射頻信號收發(fā)機芯片中的模數(shù)轉換器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于射頻信號收發(fā)機芯片中的模數(shù)轉換器，特別適用于全球定位系統(tǒng)接收機中應用的單片集成射頻芯片。
【背景技術】
[0002]射頻信號接收機芯片的主要作用是將射頻輸入信號下變頻到中頻范圍，再將其采樣為數(shù)字信號。模數(shù)轉換器的作用就是將中頻輸出的模擬信號經(jīng)過采樣量化后，轉換為數(shù)字信號的過程。
[0003]模數(shù)轉換器包括采樣保持電路，比較器，編碼器等幾個主要模塊。
[0004]目前采用的模數(shù)轉換器大多是全并行模數(shù)轉換器，全并行模數(shù)轉換器由于參考電阻的存在導致模數(shù)轉換器的功耗比較大，同時量化后的數(shù)字信號很難對齊限制了量化的精度。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服模數(shù)轉換器的功耗高和量化輸出信號不能同步對齊，需要對原有的模數(shù)轉換器進行改進，提供一種不需要參考電阻網(wǎng)絡，以及可以將量化輸出信號進行同步對齊的模數(shù)轉換器。
[0006]本發(fā)明的技術方案是這樣解決的:
[0007]模數(shù)轉換器包含:
[0008]—量化電路，用來將模擬輸入信號量化成數(shù)字信號；其中包括比較器，其作用就是將模擬信號相互比較輸出數(shù)字信號；及
[0009]—編碼器，其對比較器輸出的結果進行編碼；
[0010]—數(shù)字信號采樣保持電路，其作用是使編碼器輸出的兩位數(shù)字信號進行同步對齊；
[0011]量化電路的作用就是將輸入的一對差模模擬信號，先是經(jīng)過電容和上拉電阻將這對差模信號的共模電平提高到電源電壓，再經(jīng)過源跟隨器和降壓電阻將輸入的兩路信號分成四路信號。這四路信號通過比較器兩兩進行比較，最后輸出三個數(shù)字信號。
[0012]編碼器是將比較器輸出的數(shù)字信號通過組合邏輯關系輸出兩位數(shù)字信號，符號位和幅值位。
[0013]編碼器輸出的數(shù)字信號并不理想，由于存在前級電路的影響，兩位數(shù)字信號很有可能不同步對其，容易導致最終的量化結果不精確，數(shù)字信號采樣保持電路就是解決這種問題。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0015]本發(fā)明提供的射頻信號收發(fā)機芯片中的模數(shù)轉換器功耗低、在不需要參考電阻網(wǎng)絡的前提下即可實現(xiàn)量化輸出信號同步對齊。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明模數(shù)轉換器整體結構示意框圖；
[0017]圖2為圖1中量化電路的結構示意框圖；
[0018]圖3為圖2中比較器的電路原理圖；
[0019]圖4為圖1中編碼器的電路原理圖；
[0020]圖5為圖1中數(shù)字信號采樣保持電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]附圖為本發(fā)明的實施例
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明的
【發(fā)明內容】
作進一步說明:
[0023]參照圖1所示，模數(shù)轉換器的原理是將輸入的模擬信號4先經(jīng)過量化電路I進行量化，量化之后的信號再進行編碼器2的處理得到數(shù)字信號，數(shù)字采樣保持電路3再將編碼器輸出的信號進行同步對齊得到最終模數(shù)轉換的數(shù)字信號5。模擬輸入信號4是一對差模信號，共模電平為0，最終輸出的兩位數(shù)字信號是符號位sign和幅值位mag。
[0024]圖2所示量化電路I的結構框圖。輸入端IFO和IFON是一對差模輸入信號，輸出端 SIGN、SIGNN、AMP50N、AMP50、AMP_50、AMP_50N。輸入端 IFO、IFON 分別與電容 C2、Cl 串聯(lián)接在M1、MO的柵極；上拉電阻R9的一端接VDD，另一端接Ml的柵極，RlO的一端接VDD，另一端接MO的柵極，Rll的一端接Ml的柵極，另一端接GND，R12的一端接MO的柵極，另一端接GND ；M1和MO的漏極均接VDD，源極分別與R15、R16相連，R15、R16的另一端分別與M3、M2的漏極相連；M3、M2的源極均接地，柵極均接到M4的漏極；M4的柵極與漏極相連，并與偏置電流輸入端IBIAS25U相連，源極接GND ;比較器115的輸入端INP接到Ml的源極，INN接到MO的源極；比較器116的輸入端INP接到MO的源極，INN接到M3的漏極；比較器117的輸入端INP接到M2的漏極，INN接到Ml的源極。
[0025]圖3所示是圖2中比較器的電路原理圖。輸入端INP和INN分別接在M16、M17的柵極，M16、M17的源極相連在一起并接到M13的漏極，M16、M17的漏極分別接在M21、M20的漏極；M18、M19、M20、M21、M22、M23的源極均接VDD，M21與M23的柵極相連，并與M21與M18的漏極相連在一起；M20與M18的柵極相連，并與M23與M20的漏極相連在一起；M22的柵極接在M21的漏極，M22的漏極接在M15的漏極；M15的漏極與柵極相連并接在M12的柵極，M15的源極與M12的源極相連并接GND ；M19的柵極接在M20的漏極，M19的漏極接M12的源極;M13與M26的源極相連并接GND，M26的柵極和漏極與M13的柵極相連并接到偏置電流輸入端IBIAS15U ;反相器120的輸入端接在M19的漏極，輸出端為0UTP，反相器119輸入端接120的輸出端，輸出端為0UTN。
[0026]圖4所示是圖1中編碼器的電路原理圖。反相器11、12、13的輸入端分別為IN1、IN2、IN3，INl接量化電路輸出端SIGNN，IN2接量化電路輸出端AMP_50N。IN3接量化電路輸出端AMP50N ;12和13的輸出端分別接到與門15的兩個輸入端，15的輸出端為MG，Il的輸出端為SIGN。
[0027]圖5所示是圖1中數(shù)字信號采樣保持電路原理圖。D觸發(fā)器13、16的輸入端IN1、IN2分別接編碼器的輸出端SIGN與MAG，13和16的輸出端分別是S_L、M_L ;采樣信號CLK接到反相器15的輸入端，15的輸出端接到反相器14的輸入端，14的輸出端接到D觸發(fā)器13和16的采樣信號端CK。
[0028]本發(fā)明產(chǎn)品應用于北斗導航系統(tǒng)接收機射頻芯片SDT6112中，采用TSMC0.18μπιRF CMOS工藝設計生產(chǎn)，并測試成功。
【主權項】
1.一種射頻信號收發(fā)機芯片中的模數(shù)轉換器，其特征在于:包括依次連接的量化電路、編碼器和數(shù)字信號采樣保持電路，所述量化電路用于將輸入的模擬信號量化相互比較后輸出數(shù)字信號，編碼器用于對量化電路輸出的數(shù)字信號進行編碼，數(shù)字信號采樣保持電路用于使編碼器輸出的兩位數(shù)字信號同步對齊。2.根據(jù)權利要求1所述的射頻信號收發(fā)機芯片中的模數(shù)轉換器，其特征在于:所述量化電路包括兩個信號輸入端和六個信號輸出端，信號輸入端IFO和IFON是一對差模輸入信號，信號輸出端分別為SIGN、SIGNN、AMP50N、AMP50、AMP_50、AMP_50N ;所述輸入端IF0、IFON分別與電容C3、Cl串聯(lián)接在MOS管M1、M0的柵極；上拉電阻R9的一端接VDD，另一端接MOS管Ml的柵極，電阻RlO的一端接VDD，另一端接MOS管MO的柵極，電阻Rll的一端接MOS管Ml的柵極，另一端接GND，電阻R12的一端接MOS管MO的柵極，另一端接GND ；M0S管Ml和MO的漏極均接VDD，源極分別與電阻R15、R16相連，電阻R15、R16的另一端分別與MOS管M3、M2的漏極相連；M0S管M3、M2的源極均接地，柵極均接到MOS管M4的漏極；M0S管M4的柵極與漏極相連，并與偏置電流輸入端IBIAS25U相連，源極接GND ;比較器115的輸入端INP接到MOS管Ml的源極，INN接到MOS管MO的源極；比較器116的輸入端INP接到MOS管MO的源極，INN接到MOS管M3的漏極；比較器117的輸入端INP接到MOS管M2的漏極，INN接到MOS管Ml的源極。3.根據(jù)權利要求2所述的射頻信號收發(fā)機芯片中的模數(shù)轉換器，其特征在于:所述比較器的輸入端INP和INN分別接在MOS管M16、M17的柵極，MOS管M16、M17的源極相連在一起并接到MOS管M13的漏極，MOS管M16、M17的漏極分別接在MOS管M21、M20的漏極；M0S管M18、M19、M20、M21、M22、M23的源極均接VDD，MOS管M21與MOS管M23的柵極相連，并與MOS管M21與MOS管M18的漏極相連在一起；M0S管M20與MOS管M18的柵極相連，并與MOS管M23與MOS管M20的漏極相連在一起；M0S管M22的柵極接在MOS管M21的漏極，MOS管M22的漏極接在MOS管M15的漏極；M0S管M15的漏極與柵極相連并接在MOS管M12的柵極，MOS管M15的源極與MOS管M12的源極相連并接GND ；M0S管M19的柵極接在MOS管M20的漏極，MOS管M19的漏極接MOS管M12的源極；M0S管M13與MOS管M26的源極相連并接GND, MOS管M26的柵極和漏極與MOS管M13的柵極相連并接到偏置電流輸入端IBIAS15U ;反相器120的輸入端接在MOS管M19的漏極，輸出端為0UTP，反相器119輸入端接反相器120的輸出端，輸出端為0UTN。4.根據(jù)權利要求1至3任一所述的射頻信號收發(fā)機芯片中的模數(shù)轉換器，其特征在于:所述編碼器包括三個反相器，三個反相器I1、12、13的輸入端分別為INl、IN2、IN3，輸入端INl接量化電路輸出端SIGNN，輸入端IN2接量化電路輸出端AMP_50N，輸入端IN3接量化電路輸出端AMP50N ;反相器12和13的輸出端分別接到與門反相器15的兩個輸入端，反相器15的輸出端為MAG，反相器Il的輸出端為SIGN。5.根據(jù)權利要求1至3任一所述的射頻信號收發(fā)機芯片中的模數(shù)轉換器，其特征在于:所述數(shù)字信號采樣保持電路的D觸發(fā)器13、16的輸入端IN1、IN2分別接編碼器的輸出端SIGN和MAG，D觸發(fā)器13和16的輸出端分別是S_L、M_L ;采樣信號CLK接到反相器15的輸入端，15的輸出端接到反相器14的輸入端，14的輸出端接到D觸發(fā)器13和16的采樣信號端CK。
【專利摘要】本發(fā)明的目的是為了克服模數(shù)轉換器的功耗高和量化輸出信號不能同步對齊，需要對原有的模數(shù)轉換器進行改進，提供一種不需要參考電阻網(wǎng)絡，以及可以將量化輸出信號進行同步對齊的模數(shù)轉換器。該模數(shù)轉換器包括依次連接的量化電路、編碼器和數(shù)字信號采樣保持電路，所述量化電路用于將輸入的模擬信號量化相互比較后輸出數(shù)字信號，編碼器用于對量化電路輸出的數(shù)字信號進行編碼，數(shù)字信號采樣保持電路用于使編碼器輸出的兩位數(shù)字信號同步對齊。
【IPC分類】H03M1/12
【公開號】CN105049044
【申請?zhí)枴緾N201510487101
【發(fā)明人】黃海生, 史海峰, 李鑫
【申請人】西安郵電大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月10日