為相同的方向， 如，在數字輸出信號中，'o'和'r之間的一種轉變，表現為調控信號中由 兩個邊界值中的較低的一個轉變為兩個邊界值中的較高的一個。
優選的是，選擇單元能夠調整兩個邊界值。通過調整兩個邊界值能夠控制 調控信號變化的上限和下限，。這樣，通過西格瑪一德爾塔調制器作用到模擬 輸入信號的增益和偏移量可以由控制單元直接地控制。
]邊界值可以與表征數字輸出信號中'r和'o'的電平不同。例如，兩 個邊界值中的較低的一個可以與數字輸出信號中表征'o'的電平不同，兩個 邊界值中的較高的一個可以與數字輸出信號中表征'r的電平不同，或者兩 個邊界值與數字輸出信號中各電平均不相同。
例如，如果兩個邊界值最初分別被設定為+2.5V和-2.5V,則西格瑪一德 爾塔調制器的輸入范圍為士2.5V。如果將兩個邊界值分別變為+2.0V和-2.0V，則西格瑪一德爾塔調制器的輸入范圍為士2.0V,此范圍減少了 IV。因此，調制
器隱含的增益增加了20%。同理，如果將兩個邊界值變為二者的和是非零的， 例如，將一個邊界值變為OV，另外一個邊界值變為5V，則通過調控信號直流 含量的凈增長，將一隱含的偏移量作用在了模擬輸入信號上。因此， 一隱含的 負偏移量將作用在模擬輸入信號上。如果將兩個邊界值調整為使調控信號的凈 直流含量減少(即，如果兩個邊界值的和是負的)，則一隱含的正偏移量將作 用在輸入信號上。
根據本發明實施方式的西格瑪一德爾塔調制器是有益的，因為其可以通過 反饋信號提供可變的增益和偏移量，而不會給現有的調制器帶來噪聲特性的惡 化。通過直接地改變反饋信號的高電壓閾值和低電壓閾值，西格瑪一德爾塔調 制器可以調整反饋信號的凈直流含量，而不需要去除任何的頻譜噪聲整形信
息。，因為保留了存在于數字輸出信號中的原始的'r和'o'序列，所以在
反饋信號中能夠保留頻譜噪聲整形信息。
通過選擇電路僅取決于數字輸出信號地為調控信號在兩個邊界值中選擇 一個邊界值，根據本發明實施方式的西格瑪一德爾塔調制器直接在調控信號中
保留了數字輸出信號的頻譜噪聲整形信息，。圖9示出了此種選擇電路的一個 實例。僅根據數字輸出信號進行選擇提供了 一種在調控信號中重現數字輸出信 號中的轉換的簡單方法。
根據本發明實施方式的該種西格瑪一德爾塔調制器，相對于現有的調制 器，還提供了在更低成本下的可變的增益和偏移量。根據本發明實施方式的西格瑪一德爾塔調制器可以方便地應用于調制器 接收的輸入信號是在不同的電壓范圍上進行變化的場合。例如， 一天線接收的 無線電頻率信號趨向于在不同的由發射天線與接收天線之間的距離決定的幅 值范圍上進行變化。對于接收的來自于遠程發射機的信號，西格瑪一德爾塔調 制器的隱含的增益可以增加，以使調制器的分辨率對于低幅值信號來說是足夠 靈敏的。
在另一種應用中，西格瑪一德爾塔調制器可以使用在CD播放機上。CD 的反射率是不同的；例如，CD-R盤或者壓模盤反射率大約是CD-RW盤的反 射率的4倍。傳統上，這種反射率的不同是通過在位于調制器前面的模擬放大 器中使用單一的增益開關選項解決的。然而，使用根據本發明的實施方式的西 格瑪一德爾塔調制器，通過反饋環簡單地調整調制器隱含的增益可以對這種反 射率的不同進行補償。
對于該西格瑪一德爾塔調制器接收的輸入信號是由輸入信號源決定的不 同的、已知的電壓范圍上進行變化的輸入信號應用，控制單元可以具有一組適 當的為每個源存儲的邊界值(例如，不同類型的CD)。這樣，該控制單元能夠 針對正在提供模擬輸入信號的源采用適當的邊界值。該控制單元可被限制為采 用那些預定的邊界值。可供選擇地，該控制單元可以改變初始的邊界值。初始 邊界值的這種變化可以限制在確定的界線之內。控制信號可以接收來自外部源 的有關輸入信號源的信息，例如， 一由使用者操作的開關。可供選擇地，控制 信號可以分析模擬輸入信號以確定其電壓范圍，并通過這種分析決定應當采用哪些預定的邊界值。
根據本發明實施方式的該西格瑪一德爾塔調制器的進一步的優勢是，其提 供了 一模數轉換器，在該種模數轉換器內西格瑪一德爾塔可以比現有的西格瑪 一德爾塔調制器更直接地控制隱含的增益和偏移量。因此，西格瑪一德爾塔可 以將其應用在將變化的增益和偏移量作用在模擬輸入信號上是有益處的實現 中。例如，控制信號可以監控模擬輸入信號，并且據此自適應地調整增益和偏 移量。對于模擬輸入信號的幅值包含有不希望有的與信號的信息內容無關的波 動的情況，應用這種增益和偏移量的自適應控制是有益的。例如，在CD播放
機中， 一種CD的反射率從光盤半徑的一端至另一端是不同的，這將在模擬信
號中引起波動，而這種波動是與信號的音頻內容是無關的。根據本發明實施方 式的該種西格瑪一德爾塔調制器，通過適應性地調整作用于模擬輸入信號上的 增益和偏移量，能夠將這種不希望的波動的影響降至最低。
自適應的增益控制對于根據輸入信號調整調制器的靈敏度來說也是有益 的。在一些應用中，對于西格瑪一德爾塔調制器來說，具有非線性的傳遞函數 (如圖11所示)是所希望的，當模擬輸入信號是低幅值情況下，使得調制器 表現為較高的靈敏度。例如，講話具有寬的動態范圍，而且音頻信號的感知強 度是對數的，而不是線性的。因此，當將模擬的講話信號轉換為數字信號時， 此西格瑪一德爾塔調制器可以方便地使其分辨率適應信號的變化的動態范圍。
為了實現非線性的傳遞函數，控制單元可以計劃采用一種適當的算法。適
當的例子包括使用在數字通訊系統中的P-律和A-律算法。該控制單元可以根據模擬輸入信號的類型而采用一種不同的算法。例如， 一種不同的算法相對于 表征音頻信號的模擬輸入信號來說更適于應用在表征視覺信號的模擬輸入信 號中。西格瑪一德爾塔調制器的傳遞函數將取決于控制單元執行何種算法。
該控制單元被安排來監控模擬輸入信號。例如，該控制單元可以查尋輸入 信號的削波失真，這表明輸入信號的幅值超出所允許的輸入范圍的上限和下限 中的任何一個。例如，此控制信號可以對模擬輸入信號進行采樣，并將那些采 樣與調控信號在其間進行變化的上限和下限進行比較。如果某些采樣的大小超 出了上限或者下限中的一個，則控制單元將據此增加兩個邊界值的大小，從而 減小了西格瑪一德爾塔調制器的隱含的增益。可供選擇地，如果某些采樣的大 小比上限或者下限中的任何一個小的多，并且沒有超出上限和下限，則控制單 元將據此減小兩個邊界值的大小，從而增大了西格瑪一德爾塔調制器的隱含的 增益。
該控制單元也可以調整西格瑪一德爾塔調制器的偏移量。例如，如果某些 采樣的大小僅超出了上限和下限中的一個，則對于控制單元，相對于調整西格 瑪一德爾塔調制器的增益來說，更適于調整西格瑪一德爾塔調制器的偏移量。 這可以通過保持兩個邊界值之間的電壓差值不變，而以恰當的數值增大或者減 小每個邊界值來實現。
為了防止削波失真，對于控制單元來說更適于將模擬輸入信號的采樣值與 分別設置地高于和低于所允許的輸入范圍的下限和上限的閾值進行比較，使得 控制單元可以在削波失真實際發生之前采取糾正措施。控制單元監控模擬輸入信號波動的一種便利的方式是將此信號與兩個高 閾值和兩個低閾值進行比較。此種方式如圖11所示。控制單元將模擬輸入信
號16與四個閾值進行比較第一高閾值17，第二高閾值18，第一低閾值19 和第二低閾值20。如圖11所示，第二高閾值比第一高閾值高，而第二低閾值 比第一低閾值低。更可取地，每個高閾值的電壓小于調制器輸入范圍的上限， 并且每個低閾值的電壓高于調制器輸入范圍的下限。
如果控制單元探測到模擬輸入信號已經超出了第二高閾值或者第二低閾 值，控制單元可以確定模擬信號處于發生削波失真的危險中。則控制單元可以 調整邊界值，使得西格瑪一德爾塔調制器的增益和/或偏移量據此而被調整。
如果控制單元探測到模擬輸入信號沒有超出第一高閾值或者第一低閾值， 控制單元可以確定模擬信號應當被放大或者模擬信號應當被設置在所允許的 輸入范圍內的更加靠近中心的位置處。則此控制單元可以調整邊界值，使得西 格瑪一德爾塔調制器的增益和/或偏移量據此而被調整。
如上所述，對于控制單元來說，完成比較的一種便利的方式是在模擬輸入 信號進入西格瑪一德爾塔調制器之前對其進行采樣，并將那些采樣與四個閾值 的電平進行比較。控制單元，在采取糾正措施之前， 一定數量的采樣要求高于 或者低于適當的閾值。這里采樣的數量可以根據由于沒有采取糾正措施而引起 的后果的嚴重程度而不同。例如，為了避免削波失真，僅有一個超出了第二高 閾值或者第二低閾值的采樣需要觸發由控制單元采取的糾正措施，而重要的多 個采樣在觸發增加西格瑪一德爾塔調制器靈敏度的動作之前，要求落入第一高閾值和第一低閾值之間。
上述的該西格瑪一德爾塔調制器是關于一些特定的應用。這里僅為了達到 舉例的目的，并且應當理解為，根據本發明實施方式的該種西格瑪一德爾塔調
制器可以并入任何需要ADC的應用中。此種應用包括，例如，可以探測數字
數據的數字媒體播放器。
本發明限于具有一環路濾波器的西格瑪一德爾塔調制器，本例中環路濾波 器為一積分器，因此形成一低通西格瑪一德爾塔調制器。然而，事實上，積分 器可以由任何的環路整形元件所代替，因此，允許是低通，帶通或者高通調制 器，模擬的或者數字的。雖然，示出的量化器是二階類型的，但是可以為任何 階數。依照本發明的方法可以適用于任何階數的調制器。上述的一階西格瑪一 德爾塔調制器應當理解為僅是一個實施例，而本發明的原理對于其它調制器來 說也是同樣的。
據此，申請人在這里分解地公開了每個單獨的特征，以及兩個或者更多此 種特征的任何一種結合，總體上達到了根據所屬領域的技術人員掌握的常識， 基于本說明書可以實現這種特征或者結合的程度，不考慮這些特征或者特征的 結合是否解決了這里公開的任何問題，并且沒有局限于權利要求的范圍。申請 人表明，本發明的多個方面可以由任何這些獨立的特征或者特征的結合而組 成。鑒于前面的描述，對于所屬領域的技術人員，顯然的是，在本發明的范圍 內可以進行多種變形。
權利要求
1. 一種西格瑪—德爾塔調制器，用以形成表征一模擬輸入信號大小的一數字輸出信號，該調制器包括一調制單元，包括一求和單元，用以將該模擬輸入信號與一調控信號進行求和，形成一求和輸出信號；一積分器，設置為接收該求和輸出信號，并根據該求和輸出信號形成一積分器輸出信號；以及，一量化器，設置為接收該積分器輸出信號，并根據該積分器輸出信號形成該數字輸出信號；該西格瑪—德爾塔調制器進一步包括一反饋環，用以產生該調控信號，包括一選擇電路，設置為通過從針對該調控信號的兩個邊界值中選擇一個邊界值形成該調控信號，此種選擇的執行取決于該數字輸出信號。
2. 根據權利要求1所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該調制單元 和反饋環分別被設置為反復地產生數字輸出信號和調控信號，該選擇電 路設置為在每次反復時選擇兩個邊界值中的一個邊界值。
3. 根據權利要求1或2所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，選擇電 路被設置為根據數字輸出信號的瞬時值，在兩個邊界值中選擇一個邊界 值。
4. 根據權利要求3所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該量化器設 置通過在針對該數字輸出信號的第一電平和第二電平中選擇一個來形成數字輸出信號，選擇電路被設置為，作為對具有第一電平的數字輸出信 號的響應選擇邊界值中的第一邊界值，并且作為對具有第二電平的數字 輸出信號，選擇邊界值中的第二邊界值。。
5. 根據權利要求4所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，第一邊界值 和第二邊界值中的至少一個與第一電平和第二電平均不相同。
6. 根據上述權利要求中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調制 器，其中，該調制單元被設置為，如果第一邊界值和第二邊界值保持不 變，則該數字輸出信號在兩個邊界值之間的范圍內表征該模擬輸入信號 的電平。
7. 根據上述權利要求中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調制 器，其中，該選擇電路包括一多路開關選擇器，該多路開關選擇器被設 置為接收該數字輸出信號，并根據該數字輸出信號的狀態輸出兩個邊界 值中的一個邊界值。
8. 根據上述權利要求中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調制 器，其中，該選擇電路能夠使此邊界值發生改變。
9. 根據上述權利要求中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調制 器，其中，該選擇電路包括一控制單元，該控制單元被設置為根據該模 擬輸入信號的情況產生第一控制信號和第二控制信號。
10. 根據權利要求9所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該選擇電路 設置為產生第一控制信號和第二控制信號，使得那些信號是數字信號。
11. 根據權利要求9或10所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該選擇電路包括一第一數模轉換器和一第二數模轉換器，第一數模轉換器和第 二數模轉換器被分別設置為接收第一控制信號和第二控制信號中的一 個，并且根據此控制信號輸出一個相應的邊界值。
12. 根據權利要求9至11中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元產生第一控制信號和第二控制信號，使得通過 西格瑪一德爾塔調制器得到模擬輸入信號的有效放大倍數。
13. 根據權利要求9至12中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元產生第一控制信號和第二控制信號，使得通過 西格瑪一德爾塔調制器得到模擬輸入信號的有效偏移量。
14. 根據權利要求9至13中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，兩個邊界值中的每一個都與一個各自的電平相對應，并且 控制單元通過產生第一控制信號和第二控制信號，得到模擬輸入信號的 有效放大倍數，使得兩個各自的電平之間的差值減小。
15. 根據權利要求9至14中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，兩個邊界值中的每一個都與一個各自的電平相對應，并且 該控制單元通過產生第一控制信號和第二控制信號，得到模擬輸入信號 的有效偏移量，使得兩個各自的電平之和為非零值。
16. 根據權利要求9至15中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元設置為測定模擬輸入信號延伸出輸入信號所允 許范圍的上邊界和/或下邊界。
17. 根據權利要求16所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該控制單被元設置為，作為對測定模擬輸入信號延伸出模擬輸入信號所允許范圍的 上邊界和/或下邊界的響應減小模擬輸入信號的有效放大倍數。
18. 根據權利要求16或17所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該控 制單元被設置為，作為對測定模擬輸入信號延伸出模擬輸入信號所允許 范圍的上邊界或下邊界的響應，使模擬輸入信號得到有效偏移量。
19. 根據權利要求9至18中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元被設置為，將模擬輸入信號與一第一相對高的 閾值進行比較，如果模擬輸入信號低于該第一相關高閾值，則增大模擬 輸入信號的有效放大倍數。
20. 根據權利要求9至19中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元被設置為將模擬輸入信號與一第二相對高的閾 值進行比較，如果模擬輸入信號低于該第二相關高閾值，則減小模擬輸 入信號的有效放大倍數。
21. 根據權利要求19或20所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該第 二相對高的閾值高于該第一相對高的閾值。
22. 根據權利要求9至21中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元設置為將該模擬輸入信號與一第一相對低的閾 值進行比較，如果模擬輸入信號高于該第一相對低的閾值，則增大模擬 輸入信號的有效放大倍數。
23. 根據權利要求9至22中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元被設置為將該模擬輸入信號與一第二相對低的閾值進行比較，如果模擬輸入信號低于第二相對低的閾值，則減小模擬 輸入信號的有效放大倍數。
24. 根據權利要求22或23所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該第 二相對低的閾值低于第一相對低的閾值。
25. 根據權利要求9至24中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元被設置為將該模擬輸入信號與該第一相對高的 閾值和該第一相對低的閾值進行比較，如果其延伸至高于第一相關高閾 值或者低于第一相關低閾值，則對該模擬輸入信號進行有效偏移，使其 不再分別地延伸至低于第一相關低閾值或高于第一相關高閾值。。
26. 根據權利要求9至25中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調 制器，其中，該控制單元設置為根據一種預定的算法產生控制信號。
27. 根據權利要求26所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該控制單元 被設置為根據該模擬輸入信號，從多種用于產生控制信號的預定的算法 中選擇一種算法。
28. 根據上述權利要求中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調制 器，其中，該西格瑪一德爾塔調制器具有非線性的傳遞函數。
29. 根據權利要求28、直接或者間接地根據權利要求9所述的一種西格瑪一 德爾塔調制器，其中，該控制單元能夠為在相對小的電壓范圍內變化的 模擬輸入信號產生比為在相對大的電壓范圍內變化的模擬輸入信所號產 生的有效放大倍數更大的有效放大倍數。。
30. 根據權利要求9至29中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，控制單元通過軟件實現。
31. 根據上述權利要求中任何一個權利要求所述的一種西格瑪一德爾塔調制 器，其中，選擇的執行僅取決于數字輸出信號。
32. —種數字媒體播放器，包括一探測裝置，用以探測數字數據，以及具有 一西格瑪—德爾塔調制器，用以接收模擬輸入信號，并形成表征此模擬輸入信號大小的數字輸出信號，該調制器包括一求和單元，用以將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，以形成一求和輸出信號；一積分器，用以接收此求和輸出信號，并根據求和輸出信號形成積分器輸出信號；一量化器，設置為接收此積分器輸出信號，并根據積分器輸出信號形成 數字輸出信號，以及一反饋環，用以產生調控信號，包括一選擇電路，設置為通過在針對該 調控信號兩個邊界值中選擇一個邊界值而形成調控信號，這種選擇的執 行取決于該數字輸出信號。
33. 根據權利要求32所述的一種數字媒體播放器，其中，兩個邊界值中的每 一個均與一各自的電平相對應，數字媒體播放器包括一控制單元，設置 為產生第一控制信號和第二控制信號，用以設置這些各自的電平。
34. 根據權利要求33所述的一種數字媒體播放器，其中，該控制單元設置為 依據探測裝置探測到的數字數據的類型來選擇預定的的第一控制信號和 第二控制信號。
35. 根據權利要求33或34所述的一種數字媒體播放器，其中，該控制單元 設置為接收來自于探測裝置的取決于由探測裝置探測到的數字數據的信 息，，并根據該接收到的信息產生第一控制信號和第二控制信號。
36. 根據權利要求33至35中任何一個權利要求所述的一種數字媒體播放器, 其中，數字媒體播放器設置為播放光盤，而控制裝置設置為接收一來自 探測裝置的表征光盤反射率的信號，控制單元根據此信號產生第一控制 信號和第二控制信號。
37. 根據權利要求32至36中任何一個權利要求所述的一種數字媒體播放器， 其中，該播放器設置為播放光盤，探測裝置設置為探測光盤的內容，并 根據光盤的內容產生該模擬輸入信號。
38. —種通過西格瑪一德爾塔調制器形成表征一模擬輸入信號大小的數字輸 出信號的方法，此方法包括的步驟為-通過一求和單元將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，并形成一求和 輸出信號；在一積分器內接收此求和輸出信號，此積分器設置為根據此求和輸出信 號形成一積分器輸出信號；在一量化器內接收此積分器輸出信號，量化器設置為根據此積分器輸出 信號形成數字輸出信號，以及，通過一反饋環在針對該調控信號的兩個邊界值中選擇一個邊界值作為該 調控信號；該反饋環包括一選擇電路，選擇電路設置為根據數字輸出信 號進行選擇。
39. —種形成表征模擬輸入信號大小的數字輸出信號的西格瑪一德爾塔調制器，該調制器包括 一調制單元，包括-一求和單元，用以將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，以形成一求 和輸出信號；一積分器，設置為接收此求和輸出信號，并根據求和輸出信號形成積分器輸出信號；以及， 一量化器，設置為接收此積分器輸出信號，并根據積分器輸出信號形成數字輸出信號； 該西格瑪一德爾塔調制器進一步包括-一反饋環，用以產生調控信號，包括一選擇電路，設置為根據數字輸出 信號形成調控信號，使得對應于數字輸出信號中的兩個輸出值之間發生 的轉變，，該調控信號在兩個邊界值之間會發生一致的轉變。
40. 根據權利要求39所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，將選擇電路 設置為形成調控信號，使得兩個邊界值中的至少一個邊界值與該兩個輸 出值均不相同。
41. 根據權利要求39或40所述的一種西格瑪一德爾塔調制器，其中，該兩 個輸出值和兩個邊界值中的每個均包括一相對高的值和一相對低的值， 該選擇電路設置為，對應于在數字輸出信號中的相對高的輸出值和相對 低的輸出值之間進行的一個方向的轉變，形成調控信號，該調控信號在 相對高的邊界值和相對低的邊界值之間進行相同方向的轉變。
42. —種數字媒體播放器，包括一探測裝置，用以探測數字數據，并具有一西格瑪一德爾塔調制器，用以接收模擬輸入信號，形成表征模擬輸入信 號大小的數字輸出信號，該調制器包括 一調制單元，包括一求和單元，用以將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，以形成一求 和輸出信號；一積分器，設置為接收此求和輸出信號，并根據此求和輸出信號形成一 積分器輸出信號；以及，一量化器，設置為接收此積分器輸出信號，并根據此積分器輸出信號形 成數字輸出信號；該西格瑪一德爾塔調制器進一步包括一反饋環，用以產生調控信號，其包括一選擇電路，設置為根據數字輸出信號形成調控 信號，使得在數字輸出信號中的兩個輸出值之間進行轉變時，作為對此 轉變的響應，該調控信號在兩個邊界值之間會發生一致的轉變。
43. —種通過一西格瑪一德爾塔調制器形成表征模擬輸入信號大小的數字輸 出信號的方法，此方法包括的步驟為通過一求和單元將模擬輸入信號與一調控信號進行求和，并形成一求和 輸出信號；在一積分器內接收此求和輸出信號，此積分器設置為根據此求和輸出信 號形成一積分器輸出信號；在一量化器內接收此積分器輸出信號，量化器設置為根據此積分器輸出 信號形成數字輸出信號，以及以滿足以下條件的方式根據數字輸出信號產生調控信號在數字輸出信號中的兩個輸出值之間進行轉變時，作為對此轉變的響應，在該調控信 號在兩個邊界值之間會發生一致的轉變。
44. 一種參照附圖10至12的基本如本文所述的西格瑪一德爾塔調制。
45. —種參照附圖10至12的基本如本文所述的數字媒體播放器。
46. —種參照附圖10至12的基本如本文所述的方法。
全文摘要
一種西格瑪—德爾塔調制器，用以形成表征模擬輸入信號大小的數字輸出信號，該調制器包括一調制單元，包括一求和單元，用以將模擬輸入信號與調控信號進行求和，形成一求和輸出信號；一積分器，設置為接收求和輸出信號，并根據求和輸出信號形成積分器輸出信號；以及，一量化器，設置為接收積分器輸出信號，并根據積分器輸出信號形成數字輸出信號；該西格瑪—德爾塔調制器進一步包括一反饋環，用以產生調控信號，包括一選擇電路，設置為通過選擇兩個邊界值中的一個邊界值作為調控信號而形成調控信號，此種選擇的執行取決于數字輸出信號。
文檔編號H03M3/04GK101507118SQ200780027276
公開日2009年8月12日 申請日期2007年6月11日 優先權日2006年6月12日
發明者摩根·詹姆斯·科爾莫 申請人:Gs Ip有限責任公司