數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置及方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請的權(quán)利要求范圍要求如下申請的優(yōu)先權(quán):2014年10月27日遞交的申請?zhí)枮?62/068,775的美國臨時(shí)案，在此合并參考上述申請案的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及將數(shù)字域的輸入信號轉(zhuǎn)換為模擬域的輸出信號，更特別地，設(shè)及數(shù)模 轉(zhuǎn)換裝置及其相關(guān)方法，用于通過組合使用不同的采樣時(shí)鐘而獲得的模擬輸出來產(chǎn)生組合 模擬輸出。
【背景技術(shù)】
[0004]數(shù)模轉(zhuǎn)換器(digital-to-analog converter，DAC)用于將離散數(shù)字輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 為連續(xù)模擬輸出，W及數(shù)模轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用在各種各樣的應(yīng)用中。然而，由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器將 離散采樣數(shù)字脈沖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)模擬波形，因此，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的連續(xù)模擬輸出通常更為 一零階保持的一系列梯級信號（zero-order hold series of s1:air St邱S)。從離散采樣 脈沖到連續(xù)梯級信號的運(yùn)種轉(zhuǎn)換將產(chǎn)生高頻率圖像信號。若數(shù)字輸出信號頻率為化，W及 采樣頻率為Fs，則運(yùn)些圖像位于N沖S+M沖O的頻率位置，其中，N=l，2,3,…，M = +/-1，W及 運(yùn)些圖像不具有W S in (X) A形式衰減的外部濾波圖像振幅，其中，X = P i沖o/Fs。因此，需減 少/消除運(yùn)些非期望的圖像W防止其它的電路元件受該非期望的圖像的影響。其中一種可 能的解決方案是使用高階后置DAC濾波器化igher-order post-DAC filter)，該高階后置 DAC濾波器用于提供良好的圖像抑制（image rejection)。然而，運(yùn)樣的設(shè)計(jì)將不可避免地 增加生產(chǎn)成本。另一種可能的解決方案是提高DAC的采樣頻率，W將該非期望的圖像移至更 高的頻率，W允許使用低階后置DAC濾波器來移除該非期望的圖像。然而，當(dāng)采樣頻率大于 幾百兆赫茲時(shí)，運(yùn)樣的設(shè)計(jì)不容易實(shí)現(xiàn)。
[0005] 因此，有需要提供一種創(chuàng)新的DAC系統(tǒng)，該創(chuàng)新的DAC系統(tǒng)在使用時(shí)低階后置DAC濾 波器時(shí)能夠提供良好的圖像抑制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置及方法，該數(shù)模轉(zhuǎn)換裝 置用于通過組合使用不同的采樣時(shí)鐘而獲得的模擬輸出來產(chǎn)生組合模擬輸出，W解決上述 問題。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，公開了一種典型的數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置。該典型的數(shù)模轉(zhuǎn)換裝 置包括第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、至少一個(gè)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器W及組合電路。該第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于 接收第一采樣時(shí)鐘和數(shù)字輸入，W及，根據(jù)該第一采樣時(shí)鐘將該數(shù)字輸入轉(zhuǎn)換為第一模擬 輸出。該至少一個(gè)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收該數(shù)字輸入和與該第一采樣時(shí)鐘不同的至少 一個(gè)第二采樣時(shí)鐘，W及根據(jù)該至少一個(gè)第二采樣時(shí)鐘將該數(shù)字輸入轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)第二 模擬輸出。該組合電路，用于將該第一模擬輸出和該至少一個(gè)第二模擬輸出組合成該數(shù)字 輸入的組合模擬輸出。
[000引根據(jù)本發(fā)明的第二方面，公開了一種典型的數(shù)模轉(zhuǎn)換方法。該典型的數(shù)模轉(zhuǎn)換方 法包括:基于第一采樣時(shí)鐘，對數(shù)字輸入執(zhí)行第一數(shù)模轉(zhuǎn)換操作，W及相應(yīng)地產(chǎn)生第一模擬 輸出；基于與該第一采樣時(shí)鐘不同的至少一個(gè)第二采樣時(shí)鐘，對該數(shù)字輸入執(zhí)行至少一次 第二數(shù)模轉(zhuǎn)換操作，W及相應(yīng)地產(chǎn)生至少一個(gè)第二模擬輸出；W及，將該第一模擬輸出和該 至少一個(gè)第二模擬輸出組合成該數(shù)字輸入的組合模擬輸出。
[0009] 采用本發(fā)明，所提供的數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置及方法可W提供良好的圖像抑制，有效減少 在采樣頻率周圍的非期望圖像。
[0010] 本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀附圖所示優(yōu)選實(shí)施例的下述詳細(xì)描述之后，可W毫無疑義 地理解本發(fā)明的運(yùn)些目的及其它目的。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的通用架構(gòu)的方塊圖；
[0012] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的示意圖，該數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置使用本 發(fā)明施例提供的圖1所示的圖像抑制DAC架構(gòu)；
[OOK]圖3是在2沖S處傳遞函數(shù)（1+Z-1)的頻率響應(yīng)示意圖；
[0014]圖4是數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置200在不同的采樣頻率下操作時(shí)傳遞函數(shù)（1+Z-1)的頻率響應(yīng) 示意圖；
[001引圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的傳統(tǒng)DAC設(shè)計(jì)和本發(fā)明提供的具有圖像抑制的DAC 設(shè)計(jì)的時(shí)域波形圖；
[0016] 圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的傳統(tǒng)DAC設(shè)計(jì)和本發(fā)明提供的具有圖像抑制的DAC 設(shè)計(jì)的頻域波形圖；
[0017] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖，該數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置使用本 發(fā)明提供的圖1所示的圖像抑制DAC架構(gòu)；
[001引圖8是在4沖S處傳遞函數(shù)（l+Z-i+Z-2+Z-3)的頻率響應(yīng)示意圖；
[0019] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)模轉(zhuǎn)換方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下描述為本發(fā)明實(shí)施的較佳實(shí)施例。W下實(shí)施例僅用來例舉闡釋本發(fā)明的技術(shù) 特征，并非用來限制本發(fā)明的范疇。在通篇說明書及W下權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯 來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣 的元件。本說明書及權(quán)利要求書并不W名稱的差異來作為區(qū)別元件的方式，而是W元件在 功能上的差異來作為區(qū)別的基準(zhǔn)。本發(fā)明中使用的術(shù)語"元件"、"系統(tǒng)"和"裝置"可W是與 計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體，其中，該計(jì)算機(jī)可W是硬件、軟件、或硬件和軟件的結(jié)合。在W下描述和 權(quán)利要求書當(dāng)中所提及的術(shù)語"包含"和"包括"為開放式用語，故應(yīng)解釋成"包含，但不限定 于…"的意思。此外，術(shù)語"禪接"意指間接或直接的電氣連接。因此，若文中描述一個(gè)裝置禪 接于另一裝置，則代表該裝置可直接電氣連接于該另一裝置，或者透過其它裝置或連接手 段間接地電氣連接至該另一裝置。
[0021] 其中，除非另有指示，各附圖的不同附圖中對應(yīng)的數(shù)字和符號通常設(shè)及相應(yīng)的部 分。所繪制的附圖清楚地說明了實(shí)施例的相關(guān)部分且并不一定是按比例繪制。
[0022] 本發(fā)明的主要構(gòu)思是通過組合模擬輸出來產(chǎn)生數(shù)字輸入的組合模擬輸出表示 (combined analog output r邱resen1:ative)，其中，該模擬輸出是使用不同的采樣時(shí)鐘獲 得的（例如，具有相同頻率但不同相位的采樣時(shí)鐘）。就該組合模擬輸出而言，通過由組合多 個(gè)模擬輸出產(chǎn)生的傳遞函數(shù)，至少可W有效減弱在采樣頻率周圍的圖像(如第一階圖像）， 其中，該多個(gè)模擬輸出是使用不同的采樣時(shí)鐘獲得的。因此，在有意引入傳遞函數(shù)(該傳遞 函數(shù)能夠提供需要的圖像抑制（image-rejection))的幫助下，允許使用低階濾波器(如第 一階低通濾波器，f irst-order low-pass f iIter(XPF))來實(shí)現(xiàn)后置DAC濾波器。下面詳細(xì) 闡述本發(fā)明提供的圖像抑制DAC架構(gòu)的進(jìn)一步描述。
[0023] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的通用架構(gòu)的方塊圖。數(shù)模轉(zhuǎn)換裝 置(digital-to-analog conversion apparatus) 100可W在需要將數(shù)字領(lǐng)域中的輸入信號 轉(zhuǎn)換為模擬領(lǐng)域中的輸出信號的該功能的任意應(yīng)用中使用。例如，數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置100可W實(shí) 現(xiàn)在無線發(fā)射機(jī)(wireless transmitter) 10中。也就是說，數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置100可W是該無線 發(fā)射機(jī)10的一部分，W及該無線發(fā)射機(jī)10還可W包括其它電路(other circuihy) 101，該 其它電路101需要實(shí)現(xiàn)在空中（over the air)傳輸無線信號（如射頻信號）的任務(wù)。需要指 出的是，在無線發(fā)射機(jī)10中使用該數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置100僅用于說明目的，W及并不意味著對本 發(fā)明的限制。因此，凡是使用本發(fā)明提供的數(shù)模轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的任何電子裝置（electronic device)均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024] 數(shù)字電路（digital Circui化y) 1001 是位于數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置(digital-to-analog conversion a卵a(bǔ)ratus)100之前的功能塊，W及產(chǎn)生數(shù)字輸入0_^至該數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置100。 至于數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置100,它包括(但不限于）：時(shí)鐘發(fā)生器(clock generator)102、第一數(shù)模 轉(zhuǎn)換器(digital-t〇-analog converter，DAC) 104、至少一個(gè)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器 106_1 (或 106_ 1-106_N，為方便描述，也可W將106_N稱作第N數(shù)模轉(zhuǎn)換器）W及組合電路（combining circuit) 108。時(shí)鐘