專利名稱：基于余弦算法和格雷編碼的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種基于余弦算法和格雷編碼的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的橋梁，是電子技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵和瓶頸所在。目前，世界上有多種類型的ADC，例如有并行ADC、逐次逼近型ADC、積分型ADC，Σ-Δ型ADC和流水線型ADC。多種類型的ADC各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿足具體的應(yīng)用要求。并聯(lián)比較型ADC，又稱為閃爍式ADC，是目前Α/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換速度最快的一種，在視頻編碼等要求高速數(shù)模轉(zhuǎn)換的場合具有不可替代的作用。由于分辨率受管芯尺寸、過大的輸入電容、大量比較器以及編碼寄存系統(tǒng)所產(chǎn)生的功率消耗等限制，閃爍式ADC難以向高精度方向發(fā)展。目前，大部分模數(shù)轉(zhuǎn)換在編碼方式上均采用自然二進(jìn)制碼編碼形式，在編碼過程中，特 別是在編碼進(jìn)位過程中，容易使電路產(chǎn)生很大的尖峰脈沖。對(duì)于流水線型ADC，每級(jí)的流水線需將次前級(jí)的輸出經(jīng)數(shù)模D/Α轉(zhuǎn)換還原成模擬信號(hào)，并將該信號(hào)與輸入信號(hào)之間求差，作為本級(jí)的輸入信號(hào)。每級(jí)電路余量的輸出波形存在突變現(xiàn)象，容易引入較大的噪聲，從而影響轉(zhuǎn)換精度，由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的存在，也增加了系統(tǒng)誤差的來源。因此，需要一種能夠克服上述缺陷的編碼方法，以提供具有高的模數(shù)Α/D轉(zhuǎn)換效率和可靠性的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于余弦算法與格雷編碼的二進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，該方法包括對(duì)模擬輸入信號(hào)Ui進(jìn)行米樣；基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，η為自然數(shù)；以及將所述數(shù)據(jù)值Yn與零比較，得到第η位格雷碼碼值Gn ；
(O (F > O)= i 廣 [
[I (Yn < O)將格雷碼Gn序列作為該模擬輸入信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)。優(yōu)選地，所述基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Yn的步驟進(jìn)一步包括根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，
_2] Y = I Ilir , η : 了其中，Ui e (- JI，JI)，
[cos(2 Uj) η > I在所得到的格雷碼Gn序列中，Gtl為符號(hào)位。由此提供一種雙極性信號(hào)并行式模數(shù)轉(zhuǎn)換方法。優(yōu)選地，所述基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Yn的步驟進(jìn)一步包括根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，Yn = cos (2n_1Ui),其中，Ui e
根據(jù)本發(fā)明的在一方面，提供一種基于余弦算法與格雷編碼的3進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，該方法包括對(duì)模擬輸入信號(hào)Ui進(jìn)行米樣；根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，
權(quán)利要求
1.一種基于余弦算法與格雷編碼的二進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法包括 對(duì)模擬輸入信號(hào)Ui進(jìn)行采樣； 基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)U1的η位數(shù)據(jù)值Υη，η為自然數(shù)；以及 將所述數(shù)據(jù)值Yn與零比較，得到第η位格雷碼碼值Gn ；JO (Fn > O)n |i (i； < O) 將格雷碼Gn序列作為該模擬輸入信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的二進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Yn的步驟進(jìn)一步包括 根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη， Γ h, 12 = O .. ■ Γ-= fon-ir \其中，Ui e (-JI，JI)，[cos (2 U1) η >\ 在所得到的格雷碼Gn序列中，Gtl為符號(hào)位。
3.如權(quán)利要求I所述的二進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Yn的步驟進(jìn)一步包括 根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，Yn = cos (2 Ui)， 其中，Ui e [O, )，η 彡 I。
4.如權(quán)利要求I所述的二進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Yn的步驟進(jìn)一步包括 根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη， Ui w = 0 Yn =' OOSilIi) " = I 其中，Ui e (- Ji，Ji)。
5.如權(quán)利要求I所述的二進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Yn的步驟進(jìn)一步包括 根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，Y _|cos(f/,) n = l n>2 ， 其中，Ui e [0，Ir)。
6.一種雙極性信號(hào)級(jí)聯(lián)式多項(xiàng)式擬合模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法包括 對(duì)模擬輸入信號(hào)Ui進(jìn)行采樣； 根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη， —U,η = 0Fn =< (4-8^/2/3):/,4+(8λ/2/3-5^/2+1 n = l ，其中，Ui E (-1,1)； .-In>2 將所述數(shù)據(jù)值Yn與零比較，得到第η位格雷碼碼值Gn ；
7.一種單極性信號(hào)級(jí)聯(lián)式多項(xiàng)式擬合模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法包括對(duì)模擬輸入信號(hào)Ui進(jìn)行采樣；根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，
8.一種基于余弦算法與格雷編碼的3進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法包括對(duì)模擬輸入信號(hào)Ui進(jìn)行采樣；根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，
9.一種基于余弦算法與格雷編碼的k進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法包括對(duì)模擬輸入信號(hào)Ui進(jìn)行采樣；根據(jù)下述公式計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的η位數(shù)據(jù)值Υη，
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于余弦算法與格雷編碼的二進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法包括對(duì)模擬輸入信號(hào)Ui進(jìn)行采樣；基于余弦算法計(jì)算所述模擬輸入信號(hào)Ui的n位數(shù)據(jù)值Yn，n為自然數(shù)；以及將所述數(shù)據(jù)值Yn與零比較，得到第n位格雷碼碼值Gn；并將格雷碼Gn序列作為該模擬輸入信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)。發(fā)明采用格雷編碼方式，消除了編碼中可能存在的尖峰脈沖，通過引入余弦函數(shù)算法，實(shí)現(xiàn)了全并行的編碼方法。通過采用基于余弦算法的級(jí)聯(lián)流水線式編碼方法，有效消除每級(jí)流水線輸出的突變現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H03M1/12GK102868404SQ20121034301
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者呂錦柏, 王毅 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)