[發明專利]帶通數模轉換器的方法和裝置

有效

• 申請號: 201080043859.0
• 申請日: 2010-09-20
• 公開（公告）號: CN102549928A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: B·帕特羅維克
• 申請（專利權）人: 熵敏通訊股份有限公司
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66
• 代理公司: 北京萬慧達知識產權代理有限公司 11111
• 代理人: 楊穎;張一軍

技術領域

公開的系統和方法涉及數字信息到模擬信息的轉換。更具體而言，公開的系統和方法涉及通信系統使用的數模轉換器。

背景技術

目前，數字通信系統包括用于通信音頻信息、視頻信息和其他數據的系統。這些系統包括用于經過同軸電纜、無線連接等分布信息的方法。某些該數字通信系統使用數字調制方法以在有限頻帶中傳輸數字位流。數字信息(一般以位流形式)最初被調至到數字基帶信號，然后被轉化為模擬基帶信號。模擬基帶信號然后被轉化為射頻(RF)信號。可替代地，數字信息可首先被轉換成模擬信息(即，模擬基帶信號)。該模擬基帶信號然后被調制到RF載體上。這通常借助公知的正交I、Q調制器實現。圖1表示用于執行該功能的現有技術的數模轉換器(DAC)100的框圖。

圖1中的DAC系統100接收同相數字信號I。系統100還接收正交相位數字信號Q。數字信號I和Q采用分別表示基帶I和Q信號在時間序列點上振幅的一連串數字值(或采樣)的形式。數字樣本流由DAC102、104以遞進形式轉換為基帶信號的模擬近似表示，形式上由數字樣本流表示的I和Q。DAC102、104接收具有采樣頻率f_s的采樣時鐘信號106。采樣時鐘信號106由時鐘生成器108和振蕩器110生成。理論上，DAC?102、104將準確地再現模擬信號I和Q。然而，DAC?102、104中的轉換處理引入失真。失真是以sin(x)/x(通常稱為“sinc”函數)的形式。輸入基帶信號在頻域中乘以sinc函數。因此，DAC輸出信號112、114具有sinc包絡(envelope)。

除了與sinc函數相乘，DAC?102、104的輸出包括具有的頻率等于采樣頻率f_s加減基帶信號I和Q的頻率的光譜圖像。此外，在采樣頻率f_s加減基帶頻率的每個諧波產生光譜圖像。借助上轉換器或混合器124、126中的乘法，一般使用正交局部振蕩器(LO)信號127、128上轉換DAC?102、104的輸出112、114。乘法過程實現將模擬基帶信號調制到RF載波上，以及基帶信號上轉換到RF載頻。第一局部振蕩器(LO)信號127是由振蕩器130產生。第二LO信號128由負90度移相器132產生。該振蕩器130一般獨立于用于產生采樣時鐘信號106的振蕩器110，以便獲得載頻的更大頻率范圍。在轉換后，使用減法設備138從混合輸出信號140減去混合輸出信號142產生RF輸出信號136。

除了基礎頻率，LO信號127、128通常含有諧波頻率(或在乘法處理中在混合器中產生的LO諧波)。通常，LO信號是方波信號，具有較強的諧波含量，主要由奇數階形成。如果原始的未濾波DAC輸出信號112和114被直接應用于各自的混合器，DAC?102、104產生的光譜圖像可能由LO基礎和其諧波轉換為所需的頻率，并從而影響混合器124、126的所需上轉換輸出。此外，由于落在該邊帶的不希望的轉換項而使得減法結138中該邊帶的取消是不完全的，因此現有技術DAC系統100不能產生單邊帶(SSB)信號，即殘余功率仍將保留在該其他(不希望的)邊帶中。本領域公知的是：產生SSB信號的能力對于構建復雜的RF信號是必需的。

為了避免光譜影響并實現產生SSB信號的能力(因此產生任何復雜的信號)，低通抗鋸齒或重建濾波器(LPRF)116、118用于從DAC輸出信號112、114減少或消除不希望的光譜圖像。然而，LPRF是較大并復雜的，推高了DAC系統的成本。具體而言，在LPRF中的必要有源濾波器增加了芯片的成本，功率及模具尺寸。LPRF濾波器也存在性能困難。例如，需要謹慎地平衡和匹配I-信道和Q-信道信號路徑。這使得使用LPRF更加困難。具體而言，高階LPRF濾波器更難于平衡和匹配信號路徑。較大LPRF也與設計關鍵塊競爭用于模具的優化布置。所有這些因素現呈現了會顯著影響DAC系統的成本和性能的設計挑戰。

可以從以上說明看出：需要一種技術直接產生帶通信號并同時避免常規方法的上述問題。

發明概述

公開的方法和設備提供了使用有效結構將數字信號轉換為模擬信號的裝置，所述有效結構通過提供用于取消否則會產生的圖像的裝置而減少所需濾波器的數量。通過系統中的三個參數，選擇是否產生上邊帶、下邊帶以及上下邊帶的組合以及如何歪斜從系統輸出的包絡。

附圖簡述