CN104682959B - 模数转换电路及通信设备 - Google Patents

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一种模数转换电路及通信设备。所述模数转换电路包括：供模拟信号输入的两个以上的采样保持电路；与所述采样保持电路一一对应的数模转换电路；与所述采样保持电路的输出端以及所述数模转换电路的输出端连接的选择器；与所述选择器的输出端连接的比较器；以及与所述比较器的输出端连接并输出数字信号的控制器，所述控制器根据所述比较器的输出控制所述采样保持电路、比较器以及选择器，所述选择器根据所述控制器的控制信号，选择相应的采样保持电路以及所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出作为所述比较器的输入。应用所述模数转换电路可以有效地提高采样速率，以及提高SAR ADC将所接收到的模拟信号转换成数字信号的速率。

Description

模数转换电路及通信设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种模数转换电路及通信设备。
背景技术
在大多数的通信系统中，下行链路通常设置有模数转换电路（Analog to DigitalConverter，ADC），所述ADC可以将接收到的模拟信号转换成适于计算机处理的数字信号。
逐次逼近型模拟数字转换电路（Successive Approximation type Analog toDigital Converter，SAR ADC）是应用较为广泛的一种ADC。所述SAR ADC在对接收到的模拟信号进行转换时，通常需要先对接收到的模拟信号进行采样，并将已采样的信号的电压值输入至比较器中进行比较，才能获得对应的数字信号。
其中，所述SAR DAC的采样速率是衡量SAR ADC性能的重要指标。现有的SAR ADC采样速率较低，导致SAR ADC将接收到的模拟信号转换成数字信号的速率降低。
发明内容
本发明实施例解决的问题是如何提高SAR ADC的采样速率，从而提高SAR ADC进行信号转换的速率。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种模数转换电路，所述模数转换电路包括：供模拟信号输入的两个以上的采样保持电路；与所述采样保持电路一一对应的数模转换电路；与所述采样保持电路的输出端以及所述数模转换电路的输出端连接的选择器；与所述选择器的输出端连接的比较器；以及与所述比较器的输出端连接并输出数字信号的控制器，所述控制器根据所述比较器的输出控制所述采样保持电路、比较器以及选择器，所述选择器根据所述控制器的控制信号，选择相应的采样保持电路以及所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出作为所述比较器的输入。
可选地，所述选择器在所述控制器的控制下，选择所述采样保持电路输出的已采样信号的电压值以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出电压值输入至所述比较器。
可选地，所述选择器包括：与各个采样保持电路的输出端连接的第一选择单元，所述第一选择单元在所述控制器的控制下，选择一个采样保持电路的输出输入至所述比较器；与各个数模转换电路的输出端连接的第二选择单元，所述第二选择单元在所述控制器的控制下，选择与所选择的采样保持电路对应的数模转换电路的输出输入至所述比较器。
可选地，所述第一选择单元为选择开关，所述选择开关的一端与所述比较器连接，另一端在所述控制器的控制下与一个采样保持电路连接。
可选地，所述第二选择单元为选择开关，所述选择开关的一端与所述比较器连接，另一端在所述控制器的控制下与所选择的采样保持电路对应的数模转换电路连接。
可选地，所述第一选择单元为选择开关，所述选择开关的一端与所述比较器连接，另一端在所述控制器的控制下与一个采样保持电路连接；所述第二选择单元为选择开关，所述选择开关的一端与所述比较器连接，另一端在所述控制器的控制下与所选择的采样保持电路对应的数模转换电路连接。
可选地，所述选择器包括：与所述采样保持电路一一对应的第三选择单元，每个所述第三选择单元的输入端与一个采样保持电路的输出端和与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出端连接，所述第三选择单元在所述控制器的控制下，选择其中一个采样保持电路以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出输入至所述比较器。
可选地，所述第三选择单元包括：第一开关和第二开关，所述第一开关的一端与所述采样保持电路连接，另一端与所述比较器连接，所述第二开关的一端与所述采样保持电路所对应的数模转换电路连接，另一端与所述比较器连接，所述第一开关和第二开关在所述控制器的控制下闭合或断开。
可选地，所述比较器在所述第二控制器的控制下，将所述采样保持电路输出的已采样信号的电压值与所述数模转换电路的输出电压值进行比较。
本发明的实施例还提供了一种通信设备，所述通信设备包括上述的模数转换电路。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
通过将模拟信号同时输入至两个以上的采样保持电路，并由选择器在所述控制器的控制下，选择一个采样保持电路以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出作为比较器的输入，进而获得与所述模拟信号对应的数字信号，可以有效地提高采样速率，也就提高了SAR ADC将所接收到的模拟信号转换成数字信号的速率。
附图说明
图1是本发明实施例一中模数转换电路的结构示意图；
图2是本发明实施例二中模数转换电路的结构示意图；
图3是本发明实施例三中模数转换电路的结构示意图。
具体实施方式
现有的模数转换电路中，由于采样速率较低，导致所述模数转换电路将模拟信号转换成对应的数字信号的速率也较低，很难满足用户的需求。
针对上述问题，本发明的实施例提供了一种模数转换电路，所述模数转换电路设置有两个以上的采样保持电路，与所述采样保持电路一一对应的数模转换电路，以及选择器，所述选择器在控制器的控制下，将相应的采样保持电路的输出以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路输出输入至比较器，以获得对应的数字信号。由于所述采样保持电路可以同时工作，从而可以有效地提高采样速率，也就提高了所述模数转换电路将模拟信号转换成数字信号的速率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例一
参见图1，本实施例提供了一种模数转换电路10，所述模数转换电路10包括：采样保持电路；数模转换电路；与所述采样保持电路的输出端以及所述数模转换电路的输出端连接的选择器105；与所述选择器105的输出端连接的比较器106；以及与所述比较器106的输出端连接的控制器107。
所述控制器107控制所述采样保持电路对接收到的模拟信号进行采样，获得已采样的信号的电压值以及数模转换电路的输出电压值后，控制所述选择器105将相应的已采样的信号的电压值以及数模转换电路的输出电压值输入至比较器106，再根据所述比较器105的输出控制采样保持电路、数模转换电路、选择器105以及比较器106。
所述控制器107可以通过向采样保持电路、数模转换电路、选择器105以及比较器106发送对应的控制信号来进行相应的控制。
其中，所述转换电路10至少包括两个以上的所述采样保持电路，比如，所述转换电路10可以包括：采样保持电路101和采样保持电路102。所述采样保持电路101和采样保持电路102同时工作，并且，所述采样保持电路101以及采样保持电路102可以在控制器107的控制下，连续地对输入的模拟信号Rx_A进行采样，获得离散的模拟信号Rx_A，并提取所述离散的模拟信号Rx_A的电压值Vin和Vin’。
需要说明的是，Vin和Vin’是模拟信号Rx_A上两个连续的采样点的电压值。采样保持电路101和采样保持电路102在对模拟信号Rx_A采样时，控制器107可以控制采样保持电路101先进行采样，采样保持电路102再进行采样。控制器107也可以控制采样保持电路102先进行采样，采样保持电路101再进行采样。无论控制器107如何控制采样保持电路101和采样保持电路102对模拟信号Rx_A进行采样，只要已采样的信号的电压值顺序输入至比较器106即可。
与采样保持电路对应地，所述转换电路10至少包括两个以上的数模转换电路，比如，所述转换电路10可以包括：数模转换电路103和数模转换电路104，数模转换电路103和数模转换电路104在控制器107的控制下，输出电压值分别为VDAC以及VDAC’。所述控制器107根据上一时刻的比较器106的输出，调整下一时刻的VDAC或VDAC’，使得VDAC逐渐接近Vin，以及使得VDAC’逐渐接近Vin’。
需要说明的是，同时时刻，Vin与VDAC是一一对应的，Vin’与VDAC’也是一一对应的。
其中，所述数模转换电路103可以与所述采样保持电路101对应，此时，所述数模转换电路104与所述采样保持电路102对应。所述数模转换电路103也可以与所述采样保持电路102对应，此时，所述数模转换电路104与所述采样保持电路101对应。以下均以所述数模转换电路103与所述采样保持电路101对应，所述数模转换电路104与所述采样保持电路102对应为例进行说明。
在具体实施中，控制器107可以根据采样保持电路的工作状态，控制选择器105的动作，比如控制选择器105将采样保持电路101输出的已采样信号的电压值Vin和数模转换电路103输出的电压值VDAC输入至比较器106，或者将采样保持电路102输出的已采样信号的电压值Vin’和数模转换电路104输出的电压值VDAC’输入至比较器106。
当采样保持电路101先对模拟信号Rx_A采样时，所述控制器107可以控制选择器105先将Vin和VDAC输入至比较器106，由比较器106将Vin和VDAC进行比较，进而获得对应的比较器106的输出。在采样保持电路101对模拟信号Rx_A进行采样以后，控制器107可以控制采样保持电路102对模拟信号Rx_A的下一个采样点进行采样，并控制选择器105在比较器106已经将上一次比较的结果输出以后，将Vin’和VDAC’输入至比较器106，由比较器106将Vin’和VDAC’进行比较，进而获得对应的比较器106的输出。
也就是说，在控制器107的控制下，采样保持电路101和采样保持电路102对模拟信号Rx_A连续地采样，选择器105将采样保持电路输出的电压值连续地输入至比较器106，由比较器106连续地输出比较的结果，而无须在比较器106输出相应的结果以后，再去对模拟信号进行下一次的采样，不仅提高了采样速率，而且提高了模数转换电路将模拟信号Rx_A转换成数字信号Rx_D的速率。
实施例二
参见图2，本实施例提供一种模数转换电路10，所述转换电路10与实施例一的不同之处在于，所述选择器105包括：与各个采样保持电路的输出端连接的第一选择单元1052，所述第一选择单元1052在控制器107的控制下，选择一个采样保持电路的输出输入至所述比较器106；以及与各个数模转换电路的输出端连接的第二选择单元1054，所述第二选择单元1054在所述控制器107的控制下，选择与所述第一选择单元1052所选择的采样保持电路对应的数模转换电路的输出输入至所述比较器106。
比如，所述第一选择单元1052可以与采样保持电路101以及采样保持电路102的输出端连接，当所述第一选择单元1052接收到控制器107发送的控制信号时，选择采样保持电路101或采样保持电路102的输出作为比较器106的一个输入。当所述第一选择单元1052选择采样保持电路101的输出输入至比较器106时，对应地，第二选择单元1054选择数模转换电路103的输出作为比较器106的另一个输入，进而由比较器106对两个输入进行比较。当所述第一选择单元1052选择采样保持电路102的输出输入至比较器106时，对应地，第二选择单元1054选择数模转换电路104的输出作为比较器106的另一个输入。
在具体实施中，所述第一选择单元1052可以为选择开关，所述选择开关的一端与比较器106连接，另一端在控制器107的控制下与一个采样保持电路连接。如图2所示，在控制器107的控制下，所述选择开关或者与采样保持电路101连接，或者与采样保持电路102连接。当所述选择开关与采样保持电路101连接时，即选择采样保持电路101的输出作为比较器106的输入，而当所述选择开关与采样保持电路102连接时，即选择采样保持电路102的输出作为比较器106的输入。
在具体实施中，所述第二选择单元1054也可以为选择开关，所述选择开关的一端与比较器106连接，另一端在控制器107的控制下与第一选择单元1052对应的数模转换电路的输出端连接。如图2所示，当所述第一选择单元1052选择采样保持电路101的输出Vin作为比较器106的输入时，所述控制器107控制第二选择单元1054的选择开关与数模转换电路103的输出端连接，即选择数模转换电路103的输出VDAC作为比较器106的输入。当所述第一选择单元1052选择采样保持电路102的输出Vin’作为比较器106的输入时，所述控制器107控制第二选择单元1054的选择开关与数模转换电路104的输出端连接，即选择数模转换电路104的输出VDAC’作为比较器106的输入。
需要说明的是，所述第一选择单元1052或第二选择单元1054可以为选择开关，所述第一选择单元1052和第二选择单元1054也可以均为选择开关。所述第一选择单元1052或第二选择单元1054还可以为其他形式，只要所述能够在控制器的控制下，将正确的采样保持电路或数模转换电路的输出输入至比较器即可。
控制器107可以控制采样保持电路101及采样保持电路102顺序对模拟信号Rx_A采样，只要选择器105在控制器107的控制下，可以顺序地将采样保持电路的输出以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出输入至比较器106中即可。
实施例三
参见图3，本实施例中提供了一种模数转换电路10，所述模数转换电路10与实施例一的不同之处在于，在实施例一的基础上，所述选择器105包括：与所述采样保持电路一一对应的第三选择单元，每个第三选择单元的输入端与一个采样保持电路的输出端以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出端连接。所述第三选择单元在所述控制器107的控制下，选择其中一个采样保持电路以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出输入至所述比较器106。
如图3所示，当所述采样保持电路包括采样保持电路101及采样保持电路102时，所述选择器105包括第三选择单元1056和第三选择单元1058。其中，第三选择单元1056与采样保持电路101以及数模转换电路103的输出端连接，第三选择单元1058与采样保持电路102以及数模转换电路104的输出端连接。在控制器107的控制下，第三选择单元1056将采样保持电路101的输出Vin以及数模转换电路103的输出VDAC输入至比较器106，或者第三选择单元1058将采样保持电路102的输出Vin’以及数模转换电路104的输出VDAC’输入至比较器106。
在具体实施中，所述控制器107可以根据采样保持电路101及采样保持电路102的工作状态控制选择器105。比如，当采样保持电路101先对接收到的模拟信号Rx_A进行采样时，控制器107可以先控制与所述采样保持电路101对应的第三选择单元1056将对应的输出输入至比较器106，再控制与采样保持电路102对应的第三选择单元1058将对应的输出输入至比较器106。采样保持电路101及采样保持电路102连续地对模拟信号Rx_A采样，第三选择开关1056和第三选择开关1058交替进行工作，进而使得比较器106连续地进行比较，从而提高模数转换电路10将模拟信号Rx_A转换成数字信号的Rx_D的速率。
在具体实施中，所述第三选择单元1056可以包括：第一开关和第二开关，所述第一开关的一端与采样保持电路101的输出端连接，另一端与比较器106连接，所述第二开关的一端与数模转换电路102的输出端连接，另一端与比较器106连接。同样地，第三选择单元1058也可以包括：第一开关和第二开关，所述第一开关的一端与采样保持电路102的输出端连接，另一端与比较器106连接，所述第二开关的一端与数模转换电路103的输出端连接，另一端与比较器106连接。
在控制器107的控制下，第三选择单元1056的第一开关和第二开关闭合，即将采样保持电路101的输出Vin和数模转换电路的输出VDAC输入至比较器106，此时第三选择单元1058的第一开关和第二开关处于断开状态。或者，在控制器107的控制下，第三选择单元1058的第一开关和第二开关闭合，即将采样保持电路101的输出Vin’和数模转换电路的输出VDAC’输入至比较器106，此时第三选择单元1056的第一开关和第二开关处于断开状态。
需要说明的是，所述第三选择单元还可以为其他形式，只要能够将对应的输出输入至比较器106即可，此处不作限定。
实施例四
本实施例提供了一种通信设备，所述通信设备包括上述实施例的模数转换电路。
所述模数转换电路包括两个以上的采样保持电路，并且，在控制器的控制下，两个以上的采样保持电路连续地对模拟信号进行采样，通过选择器交替地将不同的采样保持电路的输出以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出输入至比较器，进而使得所述比较器可以连续地工作，不仅提高了对模拟信号的采样速率，同时提高了所述模数转换电路对信号进行转换的速率。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种模数转换电路，其特征在于，包括：供模拟信号输入的两个以上的采样保持电路；与所述采样保持电路一一对应的数模转换电路；与所述采样保持电路的输出端以及所述数模转换电路的输出端连接的选择器；与所述选择器的输出端连接的比较器；以及与所述比较器的输出端连接并输出数字信号的控制器，所述控制器根据所述比较器的输出控制所述采样保持电路、比较器以及选择器，所述选择器在所述控制器的控制下，选择所述采样保持电路输出的已采样信号的电压值以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出电压值输入至所述比较器。
2.如权利要求1所述的模数转换电路，其特征在于，所述选择器包括：与各个采样保持电路的输出端连接的第一选择单元，所述第一选择单元在所述控制器的控制下，选择一个采样保持电路的输出输入至所述比较器；与各个数模转换电路的输出端连接的第二选择单元，所述第二选择单元在所述控制器的控制下，选择与所选择的采样保持电路对应的数模转换电路的输出输入至所述比较器。
3.如权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，所述第一选择单元为选择开关，所述选择开关的一端与所述比较器连接，另一端在所述控制器的控制下与一个采样保持电路连接。
4.如权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，所述第二选择单元为选择开关，所述选择开关的一端与所述比较器连接，另一端在所述控制器的控制下与所选择的采样保持电路对应的数模转换电路连接。
5.如权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，所述第一选择单元为选择开关，所述选择开关的一端与所述比较器连接，另一端在所述控制器的控制下与一个采样保持电路连接；所述第二选择单元为选择开关，所述选择开关的一端与所述比较器连接，另一端在所述控制器的控制下与所选择的采样保持电路对应的数模转换电路连接。
6.如权利要求1所述的模数转换电路，其特征在于，所述选择器包括：与所述采样保持电路一一对应的第三选择单元，每个所述第三选择单元的输入端与一个采样保持电路的输出端和与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出端连接，所述第三选择单元在所述控制器的控制下，选择其中一个采样保持电路以及与所述采样保持电路对应的数模转换电路的输出输入至所述比较器。
7.如权利要求6所述的模数转换电路，其特征在于，所述第三选择单元包括：第一开关和第二开关，所述第一开关的一端与所述采样保持电路连接，另一端与所述比较器连接，所述第二开关的一端与所述采样保持电路所对应的数模转换电路连接，另一端与所述比较器连接，所述第一开关和第二开关在所述控制器的控制下闭合或断开。
8.如权利要求1所述的模数转换电路，其特征在于，所述比较器在所述控制器的控制下，将所述采样保持电路输出的已采样信号的电压值与所述数模转换电路的输出电压值进行比较。
9.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的模数转换电路。
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