[发明专利]混合信号处理系统及其供电方法

说明书

本发明一般地涉及模拟和数字系统，更具体地说，涉及混合模拟和数字信号处理系统。

电信产品常进行混合信号处理，即同时处理模拟和数字信号。例如，数字无绳电话手机（handset）通过麦克风接收模拟语音信号、将该语音信号转换成数字语言信号、压缩此数字语音信号、以射频（RF）调制该压缩信号、并经天线传送该调制RF信号。传送的RF信号由附近的基站接收、转换回模拟信号、并最终被送至接收电话机。当从接收电话机收到类似信号时，电话信号经历同样的过程;基站随后传送相应的数字RF信号。该RF信号经天线由手机接收、解调、解除压缩、并转换成驱动手机中的扬声器的模拟语音信号。这样，在数字无绳电话手机的运行中同时需要模拟和数字功能。

然而，混合信号处理应用中的模拟和数字电路有不同的电源要求。例如，数字电路一般是用互补型金属氧化物半导体（CMOS）技术制造的。CMOS的优点是功率消耗与其他技术要比较低。数字CMOS电路可在大范围电源电压（例如从传统的+5.0V低至+3.0V以下）下运行。在更高电源电压下，CMOS电路更快，但有其他问题。它们的功耗将大于低电源电压时的功耗，在高于一定电压时它们还有可靠性的问题。由于数字CMOS逻辑电路提供基本上等于全电压的逻辑电平，更高的电源电压被加到CMOS晶体管的门上。若CMOS晶体管上加的电压太大，就会发生门击穿或门氧化损坏。因此，必须限制电源电压以避免可靠性问题。另一方面，模拟电路常要求比数字电路更高的最小电源电压。例如，许多放大器有固有电源净空（headroom）限制，它在电源电压过低时会导致放大器输出失真。

复杂的是，数字无绳电话手机和其他混合信号处理环境需要电池运行。此电池可是诸如一或多个可再充电的镍-镉（nicad）电池或类似的电池。但电池电压在充电之间变化很大。例如，一节型号AA的镉镍电池在刚充电后电压可达1.7至1.8伏，但在耗尽前电压可降至0.9至1.0伏。这样，三节AA型镉镍电池在两次充电之间的电压范围是从5.4伏至2.7伏。

已知的混合信号处理系统在这种不同的电压要求下无法有效地运行。例如，可把电池提供的电源电压输入一供给泵，以提高提供给某些内部电路的电压。在此情况下，数字电路接收电池电压，而模拟电路接收更高的、经供给泵提升的电压。显然，这种设计要求很小的电池电压变化，以使数字和模拟电路均能正常工作。因此，由于镉镍电池和其他类型的电池的电压的变化，它们不能很好地适用于这些系统。若电池电源电压接近其上限，则供给泵提升后的电压很高并显著增大了功耗并降低了可靠性。功耗增加也使电池寿命缩短。

因此，在一方面，提供了一种混合信号处理系统，它包括耦合到第一和公共电源电压端的用于提供一第二电源电压的装置、用于提供第三电源电压的装置、和一模拟子系统。第二电源电压是以第一预定电势提供的，而该电势以公共电源电压为参照。第一预定电势的绝对值小于第一电源电压的标称电势，并且相对于第一电源电压的变化基本上是恒定的。用于提供第三电源电压的装置与第一和公共电源电压端相耦合。该第三电源电压是以参照于公共电源电压的第二预定电势提供的。第二预定电势的绝对值大于第一电源电压的标称电势，而且相对于第一电源电压的变化而言基本上是恒定的。数字子系统与公共电源电压端相耦合并接收第二电源电压。模拟子系统与公共电源电压端相耦合并接收第三电源电压。

在另一方面，提供用于改善外部电压供电混合信号处理系统的性能的方法，它包括把外部电压调节到第一预定电平、把调节后的外部电压提供给混合信号处理系统的数字系统、对外部电压用供给泵进行提升、把供给泵提升的外部电压调节到第二预定电平、把调节后的供给泵提升外部电压提供给混合信号处理系统的模拟系统。

从下面结合附图的详细说明，可更清楚地了解这些及其他特征和优点。在附图中：

图1以框图形式显示了数字无绳电话手机，它采用了根据本发明的混合信号处理系统;

图2以部分框图和部分示意图的形式，显示了图1的混合信号处理系统;

图3以部分框图和部分示意图的形式，显示了图2的PCM编码译码器;

图4以部分框图和部分示意图的形式，显示了图2的调节供给泵;

图5以部分框图和部分示意图的形式，显示了图4的调节供给泵中所用的偏压电路。