[發明專利]模數轉換系統

有效

• 申請號: 200880100683.0
• 申請日: 2008-07-28
• 公開（公告）號: CN101809453A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 奈良明
• 申請（專利權）人: 特克特朗尼克國際銷售有限責任公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;H04L27/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;李家麟

技術領域

本發明涉及一種模數轉換系統、尤其是在滿足寬動態范圍和寬頻帶 的同時實現簡化的變頻電路的模數轉換系統。

背景技術

信號分析器被用于從時域和頻域兩個角度分析無線設備(比如移動 電話)的信號。信號分析器將受測試的模擬信號轉換成數字數據，所 述數字數據例如使用FFT而被數字處理以產生頻域數據。

需要信號分析器具有較寬的動態范圍和較寬的頻帶。關鍵在于在模 數轉換中滿足寬動態范圍和寬頻帶二者。

然而，同時滿足寬動態范圍(＝大比特數)和寬頻帶(＝高采樣頻 率)二者對于現有的模數轉換器而言非常困難。例如，由美國Linear Technology公司制造的LTC2242-12、12比特模數(AD)轉換器具有 采樣頻率250MHz。由所述公司制造的LTC2208、16比特AD轉換器具有 采樣頻率130MHz。如上所述，比特數越大，則采樣頻率總的來說就越 低。

因此，常規的信號分析器可能具有多個模數轉換器，其中所述模數 轉換器之一針對動態范圍被優化，而另一轉換器針對帶寬或者高采樣 頻率被優化，并且它們被并行地使用。例如，日本專利3433724就公 開了一種這樣的發明。

圖1是日本專利No.3433724所公開的發明的方框圖。第一路徑具 有窄頻帶但寬動態范圍，并且第二路徑具有窄動態范圍但寬頻帶。

發明內容

所述使用多個模數轉換器的方法需要相應的變頻器，因為應當被提 供給相應電路的信號的頻帶不同。在圖1中，提供有第一和第二混頻 器6和8以產生具有適于相應的第一和第二路徑的頻帶的信號。增加 變頻器數目將導致電路復雜度和成本增加。

根據本發明實施例的模數轉換系統使用具有不同采樣頻率和比特 數的第一和第二模數轉換裝置的組合來產生具有寬頻帶的窄動態范圍 的數字數據以及具有寬動態范圍的窄頻帶的數字數據，但是使用共同 的變頻裝置來給它們提供從輸入信號得出的中頻信號。其中第一模數 轉換裝置的采樣頻率是Fs1，并且第二模數轉換裝置的采樣頻率是Fs2， Fs2低于Fs1。第一濾波裝置給第一模數轉換裝置提供輸出信號，該輸 出信號是通過讓所述中頻信號通過第一模數轉換裝置的第n個奈奎斯 特區中的第一頻帶而獲得的。第二濾波裝置給第二模數轉換裝置提供 輸出信號，該輸出信號是通過讓所述中頻信號通過第二模數轉換裝置 的第k個奈奎斯特區中的第二頻帶而獲得的。其中n和k是奈奎斯特 區的序號。

在本發明的實施例中，第k個奈奎斯特區頻帶被設置在第n個奈奎 斯特區頻帶之內，并且第n個奈奎斯特區頻帶被設置在所述中頻信號 的頻帶之內。更優選地，第k個奈奎斯特區頻帶被設置在第n個奈奎 斯特區頻帶的中心部分中，并且第n個奈奎斯特區頻帶被設置在所述 中頻信號的頻帶的中心部分中。具體而言，第n個和第k個奈奎斯特 區的序號n和k為整數，并且滿足等式(2n-1)Fs1＝(2k-1)Fs2 的n、k、Fs1和Fs2被選擇并且被用于使第n個和第k個奈奎斯特區 的中心頻率對齊，從而使得所述值可以被稱為基準，并且可以使用經 過調整的值。換言之，可以選擇和使用粗略地滿足(和/或完全滿足) 等式(2n-1)Fs1＝(2k-1)Fs2的值。

另外，第一和第二頻帶的中心頻率可以基本上和/或完全對齊。這 允許第一和第二模數轉換裝置使用所述中頻信號的中心部分，這導致 最佳的特性。為了方便電路設計，第n個奈奎斯特區的序號n優選地 應當是2或2以上的整數。然后，第二轉換裝置的第k個奈奎斯特區 的序號k可以是3或3以上的大于n的整數，因為采樣頻率Fs2低于 第一轉換裝置的采樣頻率。

如所述的那樣，本發明的實施例組合模數轉換器，以使得一個具有 高采樣頻率(寬頻帶)但是具有小比特數(窄動態范圍)，而另一個 具有低采樣頻率(窄頻帶)但是具有大比特數(寬動態范圍)，同時 可以使用給所述模數轉換器提供中頻信號的共同的變頻裝置。因此， 其在簡化RF電路以降低成本的同時具有出色的動態范圍和寬頻帶。可 以根據某個目的通過修改模數轉換器的組合來容易地重新配置該系 統。

附圖說明

圖1(現有技術)是包含模數轉換器的常規信號分析器的方框圖。

圖2是包括根據本發明實施例的模數轉換系統的信號分析器的方 框圖。

圖3是用于解釋奈奎斯特區的序號的圖。