DE10250632A1

DE10250632A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Mischen eines Digitalsignals mit einem Analogsignal

Info

Publication number: DE10250632A1
Application number: DE10250632A
Authority: DE
Inventors: Peter Bogner; Franz Kuttner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-19
Also published as: US20040135714A1; US6831582B2

Abstract

Bei einem Verfahren bzw. einer Schaltungsanordnung zum Mischen eines Digitalsignals (4) mit einem Analogsignal (7), wobei ein Digital-Analog-Wandler (1) mit Stromausgang und ein Mischer (3) mit Stromeingang verwendet wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die gesamte Schaltungsanordnung im Strombereich zu betreiben. Dies bedeutet, dass der Stromausgang des Digital-Analog-Wandlers (1) ggf. unter Zwischenschaltung eines ebenfalls im Strombereich arbeitenden Filters (2) direkt den Stromeingang des Mischers (3) beaufschlagt, ohne dass eine Umwandlung der auftretenden Stromsignale zwischen dem Digital-Analog-Wandler (1) und dem Mischer (3) in eine Spannung erfolgen würde. Damit kann der Schaltungsaufwand auf Grund des Wegfalls verschiedener Komponenten verringert und die Signalqualität verbessert werden, da Verzerrungen und Rauschen in Folge einer Stromspannungswandlung am Ende des Digital-Analog-Wandlers (1) bzw. einer Spannungstromwandlung am Eingang des Mischers (3) entfallen. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die drahtlose Übertragung von Daten und insbesondere Sprachsignalen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zum Mischen eines Digitalsignals mit einem Analogsignal.

Zum Mischen eines Digitalsignals mit einem analogen Signal ist es bekannt, das Digitalsignal in ein analoges Spannungssignal umzuwandeln, welches nach Filterung einen Mischer beaufschlagt. Da üblicherweise Mischer mit Stromeingängen versehen werden, ist zuvor eine Umwandlung des gefilterten Ausgangssignals des Digital-Analog-Wandlers in ein Stromsignal erforderlich. Eine derartige bekannte Vorrichtung ist in 3 dargestellt. Dabei wird ein Digital-Analog-Wandler 1 von einem Digitalsignal 4 beaufschlagt. Der Digital-Analog-Wandler 1 liefert ein Stromsignal 5, welches einen Widerstand 11 beaufschlagt, so dass am Widerstand 11 ein Spannungssignal anliegt, das in einem Filter 2, der vorzugsweise ein Tiefpassfilter ist, gefiltert wird. Das Filter 2 liefert als Ausgangssignal 6 ein Spannungssignal, welches in einem Spannungsstromwandler 9 in ein entsprechendes Stromsignal 10 umgewandelt wird, welches den Mischer 3 beaufschlagt. Eine vorherige Umwandlung in das Stromsignal 10 ist erforderlich, da der Mischer 3 einen Stromeingang aufweist. Der Mischer 3 wird weiterhin von einem zweiten Signal 7 beaufschlagt, mit dem das Digitalsignal 4 letztendlich gemischt werden soll, und liefert an seinem Ausgang ein Mischsignal 8.

Diese beschriebene Schaltungsanordnung besitzt den Nachteil, dass das Stromsignal 5 am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 1 an dem Widerstand 11 zu einem Spannungshub führt, der auf den Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 1 rückwirkt und auf diese Weise das Stromsignal 5 am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 1 moduliert, wodurch sein Ausgangssignal gestört wird. Eine weitere Störungsquelle wird durch den erforderlichen Spannungsstromwandler 9 eingeführt, der weitere Störungen und insbesondere Nichtlinearitäten einführt. Weiterhin bedeuten die zunächst am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 1 zur Stromspannungswandlung und schließlich vor dem Mischer 7 zur Spannungsstromwandlung erforderlichen Komponenten einen zusätzlichen Aufwand, der sich nachteilig bei der Entwicklung, den Kosten und der Herstellung auswirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung bzw. ein Verfahren zum Mischen eines Digitalsignals mit einem zweiten Signal zu schaffen, wobei ein geringer Aufwand und geringe Störungen und Signalverzerrungen erzielt werden können.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Erfindungsgemäß wird die gesamte Schaltung in der Stromdomain bzw. im Strombereich betrieben, wozu ein Digital-Analog-Wandler mit Stromausgang verwendet wird, der ohne Stromspannungswandlung einen Stromeingang eines Mischers beaufschlagt.

Auf Grund der wenigen Komponenten wird ein geringes Rauschen, geringe Verzerrungen und ein geringerer Schaltungsaufwand erreicht. Der Grund dafür ist, dass in der Regel ohnehin Mischer mit Stromeingang verwendet werden und der bei derartigen Systemen verwendete Digital-Analog-Wandler meistens einen Stromausgang besitzt. Ein derartiger Digital-Analog-Wandler kann intern beispielsweise geschaltete Stromquellen aufweisen.

Vorzugsweise ist der Stromausgang des Digital-Analog-Wandlers mit einer Diode oder allgemein mit einem nicht Ohm'schen Ele ment abgeschlossen, so dass ein Variieren des Stromsignals am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers zu keinen oder nur geringen Spannungsschwankungen am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers führt. Eine derartige Komponente zum Abschluss des Stromausgangs des Digital-Analog-Wandlers, wie insbesondere eine Diode, kann vorzugsweise im Mischer angeordnet sein, wobei vorteilhafterweise eine ohnehin im Mischer vorhandene Komponente dazu verwendet wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird zwischen den Digital-Analog-Wandler und den Mischer ein Filter zwischengeschaltet, welches jedoch in der Stromdomain bzw. im Strombereich arbeitet. Das Filter kann sowohl passiv als auch aktiv sein. Ein passives Filter kann insbesondere ein LC-Filter sein.

Bei Verwendung eines aktiven Filters können als aktive Elemente beispielsweise Transkonduktanzverstärker anstelle der Operationsverstärker verwendet werden, die üblicherweise bei Filtern im Spannungsbereich verwendet werden.

Das verwendete Filter weist vorzugsweise eine Tiefpasscharakteristik auf, um von der Digital-Analog-Wandlung eingeführte höherfrequente Anteile zu beseitigen, kann aber auch jede beliebige Durchlasscharakteristik aufweisen. Denkbar ist es auch, das Filter als Bandpass auszulegen.

Die erfindungsgemäße Lösung wird vorteilhafterweise bei der drahtlosen Datenübertragung verwendet, wobei vorzugsweise das Digitalsignal ein zu übertragendes Informationssignal und das zweite Signal das Trägersignal darstellt. Vorteilhafterweise findet die erfindungsgemäße Lösung bei der mobilen Telekommunikation Anwendung, wobei das Digitalsignal digital codierte Sprachsignale aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt den schematischen Aufbau einer Schaltungsanordnung zum Mischen eines Digitalsignals mit einem zweiten Signal gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt den schematischen Aufbau einer Schaltungsanordnung zum Mischen eines Digitalsignals mit einem zweiten Signal gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
3 zeigt den schematischen Aufbau einer bekannten Schaltungsanordnung zum Mischen eines Digitalsignals mit einem Analogsignal.
Die in 1 dargestellte Schaltungsanordnung zum Mischen eines Digitalsignals 4 mit einem zweiten Signal 7 umfasst einen Digital-Analog-Wandler 1, der eingangsseitig vom Digitalsignal 4 beaufschlagt wird und ausgangsseitig ein Stromsignal 5 liefert. Der Digital-Analog-Wandler 1 besitzt einen Stromausgang, so dass das Ausgangssignal 5 ein Stromsignal ist.
Das Stromsignal 5 beaufschlagt ein Filter 2, das als Tiefpass ausgelegt ist und im Strombereich arbeitet. Das Filter 2 kann sowohl passiv als auch aktiv sein und liefert ausgangsseitig ein zweites Stromsignal 6, welches einen Mischer 3 beaufschlagt.
Der Mischer 3 besitzt zwei Stromeingänge, von denen einer von dem zweiten Stromsignal 6 am Ausgang des Filters 2 und der andere von dem zweiten Signal 7 beaufschlagt ist. Das zweite Signal 7 ist ebenso ein Stromsignal.
Ausgangsseitig liefert der Mischer 3 ein Mischsignal 8, welches dem Mischergebnis des zweiten Signals 7 und des vom Digitalsignal 4 abgeleiteten zweiten Stromsignals 6 entspricht.
Die in 1 dargestellte Schaltungsanordnung dient zur drahtlosen Übertragung von Telekommunikationsdaten, insbesondere von Sprachsignalen. Dazu enthält das Digitalsignal 4 die zu übertragenden Daten bzw. Sprachsignale und stellt das zweite Signal 7 das zur Funkübertragung verwendete Trägersignal dar. Ein derartiger Anwendungsfall ist insbesondere die mobile Telekommunikation, wobei die in 1 dargestellte Schaltungsanordnung sowohl in einem Benutzerendgerät als auch in einer Basisstation verwendet werden kann.
In 2 ist eine Schaltungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei in diesem Fall auf eine Filterung des Ausgangssignals 5 des Digital-Analog-Wandlers 1 verzichtet worden ist. Dementsprechend vereinfacht sich der Aufbau der Schaltungsanordnung, da in diesem Fall das Ausgangssignal 5 des Digital-Analog-Wandlers 1 direkt den Mischer 3 beaufschlagt. Mit Ausnahme des Filters 2 entspricht somit die in 2 dargestellte Schaltungsanordnung der 1 dargestellten. Auch die in 2 dargestellte Schaltungsanordnung dient vorzugsweise zur Verwendung bei der drahtlosen Signalübertragung insbesondere von Sprachsignalen. In Bezug auf den Verwendungszweck und die Art der Signale gilt für die Schaltungsanordnung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel das zuvor in Verbindung mit der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung Gesagte.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann somit eine Verringerung des Schaltungsaufwands und insbesondere eine Verbesserung der Signalqualität erreicht werden, da im Vergleich zu der in 3 dargestellten bekannten Schaltungsanordnung Komponenten zur Stromspannungswandlung bzw. Spannungsstromwandlung entfallen können und ein Digital-Analog-Wandler 1 mit Stromausgang auf Grund der entbehrlichen nachfolgenden Stromspannungswandlung in einer vorteilhafteren Betriebsweise betrieben werden kann.

Claims

Verfahren zum Mischen eines Digitalsignals (4) mit einem zweiten Signal (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Digitalsignal (4) mittels eines Digital-Analog-Wandlers (1) mit Stromausgang in ein analoges Stromsignal (5) gewandelt wird, mit welchem Stromsignal (5) der Stromeingang eines Mischers (3) beaufschlagt wird, der weiterhin mit dem zweiten Signal (7) beaufschlagt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromsignal (5) vor dem Beaufschlagen des Stromeingangs des Mischers (3) mittels eines im Strombereich arbeitenden Filters (2) gefiltert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromsignal (5) tiefpassgefiltert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Signal (7) ein Trägersignal zur drahtlosen Übertragung des Digitalsignals (4) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Digitalsignal (4) digital codierte Sprachsignale aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei der mobilen Telekommunikation verwendet wird.
Schaltungsanordnung zum Mischen eines Digitalsignals (4) mit einem zweiten Signal (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen Digital-Analog-Wandler (1) mit einem Stromausgang und einen Mischer (3) mit einem Stromeingang umfasst, wobei der Digital-Analog-Wandler (1) und der Mischer (3) derart miteinander verschaltet sind, dass der Stromausgang des Digital-Analog-Wandlers (1) den Stromeingang des Mischers (3) mittels eines Stromsignals beaufschlagt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromausgang des Digital-Analog-Wandlers mit einer Diode abgeschlossen ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode Bestandteil des Mischers (3) ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Digital-Analog-Wandler (1) und dem Mischer (3) ein im Strombereich arbeitendes Filter (2) zwischengeschaltet ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingerichtet ist.