專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)模轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包括但是不限于用于無(wú)線(xiàn)發(fā)射器中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。相關(guān)技術(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)具有廣泛的應(yīng)用。例如，DAC可以用于無(wú)線(xiàn)發(fā)射器中，將發(fā)射器的基帶產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)模擬信號(hào)，以通過(guò)天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)射。在典型的發(fā)射器中，數(shù)字信號(hào)首先用DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，然后模擬信號(hào)通過(guò)在功率放大之前進(jìn)行濾波、混頻和放大級(jí)，最終進(jìn)行發(fā)射。現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)問(wèn)題是處理這些信號(hào)所需的大量功能模塊在發(fā)射器集成電路 (TXIC)上需要較大的硅面積。另一個(gè)問(wèn)題是需要大量的模擬信號(hào)處理。這些問(wèn)題使得例如應(yīng)用現(xiàn)代互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(COMS)技術(shù)來(lái)實(shí)施發(fā)射器更加困難。在許多諸如在移動(dòng)技術(shù)中應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)發(fā)射器設(shè)計(jì)中，通常需要最小化功耗從而使用低電壓電源。然而，現(xiàn)有設(shè)計(jì)中對(duì)許多模擬元件性能的依賴(lài)造成功耗要求的增加或者低功率設(shè)計(jì)的性能的降低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種將數(shù)字值轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的電路，該電路包括邏輯模塊，設(shè)計(jì)用來(lái)接收一個(gè)或者多個(gè)代表值的數(shù)字信號(hào)，每個(gè)數(shù)字信號(hào)具有相對(duì)權(quán)重，所述邏輯模塊進(jìn)一步被設(shè)計(jì)用來(lái)輸出一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)，每個(gè)輸出信號(hào)均包括一個(gè)被對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)調(diào)制的振蕩器信號(hào)；生成裝置，用來(lái)產(chǎn)生代表數(shù)字值的模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)包括從邏輯模塊輸出的信號(hào)的加權(quán)組合，其相對(duì)權(quán)重基于各個(gè)數(shù)字信號(hào)的相對(duì)權(quán)重。


現(xiàn)在參照附圖，通過(guò)示例來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是包括無(wú)線(xiàn)發(fā)射器的系統(tǒng)的框圖；圖2是更詳細(xì)說(shuō)明圖1所示的RFIC的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包含無(wú)線(xiàn)發(fā)射器的系統(tǒng)的框圖；圖4是圖3所示的DAC模塊的原理圖；圖5是圖4所示的匹配電路的電路圖；圖6是圖4所示的DAC的一個(gè)實(shí)施例的電路圖；以及圖7是另一個(gè)DAC的實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式圖1是包括例如用于移動(dòng)電話(huà)的無(wú)線(xiàn)發(fā)射器的系統(tǒng)的框圖。發(fā)射器1包括基帶部分2，基帶部分2產(chǎn)生符號(hào)形式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且在線(xiàn)路3上將其輸出到射頻集成電路 (RFIC) 4。所述符號(hào)代表將被發(fā)射器發(fā)射的并且源自基帶部分2從諸如鍵盤(pán)和麥克風(fēng)之類(lèi)的一個(gè)或者多個(gè)輸入裝置(未示出)接收的信號(hào)的數(shù)字信號(hào)?；鶐Р糠?處理這些信號(hào)來(lái)
4產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。RFIC 4對(duì)基帶部分2產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)值執(zhí)行各種處理，包括將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合發(fā)射的模擬信號(hào)4。RFIC 4也執(zhí)行模擬信號(hào)的濾波、混頻和放大。RFIC 4生成的經(jīng)過(guò)處理的模擬信號(hào)5在放大信號(hào)7被天線(xiàn)8發(fā)射之前被提供給執(zhí)行進(jìn)一步信號(hào)放大的功率放大器(PA) 6。圖2更詳細(xì)地示出了圖1所示的RFIC 4。RFIC 4從基帶部分2接收的符號(hào)3首先被提供給發(fā)射器數(shù)字前端(TXDFE)模塊21。該模塊21執(zhí)行在進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換之前所需的任何剩余的數(shù)字預(yù)處理。然后TXDFE 21的輸出22提供給將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)24 的DAC 23。然后模擬信號(hào)通過(guò)獨(dú)立的濾波、混頻和放大級(jí)。具體地講，模擬信號(hào)24首先通過(guò)濾波器25。然后，該信號(hào)通過(guò)與本地振蕩器(LO)信號(hào)混頻，而被向上變頻到RF頻率。混頻級(jí)通過(guò)混頻器27執(zhí)行，它接收例如通過(guò)劃分適當(dāng)?shù)恼袷幤餍盘?hào)獲得的LO 29的輸出。然后，混頻器27輸出的RF信號(hào)30被傳遞到放大級(jí)，該放大級(jí)包括至少兩個(gè)放大器31，32。這些放大器31，32執(zhí)行增益控制，并且提供RFIC的輸出。如圖1所示，RFIC的輸出在發(fā)射前進(jìn)一步被PA 6放大。從圖2和前面的描述中可以看出，在該設(shè)計(jì)中有大量的模擬元件并且通過(guò)RFIC執(zhí)行的模擬信號(hào)處理的量相對(duì)比較高。圖3是包含無(wú)線(xiàn)發(fā)射器的系統(tǒng)的框圖，其中，模擬元件的數(shù)量被降低，從而導(dǎo)致模擬信號(hào)處理的量較少并且硅面積較小。圖3所示的發(fā)射器40包含基帶部分41、TXDFE 42、稱(chēng)為DAC模塊44的模塊、PA 45 和天線(xiàn)46。如前所述，基帶部分41生成代表將被發(fā)射的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的符號(hào)。這些號(hào)符被提供給TXDFE 42來(lái)處理。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，TXDFE包括采樣率轉(zhuǎn)換器(SRC)43，用來(lái)根據(jù)需要增大或者減小數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的采樣率。例如，在一些實(shí)施例中，下面將更詳細(xì)描述的DAC模塊 44，會(huì)需要一個(gè)特定的采樣率，基帶部分41和TXDFE 42沒(méi)有提供該采樣率。如技術(shù)人員將理解，SRC代表對(duì)TXDFE進(jìn)行的相對(duì)較小的修正。DAC模塊44接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并且以模擬信號(hào)形式產(chǎn)生輸出，下面會(huì)進(jìn)一步詳細(xì)描述。因此，DAC模塊44對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。然而，以使得模擬處理量和功耗可以最小化的方式執(zhí)行該轉(zhuǎn)換。通過(guò)DAC模塊44產(chǎn)生的模擬信號(hào)提供給PA 45，其在信號(hào)提供給天線(xiàn) 46進(jìn)行發(fā)射之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。DAC模塊44包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，圖4更詳細(xì)地說(shuō)明了該模塊的一個(gè)實(shí)施例。一般地，DAC接收代表值的一系列一個(gè)或者多個(gè)數(shù)字信號(hào)。例如，這些信號(hào)可以代表二進(jìn)制數(shù)的各個(gè)位，或者代表溫度計(jì)式編碼的值。在第一例子中，這些信號(hào)具有與各個(gè)位的二進(jìn)制加權(quán)對(duì)應(yīng)的不同權(quán)重。在第二個(gè)例子中，每個(gè)信號(hào)具有相同的權(quán)重。DAC包含第一級(jí)，該級(jí)可被稱(chēng)為邏輯模塊64，其將每個(gè)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換至射頻。每個(gè)射頻信號(hào)是通過(guò)用各自的數(shù)字信號(hào)調(diào)制具有特定頻率的振蕩器信號(hào)來(lái)產(chǎn)生的。這個(gè)過(guò)程可以例如通過(guò)使用與非門(mén)、與門(mén)、或門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)、或異或非門(mén)、串聯(lián)開(kāi)關(guān)或者任何其他合適的裝置將數(shù)字信號(hào)與振蕩器信號(hào)相乘來(lái)執(zhí)行。例如，在使用與非門(mén)、與門(mén)、或門(mén)、或非門(mén)的情況下，當(dāng)數(shù)字信號(hào)處于第一狀態(tài)(舉例來(lái)說(shuō)，高電平至低電平狀態(tài))時(shí)其結(jié)果是恒定的，當(dāng)數(shù)字信號(hào)處于第二狀態(tài)時(shí)(舉例來(lái)說(shuō)，高電平至低電平狀態(tài))，其結(jié)果是振蕩器信號(hào)。DAC還具有第二級(jí)，其被稱(chēng)作生成裝置69，執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。在第二級(jí)中，射頻信號(hào)被結(jié)合在一起來(lái)產(chǎn)生模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)的振幅代表輸入值。例如，模擬信號(hào)包含單個(gè)射頻信號(hào)的加權(quán)和，或者其他合適的組合。在這些信號(hào)的求和或者組合中使用的加權(quán)取決于各個(gè)輸入數(shù)字信號(hào)的權(quán)重。例如，如果輸入信號(hào)代表二進(jìn)制數(shù)，那么射頻信號(hào)被增加二進(jìn)制加權(quán)，而如果使用溫度計(jì)式編碼，射頻信號(hào)被增加相同的加權(quán)。在各種的實(shí)施例中，電容器、 電阻器、電感器或者任何其他合適的裝置都可以用來(lái)控制單個(gè)射頻信號(hào)的相對(duì)振幅。經(jīng)過(guò)振幅調(diào)制的信號(hào)會(huì)被加在一起?，F(xiàn)在描述圖4中說(shuō)明的DAC的特定的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，DAC模塊60接收 N-位二進(jìn)制值的數(shù)據(jù)流，然后由此生成模擬信號(hào)。二進(jìn)制值的數(shù)據(jù)流與TXDFE和SRC 43輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)。實(shí)際上，該數(shù)據(jù)流包含I分量和Q分量。圖4說(shuō)明的DAC包含兩個(gè)級(jí)。第一級(jí)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從IQ數(shù)據(jù)頻率逐位轉(zhuǎn)換成RF頻率。第二級(jí)執(zhí)行真正的數(shù)模轉(zhuǎn)換。DAC模塊60包括一系列與非門(mén)61a_c，每個(gè)與非門(mén)與接收到的二進(jìn)制值的各個(gè)位相對(duì)應(yīng)。因此，盡管在圖中僅僅顯示了三個(gè)與非門(mén)61a_c，具有的與非門(mén)61a_c的數(shù)量與每個(gè)接收到的二進(jìn)制值中的位的數(shù)量相同。每個(gè)與非門(mén)61a_c處理代表接收到的值的一個(gè)位的單個(gè)信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換到RF頻率。為了達(dá)到這個(gè)目的，每個(gè)與非門(mén)接收一個(gè)LO信號(hào)作為第一輸入。例如，LO信號(hào)可以是特定頻率的正弦波或者方波。每個(gè)與非門(mén)61a_c的第二輸入包含N-位二進(jìn)制值的對(duì)應(yīng)的位。例如，第一與非門(mén)61a接收N-位二進(jìn)制值的位0，下一個(gè)與非門(mén)61b接收該值的位1，以此類(lèi)推，直到最后一個(gè)與非門(mén)61c接收該值的位N-1。當(dāng)輸入到一個(gè)與非門(mén)中的數(shù)據(jù)位等于1時(shí)，則該與非門(mén)的輸出會(huì)等于LO信號(hào)的反相信號(hào)。如果數(shù)據(jù)位具有0值，那么與非門(mén)的輸出就等于1。這樣，與非門(mén)61a-c的結(jié)果輸出代表轉(zhuǎn)換成 RF頻率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(也就是，各個(gè)二進(jìn)制值)。這些信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)下一級(jí)。如上所述，與非門(mén)可以被任何其他合適的元件代替，以將數(shù)字信號(hào)與LO信號(hào)相乘。實(shí)際的數(shù)模轉(zhuǎn)換通過(guò)使用從與非門(mén)61a_c輸出的RF頻率信號(hào)以驅(qū)動(dòng)一系列各自加權(quán)的電容器62a_c來(lái)執(zhí)行。每個(gè)與非門(mén)61a_c的輸出與每個(gè)電容器62a_c的一個(gè)金屬板連接，每個(gè)電容器62a-c的另一個(gè)金屬板連接到公共的相加點(diǎn)66。相加點(diǎn)(通過(guò)下述的匹配電路)依次連接到輸出節(jié)點(diǎn)63，其代表DAC模塊60的輸出。每個(gè)電容器62a-c的值是根據(jù)在驅(qū)動(dòng)電容中使用的特定數(shù)據(jù)位的二進(jìn)制權(quán)重來(lái)進(jìn)行二進(jìn)制加權(quán)的。例如，與接收二進(jìn)制值的位η的與非門(mén)的輸出相連接的電容器具有電容器值2n*C，這里C是根據(jù)想要的輸出信號(hào)的相對(duì)振幅選擇的參考值。在這個(gè)例子中，最低有效位編號(hào)為位0，因此，N-位值的各個(gè)位被從0編號(hào)到N-1。其結(jié)果是從與非門(mén)輸出的射頻信號(hào)的相對(duì)振幅被根據(jù)二進(jìn)制值的各自的位的二進(jìn)制加權(quán)進(jìn)行修正。然后，公共相加點(diǎn)進(jìn)行對(duì)經(jīng)過(guò)振幅調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行相加或結(jié)合。因此，每個(gè)數(shù)據(jù)位根據(jù)位值(例如，0或者1)和相應(yīng)電容器的權(quán)重(其依次取決于正在討論的位的二進(jìn)制權(quán)重)為公共相加點(diǎn)的信號(hào)做貢獻(xiàn)。因此，在公共相加點(diǎn)66出現(xiàn)的結(jié)果模擬信號(hào)具有與二進(jìn)制值成比例的振幅。隨著二進(jìn)制值的數(shù)據(jù)流被輸入到DAC模塊 60，因此模擬信號(hào)的振幅相應(yīng)地變化。電容器的加權(quán)依據(jù)用來(lái)代表值的編碼來(lái)選擇。在上述的例子中，使用值的二進(jìn)制表示，因此電容器進(jìn)行二進(jìn)制加權(quán)。然而，如果使用溫度計(jì)式編碼，則輸入信號(hào)具有相同的權(quán)重，那么，射頻信號(hào)也被結(jié)合相等的權(quán)重。在這種情況下，不需要加權(quán)的電容器。也可以理解，電容器可以用其他合適的諸如電阻器和電感器之類(lèi)的元件來(lái)代替，以修改射頻信號(hào)的振幅。這些信號(hào)也可以通過(guò)圖4所說(shuō)明的公共相加點(diǎn)之外的其他方式進(jìn)行結(jié)合。在圖4所示的實(shí)施例中，匹配電路65連接在公共相加點(diǎn)66和輸出節(jié)點(diǎn)63之間。 匹配電路用來(lái)將DAC模塊60的阻抗匹配到特定的數(shù)值。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，匹配電路被設(shè)計(jì)來(lái)將DAC模塊60的電容阻抗匹配到值50 Ω。通過(guò)確保輸入阻抗低于輸出阻抗，可以得到輸出的電壓增加，從而帶來(lái)性能的改善。匹配電路可以為任何合適的設(shè)計(jì)，圖5說(shuō)明了其中一個(gè)。匹配電路65包含一個(gè)連接在公共相加點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間的電阻器70，以及連接在輸出節(jié)點(diǎn)63和地之間的電感器71?？梢詫?duì)電感器71和電阻器70進(jìn)行選擇，舉例來(lái)說(shuō)， 使得獲得50Ω的阻抗。可以理解，其他匹配電路也可以使用，例如，使用電容器和電感器來(lái)替代圖5所示的電感器71和電阻器70。圖4詳細(xì)說(shuō)明DAC模塊60的I支路67。實(shí)際上，作為鏡像干擾抑制，也提供Q支路68。Q支路包含與I支路相同的電路。然而，Q支路的與非門(mén)接收到的LO信號(hào)與I支路的與非門(mén)接收到的LO信號(hào)有90°相位差。I支路接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的I分量，而Q支路接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的Q分量。如圖4所示，I支路的公共相加點(diǎn)和Q支路的公共相加點(diǎn)在匹配電路之前的點(diǎn)上連接。盡管在說(shuō)明的實(shí)施例中使用了加權(quán)電容器，可選地，一個(gè)或者多個(gè)加權(quán)電容器可以被總共具有等同電容的一系列電容器來(lái)代替。本發(fā)明的實(shí)施例中，連接在一起以獲得總電容的一組電容器可以簡(jiǎn)單地被視為具有該總電容的單個(gè)電容器。在一個(gè)實(shí)施例中，電容器是金屬氧化物金屬(MOM)形式電容器，應(yīng)當(dāng)理解其他形式的電容器也可以使用。DAC模塊44的性能以其電容器值為特征，并且數(shù)模轉(zhuǎn)換的精度取決于電容器的匹配。實(shí)際上，可以精確地進(jìn)行電容器的匹配。圖6說(shuō)明圖4所示的DAC模塊60的一個(gè)可能的實(shí)施方式。圖6所示的電路80與圖4所示的設(shè)計(jì)中的單個(gè)與非門(mén)和電容器支路相當(dāng)，例如，與非門(mén)61a和電容器62a。電路 80包含四個(gè)輸入81a-d。第一輸入81a與參考電壓VKEF(圖4中未顯示)相連接，第二輸入81b和第三輸入81c與LO信號(hào)相連，第四輸入81d與地相連接(圖4未顯示)。四個(gè)輸入81a-d分別與對(duì)各個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行反相的四個(gè)對(duì)應(yīng)的反相器82a_d相連接。每個(gè)反相器 82a-d的輸出連接到各自的開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)在實(shí)施例中以晶體管開(kāi)關(guān)83a_d形式示出。每個(gè)開(kāi)關(guān)由與DAC模塊的這個(gè)支路對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位來(lái)控制，該例中，是二進(jìn)制值的位0。每個(gè)開(kāi)關(guān) 83a-d由相同的數(shù)據(jù)位控制。例如，當(dāng)數(shù)據(jù)位等于0，那么反相的輸入不許通過(guò)開(kāi)關(guān)，如果數(shù)據(jù)位等于1，那么反相信號(hào)允許通過(guò)開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)83a和83b的輸出均與串聯(lián)的反相器84a和84b連接。開(kāi)關(guān)83c和83d的輸出均與串聯(lián)的反相器84c和84d連接。兩個(gè)串聯(lián)的反相器84a、84b和84c、84d的兩個(gè)輸出與電容器85a、85b各自的一個(gè)金屬板連接。這兩個(gè)并聯(lián)的電容器相當(dāng)于圖4說(shuō)明的電容器 62中的一個(gè)電容器。每個(gè)電容器85a、85b的另一個(gè)金屬板連接在一起并且與該電路的輸出相連。如前所述，圖6所示的電路對(duì)應(yīng)于串聯(lián)的單個(gè)與非門(mén)和電容器。因此，圖6所示的電路的N個(gè)復(fù)制電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)DAC模塊60的I-支路67和Q-支路68中的每一個(gè)。形成 I或者Q支路的圖6所示的電路的N個(gè)復(fù)制電路在公共相加點(diǎn)66連接在一起。上述實(shí)施例中，數(shù)字值是無(wú)符號(hào)之分的值，每個(gè)值具有大小但是沒(méi)有符號(hào)(也就是，正號(hào)或者負(fù)號(hào))。然而，在其他的實(shí)施例中，數(shù)字值可以是有符號(hào)的值，每個(gè)值既有大小又有負(fù)號(hào)。可以用各種合適的方式來(lái)代表數(shù)的符號(hào)，例如用符號(hào)位，符號(hào)位的值代表值是正的還是負(fù)的?，F(xiàn)在描述使用帶符號(hào)的值的實(shí)施例。該實(shí)施例的設(shè)計(jì)與圖4到6說(shuō)明的實(shí)施例的設(shè)計(jì)相似。然而，該實(shí)施例中不用前述的振蕩器信號(hào)，而取決于值的符號(hào)使用非反相振
7蕩器信號(hào)(以下稱(chēng)為L(zhǎng)0)或者反相振蕩器信號(hào)(以下稱(chēng)為XL0)。在一個(gè)振蕩器信號(hào)是在高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)之間振蕩的方波的實(shí)施例中，反相的振蕩器信號(hào)包括方波，該方波在非反相振蕩器信號(hào)具有高電平狀態(tài)時(shí)具有低電平狀態(tài)，當(dāng)非反相振蕩器信號(hào)具有低電平狀態(tài)時(shí)具有高電平狀態(tài)。在一個(gè)振蕩器信號(hào)是正弦波的實(shí)施例中，反相振蕩器信號(hào)包括具有相反符號(hào)的正弦波。非反相振蕩器信號(hào)和反相振蕩器信號(hào)可以來(lái)源于相同的振蕩器源。在一個(gè)實(shí)施例中，提供符號(hào)模塊來(lái)決定提供給DAC模塊60的數(shù)字值的符號(hào)，例如， 通過(guò)檢查符號(hào)位的狀態(tài)，然后依據(jù)符號(hào)有選擇地提供非反相振蕩器信號(hào)或者反相振蕩器信號(hào)。例如，如果值是正的，那么符號(hào)模塊提供振蕩器作為輸出產(chǎn)生的非反相振蕩器信號(hào)。符號(hào)模塊還被布置為對(duì)振蕩器產(chǎn)生的振蕩器信號(hào)進(jìn)行反相，并且如果該值是負(fù)的，則符號(hào)模塊提供反相振蕩器信號(hào)作為輸出。符號(hào)模塊輸出的非反相振蕩器信號(hào)或反相振蕩器信號(hào)提供給類(lèi)似于圖4所示的電路來(lái)代替所示的振蕩器信號(hào)(LO)。如果帶符號(hào)的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)流被輸入到DAC模塊60，那么提供給圖4所示的電路的振蕩器信號(hào)會(huì)根據(jù)輸入值的符號(hào)變化在非反相振蕩器信號(hào)和反相振蕩器信號(hào)之間切換。圖7說(shuō)明使用帶符號(hào)的值的DAC模塊60的一個(gè)可能的實(shí)施方式。該設(shè)計(jì)除了允許使用非反相振蕩器信號(hào)(LO)或者反相振蕩器信號(hào)(XLO)之外，與圖6所示的的設(shè)計(jì)相似。像前面一樣，只說(shuō)明DAC的單個(gè)支路，其代表處理值的單個(gè)位的電路。相似的支路(未顯示)也提供用于每個(gè)其他代表值的大小的位，并且產(chǎn)生的單個(gè)的信號(hào)被結(jié)合從而得到上述的模擬信號(hào)。電路100包含六個(gè)輸入lOla-f。第一輸入IOla與參考電壓Vkef連接，第六個(gè)輸入 IOlf與地連接。第二個(gè)IOlb和第五個(gè)IOle輸入與LO信號(hào)源連接，以及第三和第四輸入連接到XLO信號(hào)源。六個(gè)輸入lOla-f與六個(gè)對(duì)應(yīng)的反相器102a-f連接，其對(duì)各個(gè)的輸入信號(hào)lOla-f進(jìn)行反相。每個(gè)反相器102a_f的輸出連接到各自的開(kāi)關(guān)103a_f，舉例來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān) 103a_f可以是晶體管開(kāi)關(guān)的形式。每個(gè)開(kāi)關(guān)103a_f用與DAC模塊60的這個(gè)支路對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位來(lái)控制，因此，在這個(gè)支路中的每個(gè)開(kāi)關(guān)103a-f用相同的數(shù)據(jù)位控制。在第一和第六開(kāi)關(guān)103a、103f的情況下， 當(dāng)數(shù)據(jù)位等于0那么不允許反相輸入通過(guò)開(kāi)關(guān)，如果數(shù)據(jù)位等于1，那么允許反相信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)。其他開(kāi)關(guān)103b-e不僅由數(shù)據(jù)位控制而且由值的符號(hào)位控制。特別地，如果符號(hào)位等于0，那么不管數(shù)據(jù)位的值如何，都不允許反相XLO信號(hào)通過(guò)各自的開(kāi)關(guān)103c、103d，而在數(shù)據(jù)位的值等于1時(shí)，允許反相LO信號(hào)通過(guò)各自的開(kāi)關(guān)103b、103e。如果符號(hào)位等于1，那么不管數(shù)據(jù)位的值如何，反相LO信號(hào)都不允許通過(guò)各自的開(kāi)關(guān)103c、103d，只用當(dāng)數(shù)據(jù)位等于1，反相XLO信號(hào)才允許通過(guò)各自的開(kāi)關(guān)103b、103e。開(kāi)關(guān)103a_c的輸出均與兩個(gè)串聯(lián)的反相器104a、104b相連接。開(kāi)關(guān)103d_f的輸出均與另外兩個(gè)串聯(lián)的反相器104c、104d相連接。兩個(gè)串聯(lián)的反相器104a-d的兩個(gè)輸出與各自的電容器105a、105b的一個(gè)金屬板連接。每個(gè)電容器105a、105b的另一個(gè)金屬板連接在一起并且與電路100的輸出連接?？梢钥闯?，圖7所說(shuō)明的電路的功能除取決于數(shù)字值的符號(hào)而有選擇性地使用LO信號(hào)101b、IOle或者XLO信號(hào)101c、IOld來(lái)代替無(wú)條件的 LO信號(hào)8 Ib、81 c之外與圖6所說(shuō)明的電路相同。與圖6所示的設(shè)計(jì)中一樣，圖7所示的電路輸出與對(duì)應(yīng)于其他數(shù)據(jù)位的相似電路的輸出結(jié)合來(lái)產(chǎn)生與該數(shù)字值對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。在本發(fā)明的數(shù)字值有符號(hào)的實(shí)施例中，可使用的值的范圍加倍。
從前面可以看出，DAC模塊60的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。進(jìn)一步，相對(duì)于已知裝置，需要較少數(shù)量的模擬元件，從而可以減少模擬處理。例如，與非門(mén)61a_c是數(shù)字元件。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種可以減少其耗電量、噪聲和硅面積的DAC。雖然上述已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例，但是所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解各種變型也是可行的。
權(quán)利要求
1.將數(shù)字值轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的電路(60)，該電路包括邏輯模塊(64)，用來(lái)接收一個(gè)或者多個(gè)代表數(shù)字值的數(shù)字信號(hào)，每個(gè)數(shù)字信號(hào)均具有相對(duì)權(quán)重，所述邏輯模塊進(jìn)一步用來(lái)輸出一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)，每個(gè)輸出信號(hào)均包括一個(gè)被對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)調(diào)制的振蕩器信號(hào)；生成裝置(69)，用來(lái)產(chǎn)生代表數(shù)字值的模擬信號(hào)，模擬信號(hào)包括從邏輯模塊(64)輸出的信號(hào)的加權(quán)結(jié)合，該加權(quán)結(jié)合的相對(duì)權(quán)重基于各個(gè)數(shù)字信號(hào)的相對(duì)權(quán)重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中邏輯模塊(64)包括一系列乘法元件(61a-c)，每個(gè)乘法元件(61a-c)用來(lái)接收作為第一輸入的振蕩器信號(hào)和作為第二輸入的各自的數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)與該振蕩器信號(hào)相乘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中至少一個(gè)乘法元件(61a-c)至少包括與非門(mén)、與門(mén)、或門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)、異或非門(mén)和串聯(lián)開(kāi)關(guān)中的一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電路，其中生成裝置(69)包括一系列振幅修正器 (62a-c)，來(lái)修正從邏輯模塊(64)輸出的信號(hào)的相對(duì)振幅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中至少一個(gè)振幅修正器(62a-c)至少包括電容器、電阻器或者電感器中的一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電路，其中生成裝置(69)進(jìn)一步包括對(duì)經(jīng)過(guò)振幅修正的信號(hào)進(jìn)行求和的裝置。
7.根據(jù)前述的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路，其中，一個(gè)或者多個(gè)數(shù)字信號(hào)代表一個(gè)二進(jìn)位數(shù)，而且其中每個(gè)數(shù)字信號(hào)具有一個(gè)二進(jìn)位權(quán)重。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任何一項(xiàng)所述的電路，其中，一個(gè)或者多個(gè)數(shù)字信號(hào)代表一個(gè)溫度計(jì)式編碼值，而且其中每個(gè)數(shù)字信號(hào)具有相同的權(quán)重。
9.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路，其中所述電路包括I-支路(67)和Q-支路(68)，其中，I-支路(67)接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的I-分量，Q-支路(68)接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的Q-分量，并且其中Q支路(68)的振蕩器信號(hào)相位與I支路(67)的振蕩器信號(hào)的相位具有90° 相位差。
10.根據(jù)前述的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路，進(jìn)一步包括匹配電路(65)，用于匹配電路(60)的阻抗。
11.根據(jù)權(quán)利要求2到10中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路，其中至少一個(gè)乘法元件 (61a-c)包含四個(gè)輸入(81a-d)，第一輸入(81a)與參考電壓連接，第二和第三輸入(81b、81c)連接到振蕩器信號(hào)，以及第四輸入(81d)連接到地；四個(gè)反相器(82a_d)，用來(lái)對(duì)各自的輸入(81a-d)進(jìn)行反相；四個(gè)開(kāi)關(guān)(83a_d)，其根據(jù)乘法元件(61a_c)接收到的位來(lái)選擇性地允許反相的輸入通過(guò)；連接至第一和第二開(kāi)關(guān)(83a，83b)的輸出的第一系列反相器(84a，84b)和連接至第三和第四開(kāi)關(guān)(83c，83d)的第二系列反相器(84c，84d)。
12.根據(jù)引用權(quán)利要求4的權(quán)利要求11所述的電路，其中至少一個(gè)振幅修正器 (62a-c)包括第一電容器(85a)，其第一金屬板與第一系列反相器(84a，84b)的輸出連接， 以及第二電容器(85b)，其第一金屬板與第二系列反相器(84c，84d)的輸出連接；第一電容器和第二電容器(85a，85b)的第二金屬板連接在一起。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的電路，其中一個(gè)或者多個(gè)開(kāi)關(guān)(83a-d)包含晶體管開(kāi)關(guān)。
14.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路，其中數(shù)字值是有符號(hào)的數(shù)字值，而且其中振蕩器信號(hào)取決于數(shù)字值的符號(hào)而包含下列信號(hào)之一非反相振蕩器信號(hào)和反相振蕩器信號(hào)。
15.一種發(fā)射器，其包括根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路。
全文摘要
本發(fā)明描述了將數(shù)字值轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的電路(60)。該電路包括邏輯模塊(64)，用來(lái)接收一個(gè)或者多個(gè)代表值的數(shù)字信號(hào)，每個(gè)數(shù)字信號(hào)都具有相對(duì)權(quán)重。邏輯模塊進(jìn)一步布置為輸出一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)，每個(gè)輸出信號(hào)都包括一個(gè)被對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)調(diào)制的振蕩器信號(hào)。所述電路(60)進(jìn)一步包括生成裝置(69)，用于生成代表數(shù)字值的模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)包括從邏輯模塊(64)輸出的信號(hào)的加權(quán)組合，其相對(duì)權(quán)重基于各個(gè)數(shù)字信號(hào)的相對(duì)權(quán)重。邏輯模塊(64)可以包括一系列的乘法元件(61a-c)，諸如邏輯門(mén)或者串聯(lián)開(kāi)關(guān)，每個(gè)乘法元件用來(lái)接收作為第一輸入的振蕩器信號(hào)和作為第二輸入的對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)，乘法元件將數(shù)字信號(hào)與振蕩器信號(hào)相乘。生成裝置(69)可以包括一系列的振幅修正器(62a-c)，諸如電容器、電阻器和電感器，它們用來(lái)修正從邏輯模塊(64)輸出的信號(hào)的相對(duì)振幅。生成裝置(69)可以包括對(duì)經(jīng)過(guò)振幅修正的信號(hào)進(jìn)行求和的裝置(66)。
文檔編號(hào)H03M1/80GK102273078SQ200980153336
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者拉米·埃斯科拉, 薩米·維霍寧 申請(qǐng)人:意法愛(ài)立信有限公司