專利名稱：射頻電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為電子設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明為數(shù)模轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
存在各種數(shù)模轉(zhuǎn)換器。在一種類型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器中，使用多個數(shù)字開關(guān)的電流輸入為單個電容器充電。每個電流輸入用于提供共享的充電電流。充電量依賴于電流源或電壓源、開關(guān)設(shè)定，因此依賴于用于控制開關(guān)的數(shù)字值。充電持續(xù)固定時間、或持續(xù)至達到閾電壓。例如，如果充電持續(xù)固定時間，那么電容器上產(chǎn)生的電荷用于產(chǎn)生模擬電壓或模擬電流。這種類型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的準確度部分依賴于電流源或電壓源和/或定時元件(timming)的準確度。這種類型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的精度部分依賴于電流輸入開關(guān)的數(shù)量和/或測量時期的長度。


圖I是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的數(shù)模電路的示意圖；圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的波形的示意圖；圖3A-3C是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的包含差分輸出的數(shù)模電路元件的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的替代性數(shù)模電路元件的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的包含一個以上的多個電容器組的數(shù)模電路的示意圖；圖6A-6C是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的使用兩個電容器組(capacitor bank)生成的輸出波形的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的包含溫度計組和二進制組(binary bank)的數(shù)模電路的不意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的發(fā)射器系統(tǒng)的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的將數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號的方法的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的數(shù)模電路的示意圖，在所述數(shù)模電路中基于數(shù)字輸入充電電容器；圖11A-11C是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的替代性輸出電路的示意圖；圖12A-12C是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的包含加法電容器(summing capacitor)的數(shù)模電路的時序圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的將數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號的方法的示意圖14是用于抑制兩個邊帶的其中一個的I/Q調(diào)制系統(tǒng)1400的示意圖；圖15A和15B是兩個替代性電路的示意圖，在所述兩個替代性電路中，數(shù)模電路用于執(zhí)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、也用于實現(xiàn)邊帶抑制；圖16是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的替代性數(shù)模電路元件的示意圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的自舉開關(guān)(bootstrapped switch)的示意圖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器，在該數(shù)模轉(zhuǎn)換器中，多個電容器放電產(chǎn)生模擬電荷輸出。數(shù)字控制多個電容器的充電或放電。例如，在各個實施例中，首先將這個電容器的每個充電至一個或多個預(yù)定電壓。充電后使充電電源與多個電容器電去稱(electrically
decoupled)。然后響應(yīng)于數(shù)字輸入設(shè)定開關(guān)，以便使多個電容器的選定子集放電。多個電容器的子集中所包含的電容器的特性(identity)依賴于數(shù)字輸入。因此，放電的模擬功率(例如，電荷和電流)是數(shù)字輸入的函數(shù)。替代性地，響應(yīng)于數(shù)字輸入、開關(guān)僅用于使多個電容器的一個子集充電。使充電電容器放電，因此放電的模擬功率是數(shù)字輸入的函數(shù)?？蛇x地，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出與低阻抗負載連接，所述低阻抗負載例如功率放大器、變壓器、電流復(fù)印器(current copier)、天線或類似負載。這一負載可能是通信介質(zhì)(例如，有線或無線介質(zhì))的一部分。本發(fā)明的數(shù)模轉(zhuǎn)換器可選地用于在射頻運行。在一些實施例中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器包含加法電容器，所述加法電容器用于從選擇性充電或放電的電容器的子集收集電荷，且隨后將收集的電荷作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬輸出提供。使用加法電容器提供了模擬輸出的RC時間常數(shù)，該RC時間常數(shù)獨立于數(shù)字輸入。本發(fā)明的各個實施例包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括多個電容器、一個或多個用于使多個電容器再充電的電壓源、多個設(shè)置在一個或多個電壓源與多個電容器間的再充電開關(guān)、多個放電開關(guān)和控制電路；所述多個再充電開關(guān)的每個分別用于控制多個電容器的其中一個的再充電，所述多個放電開關(guān)的每個分別用于使多個電容器的其中一個放電，以產(chǎn)生差分模擬輸出，所述控制電路用于使用多個放電開關(guān)的一個或多個、或者多個再充電開關(guān)的一個或多個來選擇使所述多個電容器的哪一個充電或放電，該選擇基于數(shù)字輸入的值，其中所述模擬輸出包含代表數(shù)字輸入的電荷脈沖。本發(fā)明的各個實施例包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括第一電容器、第二電容器、一個或多個用于使第一電容器和第二電容器充電的電壓源、設(shè)置在第一電容器與一個或多個電壓源間的第一再充電開關(guān)、設(shè)置在第二電容器與一個或多個電壓源間的第二再充電開關(guān)、用于使第一電容器放電的第一放電開關(guān)、用于使第二電容器放電的第二放電開關(guān)、以及輸出電路；所述輸出電路用于通過第一放電開關(guān)接收第一電容器的放電、用于通過第二放電開關(guān)接收第二電容器的放電、以及用于將第一電容器釋放的電荷和第二電容器釋放的電荷的組合作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分模擬輸出脈沖而提供。本發(fā)明的各個實施例包含射頻發(fā)射器，所述射頻發(fā)射器包括數(shù)據(jù)鎖存器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、波段選擇濾波器、放大器和耦合器；所述數(shù)據(jù)鎖存器用于在第一頻帶接收數(shù)字數(shù)據(jù)信號；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于從數(shù)據(jù)鎖存器接收數(shù)字數(shù)據(jù)信號且生成差分輸出信號，對所述差分輸出信號進行調(diào)制以形成至少O. SGHz的第二頻率，所述輸出信號包括了含有代表數(shù)字數(shù)據(jù)的電荷的一系列脈沖；所述波段選擇濾波器用于接收數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號；所述放大器用于放大數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號；所述耦合器用于接收數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號并在第二頻率將該輸出信號與通信介質(zhì)耦合。本發(fā)明的各個實施例包含將數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號的方法，所述方法包括接收包含至少兩比特的數(shù)字信號、使用一個或多個電壓源同時使第一電容器和第二電容器充電、打開第一再充電開關(guān)以使第一電容器與一個或多個電壓源斷路(electrically disconnect)、打開第二再充電開關(guān)以使第一電容器與一個或多個電壓源斷路、設(shè)定用于控制第一電容器放電的第一放電開關(guān)、設(shè)定用于控制第二電容器放電的第二放電開關(guān)、以及通過第一放電開關(guān)和第二放電開關(guān)提供電荷脈沖；其中第一電容器和第二電容器的充電或者第一放電開關(guān)和第二放電開關(guān)的設(shè)定響應(yīng)于所述兩比特，模擬輸出是差分的、且包含第一電容器和第二電容器釋放的電荷。本發(fā)明的各個實施例包含邊帶抑制系統(tǒng)，所述邊帶抑制系統(tǒng)包括時鐘、I/Q數(shù)據(jù)鎖存器、移相器、第一差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器、第二差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器和負載電路；所述時鐘用于提
供時鐘信號；所述I/Q數(shù)據(jù)鎖存器用于接收數(shù)字輸入數(shù)據(jù)、及提供代表數(shù)字輸入數(shù)據(jù)的“I”信號和“Q”信號；所述移相器用于產(chǎn)生時鐘信號的相移拷貝(phase shifted copy);所述第一差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于接收“ I ”信號和時鐘信號以及產(chǎn)生第一模擬輸出，所述第一模擬輸出包含第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率附近的“ I ”信號的兩個邊帶；所述第二差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于接收“Q”信號和時鐘信號的相移拷貝以及產(chǎn)生第二模擬輸出，所述第二模擬輸出包含第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率附近的“Q”信號的兩個邊帶；所述負載電路用于合并第一模擬輸出和第二模擬輸出，以便產(chǎn)生單邊帶輸出。本發(fā)明的各個實施例包含邊帶抑制系統(tǒng)，所述邊帶抑制系統(tǒng)包括時鐘、Ι/Q數(shù)據(jù)鎖存器、多路復(fù)用器(multiplexer)、二進制反相器(binary negator)、差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器和負載電路；所述時鐘用于提供時鐘信號；所述Ι/Q數(shù)據(jù)鎖存器用于接收數(shù)字輸入數(shù)據(jù)、及提供“I”信號和“Q”信號；所述多路復(fù)用器用于多路復(fù)用“I”信號和“Q”信號；所述二進制反相器用于在時鐘信號的每隔一個周期對多路復(fù)用器輸出求反；所述差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于接收二進制反相器的輸出、及產(chǎn)生代表數(shù)字輸入數(shù)據(jù)的模擬電荷脈沖輸出；所述模擬電荷脈沖輸出包含時鐘信號的單邊帶，受抑制的所述時鐘信號的第二邊帶；所述負載電路用于接收模擬電荷脈沖輸出。
具體實施例方式與現(xiàn)有技術(shù)的某些系統(tǒng)相比，其中的電容器充電用于將數(shù)字輸入轉(zhuǎn)換為模擬輸出。本發(fā)明的各個實施例包括使多個電容器選擇性放電，從而產(chǎn)生模擬輸出。這一方法提供了許多優(yōu)點。如本文其他地方所進一步顯示的，可使用各種替代性電路來實現(xiàn)使不同電容器選擇性放電的方法。由于該系統(tǒng)可配置，從而使進行放電過程所需要的時間短于充電電容器所需要的時間，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)，數(shù)模轉(zhuǎn)換的頻率較少地依賴于充電過程的RC時間常數(shù)。在各個實施例中，本發(fā)明的數(shù)模電路用CMOS技術(shù)實現(xiàn)，和/或其用于提供頻率至少為I、I. 5、2、2. 2、5、10或50GHz的模擬輸出。輸出信號的頻率可能是接收數(shù)字輸入的頻率或頻帶的2倍、5倍、10倍、50倍或100倍大。例如，在一個實施例中大約在200MHz接收數(shù)據(jù)，而輸出頻率大約為2. 2GHz。在其他實施例中，輸出頻率在800MHz以上、I. 5GHz以上、2. OGHz以上或約在2. 0-2. 2GHz之間。在一些實施例中，輸出頻率是通常用于現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字廣播(例如有線電視、衛(wèi)星電視、無線通信或類似物)的一個或多個頻率范圍。輸出頻率可能在800MHz-1200MHz、1500MHz-2GHz或2. 2GHz_2. 8GHz的范圍內(nèi)。可選地，輸出頻率包含寬度至少為50MHz、IOOMHz、200MHz或250MHz的頻帶。輸出可能包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率的一個或兩個邊帶。(本文所討論的輸出頻率是生成輸出脈沖的頻率、而不是在脈沖內(nèi)可發(fā)現(xiàn)的頻率分量，例如，所述輸出頻率超過脈沖間的周期。)根據(jù)用于生成邊帶的數(shù)字基帶和數(shù)字技術(shù)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率可選地在700MHz到3. 2GHz之間。圖I是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的數(shù)模電路100的示意圖。數(shù)模電路100用于在數(shù)字輸入電路105接收η比特數(shù)字信號、及在輸出電路110生成響應(yīng)模擬信號。數(shù)模電路100包含多個晶胞115，每個所述晶胞包括至少一個單獨標為120Α、120Β等的電容器120。每個晶胞115還包括分別單獨標為125AU25B. · ·和130AU30B. · ·的再充電開關(guān)125和放電開關(guān)130。再充電開關(guān)125受控制電路135控制，而開關(guān)130受數(shù)字輸入電路105和控制電路135控制。每個電容器120的一側(cè)與再充電開關(guān)125和130的各個構(gòu)件連接，而另一側(cè)通常與固定電壓(例如地電壓或常用電壓)連接。再充電開關(guān)125設(shè)置在一個或多個電壓
源140和電容器120之間，且其各自用于控制多個電容器120的其中一個的再充電。放電開關(guān)130設(shè)置在電容器120和輸出電路110之間，且其響應(yīng)于數(shù)字輸入、通過選擇性地打開和閉合各自用于控制其中一個電容器120的放電。可選地，將數(shù)字輸入電路105視為控制電路135的一部分。當再充電開關(guān)125處于閉合位置時，電壓源140用于使電容器120充電。電壓源140可包含用于為數(shù)個或所有再充電開關(guān)125提供電流的單個器件，如大電流電源。替代性地，電壓源140可包含數(shù)個器件，所述數(shù)個器件各自連接以為再充電開關(guān)125的不同構(gòu)件提供電流。在一些實施例中，當再充電開關(guān)125處于閉合狀態(tài)時，電壓源140、再充電開關(guān)125和電容器120用于使與充電電容器120相關(guān)聯(lián)的RC時間常數(shù)最小化。再充電開關(guān)125和放電開關(guān)130通常是固態(tài)開關(guān)，如晶體管。但在替代性實施例中，再充電開關(guān)125和/或放電開關(guān)130包含電驅(qū)動或磁驅(qū)動的機械器件。在一些實施例中，再充電開關(guān)125和放電開關(guān)130為多極開關(guān)所包含。在這些實施例中，第一極位置(poleposition)用于使電容器120的其中一個與電壓源140電連接，第二極位置用于使同一電容器120與輸出電路110電連接?？刂齐娐?35用于電控制再充電開關(guān)125A-125D的狀態(tài)，且因而控制電容器120的充電?？刂齐娐?35還用于通過數(shù)字輸入電路105控制放電開關(guān)130的狀態(tài)。例如，在再充電期過程中，控制電路135用于使再充電開關(guān)125閉合；而在轉(zhuǎn)換期過程中，其用于使放電開關(guān)130的構(gòu)件閉合。在再充電期過程中，放電開關(guān)130處于打開狀態(tài)；而在轉(zhuǎn)換期過程中，再充電開關(guān)120通常處于打開狀態(tài)?？刂齐娐?35通常包含用于為再充電期與轉(zhuǎn)換期之間的轉(zhuǎn)變定時的定時電路。在轉(zhuǎn)換期過程中，數(shù)字輸入電路105用于確定使放電開關(guān)130的哪一些構(gòu)件處于閉合(導(dǎo)通)狀態(tài)、哪一些處于打開狀態(tài)。那些閉合狀態(tài)的開關(guān)允許同一晶胞115內(nèi)電容器120構(gòu)件上的電荷釋放至輸出電路110。在一些實施例中,數(shù)字輸入電路105包含一組電壓跟隨器，其各自用于接收待轉(zhuǎn)換為模擬信號的一比特的數(shù)字輸入信號。這些電壓跟隨器驅(qū)動在控制開關(guān)狀態(tài)的放電開關(guān)130的輸入中的各轉(zhuǎn)變。來自控制電路135的一個或多個信號用于確定在何時將數(shù)字輸入信號用來設(shè)定放電開關(guān)130的狀態(tài)。
輸出電路110用于接收一組電容器120的放電以及提供產(chǎn)生的輸出。這一組中包含電容器120的哪些構(gòu)件響應(yīng)于放電開關(guān)130的狀態(tài)，因此響應(yīng)于數(shù)字輸入電路105的數(shù)字輸入。輸出電路110通常同時、例如在轉(zhuǎn)換期從數(shù)個電容器120接收放電。合并這些放電且將其用于提供輸出。例如，在一種情況下，輸出電路100可通過放電開關(guān)130A從電容器120A接收放電，同時通過放電開關(guān)130B從電容器120B接收放電，并合并這些放電?？蓪⑤敵隹醋麟娏骰螂妷?。例如，在一些實施例中，輸出電路110包含電流跟隨器，該電流跟隨器用于監(jiān)控作為復(fù)合放電的一部分而接收的電流。在一些實施例中，輸出電路110包含阻抗器(例如，電阻器)，當復(fù)合放電通過所述阻抗器時，其用于使電壓差分。在各個實施例中，輸出電路110包含天線、不平衡轉(zhuǎn)換器、有線通信信道和或類似器件。在各個實施例中，輸出電路110用于使輸出與高頻通信系統(tǒng)(例如同軸電纜、無線設(shè)備或類似系統(tǒng))連接。從電容器120的角度來看，輸出電路110通常用于表現(xiàn)為低阻抗的電流槽。本文其他地方討論了輸出電路110的各個替代性實施例。數(shù)模電路100通常用于按如下方式運行。在再充電期過程中，控制電路135使再
充電開關(guān)125閉合。閉合再充電開關(guān)125允許來自電壓源140的電流使電容器120充電。在再充電期過程中，可選地使電容器120充滿電。在再充電期結(jié)束時，打開再充電開關(guān)從而使電容器120與電壓源140分離。在緊跟著再充電期的轉(zhuǎn)換期，通過控制電路135和數(shù)字輸入電路105使放電開關(guān)130的一些或全部閉合?？刂齐娐?35用于控制這一開關(guān)的閉合定時，而數(shù)字輸入電路105用于控制閉合哪些放電開關(guān)130、及讓哪些放電開關(guān)打開。通過使放電開關(guān)130的一些或全部閉合,允許電荷從電容器120流向輸出電路110。該電荷代表了數(shù)模電路100的模擬輸出，且可在輸出電路110內(nèi)用作電壓或電流。這一運行的其他細節(jié)在本文的其他地方討論。雖然圖I所示的實施例包含四個晶胞115，替代性實施例可包含2個、3個或更多個晶胞115。例如，溫度計配置中的一些實施例包含η個晶胞，其中η是數(shù)字輸入電路150所接收的、待轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)字數(shù)據(jù)的比特數(shù)。二進制配置中的一些實施例包含2η-1個晶胞，其中η是數(shù)字輸入電路150所接收的、待轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)字數(shù)據(jù)的比特數(shù)。如本文所進一步描述的，數(shù)模電路100中所含的晶胞115可包含各種類型和或配置。圖2Α和2Β是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的幾個再充電期和轉(zhuǎn)換期內(nèi)波形的示意圖。如同在輸出電路Iio可發(fā)現(xiàn)的，在圖2Α中將總輸出功率闡釋為時間函數(shù)。在圖2Β中，在相同時間標度闡釋其中一個電容器120上的電荷。在轉(zhuǎn)換期210的過程中，電容器120通過放電開關(guān)130放電，以在輸出電路110提供功率。這一放電的長短是電容器120的RC時間常數(shù)、放電開關(guān)130的阻抗和引入(into)輸出電路110的阻抗的函數(shù)。放電的總功率依賴于電容器120的哪些構(gòu)件放電，而電容器的哪些構(gòu)件放電依賴于在數(shù)字輸入電路105接收的數(shù)字輸入值。例如，在圖2A中，其中一個輸出脈沖的量值小于其他三個輸出脈沖的量值。量值的這一區(qū)別反映了在各個轉(zhuǎn)換期210中放電的電容器120構(gòu)件的變化。這一變化通過圖2B來闡釋，其中在第三轉(zhuǎn)換期210過程中電容器120的其中一個沒有放電。在轉(zhuǎn)換期210過程中再充電開關(guān)125處于打開狀態(tài)。再充電期220后緊跟有再充電期220。在再充電期220過程中，通過再充電開關(guān)125使電容器120再充電，且所有放電開關(guān)130處于打開狀態(tài)。再充電期220的長短依賴于電容器120的RC時間常數(shù)和電壓源140的輸出阻抗。再充電期220可能比轉(zhuǎn)換器210長或短。在再充電期220之前或之后可能存在間隙230，在所述間隙期間不會發(fā)生再充電或放電。通過重復(fù)的再充電期和轉(zhuǎn)換期，輸出包括一系列脈沖235，所述脈沖的面積和高度代表數(shù)字輸入。各脈沖235間的周期240依賴于發(fā)生再充電期和轉(zhuǎn)換期的頻率，最小周期240依賴于再充電期和轉(zhuǎn)換期的長短。輸出頻率(例如，采樣頻率)超過周期240。在一些實施例中，將輸出視為數(shù)字輸入信號與采樣頻率的混合。這一混合可用于將數(shù)字輸入信號提升到較高頻域。由于這一混合是數(shù)模轉(zhuǎn)換處理的結(jié)果，不需要額外混頻器來將信號移動到較高頻率。數(shù)模電路100的輸出是由電容器放電產(chǎn)生的電荷脈沖的形式。電荷代表了數(shù)字輸入。盡管該電荷可能轉(zhuǎn)換為電壓或電流，但提供電荷傳輸形式的輸出與現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)模系統(tǒng)形成對比，所述現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)模系統(tǒng)通常提供代表數(shù)字輸入的電流或電壓。圖3A-3C是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的含差分輸出310的數(shù)模電路元件的示意圖。所闡釋的電路元件代表晶胞115的實施例。晶胞115的這些實施例可包含在數(shù)模電路100
中，且可選地與晶胞115的不同實施例結(jié)合。可選地，差分輸出310與輸出電路110的差分實施例電連接。在圖3A-3C中，可能是或可能不是不同標志的“ + ”和符號用于表明不同電壓。差分輸出是兩個點間相對差別(relative difference)形式的輸出。這一差別可以是電壓、電流、電荷、功率等，且其通常為輸入的函數(shù)。一些時候，由于差分輸出可降低某些類型的噪聲，差分輸出是優(yōu)選地。如本文所使用的，如果電路具有差分輸出或由中間差分電路生成的單端輸出，則認為電路是差分的。例如，在一些實施例中，差分輸出310包含有源或無源不平衡轉(zhuǎn)換器，其用于從一個或多個晶胞115接收差分信號、及用于產(chǎn)生單端輸出。在這些實施例中，由于從一個或多個晶胞115接收到的中間差分信號，仍然認為數(shù)模電路100是差分的。圖3A的電路包含用于接收不同量值和/或不同標志的充電電流的充電輸入315A和可選的充電輸入315B。例如，在一個實施例中，充電輸入315A與用于使電容器120充電至IJ+5V的電壓源140的輸出連接，而充電輸入315B與用于使電容器120充電到-5V的電壓源140的輸出連接。在其他實施例中，充電輸入315B與用于使電容器120充電到+0. 5V的電壓源140的輸出連接。在典型運行中，兩個不同的充電輸入315A和315B在交替的充電期內(nèi)使用。在第一再充電期220，再充電開關(guān)125E閉合，而可選的打開再充電開關(guān)125F，因此使電容器120充電到第一電壓。在下一再充電期220，再充電開關(guān)125F閉合，而再充電開關(guān)125E打開，因此使電容器120充電到第二電壓。該運行的結(jié)果是在輸出電路110產(chǎn)生差分功率輸出，在所述輸出電路中，不同模擬輸出出現(xiàn)在交替周期內(nèi)。放電開關(guān)130E和可選地130F用于控制將特定放電傳輸?shù)讲罘州敵?10的哪一側(cè)。在一些實施例中，當再充電開關(guān)125F用于充電電容器時，放電開關(guān)130F用于放電；當再充電開關(guān)125E用于充電電容器時，放電開關(guān)130E用于放電?？蛇x地，將不同模擬輸出看作單個差分輸出。在其他運行模式中，再充電開關(guān)125F是可選的，響應(yīng)于數(shù)字輸入放電開關(guān)130E和130F的其中一個閉合。圖3B的電路提供了差分輸出，通過再充電開關(guān)125E-H的選擇性設(shè)定可控制所述差分輸出的極性。通過使再充電開關(guān)125E閉合可由充電輸入315A使電容器120A充電、通過替代性地使再充電開關(guān)125F閉合可由充電輸入315B使電容器120A充電。如果充電輸入315A和315B與電壓源140不同的電壓電平輸出連接，那么通過選擇使再充電開關(guān)125E或125F的哪一個閉合可控制使電容器120A充電到哪一電壓。同樣，通過使再充電開關(guān)125G閉合可由充電輸入315A使電容器120B充電、通過替代性地使再充電開關(guān)125H閉合可由充電輸入315B使電容器120B充電。在典型運行中，充電開關(guān)125E和125H—起閉合，充電開關(guān)125F和126G—起閉合。差分輸出310的極性由使充電開關(guān)的哪一對一起閉合來確定，而使充電開關(guān)的哪一對一起閉合反過來由數(shù)字輸入比特確定?？蓪D3B的電路看作一個或兩個晶胞115。在替代性實施例中，單個晶胞115與多于兩個的充電電壓連接，且其包含用于使電容器選擇性充電到多于兩個的替代性電壓的充電輸入315和再充電開關(guān)125。放電開關(guān)130E和130F在放電期間通常都閉合。圖3C的電路與圖3B的電路功能相似。但是，允許單個電容器120在施加到充電輸入315A和充電輸入315B的電壓間浮動。當放電開關(guān)130E和130F在轉(zhuǎn)換期210過程中一起閉合時，電容器120每側(cè)的電荷均提供至差分輸出315。圖3C的電路代表了一個晶胞115。圖4是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的晶胞115的替代性實施例的示意圖。這些實施例
包含充電電容器以及接著利用晶體管來控制將電荷作為輸出提供。使來自充電輸入315A的電壓通過充電開關(guān)125A、以使電容器120A充電。在圖4中對充電開關(guān)125A的固態(tài)示例進行闡釋。充電開關(guān)125A的這一示例包含一對晶體管410和420。晶體管410和420的基極分別接收輸入430和440的電壓。在典型運行中，輸入430將接收代表邏輯I或O的電壓，而輸入440將接收代表輸入430處所體現(xiàn)的輸入的邏輯非的電壓。例如，當輸入430接收代表邏輯I的電壓時，輸入440將接收代表邏輯O的電壓。輸入430和440處的電壓將控制電流是否從充電輸入315A流出，從而使電容器120充電。使用晶體管450代替放電開關(guān)130A。只要晶體管450源極(電容器120A與所述源極連接)的電壓小于或等于晶體管450柵極輸入460的電壓，晶體管450將阻止電容器120A放電。在典型運行中，柵極輸入460的電壓與充電輸入315A的電壓相同。因此，電容器120A從充電輸入315A經(jīng)過開關(guān)215A的充電不足以開啟晶體管450。電容器120A的一側(cè)與放電觸發(fā)輸入470連接。將觸發(fā)電壓應(yīng)用于電容器120A的該側(cè)可用于增加電容器120A與晶體管450連接的一側(cè)的電壓。特別地，將適當?shù)挠|發(fā)電壓應(yīng)用于放電觸發(fā)輸入470可用于使晶體管450源極的電壓提高到大于柵極輸入460 (加上接點電勢)的電壓。這開啟了、例如降低了晶體管450的源漏極阻抗，且允許電容器120A通過晶體管450向輸出電路110放電。圖4中所闡釋的晶胞115的方法可稱為“充電和溢出”方法。晶胞115的替代性實施例對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。在相同數(shù)模電路中可使用不同類型的晶胞115。如本文所進一步討論的，晶胞115可分為不同組或不同模塊。圖5是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的包含一個以上的晶胞115的組的數(shù)模電路的示意圖。闡釋了第一組510和第二組515，但替代性實施例包含多于兩個的組。第一組510和第二組515的輸出在輸出電路110處合并，從而產(chǎn)生單個輸出信號。第一組510和第二組515可能并行運行或串行運行。在并行運行中，每個組的轉(zhuǎn)換期210本質(zhì)上同時發(fā)生。使用一個以上的組允許較多輸出功率和/或較多十進制比特的轉(zhuǎn)換。在串行運行中，第一組510的轉(zhuǎn)換期210與第二組515的轉(zhuǎn)換期210發(fā)生在不同時間。在重復(fù)周期內(nèi)，數(shù)模轉(zhuǎn)換可在第一組510和第二組515間交替。這允許轉(zhuǎn)換發(fā)生在與單個轉(zhuǎn)換期210和再充電期220的和相比較短的周期內(nèi)，且允許輸出電路Iio的輸出的頻率大于單獨使用第一組510或第二組515時可能的頻率。在一些實施例中，控制電路135可控地以并行模式或串行模式運行第一組510和第二組515。在并行模式下，第一組510和第二組515中的每個再充電開關(guān)125大約同時打開和閉合。同樣，兩個組中放電開關(guān)130的選定構(gòu)件大約同時打開和閉合。如果需要更多輸出功率，控制電路135可使用數(shù)字輸入電路105在每個組中選擇相同組的放電開關(guān)130A。替代性地，如果需要較大的動態(tài)范圍，數(shù)字輸入電路105可用于在每個組中選擇不同組的放電開關(guān)130。在串行模式下，控制電路135用于在第一組510和第二組515交替進行轉(zhuǎn)換期210。例如，可能在第一組510中為轉(zhuǎn)換期而設(shè)定再充電開關(guān)125和放電開關(guān)130，而在第二組515中為再充電期220設(shè)定相應(yīng)開關(guān)；反之亦然。兩個組的串行使用允許使轉(zhuǎn)換頻率加
倍。圖6A-6C是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的使用第一組510和第二組515所生成的輸出波形的示意圖。如本文其他地方所進一步討論的，例如結(jié)合圖2A和圖2B，第一組510和第二組515的每個的輸出包括一系列脈沖。圖6A和6B闡釋了以下示例相對于第二組515的轉(zhuǎn)換期210和再充電期220如何及時偏置第一組510的轉(zhuǎn)換期210和再充電期220。第一組510的轉(zhuǎn)換期210可能與第二組515的再充電期220重疊。同樣，第二組515的轉(zhuǎn)換期210可能與第一組510的再充電期220重疊。圖6C闡釋了可在輸出電路110處發(fā)現(xiàn)的第一組510和第二組515的輸出之和。這一總輸出的頻率高于單個組的任何一個所產(chǎn)生的頻率。在替代性實施例中，三個、四個或更多個組用于實現(xiàn)甚至更高的頻率。晶胞115可設(shè)置在二進制組或溫度計組中。溫度計組是每個晶胞115激活時在其中提供相同輸出功率的組。例如，包含四個晶胞115(每個能夠提供一個單位的輸出)的溫度計組可體現(xiàn)出五個不同的輸出電平O、1、2、3和4。激活晶胞115的兩個從而產(chǎn)生為2的輸出電平，激活所有晶胞115從而產(chǎn)生為4的輸出電平。溫度計組中的三個晶胞足以將兩比特的二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號。在各個實施例中，溫度計組可包含2、3、4、5、6、7、8或更多個晶胞115。二進制組是不同晶胞115激活時在其中用于提供不同輸出功率的組。例如，在典型二進制組中，第一晶胞115可用于提供一個單位的輸出功率，第二晶胞115用于提供兩個單位的輸出功率，而第三晶胞115用于提供四個單位的輸出功率。如果激活第一和第三晶胞115，則接著提供總計為五個單位的輸出功率。同樣，如果三個晶胞115全部激活，則接著提供總計為七個單位的輸出功率。二進制組中的每個晶胞115足以轉(zhuǎn)換一比特的數(shù)字數(shù)據(jù)。例如，包含四個晶胞115的二進制組可將四個二進制比特轉(zhuǎn)換為模擬信號。在各個實施例中，二進制組可包含2、3、4、5、6、7、8或更多個晶胞115。圖7是數(shù)模電路100的各個實施例的示意圖，其中第一組510包括溫度計組710，第二組515包括二進制組715。在數(shù)模電路100的這些實施例中，數(shù)字輸入電路105包含數(shù)據(jù)鎖存器720、編碼器725和延遲730?？蓪?shù)據(jù)鎖存器720、編碼器725和延遲730視為數(shù)字輸入電路105的組件。在這些實施例中，數(shù)據(jù)鎖存器720用于接收五比特的、待轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)字二進制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鎖存器720將這些比特的其中兩個提供給溫度計組710、將這些比特的三個提供給二進制組715。在本發(fā)明的替代性實施例中，數(shù)據(jù)鎖存器720用于接收不同數(shù)量的比特和/或在兩個或多個組之間不同劃分各比特。二進制組715內(nèi)的晶胞115用于提供一個單位(Ix)、兩個單位(2x)或四個單位(4x)的輸出功率。相反，溫度計組710內(nèi)的晶胞115各自用于提供八個單位(Sx)的輸出功率。在闡釋的實施例中，當并行使用時，二進制組715用于轉(zhuǎn)換數(shù)字數(shù)據(jù)的最低有效位，而溫度計組710用于轉(zhuǎn)換最高有效位。輸出電路110包含兩個接地電阻器，其用于接收二進制組715和溫度計組710的復(fù)合輸出。電阻器用于將復(fù)合輸出轉(zhuǎn)換為電壓。通過使用不同充電電壓、使用不同電容器值和/或類似值，二進制組715內(nèi)的晶胞115可用于提供不同數(shù)量的功率輸出。數(shù)據(jù)鎖存器720用于存儲接收的數(shù)字數(shù)據(jù)，根據(jù)控制電路135的定時，其存儲接收的數(shù)字數(shù)據(jù)直到數(shù)字數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換為模擬信號。編碼器725用于對從數(shù)據(jù)鎖存器720接收到的、由溫度計組710內(nèi)的晶胞115使
用的比特進行編碼。例如，如果接收的比特代表為二的二進制值，接著對編碼器725的輸出編碼，以開啟放電開關(guān)130的其中兩個。同樣，如果接收的比特代表為四的二進制值，接著對編碼器725的輸出編碼，以開啟溫度計組710中的放電開關(guān)130的其中四個。延遲730用于延遲從數(shù)據(jù)鎖存器720接收的數(shù)字信號，以補償發(fā)生在編碼器725中的任何延遲。延遲730用于延遲信號，以便二進制組715和溫度計組710內(nèi)的晶胞155大約同時接收數(shù)據(jù)。圖8是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的包含數(shù)模電路100的發(fā)射器系統(tǒng)800的示意圖。數(shù)模電路100代替了現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)射器系統(tǒng)中通常存在的數(shù)模轉(zhuǎn)換器、濾波器和混頻器。發(fā)射器系統(tǒng)800包含用于接收和保持數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鎖存器810?？蛇x地，數(shù)據(jù)鎖存器810用于從數(shù)字信號處理器接收“ I ”數(shù)據(jù)和“Q”數(shù)據(jù)?？蛇x地，數(shù)據(jù)鎖存器810包含數(shù)字輸入電路105的一部分。如本文其他地方所討論的，數(shù)字輸入數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)鎖存器810向數(shù)模電路100傳送，從而轉(zhuǎn)換為模擬輸出電路。數(shù)模電路100的輸出是數(shù)字輸入數(shù)據(jù)的模擬表示，且其也與數(shù)模電路100的采樣頻率混合。由于數(shù)模電路100的運行同時實現(xiàn)了數(shù)模轉(zhuǎn)換和混頻，不需要額外的混頻器。數(shù)模電路100的模擬輸出提供給波段選擇濾波器820。濾波器820用于去除基帶信號和/或任何不需要的RF邊帶。雖然在一些實施例中濾波器可能在放大器830之后，但濾波器820通常設(shè)置在放大器830之前。放大器830用于將信號提升到所需要的發(fā)射電平。放大器830的輸出由耦合器840接收。耦合器840用于為發(fā)射提供合適阻抗、且可選地提供雙工器功能。耦合器840可包含變壓器、天線、電流復(fù)印器、不平衡轉(zhuǎn)換器或類似器件?？蛇x地，濾波器820、放大器830和/或耦合器840是輸出電路110的一部分。圖9是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的將數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號的方法的示意圖?？墒褂脭?shù)模電路100執(zhí)行該方法。該方法包含使多個電容器充電、然后基于數(shù)字輸入使多個電容器的選定構(gòu)件放電?？蛇x地，在接收數(shù)字輸入前使多個電容器充電。選定構(gòu)件的放電組成了模擬輸出信號，所述模擬輸出信號可表示為電流、功率或電壓等。更具體地，圖9中闡釋的方法包含充電步驟910，在該步驟中使用一個或多個電壓源(例如電壓源140)使第一電容器和第二電容器(例如電容器120A和120B)充電。并行運行中，通常本質(zhì)上同時使這些電容器充電。在串行運行中，使相同組內(nèi)的這些電容器同時充電，而可選地使不同組中的這些電容器在不同時間充電?？蛇x地，充電步驟910包含使電容器120的三個、四個或更多個充電。在操作開關(guān)步驟920，打開再充電開關(guān)125的第一個，以便第一電容器從電壓源斷路。在操作開關(guān)步驟930中，打開再充電開關(guān)125的第二個，以便第二電容器從電壓源斷路。在并行運行中，大約同時執(zhí)行操作開關(guān)步驟920和操作開關(guān)步驟930。在串行運行中，當開關(guān)控制不同組內(nèi)電容器的充電時，可選地在不同時間執(zhí)行操作開關(guān)步驟920和操作開關(guān)步驟930，當開關(guān)控制同一組內(nèi)電容器的充電時，通常大約同時執(zhí)行操作開關(guān)步驟920和操作開關(guān)步驟930。在接收信號步驟940中，數(shù)字信號由數(shù)字輸入電路105接收。這一數(shù)字信號包含至少兩比特，且這一數(shù)字信號是待轉(zhuǎn)換為模擬信號的信號。接收信號步驟940可選地包含在第一組510和第二組515之間劃分數(shù)字信號的各比特。進一步地，接收信號步驟940可選地包含使用編碼器725編碼二進制數(shù)據(jù)。在設(shè)定開關(guān)步驟950，響應(yīng)于數(shù)字輸入電路105在接收信號步驟940所接收的數(shù)字信號的值閉合第一放電開關(guān)，例如放電開關(guān)130A。第一放電開關(guān)的閉合允許相應(yīng)電容器放電。例如，閉合放電開關(guān)130A導(dǎo)致電容器120A向輸出電路110放電。在設(shè)定開關(guān)步驟960，響應(yīng)于數(shù)字輸入電路105在接收信號步驟940所接收的數(shù)字信號的值閉合第二放電開關(guān)，例如放電開關(guān)130B。第二放電開關(guān)的閉合允許相應(yīng)電容器放電。例如，閉合放電開關(guān)130B導(dǎo)致電容器120B向輸出電路110放電。在并行運行中，大約同時執(zhí)行設(shè)定開關(guān)步驟950和設(shè)定開關(guān)步驟960。在串行運行中，當開關(guān)控制不同組內(nèi)電容器的放電時，可選地在不同時間執(zhí)行設(shè)定開關(guān)步驟950和設(shè)定開關(guān)步驟960，當開關(guān)控制同一組內(nèi)電容器的放電時，通常大約同時執(zhí)行設(shè)定開關(guān)步驟950和設(shè)定開關(guān)步驟960。根據(jù)數(shù)字信號的值可獨立于第二電容器的放電執(zhí)行第一電容器的放電。在提供輸出步驟970中，通過第一放電開關(guān)和第二放電開關(guān)向輸出電路110提供第一電容器和第二電容器的放電。根據(jù)數(shù)字信號的值，從第一電容器和第二電容器及可選地其他電容器釋放的電荷代表了輸出電路110處該方法的輸出。輸出功率(例如電荷和電流)響應(yīng)于第一放電開關(guān)和第二放電開關(guān)的設(shè)定。在替代性實施例中，響應(yīng)于數(shù)字信號的值使一個、三個、四個或更多個電容器放電?？蛇x地,輸出電路110處輸出的頻率高于數(shù)字輸入電路接收數(shù)字輸入數(shù)據(jù)的頻率。圖10是數(shù)模電路100的替代性實施例的示意圖，在所述數(shù)模電路中基于數(shù)字輸入充電電容器。圖10中所闡釋的實施例與圖I所闡釋的那些的區(qū)別在于數(shù)字信息用于控制電容器120的充電而非放電。特別地，數(shù)字輸入電路105與再充電電容器125連接、且控制在再充電期220過程中使電容器120的哪些構(gòu)件充電。根據(jù)數(shù)字輸入電路105接收的數(shù)字輸入值，在再充電期220可能僅使電容器120的子集充電。在轉(zhuǎn)換期210過程中，通常閉合所有放電開關(guān)130，從而允許再充電期220過程中充電的電容器120的那些構(gòu)件的電荷釋放至IJ輸出電路110中。數(shù)模電路100的模擬輸出由轉(zhuǎn)換期210過程中從電容器120釋放的電荷組成。在替代性實施例中，數(shù)字輸入電路105用于在再充電期220過程中選擇性地閉合再充電開關(guān)125的子集，及也用于在轉(zhuǎn)換期210過程中選擇性地閉合放電開關(guān)130的子集。圖IIA-IIC是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的輸出電路110的替代性實施例的示意圖。這些實施例允許在將從電容器120釋放的電荷作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器100的模擬電荷輸出提供之前，將其暫時存儲在一個或多個儲存電容器1120中?？蛇x地，使用儲存電容器120用于使輸出的RC時間常數(shù)獨立于轉(zhuǎn)換的數(shù)字值。例如，在圖I所闡釋的數(shù)模電路100的實施例中，電容及因此的輸出的RC時間常數(shù)依賴于提供電荷的電容器的電容之和。這些電容的數(shù)量和特性將根據(jù)數(shù)字輸入的值發(fā)生變化。通過向一個或多個儲存電容器1120傳遞電荷以及接著提供模擬輸出，輸出的電容是一個或多個儲存電容器1120的電容。這一電容以及產(chǎn)生的RC時間常數(shù)獨立于轉(zhuǎn)換的數(shù)字值。然后可向額外電路傳輸電荷，所述額外電路例如濾波器820、放大器830、耦合器840、其任一組合或類似電路。在一些實施例中，使電容器120的每個充電到相同電壓，然后使電容器的每個選擇性地向儲存電容器1120放電。替代性地，根據(jù)數(shù)字輸入使電容器120的每個充電到兩個替代性電平的其中一個，然后使電容器的每個向儲存電容器1120放電。替代性地，根據(jù)數(shù)字輸入使電容器120的每個充電到三個或更多個替代性電壓，然后使電容器的每個向儲存電容器1120放電。數(shù)字輸入可選地用于選擇兩個再充電開關(guān)125和放電開關(guān)130的狀態(tài)。可選地，使用兩組開關(guān)用于執(zhí)行邏輯操作。圖IIA是包含輸出開關(guān)1110和儲存電容器1120的輸出電路110的實施例的示意圖。當輸出開關(guān)1110打開時，儲存電容器1120用于通過放電開關(guān)130從電容器120接收輸出電荷。在儲存電容器1120接收到輸出電荷后，放電開關(guān)130打開而輸出開關(guān)1110閉
合。然后，輸出電荷自儲存電容器120傳輸。這為模擬電荷輸出提供了依賴于儲存電容器1120的電容和輸出開關(guān)1110阻抗的一致的RC時間常數(shù)。圖IlB是包含幾個儲存電容器1120的輸出電路110的差分實施例的示意圖，所述幾個儲存電容器1120單獨標為1120A-1120D。儲存電容器1120的每個通常具有相同電容。圖IlB所闡釋的實施例用于從數(shù)模電路100的差分實施例接收電荷，例如，從包含圖3A-3D所闡釋的差分晶胞115的實施例接收電荷。在交替階段在輸出1140A和1140B接收差分電荷信號。在第一階段，閉合輸出開關(guān)1130C和1130D，而打開輸出開關(guān)1130A和1130B，且向儲存電容器1120C和1120D提供差分電荷輸出。在第二階段，閉合輸出開關(guān)1130A和1130B，而打開輸出開關(guān)1130C和1130D，且向儲存電容器1120A和1120B提供差分電荷輸出。在第一階段，通過使輸出開關(guān)11IOA和1110B閉合，在差分輸出310提供儲存電容器1120A和1120B的差分模擬電荷輸出的一部分。同樣，在第二階段，通過使輸出開關(guān)1110C和1110D閉合，在差分輸出310提供差分模擬電荷輸出的另一部分。在典型運行中，儲存電容器1120A和1120B從晶胞115接收電荷，而儲存電容器1120C和1120將儲存的電荷作為輸出提供；反之亦然。圖IIC是具有輸出開關(guān)1110而沒有儲存電容器1120的輸出電路110的實施例的示意圖。數(shù)模電路100的實施例中可省略儲存電容器1120。在省略儲存電容器的所述實施例中，在轉(zhuǎn)換期210過程中獨立于轉(zhuǎn)換的數(shù)字值使放電開關(guān)130閉合。例如，在圖10所闡釋的那些實施例中。在將電荷作為模擬輸出提供之前，通過使電荷在電容器120C間重新分配可實現(xiàn)儲存電容器1120的功能。特別地，如果放電開關(guān)130 (圖10)閉合而輸出開關(guān)1110打開，電荷將從響應(yīng)于數(shù)字輸入而充電的電容器120的那些構(gòu)件流到電容器120的其他構(gòu)件。然后電荷儲存在全組電容器120上，直到輸出開關(guān)1110閉合。當輸出開關(guān)1110閉合時，模擬電荷輸出的RC時間常數(shù)依賴于全組電容器120的電容和各個開關(guān)的輸出阻抗?？蛇x地，圖3A-3D中闡釋的晶胞115的實施例適用于用作輸出電路110的替代性實施例。例如，圖3A和3B中闡釋的電容器120和放電開關(guān)130可用作輸出電路110的替代性實施例中的儲存電容器1120和輸出開關(guān)1110。
圖12A-12C是包含加法電容器的數(shù)模電路的時序圖。圖12A顯示了電容器120的其中一個(例如電容器120A)的電荷。如結(jié)合圖2B所討論的，在再充電期220過程中使電容器120A充電，而在轉(zhuǎn)換期210過程中使電容器120A選擇性放電。在實施例中，例如圖10所闡釋的那些實施例，電容120A的放電依賴于數(shù)字輸入值。在實施例中，例如圖10所闡釋的那些實施例，電容120A的充電依賴于數(shù)字輸入值。圖12B是從電容器120A和可選地電容器120的其他構(gòu)件釋放的電荷如何由儲存電容器1120接收的示意圖。在轉(zhuǎn)換期210過程中使儲存電容器1120充電，而在再充電期220過程中使其放電。如圖12C所示，來自儲存電容器1120的這一放電發(fā)生在再充電期220過程中，而此時正使電容器120充電。圖13是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的將數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號的方法的示意圖。在這些方法中，響應(yīng)于數(shù)字輸入值使電容器120選擇性充電和放電。在將從電容器120釋放的電荷作為模擬電荷輸出提供之前，將其儲存在儲存電容器1120中。在充電步驟910，如本文其他地方所討論的使電容器120充電。在設(shè)定開關(guān)步驟
1320中，打開再充電開關(guān)125以使電容器120與電壓源140去耦。例如，設(shè)定開關(guān)步驟1320可包含操作開關(guān)步驟920和操作開關(guān)步驟930。在接收信號步驟940中，如本文其他地方所討論的，接收代表數(shù)字值、且待轉(zhuǎn)換為模擬信號的信號。接收信號步驟940可在充電步驟910和/或設(shè)定開關(guān)步驟1320之前發(fā)生。在設(shè)定開關(guān)步驟1350中，閉合一個或多個放電開關(guān)從而使電容器120放電。例如，設(shè)定開關(guān)步驟1350可包含設(shè)定開關(guān)步驟950和設(shè)定開關(guān)步驟960?？蛇x地，基于在接收信號步驟940接收的數(shù)字輸入值，選擇設(shè)定開關(guān)步驟1350中閉合的開關(guān)。在儲存電荷步驟1360，在設(shè)定開關(guān)步驟1350從電容器120釋放的電荷儲存在儲存電容器1120中。如本文其他地方所討論的，在一些實施例中配置數(shù)模電路100以便電容器120用作儲存電容器1120。在這些實施例中，由于設(shè)定開關(guān)步驟1350，電荷在電容器120間重新分配，例如在電容器120的各構(gòu)件間流動。在設(shè)定開關(guān)步驟1365，閉合一個或多個輸出開關(guān)1110，以便可將儲存電容器1120內(nèi)儲存的電荷作為模擬電荷輸出提供?？蛇x地，這一輸出是差分的，且在提供輸出步驟970提供這一輸出。數(shù)模電路100的輸出包含數(shù)字輸入信號的頻率含量與發(fā)生采樣的頻率的混合。這一混合通常包含作為采樣頻率的邊帶的數(shù)字輸入信號的兩幅圖像。通過同一操作，數(shù)模電路100用于執(zhí)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和頻率混合。可選地，I/Q(同相和正交相)調(diào)制用于抑制兩個邊帶的其中一個，并為另一邊帶提供全功率。圖14是用于抑制兩個邊帶的其中一個的Ι/Q調(diào)制系統(tǒng)1400的示意圖。Ι/Q調(diào)制系統(tǒng)1400包含“Q”輸入路徑1410和“I”輸入路徑1415。這些輸入路徑用于接收基帶信號。這一基帶信號可包含跨越一頻率范圍的多個信號。輸入路徑1410與移相器1420A連接，所述移相器用于將90度的相移應(yīng)用于輸入信號，以產(chǎn)生該信號的“Q”版本。輸入路徑1415與混頻器1425A連接，以混頻或多路復(fù)用兩個信號?；祛l器1425A的其他輸入從載波源1430接收得到。載波源1430用于在載波頻率提供正弦波。還將這一正弦波提供給第二移相器1420B,所述移相器同樣用于施加90度的相移。移相器1420A和移相器1420B的輸出在第二混頻器1425B中混頻。將混頻器1425A和混頻器1425B的輸出添加到加法器1435中。這導(dǎo)致了最終輸出1440，在所述最終輸出中基帶信號已移動至作為載波頻率的邊帶的較聞頻率。在現(xiàn)有技術(shù)中，邊帶抑制系統(tǒng)(例如Ι/Q調(diào)制系統(tǒng)1400)通常在數(shù)子域中實現(xiàn)。圖15A和15B是兩個替代性電路的示意圖，在所述兩個替代性電路中數(shù)模電路100用于執(zhí)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、也用于實現(xiàn)邊帶抑制。這些電路本質(zhì)上從基帶信號產(chǎn)生載波頻率的單邊帶。載波頻率是數(shù)模轉(zhuǎn)換發(fā)生的頻率。在圖15A的電路中，設(shè)置兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器(單獨標為100A和100B)，從而接收數(shù)據(jù)鎖存器1510的“I”輸出和“Q”輸出?！癚”數(shù)據(jù)信號是“I”數(shù)據(jù)信號的相移版本。應(yīng)用于“Q”數(shù)據(jù)的相移是
權(quán)利要求
1.一種射頻發(fā)射器，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)鎖存器，用于在第一頻帶接收數(shù)字數(shù)據(jù)信號； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于從所述數(shù)據(jù)鎖存器接收所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號且生成差分輸出信號，對所述差分輸出信號進行調(diào)制以形成至少0. SGHz的第二頻率，所述輸出信號包括了含有代表數(shù)字數(shù)據(jù)的電荷的一系列脈沖； 波段選擇濾波器，用于接收所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號； 放大器，用于放大所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號；以及 耦合器，用于接收所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號并在所述第二頻率將該輸出信號與通信介質(zhì)I禹合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，所述第二頻率在所述第一頻帶與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率的混合的邊帶內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，所述第二頻率大約為I.5GHz、或大約在I. 5 2GHz之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，所述第二頻率在2GHz 3.2GHz 之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3或4所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，所述第二頻率包含寬度至少為50MHz的頻帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4或5所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，設(shè)置所述濾波器和所述放大器，以便使所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號在由所述耦合器接收前通過所述濾波器和接著通過所述放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5或6所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，設(shè)置所述濾波器和所述放大器，以便使所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號在由所述耦合器接收前通過所述放大器和接著通過所述濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6或7所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，所述耦合器包含天線、電流跟隨器、變壓器、雙工器或平衡變壓器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7或8所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，在不需要進一步混頻的情況下由數(shù)模轉(zhuǎn)換過程生成所述第二頻率的所述輸出信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8或9所述的射頻發(fā)射器，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出信號包含在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率附近的雙邊帶。
11.一種將數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號的方法，其特征在于，所述方法包括 接收包含至少兩比特的數(shù)字信號； 使用一個或多個電壓源使第一電容器和第二電容器均充電； 打開第一再充電開關(guān)以使所述第一電容器與所述一個或多個電壓源斷路； 打開第二再充電開關(guān)以使所述第一電容器與所述一個或多個電壓源斷路； 設(shè)定用于控制所述第一電容器放電的第一放電開關(guān)； 設(shè)定用于控制所述第二電容器放電的第二放電開關(guān)，其中所述第一電容器和所述第二電容器的充電或者所述第一放電開關(guān)和所述第二放電開關(guān)的設(shè)定響應(yīng)于所述兩比特；以及通過所述第一放電開關(guān)和所述第二放電開關(guān)提供電荷脈沖；模擬輸出是差分的、且包含所述第一電容器和所述第二電容器釋放的電荷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述模擬輸出包含所述數(shù)字輸入和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換的采樣頻率的混合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述采樣頻率大于1GHz。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的方法，其特征在于，還包括使所述模擬輸出信號通過濾波器。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-13或14所述的方法，其特征在于，還包括使所述模擬輸出信號放大，以及將放大的輸出信號通過通信介質(zhì)傳送。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-14或15所述的方法，其特征在于，還包括在使所述模擬輸出信號中含有電荷前，在至少一個儲存電容器中儲存通過所述第一放電開關(guān)和所述第二放電開關(guān)提供的電荷。
17.一種邊帶抑制系統(tǒng)，其特征在于，包括 時鐘，用于提供時鐘信號 I/Q數(shù)據(jù)鎖存器，用于接收數(shù)字輸入數(shù)據(jù)及提供代表所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)的“ I ”信號和“Q”信號； 移相器，用于產(chǎn)生所述時鐘信號的相移拷貝； 第一差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收“ I ”信號和時鐘信號以及產(chǎn)生第一模擬輸出，所述第一模擬輸出包含所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率附近的所述“ I ”信號的兩個邊帶； 第二差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收“Q”信號和所述時鐘信號的相移拷貝以及產(chǎn)生第二模擬輸出，所述第二模擬輸出包含所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率附近的所述“Q”信號的兩個邊帶；以及 負載電路，用于合并所述第一模擬輸出和所述第二模擬輸出，以便產(chǎn)生單邊帶輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單邊帶輸出包含代表所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)的電荷脈沖。
19.一種邊帶抑制系統(tǒng)，其特征在于，包括 時鐘，用于提供時鐘信號； I/Q數(shù)據(jù)鎖存器，用于接收數(shù)字輸入數(shù)據(jù)、及提供“ I ”信號和“Q”信號； 多路復(fù)用器，用于多路復(fù)用所述“ I ”信號和“Q”信號； 二進制反相器，用于在所述時鐘信號的每隔一個周期對所述多路復(fù)用器輸出求反； 差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收所述二進制反相器的輸出、及產(chǎn)生代表數(shù)字輸入數(shù)據(jù)的模擬電荷脈沖輸出；所述模擬電荷脈沖輸出包含有時鐘信號的單邊帶，受抑制的所述時鐘信號的第二邊帶；以及 負載電路，用于接收模擬電荷脈沖輸出。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的邊帶抑制系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬電荷脈沖輸出是差分的。
全文摘要
一種數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其通過使多個電容器的構(gòu)件選擇性放電來運行。電容器的充電發(fā)生在重置期過程中，而當電容器放電時發(fā)生數(shù)模轉(zhuǎn)換。基于數(shù)字輸入從多個電容器選擇放電的那些電容器。模擬輸出包含從電容器釋放的電荷?？蛇x地，將電容器劃分為獨立的電容器組。
文檔編號H03M1/66GK102792595SQ201080041986
公開日2012年11月21日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者喬納森·埃弗拉伊姆·大衛(wèi)·赫維茨, 史蒂文·柯林斯 申請人:美國博通公司