数模转换器电路、装置和方法与数模转换方法_5

文档序号:9711161阅读:来源:国知局
00、200、300、400、600、700、 900、1000、1100或数模转换装置1200)。此外,移动设备1410包括至少生成要被传送的数 字(例如,基带)信号和/或处理基带接收信号的基带处理器模块1420。另外,移动设备 1400包括至少向发射机或收发机1410和基带处理器模块1420供电的供电单元1430。
[0202] 进一步的示例涉及包括以上所描述的发射机或收发机的移动设备(例如,蜂窝电 话、平板电脑或笔记本电脑)。移动设备或移动终端可以用于在移动通信系统中通信。
[0203] 在一些示例中,蜂窝手机可以包括具有数模转换器电路(根据所提出的概念或以 上所描述的一个或多个示例)的发射机或收发机。
[0204] 更多的细节和方面连同以上或以下所描述的示例(例如,数模转换器电路、数字 信号、数字信号的第一相位分量、数字信号的第二相位分量、数模转换器单元、控制电路、 行和列解码器、第一和第二列编码以及第一和第二行编码、发射机、和模拟输出信号)被提 及。图14所示的示例可以包括一个或多个可选的另外特征,该特征相应于连同所提出的概 念或以上(例如,图1到13)或以下(例如,图15到17)所描述的一个或多个示例而提及 的一个或多个方面。
[0205] 图15示出了根据示例的用于数模信号转换的方法1500的流程图。
[0206] 方法1500包括在第一时间间隔期间基于包含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(1510)。
[0207] 方法1500还包括在第二时间间隔期间基于包含要被传送的信息的数字信号的第 二相位分量,控制数模转换器单元的第二操作(1520)。
[0208] 由于该数模转换器单元的操作基于数字信号的第一相位分量和第二相位分量,例 如,可以对同一分辨率实现更高的效率、更小的DAC区域,可以实现提高的线性度。例如, DAC单元的最小的总规模(例如,DAC阵列中的DAC单元的总数)例如可以被降低。
[0209] 方法1500可以还包括例如基于第一列编码和第二列编码(第一列编码和第二列 编码分别从数字信号的第一相位分量的至少一部分和从数字信号的第二相位分量的至少 一部分得到),控制数模转换器单元列的列操作模式。
[0210] 方法1500可以还包括例如基于运行于第一列操作模式的数模转换器单元的最后 列提供最后列信号,和基于运行于第二操作模式的数模转换器单元的最后列提供第二最后 列信号。
[0211] 方法1500可以还包括例如基于数字信号的第一相位分量的至少一部分得到第一 行编码,和基于数字信号的第二相位分量的至少一部分得到第二行编码。
[0212] 方法1500可以还包括例如基于列操作模式以及第一行编码和/或第二行编码, 或不考虑第一行编码或第二行编码,控制数模转换器单元列中的一个数模转换器单元的激 活。
[0213] 方法1500可以还包括在第一时间间隔和第二时间间隔期间生成模拟单元输出信 号,其中在第一时间间隔期间生成的模拟单元输出信号相对于在第二时间间隔期间生成的 模拟单元输出信号例如具有相等的频率和预定的相位偏移。
[0214] 更多的细节和方面连同以上或以下所描述的示例(例如,数字信号、数字信号的 第一相位分量、数字信号的第二相位分量、数模转换器单元、第一和第二列编码以及第一和 第二行编码、和模拟输出信号)被提及。图15所示的示例可以包括一个或多个可选的另外 特征,该特征相应于连同所提出的概念或以上(例如,图1到14)或以下(例如,图16到 17)所描述的一个或多个示例而提及的一个或多个方面。
[0215] 图16示出了根据示例的用于生成高频传送信号的方法的流程图。
[0216] 方法1600包括生成包含要被传送信息的数字信号的第一改变相位分量和第二改 变相位分量(1610),该第一改变相位分量和第二改变相位分量可通过数字信号的第一和第 二输入相位分量的旋转变换得到。
[0217] 方法1600还包括基于数字信号的第一改变相位分量和第二改变相位分量,生成 高频传送信号(1620)。
[0218] 例如,由于数字信号的第一改变相位分量和第二改变相位分量的生成,并且基于 该数字信号的第一改变相位分量和第二改变相位分量生成该高频传送信号,假定相同的硅 面积,输出功率可以增加(例如,翻倍),并且具有更高的效率。
[0219] 方法1600可以还包括例如基于第一改变相位分量和第二改变相位分量的值,提 供第一改变相位分量和/或第二改变相位分量的纠错。
[0220] 方法1600可以还包括例如将数模转换器单元的模拟单元输出信号相加,以生成 模拟高频传送信号。
[0221] 方法1600可以还包括例如将高频传送信号放大。
[0222] 方法1600可以还包括例如向天线模块提供高频传送信号。
[0223] 更多的细节和方面连同以上或以下所描述的示例(例如,数字信号、数字信号的 第一相位分量和第二相位分量、数字信号的第一改变相位分量和第二改变相位分量、数模 转换器单元、第一和第二列编码以及第一和第二行编码、和模拟输出信号)被提及。图16 所示的示例可以包括一个或多个可选的另外特征,该特征相应于连同所提出的概念或以上 (例如,图1到15)或以下(例如,图17)所描述的一个或多个示例而提及的一个或多个方 面。
[0224] 图17示出了根据示例的用于数模信号转换的进一步方法的流程图1700。
[0225] 方法1700包括在第一时间间隔期间基于具有第一振荡频率的第一时钟信号,控 制数模转换器单元的操作(1710)。
[0226] 方法1700还包括在第二时间间隔期间基于具有第二振荡频率的第二时钟信号, 控制数模转换器单元的操作(1720)。
[0227] 由于该数模转换器单元的操作在第一时间间隔期间基于具有第一振荡频率的第 一时钟信号和在第二时间间隔期间基于具有第二振荡频率的第二时钟信号,例如,对同一 分辨率,更高的效率、更小的DAC区域和提高的线性度可以被实现。例如,DAC单元的最小 的总规模(例如,DAC阵列中的DAC单元的总数)例如可以被降低。
[0228] 方法1700可以还包括例如基于包含要被传送信息的数字信号的两个或更多相位 分量,提供模拟高频信号。
[0229] 方法1700可以还包括例如在第一时间间隔和第二时间间隔基于包含要被传送信 息的数字信号的同一相位分量,控制数模转换器单元的操作。
[0230] 更多的细节和方面连同以上或以下所描述的示例(例如,数字信号、数字信号的 相位分量、数模转换器单元、以及第一和第二时钟信号)被提及。图14所示的示例可以包 括一个或多个可选的另外特征,该特征相应于连同所提出的概念或以上(例如,图1到16) 或以下所描述的一个或多个示例而提及的一个或多个方面。
[0231] 各个示例涉及包括指令代码的机器可读存储介质,当该指令代码被执行时,使机 器执行方法1500、1600或1700。
[0232] 各个示例涉及具有程序代码的计算机程序,当该计算机程序在计算机或处理器上 执行时,用于执行方法1500、1600或1700。
[0233] 各个示例涉及包括机器可读指令的机器可读存储介质,当该指令被执行时,实现 方法 1500、1600或 1700,或实现04(:电路100、200、300、400、600、700、900、1000、或1100,或 数模转换装置1200。
[0234] 各个示例涉及动态多相位DAC架构。例如,各个示例涉及具有提高的效率和线性 度的数模转换器(比如IQ DAC)。各个示例涉及可以按大容量架构制造的DAC设备,该DAC 设备可以在计算机系统架构特征和接口中实现,并且被大量制造。各个示例涉及IA(输入 架构)、器件(例如,晶体管)和相关的制造过程,例如,MOS和/或CMOS。
[0235] 各个示例涉及具有提高的效率和输出功率的IQ RFDAC。各个示例涉及改善用于无 线设备的发射机。当前,极性架构用于蜂窝发射机,而IQ架构用于WIFI。IQ更为简单,这 是因为不需受调制的时钟,因此例如经调制的锁相环(PLL)或数字时钟(DTC)不是必要的。 各个示例将IQ的效率提高到极性系统的水平,因此减少了低效的IQ的任何缺陷。复杂性 被转移至数字处理,因此例如在现代技术上是简单的。
[0236] 各个示例可以通过有关器件实现,例如12或13位且超过200MSPS (兆样本每秒) 的数模转换器(DAC);大于14位且超过20MSPS的DAC ;大于10或11位长且超过300MSPS 的DAC ;以及超过12或13位长且大于125MSPS的DAC。
[0237] 各个示例可以通过相关设备(比如3GPP LTE UE调制解调器)实现。
[0238] 与所提出的DAC相比,极性的射频数模转换器(RFDAC)可以例如使用所有单元以 生成输出信号。极性的PFDAC可能具有非均匀分布确定的缺点,例如,大部分位(例如位 (f))可能处于它们不被需要的地方。正交幅度调制(quadrature amplitude modulation, QAM)可以在幅度上,或半径(r)和相位(f)上类似于温度计编码。误差矢量幅度(error vector amplitude,EVM)可以被rmax的误差定义。例如,r比特的数目可以等于I. 4X I (同 相)。f比特的数目可以等于2pXI(例如,这一数可能大于或等于3个更多比特)。可能存 在数字控制振荡器(DCO)的频率调制(fm)相关的挑战。每周期相位跳变的最大值例如可 以被最大的调谐范围(< 20% )限制。例如,在零交点(zero-crossing)期间造成的误差 (例如,吉赫兹(GHz)跳变)可以导致符号中的误差。。
[0239] IQ调制器可以使用有限数目的DAC单元生成输出信号。例如,与所提出的DAC相 比,其它IQ发射机布置可以具有两个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,但是可能经受低效和低的输出功率。这一点的原因可能是由于IQ调制 器由两个数模转换器DAC构成,例如,一个DAC(例如,具有512+5个单元的阵列I)可以用 于同相(I),另一个DAC(例如,具有512+5个单元的阵列Q)可以用于正交(Q),这两个DAC 的输出相加。IQ调制器可以使用有限数目的DAC单元生成输出信号。例如,基于IQ DAC的 IQ星座图,当Q为最大值且I为〇时,仅使用Q DAC。例如,如果I为最大值且Q为0,仅使 用I DAC。在RFDAC中,用于I和Q信号链的DAC可以直接地在RF域生成模拟信号。因此, 例如,在I加上Q之后的复合信号可以准备用于传送。例如,在到达天线之前,如果必要的 话,信号可以最终被功率放大器PA放大。
[0240] 下面的示例属于进一步的示例。示例1为数模转换器电路,该电路包括多个数模 转换器单元和控制电路,该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信息的数字信号的 第二相位分量,控制该多个数模转换器单元之一的操作。
[0241] 在示例2中,示例1的主题可以可选地包括:该多个数模转换器单元的每一个被分 配给多个单元行之一和多个单元列之一。
[0242] 在示例3中,示例1或2的主题可以可选地包括控制电路,该控制电路包括被配置 为控制数模转换器单元列的列操作模式的解码器控制电路。
[0243] 在示例4中,示例3的主题可以可选地包括:该解码器控制电路被配置为基于从该 数字信号的第一相位分量的至少一部分得到的第一列编码和基于从该数字信号的第二相 位分量的至少一部分得到的第二列编码,控制数模转换器单元列的列操作模式。
[0244] 在示例5中,示例4的主题可以可选地包括,该解码器控制电路包括第一列解码器 电路和第二列解码器电路,该第一列解码器电路被配置为基于该数字信号的第一相位分量 的至少一部分得到第一列编码,该第二列解码器电路被配置为基于该数字信号的第二相位 分量的至少一部分得到第二列编码。
[0245] 在示例6中,示例5的主题可以可选地包括,该第一列解码器电路被配置为基于该 数字信号的第一相位分量的最高位比特得到第一列编码,该第二列解码器电路被配置为基 于该数字信号的第二相位分量的最高位比特得到第二列编码。
[0246] 在示例7中,示例5或6的主题可以可选地包括,该解码器控制电路包括与多个单 元列之一相关的XOR门或OR门,其中该XOR门或OR门被耦接至该第一列解码器电路和该 第二列解码器电路,其中XOR门或OR门的输出信号指示该单元列的列操作模式。
[0247] 在示例8中,示例3至7之一的主题可以可选地包括,该解码器控制电路被配置为 提供指示运行于第一列操作模式的数模转换器单元的最后列的最后列信号和指示运行于 第二列操作模式的数模转换器单元的最后列的最后列信号。
[0248] 在示例9中,示例3至8之一的主题可以可选地包括数模转换器单元的至少一个 非激活列,该非激活列位于运行于第一列操作模式的数模转换器单元的最后列和运行于第 二列操作模式的数模转换器单元的最后列之间。
[0249] 在示例10中,示例1至9之一的主题可以可选地包括,该控制电路还包括第一行 解码器电路和第二行解码器电路,该第一行解码器电路被配置为基于数字信号的第一相位 分量的至少一部分得到第一行编码,该第二行解码器电路被配置为基于数字信号的第二相 位分量的至少一部分得到第二行编码。
[0250] 在示例11中,示例1至10之一的主题可以可选地包括,该控制电路包括本地激活 控制电路,该本地激活控制电路被配置为控制数模转换器单元列中的数模转换器单元的激 活。
[0251 ] 在示例12中,示例11的主题可以可选地包括,该本地激活控制电路被配置为基于 列操作模式以及第一行编码和/或第二行编码,或不考虑第一行编码或第二行编码,控制 数模转换器单元的激活。
[0252] 在示例13中,示例11或12的主题可以可选地包括,该本地激活控制电路被配置 为:如果该数模转换器单元被激活,则通过振荡器信号的频率开关该数模转换器单元。
[0253] 在示例14中,前述示例任何一个的主题可以可选地包括,该控制电路包括振荡器 电路,该振荡器电路被配置为生成第一振荡器信号和第二振荡器信号,其中该第一振荡器 信号和第二振荡器信号包括代表用于传送要被传送的信息的载波频率的同一频率,且包括 预定的频率偏移。
[0254] 在示例15中,示例14的主题可以可选地包括,该本地激活控制电路被配置为向运 行于第一列操作模式的数模转换器单元列提供第一振荡器信号,和向运行于第二列操作模 式的数模转换器单元列提供第二振荡器信号。
[0255] 在示例16中,前述示例任何一个的主题可以可选地包括,该多个数模转换器单元 的每一个包括可开关的电流源或可开关的电容性元件,以生成具有第一模拟输出状态或第 二模拟输出状态的单元模拟输出信号。
[0256] 在示例17中,前述示例任何一个的主题可以可选地包括,该数模转换器单元被配 置为在第一时间间隔和第二时间间隔期间生成模拟单元输出信号,其中在第一时间间隔期 间生成的模拟单元输出信号相对于在第二时间间隔期间生成的模拟单元输出信号具有相 等的频率和预定的相位偏移。
[0257] 在示例18中,示例17的主题可以可选地包括,该数模转换器单元被配置为在第一 时间间隔期间基于第一振荡器信号生成模拟单元输出信号,和在第二时间间隔期间基于第 二振荡器信号生成模拟单元输出信号,其中该第一振荡器信号和第二振荡器信号包括预定 的相位偏移。
[0258] 在示例19中,前述示例任何一个的主题可以可选地包括,数字信号的第一相位分 量为数字信号的同相分量,且数字信号的第二相位分量为数字信号的正交分量。
[0259] 在示例20中,前述示例任何一个的主题可以可选地包括信号转换器电路,该信号 转换器电路被配置为生成包含要被传送信息的数字信号的第一改变相位分量和第二改变 相位分量,该第一改变相位分量和第二改变相位分量可通过该数字信号的第一和第二输入 相位分量的旋转变换得到,并且数模转换器单元被配置为在第一时间间隔期间基于第一改 变相位分量和在第二时间间隔期间基于第二改变相位分量,生成模拟单元输出信号。
[0260] 在示例21中,前述示例任何一个的主题可以可选地包括基于温度计编码的数模 转换器电路,或者是基于温度计编码的数模转换器电路。
[0261] 在示例22中,前述示例任何一个的主题可以可选地包括数模转换器电路,该电路 被配置为通过将该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。
[0262] 在示例23中,前述示例任何一个的主题可以可选地包括,该多个数模转换器单元 被设置为单个阵列。
[0263] 示例24为一种用于生成高频传送信号的装置,该装置包括信号转换器和上转换 模块,该信号转换器被配置为生成包括要被传送信息的数字信号的第一改变相位分量和第 二改变相位分量,该第一改变相位分量和第二改变相位分量可通过该数字信号的第一和第 二输入相位分量的旋转变换得到;该上转换模块被配置为基于该数字信号的第一改变相位 分量和第二改变相位分量,生成高频传送信号。
[0264] 在示例25中,示例24的主题可以可选地包括,该上转换模块包括根据示例1至23 之一的数模转换器电路。
[0265] 在示例26中,示例24或25的主题可以可选地包括转换修正电路,该转换修正电 路被配置为基于第一改变相位分量和第二改变相位分量的值,修正第一改变相位分量和/ 或第二改变相位分量的符号错误。
[0266] 在示例27中,示例25或26的主题可以可选地包括:该控制电路包括解码器控制 电路,该解码器控制电路被配置为控制数模转换器单元列的列操作模式。
[0267] 示例
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