[发明专利]模数转换系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种模数转换系统、尤其是在满足宽动态范围和宽频带 的同时实现简化的变频电路的模数转换系统。

背景技术

信号分析器被用于从时域和频域两个角度分析无线设备(比如移动 电话)的信号。信号分析器将受测试的模拟信号转换成数字数据，所 述数字数据例如使用FFT而被数字处理以产生频域数据。

需要信号分析器具有较宽的动态范围和较宽的频带。关键在于在模 数转换中满足宽动态范围和宽频带二者。

然而，同时满足宽动态范围(＝大比特数)和宽频带(＝高采样频 率)二者对于现有的模数转换器而言非常困难。例如，由美国Linear Technology公司制造的LTC2242-12、12比特模数(AD)转换器具有 采样频率250MHz。由所述公司制造的LTC2208、16比特AD转换器具有 采样频率130MHz。如上所述，比特数越大，则采样频率总的来说就越 低。

因此，常规的信号分析器可能具有多个模数转换器，其中所述模数 转换器之一针对动态范围被优化，而另一转换器针对带宽或者高采样 频率被优化，并且它们被并行地使用。例如，日本专利3433724就公 开了一种这样的发明。

图1是日本专利No.3433724所公开的发明的方框图。第一路径具 有窄频带但宽动态范围，并且第二路径具有窄动态范围但宽频带。

发明内容

所述使用多个模数转换器的方法需要相应的变频器，因为应当被提 供给相应电路的信号的频带不同。在图1中，提供有第一和第二混频 器6和8以产生具有适于相应的第一和第二路径的频带的信号。增加 变频器数目将导致电路复杂度和成本增加。

根据本发明实施例的模数转换系统使用具有不同采样频率和比特 数的第一和第二模数转换装置的组合来产生具有宽频带的窄动态范围 的数字数据以及具有宽动态范围的窄频带的数字数据，但是使用共同 的变频装置来给它们提供从输入信号得出的中频信号。其中第一模数 转换装置的采样频率是Fs1，并且第二模数转换装置的采样频率是Fs2， Fs2低于Fs1。第一滤波装置给第一模数转换装置提供输出信号，该输 出信号是通过让所述中频信号通过第一模数转换装置的第n个奈奎斯 特区中的第一频带而获得的。第二滤波装置给第二模数转换装置提供 输出信号，该输出信号是通过让所述中频信号通过第二模数转换装置 的第k个奈奎斯特区中的第二频带而获得的。其中n和k是奈奎斯特 区的序号。

在本发明的实施例中，第k个奈奎斯特区频带被设置在第n个奈奎 斯特区频带之内，并且第n个奈奎斯特区频带被设置在所述中频信号 的频带之内。更优选地，第k个奈奎斯特区频带被设置在第n个奈奎 斯特区频带的中心部分中，并且第n个奈奎斯特区频带被设置在所述 中频信号的频带的中心部分中。具体而言，第n个和第k个奈奎斯特 区的序号n和k为整数，并且满足等式(2n-1)Fs1＝(2k-1)Fs2 的n、k、Fs1和Fs2被选择并且被用于使第n个和第k个奈奎斯特区 的中心频率对齐，从而使得所述值可以被称为基准，并且可以使用经 过调整的值。换言之，可以选择和使用粗略地满足(和/或完全满足) 等式(2n-1)Fs1＝(2k-1)Fs2的值。

另外，第一和第二频带的中心频率可以基本上和/或完全对齐。这 允许第一和第二模数转换装置使用所述中频信号的中心部分，这导致 最佳的特性。为了方便电路设计，第n个奈奎斯特区的序号n优选地 应当是2或2以上的整数。然后，第二转换装置的第k个奈奎斯特区 的序号k可以是3或3以上的大于n的整数，因为采样频率Fs2低于 第一转换装置的采样频率。

如所述的那样，本发明的实施例组合模数转换器，以使得一个具有 高采样频率(宽频带)但是具有小比特数(窄动态范围)，而另一个 具有低采样频率(窄频带)但是具有大比特数(宽动态范围)，同时 可以使用给所述模数转换器提供中频信号的共同的变频装置。因此， 其在简化RF电路以降低成本的同时具有出色的动态范围和宽频带。可 以根据某个目的通过修改模数转换器的组合来容易地重新配置该系 统。

附图说明

图1(现有技术)是包含模数转换器的常规信号分析器的方框图。

图2是包括根据本发明实施例的模数转换系统的信号分析器的方 框图。

图3是用于解释奈奎斯特区的序号的图。