数模转换器电路、装置和方法与数模转换方法

数模转换器电路、装置和方法与数模转换方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及数字信号向模拟信号的转换，并且特别地，涉及用于生成高频传送信 号的数模转换器电路、装置和方法以及数模转换的方法。
【背景技术】
[0002] 射频（RF)输出信号可以利用极性架构（polar architecture)或者同相和正交 (in-phase and quadrature，IQ)架构生成。例如，极性射频数模转换器（RFDAC)可以使用 所有单元（cell)以生成输出信号。例如，极性RFDAC可能遭受非均匀分布，并且大部分位， 例如位（f)可能出现在它们不被需要的地方。
[0003] IQ发射机布置具有两个DAC，一个用于同相I路径，另一个用于正交Q路径。IQ架 构可能简单，但是可能遭受较低的效率和较低的输出功率。期望提高发射机的效率。

【发明内容】

[0004] 在一个方面，本申请涉及一种数模转换器电路，所述数模转换器电路包括：多个数 模转换器单元；以及控制电路，所述控制电路被配置为在第一时间间隔期间基于包括要被 传送的信息的数字信号的第一相位分量和在第二时间间隔期间基于包括要被传送的信息 的所述数字信号的第二相位分量，控制所述多个数模转换器单元之一的操作。
[0005] 在另一个方面，本申请涉及一种用于生成高频传送信号的装置，所述装置包括：信 号转换器，所述信号转换器被配置为生成数字信号的第一改变相位分量和第二改变相位分 量，所述数字信号包括所要传送的信息，所述第一改变相位分量和所述第二改变相位分量 能够通过所述数字信号的第一和第二输入相位分量的旋转变换得到；以及上转换模块，所 述上转换模块被配置为基于所述数字信号的所述第一改变相位分量和所述第二改变相位 分量，生成高频传送信号。
[0006] 在另一个方面，本申请涉及一种数模转换器电路，所述数模转换器电路包括：多个 数模转换器单元；以及控制电路，所述控制电路被配置为在第一时间间隔期间基于具有第 一振荡器频率的第一时钟信号和在第二时间间隔期间基于具有第二振荡器频率的第二时 钟信号，控制所述多个数模转换器单元之一的操作。
[0007] 在一个方面，本申请涉及一种发射机，所述发射机包括：基带处理器模块，所述基 带处理器模块被配置为提供数字信号的第一相位分量和所述数字信号的第二相位分量；数 模转换器电路或装置，所述数模转换器或装置用于根据之前的权利要求的任意一项生成高 频传送信号，所述数模转换器电路或装置被配置为生成模拟高频传送信号；以及功率放大 器，被配置为放大所述高频传送信号，并将所述高频传送信号提供给天线模块。
[0008] 在一个方面，本申请涉及一种数模信号转换方法，所述方法包括：在第一时间间隔 期间，基于包括要被传送的信息的数字信号的第一相位分量，控制数模转换器单元的第一 操作；以及在第二时间间隔期间，基于包括要被传送的信息的所述数字信号的第二相位分 量，控制数模转换器单元的第二操作。
【附图说明】
[0009] 装置和/或方法的一些示例将在以下通过仅作为示例的方式，以及参考附图被描 述，在附图中：
[0010] 图1示出了数模转换器电路的概略性表述；
[0011] 图2A示出了进一步的数模转换器电路的概略性表述；
[0012] 图2B示出了被数模转换器电路生成的标准化轨迹的轨迹点的概略性表述；
[0013] 图3A示出了进一步的数模转换器电路的概略性表述；
[0014] 图3B示出了数模转换器电路的阵列细分和输入数据的概略性表述；
[0015] 图4示出了数模转换器电路的本地激活电路的概略性表述；
[0016] 图5示出了数模转换器效率曲线的示图；
[0017] 图6示出了进一步的数模转换器电路的概略性表述；
[0018] 图7示出了用于生成高频传送信号的装置的概略性表述；
[0019] 图8A到8C示出了用于实现数模转换器电路的星座图的概略性表述；
[0020] 图9示出了用于生成高频传送信号的进一步装置的概略性表述；
[0021] 图10示出了数模转换器电路的本地激活电路的概略性表述；
[0022] 图11示出了进一步的数模转换器电路的概略性表述；
[0023] 图12示出了数模转换装置的概略性表述；
[0024] 图13示出了发射机电路的概略性表述；
[0025] 图14不出了移动设备的框图；
[0026] 图15示出了用于数模信号转换的方法的流程图；
[0027] 图16示出了用于生成高频传送信号的方法的流程图；以及
[0028] 图17示出了用于数模信号转换的进一步方法的流程图。
[0029] 详细描沐
[0030] 各种实例现在将参考附图被更充分地描述，在附图中，一些示例被示出。在图中， 为了清楚，线条的粗细，层和/或区域的大小可能被夸大。
[0031] 相应地，在示例能够做出各种修改和替代形式的同时，附图中的示例性示例在此 将被详细描述。然而，应当理解，不意图将示例限定为被公开的特定形式，但是相反地，示例 将覆盖落入本公开的范围内的所有变形、等价和替代。在附图的所有描述中，相同的标记指 代相同或类似的元件。
[0032] 将被理解的是，当元件被称为"连接"或"耦接"到另一元件时，它可以被直接地连 接或耦接到其它元件或可能存在的中间元件。相反地，当元件被称为"直接地连接"或"直 接地耦接"到另一元件时，不存在中间的元件。被用于描述元件之间的关系的其它词语应当 以类似的方式解释（例如，之间"相对于"直接地处于...之间"，"邻近"相对于"直接 地邻近"等）。
[0033] 本文使用的术语仅用于描述示例性示例的的目的，并且不意图用于限定。如本文 所使用的，冠词"一个"、和"该"意图同样包括复数形式，除非上下文以其他方式明确指出。 还被理解的是，术语"包含"、和/或"包括"，当在本文使用时，指定存在所提及的特征、整 数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或附加一个或多个其它特征、整数、步骤、 操作、元件、组件和/或它们构成的组。
[0034] 除非另外定义，本文所使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与由示 例所属的领域的普通技术人员的通常理解相同的含义。还被理解的是，术语（例如，在通常 使用的字典中定义的那些术语）应当被解释为具有与相关领域的环境中的意义一致的意 义，并且不被解释为理想化或者过于形式化的含义，除非本文明确地如此定义。
[0035] 在以下，各种示例涉及无线或移动通信系统中使用的设备（例如，移动设备、蜂窝 电话、基站）或设备组件（例如，发射机、收发机）。
[0036] 移动通信系统可以例如对应于被第三代合作伙伴计划（3GPP)标准化的移动通信 系统之一，例如全球移动通信系统（GSM)、增强型数据速率GSM演进（EDGE)、GSM EDGE无线 电接入网络（GERAN)、高速分组接入（HSPA)、通用陆地无线电接入网络（UTRAN)或演进型 UTRAN(E-UTRAN)、长期演进（LTE)或增强型LTE(LTE-A)、或其他标准的移动通信系统，例如 全球微波互联接入（WIMAX) IEEE 802. 16或无线局域网（WLAN)IEEE 802. 11，一般地基于时 分多址（TDM)、频分多址（FDM)、正交频分多址（OFDM)、码分多址（CDM)等的任何系统。 术语移动通信系统和移动通信网络可以被同义地使用。
[0037] 移动通信系统可以包括可操作来与移动收发机传递无线电信号的多个传送点或 基站收发机。在这些示例中，移动通信系统可以包括移动收发机、中继站收发机和基站收发 机。中继站收发机和基站收发机可以由一个或多个中央单元和一个或多个远程单元组成。
[0038] 移动收发机或移动设备可以对应于智能手机、蜂窝手机、用户设备（UE)、膝上型计 算机、笔记本电脑、个人计算机、个人数字助理（PDA)、通用串行总线（USB)棒、平板计算机、 汽车等。移动收发机或终端还可以按照3GPP术语被称为UE或用户。基站收发机可以位于 网络或系统的固定或静态部分。基站收发机可以对应于远程无线电头、传送点、接入点、宏 小区、小（small)小区、微（micro)小区、微微（pico)小区、毫微微（femto)小区、超级小区 (metro cell)等。术语小小区可以指比宏小区更小的任何小区，即，微小区、微微小区、毫微 微小区或超级小区。此外，毫微微小区被认为比微微小区更小，后者被认为比微小区更小。 基站收发机可以为有线网络的无线接口，该无线接口使能向UE、移动收发机或中继收发机 传送和接收无线电信号。这样的无线电信号可以遵守如例如被3GPP标准化的无线电信号， 或者一般地，与上面所列出的一个或多个系统一致。因此，基站收发机可以相当于NodeB、 eNodeB、BTS、接入点等。中继站收发机可以对应于基站收发机和移动站收发机之间的通信 路径中的中间网络节点。中继站收发机可以分别将从移动收发机接收的信号向基站收发机 转发，将从基站收发机接收的信号向移动站收发机转发。
[0039] 移动通信系统可以为蜂窝系统。术语小区指分别由传送点、远程单元、远程头、远 程无线电头、基站收发机、中继收发机或NodeB、eNodeB提供的无线电服务的覆盖区域。术 语小区和基站收发机可以被同义地使用。在一些示例中，小区可以对应于扇区（sector)。 例如，扇区可以使用扇区天线来实现，该扇区天线提供用于覆盖基站收发机或远程单元周 围的角区域的特性。在一些示例中，基站收发机或远程单元可以例如对三个或六个覆盖扇 区起作用，每个扇区分别为120° (在三个小区的情形下）、60° (在六个小区的情形下）。 类似地，中继收发机可以在它的覆盖区域建立一个或多个小区。移动收发机可以在至少一 个小区登记或与至少一个小区相关，即，它可以与小区关联，以致可以在网络和该关联小区 的覆盖区域内的移动设备之间通过专用信道、链路或连接来交换数据。因此直接地或间接 地，移动收发机可以在中继站或基站收发机登记，或与中继站或基站收发机相关联，这里间 接的登记或关联可以通过一个或多个中继收发机。
[0040] 图1示出了根据示例，数模转换器电路100的示例性表述。数模转换器电路100 包括多个数模转换器单元101。数模转换器电路100还包括控制电路102,该控制电路被配 置为基于数字信号103的第一相位分量Pl和基于数字信号103的第二相位分量P2,控制多 个数模转换器单元101中的一个的操作，第一相位分量Pl包括在第一时间间隔期间所要传 送的信息，第二相位分量P2包括在第二时间间隔期间所要传送的信息。
[0041] 由于多个数模转换器（DAC)单元之一被配置为基于在第一时间间隔期间的第一 相位分量和基于在第二时间间隔期间的第二相位分量运行，单个DAC单元可以例如基于数 字信号的多个不同的相位分量生成模拟单元输出信号。换言之，单个DAC单元可以共用于 例如基于数字信号的第一相位分量和数字信号的第二相位分量，生成模拟单元输出信号。 例如，对同一分辨率，更高的效率和更小的DAC区域和提高的线性度可以被实现。例如，可 以降低DAC电路的最总规模（例如，DAC阵列中的DAC单元的总数）。
[0042] 例如，多个数模器转换器单元101的每一个可以被分配给多个单元行的一行和多 个单元列的一列。例如，DAC电路100可以包括单元阵列。例如，多个数模转换器单元101 可以被设置为单个阵列（例如，二维阵列）。
[0043] 多个数模转换器单元101的每一个可以被各自的开关元件（例如，晶体管）激活 或去激活，该开关元件被控制电路102 (例如，控制单元的本地激活控制电路）控制。进一 步地，多个数模转换器单元101的每一个可以包括可开关的电流源、可开关的电容性元件 或生成单元模拟输出信号的其它种类的单元元件。
[0044] 例如，DAC电路100可以被配置为例如将多位数字信号103转换至模拟信号。在 多位数字信号中出现的位的数目可以对应于例如离散值的数目，模拟信号在这些离散值之 间变动。出现的位的数目越大，针对该模拟信号的离散值的数目越大。例如，针对5伏（V) 的系统，八位数字信号可以代表256(即，2 s)个不同的电压值；这里电压值从最小值OV到最 大值5V变动，之间有254个电压台阶。例如，相对于的电压台阶，每一个电压台阶可以间隔 5/255V。通过改变向DAC电路提供的多位输入信号，被DAC电路输出的模拟信号可以以分 段连续的方式改变，并且仍然因为它们的模拟特征，被称为模拟信号。被DAC电路提供的模 拟信号可以为电压信号（也被称为电压域中的信号），或电流信号（也被称为电流域中的信 号）。
[0045] 多个DAC单元101的DAC单元的每一个可以包括生成单元模拟输出信号的电流源 或可开关电容性元件，该单元模拟输出信号具有例如第一模拟输出状态或第二模拟输出状 态。例如，阵列内部的该多个DAC单元101的每一个可以包括各自的电流源或电容性元件， 该电流源或电容性元件可以基于例如来自控制电路101 (例如，解码器电路）的各自控制信 号被选择性地触发。例如，控制信号可以基于数字信号103,以使得在给定时刻，向DAC电 路100的输出端传递电流的电流源的数目可以对应于数字信号103的数字值。为了限制突 变（glitch)和其它时间上的不足，控制电路可以例如用在LO输入端上接收的本地振荡器 信号LO对这些控制信号的一个或多个进行调制。
[0046] 控制电路102可以被配置以基于例如数字信号103的第一相位分量pi和基于数 字信号103的第二相位分量p2,控制多个数模转换器单元101的每一个DAC单元的操作。 换言之，多个数模转换器单元101的至少一个DAC单元的激活取决于在第一时间间隔期间 的数字信号103的第一相位分量pi和在第二时间间隔期间的数字信号103的第二相位分 量P2。控制电路102可以被配置为通过基于数字信号103在第一时间间隔期间的第一相位 分量P1和数字信号103在第二时间间隔期间的第二相位分量p2选择性地触发各自的电流 源或电容性元件，控制多个DAC单元101的个体（或每一个）DAC单元的操作。通过这种方 式，DAC电路100和DAC单元（例如，DAC电路的个体DAC单元）可以在不同的时间间隔期 间，被分配给数字信号103的不同相位分量。
[0047] 控制电路102可以包括被配置为个体地激活或去激活多个数模转换器单元101的 每一个DAC单元的电路。
[0048] 数字信号可以为基带域内的复值信号。数字信号可以包括两个相位分量（例如， 同相分量和正交相位分量）或者超过两个相位分量（多相位信号）。例如，基带域的基带频 率可以低于500MHz (例如，低于300MHz或低于200MHz，例如，在IOOMHz和200MHz之间）。 在一些示例中，数字信号可以为基带信号。在一些示例中，数字信号可以为例如受到向上转 换或上采样（例如，达到大约1.2GHz)和/或被过滤的基带信号。在一些示例中，数字信号 可以为包括所要传送的信息的传送信号。
[0049] 数字信号可以包括要在不同的时间间隔期间被传送的不同信息。例如，第一时间 间隔和第二时间间隔可以为用于传送不同符号的符号时间间隔。符号可以涉及代表所要传 送的位序列的星座图（例如，16-QAM、64-QAM)中的星座点。
[0050] 数模转换电路器电路100可以输出模拟高频信号。例如，数模转换器电路100可 以通过将多个数模转换器单元的模拟单元输出信号相加，提供模拟高频信号。模拟高频信 号可以为具有例如500MHz到20GHz之间的频率的射频域中的信号。例如，射频频带可以位 于 700MHz 到 IGHz 之间、I. 7GHz 到 I. 9GHz 之间和 / 或 2. 5GHz and 2. 7GHz 之间。
[0051] DAC单元可以被配置为在第一时间间隔和第二时间期间生成模拟单元输出信号。 例如，DAC单元可以例如基于数字信号103在第一时间间隔期间的第一相位分量pi生成模 拟单元输出信号，和基于数字信号103在第二时间间隔期间的第二相位分量p2生成模拟单 元输出信号。
[0052] 在第一时间间隔期间生成的模拟单元输出信号可以相对于例如在第二时间间隔 期间生成的模拟单元输出信号具有相等的频率和预先确定的相位偏移。DAC单元可以被配 置为例如基于在第一时间间隔期间的第一振荡器信号生成模拟单元输出信号，和基于在第 二时间间隔期间的第二振荡器信号生成模拟单元输出信号。第一振荡器信号和第二振荡器 信号可以例如相对于彼此具有预先确定的相位偏移。
[0053] 例如，DAC电路100可以是基于温度计编码（thermometric coding)的数模转换 器电路。通过这种方式，非常线性的DAC可以被提供。替代地，DAC电路可以为基于二进制 编码的数模转换器电路。
[0054] 例如，图1所示的DAC电路可以为DAC电路的动态IQ架构，该动态IQ架构可以 在以下方面优于其它IQ实现方案：高效率、针对同一分辨率更小的DAC区域、改进的线性 度。动态IQ架构可以提供良好的效率、区域和输出功率，并且可以避免例如数字锁相环电 路DPLL或降低了极性系统或架构的效率的类似的时钟调制器。
[0055] 图2A示出了根据示例的数模转换器电路200的概略性表述。
[0056] DAC电路200可以类似于例如上面所描述（例如，关于图1)的DAC电路。DAC电路 200可以包括多个DAC单元101和类似于例如关于图1所描述的控制电路的控制电路（或 控制线路）。
[0057] DAC电路200可以耦接至被配置为提供数字信号103(例如，基带信号）的基带处 理器模块，该数字信号103包括或包含要被传送至DAC电路200的、代表单元控制（例如， CTRL#1，CTRL#i，CTRL#n)的信息。例如，数字信号103可以向例如多个DAC单元101提供 该数字信号的