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

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功耗高和量化輸出信號(hào)不能同步對(duì)齊，需要對(duì)原有的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行改進(jìn)，提供一種不需要參考電阻網(wǎng)絡(luò)，以及可以將量化輸出信號(hào)進(jìn)行同步對(duì)齊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的:
[0007]模數(shù)轉(zhuǎn)換器包含:
[0008]—量化電路，用來(lái)將模擬輸入信號(hào)量化成數(shù)字信號(hào)；其中包括比較器，其作用就是將模擬信號(hào)相互比較輸出數(shù)字信號(hào)；及
[0009]—編碼器，其對(duì)比較器輸出的結(jié)果進(jìn)行編碼；
[0010]—數(shù)字信號(hào)采樣保持電路，其作用是使編碼器輸出的兩位數(shù)字信號(hào)進(jìn)行同步對(duì)齊；
[0011]量化電路的作用就是將輸入的一對(duì)差模模擬信號(hào)，先是經(jīng)過(guò)電容和上拉電阻將這對(duì)差模信號(hào)的共模電平提高到電源電壓，再經(jīng)過(guò)源跟隨器和降壓電阻將輸入的兩路信號(hào)分成四路信號(hào)。這四路信號(hào)通過(guò)比較器兩兩進(jìn)行比較，最后輸出三個(gè)數(shù)字信號(hào)。
[0012]編碼器是將比較器輸出的數(shù)字信號(hào)通過(guò)組合邏輯關(guān)系輸出兩位數(shù)字信號(hào)，符號(hào)位和幅值位。
[0013]編碼器輸出的數(shù)字信號(hào)并不理想，由于存在前級(jí)電路的影響，兩位數(shù)字信號(hào)很有可能不同步對(duì)其，容易導(dǎo)致最終的量化結(jié)果不精確，數(shù)字信號(hào)采樣保持電路就是解決這種問(wèn)題。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]本發(fā)明提供的射頻信號(hào)收發(fā)機(jī)芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器功耗低、在不需要參考電阻網(wǎng)絡(luò)的前提下即可實(shí)現(xiàn)量化輸出信號(hào)同步對(duì)齊。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明模數(shù)轉(zhuǎn)換器整體結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0017]圖2為圖1中量化電路的結(jié)構(gòu)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(hào)采樣保持電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]附圖為本發(fā)明的實(shí)施例
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0023]參照?qǐng)D1所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理是將輸入的模擬信號(hào)4先經(jīng)過(guò)量化電路I進(jìn)行量化，量化之后的信號(hào)再進(jìn)行編碼器2的處理得到數(shù)字信號(hào)，數(shù)字采樣保持電路3再將編碼器輸出的信號(hào)進(jìn)行同步對(duì)齊得到最終模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)5。模擬輸入信號(hào)4是一對(duì)差模信號(hào)，共模電平為0，最終輸出的兩位數(shù)字信號(hào)是符號(hào)位sign和幅值位mag。
[0024]圖2所示量化電路I的結(jié)構(gòu)框圖。輸入端IFO和IFON是一對(duì)差模輸入信號(hào)，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(mén)15的兩個(gè)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(hào)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(hào)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(hào)端CK。
[0028]本發(fā)明產(chǎn)品應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)射頻芯片SDT6112中，采用TSMC0.18μπιRF CMOS工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)，并測(cè)試成功。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種射頻信號(hào)收發(fā)機(jī)芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)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(hào)采樣保持電路，所述量化電路用于將輸入的模擬信號(hào)量化相互比較后輸出數(shù)字信號(hào)，編碼器用于對(duì)量化電路輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，數(shù)字信號(hào)采樣保持電路用于使編碼器輸出的兩位數(shù)字信號(hào)同步對(duì)齊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)收發(fā)機(jī)芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述量化電路包括兩個(gè)信號(hào)輸入端和六個(gè)信號(hào)輸出端，信號(hào)輸入端IFO和IFON是一對(duì)差模輸入信號(hào)，信號(hào)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(quán)利要求2所述的射頻信號(hào)收發(fā)機(jī)芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)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(quán)利要求1至3任一所述的射頻信號(hào)收發(fā)機(jī)芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述編碼器包括三個(gè)反相器，三個(gè)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(mén)反相器15的兩個(gè)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(quán)利要求1至3任一所述的射頻信號(hào)收發(fā)機(jī)芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述數(shù)字信號(hào)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(hào)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(hào)端CK。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的目的是為了克服模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功耗高和量化輸出信號(hào)不能同步對(duì)齊，需要對(duì)原有的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行改進(jìn)，提供一種不需要參考電阻網(wǎng)絡(luò)，以及可以將量化輸出信號(hào)進(jìn)行同步對(duì)齊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括依次連接的量化電路、編碼器和數(shù)字信號(hào)采樣保持電路，所述量化電路用于將輸入的模擬信號(hào)量化相互比較后輸出數(shù)字信號(hào)，編碼器用于對(duì)量化電路輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，數(shù)字信號(hào)采樣保持電路用于使編碼器輸出的兩位數(shù)字信號(hào)同步對(duì)齊。
【IPC分類(lèi)】H03M1/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105049044
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510487101
【發(fā)明人】黃海生, 史海峰, 李鑫
【申請(qǐng)人】西安郵電大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日