專利名稱：信號(hào)處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于提供復(fù)數(shù)信號(hào)之信號(hào)處理電路。
背景技術(shù)：
信號(hào)處理電路尤其被使用在向量調(diào)變器或混合被接收信號(hào)。此情況中的輸出驅(qū)動(dòng)器可被耦合至該向量調(diào)變器。在接收器路徑中也產(chǎn)生類似耦合的問題，如果振蕩信號(hào)被回饋至接收器的輸入，于該處形成一個(gè)額外但不想要的信號(hào)成份。此額外的信號(hào)成份與真實(shí)想要的信號(hào)接收產(chǎn)生干擾。在此情況中，尤其是當(dāng)使用一向量調(diào)變器時(shí)所產(chǎn)生的一個(gè)調(diào)變的乘積具有特別的破壞效應(yīng)。因?yàn)?，為了形成交叉調(diào)變乘積，輸出頻率與振蕩器頻率之間的頻率比例通常是偶數(shù)(even)，而選擇振蕩器頻率與輸出頻率之間的非整數(shù)比例是適當(dāng)?shù)??？赡艿倪x擇是，例如fosc＝4/3 f OUT，或fosc＝3/2 f OUT。
必需額外提供一個(gè)同相位成份以及一個(gè)正交成份以便使用向量調(diào)變器，或在直接轉(zhuǎn)換接收器中。該等成份一起形成一個(gè)復(fù)數(shù)信號(hào)。分離及后續(xù)的混合或一模擬相位移動(dòng)器迄今為止必須被使用在所謂的3/2頻率概念中，以便提供做為振蕩器信號(hào)之同相位及正交成份。
第4圖表示一種已知的概念。在該情況中，一振蕩器提供一輸出信號(hào)，其被供應(yīng)給二混合器的輸入。此外，使用一分頻器以將振蕩器信號(hào)除法為3，且因此產(chǎn)生互相移動(dòng)90度的二個(gè)成份。此二信號(hào)中的一者分別被提供給二混合器之一做為一第二輸入信號(hào)。二混合器之輸出信號(hào)同樣具有90度的相位移動(dòng)且一起形成復(fù)數(shù)輸出信號(hào)。
在此情況中，所需要的分頻器是復(fù)數(shù)(complex)形式的設(shè)計(jì)。一種已知的實(shí)施例需要三個(gè)差動(dòng)主從D型正反器(differential master-slave D flip-flop)以及在輸出頻率運(yùn)作之額外的邏輯閘。在所提出的分頻器概念中，輸出成份I與輸出成份Q之間的相位移動(dòng)僅藉由奇(odd)分頻器以相當(dāng)大的困難獲得確定。做為分頻器電路之主仆D型正反器已被揭露在Tietze/Schenk，“Halbleiterschal tungstechnik”[半導(dǎo)體電路技術(shù)]，Springer Verlag，第12版，第9章，675-709頁。
另一種產(chǎn)生2/3振蕩器信號(hào)頻率之輸出信號(hào)的方法包括以因子3除振蕩器信號(hào)的頻率，如目前的情況，且之后使用二個(gè)混合器將其轉(zhuǎn)換至輸出頻率。連接至其中一混合器之輸出的類彼相位移動(dòng)器隨后產(chǎn)生二輸出信號(hào)之間90度的相位移動(dòng)。此種概念的缺點(diǎn)在于模擬相位移動(dòng)器通常具有極低的阻抗。因此需要來自一預(yù)放大器(preamplifier)之高驅(qū)動(dòng)功率，其因使增加功率消耗。處理程序中額外增加的模擬變化導(dǎo)致同相位與正交成份之間的損失。
DE 102 11 524揭露一種電路裝置，其使用回饋以產(chǎn)生一輸出信號(hào)，此輸出信號(hào)的頻率是2/3振蕩器信號(hào)頻率。在此情況中，此輸出信號(hào)的產(chǎn)生僅受限于此頻率比例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的在提供一種信號(hào)處理電路，其中使用簡單的裝置以產(chǎn)生具有一同相位成份以及一正交成份之復(fù)數(shù)信號(hào)，可降低振蕩器在輸出上所產(chǎn)生的效應(yīng)。
此目的藉由權(quán)利請(qǐng)求第1獨(dú)立項(xiàng)的主題而達(dá)成。
在信號(hào)處理電路中提供產(chǎn)生具有第一頻率之信號(hào)的震蕩器。此信號(hào)處理電路更包括一第一頻率轉(zhuǎn)換裝置以及一第二頻率轉(zhuǎn)換裝置，每一者具有一第一輸入以及一第二輸入。第一及第二頻率轉(zhuǎn)換裝置系用以將在第一輸入之第一頻信號(hào)以及在第二輸入之第二頻率的第二信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三頻率的第三信號(hào)。此第三信號(hào)被提供在頻率轉(zhuǎn)換裝置之個(gè)別輸出。在此情況中，頻率轉(zhuǎn)換裝置輸出形成信號(hào)處理電路之輸出。第一頻率轉(zhuǎn)換裝置之第一輸入連接至振蕩器。第二轉(zhuǎn)換器之第一輸入也耦合至振蕩器。信號(hào)處理電路包括一分頻器電路，其信號(hào)輸入耦合至第一頻率轉(zhuǎn)換裝置之輸出，以便形成一回饋路徑。此分頻器電路具有一第一信號(hào)輸出(其連接至第一轉(zhuǎn)換裝置之第二輸入)且更包括一第二信號(hào)輸出耦合至第二轉(zhuǎn)換裝置之第二信號(hào)輸入。此分頻器電路系用以在第一信號(hào)輸出提供具有第一相位以及被除法之頻率的第一信號(hào)，該被除法之頻率相對(duì)于施加至其輸入之一信號(hào)的頻率而被由分頻器電路之除法比例而被除法。此分頻器裝置因此被設(shè)計(jì)為其使用此除法比例以除法施加至信號(hào)輸入之信號(hào)的頻率并使用該頻率來產(chǎn)生在第一信號(hào)輸出發(fā)生之輸出信號(hào)。此分頻電路更被設(shè)計(jì)為在第二信號(hào)輸出提供具有被除法頻率及一地相位之一第二信號(hào)，該第二相為相對(duì)于該第一相位具有90度的移動(dòng)。此分頻器電路因此提供二信號(hào)，其具有相同的頻率以及相對(duì)之間的90度相位移動(dòng)。
此信號(hào)處理電路改善具有同相位成份及正交成份之復(fù)數(shù)輸出信號(hào)。此分頻器裝置提供二個(gè)互相正交(orthogonal)且被用以當(dāng)成頻率轉(zhuǎn)換裝置之輸入信號(hào)的信號(hào)。來自信號(hào)處理電路之二輸出信號(hào)因此也互相正交。同時(shí)，回饋幾乎理想地抑制輸出信號(hào)中不想要的成份，尤其是解除輸出信號(hào)與振蕩器輸入信號(hào)之耦合。來自轉(zhuǎn)換裝置之輸出信號(hào)所產(chǎn)生的回饋總是具有輸入信號(hào)的相位關(guān)系。
依據(jù)本發(fā)明之電路的優(yōu)點(diǎn)尤其可被使用于向量調(diào)變器或直接轉(zhuǎn)換接收器之傳輸器裝置以及接收裝置。
權(quán)利請(qǐng)求項(xiàng)附屬項(xiàng)是關(guān)于有利的改善。
一實(shí)施例之特征在于本發(fā)明之電路系為差分信號(hào)(differencesignal)處理而設(shè)計(jì)。因此降低此等在線的干擾。在一種如同此種的修改中，分頻電路可以使用正反器電路以特別簡單的方式實(shí)施。在本發(fā)明一特別的改善中，分頻電路系主-樸D型正反器。其優(yōu)點(diǎn)在于本身激勵(lì)本發(fā)明振蕩器裝置的正反器自由地振蕩。此電路在回饋的在理想的頻率被激勵(lì)且因此可靠地開始振蕩。此正反器以輸出信號(hào)中不想要的頻譜成份由正反器較大的衰減或較低的共振響應(yīng)而被額外地抑制的方式而被設(shè)計(jì)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，此主仆D型正反器被設(shè)計(jì)，尤其是為了偶除數(shù)比例的頻率除法。在此實(shí)施例中，此正反器以簡單的方式產(chǎn)生二個(gè)互相有90度相位移動(dòng)的輸出信號(hào)。此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于處理過程的波動(dòng)不會(huì)增加任何主要的變化，因此加強(qiáng)了生產(chǎn)品質(zhì)。由主從D型正反器所提供的信號(hào)可直接被輸入頻率轉(zhuǎn)換裝置之個(gè)別的第二輸入。
在本發(fā)明之另一實(shí)施例中，在回饋路徑中分頻器電路之信號(hào)輸入與第一轉(zhuǎn)換裝置之信號(hào)輸出之間提供一濾波器。該濾波器抑制輸出信號(hào)中不想要的頻譜成份，因此僅有位于想要的頻率的信號(hào)被輸入分頻器電路中。這對(duì)于瞬時(shí)響應(yīng)(transient response)有相當(dāng)?shù)母纳啤?br> 在本發(fā)明另一改善中，分頻電路包括一相位移動(dòng)電路用以提供該第二信號(hào)。該相位移動(dòng)電路系用以將該第一信號(hào)提供給該分頻電路并在第二信號(hào)輸出提供該第二信號(hào)，第二信號(hào)的相位相對(duì)于第一信號(hào)的相位移動(dòng)90度。


本發(fā)明將使用例示實(shí)施例詳細(xì)說明如下在圖式中第1圖表示第一例示實(shí)施例；第2圖表示解釋用之頻譜；第3圖表示第二例示實(shí)施例；第4圖表示已知之信號(hào)處理電路。
具體實(shí)施例方式
第1圖所示之信號(hào)處理電路系用于差分信號(hào)(difference signal)處理。此差分信號(hào)具有二信號(hào)元素，此二信號(hào)元素大小相同但具有不同的數(shù)學(xué)符號(hào)。二信號(hào)元素之間的差異因此總是相同。差分信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)在于二信號(hào)元素中的干擾通常在相同的方式中變得明顯，因此此等信號(hào)元素之間的差異維持不變。
此信好處理電路包含一壓控振蕩器1，其于其輸出11發(fā)出一振蕩信號(hào)。此振蕩器1之振蕩器輸出11連接至第一混合器3之第一輸入以及第二混合器4之第一輸入41。
分頻器電路2具有2至1的除法比例且因此除法輸入信號(hào)的頻率并在輸出產(chǎn)生頻率為一半的輸入信號(hào)頻率的信號(hào)。此分頻器電路是主D型正反器(master D flip-flop)并且被設(shè)計(jì)為差分信號(hào)處理所使用。該正反器產(chǎn)生二個(gè)頻率為輸入信號(hào)頻率的一半且互相移動(dòng)90度角的信號(hào)。分頻器電路2之輸出22的輸出信號(hào)因此具有第一相位，而分頻器電路2之第二輸出23的輸出信號(hào)具有相對(duì)于第一信號(hào)移動(dòng)90度之相位。
此處所描述的本地振蕩器(local oscillator)，以第一實(shí)施例而言，具有其輸出信號(hào)I及Q的二頻率。此二輸出頻率從混合器3的混合概念而被決定。當(dāng)?shù)谝浑A混合項(xiàng)目被列入考慮時(shí)，輸出信號(hào)I之輸出頻率fout首先成為振蕩器信號(hào)OSC的頻率與混合器3之輸出的輸出頻率fout1的一半的總和fout1＝fosc+1/2 fout1第二種可能的第一階混合項(xiàng)目是振蕩器頻率與一半輸出頻率之間的差fout2＝fosc-1/2 fout2這造成以下輸出信號(hào)的第一輸出頻率foutfout1＝2/3 fosc或fout1＝2 fosc輸出信號(hào)I之二個(gè)可能的頻率，對(duì)于3GHz振蕩器頻率而言因此是2GHz以及6GHz。
在最簡單的實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)此整反器使得二個(gè)可能的頻率fout1或fout2之一可以被抑制，因此整個(gè)電路近在一個(gè)頻率振蕩。在此情況中，位于二頻率的范圍中之一范圍內(nèi)的頻率范圍中的較低的增益或較大的衰減通常是足夠的。如果混合器產(chǎn)生另外的組合頻率，這些可同樣由適合的濾波而被選擇。在此情況中，在想要的頻率范圍之外的所信號(hào)都被抑制。此正反器本身的振蕩確保系統(tǒng)振蕩。
在第1圖所示的實(shí)施例中，主-從正反器也產(chǎn)生移動(dòng)90度的輸出信號(hào)。該信號(hào)被當(dāng)成第二混合器4之輸入信號(hào)。然而，混合器3及4終頻率轉(zhuǎn)換操作產(chǎn)生一個(gè)被維持的相位?；旌掀鬏敵鲋盘?hào)因此也具有相同的相位移動(dòng)。
此分頻電路可以被擴(kuò)展，以便產(chǎn)生輸入信號(hào)fosc與輸出信號(hào)I或Q之間更多復(fù)數(shù)頻率比例。第3圖表示此型態(tài)的實(shí)施例。在此情況中，相同的組件具有相同的參考標(biāo)號(hào)。
在第3圖，分頻電路2包括第一分頻器25，一乘法器26以及一相位移動(dòng)器24。分頻器電路2之輸入21連接至分頻器25之輸入。后者具有3∶1的除法比例且因此以因子3除輸入信號(hào)之頻率，并發(fā)出頻率為三分之一輸入頻率之輸出信號(hào)。此輸出信號(hào)被施加至乘法器26，用以將頻率加倍。分頻器25及乘法器26之除法比例表示在第3圖。以此方式被產(chǎn)生的輸出信號(hào)因此是施加至輸入21之信號(hào)的頻率的2/3。
此輸出信號(hào)被施加至第一混合器3之第二輸入以及額外地施加至一相位移動(dòng)器24后者移動(dòng)輸入信號(hào)的相位，因此在輸出產(chǎn)生具有相同頻率但被移動(dòng)90度相位的信號(hào)。此信號(hào)被施加至第二混合器4之第二輸入。以因子3除輸入信號(hào)的頻率然后以2乘它，因此允許產(chǎn)生頻率對(duì)應(yīng)振蕩器頻率fosc的3倍或?qū)?yīng)數(shù)值3/5 fosc之一輸出信號(hào)。
此外，混合器3的輸出連接至帶通濾波器5(bandpass filter)，其于3/5 fosc頻率過濾輸出信號(hào)。這防止振蕩裝置在三倍振蕩器頻率振蕩。也可使用低通濾波器或高通濾波器來取代帶通濾波器。
以上所描述的例示實(shí)施例并非用以限制。原則上，回饋允許任何想要的頻率為輸出信號(hào)I及Q而被設(shè)定，產(chǎn)生分頻器的合適選擇。如果使用具有耦除法比例之正反器電路，則可以同時(shí)使用此正反器來產(chǎn)生已經(jīng)互相移動(dòng)90度的信號(hào)。該等信號(hào)可被直接輸入混合器中。也可以使用和差調(diào)變器(sigma-delta modulator)取代第3圖所示之電路以便以簡單的方式產(chǎn)生分?jǐn)?shù)的除法比例。
同時(shí)，已經(jīng)以此方式而產(chǎn)生的信號(hào)具有相互間90度的相位移動(dòng)。尤其是，信號(hào)I與信號(hào)Q之間的相位關(guān)系被維持，因?yàn)閬碜曰旌掀?的輸出信號(hào)總是具有在第二輸入之輸入信號(hào)的相位關(guān)系。如同此方式的信號(hào)處理電路有利地被使用在相量調(diào)變器或需要具有成份I及Q之復(fù)數(shù)輸入信號(hào)之解調(diào)變器。
參考符號(hào)表1 振蕩器2 分頻器電路3，4合器21 輸入24 相位移動(dòng)器25 分頻器26 乘法器31，41 第一混合輸入32，42 第二混合輸入33，43 混合輸出fosc振蕩器信號(hào)之頻率fout輸出信號(hào)之頻率I，Q同相位成份，正交成份
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理電路，用以提供具有在第一分接頭之一第一成份(I)以及在第二分接頭之一第二成份(Q)之一復(fù)數(shù)輸出信號(hào)，尤其為行動(dòng)無線裝置所用，包括一振蕩器電路(1)用以提供第一頻率(fosc)之一信號(hào)；一第一轉(zhuǎn)換裝置(3)具有一第一輸入(31)，一第二輸入(32)以及一輸出(33)，其形成該信號(hào)處理電路之該第一分接頭，該第一轉(zhuǎn)換裝置(3)被設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)換被施加至其輸入之信號(hào)的頻率至一輸出信號(hào)，且該第一輸入(31)耦合至該振蕩器電路(1)；一第二轉(zhuǎn)換裝置(4)具有一第一輸入(41)，一第二輸入(42)以及一輸出(4 3)，其形成該信號(hào)處理電路之該第二分接頭，該第二轉(zhuǎn)換裝置(4)被設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)換施加至其輸入之信號(hào)的頻率為一輸出信號(hào)，而該第一輸入(41)連接至該振蕩器電路(1)；一分頻器電路(2)，具有一除法比例，且其信號(hào)輸入(21)耦合至該第一轉(zhuǎn)換裝置(3)之輸出(33)，以便形成一回饋路徑，該電路具有一第一信號(hào)輸入(22)耦合至該第一轉(zhuǎn)換裝置(3)之該第二輸入(32)并具有一第二輸信號(hào)輸出(23)耦合至該第二轉(zhuǎn)換裝置(4)之該第二輸入(42)，該分頻器電路(2)被設(shè)計(jì)為用以于該第一信號(hào)輸出(22)上提供一第一相位及一第一頻率之一第一信號(hào)，該第一頻率系由施加至其輸入之一信號(hào)的頻率及該除法比例而被決定，以及用以于該第二信號(hào)輸出(23)上提供該第一信號(hào)之頻率之一第二信號(hào)，且該第二信號(hào)具有相對(duì)于該第一信號(hào)之第一相位移動(dòng)90度之相位，其中于該回饋電路中該分頻器電路(2)之信號(hào)輸入(21)與該第一轉(zhuǎn)換裝置(3)之輸出(33)之間提供一濾波器裝置(5)，且該分頻器電路(2)具有一和差調(diào)變器(sigma-delta modulator)用以使用分?jǐn)?shù)的除法比例產(chǎn)生信號(hào)。
2.如權(quán)利請(qǐng)求項(xiàng)第1項(xiàng)之信號(hào)處理電路，其中該分頻器電路(2)包括至少一主從D型正反器以及具有一偶除法比例。
3.如權(quán)利請(qǐng)求項(xiàng)第2項(xiàng)之信號(hào)處理電路，其中該濾波器裝置(5)系具有帶通，低通或高通濾波器特性之形式。
4.如權(quán)利請(qǐng)求項(xiàng)第1項(xiàng)之信號(hào)處理電路，其中該濾波器裝置(5)系具有帶通，低通或高通濾波器特性之形式。
5.如權(quán)利請(qǐng)求項(xiàng)第1至4項(xiàng)任一項(xiàng)之信號(hào)處理電路，其中該分頻電路(2)包括一相位移動(dòng)電路(24)被設(shè)計(jì)為供應(yīng)具有該第一相位之該第一信號(hào)以及于該第二信號(hào)輸出(23)提供具有已經(jīng)相對(duì)于該第一相位被移動(dòng)90度之該第二信號(hào)。
全文摘要
一種信號(hào)處理電路包括一振蕩器(1)連接至二混合器(3，4)之輸入(31，34)。一混合器(3)之輸出(33)被耦合至一分頻器電路(2)以便形成一回饋電路，該分頻器之第一輸出(22)耦合至該第一混合器(3)之第二輸入(32)。分頻器電路(2)之第二信號(hào)輸出(23)承載具有相對(duì)該分頻器電路(2)之第一信號(hào)輸出(22)之信號(hào)有90度相位移動(dòng)之一信號(hào)。第二信號(hào)被供應(yīng)至第二混合器(4)之第二輸入(42)。回饋電路使在同相位及正交成分中不想要的信號(hào)成分被抑制。同時(shí)，此同相位及正交成分具有相互之間固定的相位關(guān)系。此信號(hào)處理電路允許任何想要的非整數(shù)除法比例的達(dá)成。
文檔編號(hào)H03K21/00GK1601905SQ20041001198
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者D·塞佩, A·漢科, D·普哈姆-斯特納 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司