一种数据权重平均方法、系统及sigma-delta调制器

1.一种数据权重平均方法，其特征在于，包括以下步骤：获取N比特量化器第k轮输出的数字信号D(k)，并转化为温度计码T(k)；基于获取的数字信号D(k)，计算获得第k轮循环移位的指针位置P(k)；基于计算获得的指针位置P(k)，对转化获得的温度计码T(k)进行循环移位，获得移位后的温度计码T shift (k)；基于第k轮的数字信号D(k)、指针位置P(k)以及上一轮的指针位置P(k-1)，对移位后的温度计码T shift (k)进行半随机交换，输出半随机交换的温度计码；其中，所述半随机交换的步骤包括：将移位后的温度计码T shift (k)第[1,2,...,2 N /2-1]比特数据与第[2 N /2+1,...,2 N -1]比特数据建立对应关系；基于建立的对应关系，确定D(k)、P(k)和P(k-1)控制T shift (k)每一比特数据进行半随机交换的控制关系；基于确定的控制关系，基于D(k)、P(k)和P(k-1)控制T shift (k)对应比特数据进行交换，实现半随机交换；其中，所述对应关系为：将T shift (k)第一比特数据与第2 N /2+1比特数据建立对应关系，T shift (k)第二比特数据与第2 N /2+2比特数据建立对应关系，以T shift (k)第i比特数据与第2 N /2+i比特数据建立对应关系类推，直至T shift (k)第2 N /2-1比特数据与第2 N -1比特数据建立对应关系；或者，将T shift (k)第一比特数据与第2 N -1比特数据建立对应关系，T shift (k)第二比特数据与第2 N -2比特数据建立对应关系，以T shift (k)第j比特数据与第2 N /2+j比特数据建立对应关系类推，直至第2 N /2-1比特数据与第2 N /2+1比特数据建立对应关系；其中，所述控制关系为： 依次分别控制T shift (k)第1到N比特数据的交换； 依次分别控制T shift (k)第N+1到2N比特数据的交换； 依次分别控制T shift (k)第2N+1到第3N比特数据的交换；若3N不等于2 N /2-1比特，则再次循环利用D(k)、P(k)、P(k-1)依次分别控制剩余各比特数据进行交换，直至T shift (k)的第[1,2,...,2 N /2-1]比特数据都受到D(k)、P(k)、P(k-1)的控制。 2.根据权利要求1所述的一种数据权重平均方法，其特征在于，所述基于获取的数字信号D(k)，计算获得第k轮循环移位的指针位置P(k)的步骤包括：基于数字信号D(k)以及前两轮循环移位的指针位置P(k-1)、P(k-2)，计算获得第k轮循环移位的指针位置P(k)；其中，指针位置P(k)的计算表达式为，P(k)＝D(k)+2P(k-1)-P(k-2)+(2 N -1)·S overflow (k)；式中，S overflow (k)表示溢出项，当D(k)+2P(k-1)-P(k-2)≥2 N -1时S overflow (k)＝-1，否则S overflow (k)＝0。 3.根据权利要求2所述的一种数据权重平均方法，其特征在于，所述基于计算获得的指针位置P(k)，对转化获得的温度计码T(k)进行循环移位，获得移位后的温度计码T shift (k)的步骤包括：将第k轮温度计码T(k)中连续为“1”的几比特数据全部设为一组，将该组连续为“1”的数据以顺时针方向进行循环移位，使第k轮的指针位置P(k)位于该组连续为“1”的数据最右端第一比特为“0”的数据处。 4.根据权利要求1所述的一种数据权重平均方法，其特征在于，所述半随机交换中，基于所述控制关系，基于D(k)、P(k)、P(k-1)控制T shift (k)对应比特数据进行交换，实现半随机交换的步骤包括： 则T shift (k)第N比特数据与其对应关系进行交换，否则不进行交换； 则T shift (k)第2N比特数据与其对应关系进行交换，否则不进行交换； 则T shift (k)第3N比特数据与其对应关系进行交换，否则不进行交换；若3N不等于2 N /2-1比特，则再次循环利用D(k)、P(k)、P(k-1)依次分别控制T shift (k)剩余各比特数据进行交换，若满足 则x控制T shift (k)剩余各比特数据与其对应关系进行交换，直至T shift (k)的第[1,2,...,2 N /2-1]比特数据全部完成交换操作，获得半随机交换完成的温度计码T complete (k)。 5.一种数据权重平均系统，其特征在于，包括：温度计码获取模块，用于获取N比特量化器第k轮输出的数字信号D(k)，并转化为温度计码T(k)；指针位置获取模块，用于基于获取的数字信号D(k)，计算获得第k轮循环移位的指针位置P(k)；移位后的温度计码获取模块，用于基于计算获得的指针位置P(k)，对转化获得的温度计码T(k)进行循环移位，获得移位后的温度计码T shift (k)；半随机交换模块，用于基于第k轮的数字信号D(k)、指针位置P(k)以及上一轮的指针位置P(k-1)，对移位后的温度计码T shift (k)进行半随机交换，输出半随机交换的温度计码；其中，所述半随机交换模块中，半随机交换的步骤包括：将移位后的温度计码T shift (k)第[1,2,...,2 N /2-1]比特数据与第[2 N /2+1,...,2 N -1]比特数据建立对应关系；基于建立的对应关系，确定D(k)、P(k)和P(k-1)控制T shift (k)每一比特数据进行半随机交换的控制关系；基于确定的控制关系，基于D(k)、P(k)和P(k-1)控制T shift (k)对应比特数据进行交换，实现半随机交换；其中，所述对应关系为：将T shift (k)第一比特数据与第2 N /2+1比特数据建立对应关系，T shift (k)第二比特数据与第2 N /2+2比特数据建立对应关系，以T shift (k)第i比特数据与第2 N /2+i比特数据建立对应关系类推，直至T shift (k)第2 N /2-1比特数据与第2 N -1比特数据建立对应关系；或者，将T shift (k)第一比特数据与第2 N -1比特数据建立对应关系，T shift (k)第二比特数据与第2 N -2比特数据建立对应关系，以T shift (k)第j比特数据与第2 N /2+j比特数据建立对应关系类推，直至第2 N /2-1比特数据与第2 N /2+1比特数据建立对应关系；其中，所述控制关系为： 依次分别控制T shift (k)第1到N比特数据的交换； 依次分别控制T shift (k)第N+1到2N比特数据的交换； 依次分别控制T shift (k)第2N+1到第3N比特数据的交换；若3N不等于2 N /2-1比特，则再次循环利用D(k)、P(k)、P(k-1)依次分别控制剩余各比特数据进行交换，直至T shift (k)的第[1,2,...,2 N /2-1]比特数据都受到D(k)、P(k)、P(k-1)的控制。 6.根据权利要求5所述的一种数据权重平均系统，其特征在于，所述半随机交换中，基于所述控制关系，基于D(k)、P(k)、P(k-1)控制T shift (k)对应比特数据进行交换，实现半随机交换的步骤包括： 则T shift (k)第N比特数据与其对应关系进行交换，否则不进行交换； 则T shift (k)第2N比特数据与其对应关系进行交换，否则不进行交换； 则T shift (k)第3N比特数据与其对应关系进行交换，否则不进行交换；若3N不等于2 N /2-1比特，则再次循环利用D(k)、P(k)、P(k-1)依次分别控制T shift (k)剩余各比特数据进行交换，若满足 则x控制T shift (k)剩余各比特数据与其对应关系进行交换，直至T shift (k)的第[1,2,...,2 N /2-1]比特数据全部完成交换操作，获得半随机交换完成的温度计码T complete (k)。 7.一种sigma-delta调制器，其特征在于，包括：采样电容阵列、环路滤波器、多比特量化器、数据权重平均模块以及反馈数/模转换电容阵列；所述采样电容阵列用于对模拟输入信号进行采样并输出；所述环路滤波器用于输入所述反馈数/模转换电容阵列的输出与所述采样电容阵列的输出整合后的信号，进行滤波后输出；所述多比特量化器用于输入所述环路滤波器的输出与模拟输入信号整合后的信号，量化为数字输出信号后输出；所述数据权重平均模块采用权利要求1至4中任一项所述的数据权重平均方法，用于输入所述多比特量化器输出的数字信号，输出半随机交换完成的温度计码T complete (k)；所述反馈数/模转换电容阵列用于输入所述数据权重平均模块输出的T complete (k)，将T complete (k)中的每一比特数据分别与反馈数/模转换电容阵列中的各单位电容建立控制关系，当T complete (k)的某一比特为“1”时，该比特数据控制的单位电容导通，当T complete (k)的某一比特为“0”时，该比特数据控制的单位电容关断，实现单位电容失配的消除；所述反馈数/模转换电容阵列用于将T complete (k)转换为模拟信号输出。 8.根据权利要求7所述的一种sigma-delta调制器，其特征在于，所述环路滤波器包括第一级积分器、第二级积分器、前馈支路和反馈支路构成；所述第一级积分器用于输入所述采样电容阵列的输出、所述反馈数/模转换电容阵列的输出以及所述第二级积分器的输出，整合后积分并输出；所述第二级积分器用于输入所述采样电容阵列的输出、所述反馈数/模转换电容阵列的输出以及所述第一级积分器的输出，整合后积分并输出；所述前馈支路用于将所述采样电容阵列采样的模拟输入信号前馈输入至所述第二级积分器和所述多比特量化器；所述反馈支路用于将所述反馈数/模转换电容阵列的输出反馈输入至所述第一级积分器和所述第二级积分器，并将所述第二级积分器的输出反馈输入至所述第一级积分器。