[發(fā)明專利]可重構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制器結(jié)構(gòu)及其排列、使用方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210175343.2
• 申請(qǐng)日: 2012-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN102891682A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾曼·夏柏;哈利爾·基珀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)發(fā)科技（新加坡）私人有限公司
• 主分類號(hào): H03M1/12
• 分類號(hào): H03M1/12
• 代理公司: 北京萬慧達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11111
• 代理人: 于淼;張一軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Digital?Converter，ADC）領(lǐng)域，特別是有關(guān)于使用噪聲耦合的可重構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制器結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

當(dāng)今，無線通信接收器必須支持多種不同的通信標(biāo)準(zhǔn)，例如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global?System?for?Mobile?communications，以下簡(jiǎn)稱為GSM）、GSM演進(jìn)的增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率（Enhanced?Data?rate?for?GSM?Evolution，以下簡(jiǎn)稱為EDGE）、時(shí)分同步的碼分多址技術(shù)（Time?Division-Synchronous?Code?Division?Multiple?Access，以下簡(jiǎn)稱為TD-SCDMA）、寬帶碼分多址（Wide?band?Code?Division?Multiple?Access，以下簡(jiǎn)稱為WCDMA）,高速下行分組接入(High?Speed?Downlink?Packet?Access+，以下簡(jiǎn)稱為HSPA+),以及長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(Long?Term?Evolution，以下簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)TE)。這使得無線設(shè)備能夠適應(yīng)可用的網(wǎng)絡(luò)資源并且提供給用戶可能的最好服務(wù)。上述功能通過針對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)分配專屬電路或者針對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)通用電路進(jìn)行重構(gòu)來在無線電話（handset）硬件中達(dá)成的。

無線接收器中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一個(gè)重要組件。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功能為將接收信號(hào)數(shù)字化以使其能夠由數(shù)字信號(hào)處理硬件或者軟件組件處理。模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入信號(hào)的帶寬（bandwidth）隨著所支持的標(biāo)準(zhǔn)而改變。例如，對(duì)于GSM標(biāo)準(zhǔn)需要100kHZ，而對(duì)于LTE需要10MHz。

雖然為每一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置專屬模數(shù)轉(zhuǎn)換器是可行的，但因?yàn)榇朔椒▽⑹辜呻娐返拿娣e與成本增加，所以其并不是最佳的。針對(duì)最大輸入信號(hào)帶寬設(shè)計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器并將其用于較小信號(hào)帶寬也是可行的，但因?yàn)榇朔椒ㄔ谳^窄帶寬的狀況下，功率消耗遠(yuǎn)大于所需而使得電池壽命降低，所以其也不是最佳的。由此，業(yè)界不僅需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器是能重構(gòu)的（reconfigurable），還需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功率消耗量與帶寬成比例。

特別地，ΔΣ模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)為有諸多優(yōu)點(diǎn)的無線接收器的設(shè)計(jì)。在此，允許使用多種方法來進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器的重構(gòu)（reconfiguration）。

改變階次或環(huán)路濾波器配置（configuration）是可行的。當(dāng)使用級(jí)聯(lián)（cascaded）或多階（mash）ΔΣ架構(gòu)時(shí)，可關(guān)閉級(jí)聯(lián)中的方塊（blocks）來降低針對(duì)較低帶寬狀況的階次，并由此節(jié)省能源。這些技術(shù)無法達(dá)成與帶寬成比例地降低能源。這是因?yàn)橹貥?gòu)涉及從模數(shù)轉(zhuǎn)換器后端（back-end）移除組件，而一般情況下，這并不能為耗能預(yù)算作出主要貢獻(xiàn)。

另一重構(gòu)策略涉及修改模數(shù)轉(zhuǎn)換器組件所使用的時(shí)鐘頻率及偏流（bias?current）。此策略確實(shí)允許功率消耗與信號(hào)帶寬成比例。但需注意這需要特別保證晶體管以及其所建立的電路組件保持在可接受的操作范圍。使用基于鎖相回路(Phase?Loop?Lock，以下簡(jiǎn)稱為PLL)偏流產(chǎn)生器的方法被提出，但是這需要額外的電路。另外需要注意的一點(diǎn)在于，特別當(dāng)使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的離散時(shí)間實(shí)施時(shí)，改變時(shí)鐘頻率是抗鋸齒性（anti-aliasing）所必需的。

本發(fā)明提供解決上述重構(gòu)問題的方案，其中功率消耗與輸入信號(hào)帶寬成比例。此方案是基于噪聲耦合的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的使用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種可重構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制器結(jié)構(gòu)、排列可重構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制器結(jié)構(gòu)的方法及使用可重構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制器結(jié)構(gòu)以執(zhí)行噪聲耦合的方法。

根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，提供一種可重構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制器結(jié)構(gòu)，包含：多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，通過各自的噪聲量化轉(zhuǎn)換函數(shù)相互耦接，每一模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)接收模擬信號(hào)作為輸入，并且每一模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)輸出一個(gè)第一輸出信號(hào)；加法器模塊，接收多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的多個(gè)第一輸出信號(hào)，對(duì)第一輸出信號(hào)執(zhí)行加法，以及產(chǎn)生第二輸出信號(hào)；以及除法器模塊，接收第二輸出信號(hào)，并且以預(yù)定因子對(duì)第二輸出信號(hào)執(zhí)行除法操作。

根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式，提供一種排列可重構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制器結(jié)構(gòu)的方法，包含：通過各自的噪聲量化轉(zhuǎn)換函數(shù)將多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)相互耦接，每一模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)接收模擬信號(hào)作為輸入，并且每一模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)輸出一個(gè)第一輸出信號(hào)；使用加法器模塊接收多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的多個(gè)第一輸出信號(hào)，對(duì)第一輸出信號(hào)執(zhí)行加法，加法器模塊產(chǎn)生第二輸出信號(hào)；以及使用除法器模塊，接收第二輸出信號(hào)，并且以預(yù)定因子對(duì)第二輸出信號(hào)執(zhí)行除法操作。