[发明专利]有限冲击响应型数模转换器

说明书

技术领域

本发明的一方面涉及一种包括有限冲击响应型数模转换器的信号处理装置。这种数模转换器将串行比特流转换成模拟输出信号。例如，该信号处理装置可以是所谓的机顶盒或从射频频谱中的选定频道获得视频、音频和其它数据的另一类型的接收机。例如，该数模转换器可以构成向扬声器提供模拟音频输出信号的音频电路的一部分。本发明的其它方面涉及一种信号处理方法及一种信息呈现系统。

背景技术

美国专利第6,501,408号描述了一种有限冲击响应数模转换器(FIRDAC)。一般而言，FIRDAC包括具有多个级的移位寄存器，该多个级接收比特流输入信号，该比特流输入信号是具有一比特的幅度分辨率的连续数据流。每一级接通或断开专用电流源。将由该移位寄存器的所有级据此所产生的电流相加，以产生FIRDAC的输出电流。因此，每一级产生对FIRDAC的总输出电流有贡献的输出电流。然而，FIRDAC的级并非均以相同的程度来作出贡献。为了获得期望的滤波器特性，每一级都具有相关的加权系数，该系数是由电流源的输出电流的幅值构成。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的有限冲击响应型数模转换器。本发明由独立权利要求所限定。从属权利要求限定了有利的实施例。

根据本发明的一方面，一种信号处理装置，包括具有下列特性的有限冲击响应型数模转换器。该数模转换器包括至少两个电流源阵列。在第一电流源阵列中，电流定义单元产生第一基本电流，并且多个第一电流拷贝单元提供第一基本电流的相应的成比例拷贝，以构成第一滤波系数电流。在另外的电流源阵列中，另外的电流定义单元产生另外基本电流，并且多个另外的电流拷贝单元提供另外的基本电流的相应的成比例拷贝，以构成另外的滤波系数电流。开关移位阵列(switch-and-shift array)根据串行比特流中的相应的连续比特值，将相应的第一滤波系数电流分别传送至信号输出端或另一点。

本发明考虑以下几个方面。有限冲击响应型数模转换器典型地包括提供多个直流(DC)电流的电流源装置，该多个直流(DC)电流的相应的幅值彼此具有特定比率。该数模转换器具有取决于该特定比率(在下文中称为电流幅值比)的滤波器特性。因此，该电流幅值比定义了数模转换器的滤波器特性。实际上，前述的DC电流构成了有限冲击响应滤波器的滤波系数。因此，可以将前述的DC电流称为滤波系数电流。

理想情况下，电压幅值比应等于符合期望滤波器特性的期望电流幅值比，该期望滤波器特性提供了最优信号质量。如果电流幅值比偏离期望电流幅值比，则信号质量是次优的。电流幅值比偏离期望电流幅值比的程度越大，信号质量就越恶化。

可以以下列方式来定义电流幅值比。电流定义单元产生基本电流，多个电流拷贝单元以类似电流镜的方式提供了对基本电流的成比例拷贝。更具体地，基本电流流经电流定义单元中的晶体管，从而产生电流拷贝电压。接收电流拷贝电压的电流拷贝单元中的晶体管提供基本电流的成比例拷贝。每一滤波系数电流是同一基本电流的成比例拷贝。电流定义单元和电流拷贝单元中的相应的晶体管的尺寸定义了电流幅值比。前述现有技术以这样的方式定义了电流幅值比。

定义了电流幅值比的现有技术方法通常需要较大的电路表面。这是由于以下两个因素。首先，存在可用于定义电子元件的尺寸的特定分辨率。例如，假设制造工艺提供了0.1微米的分辨率。另外假设晶体管具有2微米的标称宽度。在这种情况下，实际宽度可以是1.9微米或2.1微米。其次，最小滤波系数与最大滤波系数之间的比率可以较大，例如可以是1∶30。同样地，等于前述滤波系数比的、最小滤波系数电流与最大滤波系数电流之间的期望电流幅值比也将较大。

确定最小滤波系数电流的晶体管尺寸应足够大，以确保电流幅值比充分接近于期望电流幅值比，而不管受限的分辨率。例如，假设分辨率为0.1微米，以及电流幅值比不应偏离期望电流幅值比超过2％。另外假设相应的晶体管宽度确定了相应的滤波系数电流幅值。在这种情况下，最小滤波系数电流需要5微米的晶体管宽度；0.1微米是5微米的2％。