专利名称：具有适应性可配置的模拟到数字转换器的无线接收器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路，尤其涉及一种应用所述电路的模拟到数字转换器。
背景技术：
无线接收器中的模拟到数字转换器常常事先依据特定和固定的需求，例如考虑后级 信号处理的转换分辨率或是转换速度而设计。模拟到数字转换器的电路面积和功率损耗 一般是由架构和设计依据分辨率和速度的需求所决定。相应地，所述模拟到数字转换器 对于功率和性能来说并非最优化。因此需要实际制作一种模拟到数字转换器，其提供相 关电路在闲置操作(idle operation)期间消耗较少功率，且所述模拟到数字转换器可按高 速数据速率、分辨率和速度进行运作。本发明在此强调此需求。
发明内容
本发明揭示一种电路，其包含控制器；以及模拟到数字转换器，耦合到所述控制器。 所述模拟到数字转换器的速度和/或分辨率可被配置用以在操作期间提供最优化的性能。
在一实施例中提供具有适应性可配置的模拟到数字转换器的无线接收器。所述模拟 到数字转换器的速度和分辨率可被依据所述接收器的操作模式而配置。据此，经由所述 适应性可配置的模拟到数字转换器，功率损耗和速度在每一操作模式可被最优化。
图1显示无线接收器中的模拟到数字转换器的运作；
图2表示包含可配置模拟到数字转换器系统的无线局域网系统的第一实施例的简化 区块示意图3表示包含可配置模拟到数字转换器系统的无线局域网系统的另一实施例的简化 区块示意图4表示可配置分辨率和速度的模拟到数字转换器的一实施例； 图5表示所述模拟到数字转换器配置为高分辨率； 图6表示所述模拟到数字转换器配置为低分辨率； 图 7表示所述模拟到数字转换器被配置用于高速操作； 以及 图8表示所述模拟到数字转换器被配置用于低速操作。
具体实施例方式
本发明涉及一种集成电路，尤其涉及一种应用所述电路的模拟到数字转换器。以下 叙述的表示是为使本发明所属技术领域中的技术人员能了解其内容并可据以实施。优选 实施例的不同修改和在此描述的一般性原则和特点对于所属领域的技术人员来说是明显 的。因此，本发明不应受限于所示的实施例，而应基于上述原则和特点给予一致性的最 宽广的范围。
无线接收器包含模拟到数字转换器。所述模拟到数字转换器依据接收数据的特性可 被适应性地配置。举例而言，模拟到数字转换器可被配置用于10位80MHz、10位40MHz、 7位80MHz或是7位40MHz的操作。在先前的包数据检测或是在低速数据速率下，所 述模拟到数字转换器可被配置为低分辨率或者低速运作，借以实现低功率损耗。在高速 数据速率下，所述模拟到数字转换器可被配置为高分辨率或者高速运作。在所述模拟到 数字转换器内部的不同模式的运作可在系统内即时地程序设计以适应所述系统对于功率 最优化的需求。为更详细地描绘本发明的特征，现结合以下图式进行说明。
图l显示无线接收器中的模拟到数字转换器IO的运作。在本实施例中，经由包检测 器12经由包纠正检测到包后，所述信号强度在到达基带数字信号处理器16前会通过自 动增益控制(Automatic Gain Control, AGC) 14达到最优化。在初始包检测时，所述模拟 到数字转换器IO可依最低分辨率和最低速度配置以节省功率。根据本发明一实施例，一 旦检测到包，所述模拟到数字转换器会依据数据速率的需求而即时地(在逻辑门转态时 间大约dns的范围内)配置为高、中或低分辨率和速度。
在本发明一实施例中，所述模拟到数字转换器可操作于高速、中速和低速数据速率， 且所述模拟到数字转换器也可操作于包检测模式。所述数据速率和模式将在下文中描述。
高速数据速率在所述速率下，所述系统会依其最大性能而操作。在一实施例中， 高分辨率(10位80MHz)模拟到数字转换器基于其提供最高分辨率和最快转换速度而被 选择。低分辨率(7位)模拟到数字转换器可能会在收听模式(listening mode)中被使用。
中速数据速率在所述数据速率下，中等分辨率模拟到数字转换器(10位40MHz 的ADC)在一实施例中被选择。所述模拟到数字转换器的功率损耗会基于数据速率的交 换而降低。再次，7位模拟到数字转换器可能会在所述收听模式中被使用。
低速数据速率在所述速率下，本发明的一实施例永远选择低分辨率模拟到数字转 换器(7位40MHz的ADC)。所述模拟到数字转换器的功率损耗为最小值，借以最大化 电池的寿命。包检测在所述模式下，最低分辨率和最低速度的模拟到数字转换器，例如7位 40MHz的ADC，会被选择。所述模拟到数字转换器的功率损耗为最小值，用以最大化电 池的寿命。依照本发明的可配置模拟到数字转换器有多种实施方案。下文以两种实施方 案描述所述可配置模拟到数字转换器。
图2表示包含可配置模拟到数字转换器系统105的无线局域网系统(Local area network, LAN) 100的第一实施例的简化区块示意图。所述系统100包含馈入到射频集成 电路(radio frequency integrated circuit, RFIC) 102的天线103。所述射频集成电路102 馈入到多个模拟到数字转换器，例如10位80MHz模拟到数字转换器104、 10位40MHz 模拟到数字转换器106和7位40MHz模拟到数字转换器108。虽然所述图以三个模拟到 数字转换器表示，但所属领域的技术人员应了解，模拟到数字转换器的个数可以大于两 个，只要其精神和范围符合本发明。所述模拟到数字转换器104、 106和108中的每一者 馈入信号到基带和/或媒体访问控制器(baseband and/or media access controller, MAC) 110,且所述基带和/或媒体访问控制器IIO馈入到个人计算机(PC) 112。
依据先前描述的无线接收器100的操作模式，在任一给定时间内只有一个模拟到数 字转换器被选择到。虽然模拟到数字转换器105在特定目的下是有效的，但所述方法会 需要很大的硅晶面积，并因此产生低晶片产量。据此，有必要提供一种不具上述缺点的 可配置模拟到数字转换器。
图3表示包含可配置模拟到数字转换器的无线局域网系统200的另一实施例的简化 区块示意图。取代各组独立的模拟到数字转换器，现使用单一可配置模拟到数字转换器 202。首先，天线接收信号，且所述信号被传到所述射频集成电路102'。接着，使用单一 可配置的模拟到数字转换器202。高10位80MHz模拟到数字转换器的信号在最高层被 使用，10位40MHz模拟到数字转换器的信号在中层被使用，而7位40MHz模拟到数字 转换器的信号在最低层被使用。来自所述模拟到数字转换器202的应用信号接着被馈入 基带和/或媒体访问控制器110'，并由所述个人计算机112'送出。在本实施例中由于只有 一单一模拟到数字转换器202，因此硅晶面积可大幅地降低，且每一操作模式的功率损 耗可最优化。
为了更详细地描述所述图3的实际操作，请参照以下说明。图4表示可配置分辨率 和速度的模拟到数字转换器的一实施例。在本实施例中，所述模拟到数字转换器300可 以为，举例来说，多叠层(multi-stack)模拟到数字转换器。在本实施例中，所述模拟到 数字转换器300包含模拟到数字转换器参考产生器304、模拟到数字转换器偏压区块302和模拟到数字转换器时钟相位产生器312，其中上述区块均耦合到10位/7位管线式模拟 到数字转换器(Pipeline ADC) 306。所述管线式模拟到数字转换器306包含多个级 314a-314n。数字纠正逻辑308接收来自所述模拟到数字转换器306的输出信号，且所述 输出信号通过电路310进行转换和移位动作。最后，所述电路310提供输出信号。所述 模拟到数字转换器300的各种元件通过模式控制301进行控制以提供所述模拟到数字转 换器的可配置性。所属领域的技术人员将容易地认识到，虽然本发明揭示管线式模拟到 数字转换器，然而所述模拟到数字转换器可以为任何型态。举例来说，虽然附图显示多 级管线式模拟到数字转换器306,但所述模拟到数字转换器可以为其他方案，例如包含 但不限制于和差模拟到数字转换器(sigma delta ADC)、连续近似模拟到数字转换器 (success approximation ADC)和快闪式模拟到数字转换器(flash ADC)。为了描述所述模 拟到数字转换器300的可配置性，现以下文说明。
图5表示所述模拟到数字转换器300配置为高分辨率(例如，IO位分辨率)。在所 述分辨率下，所述模拟到数字转换器300'的所有级314a-314n都被完全地导通且维持运 作。模拟输入由管线式模拟到数字转换器300的每级314进行处理，并数字化以转换所 述信号为IO位数字输出信号。
图6表示所述模拟到数字转换器配置为低分辨率(例如，7位分辨率)。在本实施例 中，所述模拟输入直接施加于所述管线式系统每级314中的第四级而旁路前三级以减少 功率损耗。类似地，所述模拟到数字转换器300的剩余电路的其他部分通过模式控制301 进行截止。因此，用于低分辨率的所述模拟到数字转换器的功率损耗可以理想地减少和 最优化。所属领域的技术人员应可了解虽然特定级被关闭以提供降低的分辨率，但在其 精神和范围符合本发明下其他形式的模拟到数字转换器中的部分电路也可被加以控制 (例如，导通或关闭)。
另外，所述模拟到数字转换器300如前所述也可经配置以依不同速度操作。图7表 示所述模拟到数字转换器被配置用于高速操作(80MHz)。如果需要高速度，那么适当的 时钟信号会被传送到所述模拟到数字转换器306"'。所述偏压区块电路302经由模式控制 301来调整偏压电流和电压以提供模拟和数字电路两者高速操作。
图8表示所述模拟到数字转换器被配置用于低速操作(40MHz)。如果需要低速度， 那么所述时钟信号会变慢且所述偏压区块电路312"'经由模式控制301来调整偏压电流和 电压以支持低速操作。在所述模式下，所述模拟偏压电流会降低而所述动态数字电流也 会降低。所以所述模拟到数字转换器在40MHz操作的功率损耗可以理想地减少和最优化。
本发明一实施例提供具有适应性可配置的模拟到数字转换器的无线接收器。所述模 拟到数字转换器的速度和分辨率可被依据所述接收器的操作模式而配置。据此，经由所 述适应性可配置的模拟到数字转换器，功率损耗和速度在每一操作模式可被最优化。
本发明的技术内容和技术特点已揭示如上，然而所属领域的技术人员仍可能基于本 发明的教示和揭示而作种种不脱离本发明精神的替换和修饰。因此，本发明的保护范围 应不限于实施例所揭示，而应包含各种不脱离本发明的替换和修饰，并由所附的权利要 求书所涵盖。
权利要求
1. 一种电路，其特征在于包含控制器；以及模拟到数字转换器，耦合到所述控制器，其中所述模拟到数字转换器的速度和分辨率中的至少一者为可配置。
2. 根据权利要求l所述的电路，其特征在于其中所述模拟到数字转换器包含多个模拟 到数字转换器，且所述模拟到数字转换器被配置以切换于所述多个模拟到数字转换 器中的每一者。
3. 根据权利要求I所述的电路，其特征在于其中所述模拟到数字转换器包含单一模拟 到数字转换器，所述单一模拟到数字转换器包含多个可配置模式。
4. 根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述可配置模式包含多个分辨率模式和多 个速度模式。
5. 根据权利要求l所述的电路，其特征在于其中所述分辨率模式包含高分辨率模式和 低分辨率模式，而所述速度模式包含高速模式和低速模式。
6. 根据权利要求1所述的电路，其特征在于其中所述可配置模拟到数字转换器包含多 个管线级，其中当所述管线级全部开启时，所述模拟到数字转换器操作于髙分辨率 模式，而当所述管线级中至少一者关闭时，所述模拟到数字转换器操作于低分辨率 模式。
7. 根据权利要求l所述的电路，其特征在于其中所述模拟到数字转换器包含多个管线级；偏压电路，耦合于所述管线级；以及时钟信号，耦合于所述管线级，其中当由所述偏压电路提供的电压为第一预定值 且所述时钟频率为第二预定值时，所述模拟到数字转换器操作于高速模式，当由所 述偏压电路提供的电压为第三预定值且所述时钟频率为第四预定值时，所述模拟到 数字转换器操作于低速模式。
8. —种无线接收器，其特征在于包含天线；射频集成电路，用以接收来自所述天线的信号；基带集成电路，耦合于所述射频集成电路，所述基带集成电路包含模拟到数字转 换器，其中所述模拟到数字转换器的速度和分辨率中的至少一者为可配置；以及控制器，用以接收来自所述模拟到数字转换器的信号。
9. 根据权利要求8所述的无线接收器，其特征在于其中所述模拟到数字转换器包含多 个模拟到数字转换器，且所述模拟到数字转换器被配置以切换于所述多个模拟到数 字转换器中的每一者。
10. 根据权利要求8所述的无线接收器，其特征在于其中所述模拟到数字转换器包含单 一模拟到数字转换器，所述单一模拟到数字转换器包含多个可设置模式。
11. 根据权利要求8所述的无线接收器，其特征在于所述可设置模式包含多个分辨率模 式和多个速度模式。
12. 根据权利要求8所述的无线接收器，其特征在于其中所述分辨率模式包含高分辨率 模式和低分辨率模式，而所述速度模式包含高速模式和低速模式。
13. 根据权利要求8所述的无线接收器，其特征在于其中所述可配置模拟到数字转换器 包含多个管线级，其中当所述管线级全部开启时，所述模拟到数字转换器操作于高 分辨率模式，且当所述管线级中至少一者关闭时，所述模拟到数字转换器操作于低 分辨率模式。
14. 根据权利要求8所述的无线接收器，其特征在于其中所述模拟到数字转换器包含多个管线级偏压电路，耦合于所述管线级；以及时钟信号，耦合于所述管线级，其中当由所述偏压电路提供的电压为第一预定值 且所述时钟频率为第二预定值时，所述模拟到数字转换器操作于高速模式，当由所 述偏压电路提供的电压为第三预定值且所述时钟频率为第四预定值时，所述模拟到 数字转换器操作于低速模式。
15. —种用以配置模拟到数字转换器的分辨率的方法，其特征在于包含以下步骤决定所述模拟到数字转换器的分辨率模式；以及当所述分辨率要被降低时，关闭所述模拟到数字转换器的至少一部分。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于其中所述模拟到数字转换器包含多级模 拟到数字转换器。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于其中所述关闭步骤包含当所述分辨率被 降低时，关闭所述多级模拟到数字转换器中的至少一级。
18. —种用以配置模拟到数字转换器的速度的方法，其特征在于包含以下步骤决定所述模拟到数字转换器的速度模式；以及提供适当偏压信号和时钟信号到所述模拟到数字转换器，用以提供所述模拟到数字转换器适当的转换速度。
19.一种无线接收器，其特征在于包含天线；射频集成电路，用以接收来自所述天线的信号；基带集成电路，耦合于所述射频集成电路，所述基带集成电路包含可配置的模拟到数字转换器；以及控制器，用以接收来自所述模拟到数字转换器的信号；其中，所述模拟到数字转换器在包检测期间可配置以进入省电模式。
全文摘要
本发明涉及一种具有适应性可配置的模拟到数字转换器的无线接收器系统。本发明揭示一种电路，其包含控制器和耦合到所述控制器的模拟到数字转换器。所述模拟到数字转换器的速度和/或分辨率可被配置用以在操作期间提供最优化的性能。在实施例中提出具有适应性可配置的模拟到数字转换器的无线接收器。所述模拟到数字转换器的速度和分辨率可被依据所述接收器的操作模式而配置。据此，经由所述适应性可配置的模拟到数字转换器，功率损耗和速度在每一操作模式内可被最优化。
文档编号H04B1/16GK101465658SQ20081018616
公开日2009年6月24日 申请日期2008年12月19日 优先权日2007年12月20日
发明者罗忠稳, 路易斯·王 申请人:雷凌科技股份有限公司