[發明專利]振蕩信號提供器、同相與正交振蕩信號提供器以及信號處理方法

在審

• 申請號: 201210156066.0
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN103427866A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 丁建裕
• 申請（專利權）人: 晨星軟件研發（深圳）有限公司;晨星半導體股份有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04L27/152
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳亮

技術領域

本發明大致相關于無線通信，尤指可以減緩一電壓控制振蕩器(voltage-controlled?oscillator)遭受到頻率牽引(pulling)的方法與技術。

背景技術

在無線通信中，要被傳遞的信號基本上是一開始產生在一相對低的頻率信號中，此較低頻率一般稱為基頻(baseband?frequency)。之后，經過一些處理，此基頻信號被附帶在一頻率相對高的射頻(radio?frequency)信號中發射出去。如此的處理過程一般稱為升頻(up-conversion)，由無線電收發器(RF?transceiver)中的發射器(transmitter)所執行；而相反的處理過程則稱之為降頻(down-conversion)，由無線電收發器中的接收器(receiver)所執行。升頻與降頻都需要有相位準確的本端振蕩信號(local?oscillation?signals，簡稱為LO?signals)，而LO信號可由穩定振蕩的一電壓控制振蕩器(voltage?controlled?oscillator，簡稱為VCO)與相關電路來產生。

VCO的振蕩穩定度可能受到鄰近裝置的正常操作而被干擾。這樣的干擾現象大致可以歸類為兩種：頻率推移(frequency?pushing)與頻率牽引(frequency?pulling)。簡單的說，頻率推移指的是VCO所產生的信號頻率，因為VCO的電源線或是接地線的電壓不夠穩定，所產生的變化。引起的原因可能是VCO附近元件所需要的電流突然地大量變化(rush?current)，或是電源線與接地線上的寄生電阻、電容、電感等所產生的耦合效果。相對的，頻率牽引指的是大能量射頻信號、或是射頻信號的諧振頻率(harmonics)等，透過電、磁、或是電磁耦合的交互作用，對VCO的操作頻率所產生的影響。

圖1顯示一直接轉換收發器(direct?conversion?transceiver)100，包含有發送器12以及接收器16。為了效率考量，收發器100僅有一個頻率合成器14，其提供同相/正交(in-phase/quadrature)的射頻信號SI與SQ，讓發送器12與接收器16所共享。在其他例子中，發送器12與接收器16可以個別具有一頻率合成器。

請看發送器12。訊息以數字位元信號的形式，送至數字邏輯電路18。在這個例子中，數字邏輯電路18可能具有許多種功能，譬如多增加一些數字位元來提供通信信號的除錯運算。數字邏輯電路18其中的一個功能，是依據所接收到的數字位元信號，來產生相互正交的調制信號(quadrature?modulation?signals)，即，A(n)cos(θ(n))與A(n)cos(θ(n)+π/2)。其中，A(n)與θ(n)是依據發送器12所要執行的調制形式(舉例來說：移相鍵控(PSK)、移頻鍵控(FSK)、移幅鍵控(ASK)等)來決定。在此說明書中，兩個信號相互正交指的是兩個信號有π/2弧度或是90度相位的差異。

兩個調制信號其中之一送到一同相發送路徑(in-phase?transmit?path)，而兩個調制信號其中的另一送到一正交發送路徑(quadrature-phase?transmit?path)。從圖中可以看出，數字邏輯電路18確保送到兩個路徑上的數字信號有π/2弧度(或是90度相位)的差異。在每個發送路徑上，數字模擬轉換器(digital-to-analog?convertor，DAC)20把數字邏輯電路18所送來，以數字位元形式表示的調制信號，轉換成以模擬形式表示。DAC?20所產生的模擬調制信號，經過低通濾波器LPF?22濾波后，就準備用來和頻率合成器14所提供的一射頻信號，透過混波器(mixer)24混成，升頻到射頻。

頻率合成器14提供相互正交的二射頻信號(相差π/2弧度)S_I與S_Q，分別給同相發送路徑與正交發送路徑的兩個混波器24。兩個混波器24所產生的結果則由加法器28組合，送至功率放大器26來增加其中的信號強度后，透過天線30發射到空中。

收發器100中，提供給混波器24的兩射頻信號S_I與S_Q是由一鎖相回路(phase?lock?loop，簡稱為PLL)所產生。相位檢測器32比較一參考信號f_ref以及由頻率合成器14所產生的一回饋信號。所以相位檢測器32的輸出信號對應到參考信號f_ref與該回饋信號的相位差，其被低通濾波器34處理后，產生控制電壓V_ctrl。