專利名稱：信號能量判斷裝置及信號能量判斷方法
信號能量判斷裝置及信號能量判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與用以判斷信號能量大小的裝置相關(guān)，并且尤其與利用注入鎖定 (injection lock)現(xiàn)象判斷信號能量大小的裝置相關(guān)。
背景技術(shù)：
請參閱圖1，圖1繪示一典型具有同相(in-phase)信號I和正交(quadrature)信 號Q兩種數(shù)據(jù)路徑的信號傳送器。此信號傳送器中I/Q兩路徑的信號分別經(jīng)過混波器12 和混波器14后，會被本地振蕩器16產(chǎn)生的載波信號調(diào)變。加法電路18負(fù)責(zé)將這兩個(gè)經(jīng)過 調(diào)變后的信號相加。因?yàn)殡娐分写嬖诘姆抢硐胍蛩?，即使在后端電路未提供I/Q兩路徑任 何基頻信號的情況下，加法電路18的輸出端也會存在通稱為載波泄漏(carrier leakage) 的噪聲。為了避免載波泄漏現(xiàn)象造成的負(fù)面影響，多數(shù)通信規(guī)范都明確規(guī)范了載波泄漏 信號的能量上限(例如_30dBm)。因此，信號傳送器的輸出端需設(shè)置有檢測并降低載波泄 漏的校正電路。此校正電路通常包含一能量檢測器(power detector)或混波式檢測器 (mixer-type detector)、一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路以及一判斷電路。以校正I路徑的情況為例，I路徑連接至加法電路18的開關(guān)11會被設(shè)定為短路， Q路徑連接至加法電路18的開關(guān)13會被設(shè)定為斷路。I路徑在信號傳送器的輸出端造成 的載波泄漏能量被該能量檢測器或混波式檢測器轉(zhuǎn)換為電壓值后，會被該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 電路再次轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)值。校正電路中的判斷電路負(fù)責(zé)根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)值產(chǎn)生反饋至I路徑 中的模擬校正信號，并將這個(gè)校正信號加入I路徑的直流準(zhǔn)位，藉此降低載波泄漏信號的 能量。該判斷電路會持續(xù)修正上述校正信號，直到I路徑造成的載波泄漏信號的能量低于 規(guī)范門檻。在完成I路徑的校正之后，該校正電路會重復(fù)實(shí)施上述步驟，校正Q路徑。不僅止于如圖1所示的信號傳送器，傳統(tǒng)電路也大都是利用能量檢測器或混波式 檢測器來量測信號的能量大小。能量檢測器和混波式檢測器都是將待測信號的能量大小轉(zhuǎn) 換為電壓值來表示，并且其輸入信號與輸出信號的大小互成正比。因此，若輸入信號的能量 愈小，能量檢測器和混波式檢測器本身電路中的非理想特性對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性就會影響 愈大。對于如載波泄漏這種能量較低的信號，除非是采用較為昂貴精準(zhǔn)的能量檢測器或混 波式檢測器，否則很難準(zhǔn)確地判斷其信號能量。此外，用以進(jìn)一步將能量檢測器或混波式檢測器的輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)值的模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中也總是存在或大或小的直流誤差。因此，現(xiàn)有以電壓值做為比較基準(zhǔn) 的能量檢測裝置通常無法準(zhǔn)確判斷信號的能量大小，甚至可能導(dǎo)致后續(xù)電路的校正誤差。

發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本發(fā)明提出采用頻率做為比較基準(zhǔn)的信號能量判斷裝置及信號 能量判斷方法。更明確地說，根據(jù)本發(fā)明的裝置及方法是利用振蕩電路受到具有較大能量 的干擾信號干擾時(shí)發(fā)生注入鎖定(injection lock)現(xiàn)象的特性，并以振蕩電路是否進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)做為判斷能量大小的依據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明之一具體實(shí)施例為一信號能量判斷裝置，其中包含一振蕩單元及一判斷電路。該振蕩單元用以產(chǎn)生一振蕩信號。當(dāng)一待測信號之一能量大于一門檻值時(shí)，該振蕩信號具有一第一頻率；當(dāng)該能量小于該門檻值時(shí)，該振蕩信號具有一第二頻率。該判斷電路用以判斷該振蕩信號具有該第一頻率或該第二頻率，并產(chǎn)生一判斷結(jié)果。[o0093 根據(jù)本發(fā)明之一具體實(shí)施例為一信號能量判斷方法。該方法首先提供一待測信號至一振蕩單元。當(dāng)該待測信號之一能量大于一門檻值時(shí)，該振蕩單元所產(chǎn)生的振蕩信號具有一第一頻率；當(dāng)該能量小于該門檻值時(shí)，該振蕩信號具有一第二頻率。接著該方法執(zhí)行一判斷步驟，判斷該振蕩信號具有該第一頻率或該第二頻率，并產(chǎn)生一判斷結(jié)果。[OOL03 相較于先前技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的信號能量判斷裝置及信號能量判斷方法具有可避免眾多電路非理想因素造成判斷結(jié)果不準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，除了可應(yīng)用于信號傳送端的載波泄露校正電路，亦可廣泛應(yīng)用在各種需要檢測信號能量的領(lǐng)域中。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了觸。[


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圖3、圖4用以呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的判斷電路的實(shí)施范例。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的第四具體實(shí)施例中的信號能量判斷裝置的方塊圖。
[主要組件符號說明]
12、14混波器16本地振蕩器
18加法電路11、13開關(guān)
20、30信號能量判斷裝置 22第一振蕩單元
24判斷電路24A第二振蕩單元
24B混波單元24C判斷單元
24D濾波器24E頻率檢測器
S、第一振蕩信號S，第二振蕩信號
S、待測信號S、混波信號
S．校正信號lo待校正裝置
26校正電路26A校正單元
26B、26(數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換器 26D、26t加法電路
27第一除頻器22A注入鎖定倍頻器
22B第二除頻器29衰減器
Sll S13:流程步驟SllO S122 流程步驟具體實(shí)施方式一般而言，在未受到干擾的情況下，振蕩電路是以與其電路特性相關(guān)的自由振蕩 頻率(free running frequency)振蕩。當(dāng)振蕩電路附近存在一干擾信號，并且該干擾 信號的頻率接近自由振蕩頻率時(shí)，振蕩電路的輸出信號可能會受到影響，改以該干擾信 號的頻率振蕩。在傳統(tǒng)電路系統(tǒng)中，這種導(dǎo)因于兩個(gè)相鄰電路布線過近的注入鎖定現(xiàn)象 (injection lock)通常是不受歡迎的負(fù)面狀況。電路設(shè)計(jì)者可能會通過加大電路間距或者 是避免采用兩個(gè)相近頻率的方式解決這個(gè)問題。除了干擾信號的頻率之外，是否會發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象與干擾信號的能量大小亦息 息相關(guān)。發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象時(shí)，振蕩電路的自由振蕩頻率與干擾信號頻率的關(guān)系可用下列 關(guān)系式來表示
COq I injCO0 -O) <—Γ-
"丨2Q 1OSC ,……⑴其中的為振蕩電路的自由振蕩頻率，為干擾信號的頻率，Q代表振蕩電路 的品質(zhì)因子(quality factor)，Iinj為干擾信號的電流量，I。s。則是振蕩電路本身的電流量。 干擾信號的電流量Iinj正比于干擾信號的能量大小。由方程式(1)可看出，當(dāng)干擾信號的 頻率ω _.為定值，干擾信號的能量愈高(亦即電流量Iiiy.愈大)，就愈容易造成注入鎖定的 情況。根據(jù)本發(fā)明的第一具體實(shí)施例為一信號能量判斷裝置，并利用振蕩電路可能會發(fā) 生注入鎖定現(xiàn)象的特性來判斷干擾信號的能量大小是否大于某個(gè)門檻值。圖2為該信號能 量判斷裝置的示意圖。此實(shí)施例中的信號能量判斷裝置20包含一第一振蕩單元22與一判 斷電路M。信號&為一待測信號，信號S1則代表第一振蕩單元22產(chǎn)生的振蕩信號。圖2 中，待測信號&連接至第一振蕩單元22僅是用以說明的示意圖，實(shí)務(wù)上，待測信號&連接 至或于實(shí)體位置上接近于第一振蕩單元22產(chǎn)生振蕩信號S1的輸出端，而使第一振蕩單元 22可產(chǎn)生注入鎖定現(xiàn)象，即可適用于本發(fā)明的信號能量判斷裝置。根據(jù)本發(fā)明，第一振蕩單 元22可為一注入鎖定振蕩電路，待測信號&則可被視為一干擾信號。待測信號&的電流 量Iiiy.正比于待測信號&的能量大小。前述方程式(1)可被改寫為
Γ hnj ^ · Ksc · (^0 - )ω{)1 ......(2)于此具體實(shí)施例中，待測信號&的頻率為已知數(shù)。根據(jù)方程式⑵和用以判 斷待測信號&的能量大小的門檻值，電路設(shè)計(jì)者可決定第一振蕩單元22的品質(zhì)因子Q、電 流量I。s。與自由振蕩頻率《『換個(gè)角度說，電路設(shè)計(jì)者可通過第一振蕩單元22的品質(zhì)因 子Q、電流量I。s。與自由振蕩頻率ω ^等參數(shù)來控制用以判斷待測信號&的能量大小的門檻 值。當(dāng)待測信號&的能量大于該門檻值時(shí)，第一振蕩單元22就會發(fā)生注入鎖定的情 況，以待測信號&的頻率振蕩。相對地，當(dāng)待測信號&的能量小于該門檻值時(shí)，第一振蕩單元22會以其自由振蕩頻率Oci振蕩。因此，判斷電路M可根據(jù)第一振蕩信號S1W 頻率為coinj(以下稱為第一頻率)或頻率ω J以下稱為第二頻率)判斷待測信號&的能 量是否大于該門檻值。請參閱圖3，圖3進(jìn)一步繪示了判斷電路M之一詳細(xì)實(shí)施范例。于此范例中，判斷 電路包含一第二振蕩單元24Α、一混波單元MB以及一判斷單元MC。第二振蕩單元24Α用 以提供一第二振蕩信號&?；觳▎卧?4Β則用以接收并混合第一振蕩信號S1和第二振蕩 信號&，以產(chǎn)生一混波信號&。判斷單元24C可根據(jù)混波信號&判斷第一振蕩信號S1具有 第一頻率.或第二頻率ω。。舉例而言，第二振蕩信號&可被設(shè)定為具有上述第一頻率ω_。若第一振蕩信號 S1和第二振蕩信號&的頻率皆為第一頻率ω_.，混波單元24Β的輸出結(jié)果會包含分別具有 _、2 _兩種不同頻率的信號以及直流信號。如果第一振蕩信號S1具有第二頻率Otl，第 二振蕩信號&具有第一頻率ω inj，混波單元MB的輸出結(jié)果則會包含分別具有ω。coinj、 (ω^.+ ω0), (COinj-Coci)等四種不同頻率的信號。因此，如果混波信號&包含一直流信號， 判斷單元MC即可判定第一振蕩信號S1具有第一頻率《inj。于實(shí)際應(yīng)用中，判斷單元24C可如圖4所示，包含一濾波器24D和一頻率檢測器 24E0濾波器24D用以接收并過濾混波信號&以產(chǎn)生一過濾后信號。頻率檢測器24E用以 檢測該過濾后信號之一過濾后頻率，并根據(jù)該過濾后頻率判斷第一振蕩信號S1具有第一頻 率或第二頻率ω。。以上述第二振蕩信號&具有第一頻率ω inJ的情況為例，濾波器24D可以為一低通 濾波器，用以濾除頻率高于(ω_-ω(ι)的信號。若第一振蕩信號S1具有第一頻率Coinj，濾 波器24D就會濾除混波信號Sx中頻率為ω _、2 ω inJ的信號，僅容混波信號&中的直流信 號被傳送至頻率檢測器ME。若頻率檢測器24E發(fā)現(xiàn)過濾后信號的頻率大致為零，頻率檢測 器ME即可判斷第一振蕩信號S1具有第一頻率《inj。相對地，如果第一振蕩信號S1具有第二頻率ω ^，濾波器24D就會濾除混波信號& 中頻率為ω。、coinj、(ω Μ.+ ω0)的信號，僅容混波信號&中頻率為(ω__-ω。)的信號被傳 送至頻率檢測器ME。如果頻率檢測器24E發(fā)現(xiàn)過濾后信號的頻率大致為(ω_-ω。)，頻率 檢測器ME即可判斷第一振蕩信號S1具有第二頻率ω —請參閱圖5，圖5繪示根據(jù)本發(fā)明的第二具體實(shí)施例。于此實(shí)施例中，信號能量判 斷裝置應(yīng)用于校正一待校正裝置的輸出信號。相較于圖2所示的信號能量判斷裝置20，本 實(shí)施例中的信號能量判斷裝置30進(jìn)一步包含一校正電路26。本實(shí)施例中的第一振蕩單元 22與判斷電路M的作用如前述的實(shí)施例，而校正電路沈用以根據(jù)判斷電路M的判斷結(jié)果 產(chǎn)生一校正信號&，并將該校正信號&傳送至提供待測信號&之一待校正裝置10。舉例而言，待校正裝置10可為如圖1所示的信號傳送器。根據(jù)本發(fā)明的信號能量 判斷裝置30可用以分別校正該信號傳送器的同相信號I路徑和正交信號Q路徑于輸出端 造成的載波泄漏信號。換句話說，此實(shí)施例中的待測信號&為該信號傳送器輸出端的載波 泄漏信號。如先前所述，第一振蕩單元22的品質(zhì)因子Q、電流量I。s。與自由振蕩頻率等參 數(shù)，可根據(jù)該信號傳送器所需符合的通信規(guī)格中對載波泄漏信號的能量上限，以及載波泄 漏信號的頻率.來決定。舉例來說，第一振蕩單元22可被設(shè)計(jì)為當(dāng)載波泄漏信號&的能量大小高于_36dBm時(shí)進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)。當(dāng)判斷電路M發(fā)現(xiàn)載波泄漏信號的能量大到足以令第一振蕩單元22以載波泄漏 信號的頻率振蕩，校正電路26可相對應(yīng)地調(diào)整提供給該信號傳送器的校正信號S。(例如微 調(diào)I/Q兩路徑的直流電位的補(bǔ)償信號)。直到載波泄漏信號的能量被校正至第一振蕩單元 22以其自由振蕩頻率振蕩，校正電路沈即可停止改變校正信號Sco請參閱圖6，圖6為圖5的詳細(xì)實(shí)施范例。于此范例中，信號能量判斷裝置30中的 第二振蕩單元24A可利用該信號傳送器中的本地振蕩器16來實(shí)現(xiàn)。于實(shí)際應(yīng)用中，若該信 號傳送器所在的電路系統(tǒng)同時(shí)包含一信號接收器，信號能量判斷裝置30可以和該信號接 收器共享混波器及振蕩器。換句話說，混波單元24B和第一振蕩單元22可利用該信號接收 器中既有的混波器和振蕩器來實(shí)現(xiàn)。此外，第一振蕩單元22的自由振蕩頻率可被設(shè)計(jì)為可 調(diào)整的。此范例中的校正電路沈包含一校正單元^A、一第一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器^B、一第 二數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器26C，以及兩個(gè)分別位在I/Q兩路徑中的加法電路^5DJ6E。在校正同 相信號I路徑時(shí)，正交信號Q路徑連接至加法電路18的開關(guān)13會被設(shè)定為斷路。相反地， 在校正正交信號Q路徑時(shí)，同相信號I路徑連接至加法電路18的開關(guān)11會被設(shè)定為斷路。由于載波泄漏信號&是由本地振蕩器16所造成，因此載波泄漏信號&的頻率 "inJ與本地振蕩器16的振蕩頻率相同，為已知數(shù)。由圖6可看出，混波單元24B分別接收 了來自第一振蕩單元22的振蕩信號S1,以及來自本地振蕩器16的振蕩信號&。當(dāng)載波泄 漏信號&的能量大到足以令第一振蕩單元22以載波泄漏信號&的頻率ω inJ振蕩，混波單 元24B輸出的混波信號&會包含分別具有ω inJ,2 inJ兩種不同頻率的信號以及直流信號。如先前所述，若濾波器24D為用以濾除頻率高于(Qinj-COtl)的信號的低通濾波器， 在第一振蕩單元22以頻率《_振蕩的情況下，濾波器24D僅容混波信號&中的直流信號 被傳送至頻率檢測器ME。若頻率檢測器24E發(fā)現(xiàn)該過濾后信號的頻率大致為零，頻率檢測 器24E即可判斷第一振蕩信號S1具有第一頻率ω_。接著，校正單元26Α會要求第一數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器26Β和第二數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器26C調(diào)整提供給I/Q兩路徑的直流電位的補(bǔ)償 信號。如圖6所示，第一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器^B的輸出電壓會通過加法電路^D被整合 為同相信號I路徑的直流準(zhǔn)位之一部分，第二數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器26C的輸出電壓則是通過 加法電路26Ε被整合為正交信號Q路徑的直流準(zhǔn)位之一部分，藉此補(bǔ)償該信號傳送器中的 電路非理想因素，以降低載波泄漏信號&的能量。校正單元26Α可分別調(diào)整第一數(shù)字/模 擬轉(zhuǎn)換器26Β和第二數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器^C的輸出電壓，直到I/Q兩路徑各自造成的載波 泄漏信號&的能量皆不再令第一振蕩單元22發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象。于實(shí)際應(yīng)用中，第一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器26Β和第二數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器^C皆可被 設(shè)計(jì)為提供多種預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓，比方說，范圍在-32單位電壓 +31單位電壓之間的64種 預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓。校正單元26Α可根據(jù)頻率檢測器24Ε的輸出結(jié)果由這些預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓中選 擇一補(bǔ)償電壓做為校正信號。請參閱圖7，圖7為根據(jù)本發(fā)明的第三具體實(shí)施例的示意圖。此實(shí)施例中的第一振 蕩單元22為一注入鎖定除頻器(injection-lock frequencydivider, ILFD)，其特性為當(dāng) 待測信號St的頻率與能量足以令第一振蕩單元22發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象時(shí)，第一振蕩單元22所產(chǎn)生的第一振蕩信號S1的頻率為待測信號&的頻率ω inJ的N分之一，N為一大于 1的整數(shù)。相對地，當(dāng)?shù)谝徽袷巻卧?2未發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象時(shí)，第一振蕩信號S1的頻率為 其自由振蕩頻率ω”相對應(yīng)地，在本實(shí)施例中，本地振蕩器16與混波單元MB間設(shè)置有一第一除頻器 27，用以將本地振蕩器16的輸出信號除頻N倍。因此，當(dāng)?shù)谝徽袷巻卧?2發(fā)生注入鎖定現(xiàn) 象時(shí)，混波單元24Β所接收到的兩個(gè)振蕩信號的頻率皆為(ω_/Ν)。與先前的實(shí)施例相同 的是，這樣的實(shí)施方式同樣可以達(dá)到檢測并縮小信號傳送器的載波泄漏信號的效果。圖8為根據(jù)本發(fā)明的第四具體實(shí)施例的示意圖。此實(shí)施例中的第一振蕩單元22 包含一注入鎖定倍頻器22Α (例如一諧波注入鎖定電路)，其特性為當(dāng)待測信號&的能量與 頻率ω inJ的條件令注入鎖定倍頻器22k發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象時(shí)，注入鎖定倍頻器22k所產(chǎn)生 的倍頻信號&的頻率為待測信號&的頻率ω inJ的N倍，N為一大于1的整數(shù)。相對地，當(dāng) 第一振蕩單元22未發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象時(shí)，倍頻信號&的頻率為其自由振蕩頻率ω。。如圖8所示，本實(shí)施例中的第一振蕩單元22還包含一第二除頻器觀，用以將倍頻 信號&除頻N倍。因此，當(dāng)注入鎖定倍頻器22Α發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象時(shí)，混波單元24Β所接 收到的兩個(gè)振蕩信號的頻率仍然為ω_。與先前幾個(gè)實(shí)施例相同的是，圖8的實(shí)施方式同 樣可以達(dá)到檢測并縮小信號傳送器的載波泄漏信號的效果。根據(jù)本發(fā)明的第五具體實(shí)施例為一信號能量判斷方法。圖9為該方法的流程圖。 如圖9所示，該方法首先執(zhí)行步驟S11，提供一待測信號至一振蕩單元。該振蕩單元的特性 為當(dāng)待測信號的一能量大于一門檻值時(shí)，振蕩單元所產(chǎn)生的振蕩信號具有一第一頻率；當(dāng) 待測信號的能量小于門檻值時(shí)，振蕩單元所產(chǎn)生的振蕩信號具有一第二頻率。接著，該方法執(zhí)行步驟S12，判斷振蕩信號具有第一頻率或第二頻率，并產(chǎn)生一判 斷結(jié)果。步驟S13則是根據(jù)判斷結(jié)果產(chǎn)生一校正信號，并將此校正信號傳送至提供待測信 號的一待校正裝置。如先前校正信號傳送器的范例所述，根據(jù)本發(fā)明的校正單元26Α可由多種預(yù)設(shè)補(bǔ) 償電壓中選擇校正信號。于實(shí)際應(yīng)用中，校正單元26Α可采用逐一嘗試的方式，舉例來說， 由低至高逐一將范圍在-32單位電壓 +31單位電壓之間的64種預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓分別提供 給信號傳送器的I/Q兩路徑，直到I/Q兩路徑的載波泄漏信號&的能量皆不再使第一振蕩 單元22發(fā)生注入鎖定現(xiàn)象。請參閱圖10，圖10為根據(jù)本發(fā)明的第六具體實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，該信號傳 送器的輸出端與第一振蕩單元22之間設(shè)置有一衰減器四。易言之，待測信號&在進(jìn)入第 一振蕩單元22之前會先經(jīng)過衰減器四。配合如圖11所示的信號能量判斷方法，衰減器四 可進(jìn)一步提升根據(jù)本發(fā)明的信號能量判斷裝置校正該信號傳送器(或其它待校正裝置)的 效率。為了加快校正的速度，根據(jù)本發(fā)明的信號能量判斷方法可以在正式開始校正之 前，先決定校正信號的正負(fù)，節(jié)省逐一嘗試的時(shí)間。請參閱圖11，圖11為根據(jù)本發(fā)明的決定 校正信號的正負(fù)號的流程范例。該方法首先執(zhí)行步驟S110，衰減待測信號的能量，令振蕩信
號具有第二頻率。以圖10所示的電路為例，在未提供任何校正信號之前，待測信號&的能量通常會 令第一振蕩單元22進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，以第一頻率振蕩。步驟SllO通過衰減器四提供一衰減量，令待測信號&的能量降低，使第一振蕩單元22脫離注入鎖定狀態(tài)，改以第二頻率 (亦即第一振蕩單元22本身的自由振蕩頻率)振蕩。于此實(shí)施例的步驟SllO中，衰減器 29將待測信號&衰減至剛好令第一振蕩單元22脫離注入鎖定狀態(tài)的大小。易言之，經(jīng)過 步驟SllO之后，第一振蕩單元22大致處于注入鎖定狀態(tài)和非注入鎖定狀態(tài)的交界。接著，該方法分別以一正測試值與一負(fù)測試值做為校正信號，并判斷這兩種測試 值何者會令第一振蕩單元22進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)。舉例而言，該正測試值與該負(fù)測試值可以 分別是+16單位電壓和-16單位電壓。如圖11所示，首先，步驟Slll以正測試值作為校正 信號。步驟S112為判斷將正測試值提供至待校正裝置后，新產(chǎn)生的待測信號&是否會使 第一振蕩單元22進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，以第一頻率振蕩。如果步驟Sl 12的判斷結(jié)果為是，該 方法即執(zhí)行步驟S113，改以負(fù)測試值做為校正信號。步驟S115為判斷將負(fù)測試值提供至待校正裝置后，第一振蕩單元22是否進(jìn)入注 入鎖定狀態(tài)，以第一頻率振蕩。如果步驟S115的判斷結(jié)果為否，該方法即執(zhí)行步驟S117， 令接下來將正式用以校正待校正裝置的初始校正信號為負(fù)值。更明確地說，如果以正測試 值做為校正信號時(shí)第一振蕩單元22會進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，但以負(fù)測試值做為校正信號時(shí) 第一振蕩單元22不會進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，表示負(fù)的校正信號較能降低待測信號&的能量。 因此，如果以正測試值做為校正信號時(shí)第一振蕩單元22會進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，但以負(fù)測試 值做為校正信號時(shí)第一振蕩單元22不會進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，本實(shí)施例即采用負(fù)的初始校 正信號。在步驟S117確定采用負(fù)的初始校正信號之后，該方法將執(zhí)行步驟S121和步驟 S122，亦即停止對待測信號&提供衰減，并開始正式調(diào)整該校正信號，直到該校正信號能夠 令第一振蕩單元22脫離注入鎖定狀態(tài)。所謂采用負(fù)的初始校正信號，指的是開始正式調(diào)整 該校正信號時(shí)，校正單元26A采用范圍在-32單位電壓 -1單位電壓之間的32種預(yù)設(shè)補(bǔ) 償電壓之一，直接省略范圍在0單位電壓 +31單位電壓間的另外32種預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓。相對地，如果步驟S112的判斷結(jié)果指出以正測試值做為校正信號時(shí)第一振蕩單 元22不會進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，該方法會繼續(xù)執(zhí)行步驟Sl 14及步驟Sl 16，改以負(fù)測試值做為 校正信號，并判斷負(fù)測試值是否會令第一振蕩單元22進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)。當(dāng)步驟S116的 判斷結(jié)果指出以負(fù)測試值做為校正信號時(shí)第一振蕩單元22會進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，表示正 的校正信號較能降低待測信號&的能量。因此，當(dāng)步驟S116的判斷結(jié)果為是，本實(shí)施例即 執(zhí)行步驟S118，采用正的初始校正信號。在步驟S118確定采用正的初始校正信號之后，該方法將執(zhí)行步驟S121和步驟 S122，停止對待測信號&提供衰減，并開始正式調(diào)整該校正信號，直到該校正信號能夠令第 一振蕩單元22脫離注入鎖定狀態(tài)。所謂采用正的初始校正信號，指的是開始正式調(diào)整該校 正信號時(shí)，校正單元26A采用范圍在0單位電壓 +31單位電壓之間的32種預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓 之一，直接省略范圍在-32單位電壓 -1單位電壓間的另外32種預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓。如圖11所示，若步驟S112和步驟S115的判斷結(jié)果皆為是，亦即無論是以目前的 正測試值或負(fù)測試值都會令第一振蕩單元22進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，該方法將執(zhí)行步驟S119， 同時(shí)將正測試值與負(fù)測試值的絕對值縮小(例如分別改為+8單位電壓和-8單位電壓)。 步驟S119完成之后，該方法將重新執(zhí)行步驟Slll及其后續(xù)步驟。相對地，若步驟S112和步驟S116的判斷結(jié)果皆為否，亦即無論是以目前的正測試值或負(fù)測試值都不會令第一振蕩單元22進(jìn)入注入鎖定狀態(tài)，該方法將執(zhí)行步驟S120，同時(shí) 將正測試值與負(fù)測試值的絕對值增加(例如分別改為+32單位電壓和-32單位電壓)。步 驟S120完成之后，該方法亦將重新執(zhí)行步驟Slll及其后續(xù)步驟。如上所述，步驟Slll至步驟S120分別以一正測試值與一負(fù)測試值做為校正信號， 并根據(jù)這兩種測試值對應(yīng)的判斷結(jié)果決定一初始校正信號。借著預(yù)先決定校正信號的正負(fù) 號，省去測試某些預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓的過程，根據(jù)本發(fā)明的信號能量判斷方法和信號能量判斷 裝置能有效縮短找出合適的校正信號的時(shí)間。如以上所述，本發(fā)明提出的信號能量判斷裝置及信號能量判斷方法采用頻率而非 電壓做為比較基準(zhǔn)，因此可避免先前技術(shù)中眾多電路非因素性造成判斷結(jié)果不準(zhǔn)確的問 題。根據(jù)本發(fā)明的信號能量判斷裝置及信號能量判斷方法除了可應(yīng)用于信號傳送端的泄露 校正電路，亦可廣泛應(yīng)用在各種需要檢測信號能量的領(lǐng)域中。通過以上較佳具體實(shí)施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而 并非以上述所揭露的較佳具體實(shí)施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望 能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種信號能量判斷裝置，用以判斷一待測信號的能量，其包含一第一振蕩單元，用以產(chǎn)生一第一振蕩信號，當(dāng)該待測信號的能量大于一門檻值時(shí)，該 第一振蕩信號具有一第一頻率，當(dāng)該能量小于該門檻值時(shí)，該第一振蕩信號具有一第二頻 率；以及一判斷電路，用以判斷該第一振蕩信號具有該第一頻率或該第二頻率，并產(chǎn)生一判斷 結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該判斷電路包含一第二振蕩單元，用以提供一第二振蕩信號；一混波單元，用以接收并混合該第一振蕩信號和該第二振蕩信號，以產(chǎn)生一混波信號；以及一判斷單元，用以根據(jù)該混波信號判斷該第一振蕩信號具有該第一頻率或該第二頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該第二振蕩信號具有該第 一頻率，如果該混波信號包含一直流信號，該判斷單元即判定該第一振蕩信號具有該第一 頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該判斷單元包含一濾波器，電連接至該混波單元，用以接收并過濾該混波信號以產(chǎn)生一過濾后信號；以及一頻率檢測器，用以檢測該過濾后信號之一過濾后頻率，并根據(jù)該過濾后頻率判斷該 第一振蕩信號具有該第一頻率或該第二頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含 一校正電路，用以根據(jù)該判斷結(jié)果產(chǎn)生一校正信號并將該校正信號傳送至提供該待測 信號之一待校正裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該待校正裝置為一信號傳 送器，該待測信號為一載波泄漏信號，并且該校正信號用以校正該信號傳送器之一輸入電 壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，當(dāng)該判斷結(jié)果表示該第一 振蕩信號具有該第一頻率，該校正電路調(diào)整該校正信號，當(dāng)該判斷結(jié)果表示該第一振蕩信 號具有該第二頻率，該校正電路停止調(diào)整該校正信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該校正電路由多個(gè)預(yù)設(shè)補(bǔ) 償電壓中選擇一補(bǔ)償電壓做為該校正信號，當(dāng)該判斷結(jié)果表示該第一振蕩信號具有該第一 頻 率，該校正電路由該等預(yù)設(shè)補(bǔ)償電壓中選擇另一個(gè)補(bǔ)償電壓做為該校正信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含 一衰減器，該待測信號進(jìn)入該第一振蕩單元之前先經(jīng)過該衰減器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該第二頻率根據(jù)該第一頻 率以及該待測信號的一能量上限值決定。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該待測信號具有該第一頻 率，并且該第二頻率為該第一振蕩單元的一自由振蕩頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該待測信號具有一第三頻率，并且該第一頻率為該第三頻率的N分之一，N為一大于1的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號能量判斷裝置，其特征在于，該待測信號具有該第一頻 率，并且該第一振蕩單元包含一注入鎖定倍頻器，用以產(chǎn)生一倍頻信號，當(dāng)該能量大于該門檻值，該倍頻信號具有一 第四頻率，并且該第四頻率為該第一頻率的N倍，當(dāng)該能量小于該門檻值，該倍頻信號具有 一第五頻率，并且該第五頻率為該第二頻率的N倍，N為一大于1的整數(shù)；以及一除頻器，用以將該倍頻信號降頻N倍，以產(chǎn)生該第一振蕩信號。
14.一種信號能量判斷方法，用以判斷一待測信號的能量，其包含下列步驟(a)提供該待測信號至一振蕩單元，當(dāng)該待測信號的能量大于一門檻值時(shí)，該振蕩單元 所產(chǎn)生的一振蕩信號具有一第一頻率，當(dāng)該能量小于該門檻值時(shí)，該振蕩信號具有一第二 頻率；以及(b)判斷該振蕩信號具有該第一頻率或該第二頻率，并產(chǎn)生一判斷結(jié)果。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的信號能量判斷方法，其特征在于，進(jìn)一步包含下列步驟根據(jù)該判斷結(jié)果產(chǎn)生一校正信號，并將該校正信號傳送至提供該待測信號的一待校正直ο
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的信號能量判斷方法，其特征在于，進(jìn)一步包含下列步驟衰減該待測信號的該能量，令該振蕩信號具有該第二頻率；決定一正測試值與一負(fù)測試值，并分別以該正測試值與該負(fù)測試值做為該校正信號提 供至該待校正裝置；當(dāng)該校正信號為該正測試值，步驟(b)產(chǎn)生一第一判斷結(jié)果；當(dāng)該校正 信號為該負(fù)測試值，步驟(b)產(chǎn)生一第二判斷結(jié)果；以及根據(jù)該第一判斷結(jié)果與該第二判斷結(jié)果決定一初始校正信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的信號能量判斷方法，其特征在于，若該第一判斷結(jié)果顯示 該振蕩信號具有該第二頻率，并且該第二判斷結(jié)果顯示該振蕩信號具有該第一頻率，則該 初始校正信號為一正校正信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的信號能量判斷方法，其特征在于，若該第一判斷結(jié)果顯示 該振蕩信號具有該第一頻率，并且該第二判斷結(jié)果顯示該振蕩信號具有該第二頻率，則該 初始校正信號為一負(fù)校正信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種信號能量判斷裝置，其中包含一振蕩電路與一判斷電路。該振蕩電路用以產(chǎn)生一振蕩信號，當(dāng)一待測信號之一能量大于一門檻值時(shí)，該振蕩信號具有一第一頻率；當(dāng)該能量小于該門檻值時(shí)，該振蕩信號具有一第二頻率。該判斷電路用以判斷該振蕩信號具有該第一頻率或該第二頻率，并產(chǎn)生一判斷結(jié)果。
文檔編號G01R23/02GK102116805SQ20091026684
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者謝明諭, 顏仕杰 申請人:晨星半導(dǎo)體股份有限公司, 晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司