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用于具有慢速參考發(fā)生器的開關(guān)電容器ADC的低噪聲低功率無源采樣網(wǎng)絡(luò)的制作方法

文檔序號:11161946閱讀:604來源:國知局
用于具有慢速參考發(fā)生器的開關(guān)電容器ADC的低噪聲低功率無源采樣網(wǎng)絡(luò)的制造方法與工藝

本申請要求于2015年8月14日提交的美國專利申請?zhí)?4/826,928的優(yōu)先權(quán),其要求于2014年8月18日提交的題為“LOW NOISE AND LOW POWER PASSIVE SAMPLING NETWORK FOR A SWITCHED-CAPACITOR ADC WITH A SLOW REFERENCE GENERATOR”的美國臨時專利申請序列號62/038,504的權(quán)益,其通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的某些方面總體上涉及電子電路,更具體地,涉及用于開關(guān)電容器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的采樣網(wǎng)絡(luò)。



背景技術(shù):

無線通信網(wǎng)絡(luò)被廣泛部署以提供諸如電話、視頻、數(shù)據(jù)、消息收發(fā)、廣播等的各種通信服務(wù)。這樣的網(wǎng)絡(luò)通常是多址網(wǎng)絡(luò),通過共享可用網(wǎng)絡(luò)資源來支持多個用戶的通信。例如,一個網(wǎng)絡(luò)可以是3G(第三代移動電話標準和技術(shù))系統(tǒng),其可以經(jīng)由各種3G無線電接入技術(shù)(RAT)中的任何一種提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù),3G無線電接入技術(shù)(RAT)包括EVDO(演進數(shù)據(jù)優(yōu)化)、1xRTT(1倍無線電傳輸技術(shù)或簡稱為1x)、W-CDMA(寬帶碼分多址)、UMTS-TDD(通用移動通信系統(tǒng)-時分雙工)、HSPA(高速分組接入)、GPRS(通用分組無線電服務(wù))或EDGE(全球演進的增強型數(shù)據(jù)速率)。3G網(wǎng)絡(luò)是廣域蜂窩電話網(wǎng)絡(luò),其演進為除了語音呼叫外,并入了高速互聯(lián)網(wǎng)接入和視頻電話。此外,3G網(wǎng)絡(luò)可以比其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被更多地建立并且提供更大的覆蓋區(qū)域。這種多址網(wǎng)絡(luò)還可以包括碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)、正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)、單載波FDMA(SC-FDMA)網(wǎng)絡(luò)、第三代合作伙伴計劃(3GPP)長期演進(LTE)網(wǎng)絡(luò)以及長期演進高級(LTE-A)網(wǎng)絡(luò)。

無線通信網(wǎng)絡(luò)可以包括能夠支持多個移動站的通信的多個基站。移動站(MS)可以經(jīng)由下行鏈路和上行鏈路與基站(BS)通信。下行鏈路(或前向鏈路)指從基站到移動站的通信鏈路,以及上行鏈路(或反向鏈路)指從移動站到基站的通信鏈路?;究梢栽谙滦墟溌飞舷蛞苿诱景l(fā)射數(shù)據(jù)信息和控制信息和/或可以在上行鏈路上從移動站接收數(shù)據(jù)信息和控制信息。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本公開的某些方面總體涉及用于開關(guān)電容器積分器的采樣網(wǎng)絡(luò),其可以用在開關(guān)電容器模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)中。不同于具有輸入采樣電容器和參考采樣電容器兩者,本文公開的某些采樣網(wǎng)絡(luò)使用單個采樣電容器,并且在輸入采樣期間將輸入電壓連接到該相同的電容器,從而減少ADC等效輸入噪聲,減小運算放大器面積和功率,并且避免抗混疊濾波器插入損耗。

本公開的某些方面提供了一種開關(guān)電容器積分器。積分器一般包括:放大器,具有第一輸出節(jié)點和第二輸出節(jié)點以及第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點;第一積分電容器,耦合在第一輸出節(jié)點和第一輸入節(jié)點之間;第二積分電容器,耦合在第二輸出節(jié)點和第二輸入節(jié)點之間;第一采樣電容器和第二采樣電容器,每個采樣電容器具有第一端子和第二端子;第一組開關(guān),被配置為在積分器的采樣階段期間,將參考電壓節(jié)點(例如,具有在這些節(jié)點兩端施加的參考電壓)與第一采樣電容器和第二采樣電容器的第一端子連接;以及第二組開關(guān),被配置為在積分器的積分階段期間:(1)將輸入電壓節(jié)點(例如,具有在這些節(jié)點兩端施加的輸入電壓)與第一采樣電容器和第二采樣電容器的第一端子連接;以及(2)將放大器的第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點與第一采樣電容器和第二采樣電容器的第二端子連接,其中第一組開關(guān)在積分階段期間斷開,并且其中第二組開關(guān)在采樣階段期間斷開。

根據(jù)某些方面,積分器還包括連接在輸入電壓節(jié)點與第二組開關(guān)的部分(例如,被配置為將輸入電壓節(jié)點與第一采樣電容器和第二采樣電容器的第一端子連接的第二組開關(guān)的成員,而不是被配置為將放大器的第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點與第一采樣電容器和第二采樣電容器的第二端子連接的第二組開關(guān)的成員)之間的抗混疊濾波器。對于某些方面,抗混疊濾波器的濾波電容器具有比第一采樣電容器和第二采樣電容器顯著更大的電容。對于某些方面,積分器還包括連接在抗混疊濾波器和第二組開關(guān)的所述部分之間的第一采樣網(wǎng)絡(luò)和第二采樣網(wǎng)絡(luò)。第一采樣網(wǎng)絡(luò)和第二采樣網(wǎng)絡(luò)中的每一個采樣網(wǎng)絡(luò)一般包括:輸入電容器,具有第一端子和第二端子;第三組開關(guān),被配置為選擇性地將采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點與輸入電容器的第一端子連接;以及第四組開關(guān),被配置為在積分階段期間,將采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與輸入電容器的第二端子連接。

根據(jù)某些方面,積分器還包括第三組開關(guān),第三組開關(guān)被配置為在積分階段和采樣階段之間將第一采樣電容器或第二采樣電容器中的至少一個短接。

根據(jù)某些方面,參考電壓節(jié)點包括正參考電壓節(jié)點和負參考電壓節(jié)點,并且輸入電壓節(jié)點包括正輸入電壓節(jié)點和負輸入電壓節(jié)點。對于某些方面,第一組開關(guān)被配置為:(1)將正參考電壓節(jié)點與第一采樣電容器的第一端子連接;以及(2)將負參考電壓節(jié)點與第二采樣電容器的第一端子連接。在這種情況下,第一組開關(guān)可以被配置為將第一采樣電容器的第二端子與第二采樣電容器的第二端子連接,或者將第一采樣電容器和第二采樣電容器的第二端子連接到電壓電平(例如,電接地或DC偏置電壓)。在第一配置中,第二組開關(guān)可以被配置為:(1)將正輸入電壓節(jié)點與第一采樣電容器的第一端子連接;(2)將負輸入電壓節(jié)點與第二采樣電容器的第一端子連接;(3)將放大器的第一輸入節(jié)點與第一采樣電容器的第二端子連接;以及(4)將放大器的第二輸入節(jié)點與第二采樣電容器的第二端子連接。在第二配置中,第二組開關(guān)可以被配置為:(1)將正輸入電壓節(jié)點與第二采樣電容器的第一端子連接;將負輸入電壓節(jié)點與第一采樣電容器的第一端子連接;將放大器的第一輸入節(jié)點與第二采樣電容器的第二端子連接;以及將放大器的第二輸入節(jié)點與第一采樣電容器的第二端子連接。對于某些方面,第一配置和第二配置之間的選擇由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的數(shù)字輸入來控制,數(shù)模轉(zhuǎn)換器在包括積分器的delta-sigma調(diào)制器中。對于某些方面,如果用于第二組開關(guān)的控制位具有第一邏輯電平,則選擇第一配置,并且如果控制位具有與第一邏輯電平相對的第二邏輯電平(例如,第一邏輯電平為邏輯高,第二邏輯電平為邏輯低),則選擇第二配置。

根據(jù)某些方面,第一組開關(guān)還被配置為在采樣階段期間將第一采樣電容器和第二采樣電容器的第二端子短接。

根據(jù)某些方面,第一采樣電容器和第二采樣電容器以及第二組開關(guān)是具有其自身控制位的DAC元件的部分。在這種情況下,積分器還可以包括復(fù)制DAC元件的一個或多個附加DAC元件,附加DAC元件的每一個具有控制位并且與DAC元件并聯(lián)連接。

本公開的某些方面提供了一種開關(guān)電容器積分器。開關(guān)電容器積分器一般包括:放大器,包括輸出節(jié)點和輸入節(jié)點;積分電容器,耦合在放大器的輸出節(jié)點和輸入節(jié)點之間;采樣電容器,具有第一端子和第二端子;第一組開關(guān),被配置為在積分器的采樣階段期間,將參考電壓節(jié)點與采樣電容器的第一端子連接;以及第二組開關(guān),被配置為在積分器的積分階段期間:(1)在第一配置中,將輸入電壓節(jié)點與采樣電容器的第一端子連接;(2)在第二配置中,將輸入電壓節(jié)點與采樣電容器的第二端子連接;(3)在第一配置中,將放大器的輸入節(jié)點與采樣電容器的第二端子連接;以及(4)在第二配置中,將放大器的輸入節(jié)點與采樣電容器的第一端子連接。第一組開關(guān)在積分階段期間斷開,并且第二組開關(guān)在采樣階段期間斷開。

根據(jù)某些方面,如果控制位具有第一邏輯電平,則選擇第一配置,并且如果控制位具有與第一邏輯電平相對的第二邏輯電平,則選擇第二配置。例如,第一邏輯電平可以是邏輯高,并且第二邏輯電平可以是邏輯低。

根據(jù)某些方面,積分器還包括連接在輸入電壓節(jié)點和第二組開關(guān)的部分(例如,被配置為在第一(第二)配置中將輸入電壓節(jié)點與采樣電容器的第一(第二)端子連接的第二組開關(guān)的成員,而不是被配置為在第一(第二)配置中將放大器的輸入節(jié)點與采樣電容器的第二(第一)端子連接的第二組開關(guān)的成員)之間的抗混疊濾波器。對于某些方面,抗混疊濾波器的濾波電容器具有比采樣電容器顯著更大的電容。

根據(jù)某些方面,第一組開關(guān)被配置為在采樣階段期間,將采樣電容器的第二端子與電壓電平(例如,電接地或DC偏置電壓)連接。對于某些方面,輸入節(jié)點包括放大器的負端子,并且放大器的正端子與電壓電平連接。

根據(jù)某些方面,積分器還包括被配置為在積分階段和采樣階段之間將采樣電容器短接的開關(guān)。

根據(jù)某些方面,第一配置和第二配置之間的選擇由包括積分器的delta-sigma調(diào)制器中的DAC的數(shù)字輸入來控制。

根據(jù)某些方面,采樣電容器和第二組開關(guān)是具有其自身控制位的DAC元件的部分。在這種情況下,積分器還可以包括復(fù)制DAC元件的一個或多個附加DAC元件,附加DAC元件中的每一個具有其自身的控制位并且與DAC元件并聯(lián)連接。

本公開的某些方面提供了一種開關(guān)電容器積分器。積分器一般包括:放大器,具有第一輸出節(jié)點和第二輸出節(jié)點以及第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點;第一積分電容器,耦合在第一輸出節(jié)點和第一輸入節(jié)點之間;第二積分電容器,耦合在第二輸出節(jié)點和第二輸入節(jié)點之間;第一采樣電容器和第二采樣電容器,每一個采樣電容器具有第一端子和第二端子;第一組開關(guān),被配置為在積分器的參考采樣階段期間,將參考電壓節(jié)點與第一采樣電容器和第二采樣電容器的第一端子連接;以及第二組開關(guān)。第二組開關(guān)通常被配置為在積分器的積分階段期間:(1)將第一采樣電容器和第二采樣電容器的第二端子與放大器的第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點連接;以及(2)將第一采樣電容器和第二采樣電容器的第一端子與第一采樣網(wǎng)絡(luò)和第二采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出連接,其中第一組開關(guān)在積分階段期間斷開,并且其中第二組開關(guān)在參考采樣階段期間斷開。第一采樣網(wǎng)絡(luò)和第二采樣網(wǎng)絡(luò)中的每一個采樣網(wǎng)絡(luò)一般包括:具有第一端子和第二端子的第一輸入電容器;具有第一端子和第二端子的第二輸入電容器;第三組開關(guān),被配置為選擇性地將采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點與第一輸入電容器的第一端子連接;第四組開關(guān),被配置為在第一組積分階段期間,將采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與第二輸入電容器的第二端子連接;第五組開關(guān),被配置為選擇性地將采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點與第二輸入電容器的第一端子連接;以及第六組開關(guān),被配置為在第二組積分階段期間,將采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與第一輸入電容器的第二端子連接。

根據(jù)某些方面,第一組積分階段包括積分階段中的每隔一個積分階段。例如,第一組積分階段包括奇數(shù)積分階段,而第二組積分階段包括偶數(shù)積分階段。對于某些方面,參考采樣階段既不與第一組積分階段重疊,也不與第二組積分階段重疊。

根據(jù)某些方面,第三組開關(guān)被配置為在第一組積分階段期間,將采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點與第一輸入電容器的第一端子連接。對于某些方面,第五組開關(guān)被配置為在第二組積分階段期間,將采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點與第二輸入電容器的第一端子連接。

根據(jù)某些方面,第三組開關(guān)還被配置為(例如,在第一組積分階段之前、期間或之后)將第一輸入電容器的第二端子選擇性地連接到第一電壓電平(例如,電接地或DC偏置電壓),并且第四組開關(guān)還被配置為(例如,在第一組積分階段期間)將第二輸入電容器的第一端子選擇性地連接到第二電壓電平。對于某些方面,第一電壓電平和第二電壓電平相同。對于某些方面,在第二組積分階段期間,第五組開關(guān)還被配置為(例如,在第二組積分階段之前、期間或之后)將第二輸入電容器的第二端子選擇性地連接到第一電壓電平,并且第六組開關(guān)還被配置為(例如,在第二組積分階段期間)將第一輸入電容器的第一端子選擇性地連接到第二電壓電平。

根據(jù)某些方面,在積分階段期間,第一采樣電容器與第一采樣網(wǎng)絡(luò)中的第一輸入電容器或第二輸入電容器有效地串聯(lián)連接。第二采樣電容器可以與第二采樣網(wǎng)絡(luò)中的第一輸入電容器或第二輸入電容器有效地串聯(lián)連接。

根據(jù)某些方面,第三組開關(guān)和第四組開關(guān)在第二組積分階段期間斷開。第五組開關(guān)和第六組開關(guān)可以在第一組積分階段期間斷開。對于某些方面,第三組、第四組、第五組和第六組開關(guān)在參考采樣階段期間斷開。對于其他方面,在第一組輸入采樣階段期間,第三組開關(guān)閉合,并且第六組開關(guān)斷開。在這種情況下,在第二組輸入采樣階段期間,第五組開關(guān)可以閉合,并且第四組開關(guān)可以斷開,第二組輸入采樣階段不同于第一組輸入采樣階段(例如,第一組和第二組輸入采樣階段不重疊)。對于某些方面,第一組輸入采樣階段可以是采樣階段的每隔一個采樣階段(例如,第一組輸入采樣階段包括奇數(shù)輸入采樣階段,而第二組輸入采樣階段包括偶數(shù)輸入采樣階段)。

根據(jù)某些方面,積分器還包括連接在輸入電壓節(jié)點(例如,具有在這些節(jié)點兩端施加的輸入電壓)與第一采樣網(wǎng)絡(luò)和第二采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點之間的抗混疊濾波器。

根據(jù)某些方面,參考電壓節(jié)點包括正參考電壓節(jié)點和負參考電壓節(jié)點。對于某些方面,第一組開關(guān)被配置為:(1)將正參考電壓節(jié)點與第一采樣電容器的第一端子連接;以及(2)將負參考電壓節(jié)點與第二采樣電容器的第一端子連接。在這種情況下,第一組開關(guān)可以被配置為將第一采樣電容器的第二端子與第二采樣電容器的第二端子連接,或者將第一采樣電容器和第二采樣電容器的第二端子連接到電壓電平(例如,電接地或DC偏置電壓)。在第一配置中,第二組開關(guān)可以被配置為:(1)將第一采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與第一采樣電容器的第一端子連接;(2)將第二采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與第二采樣電容器的第一端子連接;(3)將放大器的第一輸入節(jié)點與第一采樣電容器的第二端子連接;以及(4)將放大器的第二輸入節(jié)點與第二采樣電容器的第二端子連接。在第二配置中,第二組開關(guān)可以被配置為:(1)將第一采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與第二采樣電容器的第一端子連接;(2)將第二采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與第一采樣電容器的第一端子連接;(3)將放大器的第一輸入節(jié)點與第二采樣電容器的第二端子連接;以及(4)將放大器的第二輸入節(jié)點與第一采樣電容器的第二端子連接。對于某些方面,第一配置和第二配置之間的選擇由包括積分器的delta-sigma調(diào)制器中的DAC的數(shù)字輸入來控制。

本公開的某些方面提供了一種開關(guān)電容器積分器。積分器一般包括:放大器,具有第一輸出節(jié)點和第二輸出節(jié)點以及第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點;第一積分電容器,耦合在第一輸出節(jié)點和第一輸入節(jié)點之間;第二積分電容器,耦合在第二輸出節(jié)點和第二輸入節(jié)點之間;第一采樣電容器和第二采樣電容器,每一個采樣電容器具有第一端子和第二端子;第一組開關(guān),被配置為在積分器的參考采樣階段期間,將參考電壓節(jié)點與第一采樣電容器和第二采樣電容器的第一端子連接;以及第二組開關(guān)。第二組開關(guān)通常被配置為在積分器的積分階段期間:(1)將第一采樣電容器和第二采樣電容器的第二端子與放大器的第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點連接;以及(2)將第一采樣電容器和第二采樣電容器的第一端子與第一采樣網(wǎng)絡(luò)和第二采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出連接,其中第一組開關(guān)在積分階段期間斷開,并且其中第二組開關(guān)在參考采樣階段期間斷開。第一采樣網(wǎng)絡(luò)和第二采樣網(wǎng)絡(luò)中的每一個采樣網(wǎng)絡(luò)一般包括:輸入電容器,具有第一端子和第二端子;第三組開關(guān),被配置為選擇性地連接采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點與輸入電容器的第一端子;以及第四組開關(guān),被配置為在積分階段期間,連接采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與輸入電容器的第二端子。

附圖說明

為了可以詳細地理解本公開的上述特征的方式,可以通過參考多個方面來提供對上面簡要概述的描述更具體的描述,其中一些方面在附圖中示出。然而,應(yīng)當注意,附圖僅示出本公開的某些典型方面,并且因此不應(yīng)被認為是對其范圍的限制,因為描述可以允許其他同樣有效的方面。

圖1是根據(jù)本公開的某些方面的示例無線通信網(wǎng)絡(luò)的圖。

圖2是根據(jù)本公開的某些方面的示例接入點(AP)和示例用戶終端的框圖。

圖3是根據(jù)本公開的某些方面的示例收發(fā)機前端的框圖。

圖4和圖5是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有常規(guī)采樣網(wǎng)絡(luò)的示例開關(guān)電容器積分器的示意圖。

圖6A是根據(jù)本公開的某些方面的具有在積分器的每個差分路徑中僅使用單個采樣電容器并省略高帶寬參考緩沖器的采樣網(wǎng)絡(luò)的示例差分開關(guān)電容器積分器的示意圖。

圖6B是根據(jù)本公開的某些方面的具有僅使用單個采樣電容器并省略高帶寬參考緩沖器的采樣網(wǎng)絡(luò)的示例單端開關(guān)電容器積分器的示意圖。

圖7是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有常規(guī)采樣網(wǎng)絡(luò)的示例開關(guān)電容器積分器的示意圖,該常規(guī)采樣網(wǎng)絡(luò)具有采樣保持延遲。

組合的圖8A和圖8B是根據(jù)本公開的某些方面的具有采樣網(wǎng)絡(luò)的示例開關(guān)電容器積分器的示意圖,該采樣網(wǎng)絡(luò)具有采樣保持延遲,其中輸入采樣電容器和參考采樣電容器中的一個在積分階段期間串聯(lián)連接。

圖9是根據(jù)本公開的某些方面的示例delta-sigma(ΔΣ)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的框圖。

具體實施方式

下面描述本公開的各個方面。應(yīng)當顯而易見的是,本文的教導(dǎo)可以以各種各樣的形式實施,并且本文公開的任何具體結(jié)構(gòu)、功能或二者僅僅是代表性的?;诒疚牡慕虒?dǎo),本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解,本文公開的方面可以獨立于任何其他方面來實現(xiàn),并且這些方面中的兩個或更多個可以以各種方式組合。例如,可以使用本文所闡述的任何數(shù)量的方面來實現(xiàn)裝置或者實踐方法。另外,可以使用除了或不同于本文闡述的一個或多個方面的其他結(jié)構(gòu)、功能或結(jié)構(gòu)與功能來實現(xiàn)這樣的裝置或者實踐這樣的方法。此外,一個方面可以包括權(quán)利要求的至少一個元素。

詞語“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或說明”。本文描述為“示例性”的任何方面不一定被解釋為相對于其他方面是優(yōu)選的或有利的。

本文描述的技術(shù)可以與諸如碼分多址(CDMA)、正交頻分復(fù)用(OFDM)、時分多址(TDMA)、空分多址(SDMA)、單載波頻分多址(SC-FDMA)、時分同步碼分多址(TD-SCDMA)等的各種無線技術(shù)結(jié)合使用。多個用戶終端可以經(jīng)由不同的(1)用于CDMA的正交碼信道、(2)用于TDMA的時隙或(3)用于OFDM的子帶來同時發(fā)射/接收數(shù)據(jù)。CDMA系統(tǒng)可以實現(xiàn)IS-2000、IS-95、IS-856、寬帶CDMA(W-CDMA)或一些其他標準。OFDM系統(tǒng)可以實現(xiàn)電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11、IEEE 802.16、長期演進(LTE)(例如,在TDD和/或FDD模式中)或一些其他標準。TDMA系統(tǒng)可以實現(xiàn)全球移動通信系統(tǒng)(GSM)或一些其他標準。這些各種標準是本領(lǐng)域已知的。

示例無線系統(tǒng)

圖1圖示了具有接入點110和用戶終端120的無線通信系統(tǒng)100。為了簡單起見,圖1中僅示出了一個接入點110。接入點(AP)通常是與用戶終端通信的固定站,并且還可以被稱為基站(BS)、演進節(jié)點B(eNB)或一些其他術(shù)語。用戶終端(UT)可以是固定的或移動的,并且還可以被稱為移動站(MS)、接入終端、用戶設(shè)備(UE)、站(STA)、客戶端、無線設(shè)備或其他一些術(shù)語。用戶終端可以是無線設(shè)備,諸如蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、手持設(shè)備、無線調(diào)制解調(diào)器、膝上型計算機、平板電腦、個人計算機等。

接入點110可以在下行鏈路和上行鏈路上,在任何給定時刻與一個或多個用戶終端120通信。下行鏈路(即,前向鏈路)是從接入點到用戶終端的通信鏈路,上行鏈路(即,反向鏈路)是從用戶終端到接入點的通信鏈路。用戶終端還可以與另一用戶終端進行點對點通信。系統(tǒng)控制器130耦合到接入點并為接入點提供協(xié)調(diào)和控制。

系統(tǒng)100采用多個發(fā)射天線和多個接收天線用于下行鏈路和上行鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸。接入點110可以配備有Nap個天線以實現(xiàn)用于下行鏈路傳輸?shù)陌l(fā)射分集和/或用于上行鏈路傳輸?shù)慕邮辗旨?。所選擇的用戶終端120的集合Nu可以接收下行鏈路傳輸和發(fā)射上行鏈路傳輸。每個所選擇的用戶終端向接入點發(fā)射用戶特定數(shù)據(jù)和/或從接入點接收用戶特定數(shù)據(jù)。一般地,每個所選擇的用戶終端可以配備有一個或多個天線(即,Nut≥1)。所選擇的Nu個用戶終端可以具有相同或不同數(shù)量的天線。

無線系統(tǒng)100可以是時分雙工(TDD)系統(tǒng)或頻分雙工(FDD)系統(tǒng)。對于TDD系統(tǒng),下行鏈路和上行鏈路共享相同的頻帶。對于FDD系統(tǒng),下行鏈路和上行鏈路使用不同的頻帶。系統(tǒng)100還可以使用單個載波或多個載波用于傳輸。每個用戶終端可以配備有單個天線(例如,為了降低成本)或多個天線(例如,在可以支持附加成本的情況下)。

圖2示出了無線系統(tǒng)100中的接入點110和兩個用戶終端120m和120x的框圖。接入點110配備有Nap個天線224a至224ap。用戶終端120m配備有Nut,m個天線252ma到252mu,并且用戶終端120x配備有Nut,x個天線252xa到252xu。接入點110是用于下行鏈路的發(fā)射實體和用于上行鏈路的接收實體。每個用戶終端120是用于上行鏈路的發(fā)射實體和用于下行鏈路的接收實體。如本文所使用的,“發(fā)射實體”是能夠經(jīng)由頻率信道發(fā)射數(shù)據(jù)的獨立操作的裝置或設(shè)備,并且“接收實體”是能夠經(jīng)由頻率信道接收數(shù)據(jù)的獨立操作的裝置或設(shè)備。在下面的描述中,下標“dn”表示下行鏈路,下標“up”表示上行鏈路,Nup個用戶終端被選擇用于在上行鏈路上同時傳輸,Ndn個用戶終端被選擇用于在下行鏈路上同時傳輸,Nup可以或可以不等于Ndn,并且Nup和Ndn可以是靜態(tài)值,或者可以針對每個調(diào)度間隔而改變。在接入點和用戶終端處可以使用波束控制或一些其他空間處理技術(shù)。

在上行鏈路上,在被選擇用于上行鏈路傳輸?shù)拿總€用戶終端120處,TX數(shù)據(jù)處理器288從數(shù)據(jù)源286接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),并從控制器280接收控制數(shù)據(jù)。TX數(shù)據(jù)處理器288基于與為用戶終端所選擇的速率相關(guān)聯(lián)的編碼和調(diào)制方案來處理(例如,編碼、交織以及調(diào)制)用于用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù){dup},并且為Nut,m個天線中的一個提供數(shù)據(jù)符號流{sup}。收發(fā)機前端(TX/RX)254(也稱為射頻前端(RFFE))接收并處理(例如,轉(zhuǎn)換為模擬、放大、濾波和上變頻)相應(yīng)的符號流以生成上行鏈路信號。收發(fā)機前端254還可例如經(jīng)由RF開關(guān)將上行鏈路信號路由到Nut,m個天線中的一個用于發(fā)射分集。控制器280可以控制收發(fā)機前端254內(nèi)的路由。存儲器282可以存儲用于用戶終端120的數(shù)據(jù)和程序代碼,并且可以與控制器280對接。

可以調(diào)度Nup個用戶終端用于在上行鏈路上的同時傳輸。這些用戶終端中的每一個將所處理的符號流的集合在上行鏈路上發(fā)射至接入點。

在接入點110處,Nap個天線224a到224ap從在上行鏈路上進行傳輸?shù)乃蠳up個用戶終端接收上行鏈路信號。對于接收分集,收發(fā)機前端222可以選擇從天線224中的一個天線接收的信號用于處理。對于本公開的某些方面,可以組合從多個天線224接收的信號的組合用于增強的接收分集。接入點的收發(fā)機前端222還執(zhí)行與用戶終端的收發(fā)機前端254執(zhí)行的處理互補的處理,并提供恢復(fù)的上行鏈路數(shù)據(jù)符號流。所恢復(fù)的上行鏈路數(shù)據(jù)符號流是由用戶終端發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流{sup}的估計。RX數(shù)據(jù)處理器242根據(jù)用于該流的速率來處理(例如,解調(diào)、解交織和解碼)所恢復(fù)的上行鏈路數(shù)據(jù)符號流來獲得解碼數(shù)據(jù)。每個用戶終端的解碼數(shù)據(jù)可以被提供給數(shù)據(jù)宿244用于存儲和/或控制器230用于進一步處理。

在下行鏈路上,在接入點110處,TX數(shù)據(jù)處理器210從數(shù)據(jù)源208接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)用于為下行鏈路傳輸調(diào)度的Ndn個用戶終端,從控制器230接收控制數(shù)據(jù),并且從調(diào)度器234接收可能的其他數(shù)據(jù)??梢栽诓煌膫魉托诺郎习l(fā)送各種類型的數(shù)據(jù)。TX數(shù)據(jù)處理器210基于為用戶終端所選擇的速率來處理(例如,編碼、交織和調(diào)制)用于該用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。TX數(shù)據(jù)處理器210可以為從Nap個天線中的一個天線發(fā)射的Ndn個用戶終端中的一個用戶終端提供下行鏈路數(shù)據(jù)符號流。收發(fā)機前端222接收并處理(例如,轉(zhuǎn)換為模擬、放大、濾波和上變頻)符號流以生成下行鏈路信號。收發(fā)機前端222還可以例如經(jīng)由RF開關(guān)將下行鏈路信號路由到Nap個天線224中的一個或多個,以用于發(fā)射分集??刂破?30可以控制收發(fā)機前端222內(nèi)的路由。存儲器232可以存儲用于接入點110的數(shù)據(jù)和程序代碼,并且可以與控制器230對接。

在每個用戶終端120處,Nut,m個天線252從接入點110接收下行鏈路信號。對于在用戶終端120處的接收分集,收發(fā)機前端254可以選擇從天線252之一接收的信號用于處理。對于本公開的某些方面,可以組合從多個天線252接收的信號的組合用于增強的接收分集。用戶終端的收發(fā)機前端254還執(zhí)行與接入點的收發(fā)機前端222執(zhí)行的處理互補的處理,并提供恢復(fù)的下行鏈路數(shù)據(jù)符號流。RX數(shù)據(jù)處理器270處理(例如,解調(diào)、解交織和解碼)所恢復(fù)的下行鏈路數(shù)據(jù)符號流以獲得用于用戶終端的解碼數(shù)據(jù)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到,本文描述的技術(shù)可以通常地應(yīng)用于利用任何類型的多址方案(例如,TDMA、SDMA、正交頻分多址(OFDMA)、CDMA、SC-FDMA、TD-SCDMA及其組合)的系統(tǒng)中。

圖3是根據(jù)本公開的某些方面的諸如圖2中的收發(fā)機前端222、254的示例收發(fā)機前端300的框圖。收發(fā)機前端300包括用于經(jīng)由一個或多個天線發(fā)射信號的發(fā)射(TX)路徑302(也稱為發(fā)射鏈)以及用于經(jīng)由天線接收信號的接收(RX)路徑304(也稱為接收鏈)。當TX路徑302和RX路徑304共享天線303時,路徑可以經(jīng)由接口306與天線連接,接口306可以包括各種合適的RF設(shè)備(例如,雙工器、開關(guān)、雙信器等)中的任意RF設(shè)備。

接收來自數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)308的同相(I)或正交(Q)基帶模擬信號,TX路徑302可以包括基帶濾波器(BBF)310、混頻器312、驅(qū)動器放大器(DA)314和功率放大器316。BBF 310、混頻器312和DA 314可以包括在射頻集成電路(RFIC)中,而PA316通常在RFIC外部。BBF 310對從DAC 308接收的基帶信號進行濾波,并且混頻器312將經(jīng)濾波的基帶信號與發(fā)射本地振蕩器(LO)信號混頻,以將感興趣的基帶信號轉(zhuǎn)換為不同的頻率(例如,從基帶上變頻到RF)。已知為外差法,該頻率轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生LO頻率和感興趣的信號頻率的和頻與差頻。和頻與差頻被稱為拍頻。拍頻通常在RF范圍內(nèi),使得由混頻器312輸出的信號通常是RF信號,該RF信號在由天線303傳輸之前被DA 314和PA 316放大。

RX路徑304包括低噪聲放大器(LNA)322、混頻器324和基帶濾波器(BBF)326。LNA 322、混頻器324和BBF 326可以被包括在射頻集成電路(RFIC)中,該射頻集成電路可以是或可以不是包括TX路徑分量的同一RFIC。經(jīng)由天線303接收的RF信號可以被LNA 322放大,并且混頻器324將放大的RF信號與接收本地振蕩器(LO)信號混頻以將感興趣的RF信號轉(zhuǎn)換到不同的基帶頻率(即,下變頻)。由混頻器324輸出的基帶信號可以在被模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)328轉(zhuǎn)換為數(shù)字I信號或Q信號以用于數(shù)字信號處理之前被BBF 326濾波。

雖然期望LO的輸出在頻率上保持穩(wěn)定,但是調(diào)諧到不同頻率指示使用可變頻率振蕩器,這涉及穩(wěn)定性和可調(diào)諧性之間的折衷。現(xiàn)代系統(tǒng)采用具有壓控振蕩器(VCO)的頻率合成器來生成具有特定調(diào)諧范圍的穩(wěn)定的可調(diào)諧LO。因此,發(fā)射LO通常由TX頻率合成器318產(chǎn)生,發(fā)射LO可以在與混頻器312中的基帶信號混頻之前被放大器320緩沖或放大。類似地,接收LO通常由RX頻率合成器330產(chǎn)生,接收LO可以在與混頻器324中的RF信號混頻之前被放大器332緩沖或放大。

用于開關(guān)電容器ADC的示例采樣網(wǎng)絡(luò)

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)(例如,圖3的接收鏈中的ADC 328)可以用delta-sigma(ΔΣ)ADC來實現(xiàn)。圖9是根據(jù)本公開的某些方面的示例N位ΔΣADC 900的框圖。ΔΣADC 900包括差部件902、積分器904、N位ADC 906(例如,逐次逼近ADC)、鎖存器908、時鐘910、N位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)912以及數(shù)字低通濾波器(LPF)/抽取器914。

在ΔΣADC 900的操作期間,模擬輸入電壓(Vin)被輸入到差部件902,其中從輸入電壓中減去DAC 912的模擬輸出電壓。差的模擬積分由積分器904執(zhí)行,并且積分輸出被N位ADC 906采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在1位ΔΣADC的情況下,N位ADC 906可以被比較器替代,比較器可有效地作為1位ADC工作。N位鎖存器(其可以利用多個延遲鎖存器來實現(xiàn))根據(jù)時鐘910在某些時間捕獲ADC 906的數(shù)字輸出,并將所捕獲的N位輸出饋送到N位DAC912以轉(zhuǎn)換為模擬信號,用于反饋到差部件902。在1位ΔΣADC的情況下,DAC 912可以僅輸出確定ΔΣADC的輸入范圍的兩個不同的值(VRef+和VRef-)。用于1位ΔΣADC的鎖存器908的輸出是位流,但在多位轉(zhuǎn)換器的情況下,鎖存器908的輸出被數(shù)字LPF/抽取器914濾波以產(chǎn)生經(jīng)濾波/經(jīng)抽取的脈沖編碼調(diào)制(PCM)輸出信號。

積分器(例如,積分器904)可以利用具有特定采樣網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)電容器積分器來實現(xiàn)。圖4是具有常規(guī)采樣網(wǎng)絡(luò)400的示例差分開關(guān)電容器積分器的框圖。積分器可以包括具有輸出節(jié)點404和輸入節(jié)點406的放大器402(例如,運算放大器)。反饋電容器(Cf)通過從放大器402的輸出節(jié)點404到輸入節(jié)點406的反饋連接來提供積分功能。在階段1期間,第一組開關(guān)408、410閉合,階段1通常被稱為“采樣階段”、“準備階段”或“充電階段”。開關(guān)408在進入階段1時閉合,而開關(guān)410在開關(guān)408閉合后在少量延遲(d)的情況下閉合,因此被表示為階段1d。第一組開關(guān)408、410在階段2期間斷開,階段2通常被稱為“積分階段”,并且第二組開關(guān)412、414在階段2期間閉合。開關(guān)412在進入階段2時閉合,而開關(guān)414在開關(guān)412閉合之后稍微延遲(d)閉合,因此被表示為階段2d。在階段2期間,根據(jù)輸入到在實現(xiàn)單位或多位開關(guān)電容器ADC中使用的多個1位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)元件中的每一個的決策(y),或者開關(guān)416或者開關(guān)418可以被閉合。對于1位DAC元件的示例,當輸入到DAC元件的控制字為邏輯高(例如,y=1)時,開關(guān)416在階段2期間閉合,而當?shù)紻AC元件的輸入是邏輯低(例如,y=0)時,相反開關(guān)418在階段2期間閉合。多個1位DAC元件可以與獨立的控制位(例如,y1、y2、...、yn)并聯(lián)連接,從而以溫度計編碼的方式來實現(xiàn)多位DAC。

在采樣網(wǎng)絡(luò)400的階段1期間,每個輸入采樣電容器(Cin)的一端與ADC的(濾波的)差分輸入電壓連接,而采樣電容器Cin的另一端經(jīng)由第一組開關(guān)408、410連接在一起。采樣電容器(Cin)可以經(jīng)由抗混疊濾波器420與輸入電壓(Vin)連接,從而試圖限制輸入信號的帶寬以近似滿足奈奎斯特采樣定理,并且避免混疊。如圖4所示,抗混疊濾波器420可以是具有兩個低通濾波器級的無源、二階濾波器,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到,也可以使用一個或多于兩個的低通濾波器級。濾波器420可以包括第一級和第二級以產(chǎn)生兩個極點,第一級包括第一電阻器(Raaf1)和第一電容器(Caaf1),第二級包括第二電阻器(Raaf2)和第二電容器(Caaf2)。對于其他方面,抗混疊濾波器420可以是有源濾波器。

此外,在采樣網(wǎng)絡(luò)400的階段1期間,每個DAC元件中的每個參考采樣電容器(Cdac_unit)的一端可以連接到參考電壓(Vref),而參考采樣電容器的另一端經(jīng)由第一組開關(guān)408、410連接在一起。以這種方式,在階段1期間,Cin和Cdac_unit分別采樣Vin和Vref。在階段2期間,根據(jù)DAC判決(y),采樣的參考電壓被添加到采樣的輸入電壓,并且所得到的信號被放大器402和積分電容器(Cf)積分。n個這樣的DAC元件可以與獨立的控制位(例如,y1、y2、...、yn)并聯(lián)連接,以實現(xiàn)總有效DAC電容為Cdac=n*Cdac_unit的多位DAC。

對于輸入采樣網(wǎng)絡(luò)和參考采樣網(wǎng)絡(luò)分離的這種常規(guī)采樣網(wǎng)絡(luò)400,開關(guān)電容器積分器可以采用慢參考緩沖器和大的旁路電容器(Cbig)作為電池。分離的輸入和參考路徑的主要缺點包括:(1)在Cin和Cdac兩者上采樣開關(guān)熱噪聲,因此等效輸入熱噪聲增加高達sqrt[2kT/Cin(1+Cdac/Cin)];(2)在階段2,在Cin和Cdac兩者上采樣運算放大器輸入閃爍和熱噪聲,因此運算放大器噪聲也增加了(1+Cdac/Cin);(3)抗混疊濾波器(AAF)420具有來自輸入路徑的插入損耗,因為Cin將在每個時鐘周期中被復(fù)位為零(即,接地),并且AAF將Cin反充電到Vin,并且該插入損耗增加噪聲;以及(4)反饋因子在階段2處為Cf/(Cf+Cin+Cdac),該反饋因子相對較小并導(dǎo)致增加的運算放大器電流。

圖5是另一示例常規(guī)采樣網(wǎng)絡(luò)500的框圖。在該方案中,輸入路徑和DAC路徑是共享的(即,僅使用單個電容器(Cdac)),并且DAC判決(y)在積分階段(階段2)期間,通過閉合開關(guān)502(y)或開關(guān)504(y)而被施加在參考路徑上。如上所述,單個采樣電容器(Cdac)實際上可以包括一個或多個DAC元件的每一個中的單獨的輸入采樣電容器(Cdac_unit)。該方案的主要缺點是:(1)參考發(fā)生器提供量化噪聲電荷,因為delta-sigma ADC中的DAC反饋包括成形量化噪聲,成形量化噪聲可以導(dǎo)致帶外量化噪聲折疊到帶內(nèi)(從而暗示在階段2期間用于驅(qū)動Cdac的快速參考緩沖器或大的外部電容器);(2)這樣的高速參考緩沖器是高耗電的;以及(3)高帶寬參考緩沖器導(dǎo)致較高的噪聲和差的電源抑制比(PSRR)。

因此,需要一種用于具有慢速參考發(fā)生器的開關(guān)電容器ADC的低噪聲、低功率無源采樣網(wǎng)絡(luò)。

圖6A是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的具有差分開關(guān)電容器積分器的示例性采樣網(wǎng)絡(luò)620的框圖,其中每個差分路徑中的單個采樣電容器(Cdac)用作輸入采樣電容器和參考采樣電容器兩者。如上所述,單個采樣電容器(Cdac)實際上可以在一個或多個DAC元件的每個差分路徑中包括單獨的輸入采樣電容器(Cdac_unit)。

在圖6A的采樣網(wǎng)絡(luò)620中,差分放大器622具有兩個反饋電容器(Cf),一個Cf連接在負輸出節(jié)點624和負輸入節(jié)點626之間,并且另一個Cf連接在正輸出節(jié)點628和正輸入節(jié)點630之間。在階段1(采樣階段)期間,經(jīng)由第一組開關(guān)408、410,通過每個DAC元件的差分路徑中的單獨的采樣電容器(Cdac_unit)來采樣差分參考電壓(Vref+-Vref-)。在階段2(積分階段)期間,經(jīng)由第二組開關(guān)416、418、502、504,差分輸入電壓(Vin+-Vin-)的經(jīng)濾波的輸出被施加到每個DAC元件差分路徑中的單獨的采樣電容器(Cdac_unit)。在該采樣網(wǎng)絡(luò)620中,與圖5的采樣網(wǎng)絡(luò)500相反,DAC判決(y)被施加在輸入路徑上,而不是參考路徑上。

在圖6A的采樣網(wǎng)絡(luò)620中,Caaf2充當電池以提供所涉及的所有電荷,因為Caaf2通常大于每個差分路徑中的采樣電容器(Cdac)。即使量化噪聲可以加性地向回耦合到抗混疊濾波器420,也可以不存在噪聲混合(即,沒有高頻量化噪聲的平移以折疊到帶內(nèi)),并且所產(chǎn)生的噪聲遠遠低于ADC量化噪底。該拓撲還可以降低ADC等效輸入噪聲,不引入抗混疊濾波器插入損耗,并減少運算放大器的面積和功率。

此外,對于某些方面,在每個積分階段2之后并且在采樣階段1中單獨的采樣電容器被連接回到差分參考電壓之前,DAC元件的每個差分路徑中的單獨的采樣電容器(Cdac_unit)可以(例如,經(jīng)由開關(guān)632將Cdac_unit的端子短接)被復(fù)位。如此,差分參考電壓在每個時鐘周期提供恒定的電荷,因此不需要擔心與參考的帶外噪聲混合以及帶內(nèi)折疊,并且因此不需要具有這種拓撲的高帶寬參考緩沖器。例如,這可以在與采樣階段持續(xù)時間和相對小的旁路電容(未示出)相比需要減小的參考發(fā)生器的帶寬規(guī)格的情況下完成。

圖6B是根據(jù)本公開的某些方面的具有單端開關(guān)電容器積分器的示例采樣網(wǎng)絡(luò)600的框圖,其中單個采樣電容器(Cdac)用作輸入采樣電容器和參考采樣電容器。圖6B的單端電路拓撲類似于圖6A的差分電路拓撲,其中類似的優(yōu)點同樣適用。

在階段1期間,第一組開關(guān)408、410用于對Vref采樣,其中開關(guān)410在開關(guān)408之后具有少量延遲的情況下閉合。在階段2期間,第二組開關(guān)412-415用于將抗混疊濾波器420的輸出處的經(jīng)濾波的輸入電壓(Vin)與Cdac的一端連接,而Cdac的另一端與放大器402的輸入節(jié)點406連接。在積分階段(階段2)期間將Vin施加至唯一的采樣電容器不同于其他開關(guān)電容器積分器拓撲,例如圖5中的網(wǎng)絡(luò)500,其中采樣電容器具有在積分階段期間所施加的Vref。

在圖6B的采樣網(wǎng)絡(luò)600中,Caaf2充當電池以提供所有所涉及的電荷,因為Caaf2通常大于Cdac。即使量化噪聲可以耦合回到抗混疊濾波器420,也可以不存在噪聲混合,并且所產(chǎn)生的噪聲遠遠低于ADC量化噪底。該拓撲還可以降低ADC等效輸入噪聲,不引入抗混疊濾波器插入損耗,并減少運算放大器面積和功率。

對于某些方面,可以在每個積分階段2之后,并且在采樣階段1中將Cdac連接回到Vref之前,將Cdac復(fù)位(例如,經(jīng)由開關(guān)632將Cdac的端子短接)。如此,Vref在每個時鐘周期提供恒定的電荷,因此不需要考慮與參考的帶外量化噪聲混合以及帶內(nèi)折疊,并且因此不需要具有這種拓撲的高帶寬參考緩沖器。這可以在例如Vref上的旁路電容相對較大并且第一組開關(guān)408、410的導(dǎo)通電阻較小的情況下完成。

使用圖6A和圖6B的采樣網(wǎng)絡(luò)620和600,實現(xiàn)了采樣網(wǎng)絡(luò)500的益處,但利用更慢更簡單的Vref和無源抗混疊濾波器420。這為開關(guān)電容器ADC提供了若干益處。由于輸入采樣電容器和參考采樣電容器是同一個,因此從DC到Fs/2,來自采樣器的等效輸入熱噪聲是sqrt(2kT/Cdac),其中Fs是采樣頻率。與采樣網(wǎng)絡(luò)400相比,這表示3dB的噪聲利益,這可以允許更小的采樣電容值。較小的電容值和改進的反饋因子可以降低放大器功率和面積。此外,可以減小來自放大器402或622的等效輸入熱噪聲和閃爍噪聲(1/f噪聲)。此外,與圖4中的采樣網(wǎng)絡(luò)400(其中輸入采樣電容器(Cin)提供與輸入信號擺幅成比例的輸入電荷)相比,圖6A和圖6B的采樣電容(Cdac)提供了輸入信號和DAC反饋信號之間的差分電荷(例如,對應(yīng)于ADC量化噪聲的電荷)。因此,不存在AAF插入損耗,因此與采樣電容器中的減小相比,AAF可以更多地按比例減小。

在一些delta-sigma ADC拓撲(例如,使用前饋拓撲的delta-sigma ADC)中,可能期望在輸入采樣網(wǎng)絡(luò)上具有延遲,以試圖匹配來自前饋路徑中的量化器的延遲,使得到達積分器的DAC碼對應(yīng)于積分器正在處理的相同輸入樣本??梢詫崿F(xiàn)該延遲,從而在輸入到ADC輸出的信號傳遞函數(shù)(STF)中實現(xiàn)沒有峰值的平坦的頻率響應(yīng)。

圖7是實現(xiàn)這種延遲的示例常規(guī)采樣網(wǎng)絡(luò)700的框圖。在該實現(xiàn)中,使用前饋拓撲和A/B采樣網(wǎng)絡(luò),以試圖完全消除量化DAC反饋信號。

如圖7的時序圖710所示,階段1的ADC采樣時鐘頻率可以除以二,并且交替的時鐘周期的積分階段(階段2)可以被稱為階段2A和階段2B,使得階段2A和階段2B分開一整個時鐘周期。輸入電壓(Vin)在階段2期間被采樣,階段2被分成兩個階段2A和2B。第三組開關(guān)702、704在階段2A期間閉合。開關(guān)702在進入階段2A時閉合,而開關(guān)704在開關(guān)702閉合后具有少量延遲(d)的情況下閉合,因此被表示為階段2Ad。第三組開關(guān)702、704在階段2B期間斷開,并且第四組開關(guān)706、708在階段2B期間閉合。開關(guān)706在進入階段2B時閉合,而開關(guān)708在開關(guān)706閉合之后具有少量延遲(d)的情況下閉合,因此被表示為階段2Bd。在階段2A期間,第一輸入采樣電容器(Cina)對輸入電壓(Vin)采樣,并且第二輸入采樣電容器(Cinb)將先前采樣的電荷傳遞到反饋電容器(Cf)。在階段2B期間,Cina將其電荷傳遞到Cf,并且Cinb對Vin采樣。因此,在每個階段2(無論是2A還是2B)期間,輸入采樣電容器(Cina或Cinb)中的一個與Cdac并聯(lián),經(jīng)采樣的參考電壓被添加到在一個時鐘周期之前采樣的輸入電壓,并且在采樣網(wǎng)絡(luò)700中實現(xiàn)一個時鐘周期延遲。所得到的信號被放大器402和積分電容器(Cf)積分。

本公開的某些方面可以適于采樣網(wǎng)絡(luò)700或其他這樣的采樣網(wǎng)絡(luò)。分為兩個不同的頁,組合的圖8A和圖8B是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的示例采樣網(wǎng)絡(luò)800的示意圖,其中輸入采樣電容器(在Cina和Cinb之間交替)和參考采樣電容器(Cdac)在階段2期間串聯(lián)連接。該拓撲類似于圖6A中的示例采樣網(wǎng)絡(luò)620,除了輸入時鐘頻率被除以2并且每個交替的階段2對應(yīng)于階段2A或階段2B,如上面關(guān)于時序圖710所描述的。在圖8A和圖8B中的差分電壓Va+-Va-對應(yīng)于從圖6A中的抗混疊濾波器420輸出的經(jīng)濾波的差分輸入電壓。

采樣電容器Cina和Cinb可以被有效地視為之前的抗混疊濾波器級的一部分,并且可以使用抗混疊濾波器420中的Caaf2電容器的一些或全部來構(gòu)建。對于某些方面,Cina和Cinb標稱相等。配以Caaf2,這些電容器類似于圖6A中的電池電容器Caaf2。為了實現(xiàn)與圖6A的Cdac可比的噪聲,Cina和Cinb可以顯著大于Cdac(例如,10x),因為噪聲由Cina(或Cinb)和Cdac的串聯(lián)組合來確定。然而,對于給定噪聲性能的最小面積可以通過使得Cina=Cinb=Cdac來實現(xiàn)。

如上所述,針對圖6A的采樣網(wǎng)絡(luò)620,復(fù)位開關(guān)632可以用于在每個積分階段2之后并且在階段1(即,參考采樣階段)中對參考電壓采樣之前,將Cdac復(fù)位,以試圖放松參考緩沖器設(shè)計。雖然在圖8A和圖8B中示出差分采樣網(wǎng)絡(luò),但是該構(gòu)思也可以適用于單端采樣網(wǎng)絡(luò)。

在采樣網(wǎng)絡(luò)800中,A/B網(wǎng)絡(luò)仍然可以用于匹配量化器延遲,并且可以不存在信號傳遞函數(shù)(STF)的峰值問題。采樣網(wǎng)絡(luò)800的熱噪聲可以與圖7的采樣網(wǎng)絡(luò)700的熱噪聲相同。在Vin和A/B采樣網(wǎng)絡(luò)之間可以不存在來自AAF 420的插入損耗,因為在積分之后,信號電荷將仍然保留在輸入采樣電容器上。在階段2(積分階段)處,積分器負載可以被減小。

根據(jù)某些方面,A/B采樣網(wǎng)絡(luò)中的每一個包括:(1)第三組開關(guān)802、804,被配置為在第一組輸入采樣階段期間(例如,在積分階段2A之前、期間和/或之后),將A/B采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(例如,Vin+、Vin-或其經(jīng)濾波版本)與Cina選擇性地連接;(2)第四組開關(guān)803、805,被配置為在階段2A期間,將A/B采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點(Va+或Va-)與Cinb連接;(3)第五組開關(guān)806、808,被配置為在第二組輸入采樣階段期間(例如,在積分階段2B之前、期間和/或之后),將A/B采樣網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點與Cinb選擇性地連接;以及(4)第六組開關(guān)807、809,被配置為在階段2B期間,將A/B采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點與Cina連接。對于某些方面,第三組開關(guān)802、804還被配置為(例如,在第一組輸入采樣階段期間)將Cina的一側(cè)選擇性地連接到第一電壓電平(例如,電接地(如圖所示)或DC偏置電壓),并且第四組開關(guān)803、805還被配置為(例如,在階段2A期間)將Cinb的一側(cè)選擇性地連接到第二電壓電平。第二電壓電平可以與第一電壓電平相同或不同。對于某些方面,第五組開關(guān)806、808還被配置為(例如,在第二組輸入采樣階段期間)將Cinb的一側(cè)選擇性地連接到第三電壓電平(其可以與第一電壓電平相同),并且第六組開關(guān)807、809還被配置為(例如,在階段2B期間)將Cina的一側(cè)選擇性地連接到第四電壓電平(其可以與第二電壓電平相同)。對于某些方面,第三組開關(guān)802、804和第四組開關(guān)803、805在階段2B期間斷開,而第五組開關(guān)806、808和第六組開關(guān)807、809在階段2A期間斷開。

根據(jù)某些方面,在輸入采樣階段期間,輸入采樣電容器(Cina和Cinb)可以在一端接地(或以其他方式連接到特定電壓電平)并且使用第三組、第四組、第五組和第六組開關(guān)802-809的特定配置在另一端與(經(jīng)濾波的)輸入電壓(Vin)連接。輸入采樣階段可以或可以不與積分階段(階段2A和2B)重合,并且第一組輸入采樣階段與第二組輸入采樣階段不同。對于某些方面,第一組輸入采樣階段可以與第一組積分階段2A重合,并且第二組輸入采樣階段可以與第二組積分階段2B重合(如圖8A的示例中所示)。然而,通常地,第一組輸入采樣階段(當?shù)谌M開關(guān)802、804閉合時)可以與參考采樣階段(例如,當?shù)谝唤M開關(guān)408、410閉合時的階段1)和/或階段2A的任何部分重疊,而不與階段2B(其中第六組開關(guān)807、809閉合)的任何部分重疊。同樣,第二組輸入采樣階段(當?shù)谖褰M開關(guān)806、808閉合時)可以與參考采樣階段和/或階段2B的任何部分重疊,而不與階段2A(其中第四組的開關(guān)803、805閉合)的任何部分重疊。

根據(jù)某些方面,第三組、第四組、第五組和第六組開關(guān)802-809在參考采樣階段(例如,階段1)期間斷開。對于其他方面,在第一組輸入采樣階段期間,第三組開關(guān)802、804閉合,并且第六組開關(guān)807、809斷開。在這種情況下,在第二組輸入采樣階段期間,第五組開關(guān)806、808可以閉合,并且第四組開關(guān)803、805可以斷開。

根據(jù)某些方面,每個采樣網(wǎng)絡(luò)可以包括多于兩個的輸入采樣電容器。在這種情況下,可以存在多于兩個的不同組的積分階段。例如,在三個輸入采樣電容器的情況下,可以存在三組不同的積分階段(例如,階段2A、2B和2C),其中一組積分階段包括每三個積分階段。此外,輸入采樣階段(用于將輸入節(jié)點與輸入采樣電容器連接)可以包括多于兩組的輸入采樣階段,其不需要與不同組的積分階段重合。

根據(jù)其他方面,每個采樣網(wǎng)絡(luò)可以包括單個輸入采樣電容器。如以上關(guān)于圖8A所描述的,例如,每個采樣網(wǎng)絡(luò)可以包括輸入采樣電容器Cina、第三組開關(guān)802、804和第六組開關(guān)807、809。利用單個輸入采樣電容器,可以存在單組積分階段。此外,輸入采樣階段(用于將輸入節(jié)點與輸入采樣電容器連接)可以包括不需要與單組積分階段重合的一組輸入采樣階段。

上文所描述的各種操作或方法可以由能夠執(zhí)行對應(yīng)功能的任何合適的裝置來執(zhí)行。該裝置可以包括各種硬件和/或軟件部件和/或模塊,包括但不限于電路、專用集成電路(ASIC)或處理器。通常地,在存在圖中所示的操作的情況下,這些操作可以具有使用類似編號的對應(yīng)匹配的“裝置加功能”部件。

例如,用于發(fā)射的裝置可以包括發(fā)射機(例如,圖2中所描述的用戶終端120的收發(fā)機前端254或圖2中所示出的接入點110的收發(fā)機前端222)和/或天線(例如,圖2中所描繪的用戶終端120m的天線252ma到252mu或圖2中所圖示的接入點110的天線224a到224ap)。用于接收的裝置可以包括接收機(例如,圖2中所描述的用戶終端120的收發(fā)機前端254或圖2中所示出的接入點110的收發(fā)機前端222)和/或天線(例如,圖2中描繪的用戶終端120m的天線252ma到252mu或圖2中所圖示的接入點110的天線224a到224ap)。用于處理的裝置或用于確定的裝置可以包括處理系統(tǒng),該處理系統(tǒng)可以包括一個或多個處理器(例如,圖2所圖示的用戶終端120的RX數(shù)據(jù)處理器270、TX數(shù)據(jù)處理器288和/或控制器280)。

如本文所使用的,術(shù)語“確定”涵蓋各種各樣的動作。例如,“確定”可以包括計算、運算、處理、導(dǎo)出、調(diào)查、查找(例如,在表、數(shù)據(jù)庫或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找)、探明等。此外,“確定”可以包括接收(例如,接收信息)、訪問(例如,訪問存儲器中的數(shù)據(jù))等。此外,“確定”可以包括解析、選擇、挑選、建立等。

如本文所使用的,指代項目列表中的“至少一個”的短語是指那些項目的任意組合,包括單個成員。作為示例,“a、b或c中的至少一個”旨在覆蓋:a、b、c、a-b、a-c、b-c、a-b-c以及具有多個相同元素的任意組合(a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c或a、b和c的任何其他排序)。

結(jié)合本公開描述的各種示例性邏輯塊、模塊和電路可以使用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件(PLD)、離散門或晶體管邏輯、離散硬件部件或被設(shè)計來執(zhí)行本文所描述的功能的其任意組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器,但是在備選方案中,處理器可以是任何市售的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器還可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合,例如DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器與DSP內(nèi)核結(jié)合或任意其他這樣的配置。

本文公開的方法包括用于實現(xiàn)所描述的方法的一個或多個步驟或動作。在不脫離權(quán)利要求的范圍的情況下,方法步驟和/或動作可以彼此互換。換言之,除非指定步驟或動作的特定順序,否則在不脫離權(quán)利要求的范圍的情況下,可以修改特定步驟和/或動作的順序和/或使用。

所描述的功能可以在硬件、軟件、固件或其任意組合中實現(xiàn)。如果在硬件中實現(xiàn),則示例硬件配置可以包括無線節(jié)點中的處理系統(tǒng)。處理系統(tǒng)可以使用總線架構(gòu)來實現(xiàn)。依賴于處理系統(tǒng)的具體應(yīng)用和總體設(shè)計約束,總線可以包括任意數(shù)量的互連總線和橋??偩€可以將包括處理器、機器可讀介質(zhì)和總線接口的各種電路鏈接在一起??偩€接口可以用于經(jīng)由總線將網(wǎng)絡(luò)適配器等連接到處理系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)適配器可以用于實現(xiàn)PHY層的信號處理功能。在用戶終端120(參見圖1)的情況下,用戶接口(例如,鍵盤、顯示器、鼠標、操縱桿等)也可以連接到總線??偩€還可以鏈接諸如定時源、外圍設(shè)備、電壓調(diào)節(jié)器、電源管理電路等的各種其他電路,這些電路在本領(lǐng)域中是公知的,因此將不再進一步描述。

處理系統(tǒng)可以被配置為通用處理系統(tǒng),該通用處理系統(tǒng)具有提供處理器功能的一個或多個微處理器以及提供機器可讀介質(zhì)的至少部分的外部存儲器,所有這些都通過外部總線架構(gòu)與其他支持電路系統(tǒng)鏈接在一起。備選地,處理系統(tǒng)可以使用具有處理器、總線接口、在接入終端的情況下的用戶接口、支持電路系統(tǒng)以及集成到單個芯片中的機器可讀介質(zhì)的至少一部分的ASIC來實現(xiàn),或者使用一個或多個FPGA、PLD、控制器、狀態(tài)機、門控邏輯、分立硬件部件或任何其他合適的電路系統(tǒng)或可以執(zhí)行貫穿本公開所描述的各種功能的電路的任何組合來實現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到如何根據(jù)具體應(yīng)用和施加在整個系統(tǒng)上的總體設(shè)計約束來最佳地實現(xiàn)用于處理系統(tǒng)的所描述的功能。

應(yīng)當理解,權(quán)利要求不限于上述的精確配置和部件。在不脫離權(quán)利要求的范圍的情況下,可以對上述方法和裝置的布置、操作和細節(jié)進行各種修改、改變和變形。

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