數字正交調制器和開關電容陣列電路制造技術

數字正交調制器具有用于提供本地振蕩器信號本地振蕩器電路和用于分別根據同相控制字的符號位和正交控制字的符號位來選擇同相本地振蕩器信號和正交本地振蕩器信號的本地振蕩器極性邏輯電路。該調制器具有多個本地振蕩器控制邏輯電路，每個本地振蕩器控制邏輯電路用于根據同相控制字的值和/或正交控制字的值選通所選本地振蕩器信號中的一個或兩個來生成條件信號。該調制器具有一組或多組開關電容單元，其中每個單元都具有由輸出電容提供的輸出，且其中，在輸出電容輸入側的信號由條件信號進行控制。至少兩個開關電容單元的輸出合并于公共節點中。

Digital quadrature modulator and switched capacitor array circuit

Digital quadrature modulator has to provide the local oscillator signal and the local oscillator circuit for respectively according to the sign bit and orthogonal in-phase control word control word symbol to choose the local oscillator phase local oscillator signal and the quadrature local oscillator signal polarity logic circuit. The modulator has multiple local oscillator control logic circuit, control logic circuit for each local oscillator based on phase control word values and / or quadrature control word value gated selected local oscillator signal in one or two conditions to generate signal. The modulator has a group or group of switched capacitor units, each of which has an output provided by an output capacitor, wherein the signal at the input side of the output capacitor is controlled by a conditional signal. The output of at least two switched capacitor units is incorporated into the common node.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】數字正交調制器和開關電容陣列電路
本專利技術涉及數據通信領域，具體涉及一種數字正交調制器配置。本專利技術還涉及一種開關電容陣列配置。
技術介紹
將數字同相(I)和正交(Q)信號直接轉換為同相/正交(I/Q)調制的模擬射頻(RF)功率的設備在當今得到廣泛使用。該些設備在文獻中具有多種名稱和縮寫，諸如全數字正交發射器、直接數字射頻調制器(DDRM)、數字射頻轉換器(DRFC)和數字射頻振幅轉換器(DRAC，RF-DAC)。在本文中，該器件被稱為IQ-RF-DAC，意為IQ到射頻功率數模轉換器。一種現有技術中的IQ-RF-DAC性能可以通過開關陣列拓撲實現。圖1示出了開關陣列IQ-RF-DAC100的示例，參見ChaoLu等提出的文獻[1]。圖1所示的開關陣列IQ-RF-DAC100是基于數字調制開關陣列的電導。使用邏輯“與”門，輸入數字基帶(BB)位控制本地振蕩器(LO)信號是否到達單元開關門。對于圖1的IQ-RF-DAC100，通過合并來自第一和第二開關陣列功率放大器，I-PA102和Q-PA103的電流獲得射頻輸出RFout101。變換器104用于合并I-PA102和Q-PA103的輸出到RFOut101。I-PA102和Q-PA103是相同的，并分別響應于同相(I)和正交(Q)信號。每一個均被分離成由基帶信號離散控制的多個功率單元105和106。該基帶信號以一種符號化的二元格式，由13位組成：用于同相信號的I-BB[12：0]107和用于正交信號的Q-BB[12：0]108。BB[12]指示符號信息，并且對剩余的位使用信號幅值編碼以實現適當數目的功率單元。符號位I-BB[12]109被饋送到復用器110，其還具有作為輸入的同相本地振蕩器信號I-LO111，符號位109確定正I-LO信號LO+112或者反相或相反的同相本地振蕩器信號LO-113是否用于切換I-PA102的開關門。符號位Q-BB[12]116被饋送到復用器117，其還具有作為輸入的正交本地振蕩器信號Q-LO118，符號位116確定正Q-LO信號LO+119或者反相或相反的正交本地振蕩器信號LO-120是否用于切換Q-PA103的開關門。I-PA和Q-PA的單位功率單元105、106由兩個“與”門114、115和121、122，開關對123、124和125、126及其緩沖器127、128和129、130構成。I-BB[11：0]或Q-BB[11：0]的使能信號位EN131、EN132被用作“與”門114、115和121、122的輸入，而另一個輸入與帶符號的LO，即LO+112、119或LO-113、120連接。RF輸出RFOut101傳送量化基帶信息，因此圖1所示的IQ-RF-DAC100可用作數模轉換、調制和功率放大的合并。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供一種數字正交調制器，其包括一組或多組開關電容單元陣列。本專利技術的開關電容陣列非常適合于高容量CMOS工藝制造，可以替代現有技術中數字正交調制器的開關陣列拓撲，從而提供一種解決方案，其可以應用于具有CMOS生產規模優勢的低成本RF解決方案中。前述和其它目的可以通過獨立權利要求中的特征來實現。進一步的實施方式通過從屬權利要求、說明書以及附圖顯而易見。根據第一方面，提供了一種數字正交調制器，包括：本地振蕩器電路，其用于提供具有第一占空比的第一組本地振蕩器信號，其包括正極性同相本地振蕩器信號、反極性同相本地振蕩器信號(LOIM)、正極性正交本地振蕩器信號和反極性正交本地振蕩器信號；本地振蕩器極性邏輯電路，其用于根據同相數字控制字的符號位，在正極性和反極性同相本地振蕩器信號之間選擇同相本地振蕩器信號，并且根據正交數字控制字的符號位，在正極性和反極性正交本地振蕩器信號之間選擇正交本地振蕩器信號；多個本地振蕩器控制邏輯電路，每個都用于通過根據同相數字控制字的值和/或正交數字控制字的值選通選擇的本地振蕩器信號中的一個或兩個來生成條件信號；一組或多組開關電容單元，每個開關電容單元都具有由輸出電容提供的輸出，其中所述輸出電容的輸入側的信號由所述條件信號之一確定或控制；以及用于合并所述開關電容單元中的至少兩個輸出的公共節點。開關電容單元的輸出電容具有輸入側，該輸入側可以被連接或提供信號或電壓，其中輸入側上的信號或電壓由條件信號之一確定或控制。所述開關電容單元可以并聯布置以形成陣列，并且一組開關電容單元也可以被稱為開關電容陣列。本地振蕩器控制電路的數量可以小于開關電容單元的數量。使用一個本地振蕩器控制電路的輸出來控制幾個開關電容單元可以減少物理布局的復雜性。根據第一方面，在該數字正交調制器的第一種可能的實施方式中，本地振蕩器電路還用于提供具有第二占空比的第二組本地振蕩器信號，其也包括正極性同相本地振蕩器信號、反極性同相本地振蕩器信號、正極性正交本地振蕩器信號和反極性正交本地振蕩器信號；所述本地振蕩器極性邏輯電路還用于根據所述同相數字控制字的符號位和所述正交數字控制字的符號位從所述提供的第二占空比本地振蕩器信號的組中選擇第二占空比本地振蕩器信號；并且至少部分所述本地振蕩器控制邏輯電路用于通過根據所述同相數字控制字的值和所述正交數字控制字的值選通選擇的第一占空比本地振蕩器信號和選擇的第二占空比本地振蕩器信號來生成所述條件信號。根據第一方面的第一種實施方式，在該數字正交調制器的第二種可能的實施方式中，第二組本地振蕩器信號的第二占空比大于第一組本地振蕩器信號的第一占空比。根據第一方面的第二種實施方式，在該數字正交調制器的第三種可能的實施方式中，第二組本地振蕩器信號的第二占空比為50％或約50％，第一組本地振蕩器信號的第一占空比為25％或約25％。根據第一方面或第一方面的前述實施方式中的任意一種，在該數字正交調制器的第四種可能的實施方式中，開關電容單元中的至少兩個包括具有第一電容值的輸出電容，并且至少兩個具有第一電容輸出值的開關電容單元的輸出通過一個或多個串聯電容彼此耦合，所述串聯電容具有等于或基本等于兩倍第一電容值的總第二電容值。其優點是：可以形成C-2C開關電容陣列，并且增加數字正交調制器分辨率。根據第一方面或第一方面的前述實施方式中的任意一種，在該數字正交調制器的第五種可能的實施方式中，所述開關電容單元的一部分或全部都是多電壓開關電容單元，其用于連接至少兩個電源電壓，兩個電源電壓中至少第二電源電壓高于第一電源電壓。其優點是：可以形成具有多電壓開關電容單元的一個或多個開關電容陣列，并且可以提高數字正交調制器的回退功率附加效率PAE。根據第一方面的第五種實施方式，在該數字正交調制器的第六種可能的實施方式中，數字正交調制器進一步包括用于根據一個或多個接收到的電源電壓選擇信號選擇所述多電壓開關電容單元的電源電壓的電壓選擇電路。根據第一方面或第一方面的前述實施方式中的任意一種，在該數字正交調制器的第七種可能的實施方式中，開關電容單元的一部分或全部均為關斷模式開關電容單元，其被配置為具有包括關斷模式、有源電壓切換模式和無源恒定輸入電壓模式的可控操作模式。在關斷模式中，輸出電容的輸入側以較小的寄生輸出電容進行浮動，其可以被認為接近零，而對于有源和無源模式，輸出電容等于所述開關電容單元的輸出電容的電容。關斷模式開關電容單元本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數字正交調制器，包括：本地振蕩器電路(318、512a)，用于提供具有第一占空比的第一組本地振蕩器信號，所述第一組本地振蕩器信號包括正極性同相本地振蕩器信號(LOIP)、反極性同相本地振蕩器信號(LOIM)、正極性正交本地振蕩器信號(LOQP)和反極性正交本地振蕩器信號(LOQM)；本地振蕩器極性邏輯電路(312、314、513a、514a、513b)，用于根據同相數字控制字(I)的符號位，在所述正極性同相本地振蕩器信號(LOIP)和所述反極性同相本地振蕩器信號(LOIM)之間選擇同相本地振蕩器信號(LOI)，以及根據正交數字控制字(Q)的符號位，在所述正極性正交本地振蕩器信號(LOQP)和所述反極性正交本地振蕩器信號(LOQM)之間選擇正交本地振蕩器信號(LOQ)；多個本地振蕩器控制邏輯電路(404、411、603a、606a)，每個所述本地振蕩器控制邏輯電路用于根據所述同相數字控制字(I)的值和/或所述正交數字控制字(Q)的值，通過選通所述選擇的本地振蕩器信號(LOI)、(LOQ)中的一個或兩個來生成條件信號；一組或多組開關電容單元(401、408、607a、608a)，每個開關電容單元都具有由輸出電容(202)提供的輸出(203)，其中所述輸出電容的輸入側(204)的信號由所述條件信號之一確定；以及公共節點(315、509a、609a)，用于合并至少兩個所述開關電容單元的輸出。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種數字正交調制器，包括：本地振蕩器電路(318、512a)，用于提供具有第一占空比的第一組本地振蕩器信號，所述第一組本地振蕩器信號包括正極性同相本地振蕩器信號(LOIP)、反極性同相本地振蕩器信號(LOIM)、正極性正交本地振蕩器信號(LOQP)和反極性正交本地振蕩器信號(LOQM)；本地振蕩器極性邏輯電路(312、314、513a、514a、513b)，用于根據同相數字控制字(I)的符號位，在所述正極性同相本地振蕩器信號(LOIP)和所述反極性同相本地振蕩器信號(LOIM)之間選擇同相本地振蕩器信號(LOI)，以及根據正交數字控制字(Q)的符號位，在所述正極性正交本地振蕩器信號(LOQP)和所述反極性正交本地振蕩器信號(LOQM)之間選擇正交本地振蕩器信號(LOQ)；多個本地振蕩器控制邏輯電路(404、411、603a、606a)，每個所述本地振蕩器控制邏輯電路用于根據所述同相數字控制字(I)的值和/或所述正交數字控制字(Q)的值，通過選通所述選擇的本地振蕩器信號(LOI)、(LOQ)中的一個或兩個來生成條件信號；一組或多組開關電容單元(401、408、607a、608a)，每個開關電容單元都具有由輸出電容(202)提供的輸出(203)，其中所述輸出電容的輸入側(204)的信號由所述條件信號之一確定；以及公共節點(315、509a、609a)，用于合并至少兩個所述開關電容單元的輸出。2.根據權利要求1所述的數字正交調制器，其特征在于：所述本地振蕩器電路(512b)還用于提供具有第二占空比的第二組本地振蕩器信號，所述第二組本地振蕩器信號還包括正極性同相本地振蕩器信號(LOIP50％)、反極性同相本地振蕩器信號(LOIM50％)、正極性正交本地振蕩器信號(LOQP50％)和反極性同相本地振蕩器信號(LOQM50％)；所述本地振蕩器極性邏輯電路(513b、617b)還用于根據所述同相數字控制字(I)的所述符號位和所述正交數字控制字(Q)的所述符號位，從所提供的第二占空比本地振蕩器信號(LOIP50％、LOIM50％、LOQP50％、LOQM50％)組中選擇第二占空比本地振蕩器信號(LO50％)；以及至少部分所述本地振蕩器控制邏輯電路(603b)用于根據所述同相數字控制字(I)的值和所述正交數字控制字(Q)的值，通過選通所述選擇的第一占空比本地振蕩器信號(LOI、LOQ)和所述選擇的第二占空比本地振蕩器信號(LO50％)來生成所述條件信號。3.根據前述權利要求中任一項所述的數字正交調制器，其特征在于，至少兩個所述開關電容單元具有輸出電容，所述輸出電容具有第一電容值，且其中具有所述第一電容輸出值的所述至少兩個開關電容單元的輸出通過一個或多個串聯電容彼此耦合，所述串聯電容具有等于兩倍所述第一電容值(1704、1705)的總第二電容值。4.根據前述權利要求中任一項所述的數字正交調制器，其特征在于，所述開關電容單元的一部分或全部均為多電壓開關電容單元(901、1200a、1200b)，所述多電壓開關電容單元(901、1200a、1200b)用于與至少兩個電源電壓(Vsup1V1、Vsup2V2)連接，其中至少第二電源電壓(Vsup2V2)高于第一電源電壓(Vsup1V1)，并且其中所述調制器還包括電壓選擇電路(1217a、1217b)，所述電壓選擇電路(1217a、1217b)用于根據一個或多個接收的電源電壓選擇信號來選擇所述多電壓開關電容單元(1200a、1200b)的所述電源電壓(V1、V2)。5.根據前述權利要求中任一項所述的數字正交調制器，其特征在于，所述開關電容單元的一部分或全部均...

【專利技術屬性】
技術研發人員：泰約·萊赫蒂寧，
申請(專利權)人：華為技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44