CN100576740C - 数据转换器装置和数据转换方法及其发射机电路、通信装置和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供能够抑制量化噪声和用高效率运作的发射机电路、数据转换器部分(13)和其中使用的数据转换方法、以及使用上述内容的通信装置。本发明的数据转换器部分(13)在输入信号上执行预定的数据转换操作。数据转换器部分(13)包括：信号处理部分(133)，用于使输入信号离散，以产生幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号；减法器部分(134)，用于从具有较低分辨率的信号中减去输入信号，以获取量化噪声；滤波器(135)，用于获取与指定波形频率接近的量化噪声；以及减法器部分(136)，用于从具有较低分辨率的信号中除去与指定波形频率接近的量化噪声。

Description

数据转换器装置和数据转换方法及其发射机电路、通信装置和电子装置

技术领域

本发明涉及在诸如移动电话或无线LAN装置之类的通信装置中以及诸如音频装置或视频装置之类的电子装置中的发射机电路，以及涉及在其中使用的数据转换器部分和数据转换方法。具体说，本发明涉及能够抑制量化噪声的、尺寸小的、以及能够高效率操作的发射机电路、通信装置和电子装置，以及涉及在其中使用的数据转换器和数据转换方法。

背景技术

期望在诸如移动电话或无线LAN装置之类的移动通信系统的终端侧配备的通信装置能以低功耗来运作，同时保证输出信号在较宽功率放大范围上为线性。因此，要求这种通信装置具有的发射机电路能够保证输出信号的线性，同时能够使输出信号的功率放大具有低功耗。

图33是方框图，示出传统通信装置的示例配置。参考图33，传统通信装置包括发射机电路900、接收机电路951、天线双工器952以及天线953。在发射机电路900处产生要发送的高频信号，并且经由天线双工器952从天线953辐射到空中。经由天线双工器952把天线953接收的高频信号传送到接收机电路951，并且处理接收的信号。例如，天线双工器952可以是使用开关、电介质、SAW(声表面波)滤波器、FBAR(薄膜块共鸣器)滤波器等的双工器。

传统通信装置中使用的发射机电路900的例子是在日本公开专利出版物2002-325109号中揭示的一种发射机电路。图34是方框图，示出传统发射机电路900的示例配置。在下文中将把图34中示出的发射机电路900称为第一传统发射机电路。参考图34，第一传统发射机电路包括数据产生部分901、输出端子902、增量-总和调制器903、角度调制器部分904、电压控制器部分905、幅度调制器部分906以及带通滤波器907。

数据产生部分901产生幅度数据和相位数据作为待发送的数据。把幅度数据输入到增量-总和调制器903。增量-总和调制器903对接收到的幅度数据进行增量-总和调制，以输出经增量-总和调制的数据。把经增量-总和调制的数据输入到电压控制器部分905。电压控制器部分905向幅度调制器部分906提供根据经增量-总和调制的数据控制的一个电压。

把相位数据输入到角度调制器部分904。角度调制器部分904对接收到的相位数据进行角度调制，以输出经角度调制的波形信号。幅度调制器部分906用电压控制器部分905提供的电压对经角度调制的波形信号进行幅度调制，以产生经调制的波形信号。把幅度调制器部分906产生的经调制的波形信号输入到带通滤波器907。带通滤波器907从幅度调制器部分906产生的经调制的波形信号中除去带外的、不需要的部分。经由端子902输出已经通过带通滤波器907除去不需要分量的经调制的波形信号。

例如，在对幅度数据进行增量-总和调制成为零和一实数两个值的一种情况中，增量-总和调制器903输出离散成零和一实数两个值的、经增量-总和调制的数据。因此，具有恒定通-状态电平的、只有两个状态(即，通和断)的、经增量-总和调制的数据是不可能受到幅度调制器部分906的非线性影响的信号。因此，第一传统发射机电路可以输出畸变小的发送信号。

在传统通信装置中使用的发射机电路900的另一个例子是在日本公开专利出版物2004-072734号中揭示的发射机电路。图35是方框图，示出这种传统发射机电路900的一示例配置。在下文中将把图35中示出的发射机电路900称为第二传统发射机电路。参考图35，第二传统发射机电路包括输入端子911、数据转换器部分912、放大器913、带通滤波器914以及输出端子915。

数据转换器部分912在经由输入端子911接收的输入信号上执行预定的数据转换操作，以输出幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。具体说，数据转换器部分912对作为包含在输入信号中的幅度分量的幅度数据进行增量-总和调制，并且用作为包含在输入信号中的相位分量的相位数据乘以经增量-总和调制的幅度数据，以产生分辨率比输入信号的分辨率低的信号。放大器913对数据转换器部分912的输出信号进行放大，并且把经放大的信号输入到带通滤波器914。带通滤波器914从通过放大器913放大的信号中除去由增量-总和调制引入的量化噪声。经由输出端子915输出已经除去量化噪声的信号。

然而，第一和第二传统发射机电路具有将在下面描述的一个问题。现在将相对于第一传统发射机电路来描述该问题(见图34)。在第一传统发射机电路中，从幅度调制器部分906输出的经调制的波形信号在与所希望的波的频率相当接近的频率处包含由增量-总和调制引入的量化噪声。图36示出从幅度调制器部分906输出的经调制的波形信号的示例波形。在图36中，沿水平轴的频率表示相对于经调制的波形信号的中心频率(所希望的波的频率)的频率偏移。可以从图36看到，经调制的波形信号在与所希望的波的频率相当接近处包含较高的量化噪声电平。因此，要求用于除去量化噪声的带通滤波器907具有陡峭的衰减特性。用具有如此特性的带通滤波器907，难于减少通过其的信号损失或减小其物理尺寸。

此外，当发射机电路改变发送频带时，具有陡峭衰减特性的带通滤波器907需要频繁地从一个待通过信号的频带(通带)切换到另一个。图37示出在传统发射机电路中使用的带通滤波器907所要求的示例特性。参考图37，每次当发射机电路改变发送频带时，带通滤波器907在通带A到D之间从一个通带切换到另一个通带。例如，为了实现图37中示出的特性，需要使带通滤波器907配备诸如变容二极管之类的可变电容装置。然而，带通滤波器907具有的问题是变容二极管可能导致损耗或增加电路规模。

例如，为了减少由传统发射机电路中的增量-总和调制引入的量化噪声而无需陡峭衰减特性的带通滤波器907，就需要增加增量-总和调制器903的时钟频率。然而，增量-总和调制器903具有的一个问题是增加时钟频率可能导致功耗的增加和电路规模的增加。因此，第一和第二传统发射机电路具有的问题是需要具有陡峭衰减特性的带通滤波器907，工作在高时钟频率的增量-总和调制器903等，从而难于减小电路规模和功耗。

解决这些问题的传统发射机电路900的另一个例子是在日本公开专利出版物2004-072735中揭示的发射机电路。图38是方框图，示出传统发射机电路900的示例配置。在下文中将把图38中示出的发射机电路900称为第三传统发射机电路。参考图38，第三传统发射机电路包括输入端子921、信号处理部分922、第一信号源923、第二信号源924、主放大器925、辅助放大器926、合成器927以及输出端子928。

信号处理部分922根据经由输入端子921输入的信号X0产生待输出到第一信号源923的信号X1以及待输出到第二信号源924的信号X2。通过对输入信号X0进行增量-总和调制而得到待输出到第一信号源923的信号X1。通过从待输出到第一信号源923的信号X1中除去输入信号X0而得到待输出到第二信号源924的信号X2。

第一信号源923产生取两个或多个离散值的模拟信号，并且把所产生的信号输出到主放大器925。例如，来自第一信号源923的输出信号是通过对输入到第一信号源923的输入信号X1进行增量-总和调制而得到的两个值的模拟信号，并且是包含输入到第一信号源923的输入信号X1的分量和由增量-总和调制引入的量化噪声成分的信号。第二信号源924输出等效于来自第一信号源923的输出信号的量化噪声成分的信号。

主放大器925放大从第一信号源923输出的信号，并且把经放大的信号输入到合成器927。辅助放大器926放大来自第二信号源924的输出信号，并且把经放大的信号输出到合成器927。合成器927根据来自主放大器925和辅助放大器926的输出信号从第一信号源923的输出信号中除去量化噪声。特别，合成器927进行调节，以致包含在第一信号源923的输出信号以及第二信号源924的输出信号中的量化噪声(即，量化噪声)是等幅度反相比特信号，把这些信号合成在一起，因此除去第一信号源923的输出信号中的量化噪声。从合成器927经由输出端子928输出经合成的信号。因此，第三传统发射机电路可以抑制量化噪声而无需具有陡峭衰减特性的带通滤波器、工作在高时钟频率的增量-总和调制器等。

然而，在第三传统发射机电路中(见图38)，分别放大通过第一信号源923的经增量-总和调制的信号(即，包含指定波形信号和量化噪声的信号)以及通过第二信号源924产生的信号(即，量化噪声)，然后通过合成器927在模拟的基础上合成在一起，以除去量化噪声。因此，第三传统发射机电路在两个信号合成在一起的合成器927之前具有较长的信号路径，并且具有许多模拟分量。因此，需要麻烦的控制来保证沿这些路径传播的信号的电平、相位和延迟之间的匹配，并且难于充分减小电路规模和功耗。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供无需麻烦的控制就能抑制量化噪声的、尺寸小的、以及能够用高效率运作的发射机电路、通信装置和电子装置，以及提供用于其中的数据转换器和数据转换方法。

本发明针对用于在接收到的数据上执行预定数据转换操作的数据转换器装置。为了达到上述目的，本发明的数据转换器装置包括第一操作部分、第二操作部分、第三操作部分以及第四操作部分。

第一操作部分使所接收信号离散，以产生幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号。第二操作部分从通过第一操作部分产生的具有较低分辨率的信号获取在第一操作部分中产生的量化噪声成分。第三操作部分从通过第二操作部分获取的量化噪声成分获取与作为中心频率的所希望的波的频率接近的量化噪声成分。第四操作部分根据第一操作部分产生的具有较低分辨率的信号以及通过第三操作部分获取的与所希望的波的频率接近的量化噪声成分而输出一个信号，该信号是从幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号中除去与所希望的波的频率接近的量化噪声成分而得到的。

在本发明的另一个数据转换器装置中，第一操作部分包括信号处理部分，用于使所接收信号离散，以产生幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号；第二操作部分包括第一减法器部分，用于从信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号中减去所接收信号，以获取在信号处理部分中产生的量化噪声成分；第三操作部分包括滤波器，用于用预定的截止频率来抑制第一减法器部分获取的量化噪声成分，以获取与作为所接收信号的中心频率的所希望的波的频率接近的量化噪声成分；以及第四操作部分包括第二减法器部分，用于从通过信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号中减去通过滤波器获取的与所希望的波的频率接近的量化噪声成分，以输出一个信号，该信号是从幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号中除去与所希望的波的频率接近的量化噪声成分而得到的。

最好，当所接收信号是正交数据时，信号处理部分包括：坐标转换器部分，用于产生表示正交数据的幅度的幅度数据，并且使正交数据除以幅度数据以产生相位数据，从而执行把正交数据转换成幅度数据和相位数据的坐标转换操作；增量-总和调制器，用于对幅度数据进行增量-总和调制，使之成为两个或多个值，从而降低幅度数据的分辨率；以及乘法器部分，用于使通过增量-总和调制器进行增量-总和调制的幅度数据乘以相位数据，以输出幅度分辨率比正交数据的幅度分辨率低的信号。

另一方面，当所接收信号是正交数据时，信号处理部分包括：接收正交数据的至少一个减法器部分；连接到减法器部分的至少一个矢量积分器部分，用于使正交数据的元素积分在一起；以及矢量量化器部分，用于对已经通过矢量积分器部分积分的正交数据进行量化，以使经积分的正交数据的幅度等于比所接收正交数据的幅度小的至少两个离散值中的最大离散值，以使经积分的正交数据的相位等于所接收正交数据的相位，从而输出幅度分辨率比所接收正交数据的幅度分辨率低的信号；以及减法器部分从所接收正交数据中减去已经通过矢量量化器部分的量化而得到的正交数据。

在本发明的另一个实施例中，当所接收信号是通过根据正交数据的调制操作得到的经调制的波形信号时，信号处理部分包括增量-总和调制器，用于对经调制的波形信号进行增量-总和调制使之成为两个或多个值，以输出幅度分辨率比经调制波形信号的幅度分辨率低的信号。

例如，在信号处理部分中的噪声传递函数的零点是1的情况中，包括在数据转换器装置中的滤波器是低通滤波器。

例如，在信号处理器部分中的噪声传递函数是幅度为1的复数的情况中，包括在数据转换器装置中的滤波器是带通滤波器。

最好，如果所述滤波器是低通滤波器，则在数据转换装置中的所述滤波器的截止频率小于所述信号处理部分中采样频率的1/2，如果所述滤波器是带通滤波器，则所述数据转换装置中的所述滤波器的截止频率大于所接收信号的中心频率减去采样频率的1/2并小于所接收信号的中心频率加上采样频率的1/2。

本发明还针对在输入信号上执行预定操作以输出待发送的信号的发射机电路。为了达到上述目的，本发明的发射机电路包括数据转换器部分、调制器/放大器部分以及带通滤波器。

数据转换器部分接收输入信号的全部或一部分，并且在所接收信号上执行预定的数据转换操作。调制器/放大器部分根据数据转换器部分转换的信号执行调制操作和放大操作中的至少一个操作。带通滤波器用预定的截止频率从已经通过调制器/放大器部分进行调制操作和放大操作中的至少一个操作的信号中除去带外的、不需要的分量，以输出待发送的信号。具体说，数据转换器部分包括信号处理部分、第一减法器部分、滤波器以及第二减法器部分。

信号处理部分使所接收信号离散，以产生幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号。第一减法器部分从通过信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号中减去所接收信号，以获取在信号处理部分中产生的量化噪声成分。滤波器用预定的截止频率来抑制由第一减法器部分获取的量化噪声成分，以获取与作为所接收信号的中心频率的所希望的波的频率接近的量化噪声成分。第二减法器部分从通过信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号中减去通过滤波器获取的与所希望的波的频率接近的量化噪声成分，以输出从幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号除去与所希望的波的频率接近的量化噪声成分而得到的信号。

当输入信号是正交数据时，数据转换器部分接收正交数据，调制器/放大器部分包括：矢量调制器部分，用于对通过数据转换器部分转换的信号进行调制；放大器部分，用于把通过矢量调制器部分调制的信号放大到预定输出电平。

例如，矢量调制器部分可以通过正交调制操作对通过数据转换器部分转换的信号进行调制。

在本发明的另一个实施例中，当输入信号是正交数据时，数据转换器部分接收正交数据。然后，调制器/放大器部分包括：极坐标系统转换器部分，用于把通过数据转换器部分转换的信号转换成极坐标数据，以输出幅度数据和相位数据；角度调制器部分，用于对相位数据进行角度调制，以输出经角度调制的波形信号；幅度调制器部分，用于用根据幅度数据的幅度的一个电压对经角度调制的波形信号进行幅度调制；以及电压控制器部分，用于根据幅度数据的幅度来控制提供给幅度调制器部分的电压。

在本发明的另一个实施例中，当输入信号是通过根据正交数据的调制操作得到的经调制的波形信号时，数据转换器部分接收经调制的波形信号。然后，调制器/放大器部分包括放大器部分，用于把通过数据转换器部分转换的信号放大到预定输出电平。

在本发明的另一个实施例中，当输入信号是包括幅度数据和相位数据的极坐标数据时，数据转换器部分接收幅度数据。然后，调制器/放大器部分包括：角度调制器部分，用于对相位数据进行角度调制，以输出经角度调制的波形信号；幅度调制器部分，用于用根据从数据转换器部分输出的信号的幅度的一个电压对经角度调制的波形信号进行幅度调制；以及电压控制器部分，用于根据从数据转换器部分输出的信号的幅度来控制提供给幅度调制器部分的电压。

在本发明的另一个实施例中，本发明的发射机电路可以包括数据转换器部分和调制器/放大器部分。数据转换器部分接收输入信号的全部或一部分，并且在所接收信号上执行预定的数据转换操作。调制器/放大器部分根据数据转换器部分转换的信号执行调制操作和放大操作中的至少一个操作，以输出待发送的信号。具体说，数据转换器部分接收作为标量数据的经调制的波形信号或幅度数据。数据转换器部分包括信号处理部分、第一减法器部分、滤波器以及第二减法器部分。

信号处理部分使所接收信号离散，以产生幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号。第一减法器部分从通过信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号中减去所接收信号，以获取在信号处理部分中产生的量化噪声成分。滤波器用预定的截止频率来抑制由第一减法器部分获取的量化噪声成分，以获取与作为所接收信号的中心频率的所希望的波的频率接近的量化噪声成分。第二减法器部分从通过信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号中减去通过滤波器获取的与所希望的波的频率接近的量化噪声成分，以输出一个信号，该信号是从幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号减去与所希望的波的频率接近的量化噪声成分而得到的。

发射机电路接收包括幅度数据和相位数据的极坐标数据。然后，数据转换器部分接收幅度数据。调制器/放大器部分包括：电压控制器部分，用于根据数据转换器部分转换的信号来控制输出电压；低通滤波器，用于用预定的截止频率来抑制电压控制器部分控制的电压，以除去带外噪声成分；角度调制器部分，用于对相位数据进行角度调制，以输出经角度调制的波形信号；以及幅度调制器部分，用于用从低通滤波器输出的电压对经角度调制的波形信号进行幅度调制。

接收正交数据的数据转换器部分中使用的信号处理部分包括：坐标转换器部分，用于产生表示正交数据的幅度的幅度数据，并且使正交数据除以幅度数据以产生相位数据，从而执行把正交数据转换成幅度数据和相位数据的坐标转换操作；增量-总和调制器，用于对幅度数据进行增量-总和调制，使之成为两个或多个值，从而降低幅度数据的分辨率；以及乘法器部分，用于使通过增量-总和调制器进行增量-总和调制的幅度数据乘以相位数据，以输出幅度分辨率比正交数据的幅度分辨率低的信号。

另一方面，接收正交数据的数据转换器部分中使用的信号处理部分还可以包括：接收正交数据的至少一个减法器部分，连接到减法器部分的至少一个矢量积分器部分，用于把正交数据的元素积分在一起；以及矢量量化器部分，用于对已经通过矢量积分器部分积分的正交数据进行量化，以使经积分的正交数据的幅度等于比所接收正交数据的幅度小的至少两个离散值中的最大离散值，以使经积分的正交数据的相位等于所接收正交数据的相位，从而输出幅度分辨率比所接收正交数据的幅度分辨率低的信号；以及减法器部分，从所接收正交数据中减去已经通过矢量量化器部分的量化而得到的正交数据。

接收经调制的波形信号或作为标量数据的幅度数据的数据转换器部分中使用的信号处理部分包括：增量-总和调制器，用于对所接收信号进行增量-总和调制使之成为两个或多个值，以输出幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号。

例如，在信号处理部分中的噪声传递函数的零点是1的情况中，包括在数据转换器部分中的滤波器是低通滤波器。

例如，在信号处理部分中的噪声传递函数的零点是幅度为1的复数的情况中，包括在数据转换器部分中的滤波器是带通滤波器。

例如，当增量-总和调制器的极是幅度为1的复数时，包括在数据转换器中的滤波器是带通滤波器。

最好，如果滤波器是低通滤波器，则包括在数据转换器中的滤波器的截止频率小于信号处理部分中的采样频率的1/2。如果滤波器是带通滤波器，则包括在数据转换器中的滤波器的截止频率大于接收信号的中心频率减去采样频率的1/2并小于接收信号的中心频率加上采样频率的1/2。

本发明还针对通信装置以及电子装置。为了达到上述目的，本发明的通信装置包括如上的任何发射机电路，以及用于输出通过发射机电路产生的发送信号的天线。

本发明的电子装置包括：放大器；以及数据转换器部分，用于把输入信号转换成待输入到放大器的信号。数据转换器部分包括：信号处理部分，用于使输入信号离散，以产生幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号；第一减法器部分，用于从信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号中减去输入信号，以获取在信号处理部分中产生的量化噪声成分；滤波器，用于用预定的截止频率来抑制第一减法器部分获取的量化噪声成分，以获取与作为输入信号的中心频率的所希望的波的频率接近的量化噪声成分；以及第二减法器部分，用于从通过信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号中减去通过滤波器获取的与所希望的波的频率接近的量化噪声成分，以输出一个信号，该信号是从幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号中除去与所希望的波的频率接近的量化噪声成分而得到的。

本发明还针对在所接收信号上执行预定数据转换操作的数据转换方法。为了达到上述目的，本发明的数据转换方法包括：使所接收信号离散以产生幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号的第一步骤；从第一步骤中产生的具有较低分辨率的信号中减去所接收信号以获取第一步骤中产生的量化噪声成分的第二步骤；用预定截止频率抑制在第二步骤中获取的量化噪声成分以获取与作为所接收信号的中心频率的所希望的波的频率接近的量化噪声成分的第三步骤；以及从第一步骤中产生的具有较低分辨率的信号中减去第三步骤中获取的与所希望的波的频率接近的量化噪声成分以输出一个信号的第四步骤，该信号是从幅度分辨率比所接收信号的幅度分辨率低的信号中除去与所希望的波的频率接近的量化噪声成分而得到的。

如上所述，本发明的数据转换器部分对输入信号进行量化，然后除去通过量化处理引入的与所希望的波的频率接近的量化噪声成分。因此，数据转换器部分可以输出减小了与所希望的波的频率接近的量化噪声的一个信号而无需麻烦的控制。此外，数据转换器部分不需要增加时钟频率或增量-总和调制器的阶数来减少与所希望的波的频率接近的量化噪声。因此，可以降低功耗。

此外，由于减小了与所希望的波的频率接近的量化噪声，所以本发明的发射机电路不需要使用具有陡峭衰减特性的带通滤波器。因此，有可能减小发射机电路的总功耗。此外，即使所发送信号的频带改变，也不需要把带通滤波器从一个通带切换到另一个通带。因此，可以降低功耗，还可以减小电路规模。

从下面结合附图的本发明的详细说明，本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点将变得更明白。

附图说明

图1是方框图，示出根据本发明第一实施例的发射机电路1的示例配置；

图2是方框图，示出表示数据转换器部分13的输出信号幅度的示例波形；

图3示出从矢量调制器部分14输出的信号的示例波形；

图4示出典型放大器的特性；

图5示出在根据本发明第一实施例的发射机电路1中的带通滤波器16所要求的示例特性；

图6是方框图，示出根据本发明第一实施例的数据转换器部分13的示例配置；

图7示出输入到信号处理部分133和到减法器部分134的信号的示例频谱；

图8示出包括在图7的输入信号中的矢量数据的平方和概率分布；

图9示出从信号处理部分133输出的信号的示例频谱；

图10示出包括在图9的信号中的矢量数据的平方和概率分布；

图11示出减法器部分134的输出信号的示例频谱；

图12示出滤波器135的输出信号的示例频谱；

图13示出减法器部分136的输出信号的示例频谱；

图14示出包括在图13的信号中的矢量数据的平方和概率分布；

图15是方框图，示出信号处理部分133的第一配置；

图16是方框图，示出信号处理部分133的第二配置；

图17是方框图，示出高阶信号处理部分133的示例配置；

图18是方框图，示出高阶信号处理部分133的示例配置；

图19是方框图，示出根据本发明第二实施例的发射机电路1的示例配置；

图20是方框图，示出使用串联调整器的电压控制器部分21的示例配置；

图21是方框图，示出使用开关调整器的电压控制器部分21的示例配置；

图22是方框图，示出根据本发明第三实施例的发射机电路1的示例配置；

图23示出当根据本发明第三实施例的数据转换器部分33使输入信号离散成两个值时的输出信号的示例波形；

图24是方框图，示出根据本发明第三实施例的数据转换器部分33的示例配置；

图25示出在零点为1的噪声传递函数中的零点的位置；

图26示出从具有零点为1的噪声传递函数的信号处理部分333输出的信号的示例频谱；

图27示出在零点为幅度是1的复数的噪声传递函数中的零点的位置；

图28示出具有零点为幅度是1的复数的噪声传递函数的信号处理部分333输出的信号的示例频谱；

图29是方框图，示出根据本发明第四实施例的发射机电路1的示例配置；

图30是方框图，示出根据本发明第五实施例的发射机电路1的示例配置；

图31是方框图，示出使用本发明的数据转换器部分33的音频装置的示例配置；

图32是方框图，示出使用本发明的数据转换器部分33的视频装置的示例配置；

图33是方框图，示出传统通信装置的示例配置；

图34是方框图，示出传统发射机电路900的示例配置；

图35是方框图，示出传统发射机电路900的示例配置；

图36示出来自幅度调制部分906的经调制波形信号的示例波形；

图37示出传统发射机电路中的带通滤波器907所要求的示例特性；以及

图38是方框图，示出传统发射机电路900的示例配置。

具体实施方式

(第一实施例)

图1是方框图，示出根据本发明第一实施例的发射机电路1的示例配置。参考图1，发射机电路1包括输入端子11、输出端子12、数据转换器部分13、矢量调制器部分14、放大器15以及带通滤波器16。

数据转换器部分13在输入信号上执行预定数据转换。矢量调制器部分14对通过数据转换器部分13转换的信号进行调制。放大器15放大通过矢量调制器部分14调制的信号。带通滤波器16只允许指定频带内的信号分量通过而对通过放大器15放大的信号进行滤波。矢量调制器部分14和放大器15一起构成调制器/放大器部分。

现在描述发射机电路1的操作。

输入端子11接收作为输入信号的基带信号。基带信号是用来调制载波以得到经调制信号的一个信号。作为基带信号，发射机电路1接收由相互正交的矢量表示的内相位数据I和正交位移数据Q。在下文中，把诸如I数据和Q数据之类通过直角坐标系统表示的数据称为“正交数据”。注意，作为输入信号的正交数据可以是多-比特数字信号(即，已经离散的信号)或模拟信号(即，未经离散的信号)。

正交数据通过输入端子11输入到数据转换器部分13。数据转换器部分13把正交数据(输入信号)转换成分辨率比输入信号的分辨率低的信号。特别，当输入信号是经离散的信号时，数据转换器部分13通过增加离散值之间的间隔而把正交数据(输入信号)转换成分辨率比输入信号的分辨率低的信号。当输入信号是未经离散的信号时，数据转换器部分13通过使输入信号离散而把正交数据(输入信号)转换成分辨率比输入信号的分辨率低的信号。因此，这里使用的术语“离散”是指增加已经离散的信号的离散值之间的间隔和使未经离散的信号离散两种情况。

在数据转换器部分13中，使输入信号离散的处理引入被称为“量化噪声”的、具有与所希望的波的频率不同频率的噪声成分。因此，数据转换器部分13除去与所希望的波的频率接近的量化噪声，以输出减少了与所希望的波的频率接近的量化噪声的信号。将在下面结合特定配置来描述数据转换器部分13。

图2示出示例波形，该示例波形表示来自数据转换器部分13的输出信号幅度(输出I和Q数据的平方和的方根)。假定数据转换器部分13已经分离了输入信号，使之分离成两个范围(例如，一个范围一般表示零，另一个范围一般表示实数)。然后，如在图2中所示，来自数据转换器部分13的输出信号具有好像输出是周期性地导通和截止的信号波形。因此，数据转换器部分13可以输出幅度方式没有完全离散但是只具有两个状态(即，通和断)的信号，每种状态的信号电平具有小的起伏。

把来自数据转换器部分13的输出信号输入到矢量调制器部分14。矢量调制器部分14对来自数据转换器部分13的输出信号进行调制，以输出经调制的波形信号。图3示出来自矢量调制器部分14的输出信号的示例波形。如在图3中所示，矢量调制器部分14能够输出一个信号，该信号的包络在导通和截止状态时具有小的起伏。例如，矢量调制器部分14通过在输入信号上执行正交调制操作而输出经调制的波形信号。

在图2和图3中，信号波形的包络不是恒定的(完全直的)，因为已经在数据转换器部分13中除去了量化噪声。

把来自矢量调制器部分14的经调制的波形信号输入到放大器15。放大器15把经调制的波形信号放大到所要求的输出电平。图4示出典型放大器的特性。

在图4中，放大器15的瞬时功率范围可能是一个小范围，因为输入信号(经调制的波形信号)的包络范围在导通状态中具有小的起伏。此外，输入信号(经调制的波形信号)具有小的起伏意味着小范围中的瞬时功率变化。甚至在放大器15的非线性范围中，瞬时功率在小范围中变化的信号受到畸变影响的可能性也较小。因此，甚至在非线性范围中，放大器15也可以输出畸变小的信号。而且，由图4可看出响应输入功率变化的输出功率变化量是小的。这也显示了，采用放大器15，由于输入功率的变化而在输出功率中发生的畸变是小的。

通过放大器15放大的经调制的波形信号输入到带通滤波器16。带通滤波器16从所接收的经调制的波形信号中除去带外的、不需要的噪声成分，以输出指定的经调制的波形信号。

不要求带通滤波器16具有陡峭的衰减特性，因为数据转换器部分13已经除去与所希望的波的频率接近的量化噪声。如果已经充分除去发送频带内的量化噪声，则带通滤波器16可以具有宽的通带，以致当发送信号的频率改变时，不要需要从一个通带切换到另一个通带。图5示出在根据本发明第一实施例的发射机电路1中的带通滤波器16所要求的示例特性。例如，当图30中示出的传统发射机电路的带通滤波器907在通带A到D之间从一个通带切换到另一个通带时，本发明的带通滤波器16不需要如此的通带切换。

图6是方框图，示出根据本发明第一实施例的数据转换器部分13的示例配置。参考图6，数据转换器部分13包括输入端子131、输出端子132、信号处理部分133、减法器部分134、滤波器135以及减法器部分136。

在图6中，输入端子131接收I和Q数据作为基带信号。把I和Q数据输入到信号处理部分133和减法器部分134。

图7示出输入到信号处理部分133和减法器部分134的信号的示例频谱。在图7中，沿水平轴的频率表示相对于输入信号的中心频率(所希望的波的频率)的频移。图8示出包括在图7的输入信号中的矢量数据的平方和概率分布。注意，经由输入端子131把一个信号输入到图6所示的数据转换器部分13而得到在数据转换器部分13的说明中使用的每个示例波形，所述一个信号已经按20MHz的码元速率用16QAM进行初期的调制处理，以及按64的FFT长度用OFDM进行二次调制处理。

在图6中，信号处理部分133使量化数据(输入信号)离散，以输出幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。当使输入信号离散时，信号处理部分133按高速率执行取样操作。例如，信号处理部分133可以在10到1000的数量级上按过取样速率执行取样操作。通过执行这种过取样操作，信号处理部分133可以提高输出信号的信噪  比。下面将描述信号处理部分133和其特定配置。

图9示出从信号处理部分133输出的信号的频谱。图10示出包括在图9的信号中的矢量数据的平方和概率分布。假定在设置时钟频率为640MHz(码元速率的32倍)的同时，信号处理部分133经使输入信号离散成两个值。如在图9中所示，信号处理部分133的输出信号在与所希望的波的频率(中心频率)接近的频率处包含已经通过离散处理引入的高的量化噪声电平。

与图8所示出的比较，在图10的矢量数据的平方和概率分布中，矢量数据的幅度清楚地离散成零或常数。虽然图10的概率分布在-20dB处出现一个峰值，但是峰值是为了示意的目的而在负无穷大dB到-20dB的范围内对存在的概率进行积分而得到的结果。注意，已经知道，事实上概率局限于负无穷大dB处。

把信号处理部分133的输出信号输入到减法器部分134和减法器部分136。减法器部分134从信号处理部分133的输出信号(I₂，Q₂)中减去输入信号(I，Q)，以输出信号(Ie，Q_e)。因此，可以表示减法器部分134的输出信号(Ie，Qe)，如下面表达式1和2所示。其中I和Q分别表示I和Q数据(输入信号)。

Ie＝I₂-I                        表达式1

Qe＝Q₂-Q                        表达式2

图11示出减法器部分134的输出信号的示例频谱。通过从信号处理部分133的输出信号中减去输入信号得到减法器部分134的输出信号(Ie，Qe)。因此，减法器部分134的输出信号(Ie，Qe)表示在信号处理部分133中产生的量化噪声。

把来自减法器部分134的量化噪声(Ie，Qe)输入到滤波器135。滤波器135用预定截止频率抑制量化噪声以输出信号(Ie₂，Qe₂)。把滤波器135的输出信号(Ie₂，Qe₂)输入到减法器部分136。

图12示出滤波器135的输出信号的示例频谱。假定滤波器135是截止频率为80MHz的低通滤波器。在图12中，滤波器135的输出信号表示与所希望的波的频率接近的量化噪声。

减法器部分136接收信号处理部分133的输出信号(包含量化噪声的一个信号)，以及滤波器135的输出信号(表示与所希望的波的频率接近的量化噪声的一个信号)。减法器部分136从信号处理部分133的输出信号中减去滤波器135的输出信号。图13示出减法器部分136的输出信号的示例频谱。如在图13中所示，减法器部分136输出减少了与所希望的波的频率接近的量化噪声的一个信号。可以表示减法器部分136的输出信号(It，Qt).如下表达式3和4所示。

It＝I₂-Ie₂                            表达式3

Qt＝Q₂-Qe₂                            表达式4

图14示出包括在图13的信号中的矢量数据的平方和概率分布。虽然没有完全离散图14的概率分布，但是可以看到，与图8比较，已经大大地减小了动态范围。因此，只要求处理从数据转换器部分13输出的信号的、图1的发射机电路1中的矢量调制器部分14和放大器15在这个狭小的范围内正确操作。虽然图14的概率分布在-20dB处出现一个峰值，但是峰值是为了示意的目的而在负无穷大dB到-20dB的范围内对存在的概率进行积分而得到的结果。

接着，将用两个特定的配置来描述信号处理部分133(图15和图16)。

现在将描述信号处理部分133的第一配置。

图15是方框图，示出信号处理部分133的第一配置。参考图15，信号处理部分133包括输入端子1331、输出端子1332、坐标系统转换器部分1333、增量-总和调制器1334以及乘法器部分1335。

在图15中，输入端子1331接收作为基带信号的I和Q数据。把I和Q数据输入到坐标系统转换器部分1333。坐标系统转换器部分1333把作为正交数据的I和Q数据转换成通过幅度数据和相位数据表示的极坐标系统数据。在下文中，把通过幅度数据和相位数据表示的极坐标系统数据称为“极坐标数据”。

因此，坐标系统转换器部分1333输出幅度数据M和相位数据(Ip，Qp)。通过在直角坐标系统中表示相位数据而得到数据(Ip，Qp)。可以表示幅度数据M和相位数据(Ip，Qp)之间的关系，如下面表达式5、6和7所示，其中I和Q表示所接收的基带信号。

M＝(I²+Q²)^1/2                            表达式5

Ip＝I/M                                  表达式6

Qp＝Q/M                                  表达式7

把来自坐标系统转换器部分1333的幅度数据M输入到增量-总和调制器1334。增量-总和调制器1334通过对幅度数据M进行增量-总和调制而降低幅度数据M的分辨率来输出作为经增量-总和调制的信号Md的一个信号。把经增量-总和调制的信号Md输入到乘法器部分1335。增量-总和调制器1334可以执行-阶增量-总和调制或二阶增量-总和调制。增量-总和调制的阶数越高，增量-总和调制器1334减少与所希望的波的频率接近的量化噪声的效果越佳。

从坐标系统转换器部分1333输出的相位数据(Ip，Qp)输入到乘法器部分1335。乘法器部分1335使相位数据(Ip，Qp)与来自增量-总和调制器1334的经增量-总和调制的信号Md相乘，以输出正交数据信号(I₂，Q₂)。乘法器部分1335输出的输出信号(I₂，Q₂)可以表示为如下面表达式8和9所示。通过输出端子1332输出由表达式8和9表示的信号(I₂，Q₂)。

I₂＝Md·Ip                                    表达式8

Q₂＝Md·Qp                                    表达式9

如上所述，第一配置的信号处理部分133对输入信号进行增量-总和调制，因此，可以输出幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。

图16是方框图，示出信号处理部分133的第二配置。参考图16，信号处理部分133包括输入端子1331、输出端子1332、减法器部分1336、矢量积分器部分1337以及矢量量化器部分1338。

在图16中，输入端子1331接收作为基带信号的I和Q数据。通过减法器部分1336把I和Q数据输入到矢量积分器部分1337。矢量积分器部分1337对矢量方式的I数据和Q数据进行积分，以输出经积分的信号(Iv，Qv)。因此，如果把正交数据(Ii，Qi)的流输入到矢量积分器部分1337，则矢量积分器部分1337输出一个信号(Iv，Qv)＝(∑Ii，∑Qi)。把矢量积分器部分1337的输出信号(Iv，Qv)输入到矢量量化器部分1338。

矢量量化器部分1338对输入信号(Iv，Qv)进行量化，以输出信号(I₃，Q₃)。可以表示I₂和Q₂，如下面表达式10和11或表达式12和13所示。在这些表达式中，“a”是常数。假定矢量量化器部分1338使用相对于输入信号幅度的两个值对输入信号进行量化。特别，如果输入信号的幅度(Iv²+Qv²)^1/2等于或大于预定阈值“a”，则矢量量化器部分1338输出具有幅度“a”和相位等于输入信号的相位的信号，如果输入信号的幅度小于预定阈值“a”，则矢量量化器部分1338输出零矢量。减法器部分1336从输入数据中减去矢量量化器部分1338的输出，以把结果输出到矢量积分器部分1337。

其中(Iv²+Qv²)^1/2≥a

I₃＝a·Iv/(Iv²+Qv²)^1/2                        表达式10

Q₃＝a·Qv/(Iv²+Qv²)^1/2                        表达式11

其中(Iv²+Qv²)^1/2＜a

I₃＝0                                         表达式12

Q₃＝0                                         表达式13

因此，第二配置的信号处理部分133对输入信号进行矢量-积分和量化，因此可以输出幅度方面的分辨率比输入信号的幅度方面的分辨率低的信号。

根据奈奎斯特理论，最好图6中示出的数据转换器部分13的滤波器135的截止频率小于图15中示出的增量-总和调制器1334或图16中示出的矢量量化器部分1338的时钟频率的1/2。

在图15中示出的第一配置的信号处理部分133使用增量-总和调制器1334的同时，只要调制器能够使输入信号离散，调制器不限于增量-总和调制器。例如，增量-总和调制器133可以是代替增量-总和调制器1334的增量调制器或脉宽调制器。

第二配置的信号处理部分133可以是使用多个减法器部分1336和矢量积分器部分1337的组的较高阶配置(见图17和图18)。具有这种较高阶配置，第二配置的信号处理部分133可以较佳地减小与所希望的波的频率接近的量化噪声。

如上所述，第一实施例的数据转换器部分使输入信号离散成分辨率比输入信号的分辨率低的信号。然后除去由离散处理引入的与所希望的波的频率接近的量化噪声。因此，数据转换器部分可以输出减小了与所希望的波的频率接近的量化噪声的一个信号而无需麻烦的控制。此外，数据转换器部分不需要增加时钟频率或增量-总和调制器阶数来减小与所希望的波的频率接近的量化噪声。因此，可以减少功耗。

此外，由于减小了与所希望的波的频率接近的量化噪声，所以本实施例的发射机电路不需要使用具有陡峭衰减特性的带通滤波器。因此，有可能减少发射机电路的总功耗。此外，即使所发送信号的频带改变，也不需要使带通滤波器从一个通带切换到另一个通带。因此，可以减少功耗，还可以减小电路规模。

(第二实施例)

图19是方框图，示出根据本发明第二实施例的发射机电路1的示例配置。本实施例的发射机电路1与第一实施例(图1)的不同之处在于对来自数据转换器部分(调制器/放大器部分)的输出信号进行调制或放大的部分。第二实施例的发射机电路通过在来自数据转换器部分的输出信号上执行极调制而产生待发送信号。因此，数据转换器部分本身如第一实施例所说明。下面的说明集中在与第一实施例不同的特征上。

参考图19，发射机电路1包括输入端子11、输出端子12、数据转换器部分13、极坐标系统转换器部分17、角度调制器部分18、幅度调制器部分19、电压控制器部分21以及带通滤波器16。

极坐标系统转换器部分17把所接收的正交数据转换成作为极坐标数据的幅度数据和相位数据。角度调制器部分18对相位数据进行角度调制。电压控制器部分21向幅度调制器部分19提供根据幅度数据控制的一个电压。幅度调制器部分19用根据幅度数据控制的电压对通过角度调制器部分18进行了角度调制的信号进行幅度调制。数据转换器部分13和带通滤波器16的配置与第一实施例相似。极坐标系统转换器部分17、角度调制器部分18、幅度调制器部分19和电压控制器部分21一起构成调制器/放大器部分。

现在将描述发射机电路1的操作。

参考图19，发射机电路1如上述第一实施例那样操作，直到数据转换器部分13给出输出信号。把来自数据转换器部分13的输出信号输入到极坐标系统转换器部分17。极坐标系统转换器部分17把作为正交数据的输入信号转换成极坐标系统信号。特别，极坐标系统转换器部分17把输入信号的坐标转换成作为幅度分量的幅度数据以及作为相位分量的相位数据。当数据转换器部分13已经通过1-比特化对输入信号量化时(即，量化成零和一实数两个值)，从极坐标系统转换器部分17输出的幅度数据具有好像使输出周期性地导通/截止的信号波形。因此，极坐标系统转换器部分17可以输出幅度方式没有完全离散的信号，而是具有只有两个状态(即，通和断)的包络，在每个状态的包络中带有小的起伏。因此，从极坐标系统转换器部分17输出的信号受到幅度调制器部分19的非线性影响的可能性较小。

把相位数据输入到角度调制器部分18。角度调制器部分18对所接收相位数据进行角度调制，以输出经角度调制的波形信号。把经角度调制的波形信号输入到幅度调制器部分19。把来自极坐标系统转换器部分17的幅度数据输入到电压控制器部分21。电压控制器部分21向幅度调制器部分19提供根据幅度数据控制的一个电压。幅度调制器部分19用根据幅度数据控制的电压对来自角度调制器部分18的经角度调制的波形信号进行幅度调制，以输出经调制的波形信号。

把来自幅度调制器部分19的经调制的波形信号输入到带通滤波器16。带通滤波器16从所接收的经调制的波形信号中除去带外的、不需要的量化噪声成分，以输出指定的经调制的波形信号。

例如，电压控制器部分21可以是串联调整器或开关调整器。图20是方框图，示出使用串联调整器的电压控制器部分21的示例配置。参考图20，电压控制器部分21包括输入端子211、电源212、输出端子213、比较器部分214以及晶体管215。

在图20中，把幅度数据输入到输入端子211。幅度数据经由比较器部分214输入到晶体管215的栅级或基极。因此，把根据幅度数据的电压施加于晶体管215的栅级或基极。此外，把来自电源212的电压施加于晶体管215的漏极或集电极。因此，从晶体管215的源极或发射极输出根据幅度数据控制的电压。在电压控制器部分21中，可以把从晶体管215的源极或发射极输出的电压反馈回比较器部分214，以便使输出稳定。经由输出端子213把根据幅度数据控制的电压提供给幅度调制器部分19。

图21是方框图，示出使用开关调整器的电压控制器部分21的示例配置。电压控制器部分21包括输入端子211、脉冲转换器部分216、放大器217、低通滤波器218以及输出端子213。

在图21中，把幅度数据输入到输入端子211。通过脉冲转换器部分216把幅度数据转换成脉冲信号。例如，在脉冲转换器部分216中使用的转换方法可以是PWM方法、增量-总和调制方法等。通过放大器217放大经转换的脉冲信号，并且传送到低通滤波器218。经放大的脉冲信号通过低通滤波器218，在那里，从经放大的信号中除去在脉冲产生处理中生成过程中产生的时钟频率或开关频率的寄生信号，并且经由输出端子213输出经滤波的信号。因此，把输出电平受到幅度数据控制的一个电压提供给幅度调制器部分19。在电压控制器部分21中，可以把低通滤波器218的输出反馈回脉冲转换器部分216，以便使输出稳定。

如上所述，还是在根据本发明第二实施例的发射机电路1中，数据转换器部分输出减少了与所希望的波的频率接近的量化噪声的一个信号。因此，本实施例的发射机电路1可以提供与第一实施例相似的效果。

(第三实施例)

图22是方框图，示出根据本发明第三实施例的发射机电路1的示例配置。本实施例的发射机电路1与第一实施例的发射机电路1(图1)的不同之处在于在数据转换器部分33之前提供矢量调制器部分34。因此，数据转换器部分33接收已经通过矢量调制器部分34调制的信号(经调制的波形信号)来代替接收I和Q数据。换言之，与处理正交数据(矢量数据)的第一实施例的数据转换器部分13不同，本实施例的数据转换器部分33处理经调制的波形信号(标量数据)。

参考图22，发射机电路1包括输入端子11、输出端子12、矢量调制器部分34、数据转换器部分33、放大器15以及带通滤波器16。

数据转换器部分33在作为经调制的波形信号的输入信号上执行预定的据转换操作。矢量调制器部分34、放大器15和带通滤波器16具有与第一实施例的发射机电路1(图1)中相似的配置。注意，在发射机电路1中，矢量调制器部分34是任选的。这是因为本发明的有区别的特征取决于数据转换器部分33以及发射机电路1中处理数据转换器部分33的输出信号的部分。如果发射机电路1中没有矢量调制器部分34，则可以把已经调制的信号(经调制的波形信号)输入到数据转换器部分33。放大器15构成调制器/放大器部分。

现在将描述发射机电路1的操作。

把作为正交数据的I和Q数据输入到输入端子11。把所接收的I和Q数据输入到矢量调制器部分34。矢量调制器部分34对所接收的I和Q数据进行调制，以输出经调制的波形信号。例如，矢量调制器部分34通过在输入信号上执行正交调制操作而输出经调制的波形信号。把来自矢量调制器部分34的经调制的波形信号输入到数据转换器部分33。因此，数据转换器部分33接收已经调制的信号(经调制的波形信号)。注意，输入到数据转换器部分33的经调制的波形信号可以是多-比特数字信号(即，已经离散的信号)或模拟信号(即，未经离散的信号)。

数据转换器部分33使经调制的波形信号(输入信号)离散成幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。然后，数据转换器部分33除去与具有较低幅度方式分辨率的信号的所希望的波的频率接近的量化噪声，并且输出所得到的信号。图23示出当根据本发明第三实施例的数据转换器部分33使输入信号离散成两个值时的输出信号的示例波形。如在图23中所示，数据转换器部分33输出未经完全离散但是在包络的峰值部分具有小的起伏的信号。在图23中，因为在数据转换器部分33中已经除去了一部分量化噪声，所以包络的峰值部分不是恒定不变的(完全直的)。

把数据转换器部分33的输出信号输入到放大器15。放大器15把输入信号放大到要求的输出电平。把放大器15的输出信号输入到带通滤波器16。带通滤波器16从所接收信号中除去带外的、不需要的分量，以输出指定信号。

图24是方框图，示出根据本发明第三实施例的数据转换器部分33的示例配置。数据转换器部分33包括信号处理部分333、减法器部分134、滤波器135以及减法器部分136。信号处理部分333使输入信号离散。例如，信号处理部分333是增量-总和调制器。减法器部分134、滤波器135和减法器部分136的配置与第一实施例的数据转换器部分13中的配置相似。

信号处理部分333接收经调制的波形信号。信号处理部分333使用增量-总和调制器对输入信号(经调制的波形信号)进行增量-总和调制，以输出幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。在信号处理部分333给出输出信号之后，数据转换器部分33像第一实施例的数据转换器部分13那样操作。

根据奈奎斯特理论，如果滤波器135是低通滤波器，则最好图24中示出的数据转换器部分33的滤波器135的截止频率小于信号处理部分333的增量-总和调制器的时钟频率的1/2(也即采样频率)。如果滤波器135是带通滤波器，则滤波器135的截止波长最好大于输入信号的中心频率减去采样频率的1/2，并小于输入信号的中心频率加上采样频率的1/2。

此外，第三实施例的数据转换器部分33的区别特征处于信号处理部分333和滤波器135之间。在图24中，信号处理部分333中产生的量化噪声信号的频谱是根据信号处理部分333的特性而变化的。因此，根据信号处理部分333的特性来确定数据转换器部分33中的滤波器135的类型。

在信号处理部分333中，可以表示输出信号y(z)如下面表达式14所示，其中x(z)是输入信号，H1(z)是输入信号传递函数，e(z)是通过量化处理引入的量化噪声信号，而H2(z)是噪声传递函数。

y(z)＝H1(z)·x(z)+H2(z)·e(z)                            表达式14

从表达式14可以看到，把从信号处理部分333输出的量化噪声信号H2(z)·e(z)输入到滤波器135。量化噪声信号H2(z)·e(z)的频谱根据噪声传递函数H2(z)的零点位置而变化。因此，在数据转换器部分33中，根据信号处理部分333中噪声传递函数的零点位置来确定用于减小量化噪声信号H2(z)·e(z)的滤波器135的类型。

例如，1996IEEE(ISBN 0-7803-1045-4)，S.R.Norsworthy、R.Schreier、G.C.Temes的“Delta-Sigma Data Converters”中揭示了根据噪声传递函数的零点位置而变化的频谱。图25示出在零点为1的噪声传递函数中的零点的位置。图26示出从具有零点为1的噪声传递函数的信号处理部分333输出的信号的示例频谱。如在图26中所示，对于从具有零点为1的噪声传递函数的信号处理部分333输出的信号，使量化噪声信号最小的频率是0Hz(即，直流)。

因此，参考图24，如果使用具有零点为1的噪声传递函数的信号处理部分333，则使用低通滤波器作为滤波器135来除去带外的量化噪声。

当在这种信号处理部分333中使用增量-总和调制器时，使用低通类型的增量-总和调制器。

图27示出具有幅度为1的复数零点的噪声传递函数中的零点的位置。注意，图27示出幅度为1和幅角为±π/4的情况中的噪声传递函数的零点位置。图28示出从具有幅度为1的复数零点的噪声传递函数的信号处理部分333输出的信号的示例频谱。如在图28中所示，对于从具有幅度为1的复数零点的噪声传递函数的信号处理部分333输出的信号，使量化噪声最小的频率是通过把零点的幅角除以2π而得到的归一化频率。设计信号处理部分333，以致所希望的波的频率接近使量化噪声最小的频率。

因此，当在图24中使用具有幅度为1的复数零点的噪声传递函数的信号处理部分333时，使用带通滤波器作为滤波器135来除去带外的量化噪声。

在这样一种信号处理部分333中使用增量-总和调制器的地方均使用带通项增量-总和调制器。

可以使用信号处理部分333和滤波器135之间的区别特征，不但用于输入标量的数据转换器部分33(图24)，而且还用于输入矢量数据的数据转换器部分。因此，在第一和第二实施例的数据转换器部分13中还可以使用具有零点为1的噪声传递函数的信号处理部分以及具有幅度为1的复数零点的噪声传递函数的信号处理部分(图6)。现在将描述关于这个的原因。

可以把从输入矢量数据的数据转换器部分13输出的信号(I₂(z)，Q₂(z))(图6)表示为下面表达式15和16，其中I(z)和Q(z)表示输入信号，H1i(z)和H1q(z)是输入信号传递函数，Ie(z)和Qe(z)表示量化噪声信号，而H2i(z)和H2q(z)是噪声传递函数。

I₂(z)＝H1i(z)·I(z)+H2i(z)·Ie(z)                    表达式15

Q₂(z)＝H1q(z)·Q(z)+H2q(z)·Qe(z)                    表达式16

从表达式15和16可以看到，把从信号处理部分133输出的量化噪声信号(H2i(z)·Ie(z)，H2q(z)·Qe(z))输入到滤波器135。量化噪声信号的频谱根据噪声传递函数H2i(z)和H2q(z)的零点位置而变化，像输入标量数据的信号处理部分333那样。因此，在数据转换器部分13中，根据信号处理部分133中的噪声传递函数的零点位置来确定用于减少量化噪声信号的滤波器135的类型。

如上所述，第三实施例的数据转换器部分可以输出减少了与所希望的波的频率接近的量化噪声的信号。因此，数据转换器部分可以提供与第一实施例相似的效果。此外，在本实施例的发射机电路中，把已经除去了与所希望的波的频率接近的量化噪声的信号输入到放大器15和带通滤波器16，从而提供与第一实施例相似的效果。

(第四实施例)

图29是方框图，示出根据本发明第四实施例的发射机电路1的示例配置。与包括处理正交数据的数据转换器部分13的第二实施例(图19)的发射机电路1不同，本实施例的发射机电路1包括处理作为极坐标数据的幅度数据的数据转换器部分43。因此，本实施例的数据转换器部分43接收幅度数据来代替作为正交数据的I和Q数据。本实施例的数据转换器部分43与第三实施例的数据转换器部分33的相似之处在于都处理标量数据。

参考图29，发射机电路1包括输出端子12、数据产生部分20、数据转换器部分43、角度调制器部分18、幅度调制器部分19、电压控制器部分21以及带通滤波器16。

数据产生部分20输出幅度数据和相位数据。数据转换器部分43在幅度数据上执行预定的数据转换操作。角度调制器部分18、幅度调制器部分19、电压控制器部分21和带通滤波器16的配置与第二实施例相似。角度调制器部分18、幅度调制器部分19和电压控制器部分21一起构成调制器/放大器部分。

现在将描述发射机电路1的操作。

数据产生部分20接收I和Q数据(未示出)，并且根据所接收的I和Q数据输出幅度数据和相位数据。数据产生部分20与第二实施例的发射机电路1中的极坐标系统转换器部分17(图19)的相似之处在于都根据I和Q数据输出幅度数据和相位数据。

在发射机电路1中，数据产生部分20是任选的。这是因为本发明的区别特点在于处理来自数据转换器部分43的输出信号的、发射机电路1的部分。如果在发射机电路1中没有数据产生部分20，则可以直接把幅度数据输入到数据转换器部分43，以及可以把相位数据直接输入到角度调制器部分18。

数据转换器部分43接收幅度数据。数据转换器部分43使所接收的幅度数据离散成分辨率比所接收的幅度数据的分辨率低的信号。在数据转换器部分43中，离散幅度数据的处理引入了与所希望的波的频率不同的、被称为“量化噪声”的噪声成分。因此，数据转换器部分43除去接近所希望的波的频率的量化噪声，以输出减少了与所希望的波的频率接近的量化噪声的信号。

本实施例的数据转换器部分43处理作为标量数据的幅度数据，因此可以与图24中示出的第三实施例的数据转换器部分33的配置相似。

把数据转换器部分43的输出信号输入到电压控制器部分21。电压控制器部分21向幅度调制器部分19提供根据从数据转换器部分43输出的信号进行控制的一个电压。把相位数据输入到角度调制器部分18。角度调制器部分18对所接收的相位数据进行角度调制，以输出经角度调制的波形信号。把经角度调制的波形信号输入到幅度调制器部分19。

幅度调制器部分19用根据从数据转换器部分43输出的信号来控制的电压对经角度调制的波形信号进行幅度调制，以输出经调制的波形信号。把来自幅度调制器部分19的经调制的波形信号输入到带通滤波器16。带通滤波器16从所接收的经调制的波形信号中除去带外的、不需要的量化噪声成分，以输出指定的、经调制的波形信号。

如上所述，第四实施例的数据转换器部分可以输出减少了与所希望的波的频率接近的量化噪声的信号。因此，该数据转换器部分可以提供与第一实施例相似的效果。此外，在本实施例的发射机电路中，把已经除去了与所希望的波的频率接近的量化噪声的信号输入到幅度调制器部分19和带通滤波器16，从而提供与第一实施例相似的效果。

(第五实施例)

图30是方框图，示出根据本发明第五实施例的发射机电路1的示例配置。本实施例的发射机电路1与第四实施例的发射机电路1(图29)的不同之处在于通过低通滤波器22把数据转换器部分43的输出信号输入到幅度调制器部分19。注意，本实施例的数据转换器部分43与第四实施例相似。

参考图30，发射机电路1包括输出端子12、数据转换器部分43、角度调制器部分18、幅度调制器部分19、数据产生部分20、电压控制器部分21以及低通滤波器22。

低通滤波器22从电压控制器部分21输出的电压中除去噪声成分。数据产生部分20、数据转换器部分43、角度调制器部分18、幅度调制器部分19以及电压控制器部分21的配置与第四实施例相似。角度调制器部分18、幅度调制器部分19、电压控制器部分21和低通滤波器22一起构成调制器/放大器部分。

现在将描述发射机电路1的操作。

发射机电路1像第四实施例的发射机电路1(图29)一样操作，直到数据转换器部分43和角度调制器部分18给出输出信号。

把数据转换器部分43的输出信号输入到电压控制器部分21。电压控制器部分21根据数据转换器部分43的输出信号通过低通滤波器22把电压提供给幅度调制器部分19。例如，电压控制器部分21可以是高效率的放大器。然后，电压控制器部分21输出经放大的幅度数据作为输出电压。

低通滤波器22从电压控制器部分21提供给幅度调制器部分19的电压中除去带外的、不需要的量化噪声成分。因此，把已经除去了量化噪声成分的电压施加于幅度调制器部分19。因为已经通过数据转换器部分43除去了量化噪声，所以低通滤波器22不需要具有陡峭的衰减特性。

把来自角度调制器部分18的经角度调制的波形信号输入到幅度调制器部分19。幅度调制器部分19用通过低通滤波器22接收的电压对经角度调制的波形信号进行幅度调制，以输出经调制的波形信号。因此，从输出端子12输出指定的、经调制的波形信号。

如上所述，第五实施例的数据转换器部分可以输出减少了与所希望的波的频率接近的量化噪声的信号。因此，数据转换器部分可以提供与第一实施例相似的效果。此外，在本实施例的发射机电路中，把已经除去了与所希望的波的频率接近的量化噪声的信号输入到电压控制器部分21、低通滤波器22和幅度调制器部分19，从而提供与第一实施例相似的效果。

(第六实施例)

本发明的第六实施例针对电子装置，诸如使用第三实施例的数据转换器部分33的音频装置或视频装置。图31是方框图，示出使用本发明的数据转换器部分33的音频装置的示例配置。参考图31，音频装置包括端子51、数据转换器部分33、放大器52、滤波器部分53以及扬声器部分54。

参考图31，经由端子51把作为音频数据的输入信号输入到数据转换器部分33。如在第三实施例中，数据转换器部分33使作为音频数据的输入信号离散，以得到幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。然后，数据转换器部分33从具有较低幅度分辨率的信号中除去与所希望的波的频率接近的量化噪声，以输出已经除去了量化噪声的信号。放大器52放大来自数据转换器部分33的输出信号。通过滤波器部分53把通过放大器52放大的信号传送到扬声器部分54，并且在那里转换成声音。如果数据转换器部分33的增量-总和调制器是低通型的(见图24)，则滤波器部分53可以是低通滤波器，如果增量-总和调制器是带通型的，则可能是带通滤波器。因此，有可能提供抑制量化噪声和降低功耗的音频装置。

图32是方框图，示出使用本发明的数据转换器部分33的视频装置的示例配置。参考图32，视频装置包括端子51、数据转换器部分33、放大器52、滤波器部分53以及显示器部分55。

参考图32，经由端子51把作为视频数据的输入信号输入到数据转换器部分33。如在第三实施例中，数据转换器部分33使作为视频数据的输入信号离散，以得到幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。然后，数据转换器部分33从具有较低幅度分辨率的信号中除去与所希望的波的频率接近的量化噪声，以输出已经除去了量化噪声的信号。放大器52放大来自数据转换器部分33的输出信号。通过滤波器部分53把通过放大器52放大的信号传送到显示器部分55，并且在那里转换成视频图像和/或声音。因此，有可能提供抑制量化噪声和降低功耗的视频装置。

可以在使用放大器的任何电子装置中使用本发明的数据转换器部分33，并且其应用不限于通信装置、音频装置和视频装置。

用本发明的数据转换器，有可能抑制量化噪声和降低功耗，并且可以在各种应用中使用本发明的数据转换器，诸如移动电话和无线LAN装置，以及其它电子装置，诸如音频装置和视频装置。

虽然已经详细描述了本发明，但上述说明在所有方面都是说明性的而不是限制性的。要理解，可以发明许多其它的修改和变型而不偏离本发明的范围。

Claims (24)

1.一种对离散化前的作为正交数据的输入信号执行预定数据转换输出进行了离散化的输出信号的数据转换器装置，所述数据转换器装置包括：

信号处理部分，用于增加所述输入信号的幅度分量之间的离散值间隔，产生幅度分量分辨率比所述输入信号的幅度分量分辨率低的输出信号；

第一操作部分，用于从由所述信号处理部分产生的具有较低分辨率的信号减去进行离散化前的输入信号，提取由所述信号处理部分产生的量化噪声成分；

滤波器，用于使用预定截止频率抑制由所述第一操作部分提取的量化噪声成分，提取与所希望的波的频率接近的量化噪声成分，所述所希望的波的频率为所述输入信号的中心频率；以及

第二操作部分，用于输出从由所述信号处理部分产生的具有较低分辨率的输出信号去除了由所述滤波器提取的所述与所希望的波的频率接近的量化噪声成分的输出信号。

2.如权利要求1所述的数据转换器装置，其特征在于：

所述信号处理部分包括：

坐标转换器部分，通过产生表示正交数据的幅度的幅度数据，并且将正交数据除以幅度数据以产生相位数据，进行正交数据转换成幅度数据和相位数据的坐标转换；

增量-总和调制器，用于对幅度数据进行增量-总和调制，使之成为两个或多个值，从而降低幅度数据的分辨率；以及

乘法器部分，用于使通过增量-总和调制器进行增量-总和调制的幅度数据乘以相位数据，以输出幅度分辨率比正交数据的幅度分辨率低的信号。

3.如权利要求1所述的数据转换器装置，其特征在于：

所述输入信号是根据正交数据进行了调制的调制波信号；以及

所述信号处理部分进一步包括增量-总和调制器，用于通过对所述调制波信号进行增量-总和调制使之成为两个或多个值，以输出幅度分辨率比所述调制波信号的幅度分辨率低的信号。

4.如权利要求2或3所述的数据转换器装置，其特征在于：

所述信号处理部分的噪声传递函数的零点是1；以及

所述滤波器是低通滤波器。

5.如权利要求2或3所述的数据转换器装置，其特征在于：

所述信号处理部分的噪声传递函数的零点是幅度为1的复数；以及

所述滤波器是带通滤波器。

6.如权利要求1所述的数据转换器装置，其特征在于，

如果所述滤波器是低通滤波器，则所述滤波器的截止频率小于所述信号处理部分中采样频率的1/2，如果所述滤波器是带通滤波器，则所述滤波器的截止频率大于所接收信号的中心频率减去采样频率的1/2，并小于所接收信号的中心频率加上采样频率的1/2。

7.一种对离散化前的正交数据输入信号执行预定处理输出待发送的信号的发射机电路，所述发射机电路包括：

数据转换器部分，用于接收输入信号的全部或一部分，并且对所接收信号执行预定的数据转换，所述数据转换器部分是权利要求1所述的数据转换装置；

调制器/放大器部分，用于根据所述数据转换器部分转换的信号执行调制操作和放大操作中的至少一个操作；以及

带通滤波器，用于用预定的截止频率从已经通过调制器/放大器部分进行调制操作和放大操作中的至少一个操作的信号中除去带外的、不需要的成分，输出待发送的信号。

8.如权利要求7所述的发射机电路，其特征在于：

所述调制器/放大器部分包括：

矢量调制器部分，用于对通过数据转换器部分转换的信号进行正交调制；

放大器部分，用于把通过所述矢量调制器部分调制的信号放大到预定输出电平。

9.如权利要求7所述的发射机电路，其特征在于：

所述调制器/放大器部分包括：

极坐标系统转换器部分，用于把通过所述数据转换器部分转换的信号转换成极坐标数据，输出幅度数据和相位数据；

角度调制器部分，用于对相位数据进行角度调制，以输出角度调制波信号；

幅度调制器部分，用于用对应于所述幅度数据的大小的电压对角度调制波信号进行幅度调制；以及

电压控制器部分，用于根据所述幅度数据的大小来控制提供给幅度调制器部分的电压。

10.如权利要求7所述的发射机电路，其特征在于：

所述输入信号是根据正交数据进行了调制的调制波信号；

所述数据转换器部分接收所述调制波信号；以及

所述调制器/放大器部分还包括放大器部分，用于把通过所述数据转换器部分转换的信号放大到预定输出电平。

11.如权利要求7所述的发射机电路，其特征在于：

所述输入信号是包括幅度数据和相位数据的极坐标数据；

所述数据转换器部分接收幅度数据；以及

所述调制器/放大器部分还包括：

角度调制器部分，用于对相位数据进行角度调制，以输出角度调制波信号；

幅度调制器部分，用于使用对应于从所述数据转换器部分输出的信号的幅度的大小的电压对所述角度调制波信号进行幅度调制；以及

电压控制器部分，用于根据从所述数据转换器部分输出的信号的大小来控制提供给幅度调制器部分的电压。

12.如权利要求7所述的发射机电路，其特征在于，如果所述滤波器是低通滤波器，则所述滤波器的截止频率小于所述信号处理部分中采样频率的1/2，如果所述滤波器是带通滤波器，则所述滤波器的截止频率大于所接收信号的中心频率减去采样频率的1/2，并小于所接收信号的中心频率加上采样频率的1/2。

13.如权利要求8所述的发射机电路，其特征在于所述信号处理部分还包括：

坐标转换器部分，通过产生表示正交数据的幅度的幅度数据，并且将正交数据除以幅度数据以产生相位数据，进行正交数据转换成幅度数据和相位数据的坐标转换；

增量-总和调制器，用于对所述幅度数据进行增量-总和调制，使之成为两个或多个值，降低幅度数据的分辨率；以及

乘法器部分，用于将由增量-总和调制器进行增量-总和调制的幅度数据乘以相位数据，输出幅度分辨率比正交数据的幅度分辨率低的信号。

14.如权利要求10所述的发射机电路，其特征在于，所述信号处理部分还包括：

增量-总和调制器，通过对所接收信号进行增量-总和调制使之成为两个或多个值，以输出幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。

15.如权利要求11所述的发射机电路，其特征在于，所述信号处理部分还包括：

增量-总和调制器，用于对所接收信号进行增量-总和调制使之成为两个或多个值，以输出幅度分辨率比输入信号的幅度分辨率低的信号。

16.如权利要求13至权利要求15所述的任意一项发射机电路，其特征在于：

所述信号处理部分中的噪声传递函数的零点是1；以及

所述滤波器是低通滤波器。

17.如权利要求13至权利要求15所述的任意一项发射机电路，其特征在于：

所述信号处理部分中的噪声传递函数的零点是幅度为1的复数；以及

所述滤波器是带通滤波器。

18.一种对离散化前的正交数据输入信号执行预定处理输出待发送的信号的发射机电路，所述发射机电路包括：

数据转换器部分，用于接收输入信号的全部或一部分，并且对所接收信号执行预定的数据转换，数据转换器部分是如权利要求1所述的数据转换装置；

调制器/放大器部分，用于根据所述数据转换器部分转换的信号执行调制操作和放大操作中的至少一个操作。

19.如权利要求18所述的发射机电路，其特征在于：

所述输入信号是包括幅度数据和相位数据的极坐标数据；

所述数据转换器部分接收幅度数据；以及

所述调制器/放大器部分还包括：

电压控制器部分，用于根据数据转换器部分转换的信号来控制输出电压；

低通滤波器，用于用预定的截止频率来抑制电压控制器部分控制的电压，以除去带外噪声成分；

角度调制器部分，用于对相位数据进行角度调制，输出角度调制波信号；以及

幅度调制器部分，用于用从低通滤波器输出的电压对所述角度调制波信号进行幅度调制。

20.如权利要求18所述的发射机电路，其特征在于，如果所述滤波器是低通滤波器，则所述滤波器的截止频率小于所述信号处理部分中采样频率的1/2，如果所述滤波器是带通滤波器，则所述滤波器的截止频率大于所接收信号的中心频率减去采样频率的1/2并小于所接收信号的中心频率加上采样频率的1/2。

21.一种通信装置，包括：

发射机电路，用于产生待发送的信号；以及

天线，用于输出发射机电路产生的待发送的信号，

其中所述发射机电路是根据权利要求7的发射机电路。

22.一种通信装置，包括：

发射机电路，用于产生待发送的信号；以及

天线，用于输出发射机电路产生的待发送的信号，

其中所述发射机电路是根据权利要求18的发射机电路。

23.一种电子装置，包括：

放大器；以及

数据转换器部分，用于把输入信号转换成待输入到放大器的信号，

其中数据转换器部分是如权利要求1所述的数据转换装置。

24.一种对离散化前的作为正交数据的输入信号执行预定数据转换输出进行了离散化的输出信号的数据转换方法，包括：

第一步骤，增加所述输入信号的幅度分量之间的离散值间隔，产生幅度分量分辨率比所述输入信号的幅度分辨率低的输出信号；

第二步骤，从所述第一步骤产生的具有较低分辨率的输出信号中减去进行离散化前的输入信号，提取所述第一步骤中产生的量化噪声成分；

第三步骤，使用预定截止频率抑制在所述第二步骤中提取的量化噪声成分，提取与所希望的波的频率接近的量化噪声成分，所述所希望的波的频率为所述输入信号的中心频率；以及

第四步骤，通过从所述第一步骤中产生的具有较低分辨率的信号中减去所述第三步骤中提取的所述与所希望的波频率接近的量化噪声成分，输出从所述第一步骤所生成的分辨率低的信号中去除了所希望的波频率近旁的量化噪声成分的输出信号。

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