阅读说明：本技术 用于数据传输的数字调制方案 (Digital modulation scheme for data transmission ) 是由 R·平托 J·E·D·赫维茨 L·盖津 于 2018-05-11 设计创作，主要内容包括：各种例子涉及隔离的模数转换器(ADC)电路,包括第一侧,与第二侧通过隔离器分离。位于第一侧上的第一ADC可被配置为将第一模拟输入信号转换为第一侧多位数字信号。位于第一侧上的数字调制器可被配置为将第一侧多位数字信号转换为第一单位流。位于第二侧上的第一滤波器可被配置为在所述第一隔离器两端接收所述第一单位流,并使用所述第一单位流生成第一重构的多位数字信号。(Various examples relate to an isolated analog-to-digital converter (ADC) circuit including a first side separated from a second side by an isolator. A first ADC on the first side may be configured to convert a first analog input signal to a first side multi-bit digital signal. The digital modulator on the first side may be configured to convert the first side multi-bit digital signal to a first single bit stream. A first filter on a second side may be configured to receive the first single-bit stream across the first isolator and generate a first reconstructed multi-bit digital signal using the first single-bit stream.)

用于数据传输的数字调制方案

优先权

本申请要求2017年5月11日提交的美国临时专利申请序列No.62/504,893的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

该文件总体上但非限制性地涉及集成电路，并且特别地但非限制性地涉及在单个集成电路内或在多个集成电路之间使用的数字调制技术。

背景技术

隔离的模数转换器(ADC)用于多种应用，例如传感器、电动机或其他组件在与相关信息处理不同的电压电平下运行。

发明内容

各种例子涉及隔离的模数转换器(ADC)电路。隔离的ADC电路包括隔离的ADC电路的第一和第二分离的侧。第一侧和第二侧可以由隔离器分开，该隔离器在第一侧和第二侧之间提供数字信号路径。第一侧和第二侧可以在隔离的电压域下操作。ADC位于电路的第一侧上。ADC被配置为将模拟信号转换为多位数字信号。第一侧上的数字调制器被配置为将多位数字信号转换为单位流。单位流可在隔离器两端传输到第二侧上的滤波器。滤波器接收单位流，并在第二侧上产生重构的多位数字信号。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本文档中讨论的各种实施例。

图1是示出隔离的ADC电路的一个示例的图。

图2是示出包括多个热侧的隔离的ADC电路的另一示例的图。

图3是示出隔离的ADC电路的一个示例的示图，该隔离的ADC电路被配置为跨隔离器传输嵌入有ADC输出的调制的数据信号。

图4是示出隔离的ADC电路的一个示例的示图，该隔离的ADC电路用于嵌入数据信号并通过隔离器发送单位数据流。

图5是示出可用于实现本文描述的任何数字调制器的数字调制器的一个示例的图。

图6是示出包括饱和逻辑的积分器级的一个示例的图。

图7是示出示例电路的示图，该示例电路包括用于使用双数据速率(DDR)来增加数字调制器的过采样率(OSR)的元件。

图8是示出使用图7的布置的示出了增加的OSR的时钟信号和数据信号的一个示例图的时序图。

图9是示出使用图4的示例隔离的ADC电路的单个突发的位误差与信噪比的曲线图，位误差以对数标度表示。

图10是以线性比例示出了使用图4的示例隔离的ADC电路的单个突发的误码率与信噪比的曲线图。

图11是以线性比例示出了使用图4的示例隔离的ADC电路的双脉冲串的误码率与信噪比的曲线图。

图12是示出针对单个位翻转误差的位误差对信号SNR的图。

图13是示出了针对两位翻转误差的位误差与信号SNR的关系的曲线图。

图14是示出了位误差相对于SNR的位误差的曲线图1400。

图15是示出翻转和***损坏的图。

图16是示出隔离的ADC电路的另一示例的图。

图17是示出实现快速路径恢复方案的隔离的ADC电路的另一示例的图。

图18是示出实现快速路径恢复方案和慢速路径恢复方案的另一示例性隔离的ADC电路的图。

图19-图21包括各自的曲线图，示出了在图18的隔离的ADC电路中传输的数据的快速傅立叶变换(FFT)，其中在DDR上具有在较低载波处的快速和缓慢控制以及在DDR上以快速载波的整数倍的快速控制。

图22是示出了另一示例隔离的ADC电路407的图。

图23是示出如本文所述的使用峰值检测的代码收敛与样本数量的关系的图。

图24是示出基于LUT的正弦发生器的一个示例的图。

具体实施方式

如本文所述，隔离的ADC电路至少包括热侧和冷侧。热侧和冷侧彼此电隔离，并且可以在不同的电压下工作和/或以不同的接地为基准。例如，隔离的ADC电路可能具有ADC的热侧，该ADC的供电电压(例如3.3伏)是参考电力传输或传输线的线路电压(例如120V RMS、230V RMS、440V RMS或DC电压(例如+/-270V或48V或1000V))。这样，位于热侧的ADC可以直接测量与传输线或传输线串联的分流器中的电流。示例隔离的ADC电路还具有参考不同接地(例如中性线、接地、浮动电压等)的冷侧。冷侧电子设备的电源电压可处于较低电压以进行数字处理(例如1.8V、1.2V等)和/或处于高电压以进行致动或显示或通信(例如12V、5V或3.3V)。

热侧和冷侧之间的隔离由隔离器提供。可以使用任何合适的隔离器。可以使用隔离机制的示例隔离器，例如变压器或其他电感式隔离器、电容式隔离器、光学隔离器等。隔离器可以包括隔离机制两侧的发射和接收电路，该电路将能够承受恒定电压和浪涌电压而不会击穿。在某些示例中，可以对隔离技术进行某种程度的优化以拒绝EMC和其他瞬态事件，但是由于杂散耦合机制和不平衡，电涌和/或电快速瞬态事件可能会破坏通过隔离器发送的数据。在某些示例中，期望使用隔离器的系统(例如隔离的ADC电路)能够容忍这种损坏。

在一些示例中，可以选择电感隔离器机构以将功率从冷侧传输到热侧。即使传输的功率效率很低，这也可能有利于在热侧为该功能供电。在优化为使用隔离电源的系统中，由于这种低效率，热侧的功耗实际上要比冷侧的“成本”更高，因此通常需要将其最小化。

在一些示例中，热侧和冷侧在分离的半导体芯片(例如，硅芯片)上实现。热侧芯片和冷侧芯片可以被包装在共同的集成电路封装中或被实现在单独的集成电路封装中。隔离器可以位于热侧芯片、冷侧芯片、单独的附加芯片或它们的组合上。在一些示例中，当热侧芯片和冷侧芯片被包括在共同的集成电路封装中时。例如，芯片可以在单独的引线框架部分上，或者可以在平面基板的分开的部分上，或者可以使用堆叠芯片设计，其中，热侧和冷侧芯片彼此堆叠，并且它们之间具有合适的隔离部件。

在隔离的ADC电路的隔离面之间通信数字数据可能会带来很大的挑战。在一些示例中，隔离的ADC电路的热侧上的ADC本身生成未帧的数字信号的单位流，例如，来自一位二阶Σ-ΔADC。然后，一位数字信号可以通过隔离器传输到冷侧。在那里，可以使用滤波器或其他合适的滤波器对单位数字信号进行帧化，以生成可以以适当速率重新采样的多位数字值。以此方式，在没有相应的时钟或同步信号的情况下发送单位数字信号，但是可以恢复高分辨率的低频值。

可能希望在热侧使用产生多位数字信号(例如，4位数字信号)的ADC作为输出。多位ADC可以提供优于单位ADC的好处，例如，更高的分辨率、更好的电源效率或更高的数据速率等。例如，多位ADC可以在较低的过采样率下实现更高的SNR，并且可以提高隔离的ADC电路的功率效率。例如，可以在热侧使用具有4位量化器的二阶Σ-Δ转换器来创建字大小为4位的多位数字信号。如果在热测对多位数字信号进行滤波和抽取以创建所需的较低数据速率的高分辨率值，然后，要确定该抽取的相位，就需要从冷侧到热侧跨屏障发送同步信号。

在电气测量系统中，经常需要同步抽取相位，以保证对不同电流和电压通道进行采样以确定正确的有功功率和无功功率之间的相对相位。以与数据相反的方向跨隔离区发送信号通常会导致额外的成本和复杂性。例如，可能需要附加的隔离通道，以及相关的高压无源、发射和接收电路。此外，如果在操作过程中发生电磁干扰(EMI)事件导致此同步信号损坏，则对信号完整性的影响可能很大，因为恢复过程可能需要花费多个时间。将滤波和抽取保持在冷测的另一种方法是使用多个隔离通道，以将多位数字信号从热测传输到冷测。然而，这将增加成本、尺寸和功率。另一种方法是将具有开始和停止序列的多位数字信号帧化，然后通过单个通道发送它。但是，这将需要更高的时钟速度以用于额外的启停序列。如果EMI事件导致损坏，则可能会损坏较重要的位之一，从而增加错误。

先前的示例用于过采样转换器，尽管它们以相对较高的采样率运行，但是从信号链中获得更高分辨率值的等待时间通常由滤波和抽取来确定。在许多应用中，希望有低延迟。考虑一个包括断路器和保护继电器的能量测量示例。在这里，等待时间可能会影响检测和纠正故障的速度。

当在热测使用多位ADC时，例如，在保持同步的弹性和灵活性的同时，跨隔离器发送结果的多位数据可能会很困难。多位ADC生成的ADC输出信号被帧化。即，ADC输出信号包括离散的数字字，每个数字字包括多个位(例如，4位、8位、12位等)。跨隔离器传输ADC输出信号包括发送ADC输出信号本身以及传送时钟或其他同步信号，使冷测的接收组件可以重新创建多位信号的数字字。这增加了隔离器的复杂性，在某些示例中，导致在电路的热测和冷测之间包含多个隔离器。以ADC的数据速率发送同步信号也会降低效率。

一些示例利用成帧方案来组织ADC输出的多位数字信号，以通过单通道隔离器传输，以传输到冷侧。但是，成帧方案可能会引入额外的开销。例如，在对模拟输入进行过采样的ADC设计(例如Δ-ΣADC)中，ADC数据可能处于较高的ADC数据速率，这可能不具有高功率效率。

此外，当数据通过隔离器传输时，成帧和/或同步的布置可能容易受到干扰或其他噪声源的影响。在一些示例中，隔离器易受电磁干扰(EMI)和/或其他因素引起的噪声的影响。跨隔离器传输的多位信号可能更容易受到隔离器处的噪声的影响。例如，多位数字信号中的单位翻转可将数字字的值更改多达50％。此外，在成帧方案中，仅几位的损坏就可能导致几帧数据丢失。

隔离的ADC电路热测的多位ADC可以在热测包括一个数字调制器。数字调制器将ADC生成的ADC输出信号转换为可能未成帧的单位流。例如，单位流可以包括一系列逻辑1和0，其中单位流的值由1和0的比例给出。单位流通过隔离器传输到隔离的ADC电路的冷测。冷侧的滤波器将接收到的单位流合并以生成重构的ADC输出信号。这样，多位ADC生成的ADC输出信号例如通过隔离器传输，而无需同时传输时钟信号或其他同步信息。

重构的ADC输出信号可以具有比ADC输出信号更高的分辨率。在一些示例中，将重构的ADC输出信号抽取为期望的输出频率并且被同步为处于隔离的ADC电路的输出处所需的期望的相位。同样，由于来自数字调制器的单个位流中的每个位具有相等的加权，并且由于高数据速率，单个位的任何损坏只会对后续的SNR产生最小的影响，而不会影响重新同步。这样，上述系统可受益于SNR的优越ADC特性、多位ADC的功率效率或带宽，同时受益于具有最小附加等待时间的一位转换器的效率、弹性和同步灵活性。

在一些示例中，期望将其他信息从隔离的ADC电路的热侧传递到冷侧。例如，ADC可以生成在冷侧处理或从冷侧传输到其他组件所需的状态和/或控制信息。本文的各种示例还描述了用于将附加数据调制到通过隔离器传输的信号上的系统和方法。例如，可以将数字数据信号幅度调制到载波信号上以生成调制的数据信号。载波信号的载波频率高于并且在某些示例中远高于通过隔离器传输的ADC输出信号的频率。例如，载波频率可能约为ADC输出信号频率的200次谐波，远远超出了感兴趣的频率，并且处于通常会被滤除的频率范围内。调制的数据信号被嵌入(例如，相加地)到ADC输出信号，并通过隔离器传输。

图1是示出隔离的ADC电路100的一个示例的示图。隔离的ADC电路100包括由隔离器106隔开的热侧102和冷侧104。热侧102和冷侧104彼此电隔离。在一些示例中，热侧102和冷侧104在单独的芯片上实现。例如，热侧102可以被实现在第一芯片上，而冷侧104可以被实现在第二芯片上。例如，根据堆叠的芯片结构，第一芯片和第二芯片可以被包括在公共集成电路封装中。在其他示例中，第一芯片和第二芯片被包括在分开的集成电路封装中。

热侧102包括ADC 108和数字调制器110。ADC 108可以是任何合适的类型。在一些示例中，ADC 108包括多位第二阶∑-ΔADC。同样，在一些示例中，ADC 108包括多位逐次逼近寄存器(SAR)ADC或任何其他合适的多位ADC。ADC 108将模拟信号117转换为多位ADC输出信号118。模拟信号117可以源自任何合适的源。在一些示例中，热侧102还包括一个或多个传感器126。传感器126例如可以感测电路的第一侧上的电流、电压、温度或另一合适的值。在一些示例中，传感器126测量电力传输线或其他高压应用上的电流或电压。

ADC输出信号118在热侧102上被提供给数字调制器110。在一些示例中，ADC输出信号118在被提供给数字调制器之前被滤波。低通滤波器可用于去除ADC的一部分高频频谱，以去除ADC转换过程的高频伪像。数字调制器110将该ADC输出信号118转换为单位流120。这去除了成帧数据。例如，ADC输出信号118包括离散数字字。另一方面，单位流120包括逻辑1和0的流，其中，值以流120具有特定逻辑值的时间的比例传递。在一些示例中，将ADC输出信号118转换为单位流120包括修改数据速率。例如，单位流120可以具有高于ADC输出信号的数据率的数据率。在一些示例中，数字调制器110处的数据速率增加与ADC输出信号118中的位数成比例。例如，如果ADC输出信号118包括4位字，则单位流120的数据速率可以比ADC输出信号118的数据速率高四倍。在一些示例中，如果ADC 108以比感兴趣的频率所需的速率更高的速率采样，则调制器可以降低净数据速率，例如以改善系统的抗锯齿效果。

数字调制器110可以是任何合适的类型。在一些示例中，数字调制器110包括Σ-Δ调制器。在一些示例中，例如其中ADC是Σ-ΔADC的示例，ADC 108本身可以包括n个模拟调制器。因此，数字调制器110可以是模拟调制器(如果有的话)的补充，它是ADC 108的一部分。例如，数字调制器110可以作用于由ADC 108生成的ADC输出信号118。

单位流120穿过隔离器106传输到冷侧104。隔离器106可以是或包括任何适当类型的隔离器设备，例如一个或多个变压器或其他电感式隔离器设备、一个或多个电容器或其他电容式隔离器设备、一个或多个光学隔离器等。在冷侧104，将单位流120提供给滤波器114。在冷侧104(例如，在通过隔离器106传输之后，单位流120可以参考冷侧104的地面。

滤波器114对单位流120求平均以生成重构的ADC输出信号124。重构的ADC输出信号124是在由ADC 108生成的原始多位信号118的冷侧104上的重构。重构的ADC输出信号124可以具有任何适当长度的字(例如，以位为单位)。在一些示例中，重构的ADC输出信号124具有与ADC输出信号118的字相同长度的字。在其他示例中，重构的ADC输出信号124的字长度可以与ADC输出信号118的字长度不同。重构的ADC输出信号124的数据速率可以比单位流120的数据速率低例如与重构的ADC输出信号124的字长以及数字调制器的操作顺序和频率有关的因数。

滤波器114例如可以包括一个或多个数字滤波器、一个或多个数字积分器等。例如，滤波器114可以包括数字sinc滤波器、逐级级联积分梳状(CIC)滤波器或任何其他合适的滤波器。滤波器114还可以接收同步信号127。例如，同步信号127可以是由滤波器114实现的一个或多个数字滤波器使用的时钟信号。在一些示例中，同步信号127由另一组件生成，诸如接口或处理电路116电路之类的信号，并提供给滤波器114。重构的ADC输出信号124和同步信号127被提供给接口/处理电路116并由其提供。接口/处理电路116可以处理重构的ADC输出信号124和/或将其发送到远程电路或设备进行处理。例如，当重构的ADC输出信号124代表传感器输出时，接口/处理电路116(或其他远程电路或设备)可以处理重构的ADC输出信号124以计算频率分量、计算平均值、与其他数据结合、进行缩放、检测错误、记录值等。

尽管在图1中示出了一个滤波器114，但是一些示例可以在冷侧104上包括多个滤波器。例如，第一滤波器可以具有相对低的等待时间和相对低的精度。第二滤波器可以具有相对较高的等待时间和相对较高的精度。高等待时间、高精度滤波器可以用于例如数据记录。例如，可以使用低延迟、低精度的滤波器来快速检测错误情况。

图2是示出包括多个热侧102A、102B、102C的隔离的ADC电路101的另一示例的图。热侧102A、102B、102C可以在与冷侧104分离的芯片上实施，并且在一些示例中，在彼此分离的芯片上实施。每个热侧102A、102B、102C包括可选的传感器126A、126B、126C、ADC 108A、108B、108C以及数字调制器110A、110B、110C。在隔离的ADC电路101中，各个热侧102A、102B、102C的操作类似于热侧102，以生成跨隔离器106A、106B、106C提供给冷侧104的各个单位流120A、120B、120C。例如，ADC 108A、108B、108C接收相应的模拟信号117A、117B、117C。可以从可选传感器126A、126B、126C接收模拟信号117A、117B、117C。ADC 108将模拟信号117A、117B、117C转换为提供给各个调制器110A、110B、110C的各个ADC输出信号118A、118B、118C。调制器110A、110B、110C将相应的ADC输出信号118A、118B、118C转换为相应的单位流120A、120B、120C、这些位流分别通过隔离器106A、106B、106C传输到冷侧104。

冷侧104包括相应的滤波器114A、114B、114C，其使用同步信号127A、127B、127C将相应的多位信号120A、120B、120N转换为相应的重构的ADC输出信号124A、124B、124C。在图2中示出了三个同步信号127A、127B、127C。在一些示例中，这允许在不同通道之间***不同的相位延迟，例如以消除每个通道上的传感器模拟部分中的相位误差。此外，在一些实例中，两个或更多的量化器114A、114B、114C进行操作使用相同的同步信号。

在一些示例中，诸如具有三个热侧102A、102B、102C的诸如图2的示例的布置可以用于使用或传输三相信号来监视设备或传输线的实施方式。在多相系统中，每个冷侧可能有多个热侧。在图2的示例中，在中性点处存在三个热侧102A、102B、102C到一个公共冷侧104(例如，在三相中的每相处一个热侧)。而且，尽管示出了三个热侧102A、102B、102C，但是在一些示例中可以使用具有任何合适数量的热侧的布置。

图3是示出了隔离的ADC电路300的一个示例的示图，该隔离的ADC电路300被配置为通过隔离器306传输嵌入有ADC输出的调制的数据信号。类似于隔离的ADC电路100、101，隔离的ADC电路300包括由隔离器306隔开的热侧302和冷侧304。

在图3的示例中，热侧302包括将模拟信号317转换为ADC输出信号330的ADC 308。ADC输出信号330可以是多位的，类似于ADC输出信号118、118A、118B、118C，或者可以是一位。热侧302还包括数字数据信号334。数字数据信号334包括在热侧302上生成的数字数据，该数字数据将被发送到冷侧304。例如，数字数据信号334可以包括来自可选传感器326的寄存器值、由ADC 308生成的控制数据或任何其他合适的数据。

数字数据信号在调制器342上调制到载波信号336上，以生成调制的数据信号338。载波信号336的载波频率可能高于ADC输出信号330的数据速率的阈值谐波。例如，ADC的关注频带可能高达50次谐波，并且载波频率可能高于ADC输出330的数据速率的200次谐波。通过这种方式，添加调制的数据信号338相对于ADC输出330是带外的。因此，将调制的数据信号338与ADC输出信号330相加可以导致带内信噪比(SNR)的较小降低。

在加法器342处将调制的数据信号338累加地嵌入ADC输出330上，从而产生嵌入ADC输出信号332。嵌入ADC输出信号332通过隔离器306传输至冷侧304。在一些示例中，如图1-2和图4所示，隔离的ADC电路300利用单个位ADC和/或在通过隔离器306传输之前将来自ADC 308的ADC输出信号转换为单位流。在其他示例中，嵌入式ADC输出信号332是多位信号，并且同步数据与嵌入式ADC输出信号332一起发送和/或在冷侧304上重构。

在冷侧，接口/处理电路316接收嵌入式ADC输出信号332，该接口/处理电路316可以处理和/或将嵌入式ADC输出信号332传输到另一设备进行处理。在一些示例中，接口/处理电路316或其他合适的组件在处理之前将低通滤波应用于嵌入式ADC输出信号332以去除嵌入式调制的数据信号338，或者将其传递到另一设备进行处理。

嵌入式ADC输出信号332也被提供给带通滤波器344。带通滤波器344可以具有以载波信号336的载波频率为中心的通带。滤波后的信号340可以包括来自嵌入式ADC输出信号332的频率成分，包括调制的数据信号334。数据检测电路346可以对滤波后的信号340进行解调以生成重构的数据信号341。在一些示例中，重构的数据信号341被提供给接口/处理电路316。在一些例子中，数据检测电路346利用峰值检测机制、角度跟踪机制或两种方法的组合。

图4是示出了隔离的ADC电路400的一个示例的示例，该隔离的ADC电路400用于嵌入数据信号并且通过隔离器406传输单位数据流。例如，隔离的ADC电路400包括图1的隔离的ADC电路100的特征，和图3的隔离的ADC电路300。隔离的ADC电路400包括由隔离器406隔开的热侧402和冷侧404。热侧402、冷侧404和隔离器406例如可以如本文关于其他热侧、冷侧和隔离器所描述的来实现。

热侧402包括ADC 408。ADC 408可以是将模拟信号转换为多位ADC输出信号的多位ADC。在一些示例中，ADC 408包括多位、二阶Σ-ΔADC、SAR ADC或其他合适的ADC。在图4的示例中，由ADC 408生成的ADC输出信号包括具有4位字长的字。ADC输出信号可以包括例如来自调制器中的闪存转换器的量化器数据、来自模拟Σ-Δ转换器的数据(例如4位数据)等。

图4的示例性隔离的ADC电路400包括用于抽取热侧402上的ADC输出信号的可选组件450、451。在某些用途中，需要在热侧402上进行抽取(例如，在将数据传输到冷侧404之前)，但在其他用途中不是这样。例如，在热侧402上进行抽取可能会向电路400中引入额外的等待时间，这会使热侧抽取不适合某些应用。在其他示例中，ADC输出信号从热侧402传输到冷侧404，而没有首先被抽取。在图4的示例中，由CIC滤波器450执行抽取，CIC滤波器450可以充当抽取器。CIC滤波器450接收ADC输出信号并生成抽取的ADC输出信号，该抽取的ADC输出信号可以是多位的。在某些示例中，抽取ADC输出信号会降低其数据速率，在某些示例中，还可能会增加其字长。在图4的示例中，CIC滤波器450将ADC输出的数据速率降低一半，但是还将字长从4位增加到8位。

如所描述的，在一些实施方式中可能希望抽取ADC输出信号，而在其他实施方式中则是不希望的。例如，使用有限或不进行抽取可以减少等待时间，这对于某些应用程序可能很重要。因此，在图4的示例中，ADC输出信号和抽取后的ADC输出信号均被提供给多路复用器451。抽取旁路输入被提供给多路复用器451。多路复用器451在其输出端根据抽取旁路信号的状态提供ADC输出信号或抽取后的ADC输出信号。可选的乘法器453将多路复用器451的输出乘以α给定的增益。这可以是根据所采用的路径来均衡数据，或者是使进入数字调制器410的动态最大化。

图4的示例性隔离的ADC电路400还包括用于嵌入数字数据信号以在隔离器上传输的组件。可以通过将数字数据信号调制到载波频率大于ADC输出的数据速率的阈值谐波(例如，第200个谐波)的高频载波来完成嵌入。在一些示例中，数字数据信号可能非常缓慢地变化，可能不具有高频分量。因此，可以在更高频率的载波频率上安全地调制数字数据信号。如果数字数据信号抖动，则可以在调制之前对其进行滤波。预调制滤波可能需要在热芯片上增加面积，并且还可能降低延迟性能，但这在某些情况下是可以接受的。

在图4的示例中，数字数据信号源自ADC 408，并且可以包括例如来自ADC 408的控制数据，诸如例如ADC 408的控制寄存器的状态等。在图4的示例中，数字数据信号具有7位的字长。在调制器454处将数字数据信号调制到载波信号上。该载波信号可以具有高于ADC输出信号的数据速率并且在一些示例中更高的载波信号频率。例如，载波信号可以具有等于或高于ADC输出的数据速率的阈值谐波的载波信号频率，例如高于200次谐波。在一些示例中，选择载波以允许使用载波音调的多个谐波来发送具有变化的控制代码动态范围的更多位。载波信号可以是低能量的。例如，载波信号的能量可以比ADC输出信号的能量低40dB或更多。在一些示例中，载波信号的能量比ADC输出信号的能量低60dB或更多、80dB或更多，等等。

在该示例中，使用正弦波查找表(LUT)452来产生载波信号。在一些示例中，以CIC滤波器450的抽取率可以是500kHz来访问LUT 452。在该示例中，载波信号具有8位字长。由7位数字数据信号和8位载波信号的组合产生的调制的数据信号具有15位字长。在此示例中，调制的数据信号的带宽为11kHz。

调制的数据信号在加法器458处与放大器453的输出相加组合。如本文所述，以加法的方式嵌入控制数据可能会导致带内信噪比(SNR)的下降到很小到可以忽略的程度，但是也会造成ADC数据动态范围的轻微损失。例如，调制的数据信号可以具有适当的小带宽(在此示例中为11kHz)，并位于阈值谐波上方以减少其对SNR的贡献。同样，在一些示例中，如本文所述，可以策略性地放置控件的嵌入，从而在噪声场景下利用干净检测来实现合适的(例如，最大)代码摆动。

加法器458的输出被提供给数字调制器410。在图4的示例中，数字调制器410包括Σ-Δ调制器。在各种示例中，数字调制器410包括积分器反馈(CIFF)双数据速率(DDR)调制器的全数字级联。同样，在一些示例中，数字调制器410包括具有双谐振器反馈的积分器的拓扑级联。在一些示例中，如本文所述，布置可以是五阶布置。同样，在一些示例中，数字调制器提供如本文所述的高阶噪声整形。

数字调制器410的输出是单位流，该位流通过隔离器406传输到冷侧。如本文中所描述的，单位流可能不使用成帧同步方案，其伴随有缺点。

在冷侧404上，将单位流提供给滤波器460。在图4的示例中，滤波器460包括逐行CIC滤波器。滤波器460将单位流转换为代表ADC 408的输出的重构的多位信号。放大器461可以应用于重构的多位信号。放大器的增益(1/α)可以是放大器453的增益的倒数。在图4的示例中，重构的多位信号被提供给前端数字信号处理器(DSP)462以进行处理。在一些示例中，除了前端DSP 462之外或代替前端DSP 462，可以包括通信接口，以将重构的多位数字信号发送到另一组件以进行处理。

还将单位流提供给带通滤波器464和数据检测电路466，以提取嵌入在热侧402上的数字数据信号。带通滤波器464以载波频率为中心，并且可以具有等于由热侧调制器454生成的调制的数据信号的带宽的通带。在该示例中，带通滤波器464的通带可以是大约11kHz。带通滤波器464的输出被传递到数据检测电路466，该数据检测电路466可以通过从载波信号和数字数据信号的组合中提取数字数据信号来检测原始数字数据信号。

在各种示例中，静电放电(ESD)和/或高频分量的干扰导致错误，这些错误可以转换为位误差。这些错误可以是周期性的，也可以是随机的，其中多个位被破坏。当发生误差而基频没有频率偏差时，本文所述的各种示例在SNR方面具有可接受的损失。在控制方面，错误的发生不应导致嵌入ADC输出的数字数据信号的严重(或任何)损坏。例如，在一些示例中，检测电路干净地检索数字数据信号而没有等待时间的损失。当错误消失后，SNR数可能会恢复正常。在一些示例中，本文描述的一位方案没有成帧，因此，损坏可能永远不会导致丢失多个数据帧。

在一些示例中，如所描述的嵌入数字数据信号可能会暂时提高本底噪声。该机制可以使接收机侧干净检测数字数据信号，而不必做出关于成帧同步决定。由于采用的方案是幅度调制，因此可以通过峰值检测机制或角度跟踪机制或两者的组合来恢复数字数据信号。

图5是示出可用于实现本文所述的任何数字调制器的数字调制器500的一个示例的图。示例数字调制器电路500是具有级联积分器反馈的Σ-Δ调制器。例如，可以利用CIFF技术来实现∑-Δ调制器。

由u(n)给出的数字调制器500的输入是多位数字信号。在图5的示意图中，数字调制器500的内部数学运算以数字“模拟”变量表示，该数字“模拟”变量具有适当的位宽以达到所需的数学精度，形式为适当的数字系统，例如浮点数或小数位数，带符号或无符号。由v(n)给出的数字调制器500的输出是本文描述的单位流。数字调制器500是包括五个积分器级502A、502B、502C、502D、502E的五阶调制器。各个积分器级502A、502B、502C、502D、502E求和为输入u(n)和输出v(n)的模拟变量形式。有效的数模转换器(DAC)a1、a2、a3、a4、a5将输出v(n)转换为用于各个积分器级502A、502B、502C、502D、502E的数字模拟变量。每个级502A、502B、502C、502D、502E的总和在Z域传递函数中馈入以下表示为(1/z-1)的积分器，并应用阶段特定的缩放因子c1、c2、c3、c4、c5。积分器级502B和502D分别添加来自下一个积分器级502C和502E的反馈。可选的抖动级504可以用于使本底噪声变白。积分器级502A、502B、502C、502D、502E和可选的抖动级504的输出被提供给比较器506，该比较器506产生单位流输出v(n)。

可以使用迭代技术来优化数字调制器500以减小积分器宽度。调制器的谐振器部分可以提供更好的性能，但需要权衡较高的数字区域。在一些示例中，可选的谐振器用于在噪声频带中创建零点，这可能导致更好的SNR参数数。

图6是示出包括饱和逻辑的积分器级600的一个示例的图。例如，积分器级600可以用于实现图5的积分器级502A、502B、502C、502D、502E中的一个或多个。积分器级600可以适用于实现CIFF方案的数字调制器，如本文所述。

在积分器级600中，在加法器602处将先前的积分器输出与DAC 604的输出相加。调制器输出v(n)控制DAC 604。如果调制器输出v(n)为高，则DAC 604返回-a_i。如果调制器输出v(n)为低，则DAC 604返回a_i。限幅级606被配置为如果加法器602的输出限幅，则改变积分器级的输出。为了优化积分器的位宽，一些示例可以包括分析加法器602的输出的寄存值，以查看削波信号是否溢出有多接近。可以计算剪切点并将其设置为预设阈值，以避免发生这种情况。在一些示例中，使用硬连线逻辑来建立限幅预设阈值。显示为T的块是部分选择器，因为在某些示例中，不需要比较整个位宽，并且比较一个部分就足够了。当求和信号相对于阈值超出界限时，积分器保持饱和。由于未进行反馈的集成，因此这可能会导致订单减少。在一些示例中，如图6所示的截断或舍入在第三积分器级502C、第四积分器级502D和第五积分器级502E而不是在前两个积分器级502A、502B处执行。

如本文中所描述的，数字调制器增加单位相对于多位信号输入的数据速率的流的数据速率，例如，通过在一个过采样率(OSR)的过采样。在一些示例中，调制器的OSR可以例如通过在热侧和冷侧之间以双数据速率(DDR)进行信号传输来增加。在某些示例中，例如当ADC是SAR ADC时，可以将第一时钟(例如1MHz时钟)输入到热测。使用标准单元，可以创建第二更高频率的时钟、一个2MHz时钟，并将其用于为热测数字调制器提供时钟。对于第一时钟为1MHz而第二时钟为2MHz的示例情况，OSR可以为20。在某些示例中，例如使用SAR ADC的某些示例，16倍或更高的过采样可能不会导致SNR下降。可以使用2位通道传输数据，在某些示例中，每个通道的带宽为1Mb/sec。在接收器端(即冷测)，可以将2位通道恢复为100kHz的10位。

可以采用状态元素来实现双重数据速率。例如，图7是示出包括用于增加数字调制器的OSR的元件的示例电路700的图。在图7中，由数字调制器输出的单位流被提供给两个触发器702、704。触发器702接收由ADC使用的时钟信号(clk)。触发器704接收时钟信号的补码。触发器702、704的输出被提供给多路复用器706。多路复用器的输出是过采样的单位流。可替代地，多路复用器706的输出是触发器702的输出或触发器704的输出，从而接通时钟信号的转变。

图8是示出使用图7的布置的示出了增加的OSR的时钟信号802和数据信号804的一个示例图的时序图800。如图所示，数据信号804在时钟信号802的上升沿和下降沿均被采样。多路复用器706可用于在时钟信号的上升沿、时钟信号的下降沿或两者之间的时钟选择之间进行选择。

分析了图4的示例隔离的ADC电路的干扰，该干扰可能导致数字数据线或时钟出现毛刺。故障可能导致突发性干扰错误。通过将突发大小从1改变为1000进行分析。图9是曲线图900，显示了单个突发的位误差与信噪比，对数标度表示位误差。图10是示出线性尺度上的单个突发的位误差与信噪比的曲线图1000。图11是曲线图1100，示出了线性尺度上的双脉冲串的位误差与信噪比的关系。通过利用Math Works公司的Matlab模拟图4的隔离的ADC电路400来生成图900、1000、1100。图9、10和11的图表明对于5kHz突发或大约90个突发事件的15ms测试，数字调制器的SNR性能可能保持优于100dB。在双重突发错误的情况下，SNR下降很快发生。但是，线路信号的频率分量几乎没有幅度或频率衰减，其中信号信噪比的降低表明衰减。

错误也可能是由于损坏(例如，由于翻转而引起的)。分析了图4的示例性隔离的ADC电路的从1到1000的位翻转。图12是示出了针对单个位翻转误差的位误差对信号SNR的图1200。图13是示出了针对两个位翻转误差的位误差对信号SNR的图1300。还利用MathWorks公司在Matlab中对图4的隔离的ADC电路400进行仿真来生成图1200和图1300。

在分析中，翻转的间隔保持为1000(例如，以给定的间隔1000翻转了一位)。这意味着1MHz DDR流上的1kHz损坏。有趣的是，在出现数据错误的情况下，该分析表明SNR下降几乎没有变化，而更多的位误差则提供了恒定的下降。所分析的示例可以容忍大约120位误差，此后，降级速度似乎很快，直到大约300位误差为止。之后，降解似乎是恒定的。有趣的是，基频分量永远不会丢失，并且可以通过CIC/SINC滤波器轻松恢复。该系统的鲁棒性在于线路频率分量没有幅度和频率降低或误差，并且位误差会导致较高的本底噪声。

重复性不同，可能会发生损坏或位翻转错误。还对图4的示例隔离的ADC电路的翻转误差进行了分析，并将重复性设置为不同的位间隔。图14是示出了将可重复性设置为10,000、20,000；和40,000位间隔的位误差的位误差与SNR的关系图的图表1400。在所有分析的情况下，都没有频率偏差或幅度偏差。随着翻转误差间隔的增加，观察到噪声失真降低。曲线图1400还示出了由Math Works公司利用Matlab制造的图4的隔离的ADC电路400的仿真结果。

如图4所示，分析了图4的示例性隔离的ADC电路的翻转、***和丢失位误差。图15是曲线图1500，示出了在每个突发75个尖峰直至每个突发150个尖峰处的翻转和***破坏。曲线1502示出了翻转损坏，而曲线1504示出了***损坏。例如，61000EFT规范指示应针对每个脉冲串进行75个尖峰分析。曲线图1500还示出了利用Math Works公司的Matlab对图4的隔离的ADC电路400进行仿真的结果。

图16是示出隔离的ADC电路401的另一示例的图。隔离的ADC电路401可以类似于图4的隔离的ADC电路400。隔离的ADC电路401利用多个载波来发送冗余数字数据信号。这可以抵抗例如在隔离器处的窄带干扰。在隔离的ADC电路401中，数字数据信号以三个不同的载波频率被调制到三个不同的载波信号上。这三个载波频率可以是带宽的整数倍，在此示例中为11kHz。三个调制器454A、454B、454C将数字数据信号调制到三个相应的载波频率上，以生成三个相应的调制数字数据信号，如本文所述，它们在加法器458处被附加地嵌入ADC输出。

对于EFT事件，在单个载波频率上可能存在窄带损坏。在多个载波上发送相同的数字数据是多余的。可以在接收控制决策电路中利用这种冗余。例如，冷侧404处的单位流可以被提供给三个带通滤波器464A、464B、464C，其具有大约信号带宽的通带并且以相应的载波频率为中心。峰值检测电路470A、470B、470C从各个载波信号中提取数字信号，并将输出提供给控制判定电路472。控制判定电路472可以从三个不同的峰值检测器470A、470B、470C获取峰值信号，并且例如基于与有界区域中的代码相符的三个路径中的两个来执行判定。在窄带干扰的情况下，隔离的ADC电路401可以允许以三个载波中的任何一个为中心的3kHz带宽中的损坏。该方案的权衡之一是减小了数字数据信号位的动态范围。假设我们从ADC输出和数字数据信号的信息预算入手，那么就需要权衡ADC输出的动态范围以获取可靠的嵌入式数字数据，这可能没有优势。相反，在某些示例中，最好减小控制的动态范围，并将其扩展到三个载波上以提高窄带干扰期间的鲁棒性。如果需要这样一种方案，其中通过将控制置于多载波上(图16的隔离的ADC电路401)，可将ADC输出范围换成多余的嵌入式数字数据信号鲁棒性。

在一些示例中，在热侧402上的时钟可以包括从基本时钟导出的各种时钟，其可以是1MHz。在一些示例中，渐进式CIC滤波器460以500kHz时钟工作。在冷侧404，信号路径的抽取可以继续进一步SINC抽取(例如，高达64千赫)，随后是任选的双二阶抽取(例如，最多8千赫)。在一些示例中，这些功能由前端DSP 462执行。下面的表1显示了此处描述的设备的不同组件的示例时钟速率。

表1:

热芯片ADC r	热芯片Sinc	热芯片SDM(CIFF)	冷芯片Sinc	FE DSP(信号)
					2MHz	500kHz	1MHz(DDR)	％8(62.5kHz)	4/8MHz
1MHz	250kHz	500kHz(DDR)	％4(62.5kHz)	4/8MHz
					500kHz	125kHz	250kHz(DDR)	％2(62.5kHz)	4/8MHz

在一些示例中，例如，如以上关于图3和图4所示和所描述的，数字数据信号被多个嵌入在单个载波中。在这些示例中，在带通滤波之后使用峰值检测，以从载波信号中解调数字数据信号。在这些示例中，带通滤波器可以快速恢复调制的数据信号，但是峰值检测器收敛速度可能较慢，从而增加了嵌入式数字数据的等待时间。

在其他示例中，可以对每个位使用不同的载波以实现快速路径恢复过程。图17是示出实现快速路径恢复方案的隔离的ADC电路403的另一示例的图。在图7的示例中，数字数据信号具有7位的字长。七个调制器454A、454B、454N用于将字的每个位调制到不同的载波信号上。这产生了七个调制的数据信号，这些信号被加法嵌入到加法器458的ADC输出中。载波信号的载波频率可以是带宽的整数倍，在此示例中为11kHz。在图17的例子中，数字数据信号被置于11kHz及其六个谐波上。

在冷侧404上，为每个调制的数据信号提供不同的带通滤波器464A、464B、464N。因为在每个调制的数据信号上仅调制一个位，所以可以在数据检测电路474处恢复数字数据信号字的各个位。数据检测电路474可以使用二进制检测算法检测调制到相应载波频率上的各个位。因此，无需等待峰值检测电路收敛就可以快速地重构数字数据信号。例如，数据检测电路474可以包括提供位率的移动平均值的数字滤波器。另一方面，峰值检测器可能需要恢复宽的字值并随时间平均。图16的配置的数字数据信号恢复可能是强大的，虽然代价是用于附加调制器和带通滤波器的较高的数字区域。

图18是示出实现快速路径恢复方案和慢速路径恢复方案的另一示例隔离的ADC电路405的图。在热侧402，数字数据信号具有14位的字长。数字数据信号的字被分割。在调制器454A将7位半字节调制到第一载波信号上。每个字的附加位在附加调制器454B、454N处被分别调制到附加载波信号上(例如，每个载波信号一个位)。结果可以是从调制器454A得到的15位调制的数据信号和从其他调制器454B、454N得到的9位调制数据信号。(包括来自数字数据信号的一位和来自载波的8位的9位)。载波信号的载波频率可以是带宽的整数倍，在此示例中为11kHz。在图18的示例中，数字数据信号为11kHz及其六个谐波。而且，数字数据信号的字长以及调制到各个信号上的半字节和位的组合可以改变。

在冷侧404上，每个调制的数据信号可以具有对应的带通滤波器464A、464B、464N。峰值检测电路470对调制到第一载波信号上的多个位进行解调。其余的位由数据检测电路474解码。二进制检测电路474可以通过对带通滤波后的信号是否具有足够的信号强度做出二进制判定来对位进行解码。在该示例中，峰值检测电路470可以比数据检测电路474收敛得更慢，这意味着调制到第一载波信号上的7位半字节的等待时间高于调制到不同载波信号上的其余位的等待时间。例如，数字数据信号调制到第一载波信号上并使用峰值检测电路检测到的部分可以是预期状态变化缓慢的数据，例如状态位。

图19-图21包括各自的曲线图1900、2000、2100，其示出了在图18的隔离的ADC电路405中传输的数据的快速傅立叶变换(FFT)，其中在DDR上具有快速和慢速控制，并且在DDR上具有快速载波的整数倍的快速控制。图19的曲线1900示出了在每个突发75个峰值处的顺应性。图20的曲线2000示出了在每个突发91个峰值处的顺应性。图21的曲线2100示出了在每个突发101个峰值处的顺应性。例如，系统的本底噪声随着每个突发的尖峰数量的增加而增加。

图22是示出了另一示例隔离的ADC电路407的图。类似于隔离的ADC电路405，隔离的ADC电路407还将热侧上的数字数据信号划分为具有多个载波信号的快速和慢速处理通道。隔离的ADC电路407被配置为以包括前同步码和分组的格式发送嵌入的数字数据信号。例如，在分组模式配置中，前同步码表示分组的开始。该前同步码是对1的检测，表示存在载波。后续音调是可以打包的数字数据的一部分。可以通过使用载波音调的可用动态范围以及下一个音调的下一个动态范围来完成数据包的构建。由于调制器的噪声功率随频率增加，因此每个载波的信息将随着整数倍数的增加而下降。在以上使用六个载波音调的情况下，总共可以发送4+3+2+2+2+1＝14位。如果使用75个收敛时间样本以500kHz的频率完成恢复，则意味着使用该方案可以发送14*500kHz/75＝93Kbits/s。对于时钟频率为2MHz且奈奎斯特频率为1MHz的过采样系统，此方法的熵效率较低。在第180个谐波之上的可用频谱带是10kHz到1MHz，即990kHz，可以发送的控制信息量约为93Kbps/990Kbps，意味着效率约为9.39％。通过使用先进的空间和时间技术对分组进行编码，可以实现更高的效率。

在信号经过隔离接口之后，它可以输入到CIC滤波器中，并并行输入到带通滤波器464A、464B、464N中。带通滤波器464A、464B、464N可以是以500kHz工作的双二阶。一旦信号通过带通滤波器464A、464B、464N被滤波，就可以将其转换为绝对值并输入到峰值检测器中。峰值检测器的工作频率为500kHz。输入代码可以是7位，并且可以采用0到127之间的值。双二阶滤波器可以将分数精度保持最高8位。结果数字格式可能是无符号的U7.8。

图23是曲线2300，示出了代码收敛与使用峰值检测的样本数量之间的关系，如本文所述。编码中最多可以容忍八个小数位的噪声。峰值检测器显示在500kHz时收敛于大约75个样本。有可能使峰值检测器在收敛之前预测峰值时更具攻击性，这有待进一步探讨。慢速路径的总延迟将是峰值检测器的收敛时间加上带通滤波器的等待时间。在快速路径的情况下，没有必要对二进制决策进行峰值检测。

在一些示例中，嵌入式数字信号从热侧到冷侧的传播的可靠性是重要的。进行了几次实验，其中引入了突发性噪声，通过改变每个突发的尖峰数目将性能从121dB降低到70dB。要注意的是，由于采用了至少4个小数位，控制信号可以非常可靠地解码，从而使信号的SNR降低。在某些示例中，此体系结构建议有8个，因为错误检测的可能性将是百万分之一。分析分数，似乎在0.13和0.38之间存在比例偏差。偏置从代码127到代码0，代码之间的距离约为1。将代码0和代码1进行比较，可以发现差异为0.82547，并且该差异小于1，这是由于系统中的固有噪声引起的。如果减小了偏置，则错误检测的可能性将越来越接近最终代码127。如果增大了偏置，则开启位打开时的控制代码0可能会被误检测为1。在选择的偏差中，大约有+或–15％的变化。

图24是示出基于LUT的正弦波发生器2400的一个示例的图。例如，正弦波发生器2400可用于产生描述用于本文所述的各种隔离的ADC电路的数字载波信号。正弦波发生器2400包括位于LUT地址发生器2402处的LUT 2452和输出波形发生器2404。正弦波发生器2400可以1x、2x和4x速率操作。可使用LUT 2452方法将正弦波发生器2400设计为具有固定系数。角度可以是2*π*11060/2MHz。在某些示例中，LUT表具有45个点。奇数个条目可能不是理想的，因为它使使用四分之一波的优化更加棘手。使用此方法时，由于LUT 2452会在一个周期内重复而不是计算下一个周期值，因此可能会出现失真。LUT 2452可以被优化为包括符号位的10位的宽度。误差偏差最小，但是由于相位误差和有限的位宽截断，代码之间的保护带0.825进一步减小。可以稍微改变冷侧的比例因子α，以补偿该误差。只能使用12个条目而不是使用四分之一波对称性的45个来优化面积。下表2给出了使用10位正弦波条目的恢复代码。

表2:

表2表明，随着每个爆发的尖峰数量的增加和代码本身的降低，数字数据信号的控制代码恢复的准确性将降低。

例子1是隔离的模数转换器(ADC)电路，包括：位于所述隔离的ADC电路的第一侧上的第一ADC，所述第一ADC被配置为将第一模拟输入信号转换为第一侧多位数字信号，其中所述第一侧与所述隔离的ADC电路的第二侧通过第一隔离器分离；在所述第一侧上的数字调制器，所述数字调制器被配置为将第一侧多位数字信号转换为第一单位流；和位于所述第二侧上的第一滤波器，所述第一滤波器被配置为在所述第一隔离器两端接收所述第一单位流，并使用所述第一单位流生成第一重构的多位数字信号。

在例子2中，例子1的主旨任选地包括：第一芯片，包括第一ADC和所述数字调制器；和包括所述第一滤波器的第二芯片，其中所述第一隔离器在所述第一芯片和所述第二芯片之间提供信号路径。

在例子3中，例子2的主旨任选地包括：其中所述第一芯片和所述第二芯片是第一封装的一部分。

在例子4中，例子2-3中任一项或多项的主旨任选地包括：通过第二隔离器与所述第二芯片分开的第三芯片，所述第三芯片包括：第二ADC，被配置为使用第二模拟输入信号来生成第二多位数字信号；和第二数字调制器，被配置为使用第二多位数字信号生成第二单位流，和其中所述第二芯片还包括第二滤波器，被配置为在所述第二隔离器两端接收所述第二单位流，并使用所述第二单位流生成第二重构的多位信号。

在例子5中，例子1-4中任一项或多项的主旨任选地包括：抽取器，所述抽取器电耦合在所述第一ADC和所述数字调制器之间以生成抽取的多位信号。

在例子6中，例子5的主旨任选地包括：电耦合以接收第一侧多位数字信号、抽取的多位信号和多路复用器输入的多路复用器，其中当提供所述多路复用器输入时，所述多路复用器的输出提供第一侧多位数字信号，并且当为所述多路复用器输入提供第二值时，提供抽取的多位信号。

在例子7中，例子1-6中任一项或多项的主旨任选地包括：第一调制器，被配置为至少部分地基于数字数据信号和第一载波频率的数字载波信号来生成第一调制的数据信号，其中所述第一载波频率大于所述第一单位流的频率；和加法器，被配置为将第一调制的数据信号加到所述第一单位流。

在例子8中，例子7的主旨任选地包括：第二调制器，被配置为至少部分地基于数字数据信号和第二载波频率的第二数字载波信号来生成第二调制的数据信号，其中所述第二载波频率大于所述第一载波频率，其中所述第二载波频率大于所述第一单位流的频率，和其中所述加法器还被配置为将第二调制的数据信号加到所述第一单位流；和位于所述第二侧上的第一带通滤波器，所述第一带通滤波器被配置为在所述第一载波频率附近产生第一滤波的信号；第一峰值检测器，被配置为至少部分地基于所述第一滤波的信号来产生第一峰值信号；位于所述第二侧上的第二带通滤波器，所述第二带通滤波器被配置为在所述第二载波频率附近产生第二滤波的信号；第二峰值检测器，被配置为至少部分地基于所述第二滤波的信号来产生第二峰值信号；和数据检测电路，被配置为至少部分地基于所述第一峰值信号和所述第二峰值信号来选择重构的数据信号。

在例子9中，例子1-8中任一项或多项的主旨任选地包括：第一调制器，被配置为至少部分地基于第一位的数字数据信号和第一载波频率的第一数字载波信号来生成第一调制的数据信号，其中所述第一载波频率大于所述第一单位流的频率；第二调制器，被配置为至少部分地基于第二位的数字数据信号和大于所述第一载波频率的第二载波频率的第二数字载波信号来生成第二调制的数据信号；和加法器，被配置为将所述第一调制的数据信号和所述第二调制的数据信号加到所述第一单位流。

例子10是一种隔离的模数转换器电路的模数转换方法，该电路包括热侧和通过第一隔离器与所述热侧隔离的冷侧，包括：使用所述热侧上的第一模数转换器将第一模拟输入信号转换为第一侧多位数字信号；使用所述热侧中的第一调制器调制所述第一侧多位数字信号以生成第一单位流；通过第一隔离器两端将所述第一单位流从所述热侧传输到所述冷侧；和从所述第一隔离器滤波所述第一单位流，以使用在所述冷侧上的第一滤波器来生成第一重构的多位数字信号。

在例子11中，例子10的主旨任选地包括：其中将所述第一单位流从所述热侧传输到所述冷侧包括将所述第一单位流从所述第一芯片传输到所述第二芯片。

在例子12中，例子10-11中任一项或多项的主旨任选地包括：使用第二模数转换器将第二模拟输入信号转换为第二多位数字信号；调制所述第二多位数字信号以生成第二单位流；在第二隔离器两端将所述第二单位流传输到第二滤波器；和通过所述第二滤波器从所述第二隔离器滤波所述第一单位流以产生第一重构的多位数字信号，其中所述第一滤波器和所述第二滤波器在共同的芯片上。

在例子13中，例子10-12中任一项或多项的主旨任选地包括：在调制所述第一侧多位数字信号之前抽取所述第一侧多位数字信号。

在例子14中，例子10-13中任一项或多项的主旨任选地包括：在所述热侧上接收第一数字数据信号；将所述第一数字数据信号调制到第一载波频率的第一数字载波信号以生成第一调制的数据信号，其中所述第一载波频率大于所述第一单位流的频率；和将所述第一调制的数据信号加到所述热侧上的第一单位流。

在例子15中，例子10-14中任一项或多项的主旨任选地包括：将所述第一数字数据信号调制到第二载波频率的第二数字载波信号以生成第二调制的数据信号，其中所述第二载波频率大于所述第一载波频率，其中所述第二载波频率大于所述第一单位流的频率；和将所述第二调制的数据信号加到所述热侧上的第一单位流和所述第一调制的数据信号。

在例子16中，例子15的主旨任选地包括：在所述第一载波频率附近滤波所述第一调制的数据信号、所述第二调制的数据信号和所述冷侧上的第一单位流之和以产生第一滤波的信号；产生指示所述第一滤波的信号的至少一个峰值的第一峰值信号；在所述第二载波频率附近滤波所述第一调制的数据信号、所述第二调制的数据信号和所述冷侧上的第一单位流之和以产生第二滤波的信号；产生指示所述第二滤波的信号的至少一个峰值的第二峰值信号；和基于所述第一峰值信号和所述第二峰值信号来选择重构的数据信号。

在例子17中，例子10-16中任一项或多项的主旨任选地包括：调制第一位的数字数据信号和第一数字载波信号来生成第一调制的数据信号，其中所述第一数字载波信号的第一载波频率大于所述第一单位流的频率；调制第二位的数字数据信号和第二数字载波信号来生成第二调制的数据信号，其中所述第二数字载波信号的第二载波频率大于所述第一载波频率；和将所述第一调制的数据信号和所述第二调制的数据信号加到所述第一单位流。

例子18是隔离的模数转换器(ADC)电路，包括：在所述隔离的ADC电路的第一侧处的构件，用于将第一模拟输入信号转换为第一侧多位数字信号，其中所述第一侧与所述隔离的ADC电路的第二侧通过第一隔离器分离；在所述第一侧处的构件，用于将所述第一侧多位数字信号转换为第一单位流；和构件，用于在所述第一隔离器两端接收所述第一单位流，并使用所述第一单位流生成第一重构的多位数字信号。

在例子19中，例子18的主旨任选地包括：在所述隔离的ADC电路的第三侧处的构件，用于将第二模拟输入信号转换为第二多位数字信号，其中所述第三侧通过第二隔离器与所述第二侧隔离；在所述第三侧处的构件，用于使用所述第二多位数字信号生成第二单位流；和在所述第二侧处的构件，用于在所述第二隔离器两端接收所述第二单位流，并使用所述第二单位流生成第二重构的多位信号。

在例子20中，例子18-19中任一项或多项的主旨任选地包括：构件，用于至少部分地基于数字数据信号和第一载波频率的数字载波信号来生成第一调制的数据信号，其中所述第一载波频率大于所述第一单位流的频率；和构件，用于将第一调制的数据信号加到所述第一单位流。

上面的详细描述包括对附图的引用，这些附图形成了详细描述的一部分。附图通过说明的方式示出了可以实践本发明的特定实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这些示例可以包括除了示出或描述的那些元件之外的元件。然而，本发明人还考虑了仅提供示出或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还设想了使用所示或所描述的那些元素(或其一个或多个方面)的任何组合或排列的示例、或关于此处显示或描述的特定示例(或其一个或多个方面)，或其他示例(或其一个或多个方面)。

如果本文档与通过引用方式并入的任何文档之间的用法不一致，则以本文档中的用法为准。

在本文件中，术语“一个”或“一种”用于专利文件中，包括一个或多个、独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他情况或用法。在本文中，“或”一词是指非排他性的，使得“A或B”包括“A但不包括B”、“B但不包括A”以及“A和B”，除非另有说明指示。在本文档中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“其中”的等效词。此外，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即，包括除了所列出的那些后权利要求中这样的术语仍然被认为落在该权利要求的范围内的元件的系统、设备、物品、组合物、制剂或方法。此外，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅被用作标记，并不旨在对它们的对象施加数值要求。

除非上下文另外指出，否则诸如“平行”、“垂直”、“圆形”或“正方形”之类的几何术语并不旨在要求绝对的数学精度。相反，这样的几何术语允许由于制造或等效功能而引起的变化。例如，如果一个元件被描述为“圆形”或“通常是圆形的”，则该描述仍涵盖不完全圆形的组件(例如，稍长的椭圆形或多边多边形的组件)。

术语“电路”可以包括专用硬件电路、通用微处理器、数字信号处理器或其他处理器电路，并且可以在结构上从通用电路配置为专用电路，例如使用固件或软件。

本文讨论的任何一种或多种技术(例如方法)可以在机器上执行。在各种实施例中，该机器可以作为独立设备操作，或者可以连接(例如，联网)到其他机器。在网络部署中，机器可以在服务器-客户端网络环境中以服务器、客户端或两者的能力运行。在示例中，机器可以在对等(P2P)(或其他分布式)网络环境中充当对等机器。机器可以是个人计算机(PC)、平板电脑、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、Web设备、网络路由器、交换机或网桥或任何能够执行指令(顺序或其他方式)的机器，这些指令指定了该机器要执行的操作。此外，尽管仅示出了单个机器，但是术语“机器”也应被理解为包括机器的任何集合，这些机器单独地或共同地执行一组指令(或多组指令)以执行本文讨论的任何一种或多种方法，例如云计算、软件即服务(SaaS)、其他计算机集群配置。

实施例中，如本文中所描述的，可以包括，或者可以通过，逻辑或多个部件，或机制，来操作。电路集是在包含硬件的有形实体(例如，简单电路、门、逻辑等)中实现的电路的集合。电路集成员资格可能随时间推移以及潜在的硬件可变性而变得灵活。电路组包括在操作时可以单独或组合执行指定操作的成员。在一个示例中，可以将电路组的硬件不变地设计为执行特定的操作(例如，硬连线)。在一个示例中，电路组的硬件可以包括可变地连接的物理组件(例如，执行单元、晶体管、简单电路等)，其包括被物理地修改以编码特定操作的指令的计算机可读介质(例如，磁性、电气、可移动放置不变质量的粒子等)。在连接物理组件时，硬件组件的基础电性能会发生变化，例如从绝缘体更改为导体，反之亦然。所述指令可使嵌入式硬件(例如，执行单元或加载机构)能够经由变量连接在硬件中创建电路组的成员，以在操作时执行特定操作的部分。因此，当设备工作时，计算机可读介质通信地耦合到电路组构件的其他部件。在一个示例中，任何物理组件可以在一个以上电路组的一个以上构件中使用。例如，在操作中，执行单元可以在一个时间点用在第一电路组的第一电路中，并且可以在不同时间由第一电路组中的第二电路或第二电路组中的第三电路重用。

本文所描述的系统和方法的特定实施方式可以涉及使用一个机器(例如，计算机系统)，其可以包括硬件处理器(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、硬件处理器核心，或它们的任意组合)、主存储器和静态存储器，它们中的一些或全部可以通过互连(例如总线)相互通信。机器可以进一步包括显示单元、字母数字输入设备(例如，键盘)和用户界面(UI)导航设备(例如，鼠标)。在示例中，显示单元、输入设备和UI导航设备可以是触摸屏显示器。该机器还可以包括存储设备(例如，驱动单元)、信号生成设备(例如，扬声器)、网络接口设备以及一个或多个传感器，例如全球定位系统(GPS)传感器、指南针、加速度计或其他传感器。机器可以包括输出控制器，例如串行(例如，通用串行总线(USB))、并行或其他有线或无线(例如，红外(IR)、近场通信(NFC)等)连接，以通信或控制一个或多个***设备(例如，打印机、读卡器等)。

存储设备可以包括机器可读介质，在该机器可读介质上存储了由本文描述的任何一种或多种技术或功能体现或利用的一组或多组数据结构或指令(例如，软件)。在机器执行指令期间，指令还可以全部或至少部分地驻留在主存储器内、静态存储器内或硬件处理器内。在示例中，硬件处理器、主存储器、静态存储器或存储设备的一个或任何组合可以构成机器可读介质。

尽管机器可读介质可以包括单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括被配置为存储一个或多个指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或关联的缓存和服务器)。

术语“机器可读介质”可以包括能够存储、编码或携带用于由机器执行的指令、或使机器执行本公开的任何一种或多种技术、或能够存储、编码或携带由此类指令使用或与之关联的数据结构的任何介质。非限制性机器可读介质示例可以包括固态存储器以及光学和磁性介质。在一个示例中，大规模机器可读介质包括具有多个具有不变(例如，静止)质量的粒子的机器可读介质。因此，大众化的机器可读介质不是瞬时传播信号。大容量机器可读介质的特定示例可以包括：非易失性存储器，例如半导体存储设备(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电擦除可编程只读存储器(EEPROM))和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM磁盘。

所述指令还可以使用多种传输协议(例如，帧中继、互联网协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP)等)中的任一种经由网络接口设备，使用传输介质通过通信网络在通信网络上发送或接收。示例性通信网络可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如，因特网)、移动电话网络(例如，蜂窝网络)、普通老式电话(POTS)网络、和无线数据网络(例如，称为的电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准系列、称为的IEEE802.16标准系列)、IEEE802.15.4系列标准、对等(P2P)网络等。在一示例中，网络接口设备可以包括一个或多个物理插孔(例如，以太网、同轴电缆或电话插孔)或一个或多个天线以连接到通信网络。在示例中，网络接口设备可以包括多个天线，以使用单输入多输出(SIMO)、多输入多输出(MIMO)或多输入单输出(MISO)技术中的至少一种无线通信。术语“传输介质”应被认为包括能够存储、编码或携带由机器执行的指令的任何无形介质，并且包括数字或模拟通信信号或其他无形介质以促进这种软件的通信。

本文描述的方法示例可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些示例可以包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作以配置电子设备以执行如以上示例中所述的方法。这种方法的实现可以包括代码，例如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等。这样的代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。该代码可以构成计算机程序产品的一部分。此外，在示例中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性、非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上，例如在执行期间或在其他时间。这些有形的计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如光盘和数字视频磁盘)、盒式磁带、存储卡或存储棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在回顾以上描述之后，例如可以由本领域的普通技术人员使用其他实施例。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，以使读者能够快速确定技术公开的性质。提交本文档时应理解为不会将其用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应该被解释为意在意味未声明的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。相反，发明主题可以在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求由此作为示例或实施例并入详细说明中，每个权利要求作为独立的实施例而独立存在，并且可以预期的是，这样的实施例可以以各种组合或置换彼此组合。本发明的范围应参考所附权利要求书以及这些权利要求书所赋予的等效物的全部范围来确定。