[发明专利]宽带数字单一到差分转换器及其形成方法

说明书

技术领域

[0001]本发明一般涉及用于单一到差分(single-to-differential)转 换的装置和方法，并且更具体地涉及用于实现好的相位噪声性能的宽 带数字单一到差分转换器。

背景技术

[0002]差分信号传送是通过一对电线发送信号的方法，用于通过抑 制共模干扰来减少电气连接上的噪声。一般地，差分信号传送基于第 一电线承载第一信号而第二电线承载与第一信号反相的第二信号的概 念。因此，第一和第二电线的电压的和始终是常数。典型地，第一和 第二电线彼此接近以便它们经受相同的干扰。

[0003]一般地，在集成模拟电路中优选完全差分信号路径，特别是 在高频应用中。利用完全差分信号路径有益的一个原因是其众所周知 的特性：即对共模干扰的抗扰性、对寄生耦合的抑制以及增加的动态 范围。通常，必须将单信号转换为差分信号以获得这些益处。这可以 通过使用单一到差分类型转换器来完成。

[0004]参考图1，一般地用10示出了用于单一到差分转换器的现 有技术电路图。该单一到差分转换器10具有第一级，一般地用12指 示，以及第二级，一般地用14指示。单端电压信号V_n施加在第一级12 的输入。差分电压信号V_out由第一级12输出，并由第二级14接收。由 于第一级12的差分信号路径引起的不对称的效果在第二级14得到补 偿。

[0005]然而，基准电流源I_ref对于电源的噪声敏感，并且I_ref的尾电 流的变化将增加时间延迟抖动，其造成相位噪声性能的下降。单一到 差分转换器10的带宽能够随着较高静态电流而增加。给定静态电流增 益的最大化需要晶体管器件(M1和M2)的长径比的增加和/或负载电 阻R_L的增加。然而，M1和M2的长径比的增加导致输出电容的增加， 这造成第一级12较低的频率响应性能。更进一步，较大的负载电阻R_L由于其上高的电压降而降低输出摆动。此外，单一到差分转换器10利 用差分对跨导放大器造成在这种设计中实现宽带性能的困难。因此， 在单一到差分转换器10中存在增益、带宽、相位噪声以及电流消耗之 间的折衷。

[0006]软件定义无线电(SDR)体系结构一般需要从几百兆赫兹到 几千兆赫兹的宽带支持，其具有严格的相位噪声性能偏移，电源消耗 可与单窄带体系结构相比。如在此所述，单一到差分转换器10典型地 不能够在上述条件下操作。因此，存在开发单一到差分级的需要，其 具有大的带宽范围并且实现期望的相位噪声性能情况下的低功率消 耗。

附图说明

[0007]附图用于进一步说明各种实施例以及解释全部根据本发明 的各种原理和益处，在这里，贯穿单独的视图，类似的附图标记指相 同或者功能相似的元件，并且附图与下面详细的描述被并入说明书并 形成说明书的一部分。

[0008]图1是现有技术单一到差分转换器的电路图。

[0009]图2是说明根据本发明实施例的单一到差分转换器的框图。

[0010]图3是说明根据本发明实施例的单一到差分转换方法的示 例的流程图。

[0011]本领域技术人员将理解的是为了简明和清晰来说明附图中 的元件，而不必按比例绘制这些元件。例如，附图中一些元件的尺寸 可以相对于其它元件放大，从而有助于提高对本发明实施例的理解。

具体实施方式

[0012]在详细描述根据本发明的实施例之前，应当注意的是实施例 主要在于与单一到差分转换相关的方法步骤和装置组件的组合。从而， 在附图中通过常规的符号适当地描述了装置组件和方法步骤，仅示出 那些与理解本发明实施例相关的特定细节，以免那些对于具有这里所 描述的益处的本领域技术人员来说显而易见的细节混淆本发明。