CN104682960B - 转换电路及通信设备 - Google Patents

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Abstract

一种转换电路及通信设备。所述转换电路包括：供模拟信号输入的采样保持电路；数模转换电路；与所述采样保持电路的输出端和所述数模转换电路的输出端连接的比较器；以及与所述比较器的输出端连接的控制电路，当所述采样保持电路接收到模拟信号时，所述控制电路控制所述采样保持电路和所述比较器工作，根据所述比较器的输出控制所述数模转换电路的输出，并输出对应的数字信号；当所述控制电路监测到数字信号输入时，控制所述数模转换电路对所述数字信号进行数模转换，并由所述数模转换电路输出对应的模拟信号。应用所述转换电路，可以有效地减小芯片的面积，降低芯片的成本。

Description

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。对应地，在所述通信系统的上行链路中设置数模转换电路（Digital to Analog Converter，DAC），所述数模转换电路可以将数字信号转换成模拟信号。
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。SAR ADC中包括DAC以及控制电路，所述SAR ADC内置的DAC在控制电路的控制下，对所述SAR ADC的输出进行校正。因此，在应用SAR ADC时，所述通信系统的上行链路和下行链路就必须分别设置一个DAC，导致转换电路所在的芯片面积增大、成本增加。
发明内容
本发明实施例解决的问题是如何减小芯片面积，以降低所述芯片的成本。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种转换电路，所述转换电路包括：供模拟信号输入的采样保持电路；数模转换电路；与所述采样保持电路的输出端和所述数模转换电路的输出端连接的比较器；以及与所述比较器的输出端连接的控制电路，当所述采样保持电路接收到模拟信号时，所述控制电路控制所述采样保持电路和所述比较器工作，根据所述比较器的输出控制所述数模转换电路的输出，并输出对应的数字信号；当所述控制电路监测到数字信号输入时，控制所述数模转换电路对所述数字信号进行数模转换，并由所述数模转换电路输出对应的模拟信号。
可选地，所述控制电路包括：存储所述比较器的输出信号的第一寄存器；存储所述数字信号的第二寄存器；以及根据所述第一寄存器的值或所述第二寄存器的值控制所述数模转换电路动作的路径控制器。
可选地，所述路径控制器根据所述第一寄存器的值调整所述数模转换电路的输出电压值，使得所述模数转换电路的输出电压值逐次逼近所述采样保持电路的输出电压值。
可选地，所述路径控制器采用二分法调整所述数模转换电路的输出电压值。
可选地，所述第一寄存器与所述第二寄存器可存储的位数相同。
可选地，所述路径控制器根据所述第二寄存器的值控制所述数模转换电路对所述数字信号进行数模转换，并由所述数模转换电路将已转换的信号输出。
可选地，所述采样保持电路在所述控制电路的控制下，对输入的模拟信号进行采样并输出已采样的信号的电压值。
可选地，所述比较器在所述控制电路的控制下，将所述采样保持电路输出的已采样的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。
可选地，所述比较器在所述数模转换电路的输出电压值小于所述已采样的信号的电压值时，输出逻辑低电平，以及在所述数模转换电路的输出电压值大于所述已采样的信号的电压值时，输出逻辑高电平。
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转换电路，所述转换电路用于将接收到的数字信号转换成模拟信号以及将接收到的模拟信号转换成数字信号。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
通过采用控制电路对所述数模转换电路进行控制，可以使得所述数模转换电路在采样保持电路接收到模拟信号时，能够与所述采样保持电路以及比较器配合，将所述模拟信号转换成数字信号。并且在监测到数字信号输入时，可以控制所述数模转换电路将所述数字信号转换成模拟信号，并由所述数模转换电路将已转换的模拟信号输出。因此，所述转换电路既具有将模拟信号转换成数字信号的功能，又具有将数字信号转换成模拟信号的功能，并且没有增加控制电路所占用的芯片面积。应用所述转换电路时，无须再单独设置数模转换电路，从而可以减小芯片面积，降低芯片的成本。
附图说明
图1是现有的通信设备的结构示意图；
图2是实施例一中转换电路的结构示意图；
图3是实施例二中转换电路的结构示意图；
图4是本发明的实施例中通信设备的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，现有的通信设备100中，下行链路中通常设置模数转换电路ADC，所述模数转换电路ADC用于将接收到的模拟信号Rx_A转换成对应的数字信号Rx_D。例如，采用控制电路控制信号的转换。而在上行链路中，通常对应设置有数模转换电路DAC，所述数模转换电路用于将接收到的数字信号Tx_D转换成模拟信号Tx_A后输出。其中，所述模数转换电路ADC和数模转换电路DAC是两个独立的电路，导致芯片的面积增大，芯片的成本增加。
针对上述问题，本发明的实施例提供了一种转换电路，所述转换电路包括控制电路、数模转换电路、采样保持电路以及比较器，在所述控制电路的控制下，所述数模转换电路不仅可以配合所述采样保持电路以及所述比较器将接收到的模拟信号转换成数字信号，还可以将接收到的数字信号转换成模拟信号，使得所述转换电路既具有模数转换的功能，又具有数模转换的功能，并且不增加控制电路所占用的芯片面积，在具体应用时无须再单独设置数模转换电路，从而使得芯片的面积减小，芯片的成本降低。
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2，本实施例提供了一种转换电路10，所述转换电路10可以包括：供模拟信号Rx_A输入的采样保持电路102；数模转换电路104；与所述采样保持电路102的输出端和所述数模转换电路104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电路108。
当所述控制电路108监测到所述采样保持电路102接收到模拟信号Rx_A时，所述控制电路108向所述采样保持电路102以及比较器106发送对应的控制信号，控制所述保持电路102以及比较器106工作，同时向所述数模转换电路104发送相应的控制信号，以调整所述数模转换电路104的输出，最终获得对应的数字信号Rx_D。当所述控制电路108监测到数字信号Tx_D输入时，控制所述数模转换电路104对所述数字信号Tx_D转换成模拟信号Tx_A，由数模转换电路104将转换后的数字信号Tx_D输出。
以下通过一种具体实施方式说明上述转换电路10的工作原理：当所述采样保持电路102接收到的模拟信号Rx_A时，所述采样保持电路102在所述控制电路108的控制下对所述模拟信号Rx_A进行采样，获得离散的模拟信号Rx_A，并输出已采样的信号即所述离散的模拟信号的电压值Vin。所述数模转换电路104的初始电压值可以预先设定，将所述数模转换电路104的输出电压值VDAC和所述离散的模拟信号的电压值Vin输入至比较器106。所述比较器106在所述控制电路108的控制下，将VDAC与Vin进行比较。
在具体实施中，当VDAC<Vin时，所述比较器106可以输出逻辑低电平，当VDAC>Vin时，所述比较器106可以输出逻辑高电平。当VDAC<Vin时，所述比较器106也可以输出逻辑高电平，对应地，当VDAC>Vin时，所述比较器106可以输出逻辑低电平。所述比较器106的输出可以存储在控制电路108中。
当所述控制电路108监测到数字信号Tx_D输入时，此时，所述模拟信号Rx_A已经转换成数字信号Rx_D并发送至计算机内部处理。也就是说，在通信系统其它设备的控制下，所述控制电路108在同一时刻内，或者控制所述转换电路10将模拟信号Rx_A转换成数字信号Rx_D，或者控制所述数模转换电路104将数字信号Tx_D转换成模拟信号Tx_A。
其中，所述数字信号Tx_D可以输入至控制电路108，当所述控制电路108监测到数字信号Tx_D输入时，将所述数字信号Tx_D输出至数模转换电路104，并控制所述数模转换电路104将所述数字信号Tx_D转换成对应的模拟信号Tx_A。所述数字信号Tx_D也可以直接输入至数模转换电路104，当所述控制电路108监测到数字信号Tx_D输入时，所述控制电路108向所述数模转换电路104发送控制信号，控制所述数模转换电路104将所述数字信号Tx_D转换成对应的模拟信号Tx_A。
需要说明的是，所述控制电路108可以在所述转换电路10开始接收数字信号Tx_D时，即向所述数模转换电路104发出对应的控制信号，也可以在所述转换电路10已经完全接收到数字信号Tx_D以后，再向所述数模转换电路104发出对应的控制信号。
实施例二
参见图3，本实施例提供了一种转换电路10，所述转换电路10与实施例一的不同之处在于，所述控制电路108包括：存储所述比较器106的输出信号的第一寄存器1082；存储所述数字信号的第二寄存器1084；以及根据所述第一寄存器1082的值或所述第二寄存器1084的值控制所述数模转换电路104动作的路径控制器1086。
其中，当所述采样保持电路102接收到模拟信号Rx_A时，所述路径控制器1086可以判断所述转换电路10当前时刻用于将模拟信号转换成数字信号，基于此，向所述采样保持电路102、数模转换电路104以及比较器106发出对应的控制信号，控制所述采样保持电路102对接收到的模拟信号Rx_A进行采样，控制所述数模转换电路104的输出电压，以及控制所述比较器106将已采样的信号的电压值Vin与所述数模转换电路104的输出电压值VDAC进行比较，并将所述比较器106的输出存储在第一寄存器1082中。
所述比较器106在将已采样的信号的电压值Vin与所述数模转换电路104的输出电压值VDAC进行比较时，可以在所述数模转换电路104的输出电压值VDAC小于所述已采样的信号的电压值Vin时，输出逻辑低电平，比如输出0，以及在所述数模转换电路104的输出电压值VDAC大于所述已采样的信号的电压值Vin时，输出逻辑高电平，比如输出1。所述比较器106也可以在所述数模转换电路104的输出电压值VDAC小于所述已采样的信号的电压值Vin时，输出逻辑高电平，在所述数模转换电路104的输出电压值VDAC大于所述已采样的信号的电压值Vin时，输出逻辑低电平。
所述路径控制器1086根据所述第一寄存器1082的值调整所述数模转换电路104的输出电压值VDAC。比如，当所述第一寄存器的某一位的值为0时，即当前时刻的VDAC<Vin，则所述路径控制器1086可以将所述数模转换电路104的输出电压值VDAC调大，使得所述VDAC接近所述Vin。如果已调整的VDAC仍然小于所述Vin，则所述路径控制器1086仍然可以继续将所述数模转换电路104的输出电压值VDAC调大，直至所述VDAC等于所述Vin。
在具体实施中，所述路径控制器1086可以采用二分法调整所述数模转换电路104的输出电压值VDAC，即预先设定一基准电压Vref，使得所述数模转换电路104的输出电压的初始值为Vref/2,当VDAC<Vin，所述路径控制器1086调整所述VDAC，使得所述VDAC=（Vref+Vref/2）/2，若（Vref+Vref/2）/2仍然小于Vin，所述路径控制器1086继续调整所述VDAC，使得所述VDAC=（Vref+（Vref+Vref/2）/2）/2，以此类推，直至所述VDAC的值等于所述Vin。
需要说明的是，所述路径控制器1086还可以采用其他方法调整所述数模转换电路104的输出电压值VDAC，此处不作限定。
在具体实施中，所述第二寄存器1084用于存储所述数字信号Tx_D。也就是说，所述第二寄存器1084在接收到所述数字信号Tx_D后，将所述数字信号Tx_D存储在第二寄存器1084内。当所述路径控制器1086监测到第二寄存器1084内存储有待转换的数字信号Tx_D时，所述路径控制器1086根据所述第二寄存器1084内所存储的数字信号Tx_D的值，将所述数字信号Tx_D输出值数模转换电路104，并控制所述数模转换电路104对所述数字信号Tx_D进行数模转换，获得与所述数字信号Tx_D对应的模拟信号Tx_A，由所述数模转换电路104将所述模拟信号Tx_A输出，即将接收到的数字信号Tx_D转换为可传输的模拟信号Tx_A并发送。
实施例三
参见图4，本实施例提供了一种通信设备200，所述通信设备200中包括上述实施例中的转换电路210。
在通信设备中应用上述实施例中的转换电路210时，接收到模拟信号Rx_A后，所述转换电路210将所述模拟信号Rx_A转换成对应的数字信号Rx_D。接收到数字信号Tx_D后，所述转换电路210将所述数字信号Tx_D转换成对应的模拟信号Tx_A并输出。也就是说，所述转换电路210不仅可以将接收到的数字信号转换成模拟信号，还可以将接收到的模拟信号转换成数字信号，从而可以有效地节约所述通信设备200的成本。
由上述分析可知，通过采用上述实施例中的转换电路210，无须在所述通信系统的上行链路中再单独设置数模转换电路，只需设置所述转换电路210即可，所述转换电路210既具有模数转换的功能，又具有数模转换的功能，从而可以有效地减少所述转换电路所在的芯片的面积。
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 (8)

1.一种转换电路，其特征在于，包括：供模拟信号输入的采样保持电路；数模转换电路；与所述采样保持电路的输出端和所述数模转换电路的输出端连接的比较器；以及与所述比较器的输出端连接的控制电路，当所述采样保持电路接收到模拟信号时，所述控制电路控制所述采样保持电路和所述比较器工作，根据所述比较器的输出控制所述数模转换电路的输出，并输出对应的数字信号；当所述控制电路监测到数字信号输入时，控制所述数模转换电路对所述数字信号进行数模转换，并由所述数模转换电路输出对应的模拟信号；
所述控制电路包括：存储所述比较器的输出信号的第一寄存器；存储所述数字信号的第二寄存器；以及根据所述第一寄存器的值或所述第二寄存器的值控制所述数模转换电路动作的路径控制器；
所述路径控制器根据所述第一寄存器的值调整所述数模转换电路的输出电压值，使得所述数模转换电路的输出电压值逐次逼近所述采样保持电路的输出电压值。
2.如权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述路径控制器采用二分法调整所述数模转换电路的输出电压值。
3.如权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述第一寄存器与所述第二寄存器可存储的位数相同。
4.如权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述路径控制器根据所述第二寄存器的值控制所述数模转换电路对所述数字信号进行数模转换，并由所述数模转换电路将已转换的信号输出。
5.如权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述采样保持电路在所述控制电路的控制下，对输入的模拟信号进行采样并输出已采样的信号的电压值。
6.如权利要求5所述的转换电路，其特征在于，所述比较器在所述控制电路的控制下，将所述采样保持电路输出的已采样的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。
7.如权利要求6所述的转换电路，其特征在于，所述比较器在所述数模转换电路的输出电压值小于所述已采样的信号的电压值时，输出逻辑低电平，以及在所述数模转换电路的输出电压值大于所述已采样的信号的电压值时，输出逻辑高电平。
8.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的转换电路，所述转换电路用于将接收到的数字信号转换成模拟信号以及将接收到的模拟信号转换成数字信号。
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