DE102014119480A1

DE102014119480A1 - Rauschformungsschaltung, Digital-Zeit-Wandler, Analog-Digital-Wandler, Digital-Analog-Wandler, Frequenzsynthesizer, Sender, Empfänger, Sendeempfänger, Verfahren zum Formen von Rauschen in einem Eingangssignal

Info

Publication number: DE102014119480A1
Application number: DE102014119480.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Preyler; Stefan Tertinek; Thomas Mayer
Original assignee: Intel IP Corp
Current assignee: Intel IP Corp
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: TWI587636B; CN105721365B; CN105721365A; DE102014119480B4; US9590647B2; TW201637368A; US20160182072A1

Abstract

Eine Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem Beispiel umfasst einen Vorwärtssignalweg (130), der ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal (OS) basierend auf einem Eingangssignal (IS) zu erzeugen, einen Rückkopplungssignalweg (140), der ausgebildet ist, um ein Rückkopplungssignal (FS) basierend auf dem Ausgangssignal (OS) an den Vorwärtssignalweg (130) zurückzukoppeln, und einen Dither-Generator (160), der ausgebildet ist, um ein Dither-Signal (DS) zu erzeugen und das Dither-Signal (DS) in den Vorwärtssignalweg (130) zu koppeln, um das Eingangssignal (IS) zu modifizieren, und in den Rückkopplungssignalweg (140). Das Einsetzen einer Ausformungsschaltung (120) gemäß einem Beispiel kann ein Gesamtrauschverhalten verbessern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Rauschformungsschaltung, einen Digital-Zeit-Wandler, einen Analog-Digital-Wandler, einen Digital-Analog-Wandler, einen Frequenzsynthesizer, einen Sender, einen Empfänger, einen Sendeempfänger, ein Verfahren zum Formen von Rauschen in einem Eingangssignal und entsprechende, Computer-bezogene Implementierungen.
Hintergrund
Bei vielen Anwendungen werden Rauschformungstechniken eingesetzt, um ein vorhandenes Signal-Rausch-Verhältnis in einem Frequenzbereich zu erhöhen. Beispiele stammen aus vielen Gebieten der Technik, zum Beispiel Gebieten, die eine digitale oder andere quantisierte Signalverarbeitung betreffen.
Zum Beispiel werden bei vielen Sender-, Empfänger- oder Sendeempfänger-Anwendungen ein oder mehrere Lokaloszillator-Signale (LO-Signale) zum Aufwärtsmischen oder Abwärtsmischen eines Signals verwendet, das gesendet bzw. empfangen werden soll. Um Verzerrungen zu vermeiden sind Frequenzsynthesizer, die auf digitalen Phasenregelschleifen (digital phase-locked loops; DPLLs) basieren, mehr und mehr zu einem wichtigen Ansatz geworden, da sie möglicherweise eine größere Flexibilität und eine einfachere Konfigurierbarkeit zum Erzeugen mehrerer Lokaloszillatorsignale für mehrere Bänder erlauben können.
Auf diesem Gebiet werden Digital-Zeit-Wandler (digital-to-time converters; DTCs) zu einem immer attraktiveren Ansatz zur Erzeugung von Lokaloszillatorsignalen in Radiofrequenz-Sendern (RF = Radiofrequenz), -Empfängern oder -Sendeempfängern, die für mehrere Standards ausgelegt sind, da sie von dem digitalen Entwurfsfluss profitieren können, einschließlich der Möglichkeit einer RF-Synthese. Um nur ein Beispiel zu nennen, können DTC-basierte Sendeempfängerarchitekturen bei Protokollen verwendet werden, wo eine Trägeraggregation (carrier aggregation; CA) verwendet wird und wo möglicherweise mehrere Lokaloszillatorsignale durch eine einzelne Radiofrequenz-DPLL erzeugt werden müssen, die mehrere DTCs treibt. Ein solcher DPLL- und/oder DTC-basierter Frequenzsynthesizer kann eine robustere Operation im Hinblick auf Verzerrungen und eine höhere Integration erlauben.
Ein DTC jedoch quantisiert häufig mit einer finiten Anzahl von Pegeln, was zu sichtbaren Spitzen (Spurs) in dem Spektrum führen kann. Ferner kann bei einem digitalen DTC auch die Anzahl von verfügbaren Bits das spektrale Verhalten einschränken. Um gewisse, zum Beispiel durch die Anwendung, das zu verwendende Protokoll oder andere Implementierungsdetails auferlegte, spektrale Anforderungen zu erfüllen, können Rauschformungstechniken verwendet werden. Herkömmliche Rauschformungstechniken können jedoch die Spektralantwort eines solchen Systems negativ beeinflussen, zum Beispiel bei spezifischen empfindlichen Frequenzen oder Frequenzbändern.
Daher besteht eine Herausforderung, ein Gesamtrauschverhalten eines solchen Systems zu verbessern.
Es bestehen jedoch nicht nur auf dem Gebiet von Sendern, Empfängern oder Sendeempfängern ähnliche Herausforderungen. Sie existieren auf vielen Gebieten der Signalverarbeitung, die z. B. digitale Audioverarbeitung, digitale Bildverarbeitung, digitale Videoverarbeitung, Analog-Digital-Umwandlung und ähnliche technische Anwendungen und Gebiete umfassen.
Zusammenfassung
Es besteht daher ein Bedarf zum Verbessern eines Gesamtrauschverhaltens eines Systems, das Rauschformungstechniken verwendet, die verbreitet auf vielen Gebieten der Technik angetroffen werden.
Dieser Bedarf kann durch eine Rauschformungsschaltung, einen Digital-Zeit-Wandler, einen Frequenzsynthesizer, einen Sender, einen Empfänger, einen Sendeempfänger, ein Verfahren zum Formen von Rauschen in einem Eingangssignal oder entsprechende Software-bezogene Implementierungen gemäß einem der unabhängigen Ansprüche erfüllt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden einige Beispiele von Schaltungen, Vorrichtungen und/oder Verfahren ausschließlich beispielhaft beschrieben. In diesem Kontext wird Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Digital-Zeit-Wandlers gemäß einem Beispiel, der eine Rauschformungsschaltung gemäß einem Beispiel umfasst;
2 zeigt einen Vergleich von Rauschspektren unter Verwendung einer Rauschformungsschaltung gemäß einem Beispiel;
3 zeigt ein Blockdiagramm einer möglichen Implementierung eines Dither-Generators, der bei einer Rauschformungsschaltung gemäß einem Beispiel verwendet wird;
4 zeigt ein Blockdiagramm eines Frequenzsynthesizers gemäß einem Beispiel;
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Sender, eines Empfängers oder eines Sendeempfängers gemäß einem Beispiel;
6 zeigt ein Blockdiagramm eines Analog-Digital-Wandlers gemäß einem Beispiel;
7 zeigt ein Blockdiagramm eines Digital-Analog-Wandlers gemäß einem Beispiel;
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Formen von Rauschen in einem Eingangssignal gemäß einem Beispiel.
Detaillierte Beschreibung
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren kann die Dicke der Linien, Schichten und/oder Regionen der Klarheit halber übertrieben sein.
Während dementsprechend verschiedene Abänderungen und alternative Formen von weiteren Ausführungsbeispielen möglich sind, werden Ausführungsbeispiele davon in den Zeichnungen beispielhaft gezeigt und hier ausführlich beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die offenbarten bestimmten Formen zu begrenzen, sondern im Gegensatz die Ausführungsbeispiele alle in den Schutzbereich der Offenbarung fallenden Abänderungen, Entsprechungen und Alternativen abdecken sollen. In der gesamten Beschreibung der Figuren beziehen sich gleiche Ziffern auf gleiche oder ähnliche Elemente. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen verwendet, um auf mehr als eine Struktur, ein Element oder Objekt Bezug zu nehmen oder um mehr als eine Struktur, ein Element oder Objekt gleichzeitig zu beschreiben. Objekte, Strukturen und Elemente, auf die durch dasselbe, ein ähnliches oder ein zusammenfassendes Bezugszeichen Bezug genommen wird, können identisch implementiert sein. Jedoch können auch eine, einige oder alle Eigenschaften, Merkmale und Abmessungen von Element zu Element variieren.
Es versteht sich, dass wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden” oder „gekoppelt” bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder Zwischenelemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz ein Element als „direkt” mit einem anderen Element „verbunden” oder „gekoppelt” bezeichnet wird, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Sonstige zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen benutzte Worte sollten auf gleichartige Weise ausgelegt werden (z. B. „zwischen” gegenüber „direkt zwischen”, „benachbart” gegenüber „direkt benachbart” usw.).
Die hier angewandte Terminologie bezweckt nur das Beschreiben bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht einschränkend für weitere Ausführungsbeispiele sein. Nach hiesigem Gebrauch sollen die Singularformen „ein, eine” und „das, der, die” auch die Pluralformen umfassen, wenn der Zusammenhang nicht deutlich sonstiges anzeigt. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst”, „umfassend”, „aufweisen” und/oder „aufweisend” bei hiesigem Gebrauch das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bestandteile angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Zufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen.
Sofern nicht anderweitig definiert besitzen alle hier benutzten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) die gleiche Bedeutung wie sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verstanden wird, zu dem Ausführungsbeispiele gehören. Weiterhin versteht es sich, dass Begriffe, z. B. die in gewöhnlich benutzten Wörterbüchern definierten, als eine Bedeutung besitzend ausgelegt werden sollten, die ihrer Bedeutung im Zusammenhang der entsprechenden Technik entspricht, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn ausgelegt werden, sofern sie nicht ausdrücklich so definiert sind.
Wie vorangehend kurz ausgeführt wurde können auf vielen Anwendungsgebieten Rauschformungstechniken verwendet werden, um ein scheinbares Signal-Rausch-Verhältnis in einigen Frequenzbändern zu verbessern. Beispiele stammen aus vielen Gebieten der Technik, in denen Signale verarbeitet werden sollen. Zum Beispiel kann es durch Verwenden von Rauschformungstechniken möglich sein, das Rauschspektrum auf solche Weise zu beeinflussen, dass ein Rauschpegel in einem relevanteren Frequenzbereich reduziert werden kann, während ein Rauschpegel in einem weniger wichtigen Frequenzbereich erhöht wird. Bei einigen Anwendungen kann es möglich sein, Filtertechniken zu verwenden, um das Rauschen zu reduzieren, das in den weniger wichtigen Frequenzbändern erzeugt wird, wenn das entsprechende Frequenzband zum Beispiel ausreichend weit von dem relevanteren Frequenzband entfernt ist und nicht anwendungsbezogen verwendet wird, zum Beispiel um Signale zu senden, Signale zu empfangen, um nur einige Beispiele zu nennen.
Auf vielen Gebieten der Technik jedoch kann das einfache Verwenden von herkömmlichen Rauschformungstechniken nicht ohne Weiteres implementiert werden, da diese Rauschformungstechniken auf Dither-Techniken (engl. to dither = zappeln, verwischen) basieren, die zusätzliches Rauschen in das Signal einbringen können, das verarbeitet werden soll. Als Folge kann das zusätzliche Rauschen, das durch das Dithering (Verwischen) verursacht wird, spektrale Anforderungen verletzen, die durch die Anwendung, ein Protokoll oder andere Implementierungsdetails auferlegt werden.
Beispiele kommen im Wesentlichen aus allen Gebieten der Technik, in denen Signale verarbeitet und/oder quantisiert werden sollen. Zum Beispiel sind die digitale Audioverarbeitung, digitale Bildverarbeitung und digitale Videoverarbeitung nur einige Gebieten, in denen Rauschformungstechniken eingesetzt werden. Wie nachfolgend detaillierter ausgeführt wird, können auch auf anderen Gebieten der Technik Rauschformungstechniken eingesetzt werden.
Nachfolgend werden zwei Beispiele detaillierter gezeigt, in denen eine Rauschformungsschaltung oder entsprechende Rauschformungstechniken verwendet werden können. Ein Beispiel stammt aus dem Gebiet der Sender, Empfänger oder Sendeempfänger, die einen Frequenzsynthesizer aufweisen, der einen oder mehrere Digital-Zeit-Wandler (digital-to-time converters; DTCs) einsetzt. Ein anderes Beispiel kommt aus dem Gebiet der Analog-Digital-Wandler. Gleichermaßen können jedoch eine Rauschformungsschaltung gemäß einem Beispiel sowie andere Beispiele, die zum Beispiel ein Verfahren zum Formen von Rauschen in einem Eingangssignal und entsprechende Software-bezogene Implementierungen umfassen, die nachfolgend beschrieben werden, auf anderen Gebieten der Technik eingesetzt werden. Somit stellen die nachfolgend ausgeführten Beispiele nur einige Beispiele dar, bei denen die nachfolgend beschriebene Rauschformungstechnik eingesetzt werden kann.
Das erste Beispiel kommt aus dem Gebiet der Sender, Empfänger und Sendeempfänger, um Signale zu senden und/oder zu empfangen, die zum Beispiel Daten umfassen können. Während ein Sender entworfen ist, um ein Signal zu erzeugen und optional das Signal zu übertragen, ist ein Empfänger entworfen, um entsprechende Signale zu empfangen. Ein Sendeempfänger ist eine Schaltung oder ein Bauelement, das in der Lage ist, Signale sowohl zu senden als auch zu empfangen. Ein Sendeempfänger kann zum Beispiel dedizierte Sender- und Empfänger-Schaltungen umfassen, kann aber auch Komponenten oder Schaltungen aufweisen, die für beides verwendet werden können, zum Senden und Empfangen entsprechender Signale.
Obwohl bei der nachfolgenden Beschreibung die Signale hauptsächlich Radiofrequenzsignale sind, die zum Beispiel über Funk übertragen werden, sind die Sender, die Empfänger und Sendeempfänger keineswegs darauf beschränkt, dass sie eine Funk-basierte Übertragungstechnik verwenden. Zum Beispiel können auch kabelgebundene Übertragungen sowie unterschiedliche Frequenzen über oder unter diesen Frequenzen verwendet werden, um Daten zu senden und/oder zu empfangen. Ferner können anstelle von auf Elektrik basierenden Übertragungsschemata, die auch funkbasierte Übertragungsschemata umfassen, auch andere Übertragungsschemata verwendet werden, die z. B. optische Übertragungsschemata und magnetische Übertragungsschemata umfassen, um nur einige Beispiele zu nennen.
Ferner werden nachfolgend hauptsächlich digitale Verarbeitungsschaltungen beschrieben, bei denen ein Signal abgetastet und quantisiert wird. Anders ausgedrückt werden bei den nachfolgenden Beispielen hauptsächlich digitale Signale beschrieben. Es ist jedoch keineswegs erforderlich, dass nur digitale Signale verwendet werden, die im Hinblick auf die Zeit (Abtasten) und im Hinblick auf den Wert, den sie erreichen können (Quantisierung), quantisiert sind. Bei anderen Beispielen können nicht-digitale Signale verwendet werden, bei denen zumindest eines von Zeit, den Werten oder beides keineswegs diskret sein müssen. Im Fall eines Signals, das einen kontinuierlichen Bereich oder ein Spektrum aus Werten aufweist und im Hinblick auf die Zeit kontinuierlich ist, wird ein solches Signal häufig als ein analoges Signal bezeichnet. Im Allgemeinen können Beispiele auch entsprechende analoge oder andere nicht-digitale Implementierungen aufweisen.
Wie vorangehend kurz erwähnt wurde können für Sender, Empfänger und Sendeempfänger Digital-Zeit-Wandler (digital-to-time converters; DTCs) eine attraktive Lösung für die Erzeugung von einem oder mehreren Lokaloszillatorsignalen (LO-Signalen) in der Multistandard-Radiofrequenz-Sendeempfängerumgebung (RF = Radiofrequenz) darstellen. Diese Systeme können von dem digitalen Entwurfsfluss profitieren, was die Möglichkeit einer Radiofrequenzsynthese umfasst. DTCs können besonders in Sendern, Empfängern und Sendeempfängern interessant sein, die zum Beispiel eine Downlink-Trägeraggregation (CA = carrier aggregation; downlink = Abwärtsverknüfpung) unterstützen, bei der mehrere Lokaloszillatorsignale verwendet werden, um eine Gesamtübertragungsbandbreite zu erhöhen. Zum Bespiel können die mehreren Lokaloszillatorsignale durch eine einzelne Referenzoszillatorschaltung erzeugt werden, die zum Beispiel eine digitale Radiofrequenz-Phasenregelschleife (radio frequency digital phase-locked loop; RF DPLL) umfasst, die mehrere Digital-Zeit-Wandler treibt. Eine solche Lösung kann nicht nur Chipfläche einsparen sondern auch Probleme der magnetischen Kopplung vermeiden, die in Form von Multi-DPLL-lösungen auftreten können.
Allgemein gesagt verzögert ein DTC eine Flanke eines Oszillationssignals, das an einen Eingang des DTC bereitgestellt wird, gemäß einem Steuerungssignal, das ein Codewort aufweist, das an einen Steuerungseingang des DTC bereitgestellt wird. Die gewünschte Lokaloszillatorfrequenz kann daher zum Beispiel durch Anwenden einer Coderampe erhalten werden.
Ein DTC jedoch quantisiert üblicherweise die Verzögerung des Oszillationssignals, das an dem Eingang des DTC bereitgestellt wird, gemäß einer finiten Anzahl von Pegeln. Diese Quantisierung kann sichtbare Spurs (Spitzen) in dem Spektrum des DTC erzeugen. Ferner kann die Anzahl der Bits eines digitalen DTC auch das spektrale Verhalten einschränken. Eine Rauschformung kann verwendet werden, um ein Quantisierungsrauschen bei spezifischen Frequenzen zu senken, um spektrale Anforderungen zu erfüllen, zum Beispiel an der sogenannten Duplex-Distanz. Die Duplex-Distanz bezieht sich häufig auf eine Frequenzdistanz zwischen Frequenzen, die zum Hochladen oder Herunterladen von Daten verwendet werden. Anders ausgedrückt kann sich die Duplexdistanz auf eine Frequenzdistanz zwischen dem Empfangen und dem Senden von Signalen beziehen. Abhängig von dem Standard und der beteiligten Technik kann die Duplex-Distanz zum Beispiel im dem Bereich zwischen 1 MHz und mehreren 100 MHz sein.
Wie nachfolgend detaillierter ausgeführt wird, verwenden Beispiele ein additives Dithering, um zum Beispiel Quantisierungs-Spurs zu entfernen, die durch den DTC verursacht werden. Ein Beispiel, das in 2 gezeigt ist und nachfolgend detaillierter beschrieben wird zeigt, dass es möglich sein kann, eine Rauschformungstechnik zu verwenden, die Dithering umfasst, und trotzdem die Spektralantwort beizubehalten, die durch den Rauschformer eingebracht wird, und trotzdem die Quantisierungs-Spurs zu beseitigen oder zumindest zu dämpfen. Folglich kann es möglich sein, ein Gesamtrauschverhalten eines solchen Systems zu verbessern.
Im Vergleich zu einem herkömmlichen Ansatz wird bei einem Beispiel einer Rauschformungsschaltung ein Dither-Signal sowohl an einen Vorwärts-Signalweg als auch einen Rückkopplungs-Signalweg angelegt. Ein solches Dither-Signal (Verwischsignal) oder eine Dither-Sequenz (Verwischsequenz) kann daher zum Verwischen von Quantisierungs-Spurs verwendet werden. Eine einfache Addition erhöht die Leistung über alle Frequenzen, die z. B. das frequenzabhängige Verhalten des Rauschformers abdecken. Um jedoch das frequenzabhängige Verhalten zu behalten wird das Dithering-Signal nicht nur zu dem Vorwärtssignalweg addiert sondern auch zu der Rückkopplungsschleife oder dem Rückkopplungssignalweg des Rauschformers.
Dithering, ohne auch das Dither-Signal zu dem Rückkopplungssignalweg zu addieren, erhöht wahrscheinlich die Spektralleistung unabhängig von der Frequenz und könnte dadurch zu einer Verletzung der Spektralanforderungen oder von Zielen betreffend Fehlervektorgröße (error vector magnitude; EVM) führen, die zum Beispiel durch Standards, Anwendungsanforderungen oder Implementierungsdetails aufgestellt werden.
Eine Rauschformungsschaltung sowie ein Verfahren zur Rauschformung bei einem Eingangssignal gemäß einem Beispiel können an viele Arten eines Rauschformers für ein System verwendet werden, das auf Quantisierung basiert, und können auch in Kombination mit einer Nichtlinearitätskorrektur verwendet werden, um nur einige Beispiele zu nennen.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Digital-Zeit-Wandlers 100 (DTC; digital-to-time converter), der eine Digital-Zeit-Wandler-Schaltung 110 (DTC-Schaltung) sowie eine Rauschformungsschaltung 120 umfasst, die auch als ein Rauschformer bezeichnet wird. Die DTC-Schaltung 110 ist entworfen, um ein verarbeitetes Oszillationssignal POS (processed oscillating signal) zu erzeugen durch Verzögern eines Oszillationssignals OCS ansprechend auf ein modifiziertes Steuerungssignal MCS (modified control signal). Das modifizierte Steuerungssignal zeigt den Betrag der Verzögerung an, die durch die DTC-Schaltung 110 angewendet wird.
Das modifizierte Steuerungssignal MCS hier ist ein Ausgangssignal OS (output signal) der Rauschformungsschaltung 120, das die Rauschformungsschaltung 120 basierend auf einem Steuerungssignal CS (control signal) erzeugt, das als Eingangssignal IS (input signal) empfangen wird. Die Rauschformungsschaltung 120 umfasst einen Vorwärtssignalweg 130 und einen Rückkopplungssignalweg 140. Der Vorwärtssignalweg 130 ist ausgebildet, um das Ausgangssignal OS, das bei dem in 1 gezeigten Beispiel dem modifizierten Steuerungssignal MCS für die DTC-Schaltung entspricht, basierend auf dem Eingangssignal IS zu erzeugen, das dem Steuerungssignal CS entspricht. Der Rückkopplungssignalweg 140 ist ausgebildet, um ein Rückkopplungssignal FS (feedback signal) basierend auf dem Ausgangssignal OS zurück zu dem Vorwärtssignalweg 130 zu führen. Um dem Rückkopplungssignalweg 140 dies zu erlauben, umfasst der Rückkopplungssignalweg 140 ein Rauschformungsfilter 150, das in 1 auch durch dessen Filterfunktion bezeichnet wird. Das Rauschformungsfilter 150 erzeugt während der Operation das Rückkopplungssignal FS basierend auf einem Fehlersignal ES (error signal) und stellt dasselbe an den Vorwärtssignalweg 130 bereit. Das Fehlersignal ES zeigt eine Differenz des Ausgangssignals OS in Bezug auf einen gewünschten Wert desselben an. Der gewünschte Wert kann auf einem Wert basieren, der in dem Eingangssignal IS umfasst ist. Der gewünschte Wert kann zum Beispiel durch das Rückkopplungssignal FS und/oder ein Dither-Signal DS modifiziert sein.
Das Rauschformungsfilter 150, das basierend auf dem Fehlersignal ES das Rückkopplungssignal FS erzeugt, stellt ein Beispiel dar, wie das Rauschen des Eingangssignals IS durch Bereitstellen des entsprechenden Rückkopplungssignals FS zurück an den Vorwärtssignalweg 130 geformt werden kann. Im Prinzip kann jede geeignete Filterfunktion G(z) im Rahmen des Rauschformungsfilters 150 verwendet werden. Zum Beispiel können sowohl Finite-Impulsantwort-Filter (FIR-Filter; FIR = finite impulse response) als auch Infinite-Impulsantwort-Filter (IIR-Filter; IIR = infinite impulse response) verwendet werden. In dieser einfachsten Form kann die Filterfunktion G(z) einer einfachen Verzögerung um einen Taktzyklus (z^–1) entsprechen. Durch entsprechendes Implementieren des Rauschformungsfilters 150 jedoch kann hier im Prinzip jegliche Filterfunktion implementiert werden.
Die Rauschformungsschaltung 120 umfasst ferner einen Dither-Generator 160, der ausgebildet ist, um das Dither-Signal DS zu erzeugen und um das Dither-Signal in dem Vorwärtssignalweg 130 zu koppeln, um das Eingangssignal IS zu modifizieren, und in den Rückkopplungssignalweg 140.
Der Dither-Generator 150 kann spezifisch entworfen sein, um zum Beispiel das Dither-Signal DS zu erzeugen, das eine Spektraldichte von weißem Rauschen aufweist. Eine Spektraldichte von weißem Rauschen ist unter idealen Umständen unabhängig von der Frequenz oder anders ausgedrückt konstant als eine Funktion der Frequenz f. Der Dither-Generator 160 kann gleichermaßen entworfen sein, um das Dither-Signal mit einer Spektraldichte von pinkem Rauschen zu erzeugen, die proportional zu der Inversen der Frequenz f ist (proportional zu 1/f = f^–1) oder – allgemeiner ausgedrückt – proportional zu f^–α, wobei α eine Zahl größer als 0 ist, aber kleiner als 2. Häufig ist α nahe 1, so dass die Spektraldichte von pinkem Rauschen ungefähr proportional zu der Inversen der Frequenz f ist.
Der Dither-Generator 160 kann gleichermaßen entworfen sein, um eine Spektraldichte von Brownschem Rauschen zu erzeugen, das auch als Spektraldichte von rotem Rauschen bezeichnet wird. Die Spektraldichte von Brownschem Rauschen entspricht dem Rauschen, das durch eine Brownsche Bewegung erzeugt wird und ist ungefähr umgekehrt proportional zu dem Quadrat der Frequenz f (d. h. ungefähr proportional zu f^–α, wobei ein Wert α ungefähr gleich 2 ist). Der Dither-Generator 160 kann jedoch gleichermaßen gut entworfen sein, um das Dither-Signal DS zu erzeugen, das eine hochpassgefilterte Spektraldichte von weißem Rauschen aufweist, die zum Beispiel implementiert werden kann durch Differenzieren eines Signals mit einer Spektraldichte von weißem Rauschen. Natürlich kann der Dither-Generator 160 gleichermaßen gut entworfen sein, um zum Beispiel abhängig von einem Dithereingangssignal jegliche der vorangehend erwähnten Spektraldichten des Dither-Signals DS zu erzeugen. Im Prinzip kann der Dither-Generator 160 entworfen sein, um unterschiedliche Spektraldichten für unterschiedliche Frequenz-Bänder oder -Bereiche zu erzeugen, zum Beispiel abhängig von dem vorangehend erwähnten Dither-Eingangssignal.
Bei dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst der Vorwärtssignalweg 130 der Rauschformungsschaltung 120 eine Signalverarbeitungsschaltung 170, die ihrerseits ausgebildet ist, um das Ausgangssignal OS basierend auf dem Eingangssignal IS modifiziert durch das Dither-Signal DS zu erzeugen. Die Signalverarbeitungsschaltung, die in 1 als ”Quantisierung” bezeichnet wird, kann zum Beispiel eine Quantisierungsschaltung aufweisen, die ausgebildet ist, um einen Wert zu modifizieren, der an die Quantisierungsschaltung bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Signalverarbeitungsschaltung 170 ausgebildet sein, um das Signal zu requantisieren, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird. Die Signalverarbeitungsschaltung kann ferner entworfen sein, um die Anzahl von unterschiedlichen Werten zu reduzieren, die das Ausgangssignal OS annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Signalverarbeitungsschaltung 170 im Fall einer digitalen Implementierung Werte kürzen, zum Beispiel nur eine spezifizierte Anzahl von höchstwertigen Bits übertragen und die entsprechende Anzahl von niederwertigsten Bits kürzen. Die Signalverarbeitungsschaltung 170 kann jedoch ferner entworfen sein, um zumindest teilweise eine Nichtlinearität einer Komponente zu kompensieren, die mit der Rauschformungsschaltung 120 gekoppelt ist.
Alle diese unterschiedlichen Beispiele können verursachen, dass das Ausgangssignal OS von einem gewünschten Wert abweicht. Der gewünschte Wert kann einem Wert des Eingangssignals IS entsprechen oder einem Wert, der zum Beispiel durch das Rauschformungsfilter 150 verändert wurde, und somit durch das Rückkopplungssignal FS und/oder durch das Dither-Signal DS, das durch den Dither-Generator 160 erzeugt wird. Folglich tritt eine Abweichung oder eine Differenz des Ausgangssignals von dem Wert auf, der in dem Signal enthalten ist, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird, das dann an das Rauschformungsfilter 150 in der Form des Fehlersignals ES bereitgestellt werden kann, um die Rauschformung auszuführen. Unabhängig jedoch von der tatsächlichen Implementierung der Signalverarbeitungsschaltung 170 verursacht die Signalverarbeitungsschaltung 170 eine Abweichung der Quantisierung des Ausgangssignals OS im Hinblick auf das Signal, das durch die Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt wird.
Bei dem in 1 gezeigten Beispiel kann die Signalverarbeitungsschaltung 170 zum Beispiel ausgebildet sein, um zumindest eines auszuführen aus dem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Zuständen des Ausgangssignals im Vergleich zu dem Signal, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird, und dem vollständigen oder zumindest teilweisen Kompensieren einer Nichtlinearität der DTC-Schaltung 110.
Der DTC 100 kann ein vollständig digitaler DTC 100 sein. Folglich kann auch die Rauschformungsschaltung 120 eine digitale Rauschformungsschaltung 120 sein, derart, dass der Vorwärtssignalweg 130, der Rückkopplungssignalweg 140 und der Dither-Generator 160 auch ausgebildet sein können, um Signale zu empfangen, zu verarbeiten und bereitzustellen, die eine Sequenz aus digitalen Werten aufweisen oder anzeigen. Bei einer solchen Implementierung kann die Signalverarbeitungsschaltung 170 zum Beispiel eine Nachschlagtabelle aufweisen, um zumindest teilweise den Nichtlinearitäten der DTC-Schaltung 110 entgegenzuwirken. Sie kann auch zum Beispiel eine spezifizierte Anzahl von niederwertigsten Bits kürzen, abhängig von den Fähigkeiten der verwendeten DTC-Schaltung 110.
Um das Fehlersignal ES bei dem in 1 gezeigten Beispiel zu erzeugen, umfasst der Rückkopplungssignalweg 140 einen Subtrahierer 180, der mit einem Eingang der Signalverarbeitungsschaltung 170 und mit einem Ausgang des Vorwärtssignalwegs 130 gekoppelt ist, um das Ausgangssignal zu empfangen. Der Subtrahierer ist ferner entworfen, um das Fehlersignal ES basierend auf einer Differenz des Ausgangssignals und des Signals zu erzeugen, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird. In 1 ist dies durch das Minuszeichen (–) angezeigt, das an einem Eingang des Subtrahierers 180 verwendet wird, der mit dem Eingang der Signalverarbeitungsschaltung 170 gekoppelt ist. Anders ausgedrückt verursacht das Signal, das an diesen invertierenden Eingang des Subtrahierers 180 bereitgestellt wird, eine Vorzeichenänderung von 180° im Hinblick auf das Signal, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird. Im Gegensatz dazu wird das Ausgangssignal OS an einen nicht invertierenden Eingang des Subtrahierers 180 bereitgestellt, so dass das Ausgangssignal keiner Vorzeichenänderung einer Phasenverschiebung von 180° unterzogen wird.
Das durch den Subtrahierer 180 erzeugte Fehlersignal wird dann z. B. durch Subtrahieren des Wertes des Ausgangssignals OS von dem Wert des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird, an einen Dither-Signalkombinierer 190 bereitgestellt, mit dem auch der Dither-Generator 160 gekoppelt ist. Folglich ist der Dither-Signalkombinierer 190 entworfen, um das Fehlersignal ES mit einem Dither-Signal DS zu kombinieren, um das Fehlersignal ES in einer geditherten Form, auch bezeichnet als gedithertes Fehlersignal, an das Rauschformungsfilter 150 bereitzustellen. Auf ähnliche Weise umfasst auch der Vorwärtssignalweg 130 einen Dither-Signalkombinierer 200, der zwischen einen Eingang und den Ausgang eines Vorwärtssignalwegs 130 gekoppelt ist, um das Dither-Signal DS mit einem Signal zu kombinieren, das an den Dither-Signalkombinierer 200 des Vorwärtssignalwegs bereitgestellt wird. Bei der in 1 gezeigten Implementierung ist das Signal, das an den Dither-Signalkombinierer 200 bereitgestellt wird, das durch das Rückkopplungssignal FS modifizierte Eingangssignal. FS.
Bei der in 1 gezeigten Implementierung sind der Dither-Signalkombinierer 190 des Rückkopplungssignalwegs 140 und der Dither-Signalkombinierer 200 des Vorwärtssignalwegs 130 entworfen und ausgebildet, um das Dither-Signal mit derselben Phasenbeziehung zu kombinieren. Anders ausgedrückt verwenden sowohl der Dither-Signalkombinierer 190 als auch der Dither-Signalkombinierer 200 nominal dieselbe Phasenverschiebung, um das Dither-Signal DS mit dem Fehlersignal ES und dem modifizierten Eingangssignal IS zu kombinieren. Dies kann die Löschung oder zumindest eine Reduktion der Auswirkung des Rauschens, das durch das Dither-Signal verursacht wird, auf die Spektraldichte des Ausgangssignals OS erlauben.
Um das Eingangssignal IS zu modifizieren, umfasst der Vorwärtssignalweg 130 einen Rückkopplungskombinierer 210, der ausgebildet ist, um das Eingangssignal IS durch Kombinieren des Eingangssignals IS mit einem Rückkopplungssignal FS zu modifizieren. Um etwas genauer zu sein subtrahiert der Rückkopplungskombinierer 210 das Rückkopplungssignal FS von dem Eingangssignal IS, wie durch das Minuszeichen (–) angezeigt wird, das an dem Eingang des Rückkopplungskombinierers 210 verwendet wird, an den das Rückkopplungssignal FS von dem Rauschformungsfilter 150 bereitgestellt wird. Somit ist das Rauschformungsfilter 150 mit einem invertierenden Eingang eines Rückkopplungskombinierers 210 gekoppelt, während das Eingangssignal mit einem nicht invertierenden Eingang des Rückkopplungskombinierers 210 gekoppelt ist. Wie vorangehend beschrieben wurde, erlegt der invertierende Eingang des Rückkopplungskombinierers 210 eine zusätzliche Phasenverschiebung von 180° oder eine zusätzliche Änderung des Vorzeichens im Vergleich zu dessen nicht invertierendem Eingang auf.
Der DTC 100 umfasst somit ein Steuerungssystem, das eine Rauschformungsschaltung 120 mit einem Vorwärtssignalweg 130 (Vorwärts-Teil) und dem Rückkopplungssignalweg 140 (Rückkopplungs-Teil) aufweist. Der Quantisierungsfehler, der durch die Signalverarbeitungsschaltung 170 verursacht wird, wird durch den Rückkopplungssignalweg 140 der Rauschformungsschaltung zurückgeführt und durch das Rauschformungsfilter 150 verarbeitet. Folglich werden die Eingangsdaten, die in dem Eingangssignal (input signal IS) enthalten sind, durch den Rückkopplungskombinierer 210 also Vorwärtsweg-Daten an den Dither-Signal-Kombinierer 200 bereitgestellt, zu denen die Dither-Sequenz des Dither-Signals DS addiert wird. Das Signal wird dann an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt, die verursacht, dass das Steuerungssignal CS, das an den DTC 100 bereitgestellt wird, modifiziert wird, bevor es an die DT-Schaltung 110 bereitgestellt wird. Aufgrund des Einflusses der Quantisierung, die durch die Signalverarbeitungsschaltung 170 verursacht wird, wird das modifizierte Steuerungssignal MCS auch als quantisiertes DTC-Eingangssignal bezeichnet.
Bei diesem Beispiel wird ein additiver Dither vor der Quantisierung eigebracht, um Quantisierungs-Spurs zu verwischen. Wenn das Dither-Signal DS nur zu dem Vorwärtssignalweg 130 oder der Vorwärtsschleife addiert werden würde, kann es als ein additiver Rauschpegel in dem resultierenden Spektrum sichtbar sein. Wenn das Dither-Signal zum Beispiel unabhängig von der Frequenz ist und identisch verteilte Zufallszahlen aufweist, kann schließlich ein flacher Rauschpegel in der spektralen Ausgabe beobachtet werden.
Durch Addieren jedoch des Dither-Signals DS auch zu dem Rückkopplungssignalweg 140 kann der verbleibende Fehler des Rauschformers, der in den analogen Ausgang eingegeben wird, unter idealen Umständen wiederhergestellt werden. Folglich kann es möglich sein, die Original-Spektralantwort der Rauschformungsschaltung 120 wiederzugewinnen. Ein Beispiel des Dithering-Verfahrens für ein DTC-basiertes Empfängersystem ist in 2 gezeigt.
2 zeigt drei Kurven, die ein DTC-basiertes Empfänger-(RX)-Ausgangsspektrum anzeigen. Auf der Ordinate ist die Leistung der Spektralverteilung (PSS; power of the spectral distribution) in Einheiten von dBc/Hz gezeigt, während die Abszesse eine Frequenzachse zeigt, die einen Frequenzversatz eines Trägers bei einer Frequenz von 1995,7168 MHz berücksichtigt. Um etwas genauer zu sein, stellt ein erstes Spektrum 220 das Verhalten eines DTC 100 dar, ohne dass der Dither-Generator 160 ein Dither-Signal DS erzeugt. Anders ausgedrückt stellt das erste Spektrum 220 ein Ausgangsspektrum eines herkömmlichen DTC 100 dar, das eine regelmäßige Verteilung von Quantisierungs-Spurs 230 aufweist, wobei einige derselben mit dem Bezugszeichen 230 gekennzeichnet sind. Abhängig von der Implementierung können diese Spurs, die zum Beispiel durch die finite Quantisierung der DTC-Schaltung 110 verursacht werden können, das Verhalten eines Systems negativ beeinflussen, dass den DTC 100 umfasst. Durch Addieren eines Dither-Signals DS nur zu dem Vorwärtssignalweg 130, kann das zweite Spektrum 240 resultieren. Aufgrund des zusätzlichen Ditherns wird der Rauschpegel im Vergleich zu dem ersten Spektrum 220 erhöht, obwohl die Spurs nicht mehr sichtbar sind. In dem Frequenzbereich 250 jedoch überschreitet das zweite Spektrum 240 eine Schwelle oder eine Empfängermaske 260, die in dem Frequenzbereich 250 eine steile Flanke aufweist. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel wird diese Flanke in dem Frequenzbereich 250 durch die Duplexdistanz verursacht, oder anders ausgedrückt durch die Frequenz, die für den Sender verwendet wird, im Vergleich zu der Frequenz des Trägers 270, der zum Empfangen verwendet wird. Bei dem Beispiel ist der Träger 270 aufgrund der Kompensation des Versatzes auf der Abszisse bei einer Frequenz von 0 MHz angeordnet. Die Duplexdistanz bei dem gezeigten Beispiel ist ungefähr 180 bis 200 MHz. Somit verursacht der additive Dither, der nur an den Vorwärtssignalweg 130 bereitgestellt wird, in dieser Situation einen erhöhten Pegel in dem Frequenzbereich 250, der aufgrund der Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens reduziert oder sogar wiedergewonnen werden kann, wie es zum Beispiel in 1 angezeigt ist.
Um dies weiter darzustellen, zeigt 2 ferner ein drittes Spektrum 280, das ungefähr dem ersten Spektrum 220 bis zu dem und umfassend den Frequenzbereich 250 entspricht. Das dritte Spektrum zeigt jedoch nicht die Quantisierungs-Spurs 230 des ersten Spektrums 220. Nichtsdestotrotz ist der Rauschpegel etwas erhöht in den Frequenzbereich bis zu dem und umfassend den Frequenzbereich 250 im Vergleich zu dem ersten Spektrum 220. Im Gegensatz zu dem zweiten Spektrum 240 jedoch wird die Maske 260 nicht überschritten, sogar in dem Frequenzbereich 250.
Folglich stellt 2 dar, dass eine Rauschformungsschaltung 120, die zum Beispiel in einem DTC 100 implementiert ist, in der Lage sein kann, ein Gesamtrauschverhalten eines Systems zu verbessern, das einen solchen DTC 100 gemäß einem Beispiel umfasst, zum Beispiel durch Entfernen der Quantisierungs-Spurs 230, ohne die nachteilhaften Effekte in dem Frequenzbereich 250 zu verursachen, wie durch das zweite Spektrum 240 angezeigt wird. Bei anderen Beispielen jedoch können unterschiedliche Entwurfsziele und unterschiedliche Effekte beobachtet werden, die das Gesamtrauschverhalten verbessern können oder nicht. Anders ausgedrückt stellt 2 nur ein Beispiel dar, wo ein DTC 100 gemäß einem Beispiel implementiert sein kann.
Bevor weitere Beispiele von Systemen vorgelegt werden, die eine Rauschformungsschaltung 120 gemäß einem Beispiel aufweisen, wird ein Beispiel eines Dither-Generators 160 nachfolgend detaillierter beschrieben. Wie vorangehend ausgeführt wurde, kann der Dither-Generator 160 in der Lage sein, das Dither-Signal DS mit unterschiedlichen spektralen Dichten zu erzeugen. Abhängig von den unterschiedlichen spektralen Dichten, die verwendet werden sollen, kann die Verwendung unterschiedlicher Implementierungen für den Dither-Generator 160 interessant sein.
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Dither-Generators 160. Der Dither-Generator 160 kann zum Beispiel einen Zufallszahlengenerator 290 umfassen, der echte Zufallszahlen erzeugen kann, auf deren Basis dann das Dither-Signal DS erzeugt werden kann. Ein Zufallszahlengenerator ist spezifisch entworfen, um echte Zufallszahlen zu erzeugen. Er kann zum Beispiel ein Schaltungselement oder ähnliches umfassen, das echten Zufallsprozessen unterliegt, die zum Beispiel durch physikalische oder chemische Prozesse verursacht werden. Zum Beispiel kann das Schaltungselement auf Variationen von elektronischen Bauelementen basieren, wie zum Beispiel dem Wärmerauschen eines Widerstands, radioaktiven Zerfallsprozessen oder ähnlichem. Folglich ist eine Sequenz aus Zufallszahlen, die durch den Zufallszahlengenerator 290 erzeugt wird, nicht deterministisch.
Der Dither-Generator 160 kann zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere Quellen von Pseudozufallszahlen umfassen, die zumindest zu einem gewissen Ausmaß deterministisch bestimmt sind. Zum Beispiel kann der Dither-Generator 160 einen Pseudozufallszahlengenerator 300 umfassen, der zum Beispiel basierend auf einem Dither-Eingangssignal DIS eine Sequenz aus Zahlen berechnen kann, die im Hinblick auf ihre statistische Verteilung zumindest zu einem gewissen Ausmaß Zufallszahlen ähnelt. Nichtsdestotrotz werden die Pseudozufallszahlen, die durch den Pseudozufallszahlengenerators 300 erzeugt werden, deterministisch bestimmt und sind somit keine echten Zufallszahlen. Pseudozufallszahlen können zum Beispiel unter Verwendung rekursiver Funktionen oder ähnlichem berechnet werden. Häufig benötigen Pseudozufallszahlengeneratoren 300 einen Keimwert oder einen anderen Startvektor, der dem Pseudozufallszahlengenerator 300 über das Dither-Eingangssignal DIS bereitgestellt werden kann.
Abhängig von der Implementierung kann ein Dither-Generator 160 auch eine Nachschlagtabelle 310 umfassen, die zum Beispiel eine Sequenz aus Pseudozufallszahlen umfassen kann auf Basis derer dann das Dither-Signal DS erzeugt werden kann. Abhängig von der Implementierung kann ein Startindex oder Startwert ausgewählt werden, zum Beispiel durch Bereitstellen eines geeigneten Wertes an den Dither-Generator 160, der in dem Dither-Eingangssignal DIS enthalten ist, um nur ein Beispiel zu nennen.
Unabhängig von der Frage, ob ein echter Zufallszahlengenerator 290, ein Pseudozufallszahlengenerator 300 oder eine Nachschlagtabelle 310 eingesetzt wird, alle diese Komponenten können Zufallszahlen oder Pseudozufallszahlen erzeugen. Basierend auf den Zufallszahlen oder Pseudozufallszahlen, die durch diese Komponenten bereitgestellt werden, kann der Dither-Generator 160 optional intern oder als das Dither-Signal DS ein Zufallssignal bzw. ein Pseudozufallssignal erzeugen. Das Zufallssignal oder ein Pseudozufallssignal kann dann eine oder mehrere Zufallszahlen oder Pseudozufallszahlen aufweisen, die in dem entsprechenden Signal codiert sind. Das Zufallssignal oder das Pseudozufallssignal kann zum Beispiel ansprechend auf ein Taktsignal erzeugt werden, das an einen Eingang 320 bereitgestellt wird. Somit kann der Dither-Generator 160 in der Lage sein, das Dither-Signal DS direkt oder indirekt basierend zumindest auf einem aus einem Zufallssignal, einem Pseudozufallssignal oder einem Dither- Eingangssignal DIS zu erzeugen.
Optional kann der Dither-Generator 160 eine Verarbeitungsschaltung 330 umfassen, um das Zufallssignal oder Pseudozufallssignal zu verarbeiten, das durch die vorangehend erwähnten Komponenten 290, 300, 310 erzeugt wird. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltung 330 das entsprechende Signal hochpassfiltern und das Dither-Signal DS als ein hochpassgefiltertes Zufalls- oder Pseudozufalls-Signal erzeugen. Zum Beispiel kann ein solches Hochpassfiltern implementiert werden durch Differenzieren des Zufallssignals oder Pseudozufallssignals, das durch die vorangehend erwähnten Komponenten 290, 300, 310 bereitgestellt wird. Die Verarbeitungsschaltung 330 kann jedoch auch eine Verteilung der Werte modifizieren, die durch die vorangehend erwähnten Komponenten bereitgestellt werden, zum Beispiel auf dem Dither-Eingangssignal DIS. Zum Beispiel kann es durch neu Verteilen der Werte im Hinblick auf ihre statistische Wahrscheinlichkeit oder durch Requantisieren der entsprechenden Werte oder Signale möglich sein, den Dither-Generator 160 und folglich die statistische Verteilung des Dither-Signals DS an unterschiedliche Operationsmodi der Rauschformungsschaltung 120 anzupassen.
Diese optionale Implementierung zusammen mit den vorangehend erwähnten optionalen Implementierungen stellt einige Beispiele dar, wie der Dither-Generator 160 in der Lage sein kann, das Dither-Signal DS zu erzeugen, das zum Beispiel eine Spektrumsdichte aufweisen kann, die von dem Dither-Eingangssignal DIS abhängt.
Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Frage, ob der Dither-Generator 160 einen Zufallszahlengenerators 290, einen Pseudozufallszahlengenerator 300 oder eine Nachschlagtabelle 310 verwendet, unabhängig von der Frage der spektralen Verteilung der Werte sein kann. In dem Fall eines echten Zufallszahlengenerators 290 kann der zugrundeliegende physikalische oder chemische Prozess die spektrale Verteilung der Werte bestimmen oder zumindest beeinflussen. In dem Fall eines Pseudozufallszahlengenerators 300 und einer Nachschlagtabelle 310 können die Systementwickler die spektrale Verteilung der Werte und somit die spektrale Dichte der resultierenden Pseudozufallssignale freier beeinflussen.
4 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Frequenz-Synthesizers 400 gemäß einem Beispiel, der eine Referenzoszillatorschaltung 410 und zumindest einen DTC 100 gemäß einem Beispiel aufweist, wie vorangehend beschrieben wurde. Um etwas genauer zu sein, umfasst bei dem in 4 gezeigten Beispiel der Frequenz-Synthesizer 400 eine Mehrzahl von DTCs 100-1, 100-2 ... gemäß einem Beispiel. Jeder der DTCs 100 ist mit der Referenzoszillatorschaltung 410 gekoppelt, um dasselbe allgemeine Oszillationssignal zu empfangen, das durch die Referenzoszillatorschaltung 410 erzeugt wird. Wie vorangehend beschrieben wurde, ist jeder der DTCs 100 entworfen, um ein Lokal-Oszillatorsignal LO1, LO2, ..., ansprechend auf ein Steuerungssignal CS1, CS2, ..., basierend auf dem Oszillationssignal bereitzustellen, das durch die Referenzoszillatorschaltung 410 bereitgestellt wird. Dies kann die Erzeugung von mehreren Lokaloszillatorsignalen LO1, LO2, ..., basierend auf einer einzelnen Referenzoszillatorschaltung 410 erlauben, mit der alle DTCs 100 gekoppelt sind.
Zum Beispiel kann die Referenzoszillatorschaltung 410 eine Phasenregelschleife 420 (PLL; phase-locked loop) umfassen, die zum Beispiel als eine digitale PLL 420 (DPLL) implementiert sein kann. Die PLL 420 ist mit einem steuerbaren Oszillator 430 gekoppelt, der an einem Ausgang das Oszillationssignal für alle der DTCs 100 erzeugt. Die Ausgabe des steuerbaren Oszillators 430 wird zurück zu der PLL 420 geführt, was die Phasenregelschleife schließt.
Der steuerbare Oszillator 430 kann zum Beispiel einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO; voltage-controlled oscillator) und/oder einen digital gesteuerten Oszillator (DCO; digitally controlled oscillator) umfassen oder als solcher implementiert sein. Folglich kann der steuerbare Oszillator 430 eine Induktivität oder eine andere magnetisch aktive Komponente 440 aufweisen, die in 4 durch ein gepunktetes Rechteck angezeigt ist.
Durch Implementieren eines Frequenz-Synthesizers 400, der eine Mehrzahl von DTCs 100 und nur eine einzelne Referenzoszillatorschaltung 410 umfasst, die eine Induktivität oder eine andere magnetisch aktive Komponente 440 umfasst, kann es nicht nur möglich sein, Chipfläche in den Fall einer integrierten Schaltung zu sparen, es kann ferner möglich sein, magnetische Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Referenzoszillatorschaltungen 410 zu reduzieren oder sogar zu verhindern. Folglich kann es möglich sein, das Verhalten eines Frequenzsynthesizers zu verbessern, zum Beispiel durch Bereitstellen von stabileren Lokaloszillatorsignalen LU1, LO2, .... Die DTC-basierte Lokaloszillatorerzeugung, die in 4 gezeigt ist, kann zum Beispiel für eine Trägeraggregation (CA; carrier aggregation) eingesetzt werden.
Eine DTC-basierte Architektur, wie sie in 4 gezeigt ist, kann somit für eine Lokaloszillatorsignalerzeugung unter Verwendung einer kleineren Fläche in dem Fall einer Implementierung verwendet werden, die eine integrierte Schaltung umfasst. Eine solche Implementierung kann zum Beispiel ein Substrat aufweisen, das die vorangehend erwähnten Schaltungen aufweist, umfassend zum Beispiel den Referenzfrequenzsynthesizer 400, den DTC 100 oder andere Komponenten, die vorangehend und nachfolgend beschrieben sind. Durch Verwenden eines Systems basierend auf einer integrierten Schaltung kann es möglich sein, Beispiele zum Beispiel in Hochvolumenarchitekturen zu verwenden, wie zum Beispiel Computersystemarchitekturen im weiteren Sinn, Hochvolumenschnittstellen, die entsprechende Vorrichtungen einsetzen, und zugeordneten Herstellungsprozessen, die zum Beispiel Dünnfilmherstellungsprozesse und/oder Halbleiterherstellungsprozesse umfassen.
Wie die vorangehende Beschreibung gezeigt hat, kann das Verwenden einer Rauschformungsschaltung 120 gemäß einem Beispiel zum Beispiel das Verwischen von Quantifizierungs-Spurs durch Dithern in einem Rauschformer für eine DTC-Schaltung 110 erlauben. Ein solcher Rauschformer oder eine Rauschformungsschaltung 120, der auf Dithern basiert, ist keinesfalls darauf beschränkt, an DTCs 100 oder das Gebiet von celluaren Sendeempfängern, Wi-Fi-Implementierungen oder ähnliches angewendet zu werden. Eine Rauschformungsschaltung 120 kann zum Beispiel zusammen mit einem frequenzabhängigen Dither-Pegel oder einer Spektralverteilung verwendet werden, um eine eigene Spektralantwort zu erzeugen, die für viele Anwendungen geeignet ist. Dithering zusammen mit der beschriebenen Rauschformungstechnik kann im Prinzip auf allen technischen Gebieten eingesetzt werden, auf denen Signale und Daten verarbeitet werden. Wie zum Beispiel in dem nächsten Beispiel gezeigt wird, kann eine Rauschformungsschaltung in jedem quantisierten System eingesetzt werden. Eine Lokaloszillatorerzeugung – basierend auf einem DTC-System – kann das Implementieren einer Architektur erlauben, die mehrere PLLs 420 und/oder einen oder mehrere steuerbare Oszillatoren 430 auf einem einzelnen Chip oder einem Substrat entfernen kann.
Beispiele umfassen ferner einen Sender 500, einen Empfänger 510 oder einen Sendeempfänger 520, umfassend einen Frequenzsynthesizer 400, wie vorangehend beschrieben wurde. Ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Senders 500, eines Empfängers 510 oder eines Sendeempfängers 520 ist in 5 gezeigt. Der Sender 500, der Empfänger 510 oder der Sendeempfänger 520 können ferner eine oder mehrere Mischerschaltungen 530 aufweisen, um die Lokaloszillatorsignale LO zu verarbeiten, die durch den Frequenzsynthesizer 400 bereitgestellt werden. Abhängig von der Anzahl von Lokaloszillatorsignalen LO, die durch den Frequenzsynthesizer 400 bereitgestellt werden, können der Sender 500, der Empfänger 510 oder der Sendeempfänger 520 eine entsprechende Anzahl von Mischerschaltungen 530 aufweisen, um die Lokaloszillatorsignale LO unabhängig voneinander zu verarbeiten. Die Mischerschaltungen 530 können mit dem DTC 100 oder den DTC-Schaltungen 110 gekoppelt sein, um die verarbeiteten Oszillationssignale der DTCs 100 oder der DTC-Schaltungen 110 als entsprechende Lokaloszillatorsignale LO zu empfangen.
Abhängig von der Implementierung können der Sender 500, der Empfänger 510 oder der Sendeempfänger 520 zumindest eines aus einer Antenne 540 oder, zum Beispiel in dem Fall einer Implementierung als eine integrierte Schaltung, einem Anschluss 550 umfassen, der mit der Mischerschaltung 530 gekoppelt ist und ausgebildet ist, um die Antenne 540 mit der Mischerschaltung 530 zu koppeln. Abhängig von der Implementierung, zum Beispiel von der Anzahl von Mischerschaltungen 530 und der Anwendung können der Sender 500, der Empfänger 510 oder der Sendeempfänger 520 eine oder mehrere Antennen 540 und/oder Anschlüsse 550 umfassen, um zu ermöglichen, dass die Antennen 540 mit den entsprechenden Mischerschaltungen 530 gekoppelt sind. Falls jedoch ein Anschluss 550 oder eine Antenne 540 in der Lage ist, Signale zu senden oder zu empfangen, die mehr als nur einer Frequenz der Lokaloszillatorsignale entsprechen, können der Sender 500, der Empfänger 510 oder der Sendeempfänger 520 eine oder mehrere Überlagerungsschaltungen umfassen, um zu ermöglichen, dass die Ausgänge der unterschiedlichen Mischerschaltungen 530 mit einem Anschluss 550 oder eine Antenne 540 gekoppelt sind. Zum Beispiel, um nur ein Beispiel zu nennen, können alle Mischerschaltungen 530 über eine entsprechende Überlagerungsschaltung mit einem einzelnen Anschluss 550 oder einer einzelnen Antenne 540 gekoppelt sein.
Wie jedoch vorangehend angegeben wurde, sind Beispiele keineswegs auf die Erzeugung von Lokaloszillatorsignalen oder eine funkbasierte Übertragungstechnik begrenzt. Um kurz ein weiteres Beispiel darzustellen, zeigt 6 ein Blockdiagramm eines Analog-Digital-Wandlers (ADC; analog-to-digital converter) 600. Der ADC 600 umfasst eine Analog-Digital-Wandlerschaltung 610 (ADC-Schaltung), die ausgebildet ist, um ein analoges Signal AS zu empfangen und um ein quantisiertes und abgetastetes Signal zu erzeugen. Der ADC 600 umfasst ferner eine Rauschformungsschaltung 120, wie vorangehend beschrieben wurde, die mit der ADC-Schaltung 610 gekoppelt ist, um das quantisierte und abgetastete Signal als das Eingangssignal IS zu empfangen. Die Rauschformungsschaltung 120 kann, wie vorangehend beschrieben wurde, eine Signalverarbeitungsschaltung 170 umfassen (in 6 nicht gezeigt), die ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus einem Requantisieren des Eingangssignal IS, Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal OS annehmen kann im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten eines Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird, Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Eingangssignals IS, das an die Rauschformungsschaltung 120 bereitgestellt wird, und vollständig oder zumindest teilweise Kompensieren einer Nichtlinearität der ADC-Schaltung 610. Als Folge all dieser Operationen kann die Signalverarbeitungsschaltung 170 eine Änderung der Quantisierung des Eingangssignals im Hinblick auf das Ausgangssignal ausführen. Als Folge kann das Einsetzen einer Rauschformungsschaltung 120 gemäß einem Beispiel ein Gesamtrauschverhalten des ADC 600 verbessern.
7 zeigt ein Blockdiagramm eines Digital-Analog-Wandlers 700 (DAC; digital-to-analog converter). Der DAC 700 umfasst eine Digital-Analog-Wandlerschaltung 710 (DAC-Schaltung), die ausgebildet ist, um ein digitales Signal zu empfangen und um ein analoges Signal basierend auf dem empfangenen digitalen Signal zu erzeugen. Der DAC 700 umfasst ferner eine Rauschformungsschaltung 120, wie vorangehend beschrieben wurde, die mit einem Eingang der DAC-Schaltung 710 gekoppelt ist. Zum Beispiel kann die Rauschformungsschaltung 120 das Ausgangssignal OS an den Eingang der DAC-Schaltung 710 bereitstellen. Wie vorangehend beschrieben wurde, erzeugt die Rauschformungsschaltung 120 das Ausgangssignal OS basierend auf dem Eingangssignal IS, das ein digitales Signal sein kann, wie vorangehend beschrieben wurde.
Die DAC-Schaltung 710 kann optional digitale Verarbeitungsschaltungen umfassen, wie zum Beispiel einen Interpolierer und/oder einen Sigma-Delta-Modulator. Zusätzlich oder alternativ kann der DAC 700 ferner eine Quantisierungsschaltung 720 umfassen, die ausgebildet sein kann, um das digitale Signal zu requantisieren. Der DAC 700 kann ferner eine optionale aktive und/oder passive analoge Verarbeitungsschaltung 730 umfassen, wie zum Beispiel Filterschaltungen, Verstärker oder ähnliches.
Rauschen kann aus den optionalen digitalen Verarbeitungsschaltungen der DAC-Schaltung 710, der Quantisierungsschaltung 720 und/oder der Erzeugung des analogen Signals AS durch die DAC-Schaltung 710 entstehen. Rauschen kann auch aus der optionalen analogen Verarbeitungsschaltung 730 entstehen. Die Rauschformungsschaltung 120 kann eine Signalverarbeitungsschaltung 170 umfassen, die ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus dem Requantisieren des Eingangssignal IS, dem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal OS annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung 170 bereitgestellt wird, dem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Eingangssignals IS, das an die Rauschformungsschaltung 120 bereitgestellt wird, und zumindest teilweise Kompensieren einer Nichtlinearität oder einer Fehlanpassung, die das Rauschen des Digital-Analog-Wandlers 700 und dessen Komponenten verursachen. Folglich kann ein Gesamtrauschverhalten positiv beeinflusst werden durch Implementieren der Rauschformungsschaltung 120 gemäß einem Beispiel, wie vorangehend ausgeführt wurde.
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Formen von Rauschen in einem Eingangssignal. Bei einem Prozess P100, der einen Dither-Generator 160 verwendet, wird ein Dither-Signal DS erzeugt. Bei einem Prozess P110 wird ein Ausgangssignal OS basierend auf dem Eingangssignal IS in einem Vorwärtssignalweg 130 erzeugt. Bei einem Prozess P120, der einen Rückkopplungssignalweg 140 verwendet, wird ein Rückkopplungssignal FS, basierend auf dem Ausgangssignal OS an den Vorwärtssignalweg 130 zurückgekoppelt. Ferner wird bei einem Prozess P130 das Dither-Signal DS in den Vorwärts-Signalweg 130 gekoppelt, um das Eingangssignal IS zu modifizieren, und in den Rückkopplungssignalweg 140.
Natürlich ist bei weitem nicht erforderlich, dass die Prozesse in der angezeigten Reihenfolge von 8 ausgeführt werden. Die Prozesse können in jeglicher beliebigen Reihenfolge, zeitlich überlappend oder sogar gleichzeitig ausgeführt werden. Natürlich können die Prozesse auch mehrere Male oder in einer Schleife ausgeführt werden.
Die nachfolgenden Beispiele beziehen sich auf weitere Beispiele.
Beispiel 1 ist eine Rauschformungsschaltung, umfassend einen Vorwärtssignalweg, der ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal basierend auf einem Eingangssignal zu erzeugen, einen Rückkopplungssignalweg, der ausgebildet ist, um ein Rückkopplungssignal basierend auf dem Ausgangssignal zu dem Vorwärtssignalweg zurück zu koppeln, und einen Dither-Generator, der ausgebildet ist, um ein Dither-Signal zu erzeugen und das Dither-Signal in den Vorwärtssignalweg zu koppeln, um das Eingangssignal zu modifizieren, und in den Rückkopplungssignalweg zu koppeln.
Bei Beispiel 2 kann der Gegenstand von Beispiel 1 optional umfassen, dass der Rückkopplungssignalweg ein Rauschformungsfilter umfasst, das ausgebildet ist, um das Rückkopplungssignal basierend auf einem Fehlersignal zu erzeugen und um das Rückkopplungssignal an den Vorwärtssignalweg bereitzustellen, wobei das Fehlersignal eine Differenz des Ausgangssignals im Hinblick auf einen gewünschten Wert anzeigt.
Bei Beispiel 3 kann der Gegenstand von Beispiel 2 optional umfassen, dass der Vorwärtssignalweg ferner eine Signalverarbeitungsschaltung umfasst, die ausgebildet ist, um das Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, das durch das Dither-Signal modifiziert ist.
Bei Beispiel 4 kann der Gegenstand von Beispiel 3 optional umfassen, dass der Rückkopplungssignalweg einen Subtrahierer umfasst, der mit einem Eingang der Signalverarbeitungsschaltung und einem Ausgang des Vorwärtssignalwegs gekoppelt ist, um das Ausgangssignal zu empfangen, und ausgebildet ist, um das Fehlersignal basierend auf einer Differenz des Ausgangssignals und des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt wird, zu erzeugen.
Bei Beispiel 5 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 3 oder 4 optional umfassen, dass die Signalverarbeitungsschaltung eine Quantisierungsschaltung umfasst, die ausgebildet ist, um einen Wert des Signals zu modifizieren, das an die Quantisierungsschaltung bereitgestellt wird.
Bei Beispiel 6 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 3 bis 5 optional umfassen, dass die Signalverarbeitungsschaltung ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus dem Requantisieren des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt wird, dem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt wird, und dem zumindest teilweisen Kompensieren einer Nichtlinearität einer Komponente, die mit der Rauschformungsschaltung gekoppelt ist.
Bei Beispiel 7 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 2 bis 6 optional umfassen, dass der Rückkopplungssignalweg einen Dither-Signalkombinierer umfasst, der ausgebildet ist, um das Fehlersignal mit dem Dither-Signal zu kombinieren, um ein gedithertes Fehlersignal an das Rauschformungsfilter bereitzustellen.
Bei Beispiel 8 kann der Gegenstand von Beispiel 7 optional umfassen, dass der Vorwärtssignalweg einen Dither-Signalkombinierer umfasst, der zwischen einen Eingang und einen Ausgang des Vorwärtssignalwegs gekoppelt ist, um das Dither-Signal mit dem Signal zu kombinieren, das an den Dither-Signalkombinierer des Vorwärtssignalwegs bereitgestellt wird.
Bei Beispiel 9 kann der Gegenstand von Beispiel 8 optional umfassen, dass die Dither-Signalkombinierer des Rückkopplungssignalwegs und der Dither-Signalkombinierer des Vorwärtssignalwegs ausgebildet sind, um das Dither-Signal mit derselben Phasenbeziehung zu kombinieren.
Bei Beispiel 10 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 9 optional umfassen, dass die Rauschformungsschaltung eine digitale Rauschformungsschaltung ist, und wobei der Vorwärtssignalweg, der Rückkopplungssignalweg und der Dither-Generator ausgebildet sind, um Signale zu empfangen, zu verarbeiten und bereitzustellen, die eine Sequenz aus digitalen Werten aufweisen.
Bei Beispiel 11 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 10 optional umfassen, dass der Vorwärtssignalweg einen Rückkopplungskombinierer umfasst, der ausgebildet ist, um das Eingangssignal zu modifizieren durch Kombinieren des Eingangssignals mit dem Rückkopplungssignal.
Bei Beispiel 12 kann der Gegenstand von Beispiel 11 optional umfassen, dass der Rückkopplungskombinierer ausgebildet ist, um das Rückkopplungssignal von dem Eingangssignal zu subtrahieren.
Bei Beispiel 13 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 12 optional umfassen, dass der Dither-Generator ausgebildet ist, um das Dither-Signal basierend zumindest auf einem eines Zufallssignals, eines Pseudozufallssignals und eines Dither-Eingangssignals zu erzeugen.
Bei Beispiel 14 kann der Gegenstand von Beispiel 13 optional umfassen, dass der Dither-Generator ausgebildet ist, um das Dither-Signal zu erzeugen, das eine Spektraldichte aufweist, die von dem Dither-Eingangssignal abhängt.
Bei Beispiel 15 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 14 optional umfassen, dass der Dither-Generator ausgebildet ist, um das Dither-Signal zu erzeugen, umfassend zumindest eines einer spektralen Dichte von weißem Rauschen, einer spektralen Dichte von rosa Rauschen, einer spektralen Dichte von Brownschem Rauschen, und einer hochpassgefilterten spektralen Dichte von weißem Rauschen.
Bei Beispiel 16 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 1 bis 15 optional umfassen, dass der Dither-Generator zumindest eines umfasst eines Zufallszahlengenerators, eines Pseudozufallszahlengenerators und einer Nachschlagtabelle, um ein Zufallssignal oder ein Pseudozufallssignal zu erzeugen.
Bei Beispiel 17 kann der Gegenstand von Beispiel 16 optional umfassen, dass der Dither-Generator ferner eine Verarbeitungsschaltung aufweist, die ausgebildet ist, um das Zufallssignal oder das Pseudozufallssignal zu verarbeiten.
Bei Beispiel 18 kann der Gegenstand von Beispiel 17 optional umfassen, dass die Verarbeitungsschaltung des Dither-Generators ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus einem Hochpassfiltern des Zufallssignals oder des Pseudozufallssignals, einem Differenzieren des Zufallssignals oder des Pseudozufallssignals und einem Modifizieren einer Verteilung von Werten des Zufallssignals oder des Pseudozufallssignals basierend auf einem Dither-Eingangssignal.
Beispiel 19 ist ein Digital-Zeit-Wandler, umfassend eine Rauschformungsschaltung gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, wobei die Rauschformungsschaltung ausgebildet ist, um ein Steuerungssignal als das Eingangssignal zu empfangen, und eine Digital-Zeit-Wandler-Schaltung, die mit einem Ausgang der Rauschformungsschaltung gekoppelt ist, um das Ausgangssignal aus der Rauschformungsschaltung als ein modifiziertes Steuerungssignal zu empfangen, wobei die Digital-Zeit-Wandler-Schaltung ausgebildet ist, um ein verarbeitetes Oszillationssignal durch Verzögern eines Oszillations-Signals ansprechend auf das modifizierte Steuerungssignal zu erzeugen.
Bei Beispiel 20 kann der Gegenstand von Beispiel 19 optional umfassen, dass die Rauschformungsschaltung eine Signalverarbeitungsschaltung umfasst, die ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus dem Reduzieren einer Anzahl von unterschiedlichen Zuständen des Ausgangssignals im Vergleich zu dem Signal, das an die Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt wird, und dem Kompensieren einer Nichtlinearität der Digital-Zeit-Wandler-Schaltung vollständig oder zumindest teilweise.
Bei Beispiel 21 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 19 oder 20 optional umfassen, dass der Digital-Zeit-Wandler ein digitaler Digital-Zeit-Wandler ist.
Beispiel 22 ist ein Analog-Digital-Wandler, umfassend eine Analog-Digital-Wandler-Schaltung, die ausgebildet ist, um ein analoges Signal zu empfangen und ein quantisiertes und abgetastetes Signal zu erzeugen, und eine Rauschformungsschaltung gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, die mit der Analog-Digital-Wandler-Schaltung gekoppelt ist, um das quantisierte und abgetastete Signal als das Eingangssignal zu empfangen.
Bei Beispiel 23 kann der Gegenstand von Beispiel 22 optional die Rauschformungsschaltung umfassen, umfassend eine Signalverarbeitungsschaltung, die ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus einem Requantisieren des Eingangssignals, einem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt wird, einem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Eingangssignals, das an die Rauschformungsschaltung bereitgestellt wird, und einem zumindest teilweisen Kompensieren einer Nichtlinearität der Analog-Digital-Wandler-Schaltung.
Beispiel 24 ist ein Frequenzsynthesizer umfassend eine Referenzoszillatorschaltung, und einen Digital-Zeit-Wandler gemäß einem der Beispiele 19 bis 21, wobei die Referenzoszillatorschaltung mit der Digital-Zeit-Wandler-Schaltung gekoppelt ist und ausgebildet ist, um das Oszillationssignal an den Digital-Zeit-Wandler bereitzustellen, wobei die Digital-Zeit-Wandler-Schaltung ausgebildet ist, um das verarbeitete Oszillationssignal als ein Lokal-Oszillator-Signal bereitzustellen.
Bei Beispiel 25 kann der Gegenstand von Beispiel 24 optional eine Mehrzahl von Digital-Zeit-Wandlern gemäß einem der Beispiele 19 bis 21 umfassen, wobei jede der Digital-Zeit-Wandler-Schaltungen mit der Referenzoszillatorschaltung gekoppelt ist, um das Oszillationssignal zu empfangen, das durch die Referenzoszillatorschaltung erzeugt wird.
Bei Beispiel 26 kann der Gegenstand von Beispiel 25 optional die Lokaloszillatorschaltung umfassen, die eine einzelne Referenzoszillatorschaltung umfasst, die mit allen Digital-Zeit-Wandler-Schaltungen der Mehrzahl von Digital-Zeit-Wandlern gekoppelt ist, um den Digital-Zeit-Wandler-Schaltungen dasselbe Oszillations-Signal bereitzustellen.
Bei Beispiel 27 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 24 bis 26 optional die Referenzoszillatorschaltung umfassen, die eine Induktivität oder eine andere magnetisch aktive Komponente umfasst.
Beispiel 28 ist ein Sender, ein Empfänger oder ein Sendeempfänger, umfassend einen Frequenzsynthesizer gemäß einem der Beispiele 24 bis 27.
Bei Beispiel 29 kann der Gegenstand von Beispiel 28 optional eine Mischerschaltung umfassen, die mit dem Digital-Zeit-Wandler gekoppelt ist, um das verarbeitete Oszillationssignal des Digital-Zeit-Wandlers als das Lokaloszillatorsignal zu empfangen.
Bei Beispiel 30 kann der Gegenstand von Beispiel 29 optional zumindest eines umfassen aus einer Antenne, die mit der Mischerschaltung gekoppelt ist, und einem Anschluss, der mit der Mischerschaltung gekoppelt ist und ausgebildet ist, um eine Antenne mit der Mischerschaltung zu koppeln.
Beispiel 31 ist ein Digital-Analog-Wandler, umfassend eine Digital-Analog-Wanderschaltung, die ausgebildet ist, um ein digitales Signal zu empfangen und um ein analoges Signal zu erzeugen, und eine Rauschformungsschaltung gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, die mit der Digital-Analog-Wandler-Schaltung gekoppelt ist, um ein Eingangssignal zu empfangen und um das Ausgangssignal als das digitale Signal für die Digital-Analog-Wandler-Schaltung zu erzeugen.
Bei Beispiel 32 kann der Gegenstand von Beispiel 31 optional die Rauschformungsschaltung umfassen, umfassend eine Signalverarbeitungsschaltung, die ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus einem Requantifizieren des Eingangssignals, einem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt wird, einem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Eingangssignals, das an die Rauschformungsschaltung bereitgestellt wird, einem zumindest teilweisen Kompensieren einer Nichtlinearität des Digital-Analog-Wandlers und einem zumindest teilweisen Kompensieren einer Fehlanpassung des Digital-Analog-Wandlers.
Beispiel 33 ist ein Verfahren zum Formen von Rauschen in einem Eingangssignal, das Verfahren umfassend das Erzeugen eines Dither-Signals unter Verwendung eines Dither-Generators, das Erzeugen eines Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal in einem Vorwärtssignalweg, das Rückkoppeln eines Rückkopplungssignals basierend auf dem Ausgangssignal an den Vorwärtssignalweg unter Verwendung eines Rückkopplungssignalwegs, und das Koppeln des Dither-Signals in den Vorwärtssignalweg, um das Eingangssignal zu modifizieren, und in den Rückkopplungssignalweg.
Bei Beispiel 34 kann der Gegenstand von Beispiel 33 optional das Rückkoppeln des Rückkopplungssignals umfassen, was das Erzeugen des Rückkopplungssignals basierend auf einem Fehlersignal und das Bereitstellen des Rückkopplungssignals an den Vorwärtssignalweg durch ein Rauschformungsfilter umfasst, wobei das Fehlersignal eine Differenz des Ausgangssignals im Hinblick auf einen gewünschten Wert anzeigt.
Bei Beispiel 35 kann der Gegenstand von Beispiel 34 optional das Erzeugen des Ausgangssignals umfassen, was das Erzeugen des Ausgangssignals durch eine Signalverarbeitung basierend auf dem Eingangssignal umfasst, das durch das Dither-Signal modifiziert ist.
Bei Beispiel 36 kann der Gegenstand von Beispiel 35 optional das Rückkoppeln des Rückkopplungssignals umfassen, was das Subtrahieren eines Signals vor der Signalverarbeitung und des Ausgangssignals des Vorwärtssignalwegs und das Erzeugen des Fehlersignals, basierend auf einer Differenz des Ausgangsignals und des Signals vor der Signalverarbeitung, umfasst.
Bei Beispiel 37 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 35 oder 36 optional die Signalverarbeitung umfassen, was das Modifizieren eines Werts des Signals vor dem Modifizieren aufweist.
Bei Beispiel 38 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 35 bis 37 optional die Signalverarbeitung umfassen, umfassend zumindest eines aus einem Requantifizieren des Signals, das verarbeitet werden soll, einem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Signals vor der Signalverarbeitung, und einem zumindest teilweisen Kompensieren einer Nichtlinearität einer Komponente.
Bei Beispiel 39 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 34 bis 38 optional das Koppeln des Dither-Signals in den Rückkopplungssignalweg umfassen, umfassend das Kombinieren des Fehlersignals mit dem Dither-Signal, um ein gedithertes Fehlersignal bereitzustellen, und Bereitstellen des geditherten Fehlersignals an das Rauschformungsfilter.
Bei Beispiel 40 kann der Gegenstand von Beispiel 39 optional das Koppeln des Dither-Signals in den Vorwärtssignalweg und in den Rückkopplungssignalweg umfassen, was das Kombinieren des Dither-Signals mit derselben Phasenbeziehung aufweist.
Bei Beispiel 41 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 33 bis 40 optional umfassen, dass das Verfahren digital ausgeführt wird, wobei die Signale eine Sequenz aus digitalen Werten aufweisen.
Bei Beispiel 42 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 31 bis 41 optional das Rückkoppeln des Rückkopplungsignals umfassen, was das Modifizieren des Eingangssignals durch Kämmen des Eingangssignals mit dem Rückkopplungssignal aufweist.
Bei Beispiel 43 kann der Gegenstand von Beispiel 42 optional das Kombinieren des Eingangssignals mit dem Rückkopplungssignal umfassen, was das Subtrahieren des Rückkopplungssignals von dem Eingangssignal aufweist, um das Eingangssignal zu modifizieren.
Bei Beispiel 44 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 33 bis 43 optional das Erzeugen des Dither-Signals umfassen, was das Erzeugen des Dither-Signals basierend zumindest auf einem aus einem Zufallssignal, einem Pseudo-Zufallssignal und einem Dither-Eingangssignal aufweist.
Bei Beispiel 45 kann der Gegenstand von Beispiel 44 optionales Erzeugen des Dither-Signals umfassen, was das Erzeugen des Dither-Signals aufweist, das eine Spektraldichte aufweist, die von dem Dither-Eingangssignal abhängt.
Bei Beispiel 46 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 33 bis 45 optional das Erzeugen des Dither-Signals umfassen, was das Erzeugen des Dither-Signals aufweist, das eine spektrale Dichte von weißem Rauschen, eine spektrale Dichte von rosa Rauschen, eine spektrale Dichte von Brownschem Rauschen oder eine hochpassgefilterte spektrale Dichte von weißem Rauschen aufweist.
Beispiel 47 ist ein maschinenlesbares Speicherungsmedium, umfassend einen Programmcode, der bei der Ausführung verursacht, dass eine Maschine das Verfahren von einem der Beispiele 33 bis 46 ausführt.
Beispiel 48 ist eine maschinenlesbare Speicherung, die maschinenlesbare Anweisungen umfasst, die bei der Ausführung ein Verfahren implementieren oder eine Vorrichtung realisieren, wie in den abhängigen Beispielen beschrieben ist.
Beispiel 49 ist ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen von einem der Verfahren der Beispiele 33 bis 46, wenn das Computerprogramm auf einen Computer oder Prozessor ausgeführt wird.
Beispiel 50 ist ein Mittel zum Formen des Rauschens in einem Eingangssignal, das Mittel umfassend ein Mittel zum Erzeugen eines Dither-Signals, ein Mittel zum Erzeugen eines Ausgangssignals basierend auf dem Eingangssignal in einem Vorwärtssignalweg, ein Mittel zum Rückkoppeln eines Rückkopplungssignals basierend auf dem Ausgangssignal an dem Vorwärtssignalweg unter Verwendung eines Rückkopplungssignalwegs, und ein Mittel zum Koppeln des Dither-Signals in den Vorwärts-Signalweg, um das Eingangssignal zu modifizieren, und in den Rückkopplungssignalweg.
Das Einsetzen einer Rauschformungsschaltung gemäß einem Beispiel kann das Gesamtrauschverhalten verbessern.
Beispiele können daher ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen eines der obigen Verfahren bereitstellen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird. Ein Fachmann würde leicht erkennen, dass Schritte verschiedener oben beschriebener Verfahren durch programmierte Computer ausgeführt werden können. Hierbei sollen einige Beispiele auch Programmspeichervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien, abdecken, die maschinen- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare oder computerausführbare Programme von Anweisungen codieren, wobei die Anweisungen einige oder alle der Schritte der oben beschriebenen Verfahren ausführen. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speichermedien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien sein. Auch sollen die Beispiele Computer programmiert zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren oder (feld-)programmierbare Logik-Arrays ((F)PLA = (Field) Programmable Logic Arrays) oder (feld-)programmierbare Gate-Arrays ((F)PGA = (Field) Programmable Gate Arrays) programmiert zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren abdecken.
Die Beschreibung und die Zeichnungen stellen nur die Prinzipien der Offenbarung dar. Der Fachmann auf dem Gebiet wird in der Lage sein, verschiedene Anordnungen zu erdenken, die, obwohl sie hierin nicht explizit beschrieben oder gezeigt sind, die Prinzipien der Offenbarung verkörpern und innerhalb ihres Wesens und Schutzbereichs umfasst sind. Ferner sind alle hierin angeführten Beispiele ausdrücklich nur zu pädagogischen Zwecken gedacht, um den Leser beim Verständnis der Prinzipien der Offenbarung und der Konzepte zu unterstützen, die durch den oder die Erfinder beigetragen wurden, um die Technik weiterzuentwickeln, und sollen nicht als Einschränkung für solche hierin angeführten Beispiele und Bedingungen angesehen werden. Ferner sollen alle hierin angeführten Aussagen, die Prinzipien, Aspekte und Beispiele der Offenbarung angeben, sowie spezifische Beispiele derselben, auch Entsprechungen derselben umfassen.
Funktionale Blöcke, bezeichnet als „Mittel zum ...” (Ausführen einer bestimmten Funktion), sollen als funktionale Blöcke angesehen werden, die eine Schaltungsanordnung aufweisen, die ausgebildet ist zum Ausführen bzw. zur Ausführung einer bestimmten Funktion.
Somit kann ein „Mittel zum ...” auch als ein „Mittel, ausgebildet oder geeignet zum ...” verstanden werden. Ein Mittel, das zum Ausführen einer bestimmten Funktion ausgebildet ist, impliziert nicht, dass ein solches Mittel notwendigerweise die Funktion ausführt (zu einem gegebenen Zeitpunkt).
Funktionen verschiedener, in den Figuren gezeigter Elemente, die jegliche Funktionsblöcke umfassen, die als „Mittel”, „Mittel zum Bereitstellen eines Sensorsignals”, „Mittel zum Erzeugen eines Sendesignals” etc. gekennzeichnet sind, können durch die Verwendung dedizierter Hardware wie beispielsweise „eines Signalanbieters”, „einer Signalverarbeitungseinheit”, „eines Prozessors”, „einer Steuerung”, usw. wie auch als Hardware fähig der Ausführung von Software in Verbindung mit zugehöriger Software bereitgestellt werden. Ferner kann jede hierin als „Mittel” beschriebene Einheit „einem oder mehreren Modulen”, „einer oder mehreren Vorrichtungen”, „einer oder mehreren Einheiten” usw. entsprechen oder derart implementiert sein. Wenn sie durch einen Prozessor bereitgestellt werden, können die Funktionen durch einen einzelnen, dedizierten Prozessor, einen einzelnen, gemeinschaftlich verwendeten Prozessor oder durch eine Mehrzahl von individuellen Prozessoren bereitgestellt werden, wobei einige derselben gemeinschaftlich verwendet werden können. Ferner sollte die explizite Verwendung des Ausdrucks „Prozessor” oder „Steuerung” nicht derart ausgelegt werden, dass sie sich ausschließlich auf Hardware bezieht, die in der Lage ist, Software auszuführen, und kann implizit und ohne Einschränkung eine Digitalsignalprozessor-Hardware (DSP-Hardware; DSP = Digital Signal Processor), einen Netzwerkprozessor, eine anwendungsspezifische, integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), einen Nur-Lese-Speicher (ROM = Read Only Memory) zum Speichern von Software, einen Direktzugriffsspeicher (RAM = Random Access Memory) und eine nichtflüchtige Speichervorrichtung (storage) umfassen. Andere Hardware, ob herkömmlich und/oder kundenspezifisch, kann ebenfalls umfasst sein.
Der Fachmann auf dem Gebiet sollte erkennen, dass jegliche Blockdiagramme hierin konzeptionelle Ansichten einer darstellenden Schaltungsanordnung darstellen, die die Prinzipien der Offenbarung verkörpern. Auf ähnliche Weise wird darauf hingewiesen, dass jegliche Flussdiagramme, Ablaufdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse darstellen, die im Wesentlichen in einem computerlesbaren Medium verkörpert sein können und somit durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden können, egal ob ein solcher Computer oder Prozessor explizit gezeigt ist oder nicht.
Ferner sind die nachfolgenden Ansprüche hierdurch in die detaillierte Beschreibung eingelagert, wobei jeder Anspruch für sich als separates Beispiel stehen kann. Während jeder Anspruch für sich als separates Beispiel stehen kann, sollte darauf hingewiesen werden, dass – obwohl sich ein abhängiger Anspruch in den Ansprüchen auf eine spezifische Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann – andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand von jedem anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruch umfassen können. Solche Kombinationen sind hierin vorgeschlagen, außer es ist angegeben, dass eine spezifische Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner ist es die Absicht, auch Merkmale eines Anspruchs in jeglichen anderen unabhängigen Anspruch zu integrieren, auch wenn dieser Anspruch nicht direkt von dem unabhängigen Anspruch abhängig ist.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass Verfahren, die in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbart sind, durch eine Vorrichtung implementiert sein können, die ein Mittel zum Ausführen von jeglichem der entsprechenden Schritte dieser Verfahren aufweist.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Offenbarung von mehreren Prozessen, Schritten oder Funktionen, die in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbart sind, nicht darauf beschränkt sein soll, dass sie in der spezifischen Reihenfolge ist. Daher schränkt die Offenbarung von mehreren Schritten oder Funktionen diese nicht auf eine bestimmte Reihenfolge ein, außer solche Schritte oder Funktionen sind aus technischen Gründen nicht austauschbar. Weiterhin kann in einigen Beispielen ein einzelner Schritt mehrere Teilschritte einschließen oder in diese aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieser Einzelschritts bilden, sofern sie nicht ausdrücklich ausgeschlossen sind.

Claims

Eine Rauschformungsschaltung (120), umfassend: einen Vorwärtssignalweg (130), der ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal basierend auf einem Eingangssignal zu erzeugen; einen Rückkopplungssignalweg (140), der ausgebildet ist, um ein Rückkopplungssignal basierend auf dem Ausgangssignal zu dem Vorwärtssignalweg (130) zurück zu koppeln; und einen Dither-Generator (160), der ausgebildet ist, um ein Dither-Signal zu erzeugen und das Dither-Signal in den Vorwärtssignalweg (130) zu koppeln, um das Eingangssignal zu modifizieren, und in den Rückkopplungssignalweg (140) zu koppeln.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 1, wobei der Rückkopplungssignalweg (140) ein Rauschformungsfilter (150) umfasst, das ausgebildet ist, um das Rückkopplungssignal basierend auf einem Fehlersignal zu erzeugen und um das Rückkopplungssignal an den Vorwärtssignalweg (130) bereitzustellen, wobei das Fehlersignal eine Differenz des Ausgangssignals im Hinblick auf einen gewünschten Wert anzeigt.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 2, wobei der Vorwärtssignalweg (130) ferner eine Signalverarbeitungsschaltung (170) umfasst, die ausgebildet ist, um das Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, das durch das Dither-Signal modifiziert ist.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 3, wobei der Rückkopplungssignalweg (140) einen Subtrahierer (180) umfasst, der mit einem Eingang der Signalverarbeitungsschaltung (170) und einem Ausgang des Vorwärtssignalwegs gekoppelt ist, um das Ausgangssignal zu empfangen, und ausgebildet ist, um das Fehlersignal basierend auf einer Differenz des Ausgangssignals und des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung (170) bereitgestellt wird, zu erzeugen.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Signalverarbeitungsschaltung (170) eine Quantisierungsschaltung umfasst, die ausgebildet ist, um einen Wert des Signals zu modifizieren, das an die Quantisierungsschaltung bereitgestellt wird.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Signalverarbeitungsschaltung (170) ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus dem Requantisieren des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung (170) bereitgestellt wird, dem Reduzieren der Anzahl von unterschiedlichen Werten, die das Ausgangssignal annehmen kann, im Hinblick auf die Anzahl von unterschiedlichen Werten des Signals, das an die Signalverarbeitungsschaltung (170) bereitgestellt wird, und dem zumindest teilweisen Kompensieren einer Nichtlinearität einer Komponente, die mit der Rauschformungsschaltung (120) gekoppelt ist.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Rückkopplungssignalweg (140) einen Dither-Signalkombinierer (190) umfasst, der ausgebildet ist, um das Fehlersignal mit dem Dither-Signal zu kombinieren, um ein gedithertes Fehlersignal an das Rauschformungsfilter (150) bereitzustellen.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 7, wobei der Vorwärtssignalweg (130) einen Dither-Signalkombinierer (200) umfasst, der zwischen einen Eingang und einen Ausgang des Vorwärtssignalwegs gekoppelt ist, um das Dither-Signal mit dem Signal zu kombinieren, das an den Dither-Signalkombinierer (200) des Vorwärtssignalwegs (130) bereitgestellt wird.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 8, wobei der Dither-Signalkombinierer (190) des Rückkopplungssignalwegs (140) und der Dither-Signalkombinierer (200) des Vorwärtssignalwegs (130) ausgebildet sind, um das Dither-Signal mit derselben Phasenbeziehung zu kombinieren.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Rauschformungsschaltung (120) eine digitale Rauschformungsschaltung ist, und wobei der Vorwärtssignalweg (130), der Rückkopplungssignalweg (140) und der Dither-Generator (160) ausgebildet sind, um Signale zu empfangen, zu verarbeiten und bereitzustellen, die eine Sequenz aus digitalen Werten aufweisen.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Vorwärtssignalweg (130) einen Rückkopplungskombinierer 210 umfasst, der ausgebildet ist, um das Eingangssignal zu modifizieren durch Kombinieren des Eingangssignals mit dem Rückkopplungssignal.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 11, wobei der Rückkopplungskombinierer (210) ausgebildet ist, um das Rückkopplungssignal von dem Eingangssignal zu subtrahieren.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Dither-Generator (160) ausgebildet ist, um das Dither-Signal basierend zumindest auf einem eines Zufallssignals, eines Pseudozufallssignals und eines Dither-Eingangssignals zu erzeugen.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 13, wobei der Dither-Generator (160) ausgebildet ist, um das Dither-Signal zu erzeugen, das eine Spektraldichte aufweist, die von dem Dither-Eingangssignal abhängt.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Dither-Generator (160) ausgebildet ist, um das Dither-Signal zu erzeugen, umfassend zumindest eines einer spektralen Dichte von weißem Rauschen, einer spektralen Dichte von rosa Rauschen, einer spektralen Dichte von Brownschem Rauschen, und einer hochpassgefilterten spektralen Dichte von weißem Rauschen.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Dither-Generator (160) zumindest eines umfasst eines Zufallszahlengenerators (290), eines Pseudozufallszahlengenerators (300) und einer Nachschlagtabelle, um ein Zufallssignal oder ein Pseudozufallssignal zu erzeugen.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 16, wobei der Dither-Generator (160) ferner eine Verarbeitungsschaltung (330) aufweist, die ausgebildet ist, um das Zufallssignal oder das Pseudozufallssignal zu verarbeiten.
Die Rauschformungsschaltung (120) gemäß Anspruch 17, wobei die Verarbeitungsschaltung (330) des Dither-Generators (160) ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus einem Hochpassfiltern des Zufallssignals oder des Pseudozufallssignals, einem Differenzieren des Zufallssignals oder des Pseudozufallssignals und einem Modifizieren einer Verteilung von Werten des Zufallssignals oder des Pseudozufallssignals basierend auf einem Dither-Eingangssignal.
Ein Digital-Zeit-Wandler (100), umfassend: eine Rauschformungsschaltung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Rauschformungsschaltung (120) ausgebildet ist, um ein Steuerungssignal als das Eingangssignal zu empfangen; und eine Digital-Zeit-Wandler-Schaltung (110), die mit einem Ausgang der Rauschformungsschaltung (120) gekoppelt ist, um das Ausgangssignal aus der Rauschformungsschaltung als ein modifiziertes Steuerungssignal zu empfangen, wobei die Digital-Zeit-Wandler-Schaltung (110) ausgebildet ist, um ein verarbeitetes Oszillationssignal durch Verzögern eines Oszillations-Signals ansprechend auf das modifizierte Steuerungssignal zu erzeugen.
Der Digital-Zeit-Wandler (100) gemäß Anspruch 19, wobei die Rauschformungsschaltung (120) eine Signalverarbeitungsschaltung umfasst, die ausgebildet ist, um zumindest eines auszuführen aus dem Reduzieren einer Anzahl von unterschiedlichen Zuständen des Ausgangssignals im Vergleich zu dem Signal, das an die Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt wird, und dem Kompensieren einer Nichtlinearität der Digital-Zeit-Wandler-Schaltung vollständig oder zumindest teilweise.
Der Digital-Zeit-Wandler (100) gemäß einem der Ansprüche 19 oder 20, wobei der Digital-Zeit-Wandler (100) ein digitaler Digital-Zeit-Wandler ist.
Ein Frequenzsynthesizer (400) umfassend: eine Referenzoszillatorschaltung (410); und einen Digital-Zeit-Wandler (100) gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei die Referenzoszillatorschaltung (410) mit der Digital-Zeit-Wandler-Schaltung gekoppelt ist und ausgebildet ist, um das Oszillationssignal an den Digital-Zeit-Wandler (100) bereitzustellen, wobei die Digital-Zeit-Wandler-Schaltung (110) ausgebildet ist, um das verarbeitete Oszillationssignal als ein Lokal-Oszillator-Signal bereitzustellen.
Ein Sender (500), ein Empfänger (510) oder ein Sendeempfänger (520), umfassend einen Frequenzsynthesizer (400) gemäß Anspruch 22.
Ein Verfahren zum Formen von Rauschen in einem Eingangssignal, das Verfahren umfassend: Erzeugen (P100) eines Dither-Signals unter Verwendung eines Dither-Generators (160); Erzeugen (P110) eines Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal in einem Vorwärtssignalweg (130); Rückkoppeln (P120) eines Rückkopplungssignals basierend auf dem Ausgangssignal an den Vorwärtssignalweg (130) unter Verwendung eines Rückkopplungssignalwegs (140); und Koppeln (P130) des Dither-Signals in den Vorwärtssignalweg (130), um das Eingangssignal zu modifizieren, und in den Rückkopplungssignalweg (140).
Ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß Anspruch 24, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird.