减小用于低功率宽带高分辨率dac的阻抗衰减器的谐波失真的技术的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本公开涉及电子电路，尤其涉及数模转换器。
[0002]数模转换器(DAC)是将数字信号转换成模拟信号的电子电路。数个参数被用来确定用于给定应用的DAC的适用性。这些参数包括DAC执行数模转换的速度、分辨率、以及DAC的谐波失真。
[0003]无线通信设备(诸如蜂窝电话)往往使用高速度、高分辨率DAC来将数字信号转换成模拟信号以用于进一步由布置于通信设备中的模拟电路处理。低噪声，低功率、宽带，高分辨率的DAC对于高级无线标准(诸如，长期演进(LTE)标准)日益重要。
[0004]简要概述
[0005]根据本发明的一个实施例的数模转换器(DAC)部分地包括响应于由DAC接收到的数字信号而向一对电流求和节点供应电流的众多输入级，以及耦合在电流求和节点与DAC的输出端之间的阻抗衰减器。阻抗衰减器尤其被适配成增大输出负载的阻抗的范围以考虑到因工艺、电压和温度的变动而引起的输出负载阻抗的改变，并且将负载阻抗与可能存在于电流求和节点与输入级之间的阻抗解耦。在一些实施例中，阻抗衰减器包括具有可编程共模增益带宽的差分输入、差分输出放大器以控制放大器的谐波失真。在其他实施例中，阻抗衰减器包括一对交叉耦合的电容器以控制放大器的谐波失真。
[0006]根据本发明的一个实施例的DAC部分地包括众多输入级、第一和第二晶体管、以及放大器。这些输入级响应于由DAC接收到的数字信号而将电流递送给DAC的第一和第二电流求和节点。第一晶体管具有耦合至第一电流求和节点的第一端子以及耦合至DAC的第一输出节点的第二端子。第二晶体管具有耦合至第二电流求和节点的第一端子以及耦合至DAC的第二输出节点的第二端子。放大器具有耦合至第一晶体管的第一端子的第一差分输入端子、耦合至第二晶体管的第一端子的第二差分输入端子、耦合至第一晶体管的栅极端子的第一差分输出端子、以及耦合至第二晶体管的栅极端子的第二差分输出端子。该放大器被适配成将第一和第二电流求和节点中的每一个节点的阻抗维持在由该放大器的增益定义的范围内。
[0007]在一个实施例中，DAC进一步包括第一和第二电容器。第一电容器耦合在第一晶体管的栅极端子与第二电流求和节点之间。第二电容器耦合在第二晶体管的栅极端子与第一电流求和节点之间。第一和第二电容器减小放大器的谐波失真。
[0008]在一个实施例中，该放大器进一步包括第三输入端子，该第三输入端子接收被适配成改变该放大器的共模增益的控制信号。在一个实施例中，该放大器进一步接收定义该放大器的共模输入电压的参考电压。在一个实施例中，该放大器进一步包括差分共源共栅输入级、差分源极跟随器放大级、共模反馈环路、以及频率补偿块。在一个实施例中，该差分共源共栅是折叠式共源共栅。
[0009]在一个实施例中，该频率补偿块包括众多可变电容器和电阻器，这些可变电容器和电阻器被用来补偿该放大器针对差模和共模两者的频率响应。在一个实施例中，该共模反馈环路被适配成根据参考电压来定义放大器的共模输入电压。在一个实施例中，该共模反馈环路包括输入晶体管，该输入晶体管接收参考电压并与布置在差分共源共栅中的一对输入晶体管形成差分对。
[0010]在一个实施例中，控制信号通过选择共模反馈环路的输入晶体管的沟道宽度对沟道长度比来改变放大器的谐波失真。在一个实施例中，控制信号通过改变布置在共模反馈环路中的一个或多个电流源的电流来改变放大器的谐波失真。在一个实施例中，控制信号改变布置在频率补偿块中的一个或多个可变电容器的电容和/或一个或多个可变电阻器的电阻以补偿放大器的频率响应。
[0011]根据本发明的一个实施例的DAC部分地包括众多输入级、第一和第二晶体管、第一和第二放大器、以及第一和第二电容器。这些输入级被适配成响应于由DAC接收到的数字信号而将电流递送给DAC的第一和第二电流求和节点。第一晶体管具有耦合至第一电流求和节点的第一端子以及耦合至DAC的第一输出节点的第二端子。第二晶体管具有耦合至第二电流求和节点的第一端子以及耦合至DAC的第二输出节点的第二端子。第一放大器具有耦合至第一晶体管的第一端子的第一输入端子、接收参考电压的第二输入端子、以及耦合至第一晶体管的栅极端子的输出端子。第二放大器具有耦合至第二晶体管的第一端子的第一输入端子、接收参考电压的第二输入端子、以及耦合至第二晶体管的栅极端子的输出端子。第一电容器親合在第一晶体管的栅极端子与第二电流求和节点之间。第二电容器親合在第二晶体管的栅极端子与第一电流求和节点之间。
[0012]根据本发明的一个实施例的一种用于将数字信号转变成模拟信号的方法部分地包括:响应于该数字信号而将第一电流和第二电流分别递送给第一电流求和节点和第二电流求和节点，以及将第一电流求和节点和第二电流求和节点耦合至差分放大器的第一输入端子和第二输入端子。
[0013]该方法进一步包括使用该差分放大器响应于第一电流求和节点的电压改变而改变第一电流路径的导电性。第一路径被适配成将第一电流求和节点耦合至表示模拟输出电压的第一差分电压。通过响应于第一电流求和节点的电压改变而改变第一路径的导电性，第一电流求和节点的阻抗被维持在由差分放大器的增益定义的范围内。
[0014]该方法进一步包括使用该差分放大器响应于第二电流求和节点的电压改变而改变第二电流路径的导电性。第二路径被适配成将第二电流求和节点耦合至表示模拟输出电压的第二差分电压。通过响应于第二电流求和节点的电压改变而改变第二路径的导电性，第二电流求和节点的阻抗被维持在由差分放大器的增益定义的范围内。
[0015]附图简述
[0016]藉由示例解说了本公开的各方面。在附图中，类似的参考标号指示类似元件，并且:
[0017]图1是其中可实施本发明的各方面的无线通信设备的框图。
[0018]图2是根据本发明的一个示例性实施例的电流导引式DAC的简化框图。
[0019]图3是根据本发明的一个示例性实施例的电流导引式DAC的简化框图。
[0020]图4是根据本发明的另一示例性实施例的电流导引式DAC的简化框图。
[0021]图5是根据本发明的另一示例性实施例的电流导引式DAC的简化框图。
[0022]图6是根据本发明的一个示例性实施例的布置在图5的DAC中的放大器的晶体管示意图。
[0023]图7是根据本发明的一个示例性实施例的如在图6的放大器中使用的具有可变的沟道宽度对沟道长度比的晶体管的简化框图。
[0024]详细描述
[0025]现在将关于附图来描述若干解说性实施例，这些附图形成本文的一部分。尽管以下描述了其中可实现本公开的一个或多个方面的特定实施例，但可以使用其它实施例并且可作出各种修改而不会脱离本公开的范围。
[0026]根据本发明的一个实施例的数模转换器(DAC)部分地包括响应于由DAC接收到的数字信号而向一对电流求和节点提供电流的众多输入级，以及耦合在电流求和节点与DAC的输出端之间的阻抗衰减器。阻抗衰减器尤其被适配成增大输出负载的阻抗的范围以考虑到因工艺、电压和温度的变动而引起的输出负载阻抗的改变，并且将负载阻抗与可能存在于电流求和节点与输入级之间的阻抗解耦。在一些实施例中，阻抗衰减器包括具有可编程共模增益带宽的差分输入、差分输出放大器以控制放大器的谐波失真。在其他实施例中，阻抗衰减器包括一对交叉耦合的电容器以控制放大器的谐波失真。
[0027]图1是根据本发明的一个实施例的被用在无线通信系统中的无线通信设备150 (在下文被替换地称为设备)的框图。设备150可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、调制解调器、手持式设备、膝上型计算机、以及类似物。
[0028]设备150可在任何给定时间在下行链路(DL)和/或上行链路(UL)上与一个或多个基站通信。下行链路(或即前向链路)是指从基站到设备的通信链路。上行链路(或即反向链路)是指从设备到基站的通信链路。
[0029]无线通信系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如，带宽和发射功率)来支持与多个用户的通信的多址系统。此类系统的示例包括码分多址(CDM