CN110120817B - 一种自动输出功率可调型rf数模转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动输出功率可调型RF数模转换器，包括输入信号Din、数字信号处理模块、采样与驱动模块、采样时钟信号、开关阵列模块Cascode Switch、Cascode电流源、模数转换模块ADC、变压器T、输出信号Vout、功率探测器Power Detector，其中，所述输入信号Din与所述数字信号处理模块相连接。本发明的有益效果：实现了不占headroom的输出网络，可以在低功耗应用下获得较大的输出信号功率；可变电容可以灵活的改变输出网络的中心频率；自动输出功率调谐电路可以灵活的根据需求控制输出功率。
Description
技术领域
本发明涉及高速高精度数模转换器设计领域，具体来说，涉及一种自动输出功率可调型RF数模转换器。
背景技术
自然界中存在的绝大多数信号都是连续的模拟信号，而非离散的数字信号。因此，需要一种媒介在模拟与数字之间搭建起一座信号传递的桥梁，而数模转换器(DAC)正是将数字信号转换成模拟信号的一种必不可少的接口电路。数字信号处理(DSP)电路的高速发展同样也对转换器电路的性能提出了更高的要求。在许多典型应用下，例如有线或者无线通讯、视频信号处理、直接数字信号合成等，高速高精度转换器的性能很大程度上决定了整个系统的性能，尤其在高速通讯领域，转换器的性能甚至可能成为系统整体性能的瓶颈。因此，无论在学术界还是工业界，对转换器性能的研究一直以来都是热点。
在众多类型的DAC中，电流舵DAC的结构决定了其与生俱来的高速高精度特性。它通常由一组电流源和相应的电流开关组成，差分的电流开关就像舵机一样根据输入的信号将电流导向正相或者反相输出端。由于电流舵DAC输出的是电流信号，因此可以直接驱动负载而不需要额外增加电压缓冲器，同时也可以由片内负载转换成电压输出。此外，电流舵结构DAC可以采用标准CMOS工艺生产，容易和数字电路集成，从而降低系统的成本。
现有技术中存在：由于电阻上的压降，导致要输出大功率信号需要大的电流(因为大的电阻会使得电路的headroom受限)。电流可调需要手动通过寄存器设置，不灵活，不能根据实际输出功率自动调整。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种自动输出功率可调型RF数模转换器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种自动输出功率可调型RF数模转换器，包括输入信号Din、数字信号处理模块、采样与驱动模块、采样时钟信号、开关阵列模块Cascode Switch、Cascode电流源、模数转换模块ADC、变压器T、输出信号Vout、功率探测器Power Detector，其中，所述输入信号Din与所述数字信号处理模块相连接，所述数字信号处理模块与所述采样与驱动模块相连接，所述采样与驱动模块与所述开关阵列模块Cascode Switch相连接，所述采样时钟信号与所述采样与驱动模块相连接，所述开关阵列模块Cascode Switch分别与所述Cascode电流源和所述变压器T的主线圈相连接，所述Cascode电流源与所述模数转换模块ADC相连接，所述模数转换模块ADC与所述功率探测器Power Detector相连接，所述功率探测器PowerDetector与所述变压器T的主线圈相连接，所述变压器T的次线圈与所述输出信号相连接。
进一步的，所述变压器T的主线圈处设有并联的可变电容。
进一步的，所述功率探测器Power Detector内部设有自动输出功率调谐电路。
本发明的有益效果：所述数字信号Din，经过所述数字信号处理模块之后由所述采样时钟采样，经过驱动电路输出给所述开关阵列模块Cascode Switch，所述开关阵列模块Cascode Switch根据数字信号的值驱动电流输出，完成电流舵dac的数模转换，输出模拟电流经过片上所述变压器T的主线圈转变成电压，由此线圈感应此电压输出到片外。其中，所述功率探测器Power Detector检测变压器主线圈两端电压，将探测到的功率转换成直流电压，经过一个模数转换模块转换成数字信号，经过驱动来控制可调所述cascode电流源的电流，从而控制DAC的输出功率。从而实现了不占headroom的输出网络，可以在低功耗应用下获得较大的输出信号功率；可变电容可以灵活的改变输出网络的中心频率；自动输出功率调谐电路可以灵活的根据需求控制输出功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种自动输出功率可调型RF数模转换器的原理图；
图2是现有技术中数模转换器的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种自动输出功率可调型RF数模转换器。
如图1-2所示，根据本发明实施例的新型的自动输出功率可调型RF数模转换器包括输入信号Din、数字信号处理模块、采样与驱动模块、采样时钟信号、开关阵列模块Cascode Switch、Cascode电流源、模数转换模块ADC、变压器T、输出信号Vout、功率探测器Power Detector，其中，所述输入信号Din与所述数字信号处理模块相连接，所述数字信号处理模块与所述采样与驱动模块相连接，所述采样与驱动模块与所述开关阵列模块Cascode Switch相连接，所述采样时钟信号与所述采样与驱动模块相连接，所述开关阵列模块Cascode Switch分别与所述Cascode电流源和所述变压器T的输入端相连接，所述Cascode电流源与所述模数转换模块ADC相连接，所述模数转换模块ADC与所述功率探测器Power Detector相连接，所述功率探测器Power Detector与所述变压器T的主线圈相连接，所述变压器T的次线圈与所述输出信号相连接。
在一个实施例中，所述变压器T的主线圈处设有并联的可变电容。
在一个实施例中，所述功率探测器Power Detector内部设有自动输出功率调谐电路。
在一个实施例中，如图1：所述数字信号Din，经过所述数字信号处理模块之后由所述采样时钟采样，驱动电路输出给所述开关阵列模块Cascode Switch，所述开关阵列模块Cascode Switch根据数字信号的值驱动电流输出，完成电流舵dac的数模转换，输出模拟电流经过片上所述变压器T的主线圈转变成电压，由此线圈感应此电压输出到片外。其中，所述功率探测器Power Detector检测变压器主线圈两端电压，将探测到的功率转换成直流电压，经过一个模数转换模块转换成数字信号，经过驱动来控制可调所述cascode电流源的电流，从而控制DAC的输出功率。另外，ADC的精度由所需要控制电流的精度决定，自动功率输出调节电路在DAC正常工作时可关断。
另外，在一个实施例中，如图2：Din为数字信号，经过数字信号处理之后由采样时钟采样，驱动电路输出给开关阵列(cascode switch)，开关阵列根据数字信号的值驱动电流输出，完成电流舵dac的数模转换。电阻实现电流到电压的转换，电容隔直流，输出交流信号。存在，由于电阻上的压降，导致要输出大功率信号需要大的电流(因为大的电阻会使得电路的headroom受限)以及电流可调需要手动通过寄存器设置，不灵活，不能根据实际输出功率自动调整等技术不足。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过输入信号Din、数字信号处理模块、采样与驱动模块、采样时钟信号、开关阵列模块Cascode Switch、Cascode电流源、模数转换模块ADC、变压器T、输出信号Vout、功率探测器Power Detector，其中，所述输入信号Din与所述数字信号处理模块相连接，所述数字信号处理模块与所述采样与驱动模块相连接，所述采样与驱动模块与所述开关阵列模块Cascode Switch相连接，所述采样时钟信号与所述采样与驱动模块相连接，所述开关阵列模块Cascode Switch分别与所述Cascode电流源和所述变压器T的主线圈相连接，所述Cascode电流源与所述模数转换模块ADC相连接，所述模数转换模块ADC与所述功率探测器Power Detector相连接，所述功率探测器PowerDetector与所述变压器T的输入端相连接，所述变压器T的输出端与所述输出信号相连接。
本发明的有益效果：所述数字信号Din，经过所述数字信号处理模块之后由所述采样时钟采样，经过驱动电路输出给所述开关阵列模块Cascode Switch，所述开关阵列模块Cascode Switch根据数字信号的值驱动电流输出，完成电流舵dac的数模转换，输出模拟电流经过片上所述变压器T的主线圈转变成电压，由此线圈感应此电压输出到片外。其中，所述功率探测器Power Detector检测变压器主线圈两端电压，将探测到的功率转换成直流电压，经过一个模数转换模块转换成数字信号，经过驱动来控制可调所述cascode电流源的电流，从而控制DAC的输出功率。从而实现了不占headroom的输出网络，可以在低功耗应用下获得较大的功率；可变电容可以灵活的改变输出网络的中心频率；自动输出功率调谐电路可以灵活的根据需求控制输出功率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种自动输出功率可调型RF数模转换器，其特征在于，包括输入信号Din、数字信号处理模块、采样与驱动模块、采样时钟信号、开关阵列模块Cascode Switch、Cascode电流源、模数转换模块ADC、变压器T、输出信号Vout、功率探测器Power Detector，其中，所述输入信号Din与所述数字信号处理模块相连接，所述数字信号处理模块与所述采样与驱动模块相连接，所述采样与驱动模块与所述开关阵列模块Cascode Switch相连接，所述采样时钟信号与所述采样与驱动模块相连接，所述开关阵列模块Cascode Switch分别与所述Cascode电流源和所述变压器T的主线圈相连接，所述Cascode电流源与所述模数转换模块ADC相连接，所述模数转换模块ADC与所述功率探测器Power Detector相连接，所述功率探测器Power Detector与所述变压器T的主线圈相连接，所述变压器T的次线圈与所述输出信号相连接，所述功率探测器Power Detector检测变压器主线圈两端电压，将探测到的功率转换成直流电压，经过一个模数转换模块转换成数字信号，经过驱动来控制可调所述cascode电流源的电流，从而控制DAC的输出功率。
2.根据权利要求1所述的一种自动输出功率可调型RF数模转换器，其特征在于，所述变压器T的主线圈处设有并联的可变电容。
3.根据权利要求1所述的一种自动输出功率可调型RF数模转换器，其特征在于，所述功率探测器Power Detector内部设有自动输出功率调谐电路。
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