專利名稱：時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，特別是3G/4G、家庭基站等技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，對模 擬器件的性能提出了更高的要求。寬帶、高速、高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)是實(shí)現(xiàn)新一代寬 帶無線移動通信基站系統(tǒng)的核心技術(shù)。高速高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器在工作中較易受到電源線和地線，以及時鐘線的分布的影 響，這些動態(tài)誤差都會大大地降低DAC動態(tài)性能SFDR (spurious-free dynamic range)。 在時鐘頻率較高的情況下，動態(tài)誤差會更加明顯。因此，本發(fā)明的DAC采用時間交錯型結(jié)構(gòu)，用以降低每一路DAC的工作頻率，優(yōu)化 DAC的動態(tài)性能。本發(fā)明的時間交錯型DAC結(jié)構(gòu)可以工作在較高的采樣速率下，能夠應(yīng)用于 寬帶無線移動通信基站、顯示面板、消費(fèi)類電子等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其結(jié)構(gòu)具有在較高的采樣速率下 工作的特點(diǎn)。本發(fā)明提供的時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Time-Interleaved DAC)，包含輸入選通 器、兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器、輸出選通器。其中，輸入選通器，用于將輸入碼流轉(zhuǎn)換為兩路碼流，每 路碼流速率為輸入碼流速率的一半；兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器并聯(lián)而成；輸出 選通器，用于選通輸出每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號。進(jìn)一步的，輸入選通器工作在整體采樣速率的一半，由兩組鎖存器組成，一組鎖存 器在時鐘上升沿采樣輸入碼流，一組鎖存器在時鐘下降沿采樣輸入碼流。進(jìn)一步的，輸出選通器工作在整體采樣速率的一半，由開關(guān)組成，開關(guān)在時鐘高電 平時輸出一路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號，在時鐘低電平時輸出另一路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信 號。本發(fā)明通過兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器交替輸出，降低每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作頻率，減小了 數(shù)模轉(zhuǎn)換器的動態(tài)誤差的影響，提高數(shù)模轉(zhuǎn)換器的性能。由于每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器都工作在較低的采樣速率下，因而，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)高速高 精度DAC。


圖1為本發(fā)明的兩路時間交錯型DAC結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為輸入選通器示意圖。圖3為輸入選通器時序示意圖。圖4為輸出選通器示意圖。
圖5為輸出選通器輸出模擬信號示意圖。圖6為本發(fā)明的多路時間交錯型DAC結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將配合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。然而，應(yīng)該想到，本發(fā)明提供了可 以在多種特定環(huán)境中被具體化的多種可應(yīng)用發(fā)明思想。所述的實(shí)施例僅示出了制造和使用 本發(fā)明的特定方式，而不限制本發(fā)明的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明的時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。主要由三部分組成輸入 選通器200，數(shù)模轉(zhuǎn)換器組100和輸出選通器300。其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器組100由兩個單路 數(shù)模轉(zhuǎn)換器101和102組成。單路數(shù)模轉(zhuǎn)換器101和102可以由任意類型的DAC組成，如 電流舵型DAC (current-steering DAC)、電阻型DAC或電容型DAC。所選取的DAC類型需 由應(yīng)用的環(huán)境來決定。時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的工作原理輸入選通器200工作在整體采樣速率 的一半，由兩組鎖存器組成，一組鎖存器在時鐘上升沿采樣輸入碼流，一組鎖存器在時鐘下 降沿采樣輸入碼流，輸入選通器200輸出兩組碼流，分別流入單路數(shù)模轉(zhuǎn)換器101和102 中，產(chǎn)生模擬信號，再經(jīng)輸出選通器對模擬信號選通輸出。如圖2所示，為輸入選通器示意圖。輸入由兩組鎖存器組成，一組鎖存器組210 在采樣時鐘的上升沿或下降沿采樣輸入碼流，另一組鎖存器組220在時鐘控制端加入反相 器，所以相對于鎖存器組210采樣沿相反。如圖3所示，輸入選通器時序示意圖。時序線231為采樣時鐘頻率的一半速率，時 序線232為輸入碼流的某一位輸入，時序線233為上升沿采樣的鎖存器組的某一位輸出， 時序線234為下降沿采樣的鎖存器組的某一位輸出。輸入選通器200將兩路數(shù)字碼流送入數(shù)模轉(zhuǎn)換器組100。產(chǎn)生的兩路模擬信號輸
出ο如圖4所示，為輸出選通器示意圖。輸出選通器300由開關(guān)組310組成。在時鐘 的控制下選通兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器101或102的模擬信號進(jìn)行輸出。例如，在φ 1為低電平， Φ2為高電平時，數(shù)模轉(zhuǎn)換器101的模擬信號輸出的電阻320上產(chǎn)生模擬輸出。在Φ1為 高電平，Φ2為低電平時，數(shù)模轉(zhuǎn)換器102的模擬信號輸出的電阻320上產(chǎn)生模擬輸出。如圖5所示，輸出選通器輸出模擬信號示意圖。輸出選通器300將兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換 器的輸出通過時鐘的控制輸出，轉(zhuǎn)化為最終的模擬信號輸出，其采樣頻率相當(dāng)于整體的采 樣速率，也就是單路數(shù)模轉(zhuǎn)換器101或102工作頻率的2倍。可見，時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器相對于傳統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器做了如下的改變通過輸 入選通器將輸入碼流降頻，在較低頻率工作下的多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號，再通過 輸出選通器提高采樣率，最終形成高采樣率的模擬信號輸出。本發(fā)明的數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器同時工作，有效降低了每一個數(shù)模轉(zhuǎn)換 器的工作頻率，提高了整體的動態(tài)性能。本發(fā)明可以將兩路時間交錯數(shù)模轉(zhuǎn)換器擴(kuò)展成多路時間交錯數(shù)模轉(zhuǎn)換器。如圖6 所示，包括多路(N路)輸入選通器400，多路(N路)數(shù)模轉(zhuǎn)換器600，多路(N路)輸出選 通器500。即所述時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過輸入選通器將單路的輸入碼流轉(zhuǎn)換成N路碼流，每路碼流速率降為輸入碼流速率的1/N，N路碼流相互交錯，N路碼流分別流入N路數(shù)模 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，再通過輸出選通器選通輸出模擬信號，N為自然數(shù)。該N路時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器工作在整體采樣速率的1/N ；每路 的數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)類型，是電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器或電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但是，在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā) 明的精神和范圍的情況下，在此可以做出多種改變、替換和修改。例如，可以以軟件、硬件或 固件或其結(jié)合來實(shí)現(xiàn)上述多個特征和功能。而且，本發(fā)明的范圍不限于在說明書中描述的 處理、機(jī)器、制造、物質(zhì)成分、裝置、方法和步驟的特定實(shí)施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā) 明的公開內(nèi)容、現(xiàn)有或后來開發(fā)的處理、機(jī)器、制造、物質(zhì)成分、裝置、方法和步驟能夠容易 地想到的，可以根據(jù)本公開利用執(zhí)行基本上與本文中所描述的對應(yīng)實(shí)施例相同的功能或者 基本實(shí)現(xiàn)與本文所描述的對應(yīng)實(shí)施例相同的結(jié)果。因此，所附權(quán)利要求包括在這樣的處理、 機(jī)器、制造、物質(zhì)成分、裝置、方法或步驟的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包含輸入選通器，用于將輸入碼流轉(zhuǎn)換為兩路碼流；兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器并聯(lián)而成；輸出選通器，用于選通輸出每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號；其特征在于，所述時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過輸入選通器將單路的輸入碼流轉(zhuǎn)換成兩 路碼流，每路碼流速率降為輸入碼流速率的一半，兩路碼流相互交錯，兩路碼流分別流入兩 路數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，再通過輸出選通器選通輸出模擬信號。
2.如權(quán)利要求1所述的時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，是一種兩路時間交錯型 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器工作在整體采樣速率的一半；每路的數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)類型，是 電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器或電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述輸入選通器由兩 組鎖存器組成，每組鎖存器在時鐘控制下采樣輸入碼流。
4.如權(quán)利要求1或2所述的時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其中，所述輸出選通器由開關(guān)組 成，開關(guān)在時鐘控制下選通輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號。
5.一種時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包含輸入選通器，用于將輸入碼流轉(zhuǎn)換為兩路碼流；兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器并聯(lián)而成；輸出選通器，用于選通輸出每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號；其特征在于，所述時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過輸入選通器將單路的輸入碼流轉(zhuǎn)換成N 路碼流，每路碼流速率降為輸入碼流速率的1/N，N路碼流相互交錯，N路碼流分別流入N路 數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，再通過輸出選通器選通輸出模擬信號，N為自然數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，是一種N路時間交錯型數(shù) 模轉(zhuǎn)換器，每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器工作在整體采樣速率的1/N ；每路的數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)類型，是電 流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器或電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種時間交錯型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包含輸入選通器、兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器、輸出選通器等。其中，輸入選通器，用于將輸入碼流轉(zhuǎn)換為兩路碼流，每路碼流速率為輸入碼流速率的一半；兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器并聯(lián)而成；輸出選通器，用于選通輸出每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬信號。本發(fā)明通過兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器交替輸出，降低每路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作頻率，減小了數(shù)模轉(zhuǎn)換器的動態(tài)誤差的影響，提高數(shù)模轉(zhuǎn)換器的性能。
文檔編號H03M1/66GK102006078SQ20101059629
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者任俊彥, 葉凡, 李寧, 李巍, 楊海峰, 林宇婧, 程龍, 許俊 申請人:復(fù)旦大學(xué)