[發明專利]通過電荷共享的混疊抑制

有效

• 申請號: 201880080905.0
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN111480298B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: S·貝克;D·J·阿拉迪;B·西瓦庫瑪;山本健太郎
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03M1/06
• 分類號: H03M1/06;H03M1/46
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 閆昊

公開了一種用于通過電荷共享進行混疊抑制的示例設備。該設備包括濾波器采樣網絡、數模轉換器和電荷共享開關。濾波器采樣網絡包括電容器和第一開關，第一開關耦合在輸入節點和電容器之間。濾波器采樣網絡被配置為經由第一開關將電容器連接至輸入節點或者將電容器與輸入節點斷開。數模轉換器包括電容器陣列和第二開關，第二開關耦合在輸入節點和電容器陣列之間。電容器陣列耦合在第二開關和電荷共享節點之間。數模轉換器被配置為經由第二開關將電容器陣列連接至輸入節點或者將電容器陣列與輸入節點斷開。電荷共享開關耦合在電荷共享節點和電容器之間，并且被配置為將電容器連接至數模轉換器或者將電容器與數模轉換器斷開。

相關申請的交叉參考

本申請要求2018年6月15日提交的美國專利申請第16/010,117號的利益，該申請又要求2017年12月18日提交的美國臨時申請第62/607,309號的優先權，其公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明總的來說涉及模數轉換，更具體地，涉及在模數轉換器內平均采樣以提供混疊抑制(alias?rejection)。

背景技術

電子裝置使用射頻(RF)信號以使用戶能夠與朋友交談、下載信息、共享圖片、遠程控制家用裝置、接收全球定位信息或收聽無線電臺。這些射頻信號是模擬信號，可以在電子裝置之間進行物理傳輸，并且傳送數字編碼的通信數據。電子裝置使用模數轉換器來將模擬信號轉換為數字信號，這使得能夠提取通信數據。模數轉換器通過在一些采樣頻率處對模擬信號進行采樣來執行轉換。通常，采樣頻率大于模擬信號頻率的兩倍(例如，根據奈奎斯特速率)，這使得模擬信號能夠在數字域中精確地表示。

然而，有時，環境中不需要的信號(也稱為干擾源(jammer))被電子裝置檢測到，并且會干擾期望的通信信號。干擾源的示例包括存在于操作環境中的其它不相關信號以及與期望的通信信號相關聯的諧波或其它雜散信號。如果這些干擾源的頻率大于或等于模數轉換器的采樣頻率的一半，則干擾源會減小電子裝置的動態范圍，并在模數轉換器中造成混疊。如果模數轉換器對干擾源采樣不足，以致產生的數字輸出不能用于重建干擾源(例如，采樣頻率小于或等于干擾源的頻率的兩倍)，則會發生混疊。由于混疊，干擾源的數字表示包括會干擾期望的通信信號的較低頻率。

一些通信系統設計使用抑制或濾波電路來衰減和抑制干擾源。然而，取決于干擾源的強度，該電路會變得尺寸較大，需要大量的功率，或者變得過于昂貴。其他設計可增加模數轉換器的采樣率以防止混疊。然而，高采樣率需要額外的功率，并且會增加模數轉換器的設計復雜性。總的來說，設計一種既能提供混疊抑制又能節省功率且有效利用電子裝置中的可用空間的電子裝置變得具有挑戰性。

發明內容

公開了一種通過電荷共享實施混疊抑制的設備。所描述的技術利用模數轉換器內的多個電容器和開關來過濾和抽取模擬信號。通過在兩個或多個電容器之間共享電荷，對模擬信號的多個樣本進行平均。基于平均樣本生成數字輸出，這通過衰減高頻干擾源提供混疊抑制。通過調整電容，可以調整混疊抑制以衰減各種不同的頻率，而不改變模數轉換器的采樣率。所述技術能通過提供混疊抑制而不增加模數轉換器的總采樣率來節省功率。能利用模數轉換器內預先存在的電容器和開關，這可以進一步節省成本并有效利用模數轉換器中的空間。此外，由于這些技術通常應用于模數轉換器的采樣保持階段，因此模數轉換器內的轉換處理可以保持相對不變。

在一個示例方面中，描述了一種設備。該設備包括輸入節點、電荷共享節點、濾波器采樣網絡、數模轉換器和電荷共享開關。濾波器采樣網絡包括電容器和第一開關。第一開關耦合在輸入節點和電容器之間。濾波器采樣網絡被配置為經由第一開關將電容器連接至輸入節點或者將電容器與輸入節點斷開。數模轉換器包括電容器陣列和第二開關。第二開關耦合在輸入節點和電容器陣列之間。電容器陣列耦合在第二開關和電荷共享節點之間。數模轉換器被配置為經由第二開關將電容器陣列連接至輸入節點或者將電容器陣列與輸入節點斷開。電荷共享開關耦合在電荷共享節點和電容器之間。電荷共享開關被配置為將電容器連接至數模轉換器或者將電容器與數模轉換器斷開。