[发明专利]数模转换装置及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请的权利要求范围要求如下申请的优先权：2014年10月27日递交的 申请号为62/068,775的美国临时案，在此合并参考上述申请案的全部内容。

技术领域

本发明涉及将数字域的输入信号转换为模拟域的输出信号，更特别地，涉 及数模转换装置及其相关方法，用于通过组合使用不同的采样时钟而获得的模 拟输出来产生组合模拟输出。

背景技术

数模转换器(digital-to-analogconverter，DAC)用于将离散数字输入数据转 换为连续模拟输出，以及数模转换器广泛应用在各种各样的应用中。然而，由 于数模转换器将离散采样数字脉冲数据转换为连续模拟波形，因此，数模转换 器的连续模拟输出通常更为一零阶保持的一系列梯级信号(zero-orderholdseries ofstairsteps)。从离散采样脉冲到连续梯级信号的这种转换将产生高频率图像信 号。若数字输出信号频率为Fo，以及采样频率为Fs，则这些图像位于N*Fs+M*Fo 的频率位置，其中，N＝1，2，3，…，M＝+/-1，以及这些图像不具有以sin(x)/x 形式衰减的外部滤波图像振幅，其中，x＝pi*Fo/Fs。因此，需减少/消除这些非期 望的图像以防止其它的电路元件受该非期望的图像的影响。其中一种可能的解 决方案是使用高阶后置DAC滤波器(higher-orderpost-DACfilter)，该高阶后置 DAC滤波器用于提供良好的图像抑制(imagerejection)。然而，这样的设计将 不可避免地增加生产成本。另一种可能的解决方案是提高DAC的采样频率，以 将该非期望的图像移至更高的频率，以允许使用低阶后置DAC滤波器来移除该 非期望的图像。然而，当采样频率大于几百兆赫兹时，这样的设计不容易实现。

因此，有需要提供一种创新的DAC系统，该创新的DAC系统在使用时低 阶后置DAC滤波器时能够提供良好的图像抑制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种数模转换装置及方法，该数模 转换装置用于通过组合使用不同的采样时钟而获得的模拟输出来产生组合模拟 输出，以解决上述问题。

根据本发明的第一方面，公开了一种典型的数模转换装置。该典型的数模 转换装置包括第一数模转换器、至少一个第二数模转换器以及组合电路。该第 一数模转换器，用于接收第一采样时钟和数字输入，以及，根据该第一采样时 钟将该数字输入转换为第一模拟输出。该至少一个第二数模转换器，用于接收 该数字输入和与该第一采样时钟不同的至少一个第二采样时钟，以及根据该至 少一个第二采样时钟将该数字输入转换为至少一个第二模拟输出。该组合电路， 用于将该第一模拟输出和该至少一个第二模拟输出组合成该数字输入的组合模 拟输出。

根据本发明的第二方面，公开了一种典型的数模转换方法。该典型的数模 转换方法包括：基于第一采样时钟，对数字输入执行第一数模转换操作，以及 相应地产生第一模拟输出；基于与该第一采样时钟不同的至少一个第二采样时 钟，对该数字输入执行至少一次第二数模转换操作，以及相应地产生至少一个 第二模拟输出；以及，将该第一模拟输出和该至少一个第二模拟输出组合成该 数字输入的组合模拟输出。

采用本发明，所提供的数模转换装置及方法可以提供良好的图像抑制，有 效减少在采样频率周围的非期望图像。

本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫 无疑义地理解本发明的这些目的及其它目的。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种数模转换装置的通用架构的方块图；

图2是本发明实施例提供的一种数模转换装置的示意图，该数模转换装置 使用本发明施例提供的图1所示的图像抑制DAC架构；

图3是在2*Fs处传递函数(1+Z^-1)的频率响应示意图；

图4是数模转换装置200在不同的采样频率下操作时传递函数(1+Z^-1)的频 率响应示意图；

图5是根据本发明实施例提供的传统DAC设计和本发明提供的具有图像抑 制的DAC设计的时域波形图；