[发明专利]带通数模转换器的方法和装置

说明书

技术领域

公开的系统和方法涉及数字信息到模拟信息的转换。更具体而言，公开的系统和方法涉及通信系统使用的数模转换器。

背景技术

目前，数字通信系统包括用于通信音频信息、视频信息和其他数据的系统。这些系统包括用于经过同轴电缆、无线连接等分布信息的方法。某些该数字通信系统使用数字调制方法以在有限频带中传输数字位流。数字信息(一般以位流形式)最初被调至到数字基带信号，然后被转化为模拟基带信号。模拟基带信号然后被转化为射频(RF)信号。可替代地，数字信息可首先被转换成模拟信息(即，模拟基带信号)。该模拟基带信号然后被调制到RF载体上。这通常借助公知的正交I、Q调制器实现。图1表示用于执行该功能的现有技术的数模转换器(DAC)100的框图。

图1中的DAC系统100接收同相数字信号I。系统100还接收正交相位数字信号Q。数字信号I和Q采用分别表示基带I和Q信号在时间序列点上振幅的一连串数字值(或采样)的形式。数字样本流由DAC102、104以递进形式转换为基带信号的模拟近似表示，形式上由数字样本流表示的I和Q。DAC102、104接收具有采样频率f_s的采样时钟信号106。采样时钟信号106由时钟生成器108和振荡器110生成。理论上，DAC 102、104将准确地再现模拟信号I和Q。然而，DAC 102、104中的转换处理引入失真。失真是以sin(x)/x(通常称为“sinc”函数)的形式。输入基带信号在频域中乘以sinc函数。因此，DAC输出信号112、114具有sinc包络(envelope)。

除了与sinc函数相乘，DAC 102、104的输出包括具有的频率等于采样频率f_s加减基带信号I和Q的频率的光谱图像。此外，在采样频率f_s加减基带频率的每个谐波产生光谱图像。借助上转换器或混合器124、126中的乘法，一般使用正交局部振荡器(LO)信号127、128上转换DAC 102、104的输出112、114。乘法过程实现将模拟基带信号调制到RF载波上，以及基带信号上转换到RF载频。第一局部振荡器(LO)信号127是由振荡器130产生。第二LO信号128由负90度移相器132产生。该振荡器130一般独立于用于产生采样时钟信号106的振荡器110，以便获得载频的更大频率范围。在转换后，使用减法设备138从混合输出信号140减去混合输出信号142产生RF输出信号136。

除了基础频率，LO信号127、128通常含有谐波频率(或在乘法处理中在混合器中产生的LO谐波)。通常，LO信号是方波信号，具有较强的谐波含量，主要由奇数阶形成。如果原始的未滤波DAC输出信号112和114被直接应用于各自的混合器，DAC 102、104产生的光谱图像可能由LO基础和其谐波转换为所需的频率，并从而影响混合器124、126的所需上转换输出。此外，由于落在该边带的不希望的转换项而使得减法结138中该边带的取消是不完全的，因此现有技术DAC系统100不能产生单边带(SSB)信号，即残余功率仍将保留在该其他(不希望的)边带中。本领域公知的是：产生SSB信号的能力对于构建复杂的RF信号是必需的。

为了避免光谱影响并实现产生SSB信号的能力(因此产生任何复杂的信号)，低通抗锯齿或重建滤波器(LPRF)116、118用于从DAC输出信号112、114减少或消除不希望的光谱图像。然而，LPRF是较大并复杂的，推高了DAC系统的成本。具体而言，在LPRF中的必要有源滤波器增加了芯片的成本，功率及模具尺寸。LPRF滤波器也存在性能困难。例如，需要谨慎地平衡和匹配I-信道和Q-信道信号路径。这使得使用LPRF更加困难。具体而言，高阶LPRF滤波器更难于平衡和匹配信号路径。较大LPRF也与设计关键块竞争用于模具的优化布置。所有这些因素现呈现了会显著影响DAC系统的成本和性能的设计挑战。

可以从以上说明看出：需要一种技术直接产生带通信号并同时避免常规方法的上述问题。

发明概述

公开的方法和设备提供了使用有效结构将数字信号转换为模拟信号的装置，所述有效结构通过提供用于取消否则会产生的图像的装置而减少所需滤波器的数量。通过系统中的三个参数，选择是否产生上边带、下边带以及上下边带的组合以及如何歪斜从系统输出的包络。

附图简述