專利名稱：自適應(yīng)高階數(shù)/模轉(zhuǎn)換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及電子學(xué)，且更具體地說，涉及用于執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的技術(shù)。
背景技術(shù)：
數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)為接收數(shù)字信號(hào)且輸出模擬信號(hào)的電路。DAC通常用于各種 電子裝置中以在數(shù)字電路與模擬電路之間提供接口。舉例來說，例如蜂窩式電話等無線通 信裝置可包括一個(gè)或一個(gè)以上DAC以與發(fā)射器、音頻輸出電路、視頻輸出電路等介接。通常結(jié)合例如用以對(duì)來自DAC的模擬信號(hào)進(jìn)行濾波的重構(gòu)濾波器等模擬電路來 使用DAC。模擬電路可能相對(duì)較復(fù)雜，且可增加使用所述DAC的電子裝置的復(fù)雜性及成本。 需要使用簡(jiǎn)單的模擬電路來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換以便降低復(fù)雜性及成本。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述用于使用一階或較高階保持來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的技術(shù)。所述技術(shù)利用簡(jiǎn) 單的模擬電路用于信號(hào)重構(gòu)，且采用反饋控制技術(shù)來改進(jìn)模擬電路的低頻率行為且實(shí)現(xiàn)良 好性能。在一種設(shè)計(jì)中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路包括逆模型電路、反饋電路、零階保持(Z0H)電路 及模擬電路。所述逆模型電路處理數(shù)字輸入信號(hào)且提供第一數(shù)字信號(hào)。所述反饋電路接收 所述第一數(shù)字信號(hào)及來自所述模擬電路的模擬輸出信號(hào)，執(zhí)行低頻率噪聲濾波，且提供第 二數(shù)字信號(hào)。所述Z0H電路使用零階保持將所述第二數(shù)字信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬，且提供 用于所述模擬電路的模擬輸入信號(hào)。所述模擬電路對(duì)所述模擬輸入信號(hào)進(jìn)行操作，且提供 模擬輸出信號(hào)。所述模擬電路可為具有一個(gè)或一個(gè)以上極點(diǎn)的簡(jiǎn)單電路。在一種設(shè)計(jì)中，所述反饋電路包括模型電路、第一及第二加法器、環(huán)路濾波器及模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。所述模型電路基于傳遞函數(shù)M(s)對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行操作且提供 模型輸出信號(hào)。ADC數(shù)字化所述模擬輸出信號(hào)且提供數(shù)字化輸出信號(hào)。第一加法器從所述 模型輸出信號(hào)中減去數(shù)字化輸出信號(hào)，且提供誤差信號(hào)。環(huán)路濾波器對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行 濾波且提供經(jīng)濾波信號(hào)。第二加法器對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)與所述第一數(shù)字信號(hào)求和且提供所 述第二數(shù)字信號(hào)。所述反饋電路執(zhí)行噪聲濾波以便在最少地影響所述第一數(shù)字信號(hào)的同時(shí) 改進(jìn)所述模擬電路的低頻率行為。所述模型電路的傳遞函數(shù)M(s)可基于模擬電路的傳遞函數(shù)G(s)及Z0H電路的傳 遞函數(shù)Z(s)而自適應(yīng)地確定。適應(yīng)電路可估計(jì)所述模擬電路的至少一個(gè)參數(shù)(例如，極點(diǎn) 頻率及增益)。所述模型電路的傳遞函數(shù)M(s)接著可基于所述所估計(jì)的參數(shù)而實(shí)施。逆模 型電路可具有傳遞函數(shù)『(s)，其為模型電路的傳遞函數(shù)M (s)的逆反形式。下文進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的各種方面及特征。


圖1A展示常規(guī)數(shù)/模轉(zhuǎn)換。
圖IB展示數(shù)字輸入信號(hào)及模擬輸入信號(hào)。圖1C展示所述模擬輸入信號(hào)的頻譜響應(yīng)。圖2展示使用一階保持的數(shù)/模轉(zhuǎn)換。圖3展示使用一階或較高階保持及負(fù)反饋的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。圖4展示所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路內(nèi)的反饋電路。圖5展示所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的模型參考系統(tǒng)。圖6展示所述反饋電路內(nèi)的模型電路。圖7展示使用一階或較高階保持及負(fù)反饋的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的另一設(shè)計(jì)。圖8展示使用一階保持的模擬輸出信號(hào)。圖9展示用于執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的過程。圖10展示用于數(shù)/模轉(zhuǎn)換的反饋處理的過程。圖11展示無線通信裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式圖1A展示以常規(guī)方式執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的裝置100的框圖。在裝置100內(nèi)，數(shù)字電 路110接收并處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，且提供數(shù)字輸入信號(hào)d(n)，其中n為樣本索引。DAC 120使用 零階保持將所述數(shù)字輸入信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬，且提供模擬輸入信號(hào)對(duì)0 ,其中t為連續(xù) 時(shí)間的變量。重構(gòu)濾波器130對(duì)所述模擬輸入信號(hào)進(jìn)行濾波且提供模擬輸出信號(hào)只？)。濾 波器130可執(zhí)行各種功能，例如由數(shù)/模轉(zhuǎn)換引起的圖像衰減、對(duì)歸因于零階保持的頻率響 應(yīng)下降的補(bǔ)償?shù)取D1B展示圖1A中的數(shù)字輸入信號(hào)d(n)及模擬輸入信號(hào)對(duì)0的時(shí)序圖。數(shù)字輸入 信號(hào)在離散時(shí)刻ni、n2等處含有數(shù)字值。DAC 120通過輸出并保持每一數(shù)字值持續(xù)取樣周 期T的整個(gè)持續(xù)時(shí)間來產(chǎn)生模擬輸入信號(hào)好0。所述模擬輸入信號(hào)在每一取樣時(shí)刻改變到 所述取樣時(shí)刻的新數(shù)字值。圖1C展示時(shí)域階梯函數(shù)的歸因于零階保持的頻率響應(yīng)Z(f)。由DAC 120進(jìn)行的 零階保持導(dǎo)致具有正弦(x)/x形狀的頻率響應(yīng)Z(f)，其中空值的位置由取樣周期T確定。 所述模擬輸入信號(hào)⑴包括在原點(diǎn)處的所要信號(hào)分量150(其通過所述下降而經(jīng)濾波)以及 在1/T的倍數(shù)處的圖像160 (其通過正弦(x)/x陷波而經(jīng)濾波)。為了簡(jiǎn)單起見，圖1C中僅 展示處于正頻率的分量。重構(gòu)濾波器130可嘗試衰減高于1/T的頻率處的圖像。重構(gòu)濾波 器130還可嘗試補(bǔ)償通帶中歸因于正弦(x)/x響應(yīng)的下降。重構(gòu)濾波器130的復(fù)雜性可取 決于各種因素，例如信號(hào)帶寬、取樣速率、圖像的所要衰減量、所要通帶響應(yīng)等。相對(duì)復(fù)雜的 重構(gòu)濾波器可用以滿足適用需求，但可增加裝置100的復(fù)雜性及成本。需要使用簡(jiǎn)單的模擬電路在獲得良好性能的同時(shí)執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換。這可通過使用 一階或較高階保持來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換而實(shí)現(xiàn)。一般來說，本文所述的技術(shù)可用于高于零階 保持的任何階。為了清晰起見，下文針對(duì)一階保持(F0H)描述所述技術(shù)的某些方面。圖2展示使用一階保持執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的裝置200的設(shè)計(jì)的框圖。在裝置200內(nèi)， 數(shù)字電路210接收并處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，且將數(shù)字輸入信號(hào)d(n)提供到數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路220。 在轉(zhuǎn)換電路220內(nèi)，微分器230對(duì)數(shù)字輸入信號(hào)進(jìn)行微分運(yùn)算且提供微分信號(hào)。Z0H電路 240使用零階保持將所述微分信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬，且提供模擬輸入信號(hào)。積分器250對(duì)所述模擬輸入信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，且提供模擬輸出信號(hào)y (t)
轉(zhuǎn)換電路220的總傳遞函數(shù)H(s)可表達(dá)為 H (^)=
L-z"1
T
微分器
其中S = jco，CO為以弧度為單位的頻率，且z—1指示一個(gè)取樣周期的延遲。
1-嚴(yán)
如等式(1)中所示，零階保持具有傳遞函數(shù)」
-般來說，L階保持具有傳遞
.1-嚴(yán)、L+1
函數(shù)^^ ,其中L彡0。等式(1)指示一階保持可使用圖2中所示的微分器230、Z0H
5T
J
電路240及積分器250的組合來實(shí)現(xiàn)。數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路220可能由于若干原因而難以實(shí)施或?qū)嵤┢饋聿磺袑?shí)際。第一， 理想/純積分器通常為不可實(shí)現(xiàn)的，但可通過在低頻率處具有極點(diǎn)的電路來近似。第二，積 分器與具有極點(diǎn)的電路兩者易受可能嚴(yán)重降級(jí)模擬輸出信號(hào)的質(zhì)量的低頻率噪聲、漂移及 干擾。在一方面中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路包括具有一個(gè)或一個(gè)以上極點(diǎn)的簡(jiǎn)單模擬電路及用 以改進(jìn)所述模擬電路的低頻率行為的數(shù)字反饋電路。所述轉(zhuǎn)換電路可使用一階或較高階保 持來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，且可較平滑地重構(gòu)所述模擬輸出信號(hào)。所述一階或較高階保持可通 過使用反饋控制技術(shù)導(dǎo)引來自模擬電路的模擬輸出信號(hào)而實(shí)現(xiàn)。圖3展示使用一階或較高階保持及負(fù)反饋的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路300的設(shè)計(jì)的框圖。 在轉(zhuǎn)換電路300內(nèi)，逆模型電路310如以下描述接收并處理數(shù)字輸入信號(hào)d (n)，且提供第一 數(shù)字信號(hào)f (n)。反饋電路330接收所述第一數(shù)字信號(hào)及模擬輸出信號(hào)y(t)，且產(chǎn)生提供所 要模擬輸出信號(hào)的第二數(shù)字信號(hào)s (n)。Z0H電路360使用零階保持將所述第二數(shù)字信號(hào)從 數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬，且提供模擬輸入信號(hào)x(t)。模擬電路370對(duì)所述模擬輸入信號(hào)進(jìn)行操作， 且提供模擬輸出信號(hào)y(t)。模擬電路370可近似于具有單一極點(diǎn)的積分器，或可實(shí)施具有 多個(gè)極點(diǎn)的較高階濾波器。反饋電路330執(zhí)行若干功能。第一，反饋電路330嘗試改進(jìn)模擬電路370的低頻 率行為。第二，反饋電路330嘗試傳遞所述第一數(shù)字信號(hào)的信號(hào)成分。反饋電路330、Z0H 電路360及模擬電路370 (所述電路形成模型參考系統(tǒng)320)的組合傳遞函數(shù)可經(jīng)設(shè)計(jì)以緊 密匹配Z0H電路360及模擬電路370的組合傳遞函數(shù)。逆模型電路310可具有為模型參考 系統(tǒng)320的傳遞函數(shù)的逆反形式的傳遞函數(shù)，使得轉(zhuǎn)換電路300的總響應(yīng)在寬帶寬上為平 坦的。圖4展示模型參考系統(tǒng)320a及反饋電路330a的框圖，所述模型參考系統(tǒng)320a及 反饋電路330a為圖3中的模型參考系統(tǒng)320及反饋電路330的一種設(shè)計(jì)。為了簡(jiǎn)單起見， 圖4展示各種電路的在s域中的傳遞函數(shù)，所述s域通常用于模擬電路及連續(xù)時(shí)間中的信 號(hào)。反饋電路330a接收所述第一數(shù)字信號(hào)f(n)及所述模擬輸出信號(hào)y (t)，且產(chǎn)生所述第 二數(shù)字信號(hào)s(n)。在反饋電路330a內(nèi)，模型電路340接收所述第一數(shù)字信號(hào)f (n)且提供模型輸出 信號(hào)u(n)。ADC 380接收并數(shù)字化所述模擬輸出信號(hào)y(t)，且提供數(shù)字化輸出信號(hào)v(n)。加法器342從所述模型輸出信號(hào)中減去數(shù)字化輸出信號(hào)，且提供誤差信號(hào)e (n)。環(huán)路濾波 器350對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行濾波且提供經(jīng)濾波信號(hào)。加法器352對(duì)經(jīng)濾波信號(hào)及第一數(shù)字 信號(hào)求和，且提供所述第二數(shù)字信號(hào)s (n)。反饋電路330a、Z0H電路360及模擬電路370形成模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)，且可 使用自適應(yīng)控制技術(shù)來分析。環(huán)路濾波器350確定所述自適應(yīng)控制系統(tǒng)的噪聲濾波及環(huán)路 動(dòng)態(tài)。在一種設(shè)計(jì)中，環(huán)路濾波器350的傳遞函數(shù)F(s)可表達(dá)為，等式⑵ s + p其中p為環(huán)路濾波器的極點(diǎn)的頻率。傳遞函數(shù)F(s)確定由加法器342及352、環(huán)路濾波器350、Z0H電路360、模擬電路 370及ADC 380形成的環(huán)路332的閉合環(huán)路帶寬。環(huán)路濾波器350的窄帶寬可提供較多噪 聲濾波但較慢瞬態(tài)響應(yīng)。相反，環(huán)路濾波器350的較寬帶寬可提供較少噪聲濾波但較快瞬 態(tài)響應(yīng)。環(huán)路濾波器350的帶寬可經(jīng)選擇以實(shí)現(xiàn)所要噪聲濾波及環(huán)路動(dòng)態(tài)。反饋電路330a實(shí)施兩點(diǎn)或雙端口調(diào)制以便實(shí)現(xiàn)模擬輸出信號(hào)的寬帶調(diào)制。在反 饋電路330a內(nèi)，第一數(shù)字信號(hào)f (n)被提供到高通調(diào)制路徑及低通調(diào)制路徑兩者。在高通 調(diào)制路徑中，所述第一數(shù)字信號(hào)從反饋電路330a的輸入直接提供到加法器352。在低通調(diào) 制路徑中，所述第一數(shù)字信號(hào)經(jīng)由模型電路340、加法器342及環(huán)路濾波器350提供到加法 器352。所述低通調(diào)制路徑的帶寬由模型電路340及環(huán)路濾波器350確定，且可為相對(duì)較 窄。通過經(jīng)由分離的高通及低通調(diào)制路徑施加所述第一數(shù)字信號(hào)，所述自適應(yīng)控制系統(tǒng)可 提供具有比自適應(yīng)控制系統(tǒng)的閉合環(huán)路帶寬寬的信號(hào)帶寬的第二數(shù)字信號(hào)。模型電路340具有s域中的傳遞函數(shù)M(s)，Z0H電路360具有s域中的傳遞函數(shù) Z(s)，且模擬電路370具有s域中的傳遞函數(shù)G(s)。模型電路340的傳遞函數(shù)可經(jīng)界定以 匹配Z0H電路360及模擬電路370的組合傳遞函數(shù)，如下M(s) = Z(s) G(s)。 等式(3)如果等式(3)經(jīng)實(shí)現(xiàn)，則反饋電路330a、Z0H電路360及模擬電路370的組合傳遞 函數(shù)將等于Z(s) -G(s)0在此情況下，反饋電路330a可在最少地影響總傳遞函數(shù)的同時(shí)改 進(jìn)模擬電路370的低頻率行為。圖5展示模型參考控制系統(tǒng)520的框圖，所述模型參考控制系統(tǒng)520為圖3中的模 型參考系統(tǒng)320的模型。為簡(jiǎn)單起見，從系統(tǒng)520省略圖4中的Z0H電路360及ADC 380。 在系統(tǒng)520中，模型電路540、加法器542、環(huán)路濾波器550及加法器552分別以與圖4中的 模型電路340、加法器342、環(huán)路濾波器350及加法器352相同的方式耦合。模擬電路570 直接耦合到加法器552的輸出。對(duì)于一階保持，模擬電路570的傳遞函數(shù)G(s)及模型電路540的傳遞函數(shù)M(s) 可表達(dá)為G⑷=丄，及 等式⑷
s + aM⑷=~^，等式(5)
m其中a為模擬電路570的極點(diǎn)的頻率，
b為模擬電路570的增益，affl為模型電路540的極點(diǎn)的頻率，且bm為模型電路540的增益。等式⑷中的傳遞函數(shù)G(s)可使用與電阻器(R)及電容器(C)并聯(lián)的電流源、無 源RC濾波器、開關(guān)電容濾波器等來實(shí)施。極點(diǎn)頻率a可由電阻器及電容器的值來確定。增 益b可取決于驅(qū)動(dòng)電阻器及電容器的電流源及/或其它有源電路的增益。在模型參考控制系統(tǒng)520中，模擬電路570為待控制的對(duì)象(plant)。術(shù)語“對(duì) 象”在控制系統(tǒng)內(nèi)通常用于其輸出將通過施加適當(dāng)輸入而控制的塊。對(duì)于模型參考控制系 統(tǒng)520，對(duì)象(其為具有等式(4)中的傳遞函數(shù)G(s)的模擬電路570)經(jīng)激勵(lì)以遵循模型 (其為具有等式(5)中的傳遞函數(shù)M(s)的模型電路540)。如果模型電路540的極點(diǎn)頻率 affl及增益bm匹配模擬電路570的極點(diǎn)頻率a及增益b，則系統(tǒng)520的總傳遞函數(shù)與模型電 路540的傳遞函數(shù)相同。模擬電路570的極點(diǎn)頻率及增益可經(jīng)設(shè)定為所要值。然而，歸因于組件容差及/ 或其它因素，模擬電路570的極點(diǎn)頻率及增益可能不同于所要值及/或可能為并非已知的。 在此情況下，模擬電路570的極點(diǎn)頻率及增益可經(jīng)自適應(yīng)地確定。圖6展示模型電路540a的框圖，所述模型電路540a為圖5中的模型電路540的 一種設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)中，模型電路540a自適應(yīng)地估計(jì)模擬電路570的參數(shù)a及b，且將所估 計(jì)的參數(shù)am及bm應(yīng)用于其傳遞函數(shù)M(s)。在模型電路540a內(nèi)，加法器612接收乘法器626的輸出且從所述第一數(shù)字信號(hào) f(n)減去乘法器626的所述輸出。累加器614累加加法器612的輸出且提供累加信號(hào)k(n)。 乘法器616使累加信號(hào)與來自電路634的bm相乘且提供模型輸出信號(hào)u (n)。乘法器622使累加信號(hào)k (n)與來自加法器542的誤差信號(hào)e (n)相乘。電路624 使用增益gl來按比例縮放乘法器622的輸出，累加經(jīng)按比例縮放的結(jié)果，且提供am，affl為模 擬電路570的極點(diǎn)頻率a的估計(jì)。乘法器626使累加信號(hào)k(n)與am相乘且將其輸出提供 到加法器612。乘法器632使第一數(shù)字信號(hào)f(n)與誤差信號(hào)e(n)相乘。電路634使用增益-g2 來按比例縮放乘法器632的輸出，累加經(jīng)按比例縮放的結(jié)果，且提供bm，bm為模擬電路570 的增益b的估計(jì)。電路624的增益gl確定參數(shù)am的適應(yīng)率，且電路634的增益&確定參數(shù)bm的適 應(yīng)率?？蛇x擇增益&及&以分別實(shí)現(xiàn)am及bm的所要適應(yīng)率。一旦適應(yīng)已收斂，am便應(yīng) 緊密匹配a，且bm便應(yīng)緊密匹配b。模型電路540a接著將實(shí)施等式(5)中所示的傳遞函數(shù) M(s)。 圖6展示自適應(yīng)地估計(jì)模擬電路570的參數(shù)且將所估計(jì)的參數(shù)應(yīng)用于模型電路 540的一種設(shè)計(jì)。還可以其它方式來估計(jì)模擬電路570的參數(shù)。圖7展示使用一階或較高階保持及負(fù)反饋的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路700的設(shè)計(jì)的框圖。 轉(zhuǎn)換電路700包括逆模型電路710、反饋電路730、Z0H電路760及模擬電路770，其分別以 與圖3中的逆模型電路310、反饋電路330、Z0H電路360及模擬電路370相同的方式耦合。在圖7所示的設(shè)計(jì)中，反饋電路730包括模型電路740、加法器742、環(huán)路濾波器 750、加法器752及ADC 780，其分別以與圖4中的模型電路340、加法器342、環(huán)路濾波器350、加法器352及ADC 380相同的方式耦合。反饋電路730進(jìn)一步包括適應(yīng)電路790，適應(yīng) 電路790可接收第一數(shù)字信號(hào)f (n)、誤差信號(hào)e (n)、第二數(shù)字信號(hào)s (n)及/或數(shù)字化輸出 信號(hào)v (n)。適應(yīng)電路790可估計(jì)Z0H電路760的傳遞函數(shù)Z (s)及/或模擬電路770的傳遞 函數(shù)G(s)的參數(shù)。模型電路740的傳遞函數(shù)M(s)可基于所估計(jì)的參數(shù)來界定，以匹配Z0H 電路760及模擬電路770的組合傳遞函數(shù)Z (s) -G (s)。對(duì)于一階保持，適應(yīng)電路790可如圖 6中所示來實(shí)施。對(duì)于較高階保持，適應(yīng)電路790可使用Y 蘭道(Landau，Y. D.)在“自
適應(yīng)控制-模型參考方法(Adaptive Control, The Model Reference Approach) ”(馬
塞爾 德克爾有限公司(Marcel Dekker, Inc.)，1979年)中描述的反饋控制技術(shù)來實(shí)施。 逆模型電路710具有傳遞函數(shù)M—Vs)，其為模型電路740的傳遞函數(shù)M(s)的逆反形式。
數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路700可實(shí)施一階或較高階保持。對(duì)于真正L階保持，對(duì)象包括級(jí) 聯(lián)耦合的L個(gè)積分器，其中L可為一或更大。這L個(gè)積分器可經(jīng)近似為在充分高的頻率處 具有L個(gè)極點(diǎn)。對(duì)于L階保持，模擬電路770可包括L個(gè)極點(diǎn)以近似于L個(gè)積分器。作為 實(shí)例，對(duì)于二階保持，模擬電路770可包括兩個(gè)極點(diǎn)，且可具有以下傳遞函數(shù) G(5)=
其中 及a2為兩個(gè)極點(diǎn)的頻率，且
及b2為與兩個(gè)極點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的增益。 對(duì)于任何給定階L，模型電路740可具有Z0H電路760及模擬電路770的組合傳遞函數(shù)。為了清晰起見，圖5及圖6省略了圖4中的Z0H電路360及ADC 380。此外，圖4 到圖7展示各種電路的在s域中的傳遞函數(shù)，所述s域通常用于模擬電路及連續(xù)時(shí)間中的 信號(hào)。在實(shí)際實(shí)施方案中，僅模擬電路以及Z0H電路及ADC的部分為模擬/連續(xù)的，且剩余 電路為數(shù)字/離散時(shí)間。因此，Z0H電路及ADC左方的所有電路可使用數(shù)字電路來實(shí)施。由于模型電路是以離散時(shí)間數(shù)字地實(shí)施，所以模擬電路可僅在對(duì)應(yīng)于取樣時(shí)刻的 離散時(shí)刻處受控。在取樣時(shí)刻之間，所述模擬輸出信號(hào)y(t)取決于模擬電路的連續(xù)時(shí)間響 應(yīng)。Z0H電路接收第二數(shù)字信號(hào)s(n)且針對(duì)第二數(shù)字信號(hào)中的每一樣本向模擬電路提供階 梯響應(yīng)，例如，如圖1B中所示。取樣時(shí)刻之間的模擬輸出信號(hào)是由模擬電路的階梯響應(yīng)來 確定的。對(duì)于一階保持，具有等式(4)中所示的單極點(diǎn)傳遞函數(shù)G(s)的模擬電路的階梯響 應(yīng)g(t)可表達(dá)為
，等式(7)其中“！ ”指示階乘。在等式(7)中，b/a為DC處的增益且為比例因子。階梯響應(yīng)可使用等式(7)中的 第二個(gè)等號(hào)右邊的具有不同階的一系列項(xiàng)來近似。第一項(xiàng)a* t為具有斜率a的直線。后 續(xù)項(xiàng)可視為所述直線的誤差。如果極點(diǎn)頻率比取樣頻率低很多，或a<< 1/T，則g(t)在樣 本之間幾乎為線性的。舉例來說，極點(diǎn)頻率可為約數(shù)千赫(KHz)，而取樣頻率可為約數(shù)兆赫(MHz)。如果極點(diǎn)頻率a相對(duì)較低，則模擬輸出信號(hào)將為樣本的近分段線性內(nèi)插，且數(shù)/模 轉(zhuǎn)換電路將接近一階保持。圖8展示使用一階保持的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路300或700中的來自Z0H電路的模擬輸 入信號(hào)x(t)及來自模擬電路的模擬輸出信號(hào)y(t)的時(shí)序圖。模擬輸入信號(hào)x(t)是使用 虛線來展示且在每一取樣時(shí)刻！^、 等處具有階梯響應(yīng)。模擬輸出信號(hào)y(t)歸因于等式 (4)中所示的單極點(diǎn)傳遞函數(shù)G(s)而在取樣時(shí)刻之間近似線性地變化。實(shí)際上，圖8中的 F0H響應(yīng)將被延遲達(dá)至少一個(gè)樣本以允許用于必要處理的時(shí)間。圖9展示用于基于本文所述的技術(shù)來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的過程900的設(shè)計(jì)。可使用 逆模型電路來處理數(shù)字輸入信號(hào)以獲得第一數(shù)字信號(hào)(框912)?？墒褂梅答侂娐穪硖幚?第一數(shù)字信號(hào)及來自模擬電路的模擬輸出信號(hào)以獲得第二數(shù)字信號(hào)(框914)?？墒褂昧?階保持將第二數(shù)字信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬以獲得用于模擬電路的模擬輸入信號(hào)(框916)。 可使模擬輸入信號(hào)通過模擬電路以獲得所述模擬輸出信號(hào)(框918)。所述模擬電路可包含一個(gè)或一個(gè)以上極點(diǎn)。對(duì)于一階保持，模擬電路可具有等式 (4)中所示的傳遞函數(shù)。對(duì)于二階保持，模擬電路可具有等式(6)中所示的傳遞函數(shù)。模擬 電路的每一極點(diǎn)的頻率可比第一數(shù)字信號(hào)的取樣頻率低得多(例如，低至少十倍)。圖10展示圖9中的框914的設(shè)計(jì)?？墒褂媚Ｐ碗娐穪硖幚淼谝粩?shù)字信號(hào)以獲得 模型輸出信號(hào)(框1012)?？墒褂肁DC來數(shù)字化模擬輸出信號(hào)以獲得數(shù)字化輸出信號(hào)(框 1014)?？蓮哪Ｐ洼敵鲂盘?hào)中減去所述數(shù)字化輸出信號(hào)以獲得誤差信號(hào)(框1016)?？墒褂?環(huán)路濾波器來對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得經(jīng)濾波信號(hào)(框1018)?？蓪⒔?jīng)濾波信號(hào)與第一 數(shù)字信號(hào)求和以獲得第二數(shù)字信號(hào)(框1020)。模型電路可具有基于Z0H電路及模擬電路的傳遞函數(shù)而確定的傳遞函數(shù)。適應(yīng)電 路可估計(jì)模擬電路的至少一個(gè)參數(shù)，且模型電路的傳遞函數(shù)可基于所述所估計(jì)的參數(shù)來實(shí) 施。舉例來說，適應(yīng)電路可估計(jì)模擬電路的極點(diǎn)頻率及增益，且模型電路的傳遞函數(shù)可基于 所估計(jì)的極點(diǎn)頻率及增益來實(shí)施。環(huán)路濾波器可執(zhí)行噪聲濾波，且可具有比第一數(shù)字信號(hào) 的帶寬小得多的帶寬。在圖4到圖7中所示的設(shè)計(jì)中，主要噪聲源為來自模擬電路的閃爍噪聲及白噪聲 以及來自反饋路徑中的ADC的反饋噪聲。白噪聲大部分在環(huán)路帶寬外且因此未被控制或減 輕。模擬電路可經(jīng)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)可接受等級(jí)的白噪聲。閃爍噪聲主要處于低頻率下，且可在 環(huán)路帶寬充分高的情況下受環(huán)路抑制。環(huán)路的最小帶寬可取決于(例如，大于)閃爍噪聲 的轉(zhuǎn)角頻率。環(huán)路的最大帶寬可取決于由反饋路徑中的ADC注入的噪聲。環(huán)路帶寬可基于 待抑制的閃爍噪聲量(具有較大環(huán)路帶寬為較佳的)與待抑制的反饋噪聲量(具有較小環(huán) 路帶寬為較佳的)之間的折衷來選擇。噪聲整形轉(zhuǎn)換器可用于反饋路徑中的ADC以便減輕反饋噪聲。噪聲整形轉(zhuǎn)換器可 數(shù)字化模擬輸出信號(hào)，使得量化噪聲中的大部分被推到較高頻率，例如被推到環(huán)路濾波器 的抑止頻帶中。如果本文所述的DAC用于正交上變頻轉(zhuǎn)換器的同相(I)及正交(Q)分支中 的每一者中且如果一階西格瑪-德耳塔(sigma-delta，E A)調(diào)制器用于每一 DAC的反饋 路徑中，則誤差向量量值(EVM)可表達(dá)為
其中q為I或Q信號(hào)的峰值與均方根(rms)比，N為來自每一E A調(diào)制器的位數(shù)目，且0SR為超取樣率，其為取樣頻率除以兩倍的信號(hào)帶寬(即，此實(shí)例中的環(huán)路帶寬)。舉例來說，對(duì)于以碼片速率的四倍來取樣的寬帶碼分多址(WCDMA)信號(hào)，一位 一階E A調(diào)制器可用于I及Q DAC中。在此情況下，對(duì)于50KHz的環(huán)路帶寬，q 2，且 EVM 0.06%。此低EVM可為可忽略的?！銇碚f，環(huán)路可能夠抵制具有小于環(huán)路帶寬的轉(zhuǎn)角頻率的閃爍噪聲。較高環(huán)路 帶寬可用于對(duì)抗閃爍噪聲的較高轉(zhuǎn)角頻率。然而，來自ADC的反饋噪聲應(yīng)低對(duì)應(yīng)量以便避 免過多降級(jí)。本文所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路可降低Z0H電路的動(dòng)態(tài)范圍要求。如圖3及圖7所 示，數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路可包括逆模型電路，其可為微分器的近似。在此情況下，提供到Z0H電 路的第二數(shù)字信號(hào)s(n)為數(shù)字輸入信號(hào)d(n)的導(dǎo)數(shù)，且此導(dǎo)數(shù)為離散時(shí)間中的相鄰樣本 之間的差異。數(shù)字輸入信號(hào)d(n)通常為平滑且超取樣的，所以數(shù)字輸入信號(hào)中的相鄰樣本 之間的峰值差異可能比數(shù)位輸入信號(hào)本身的峰值小得多。因此，Z0H電路的輸入動(dòng)態(tài)范圍 可減小。作為實(shí)例，對(duì)于WCDMA，一階保持可將Z0H電路的輸入動(dòng)態(tài)范圍減小兩個(gè)或兩個(gè)以 上位，且二階保持可將輸入動(dòng)態(tài)范圍減小四個(gè)或四個(gè)以上位。本文所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路利用簡(jiǎn)單的模擬電路(例如，具有一個(gè)或一個(gè)以上極 點(diǎn))，且使用樣本數(shù)據(jù)控制技術(shù)來導(dǎo)引模擬電路的輸出。一般來說，模擬電路的階(且因此 復(fù)雜性)將確定模擬輸出信號(hào)的重構(gòu)的平滑性。在模擬電路之后可能需要或可能不需要重 構(gòu)濾波器，且重構(gòu)濾波器可取決于數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)及輸出信號(hào)要求而經(jīng)簡(jiǎn)化。本文所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路可提供若干優(yōu)勢(shì)。第一，模擬電路可相對(duì)較簡(jiǎn)單，例 如，單一極點(diǎn)。所述簡(jiǎn)單的模擬電路還可意味著電路參數(shù)(例如，極點(diǎn)頻率a及增益b)可較 容易地識(shí)別且隨后數(shù)字地校正。第二，取樣速率可僅基于控制所述模擬電路的需要而非僅 通過數(shù)字圖像的頻率來確定。較低取樣速率可用于數(shù)字輸入信號(hào)，這可減少功率消耗。第 三，Z0H電路的輸入動(dòng)態(tài)范圍可歸因于在反饋電路之前的逆模型電路而得以減小。對(duì)于較高階保持，上述優(yōu)勢(shì)在以反饋電路的較大復(fù)雜性為代價(jià)的情況下可能較 大。舉例來說，較高階保持可提供較平滑信號(hào)重構(gòu)、Z0H電路的較低輸入動(dòng)態(tài)范圍、較低取 樣速率等。作為實(shí)例，對(duì)于使用二階保持的WCDMA，取樣速率可減小多達(dá)八倍，例如，從碼片 速率的32倍(碼片X32)減小到碼片速率的四倍(碼片X4)。本文所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路可用于各種應(yīng)用，例如通信、計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)連接、個(gè)人電 子裝置等。舉例來說，數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路可用于無線通信裝置、蜂窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、手持式裝置、游戲裝置、計(jì)算裝置、膝上型計(jì)算機(jī)、消費(fèi)型電子裝置、個(gè)人計(jì)算機(jī)、無 繩電話等。下文描述無線通信裝置中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的實(shí)例使用。圖11展示用于無線通信系統(tǒng)的無線通信裝置1100的設(shè)計(jì)的框圖。無線裝置1100 可為蜂窩式電話、終端、手持機(jī)、無線調(diào)制解調(diào)器等。無線通信系統(tǒng)可為Cdma2000系統(tǒng)、 WCDMA系統(tǒng)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)等。
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無線裝置1100能夠經(jīng)由接收路徑及發(fā)射路徑來提供雙向通信。在接收路徑上，基 站(未圖示)所發(fā)射的信號(hào)由天線1110接收且被提供到接收器1112。接收器1112調(diào)節(jié)所 接收信號(hào)，且將輸入基帶信號(hào)提供到區(qū)段1120內(nèi)的ADC 1114。在發(fā)射路徑上，DAC1116接 收待發(fā)射的數(shù)據(jù)且將輸出基帶信號(hào)提供到發(fā)射器1118。DAC 1116可使用本文所述的數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換電路來實(shí)施。發(fā)射器1118處理并調(diào)節(jié)基帶輸出信號(hào)且產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制信號(hào)，所述經(jīng)調(diào)制 信號(hào)經(jīng)由天線1110發(fā)射到基站。接收器1112及發(fā)射器1116可支持Cdma2000、WCDMA、GSM等。區(qū)段1120包括各種處理、接口及存儲(chǔ)器單元，例如調(diào)制解調(diào)器處理器1122、精簡(jiǎn) 指令集計(jì)算機(jī)/數(shù)字信號(hào)處理器(RISC/DSP) 1124、控制器/處理器1126、存儲(chǔ)器1128及輸 入/輸出(I/O)電路1130。調(diào)制解調(diào)器處理器1122可執(zhí)行用于數(shù)據(jù)發(fā)射及接收的處理，例 如，編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼等。RISC/DSP 1124可執(zhí)行用于無線裝置1100的一般及專用處 理。控制器/處理器1126可指導(dǎo)區(qū)段1120內(nèi)的各種單元的操作。存儲(chǔ)器1128可存儲(chǔ)用 于區(qū)段1120內(nèi)的各種單元的數(shù)據(jù)及/或指令。I/O電路1130可經(jīng)由DAC 1132與外部I/O 裝置1140通信，DAC 1132可使用本文所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路來實(shí)施。本文所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路可通過各種手段來實(shí)施。舉例來說，數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路 可以硬件、固件、軟件或其組合來實(shí)施。對(duì)于硬件實(shí)施方案，數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的各種電路可 實(shí)施于以下各項(xiàng)上集成電路(IC)、模擬IC、射頻IC(RFIC)、混合信號(hào)IC、專用集成電路 (ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字信號(hào)處理裝置(DSPD)、可編程邏輯裝置(PLD)、現(xiàn)場(chǎng)可 編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、電子裝置、經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文所 述的功能的其它電子單元、計(jì)算機(jī)或其組合。還可使用例如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)、N溝道MOS (N-M0S)、P溝道 MOS(P-MOS)、雙極結(jié)型晶體管出110、雙極〔1 )5(8比1 )5)、硅鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)等各 種IC工藝技術(shù)來制造數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路?？墒褂脠?zhí)行本文中所描述的功能的固件及/或軟件代碼(例如，程序、函數(shù)、模塊、 指令等)來實(shí)施數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的某些部分。一般來說，可將任何有形地體現(xiàn)固件及/或軟 件代碼的計(jì)算機(jī)/處理器可讀媒體用于實(shí)施本文中所描述的技術(shù)。舉例來說，固件及/或軟 件代碼可存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器(例如，圖11的存儲(chǔ)器1128)中，且由處理器(例如，處理器1126) 執(zhí)行。存儲(chǔ)器可實(shí)施于處理器內(nèi)或處理器外部。固件及/或軟件代碼可存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由計(jì)算機(jī)可讀媒體來傳 輸。計(jì)算機(jī)可讀媒體包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體與通信媒體(包括有助于將計(jì)算機(jī)程序從一 個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方的任何媒體)兩者。存儲(chǔ)媒體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可 用媒體。借助于實(shí)例而非限制，此類計(jì)算機(jī)可讀媒體可包含隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀 存儲(chǔ)器(ROM)、非易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(NVRAM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PR0M)、電可擦除 PROM(EEPROM)、快閃(FLASH)存儲(chǔ)器或其它光盤存儲(chǔ)裝置、磁盤存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ) 裝置，或可用于以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式攜載或存儲(chǔ)所要程序代碼且可由計(jì)算機(jī)存取的任 何其它媒體。而且，可適當(dāng)?shù)貙⑷魏芜B接稱為計(jì)算機(jī)可讀媒體。舉例來說，如果使用同軸電 纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)或例如紅外線、無線電及微波等無線技術(shù)從網(wǎng)站、 服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無線電 及微波等無線技術(shù)包括于媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤及光盤包括緊湊光盤(CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字通用光盤(DVD)、軟性磁盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以磁性方式 再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤通常通過激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述各項(xiàng)的組合也應(yīng)包括在計(jì)算機(jī) 可讀媒體的范圍內(nèi)。 實(shí)施本文中所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的設(shè)備可為單獨(dú)裝置或可為較大裝置的部分。 裝置可為(i)單獨(dú)IC、(ii)可包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及/或指令的存儲(chǔ)器IC的一個(gè)或一個(gè)以 上ic的集合、(iii)例如RF接收器(RFR)或RF發(fā)射器/接收器(RTR)等RFIC、(iv)例如 移動(dòng)臺(tái)調(diào)制解調(diào)器(MSM)等ASIC、(v)可嵌入其它裝置內(nèi)的模塊、(vi)接收器、蜂窩式電話、 無線裝置、手持機(jī)或移動(dòng)單元、(vii)等。 提供本發(fā)明的先前描述以使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造或使用本發(fā)明。所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解對(duì)本發(fā)明的各種修改，且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，本 文中定義的一般原理可應(yīng)用于其它變型。因此，本發(fā)明并不希望限于本文中所描述的實(shí)例 及設(shè)計(jì)，而是應(yīng)被賦予與本文所揭示的原理及新穎特征一致的最廣范圍。
權(quán)利要求
一種設(shè)備，其包含反饋電路，其經(jīng)配置以接收來自模擬電路的模擬輸出信號(hào)及第一數(shù)字信號(hào)，且提供第二數(shù)字信號(hào)；及零階保持(ZOH)電路，其耦合到所述反饋電路且經(jīng)配置以接收所述第二數(shù)字信號(hào)且提供用于所述模擬電路的模擬輸入信號(hào)，所述反饋電路、所述ZOH電路及所述模擬電路使用一階或較高階保持來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含逆模型電路，其耦合到所述反饋電路且經(jīng)配置以接收數(shù)字輸入信號(hào)且提供所述第一數(shù) 字信號(hào)，所述逆模型電路具有基于所述ZOH電路及所述模擬電路的組合傳遞函數(shù)的逆反形 式而確定的傳遞函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述反饋電路經(jīng)配置以基于所述模擬輸出信號(hào)而 執(zhí)行低頻率噪聲濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述反饋電路包含模型電路，其具有基于所述模擬電路的傳遞函數(shù)而確定的傳遞函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述模型電路的所述傳遞函數(shù)是進(jìn)一步基于所述 ZOH電路的傳遞函數(shù)而確定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述反饋電路進(jìn)一步包含適應(yīng)電路，其經(jīng)配置以估計(jì)所述模擬電路的至少一個(gè)參數(shù)，且其中所述模型電路的所 述傳遞函數(shù)是基于所述至少一個(gè)所估計(jì)的參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述反饋電路進(jìn)一步包含適應(yīng)電路，其經(jīng)配置以估計(jì)所述模擬電路的極點(diǎn)頻率及增益，且其中所述模型電路的 所述傳遞函數(shù)是基于所述所估計(jì)的極點(diǎn)頻率及增益。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述反饋電路包含模型電路，其經(jīng)配置以接收所述第一數(shù)字信號(hào)且提供模型輸出信號(hào)，第一加法器，其經(jīng)配置以從所述模型輸出信號(hào)中減去數(shù)字化輸出信號(hào)且提供誤差信號(hào)，環(huán)路濾波器，其經(jīng)配置以對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行濾波且提供經(jīng)濾波信號(hào)，及 第二加法器，其經(jīng)配置以對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)及所述第一數(shù)字信號(hào)求和且提供所述第二 數(shù)字信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述環(huán)路濾波器經(jīng)配置以使用比所述第一數(shù)字信 號(hào)的帶寬小的帶寬來執(zhí)行噪聲濾波。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述反饋電路進(jìn)一步包含模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其經(jīng)配置以數(shù)字化所述模擬輸出信號(hào)且提供所述數(shù)字化輸出信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述ADC包含噪聲整形調(diào)制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述反饋電路包含 用于所述第一數(shù)字信號(hào)的高通調(diào)制路徑，及用于所述第一數(shù)字信號(hào)的低通調(diào)制路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述模擬電路包含至少一個(gè)極點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述模擬電路具有s域傳遞函數(shù)G(S) _ =丄s + a ,其中a為所述模擬電路的極點(diǎn)的頻率，且b為所述模擬電路的增益。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述極點(diǎn)的所述頻率比所述第一數(shù)字信號(hào)的取 樣頻率至少低十倍。
16.一種集成電路，其包含反饋電路，其經(jīng)配置以接收來自模擬電路的模擬輸出信號(hào)及第一數(shù)字信號(hào)，且提供第二數(shù)字信號(hào)；及零階保持(ZOH)電路，其耦合到所述反饋電路且經(jīng)配置以接收所述第二數(shù)字信號(hào)且提 供用于所述模擬電路的模擬輸入信號(hào)，所述反饋電路、所述ZOH電路及所述模擬電路使用 一階或較高階保持來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的集成電路，其進(jìn)一步包含逆模型電路，其耦合到所述反饋電路且經(jīng)配置以接收數(shù)字輸入信號(hào)且提供所述第一數(shù) 字信號(hào)，所述逆模型電路具有基于所述ZOH電路及所述模擬電路的組合傳遞函數(shù)的逆反形 式而確定的傳遞函數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的集成電路，其中所述反饋電路包含 模型電路，其經(jīng)配置以接收所述第一數(shù)字信號(hào)且提供模型輸出信號(hào)，第一加法器，其經(jīng)配置以從所述模型輸出信號(hào)中減去數(shù)字化輸出信號(hào)且提供誤差信號(hào)，環(huán)路濾波器，其經(jīng)配置以對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行濾波且提供經(jīng)濾波信號(hào)，及 第二加法器，其經(jīng)配置以對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)及所述第一數(shù)字信號(hào)求和且提供所述第二 數(shù)字信號(hào)。
19.一種使用一階或較高階保持來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的方法，其包含使用反饋電路來處理來自模擬電路的模擬輸出信號(hào)及第一數(shù)字信號(hào)以獲得第二數(shù)字 信號(hào)；使用零階保持來將所述第二數(shù)字信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬以獲得用于所述模擬電路的 模擬輸入信號(hào)；及使所述模擬輸入信號(hào)通過所述模擬電路以獲得所述模擬輸出信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包含使用傳遞函數(shù)來處理數(shù)字輸入信號(hào)以獲得所述第一數(shù)字信號(hào)，所述傳遞函數(shù)是基于所 述零階保持及所述模擬電路的組合傳遞函數(shù)的逆反形式而確定的。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述使用所述反饋電路來處理所述模擬輸出信 號(hào)及所述第一數(shù)字信號(hào)包含使用模型電路來處理所述第一數(shù)字信號(hào)以獲得模型輸出信號(hào)， 從所述模型輸出信號(hào)中減去數(shù)字化輸出信號(hào)以獲得誤差信號(hào)， 使用環(huán)路濾波器來對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得經(jīng)濾波信號(hào)，及 對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)及所述第一數(shù)字信號(hào)求和以獲得所述第二數(shù)字信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其進(jìn)一步包含估計(jì)所述模擬電路的至少一個(gè)參數(shù)；及基于所述至少一個(gè)所估計(jì)的參數(shù)來實(shí)施所述模型電路的傳遞函數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其進(jìn)一步包含 估計(jì)所述模擬電路的極點(diǎn)頻率及增益；及基于所述所估計(jì)的極點(diǎn)頻率及增益來實(shí)施所述模型電路的傳遞函數(shù)。
24.一種用于使用一階或較高階保持來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的設(shè)備，其包含用于使用反饋電路來處理來自模擬電路的模擬輸出信號(hào)及第一數(shù)字信號(hào)以獲得第二 數(shù)字信號(hào)的裝置；用于使用零階保持來將所述第二數(shù)字信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬以獲得用于所述模擬電 路的模擬輸入信號(hào)的裝置；及用于使所述模擬輸入信號(hào)通過所述模擬電路以獲得所述模擬輸出信號(hào)的裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含用于使用傳遞函數(shù)來處理數(shù)字輸入信號(hào)以獲得所述第一數(shù)字信號(hào)的裝置，所述傳遞函 數(shù)是基于所述零階保持及所述模擬電路的組合傳遞函數(shù)的逆反形式而確定的。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述用于使用所述反饋電路來處理所述模擬輸 出信號(hào)及所述第一數(shù)字信號(hào)的裝置包含用于使用模型電路來處理所述第一數(shù)字信號(hào)以獲得模型輸出信號(hào)的裝置， 用于從所述模型輸出信號(hào)中減去數(shù)字化輸出信號(hào)以獲得誤差信號(hào)的裝置， 用于使用環(huán)路濾波器來對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得經(jīng)濾波信號(hào)的裝置，及 用于對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)及所述第一數(shù)字信號(hào)求和以獲得所述第二數(shù)字信號(hào)的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含 用于估計(jì)所述模擬電路的至少一個(gè)參數(shù)的裝置；及用于基于所述至少一個(gè)所估計(jì)的參數(shù)來實(shí)施所述模型電路的傳遞函數(shù)的裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含 用于估計(jì)所述模擬電路的極點(diǎn)頻率及增益的裝置；及用于基于所述所估計(jì)的極點(diǎn)頻率及增益來實(shí)施所述模型電路的傳遞函數(shù)的裝置。
29.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包含 計(jì)算機(jī)可讀媒體，其包含用于致使至少一個(gè)計(jì)算機(jī)使用模型電路來處理第一數(shù)字信號(hào)以獲得模型輸出信號(hào)的 代碼；用于致使至少一個(gè)計(jì)算機(jī)從所述模型輸出信號(hào)中減去數(shù)字化輸出信號(hào)以獲得誤差信 號(hào)的代碼；用于致使所述至少一個(gè)計(jì)算機(jī)使用環(huán)路濾波器來對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得經(jīng) 濾波信號(hào)的代碼；及用于致使所述至少一個(gè)計(jì)算機(jī)對(duì)所述經(jīng)濾波信號(hào)及所述第一數(shù)字信號(hào)求和以獲得第 二數(shù)字信號(hào)的代碼，所述第二數(shù)字信號(hào)適合于用零階保持及模擬電路從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬以 獲得模擬輸出信號(hào)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體進(jìn)一步包含 用于致使所述至少一個(gè)計(jì)算機(jī)估計(jì)所述模擬電路的至少一個(gè)參數(shù)的代碼；及用于致使所述至少一個(gè)計(jì)算機(jī)基于所述至少一個(gè)所估計(jì)的參數(shù)來實(shí)施所述模型電路 的傳遞函數(shù)的代碼。
全文摘要
本發(fā)明描述用于使用一階或較高階保持來執(zhí)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換的技術(shù)，所述技術(shù)將簡(jiǎn)單的模擬電路用于信號(hào)重構(gòu)并采用反饋控制技術(shù)。在一種設(shè)計(jì)中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路包括逆模型電路、反饋電路、零階保持(ZOH)電路及模擬電路。所述逆模型電路處理數(shù)字輸入信號(hào)且提供第一數(shù)字信號(hào)。所述反饋電路接收所述第一數(shù)字信號(hào)及來自所述模擬電路的模擬輸出信號(hào)，執(zhí)行低頻率噪聲濾波，且提供第二數(shù)字信號(hào)。所述ZOH電路使用零階保持來將所述第二數(shù)字信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬，且提供用于所述模擬電路的模擬輸入信號(hào)。所述模擬電路對(duì)所述模擬輸入信號(hào)進(jìn)行操作，且提供所述模擬輸出信號(hào)。所述模擬電路可為具有一個(gè)或一個(gè)以上極點(diǎn)的簡(jiǎn)單電路。
文檔編號(hào)H03M3/04GK101933234SQ200980103831
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月6日
發(fā)明者加里·約翰·巴蘭坦 申請(qǐng)人:高通股份有限公司