数模转换装置及方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请的权利要求范围要求如下申请的优先权:2014年10月27日递交的申请号为 62/068,775的美国临时案，在此合并参考上述申请案的全部内容。
技术领域
[0003] 本发明设及将数字域的输入信号转换为模拟域的输出信号，更特别地，设及数模 转换装置及其相关方法，用于通过组合使用不同的采样时钟而获得的模拟输出来产生组合 模拟输出。
【背景技术】
[0004]数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)用于将离散数字输入数据转换 为连续模拟输出，W及数模转换器广泛应用在各种各样的应用中。然而，由于数模转换器将 离散采样数字脉冲数据转换为连续模拟波形，因此，数模转换器的连续模拟输出通常更为 一零阶保持的一系列梯级信号（zero-order hold series of s1:air St邱S)。从离散采样 脉冲到连续梯级信号的运种转换将产生高频率图像信号。若数字输出信号频率为化，W及 采样频率为Fs，则运些图像位于N冲S+M冲O的频率位置，其中，N=l，2,3,…，M = +/-1，W及 运些图像不具有W S in (X) A形式衰减的外部滤波图像振幅，其中，X = P i冲o/Fs。因此，需减 少/消除运些非期望的图像W防止其它的电路元件受该非期望的图像的影响。其中一种可 能的解决方案是使用高阶后置DAC滤波器化igher-order post-DAC filter)，该高阶后置 DAC滤波器用于提供良好的图像抑制（image rejection)。然而，运样的设计将不可避免地 增加生产成本。另一种可能的解决方案是提高DAC的采样频率，W将该非期望的图像移至更 高的频率，W允许使用低阶后置DAC滤波器来移除该非期望的图像。然而，当采样频率大于 几百兆赫兹时，运样的设计不容易实现。
[0005] 因此，有需要提供一种创新的DAC系统，该创新的DAC系统在使用时低阶后置DAC滤 波器时能够提供良好的图像抑制。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种数模转换装置及方法，该数模转换装 置用于通过组合使用不同的采样时钟而获得的模拟输出来产生组合模拟输出，W解决上述 问题。
[0007] 根据本发明的第一方面，公开了一种典型的数模转换装置。该典型的数模转换装 置包括第一数模转换器、至少一个第二数模转换器W及组合电路。该第一数模转换器，用于 接收第一采样时钟和数字输入，W及，根据该第一采样时钟将该数字输入转换为第一模拟 输出。该至少一个第二数模转换器，用于接收该数字输入和与该第一采样时钟不同的至少 一个第二采样时钟，W及根据该至少一个第二采样时钟将该数字输入转换为至少一个第二 模拟输出。该组合电路，用于将该第一模拟输出和该至少一个第二模拟输出组合成该数字 输入的组合模拟输出。
[000引根据本发明的第二方面，公开了一种典型的数模转换方法。该典型的数模转换方 法包括:基于第一采样时钟，对数字输入执行第一数模转换操作，W及相应地产生第一模拟 输出；基于与该第一采样时钟不同的至少一个第二采样时钟，对该数字输入执行至少一次 第二数模转换操作，W及相应地产生至少一个第二模拟输出；W及，将该第一模拟输出和该 至少一个第二模拟输出组合成该数字输入的组合模拟输出。
[0009] 采用本发明，所提供的数模转换装置及方法可W提供良好的图像抑制，有效减少 在采样频率周围的非期望图像。
[0010] 本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可W毫无疑义 地理解本发明的运些目的及其它目的。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明实施例提供的一种数模转换装置的通用架构的方块图；
[0012] 图2是本发明实施例提供的一种数模转换装置的示意图，该数模转换装置使用本 发明施例提供的图1所示的图像抑制DAC架构；
[OOK]图3是在2冲S处传递函数（1+Z-1)的频率响应示意图；
[0014]图4是数模转换装置200在不同的采样频率下操作时传递函数（1+Z-1)的频率响应 示意图；
[001引图5是根据本发明实施例提供的传统DAC设计和本发明提供的具有图像抑制的DAC 设计的时域波形图；
[0016] 图6是根据本发明实施例提供的传统DAC设计和本发明提供的具有图像抑制的DAC 设计的频域波形图；
[0017] 图7是本发明实施例提供的数模转换装置的另一示意图，该数模转换装置使用本 发明提供的图1所示的图像抑制DAC架构；
[001引图8是在4冲S处传递函数（l+Z-i+Z-2+Z-3)的频率响应示意图；
[0019] 图9是本发明实施例提供的一种数模转换方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0020] W下描述为本发明实施的较佳实施例。W下实施例仅用来例举阐释本发明的技术 特征，并非用来限制本发明的范畴。在通篇说明书及W下权利要求书当中使用了某些词汇 来指称特定的元件。所属领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样 的元件。本说明书及权利要求书并不W名称的差异来作为区别元件的方式，而是W元件在 功能上的差异来作为区别的基准。本发明中使用的术语"元件"、"系统"和"装置"可W是与 计算机相关的实体，其中，该计算机可W是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在W下描述和 权利要求书当中所提及的术语"包含"和"包括"为开放式用语，故应解释成"包含，但不限定 于…"的意思。此外，术语"禪接"意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置禪 接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手 段间接地电气连接至该另一装置。
[0021] 其中，除非另有指示，各附图的不同附图中对应的数字和符号通常设及相应的部 分。所绘制的附图清楚地说明了实施例的相关部分且并不一定是按比例绘制。
[0022] 本发明的主要构思是通过组合模拟输出来产生数字输入的组合模拟输出表示 (combined analog output r邱resen1:ative)，其中，该模拟输出是使用不同的采样时钟获 得的（例如，具有相同频率但不同相位的采样时钟）。就该组合模拟输出而言，通过由组合多 个模拟输出产生的传递函数，至少可W有效减弱在采样频率周围的图像(如第一阶图像）， 其中，该多个模拟输出是使用不同的采样时钟获得的。因此，在有意引入传递函数(该传递 函数能够提供需要的图像抑制（image-rejection))的帮助下，允许使用低阶滤波器(如第 一阶低通滤波器，f irst-order low-pass f iIter(XPF))来实现后置DAC滤波器。下面详细 阐述本发明提供的图像抑制DAC架构的进一步描述。
[0023] 图1是本发明实施例提供的一种数模转换装置的通用架构的方块图。数模转换装 置(digital-to-analog conversion apparatus) 100可W在需要将数字领域中的输入信号 转换为模拟领域中的输出信号的该功能的任意应用中使用。例如，数模转换装置100可W实 现在无线发射机(wireless transmitter) 10中。也就是说，数模转换装置100可W是该无线 发射机10的一部分，W及该无线发射机10还可W包括其它电路(other circuihy) 101，该 其它电路101需要实现在空中（over the air)传输无线信号（如射频信号）的任务。需要指 出的是，在无线发射机10中使用该数模转换装置100仅用于说明目的，W及并不意味着对本 发明的限制。因此，凡是使用本发明提供的数模转换结构的任何电子装置（electronic device)均落入本发明的保护范围。
[0024] 数字电路（digital Circui化y) 1001 是位于数模转换装置(digital-to-analog conversion a卵aratus)100之前的功能块，W及产生数字输入0_^至该数模转换装置100。 至于数模转换装置100,它包括(但不限于）：时钟发生器(clock generator)102、第一数模 转换器(digital-t〇-analog converter，DAC) 104、至少一个第二数模转换器 106_1 (或 106_ 1-106_N，为方便描述，也可W将106_N称作第N数模转换器）W及组合电路（combining circuit) 108。时钟