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      具有非線性特性的估量方法與流程

      文檔序號(hào):12277798閱讀:239來源:國知局
      本發(fā)明的不同實(shí)施方式涉及一種包括逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路以及一種混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器。不同實(shí)施方式尤其涉及用于將具有非線性特性的模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)的技術(shù)。
      背景技術(shù)
      ::在各種應(yīng)用中,在大動(dòng)態(tài)范圍上將作為輸入信號(hào)的模擬交流電壓信號(hào)(AC信號(hào))的功率確定為數(shù)字值可以是值得做的。此外,各種技術(shù)是已知的,例如峰值檢測(cè)或限幅放大器。然而,此類技術(shù)具有如下缺點(diǎn):這些技術(shù)并不確定有效值,例如均方根(英語:rootmeansquare,RMS)。因此,此類技術(shù)可能尤其與AC信號(hào)的調(diào)制技術(shù)具有相關(guān)性和/或與峰值功率和均值之比(例如,通過峰值因數(shù)來描述)具有相關(guān)性。為了確定RMS值,已知首先對(duì)AC信號(hào)取平方并且隨后借助對(duì)數(shù)模擬放大器來在模擬域中轉(zhuǎn)換該AC信號(hào)的技術(shù)。隨后借助模數(shù)轉(zhuǎn)換器(英語:Analog-to-DigitalConverter;ADC)來進(jìn)行模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換,以便獲得數(shù)字輸出信號(hào)。此外,可以例如使用根據(jù)估量方法來操作的ADC;這種ADC通常被稱為逐次逼近型ADC(SAR-ADC)。在此參見Tietze、Schenk、Gamm的“半導(dǎo)體電路技術(shù)”第14版(2012),章節(jié)17.2.2“具有開關(guān)電壓的估量方法”。然而,用于確定RMS值的這種技術(shù)具有如下缺點(diǎn):由于借助模擬放大器在模擬域中進(jìn)行的對(duì)數(shù)放大,可能存在與邊界條件(例如工藝公差、溫度和供電電壓)的顯著相關(guān)性。輸出信號(hào)可能隨后相應(yīng)地畸變。AD轉(zhuǎn)換的精度可能下降。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:因此,存在對(duì)改進(jìn)的AD轉(zhuǎn)換技術(shù)的需要。特別地,存在對(duì)使得能夠可靠且準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換具有帶有大動(dòng)態(tài)范圍的功率曲線的輸入信號(hào)的技術(shù)的需要。此任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來解決。從屬權(quán)利要求限定各實(shí)施方式。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,本發(fā)明涉及一種電路。該電路包括SAR-ADC。該SAR-ADC包括反饋支路。該反饋支路被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定函數(shù)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)并且進(jìn)一步將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬反饋信號(hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,本發(fā)明涉及一種方法。該方法包括借助SAR-ADC的反饋支路、根據(jù)預(yù)定函數(shù)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括借助SAR-ADC的反饋支路來將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬反饋信號(hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,本發(fā)明涉及一種混合ADC。該混合ADC包括比較器,該比較器被設(shè)置成將模擬輸入信號(hào)與反饋信號(hào)相比較并且基于該比較來提供結(jié)果信號(hào)。該輸入信號(hào)具有帶有第一區(qū)域和第二區(qū)域的功率曲線。第一區(qū)域?qū)?yīng)于比第二區(qū)域小的功率。該混合ADC進(jìn)一步包括SAR寄存器,該SAR寄存器被設(shè)置成基于結(jié)果信號(hào)來迭代地調(diào)整數(shù)字信號(hào)。該混合ADC被設(shè)置成借助非線性特性來轉(zhuǎn)換具有可識(shí)別的靈敏度的輸入信號(hào)的第一區(qū)域。上述特征和下述特征不僅可在相應(yīng)的顯式說明的組合中使用,而且可以在其他組合中或者單獨(dú)地使用,而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍?!靖綀D描述】圖1解說了根據(jù)各種實(shí)施方式的電路,其中該電路包括具有反饋支路的SAR-ADC,其中在反饋支路中布置邏輯元件,該邏輯元件被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定函數(shù)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)。圖2對(duì)應(yīng)于圖1,其中邏輯元件被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定函數(shù)、基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的查找表來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)。圖3對(duì)應(yīng)于圖2,其中該電路進(jìn)一步具有溫度傳感器,其中預(yù)定函數(shù)具有溫度相關(guān)性。圖4對(duì)應(yīng)于圖2,其中預(yù)定函數(shù)與檢測(cè)器的工作狀態(tài)具有相關(guān)性,該檢測(cè)器向SAR-ADC輸出模擬輸入信號(hào)。圖5對(duì)應(yīng)于圖1,其中SAR-ADC的反饋支路進(jìn)一步包括可選擇性地激活的旁路,該旁路被設(shè)置成繞過數(shù)字邏輯元件。圖6解說了根據(jù)各種實(shí)施方式的非線性指數(shù)型預(yù)定函數(shù),其中這些函數(shù)通過斜率和零點(diǎn)偏移來表征。圖7解說了輸入信號(hào)的功率曲線,其中該功率曲線具有大動(dòng)態(tài)范圍。圖8解說了SAR-ADC的非線性特性。圖9解說了SAR-ADC的非線性特性的靈敏度區(qū)域。圖10是根據(jù)各種實(shí)施方式的方法的流程圖。圖11解說了根據(jù)已知的參考實(shí)現(xiàn)的SAR-ADC。【符號(hào)說明】100電路101檢測(cè)器110SAR-ADC111比較器112SAR寄存器113數(shù)字邏輯元件114DA轉(zhuǎn)換器元件120反饋支路151存儲(chǔ)器152溫度傳感器170預(yù)定函數(shù)181信號(hào)182輸入信號(hào)183結(jié)果信號(hào)184數(shù)字信號(hào)185經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)186反饋信號(hào)187輸出信號(hào)600旁路700功率曲線710功率711第一區(qū)域712第二區(qū)域720動(dòng)態(tài)范圍800非線性特性/線性特性900靈敏度A1步驟A2步驟【具體實(shí)施方式】接下來參照附圖根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式來更詳細(xì)地闡釋本發(fā)明。在附圖中,相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件。這些附圖是本發(fā)明的各種實(shí)施方式的示意性表示。在附圖中,所示出的元件未必是按比例示出的。更確切地說,在附圖中示出的各種元件被描述成使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解其功能和一般目的。在附圖中示出的功能性單元和元件之間的連接和耦合也可以被實(shí)現(xiàn)為間接連接或耦合。連接或耦合可被有線或無線地實(shí)現(xiàn)。功能性單元可被實(shí)現(xiàn)為硬件、軟件、或硬件和軟件的組合。接下來描述涉及模擬輸入信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換的技術(shù);由此獲得數(shù)字輸出信號(hào)。特別地,AD轉(zhuǎn)換基于SAR-ADC或估量方法。在此,使用使得能夠?qū)哂写髣?dòng)態(tài)范圍的輸入信號(hào)執(zhí)行特別準(zhǔn)確且可靠的AD轉(zhuǎn)換的技術(shù)。動(dòng)態(tài)范圍可以指代輸入信號(hào)的某個(gè)特征參數(shù),例如功率。在此,根據(jù)各種實(shí)施方式的SAR-ADC被設(shè)置成借助非線性特性來轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的功率曲線的具有大靈敏度的第一區(qū)域并且轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的功率曲線的具有小靈敏度的第二區(qū)域。由此可以達(dá)成能夠在輸入信號(hào)的功率曲線的大動(dòng)態(tài)范圍上提供具有足夠的或者特別是可識(shí)別的靈敏度的輸出信號(hào)。在各種實(shí)施方式中,AD轉(zhuǎn)換的非線性特性可以適于提供輸入信號(hào)的功率的RMS值。就此而言,尤其可以將對(duì)數(shù)標(biāo)度(例如dB標(biāo)度)轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)度。這種技術(shù)可以尤其在輸入級(jí)方面應(yīng)用于無線電信道的無線傳輸。一個(gè)具體應(yīng)用為根據(jù)(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)族的無線局域網(wǎng)(WLAN)傳輸。另一應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榻柚涓C技術(shù)(例如通過第三代伙伴項(xiàng)目(3GPP)指定的蜂窩技術(shù))的無線傳輸。又一應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榻Y(jié)合物聯(lián)網(wǎng)(英文:InternetofThings,IOT)技術(shù)的無線傳輸。在此類應(yīng)用中,輸入信號(hào)的功率通常在大動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)、例如在80-90dB的范圍內(nèi)變化。此類技術(shù)還可以例如結(jié)合WLAN接入點(diǎn)(英語:WLANAccessPointofaGateway(網(wǎng)關(guān)的WLAN接入點(diǎn)))在“聯(lián)網(wǎng)家庭”領(lǐng)域中使用。在圖1中示出了包括SAR-ADC110的電路100。例如,電路100可布置在單個(gè)半導(dǎo)體芯片或經(jīng)連接芯片上。SAR-ADC110接收模擬輸入信號(hào)182并且輸出數(shù)字輸出信號(hào)187。數(shù)字輸出信號(hào)187可以例如指示模擬輸入信號(hào)182的振幅。數(shù)字輸出信號(hào)187可以例如指示輸入信號(hào)182的RMS值。SAR-ADC110接收來自檢測(cè)器101的輸入信號(hào)182。檢測(cè)器101可被設(shè)置成例如基于物理測(cè)量值181來提供輸入信號(hào)182。在各種實(shí)施方式中,檢測(cè)器101例如是乘法器或平方器元件也是可能的,該乘法器或平方器元件改變模擬信號(hào)181以獲得輸入信號(hào)182。在各種實(shí)施方式中,檢測(cè)器101還可實(shí)現(xiàn)采樣-保持電路(英文:sample-and-hold)。例如,檢測(cè)器101在此方面具有實(shí)現(xiàn)低通濾波器的電容器是可能的。替換地或附加地,在各種實(shí)施方式中,檢測(cè)器101實(shí)現(xiàn)積分器也是可能的。由此可以例如達(dá)成在特定的時(shí)間范圍上對(duì)信號(hào)181進(jìn)行積分并且基于該積分來產(chǎn)生輸入信號(hào)182以及將該輸入信號(hào)182提供給SAR-ADC110。替換地或附加地,在各種實(shí)施方式中,檢測(cè)器101實(shí)現(xiàn)模擬放大器電路也是可能的。例如,檢測(cè)器根據(jù)工作狀態(tài)來使用放大器電路的各種放大系數(shù)是可能的。工作狀態(tài)的示例包括例如檢測(cè)器101的特性、檢測(cè)器101的所選動(dòng)態(tài)范圍、以及檢測(cè)器101的放大系數(shù)。一般而言,電路100可被設(shè)置成轉(zhuǎn)換各種不同的輸入信號(hào)181。特別地,輸入信號(hào)181可以例如是兆赫茲或千兆赫茲范圍內(nèi)的交變場(chǎng)(英語:AlternatingCurrent,AC)高頻信號(hào)。例如,輸入信號(hào)181是經(jīng)調(diào)制的高頻信號(hào)是可能的。SAR-ADC110將估量方法技術(shù)用于AD轉(zhuǎn)換。特別地,SAR-ADC110包括比較器111、SAR-寄存器112以及反饋支路120,如從SAR-ADC110的參考實(shí)施方式中已知的那樣。比較器111被設(shè)置成將模擬輸入信號(hào)182與由反饋支路120提供的模擬反饋信號(hào)160相比較并且基于該比較來向SAR寄存器112提供結(jié)果信號(hào)183。例如,比較器111可被設(shè)置成如果模擬輸入信號(hào)182具有大于反饋信號(hào)186的振幅的振幅,則輸出邏輯1。相應(yīng)地,比較器111可被設(shè)置成如果模擬輸入信號(hào)182具有小于反饋信號(hào)186的振幅的振幅,則輸出邏輯0。SAR寄存器112被設(shè)置成輸出數(shù)字信號(hào)184并且基于由比較器111提供的結(jié)果信號(hào)183來迭代地調(diào)整數(shù)字信號(hào)184。如果迭代調(diào)整結(jié)束,即,AD轉(zhuǎn)換結(jié)束,則數(shù)字信號(hào)184對(duì)應(yīng)于輸出信號(hào)187。SAR寄存器112可被設(shè)置成在AD轉(zhuǎn)換過程期間存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)184的值。例如,數(shù)字信號(hào)184或輸出信號(hào)187可具有預(yù)定長度的比特序列(例如,8比特)。例如,可以在AD轉(zhuǎn)換過程開始時(shí)將數(shù)字信號(hào)184的初始值設(shè)置為0。隨后,可以將最高位(英語:MostSignificantBit,MSB)設(shè)置為1,并且通過比較器借助比較來檢驗(yàn):輸入信號(hào)182的振幅是否大于如此調(diào)整的數(shù)字信號(hào)184的振幅或者是否大于對(duì)應(yīng)于經(jīng)調(diào)整的數(shù)字信號(hào)184的模擬表示的反饋信號(hào)186的振幅。根據(jù)比較的結(jié)果來調(diào)整MSB或者將MSB保留為1。隨后,可以將下一位MSB-1設(shè)置為1;根據(jù)通過比較器111進(jìn)行的比較的結(jié)果來再次將MSB-1調(diào)整為0或者保留為1。迭代調(diào)整的這個(gè)過程可以隨后針對(duì)數(shù)字信號(hào)184的所有其他比特位置來執(zhí)行,直至最終確定最低位(英語:LowestSignificantBit,LSB)。隨后,可以提供輸出信號(hào)187。上述基于估量方法的AD轉(zhuǎn)換是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的,從而不必闡述進(jìn)一步的細(xì)節(jié)?;诠懒糠椒▉聿僮鞯膫鹘y(tǒng)SAR-ADC具有將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換的非線性特性。特別地,沒有進(jìn)行數(shù)字信號(hào)184的轉(zhuǎn)換。SAR-ADC110還可被設(shè)置成根據(jù)非線性特性來轉(zhuǎn)換模擬輸入信號(hào)182。以下關(guān)于反饋支路120來描述細(xì)節(jié)。特別地,反饋支路120被設(shè)置成導(dǎo)致SAR-ADC110的非線性特性。特別地,反饋支路120被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定函數(shù)170來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184并且進(jìn)一步將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)184轉(zhuǎn)換成模擬反饋信號(hào)186。模擬反饋信號(hào)186隨后被轉(zhuǎn)入比較器111。詳細(xì)地,反饋支路120包括數(shù)字邏輯元件113和數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換器元件114。數(shù)字邏輯元件113在數(shù)字域中操作。數(shù)字邏輯元件113被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定函數(shù)170來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184。DA轉(zhuǎn)換器元件114被設(shè)置成將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185轉(zhuǎn)換成模擬反饋信號(hào)186并且將模擬反饋信號(hào)186轉(zhuǎn)入比較器111。數(shù)字信號(hào)184的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致SAR-ADC110的非線性特性。根據(jù)預(yù)定函數(shù)170的設(shè)計(jì),可以轉(zhuǎn)變非線性特性。由于呈比較器111、邏輯元件113和SAR寄存器112形式的邏輯既布置在模擬域中又布置在數(shù)字域中,因而SAR-ADC110也被稱為混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器。雖然DA轉(zhuǎn)換器元件114例如可被設(shè)計(jì)為線性DA轉(zhuǎn)換器元件114、即,即使其具有DA轉(zhuǎn)換的線性特性,但SAR-ADC110的非線性特性仍可以達(dá)成。通過在數(shù)字域中轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184,可以達(dá)成SAR-ADC110的特別穩(wěn)定且可靠的操作。特別地,在數(shù)字域中轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184可以不與溫度或其他外部影響(例如偏移電壓或工藝參數(shù))具有顯著相關(guān)性。由此可以達(dá)成SAR-ADC110可靠且穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)非線性特性。此外,可以減少所必需的模擬電路技術(shù),例如對(duì)數(shù)模擬放大器可以是不必要的。在一特定情景中,預(yù)定函數(shù)170對(duì)應(yīng)于指數(shù)函數(shù)。在這種情形中,指數(shù)型預(yù)定函數(shù)170導(dǎo)致將具有對(duì)數(shù)非線性特性的輸入信號(hào)182轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)187。這可被用于以dB計(jì)的線性標(biāo)度來提供指示輸入信號(hào)182的輸出信號(hào)187。這可以尤其是結(jié)合信號(hào)181的RMS值的確定而是值得做的。例如,RMS值的確定可包括一個(gè)兩階段的過程。首先,可借助檢測(cè)器101來對(duì)信號(hào)181取平方,即與其自身相乘。得到:y=xa,其中x表示信號(hào)181并且y表示輸入信號(hào)182。a是參數(shù),例如,a=2。a還可以采用其他值,例如在1.5<a<2.5的范圍內(nèi)。隨后,借助對(duì)數(shù)非線性特性來確定輸入信號(hào)182的對(duì)數(shù);在此,在數(shù)字域中借助SAR-ADC110來確定對(duì)數(shù)。特別地,通過在數(shù)字域中借助邏輯元件113藉由指數(shù)型預(yù)定函數(shù)170來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184,得到作為AD轉(zhuǎn)換的非線性特性的對(duì)數(shù)。隨后,獲得具有比特序列的輸出信號(hào)187,該比特序列的值關(guān)于輸入信號(hào)182的RMS值線性變化。通過在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)邏輯元件113,可構(gòu)想邏輯元件113的各種不同的變型。在各種情景中,例如,邏輯元件113包括處理器是可能的,該處理器被設(shè)置成基于預(yù)定函數(shù)170并且基于數(shù)字信號(hào)184來計(jì)算經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185。例如,處理器可以與其中存儲(chǔ)了預(yù)定函數(shù)的存儲(chǔ)器耦合(圖1中未示出)。由此,靈活地調(diào)整預(yù)定函數(shù)是可能的。關(guān)于圖2,示出了關(guān)于邏輯元件113的實(shí)現(xiàn)的另一情景。在圖2的情景中,電路100包括與邏輯元件113耦合的存儲(chǔ)器151。存儲(chǔ)器151被設(shè)置成存儲(chǔ)查找表(英語:lookuptable,LUT)。LUT建立預(yù)定函數(shù)170。邏輯元件113被設(shè)置成根據(jù)基于LUT的預(yù)定函數(shù)170來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184。例如,用于各種數(shù)字信號(hào)184的LUT可以分別包括對(duì)應(yīng)的經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185。這意味著,數(shù)字信號(hào)184的基于LUT的對(duì)應(yīng)關(guān)系的特定比特序列可以被轉(zhuǎn)換成經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185的另一比特序列。存儲(chǔ)在LUT中的對(duì)應(yīng)關(guān)系的總量可以隨后建立預(yù)定函數(shù)170。通過LUT的使用可以在邏輯元件113中相對(duì)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。特別地,執(zhí)行特定的計(jì)算操作可以是不必要的,并且提供具有相對(duì)較大計(jì)算能力的相應(yīng)處理器可以是不必要的。在各種情景中,LUT不僅僅建立預(yù)定函數(shù)170。例如,反饋支路120被設(shè)置成在第一工作模式中根據(jù)預(yù)定函數(shù)170來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184并且在第二工作模式中根據(jù)另一其他預(yù)定函數(shù)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184是可能的。由此,根據(jù)工作模式來改變用來將輸入信號(hào)182轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)187的SAR-ADC110的非線性特性是可能的。由此,可以提高關(guān)于AD轉(zhuǎn)換的靈活性。關(guān)于圖3,示出了關(guān)于預(yù)定函數(shù)170與溫度的相關(guān)性的諸方面。特別地,電路100的模擬組件的操作與溫度具有顯著相關(guān)性是可能的。例如,比較器111具有溫度相關(guān)性。替換地或附加地,DA轉(zhuǎn)換器元件114的操作與溫度具有相關(guān)性也是可能的。特別地,檢測(cè)器101具有溫度相關(guān)性也是可能的。在圖3中,示出了其中電路110包括溫度傳感器152的情景。溫度傳感器152測(cè)量電路110的區(qū)域中的溫度。隨后,溫度傳感器152被設(shè)置成提供指示所測(cè)得的溫度的控制信號(hào)。預(yù)定函數(shù)170與所測(cè)得的溫度具有相關(guān)性也是可能的。例如,在其中通過LUT來建立預(yù)定函數(shù)170的情景中,用于數(shù)字信號(hào)184的特定比特序列的LUT可以具有經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185的各種對(duì)應(yīng)的比特序列,其中可以基于所測(cè)得的溫度來選擇相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過設(shè)置預(yù)定函數(shù)170與溫度的相關(guān)性,可以減少或者補(bǔ)償溫度對(duì)將輸入信號(hào)182轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)187的影響。特別溫度穩(wěn)定地提供非線性特性是可能的。關(guān)于圖4,示出了涉及預(yù)定函數(shù)170與檢測(cè)器101的類型或工作狀態(tài)的相關(guān)性的諸方面。如從圖4可見,在此情景中,檢測(cè)器101具有與邏輯元件113的耦合。由此,邏輯元件113實(shí)現(xiàn)預(yù)定函數(shù)170與檢測(cè)器101的類型和/或檢測(cè)器101的工作狀態(tài)的相關(guān)性是可能的。特別地,如以上描述的,可按特定方式在模擬域中通過檢測(cè)器101來預(yù)調(diào)節(jié)信號(hào)181,例如對(duì)信號(hào)181取平方。通常,根據(jù)檢測(cè)器101的工作狀態(tài)或根據(jù)檢測(cè)器101的類型,可以改變信號(hào)181的預(yù)調(diào)節(jié)。這里,相應(yīng)地調(diào)整預(yù)定函數(shù)170以平衡或補(bǔ)償對(duì)信號(hào)181的預(yù)調(diào)節(jié)中的變化可以是值得做的。例如,在其中通過LUT來建立預(yù)定函數(shù)170的情景中,用于數(shù)字信號(hào)184的特定比特序列的LUT具有經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185的各種對(duì)應(yīng)的比特序列,其中可以基于檢測(cè)器101的類型或檢測(cè)器101的工作狀態(tài)來選擇相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。關(guān)于圖5,解說了可選擇性地激活的旁路600的各個(gè)方面,該旁路600被設(shè)置成繞過數(shù)字邏輯元件113。特別地,在圖5的情景中,反饋支路120包括可選擇性地激活的旁路600,該旁路600導(dǎo)致在必要時(shí)不轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184并且向DA轉(zhuǎn)換器元件114傳遞該數(shù)字信號(hào)184。由此可以達(dá)成:根據(jù)可選擇性地激活的旁路600是活躍的還是不活躍的,調(diào)整用來將輸入信號(hào)182轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)187的SAR-ADC110的非線性特性。由此,例如,可以在輸出信號(hào)187的以dB計(jì)的線性標(biāo)度與對(duì)應(yīng)于SAR-ADC110的線性特性的線性標(biāo)度之間進(jìn)行切換。這意味著,借助旁路600來繞過非線性特性是可能的。由此,根據(jù)應(yīng)用情形以線性或非線性特性來操作SAR-ADC110是可能的。在各種情景中,通過相應(yīng)的硬件來實(shí)現(xiàn)旁路600是可能的。例如,可以通過一個(gè)或多個(gè)開關(guān)和專用導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)旁路600。然而在其他情景中,通過軟件來實(shí)現(xiàn)旁路600也是可能的。例如,反饋支路120被設(shè)置成在第一工作模式中根據(jù)預(yù)定函數(shù)170來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184并且在第二工作模式中根據(jù)恒等函數(shù)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184是可能的。恒等函數(shù)導(dǎo)致將數(shù)字信號(hào)184不經(jīng)改變(即,相等)地提供給DA轉(zhuǎn)換器元件114。數(shù)字信號(hào)184和經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185是相等的。以上解說了借助SAR-ADC110的反饋支路120中的數(shù)字邏輯元件113來實(shí)現(xiàn)SAR-ADC110用來將輸入信號(hào)182轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)187的非線性特性的技術(shù)。該非線性特性與預(yù)定函數(shù)170具有相關(guān)性。因此,根據(jù)具體應(yīng)用靈活地實(shí)現(xiàn)預(yù)定函數(shù)170可以是值得做的。例如,將預(yù)定函數(shù)170選擇為指數(shù)函數(shù)以使得對(duì)數(shù)地構(gòu)造非線性特性可以是值得做的。關(guān)于圖6,示出了涉及預(yù)定函數(shù)170的各個(gè)方面。預(yù)定函數(shù)170被數(shù)字邏輯元件113用于將數(shù)字信號(hào)184轉(zhuǎn)換成經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185。例如,如圖6中示出的預(yù)定函數(shù)可以是非線性函數(shù)。特別地,如圖6中所示,預(yù)定函數(shù)170是指數(shù)函數(shù)是可能的。指數(shù)函數(shù)可以尤其通過以下相關(guān)性來描述:f(x)=exp(x),其中x表示數(shù)字信號(hào)184的值。指數(shù)函數(shù)170通常是通過特定斜率來表征的;例如,在圖6的情景中,第一預(yù)定函數(shù)170(實(shí)線)具有第一斜率并且第二和第三預(yù)定函數(shù)(虛線和點(diǎn)線)具有第二斜率,其中第二斜率大于第一斜率。根據(jù)應(yīng)用,可以如此調(diào)整將數(shù)字信號(hào)184轉(zhuǎn)換成經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185并且由此調(diào)整SAR-ADC110的非線性特性。通常,指數(shù)函數(shù)170進(jìn)一步通過特定的零點(diǎn)偏移來表征。在圖6的情景中,第一和第二指數(shù)函數(shù)170具有第一零點(diǎn)偏移并且第二指數(shù)函數(shù)170具有第二零點(diǎn)偏移,其中第一零點(diǎn)偏移大于第二零點(diǎn)偏移。根據(jù)應(yīng)用,可以如此調(diào)整將數(shù)字信號(hào)184轉(zhuǎn)換成經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185并且由此調(diào)整SAR-ADC110的非線性特性。例如,可以根據(jù)由溫度傳感器152測(cè)得的溫度和/或根據(jù)檢測(cè)器101的類型和/或根據(jù)檢測(cè)器101的工作狀態(tài)來調(diào)整預(yù)定函數(shù)170的參數(shù),例如斜率或零點(diǎn)偏移。以下關(guān)于圖7、8和9來示出涉及用來將輸入信號(hào)182轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)187的非線性特性的諸方面的細(xì)節(jié)。在圖7中,輸入信號(hào)182的功率710被示為時(shí)間函數(shù)(功率曲線700)。如從圖7可見,輸入信號(hào)182的功率710在多個(gè)數(shù)量級(jí)上延伸的大動(dòng)態(tài)范圍720中變化。功率曲線700相應(yīng)地包括第一區(qū)域711和第二區(qū)域712。在此,第一區(qū)域711對(duì)應(yīng)于比第二區(qū)域712小的輸入信號(hào)182的功率710。借助在此描述的技術(shù),在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍720中進(jìn)行可靠且準(zhǔn)確的AD轉(zhuǎn)換是可能的。特別地,通過SAR-ADC110的非線性特性還可以轉(zhuǎn)換具有大靈敏度AD的第一區(qū)域711。在圖8中,示出了作為輸入信號(hào)182的功率710的函數(shù)的輸出信號(hào)187的值;在此,實(shí)線解說非線性特性800并且虛線解說用來將輸入信號(hào)182轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)187的線性特性800(注意,在圖8中水平地示出功率軸的對(duì)數(shù)刻度)。如果用非線性特性800進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換,則在以dB計(jì)的線性標(biāo)度上提供輸出信號(hào)187(在圖8中通過實(shí)直線示出)。從圖8中可見,在線性特性800(虛線)的情形中,僅向第一區(qū)域711分配了離散輸出信號(hào)187的單個(gè)數(shù)字值(在圖8中通過豎軸上的記號(hào)和水平虛線箭頭來表示);因此,用不具有可識(shí)別的靈敏度的線性特性800來進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。從圖8中還可見,在非線性特性800的情形中,向輸入信號(hào)182的功率曲線700的第一區(qū)域711分配了關(guān)于離散輸出信號(hào)187的更大值范圍(在圖8中通過豎軸上的記號(hào)和水平虛線箭頭來表示);因此,用不具有可識(shí)別的靈敏度的線性特性800來進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。詳細(xì)來說,圖8中示出的曲線的斜率對(duì)應(yīng)于用來執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換的靈敏度;在此,較小(較大)的斜率對(duì)應(yīng)于較小(較大)的靈敏度。在圖9中,示出了非線性特性800(實(shí)線)和線性特性(虛線)的靈敏度900。從圖9中可見,在非線性特性800的情形中,轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的第一區(qū)域711和輸入信號(hào)182的第二區(qū)域712以基本上相同的靈敏度進(jìn)行轉(zhuǎn)換。特別地,在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍720上以恒定靈敏度900來進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。特別地,用來轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)182的第一區(qū)域711的靈敏度900相對(duì)較大且是可識(shí)別的??勺R(shí)別的靈敏度900可以意味著輸出信號(hào)187關(guān)于第一區(qū)域711具有足夠數(shù)目的數(shù)據(jù)點(diǎn)。由此,還可以在對(duì)應(yīng)于較小功率的第一區(qū)域711中達(dá)成AD轉(zhuǎn)換的高分辨率。在圖10中,示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的方法的流程圖。該方法包括在SARADC110的反饋支路120中根據(jù)預(yù)定函數(shù)170來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184(A1)。在此,預(yù)定函數(shù)170例如是非線性函數(shù),例如特別是指數(shù)函數(shù)。例如,將數(shù)字信號(hào)184轉(zhuǎn)換成經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185可以通過邏輯元件113來執(zhí)行。在此,邏輯元件113可以例如與存儲(chǔ)LUT的存儲(chǔ)器151耦合。隨后,邏輯元件113在使用LUT的情況下實(shí)現(xiàn)將數(shù)字信號(hào)184轉(zhuǎn)換成經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185是可能的。在各種實(shí)施方式中,選擇性地執(zhí)行步驟A1;例如,可以借助旁路600來繞過將數(shù)字信號(hào)184轉(zhuǎn)換成經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185。該方法進(jìn)一步包括在SAR-ADC110的反饋支路120中將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)185轉(zhuǎn)換成模擬反饋信號(hào)186(A2)。例如,A2可通過DA轉(zhuǎn)換器元件114來執(zhí)行。該方法可以例如進(jìn)一步包括將反饋信號(hào)186與輸入信號(hào)相比較并且基于該比較來輸出結(jié)果信號(hào)183(圖10中未示出)。該方法可以進(jìn)一步包括基于結(jié)果信號(hào)183來迭代地調(diào)整數(shù)字信號(hào)184(圖10中未示出)。在圖11中,示出了根據(jù)參考實(shí)現(xiàn)的已知的SAR-ADC110,參見Tietze,Schenk,Gamm等人的“半導(dǎo)體電路技術(shù)”第14版(2012)章節(jié)17.2.2“具有開關(guān)電壓的估量方法”。在已知的SAR-ADC110中,在不進(jìn)行轉(zhuǎn)換的情況下將數(shù)字信號(hào)184轉(zhuǎn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換器元件114。不存在被設(shè)置成轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)184的邏輯元件113。總而言之,以上闡述了基于估量方法來實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的技術(shù)。相應(yīng)的SAR-ADC包括具有預(yù)定函數(shù)的反饋支路。例如,該預(yù)定函數(shù)可以具有指數(shù)相關(guān)性。與傳統(tǒng)的線性DA轉(zhuǎn)換器元件相組合,隨后可以實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的對(duì)數(shù)特性。由此可以獲得各種優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)在于,極大地減少了模擬電路技術(shù),該模擬電路技術(shù)通常特別敏感地對(duì)溫度波動(dòng)、偏移電壓和工藝變化作出反應(yīng)。特別地,可以在數(shù)字域中基于預(yù)定函數(shù)來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。此類技術(shù)可以在各種不同領(lǐng)域中得到應(yīng)用。一個(gè)特別的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榇_定輸入信號(hào)(例如高頻信號(hào))的RMS值??偠灾陨细鶕?jù)以下示例描述了各個(gè)技術(shù):示例1:一種電路(100),其包括:逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器SAR-ADC(110),其中SAR-ADC(110)包括反饋支路(120),其中反饋支路(120)被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定函數(shù)(170)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)(184)并且進(jìn)一步將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)(185)轉(zhuǎn)換成模擬反饋信號(hào)(186)。示例2:根據(jù)示例1的電路(100),其中反饋支路(120)包括數(shù)字邏輯元件(113)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器元件(114),其中數(shù)字邏輯元件(113)被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定函數(shù)(170)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)(184),其中數(shù)模轉(zhuǎn)換器元件(114)被設(shè)置成將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)(184)轉(zhuǎn)換成模擬反饋信號(hào)(186)。示例3:根據(jù)示例2的電路(100),該電路進(jìn)一步包括:存儲(chǔ)器(151),其被設(shè)置成存儲(chǔ)建立預(yù)定函數(shù)(170)的查找表,其中數(shù)字邏輯元件(113)被設(shè)置成根據(jù)基于查找表的預(yù)定函數(shù)(170)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)(184)。示例4:根據(jù)示例2或3的電路(100),其中反饋支路(120)進(jìn)一步包括可選擇性地激活的旁路(600),該旁路被設(shè)置成繞過數(shù)字邏輯元件(113)。示例5:根據(jù)以上示例之一的電路(100),其中預(yù)定函數(shù)(170)是非線性函數(shù)。示例6:根據(jù)以上示例之一的電路(100),其中預(yù)定函數(shù)(170)是指數(shù)函數(shù)。示例7:根據(jù)以上示例之一的電路(100),其中預(yù)定函數(shù)(170)具有零點(diǎn)偏移。示例8:根據(jù)以上示例之一的電路(100),其中反饋支路(120)被設(shè)置成在第一工作模式中根據(jù)預(yù)定函數(shù)(170)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)(184)并且在第二工作模式中根據(jù)另一預(yù)定函數(shù)(170)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)(184)。示例9:根據(jù)示例8的電路(100),其中該另一預(yù)定函數(shù)(170)是恒等函數(shù)。示例10:根據(jù)以上示例之一的電路(100),該電路進(jìn)一步包括:溫度傳感器(152),其被設(shè)置成向數(shù)字邏輯元件(113)輸出控制信號(hào),其中該控制信號(hào)指示所測(cè)得的溫度,其中預(yù)定函數(shù)(170)與所測(cè)得的溫度具有相關(guān)性。示例11:根據(jù)以上示例之一的電路(100),該電路進(jìn)一步包括:檢測(cè)器(101),其被設(shè)置成向SAR-ADC(110)輸出模擬輸入信號(hào)(182)。示例12:根據(jù)示例11的電路(100),其中預(yù)定函數(shù)(170)與檢測(cè)器(101)的類型具有相關(guān)性。示例13:根據(jù)示例11或12的電路(100),其中預(yù)定函數(shù)(170)與檢測(cè)器(101)的工作狀態(tài)具有相關(guān)性。示例14:根據(jù)以上示例之一的電路(100),其中SAR-ADC(110)進(jìn)一步包括比較器(111),該比較器被設(shè)置成將由SAR-ADC(110)接收的模擬輸入信號(hào)(182)與反饋信號(hào)(186)相比較并且基于該比較來輸出結(jié)果信號(hào)(183)。示例15:根據(jù)示例14的電路(100),其中SAR-ADC(110)進(jìn)一步包括SAR寄存器(112),該SAR寄存器被設(shè)置成基于結(jié)果信號(hào)(183)來迭代地調(diào)整數(shù)字信號(hào)(184)。示例16:根據(jù)以上示例之一的電路(100),其中SAR-ADC(110)被設(shè)置成借助非線性特性(800)來轉(zhuǎn)換由SAR-ADC(110)接收的模擬輸入信號(hào)(182)。示例17:一種方法,包括:SAR-ADC(110)的反饋支路(120)根據(jù)預(yù)定函數(shù)(170)來轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)(184),SAR-ADC(110)的反饋支路(120)將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)(185)轉(zhuǎn)換成模擬反饋信號(hào)(186)。示例18:根據(jù)示例17的方法,其中該方法由根據(jù)示例1-16之一的電路(100)來執(zhí)行。示例19:一種混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),包括:比較器(111),其被設(shè)置成將模擬輸入信號(hào)(182)與反饋信號(hào)(186)相比較并且基于該比較來輸出結(jié)果信號(hào)(183),其中輸入信號(hào)(182)具有帶有第一區(qū)域(711)和第二區(qū)域(712)的功率曲線(700),其中第一區(qū)域(711)對(duì)應(yīng)于比第二區(qū)域(712)小的功率,SAR寄存器(112),其被設(shè)置成基于結(jié)果信號(hào)(183)來迭代地調(diào)整數(shù)字信號(hào)(184),其中混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110)被設(shè)置成借助非線性特性(800)來轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)(182)的功率曲線(700)的具有可識(shí)別的靈敏度(900)的第一區(qū)域(711)。示例20:根據(jù)示例19的混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),其中混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110)被設(shè)置成轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的功率曲線(700)的具有第一靈敏度(900)的第一區(qū)域(711)并且轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)(182)的功率曲線(700)的具有第二靈敏度(900)的第二區(qū)域(712),其中第一靈敏度(900)基本上等于第二靈敏度(900)。示例21:根據(jù)示例19或20的混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),其中輸入信號(hào)(182)是高頻信號(hào)。示例22:根據(jù)示例19-21之一的混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),其中混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110)被設(shè)置成借助非線性特性(800)來將輸入信號(hào)(181)的功率曲線(700)從dB標(biāo)度轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)度。示例23:根據(jù)示例19-22之一的混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),其中非線性特性(800)與檢測(cè)器(101)的類型具有相關(guān)性,其中檢測(cè)器(101)被設(shè)置成提供輸入信號(hào)(182)并且輸出反饋信號(hào)(186)。示例24:根據(jù)示例19-23之一的混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),該混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括:反饋支路(120),其被設(shè)置成反饋數(shù)字信號(hào)(184)。示例25:根據(jù)示例19-24之一的混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),其中混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(101)布置在單個(gè)半導(dǎo)體芯片或經(jīng)連接芯片上。示例26:根據(jù)示例19-25之一的混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),該混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括:繞過非線性特性的旁路(600)。示例27:根據(jù)示例19-26之一的混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110),其中混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器(110)包括根據(jù)示例1-16之一的電路(110)。當(dāng)然,上述實(shí)施方式的特征和本發(fā)明的各方面可彼此組合。特別地,這些特征不僅可在所描述的組合中使用,而且可在其他組合中或者單獨(dú)地使用,而不會(huì)脫離本發(fā)明的領(lǐng)域。以上描述了關(guān)于使用非線性特性AD來轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)的功率的各個(gè)方面。在其他情景中,輸入信號(hào)具有借助非線性特性AD來轉(zhuǎn)換的另一特征參數(shù)的曲線是可能的。其他特征參數(shù)的示例包括例如電壓、場(chǎng)強(qiáng)、光、溫度、磁場(chǎng)。當(dāng)前第1頁1 2 3 當(dāng)前第1頁1 2 3 
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