[发明专利]一种用于宽带通信的模拟数字A/D转换电路结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于宽带通信的模拟数字A/D转换电路结构，具体地说是关于宽带数字通信的A/D转换电路，主要是改善A/D转换器的动态范围(Dynamic Range)。

背景技术

当前的许多高速数字通信领域，模拟信号在向数字转换的过程中，在通过转换器ADC之前主要进行转换、滤波然后放大到一个特定的模拟基带频率。这样一来信号被限制在一定的频率范围内，而且使得A/D转换最后按均匀量化方式进行(即按相同步长增长)。

然而，随着近年来有线数字电视和移动电话技术如CDMA的兴起使得宽带信号的应用大幅增加，这些信号通常可以按高斯概率分布函数来估计，总体是小幅度的信号但是有很大幅度的尖刺。因此，前述的均匀转换器ADC的动态范围是不够的，因为均匀转换器ADC或者是牺牲小幅信号，或者是夹断大幅信号。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种用于宽带通信的模拟数字A/D转换电路结构，电路可以用一个线性转换器ADC实现；在ADC转换器之前为一个非线性放大器，此放大器对较小信号有相对较高的增益，对较大的信号有相对较低的增益；放大器和转换器ADC的共同作用使得模数转换既禁止小幅信号(高概率)的小量化噪声又禁止对高幅信号(低概率)的大量化噪声；转换器ADC得到的信号接下来可以用反变换电路处理以保持输入输出的线性关系。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明实现模数(A/D)转换的电路，电路包括：一个非线性放大器和一个模数转换器ADC，非线性放大器输出端与模数转换器ADC输入端相连；所述的非线性放大器的输出函数特性是：对高概率模拟输入信号有较大增益，对低概率模拟输入信号有较小增益；

所述的模拟数字(A/D)转换电路还包括：一个反变换电路，模数转换器ADC输出端与反变换电路输入端相连；

所需要处理的模拟输入信号首先传送到非线性放大器；非线性放大器按非线性输出函数f(x)把输入信号放大；放大后的信号传送到模数转换器ADC；模数转换器ADC实现这一信号的数字化；然后传送到反变换电路；反变换电路的输出函数为非线性放大器输出函数的反函数(即f^-1(x))；反变换电路实现模拟输入和最后数字输出关系的线性化。

所述的非线性放大器包括：

一个有两个输入端(1端、2端)和一个输出端的放大器；

一个有两端的电阻R₁，一端连接输入信号，另一端与放大器的输入1端相连；放大器的输入2端接地；

另一个两端电阻R_f，电阻R_f分别与放大器输入1端和输出端相连；

一个有输入端和输出端的二极管，输入端与放大器端相连，输出端与放大器输出端相连；

另一个有输入端和输出端的二极管，输入端与放大器输出端相连，输出端与放大器1端相连；

所述的高概率模拟输入信号有相对较小幅度，低概率模拟输入信号有相对较大幅度。

所述的模数转换器ADC为均匀转换器。

所述的模数转换器ADC为非均匀转换器。

所述的模数转换器ADC为线性转换器。

所述的模数转换器ADC为非线性转换器。

所述的模数转换器ADC为闪速型转换器(快速型转换器)。

所述的模数转换器ADC为Sigma-Delta型∑-Δ转换器。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑，合理；在不夹断大幅信号不增加额外电路的基础上对小幅信号有很好的处理能力；非均匀模数转换器ADC对宽带输入信号的信噪比(SNR)要高于均匀模数转换器ADC；例如某含有10QAM频道的输入，其中一个频道的能量低于其它频道10dB(有线电视和无线通信的典型情况)，一个有前置开方非线性放大器的7位模数转换器ADC的信噪比(SNR)相对均匀7位模数转换器ADC会有10dB的提高；既不牺牲小幅信号又不夹断大幅信号的A/D转换器。

附图说明

图1是本发明A/D转换电路方框原理图。

图2是本发明非线性放大器元器件连接原理图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1所示：图1的电路图包括非线性放大器11、模数转换器ADC12和反变换电路13。非线性放大器11输出端与模数转换器ADC12输入端相连；模数转换器ADC12输出端与反变换电路13输入端相连。