本發(fā)明專利技術揭示可重構模數(shù)轉換器調制器結構、排列可重構模數(shù)轉換器調制器結構的方法及使用可重構模數(shù)轉換器調制器結構以執(zhí)行噪聲耦合的方法。可重構模數(shù)轉換器調制器結構包含：多個模數(shù)轉換器結構，通過各自的噪聲量化轉換函數(shù)相互耦接，每一模數(shù)轉換器結構接收模擬信號作為輸入，并且每一模數(shù)轉換器結構輸出第一輸出信號；加法器模塊，接收多個第一輸出信號，對多個第一輸出信號執(zhí)行加法，以及產生第二輸出信號；以及除法器模塊，接收第二輸出信號，并且以預定因子對第二輸出信號執(zhí)行除法操作。上述可重構模數(shù)轉換器調制器結構、相關排列方法及使用方法，能夠使功率消耗與輸入信號帶寬成比例。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術有關于模數(shù)轉換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)領域,特別是有關于使用噪聲耦合的可重構模數(shù)轉換器調制器結構。
技術介紹
當今，無線通信接收器必須支持多種不同的通信標準，例如全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile communications,以下簡稱為GSM)、GSM演進的增強數(shù)據(jù)速率(Enhanced Data rate for GSM Evolution,以下簡稱為EDGE)、時分同步的碼分多址技術(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,以下簡稱為 TD-SCDMA)>寬帶碼分多址(Wide band Code Division Multiple Access,以下簡稱為 WCDMA)，高速 下行分組接入(High Speed Downlink Packet Access+,以下簡稱為HSPA+)，以及長期演進技術(Long Term Evolution,以下簡稱為LTE)。這使得無線設備能夠適應可用的網(wǎng)絡資源并且提供給用戶可能的最好服務。上述功能通過針對每一標準分配專屬電路或者針對不同標準對通用電路進行重構來在無線電話(handset)硬件中達成的。無線接收器中，模數(shù)轉換器是一個重要組件。模數(shù)轉換器的功能為將接收信號數(shù)字化以使其能夠由數(shù)字信號處理硬件或者軟件組件處理。模數(shù)轉換器輸入信號的帶寬(bandwidth)隨著所支持的標準而改變。例如，對于GSM標準需要100kHZ，而對于LTE需要IOMHz。雖然為每一標準設置專屬模數(shù)轉換器是可行的，但因為此方法將使集成電路的面積與成本增加，所以其并不是最佳的。針對最大輸入信號帶寬設計模數(shù)轉換器并將其用于較小信號帶寬也是可行的，但因為此方法在較窄帶寬的狀況下，功率消耗遠大于所需而使得電池壽命降低，所以其也不是最佳的。由此，業(yè)界不僅需要模數(shù)轉換器是能重構的(reconfigurable),還需要模數(shù)轉換器的功率消耗量與帶寬成比例。特別地，Λ Σ模數(shù)轉換器結構為有諸多優(yōu)點的無線接收器的設計。在此，允許使用多種方法來進行模數(shù)轉換器的重構(reconfiguration)。改變階次或環(huán)路濾波器配置(configuration)是可行的。當使用級聯(lián)(cascaded)或多階(mash) Δ Σ架構時，可關閉級聯(lián)中的方塊(blocks)來降低針對較低帶寬狀況的階次，并由此節(jié)省能源。這些技術無法達成與帶寬成比例地降低能源。這是因為重構涉及從模數(shù)轉換器后端(back-end)移除組件，而一般情況下，這并不能為耗能預算作出主要貢獻。另一重構策略涉及修改模數(shù)轉換器組件所使用的時鐘頻率及偏流(biascurrent)。此策略確實允許功率消耗與信號帶寬成比例。但需注意這需要特別保證晶體管以及其所建立的電路組件保持在可接受的操作范圍。使用基于鎖相回路(Phase LoopLock，以下簡稱為PLL)偏流產生器的方法被提出，但是這需要額外的電路。另外需要注意的一點在于，特別當使用模數(shù)轉換器的離散時間實施時，改變時鐘頻率是抗鋸齒性(anti-aliasing)所必需的。本專利技術提供解決上述重構問題的方案，其中功率消耗與輸入信號帶寬成比例。此方案是基于噪聲耦合的模數(shù)轉換器的使用。
技術實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術提供一種可重構模數(shù)轉換器調制器結構、排列可重構模數(shù)轉換器調制器結構的方法及使用可重構模數(shù)轉換器調制器結構以執(zhí)行噪聲耦合的方法。根據(jù)本專利技術一實施方式，提供一種可重構模數(shù)轉換器調制器結構，包含多個模數(shù)轉換器結構，通過各自的噪聲量化轉換函數(shù)相互耦接，每一模數(shù)轉換器結構接收模擬信號作為輸入，并且每一模數(shù)轉換器結構輸出一個第一輸出信號；加法器模塊，接收多個模數(shù)轉換器結構的多個第一輸出信號，對第一輸出信號執(zhí)行加法，以及產生第二輸出信號；以及除法器模塊，接收第二輸出信號，并且以預定因子對第二輸出信號執(zhí)行除法操作。根據(jù)本專利技術另一實施方式，提供一種排列可重構模數(shù)轉換器調制器結構的方法，包含通過各自的噪聲量化轉換函數(shù)將多個模數(shù)轉換器結構相互耦接，每一模數(shù)轉換器結 構接收模擬信號作為輸入，并且每一模數(shù)轉換器結構輸出一個第一輸出信號；使用加法器模塊接收多個模數(shù)轉換器結構的多個第一輸出信號，對第一輸出信號執(zhí)行加法，加法器模塊產生第二輸出信號；以及使用除法器模塊，接收第二輸出信號，并且以預定因子對第二輸出信號執(zhí)行除法操作。根據(jù)本專利技術又一實施方式，提供一種使用可重構模數(shù)轉換器調制器結構來執(zhí)行噪聲耦合的方法，包含通過各自的噪聲量化轉換函數(shù)將多個模數(shù)轉換器結構相互耦接，每一模數(shù)轉換器結構接收模擬信號作為輸入，并且每一模數(shù)轉換器結構輸出一個第一輸出信號；使用加法器模塊對多個模數(shù)轉換器結構的多個第一輸出信號執(zhí)行加法，加法器模塊產生第二輸出信號；以及使用除法器模塊以預定因子對第二輸出信號執(zhí)行除法操作。本專利技術所提出的可重構模數(shù)轉換器調制器結構、排列可重構模數(shù)轉換器調制器結構的方法及使用可重構模數(shù)轉換器調制器結構以執(zhí)行噪聲耦合的方法，其能夠使功率消耗與輸入信號帶寬成比例。附圖說明圖I為依本專利技術的概觀示意圖。圖2為依本專利技術一實施方式，所用第一模數(shù)轉換器單元與第二模數(shù)轉換器單元的排列示意圖。圖3為依本專利技術另一實施方式，使用三個模數(shù)轉換器來形成使用噪聲耦合的可重構調制器模數(shù)轉換器的示意圖。具體實施例方式本專利技術提出一種新穎的排列，其中所提供的可重構模數(shù)轉換器調制器允許功率消耗與輸入信號帶寬成比例。圖I為依本專利技術的概觀示意圖。調制器結構2包含第一模數(shù)轉換器單元(cell)4與第二模數(shù)轉換器單元6，其中第一模數(shù)轉換器單元4與第二模數(shù)轉換器單元6接收模擬信號U。第一模數(shù)轉換器單元4與第二模數(shù)轉換器單元6相互提供噪聲量化。將第一模數(shù)轉換器單兀4與第二模數(shù)轉換器單兀6的輸出信號Vl和V2提供給加法器模塊8。加法器模塊8將其輸出提供給除法器模塊10。除法器模塊10對加法器模塊8的輸出執(zhí)行除法，本實施例中為除2。第一模數(shù)轉換器單元4與第二模數(shù)轉換器單元6作為噪聲耦合模數(shù)轉換器，并且當維持相同動態(tài)范圍時能夠達到2倍帶寬。上述情況有兩個原因。第一是因為熱噪聲(thermal noise)與閃爍噪聲(flicker noise)功率密度(power density)以因子 2 的平方根sqrt(2)降至3dB信噪比增益，但是帶寬以因子2增加至3dB信噪比損失。這使得帶內信號與熱噪聲以及閃爍噪聲的比率相同。第二是因為量化噪聲轉換函數(shù)以因子(1-H2)修正，其中H2為噪聲量化轉換函數(shù)，也可視為噪聲量化轉換函數(shù)的噪聲量化轉換因子。設計此(1-H2)因子來達到相同的信號至量化噪聲性能是可行的。圖2為依本專利技術一實施方式，所用第一模數(shù)轉換器單元4與第二模數(shù)轉換器單元6的排列示意圖。第一模數(shù)轉換器單元4與第二模數(shù)轉換器單元6包含相同的組件與連接。本領域技術人員應了解，一個模數(shù)轉換器單元也可被視為一個模數(shù)轉換器結構。第一模數(shù)轉換器單元4與第二模數(shù)轉換器單元6分別使用轉換函數(shù)48、58 (圖2中以Hl表示)以及噪聲量化轉換函數(shù)50、56(圖2中以H2表示)。其中，轉換函數(shù)48、58也可由環(huán)路濾波器轉 換實施。第本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種可重構模數(shù)轉換器調制器結構，包含：多個模數(shù)轉換器結構，通過各自的噪聲量化轉換函數(shù)相互耦接，每一該模數(shù)轉換器結構接收模擬信號作為輸入，并且每一該模數(shù)轉換器結構輸出一個第一輸出信號；加法器模塊，接收該多個模數(shù)轉換器結構輸出的多個第一輸出信號，對該多個第一輸出信號執(zhí)行加法，以及產生第二輸出信號；以及除法器模塊，接收該第二輸出信號，并且以預定因子對該第二輸出信號執(zhí)行除法操作。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：艾曼·夏柏，哈利爾·基珀，
申請(專利權)人：聯(lián)發(fā)科技新加坡私人有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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