多級變頻的製作方法

2023-05-30 07:43:11

專利名稱：多級變頻的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種採用多級變頻的接收機。本發明還涉及一種採用多級變頻的發射機以及一種包括該接收機和發射機的收發機。本發明還涉及一種對射頻信號進行多級變頻的方法。
美國專利6282413 B1公開了一種採用多級變頻的接收機。所描述的該接收機使用兩個獨立的下變頻級，對射頻信號進行下變頻。每一級都包括一個混頻器。這些混頻器所使用的相應混頻信號是由可調振蕩器生成的。但是，由於這樣的可調本地振蕩器的調整範圍本質上是有限的，所以，相應的接收帶寬，即接收機可以接收信號的帶寬，也是有限的。
為此，提供了一種用於接收射頻信號的接收機，至少兩個頻帶中的一個頻帶包括該射頻信號的中心頻率，該接收機包括振蕩模塊，用於生成具有第一頻率的第一混頻信號；分頻器，用於根據第一混頻信號獲取第二混頻信號；第一混頻器，用於使用第一混頻信號，將射頻信號下變頻為第一較低頻信號；以及第二混頻器，用於使用第二混頻信號，將第一較低頻信號下變頻為第二較低頻信號；其中，分頻器的分頻因子以及中心頻率與第一頻率的比值取決於至少兩個頻帶中的所述頻帶。
在本發明中，第一混頻信號的頻率與諸如載頻之類的中心頻率的比值取決於包括該中心頻率的頻帶。根據本發明，振蕩模塊用於生成第一混頻信號。使用分頻器，根據第一信號，獲取第二混頻信號，該分頻器的分頻因子也是由包括該中心頻率的頻帶所決定的。因此，混頻信號的頻率不再是固定的，而是隨中心頻率而變化。因此，可以有利地提高接收帶寬，而不必增加振蕩模塊的相應調整範圍。此外，在接收帶寬給定的情況下，本發明可以有利地用於降低振蕩模塊的調整範圍，而不降低接收帶寬。
在根據本發明的另一實施例中，該接收機包括一個將第二混頻信號進行移相的移相器，它可用於諸如I-Q信號之類的正交信號的下變頻。
下面結合附圖進一步描述本發明的這些和其他方面。


圖1示出了用於無線LAN應用的頻率範圍的一些例子；圖2示出了根據本發明的接收機的第一個實施例；圖3示出了根據本發明的接收機的第二個實施例；圖4示出了根據本發明的發射機的一個實施例；圖5示出了根據本發明的收發機的一個實施例；圖6的流程圖示出了根據本發明的多級變頻的步驟。
圖1以示例的方式示出了用於無線LAN應用的一些頻帶。從中可以看出，有些頻帶與其他頻帶相鄰，例如，美國WLAN和美國的汽車電子通信的頻帶。
圖2示出了根據本發明的接收機。圖中所示的第一混頻器12和第二混頻器16經由低通濾波器14連接起來，低通濾波器14用於從第一較低頻信號15中消除不希望的頻譜分量。該接收機還包括振蕩模塊20，它可以包括PLL或自激振蕩器，用於產生第一混頻信號。該實施例還包括分頻器22，用於根據第一混頻信號11獲取第二混頻信號13。該分頻器的分頻因子以及第一混頻信號11的頻率與中心頻率的比值都取決於包括該中心頻率的頻帶。應當注意的是，「中心頻率」一詞還包括載頻。下面給出了調整範圍的可實現降低。例如，第一混頻信號11的頻率與載頻的比值為N/(N+1)。分頻器22的分頻因子為N。因此，第二混頻信號的頻率等於中心頻率的1/(N+1)。N可以取任何整數，例如N＝2，則第一混頻信號的頻率是中心頻率的2/3，而第二混頻信號的頻率就是中心頻率的1/3。在表1中，計算出了對於N的不同值的調整範圍。但是，對於範圍為4900至5925MHz的整個接收帶寬，N是固定的。振蕩模塊20的調整範圍用相對帶寬(％)表示，可以計算為(Fmax-Fmin)/((Fmax+Fmin)/2)*100％。
表1對於固定N的調整範圍在表2中，N的值取決於包括中心頻率的頻帶。
表2對於變量N的調整範圍在這種情況下，振蕩器模塊20隻需覆蓋從3511至3950MHz的頻率範圍，這表示調整範圍的11.8％，比第一種情況低大約1.5倍。在上面的例子中，第一頻率與中心頻率的比值等於N/(N+1)，但也可以使用其他比值和分頻因子。例如，對於零中頻接收機，第一混頻信號11的頻率與輸入信號10的中心頻率的比值也可是N/(N-1)。在這種情況下，使用分頻因子為N的分頻器22，第二混頻信號13的頻率變成中心頻率的1/(N-1)。通常，對於零中頻，混頻信號11和13的頻率之和必須等於中心頻率。但是，對於非零中頻，應該選擇比值和分配因子，使得混頻信號11和13的頻率之和不等於中心頻率。
圖3示出了根據本發明的接收機的一個實施例，其中，混頻器30和32用於將正交信號下變頻，例如用在I-Q解調器中。為了將正交信號下變頻，接收機包括用於將第二混頻信號移相的移相器34。
圖4示出了根據本發明的發射機的一個實施例。所示出的混頻器57和59用於將較低頻信號50上變頻為射頻信號53。為此，混頻器57和59需要利用混頻信號54和55。使用具有可編程分頻因子的分頻器61，根據混頻信號55，獲取混頻信號54。使用振蕩模塊56，產生混合信號55，例如，振蕩模塊56可以是PLL或採用自激振蕩器。分頻器61的分頻因子以及混頻信號55的頻率與信號53的中心頻率的比值同樣都取決於包括該中心頻率的頻帶。
圖5示出的收發機64包括發射機61和接收機62。接收機62從天線67接收輸入信號10，並將輸入信號10下變頻為較低頻信號18，較低頻信號18可以是零中頻或幾乎零中頻信號。在處理模塊63中進行處理之後，根據較低頻信號18，獲得信號65。處理模塊60將信號66處理成較低頻信號50。發射機61隨後將該信號上變頻，並通過天線67發射出去。
圖6示出了包括用於採用多級變頻將信號10下變頻的四個步驟S1、S2、S3和S4的流程圖。在步驟S1中，產生第一混頻信號11，它的頻率與中心頻率的取決於包括該中心頻率的至少兩個頻帶中的那個頻帶。在步驟S2中，使用分頻器22，根據第一混頻信號，獲取第二混頻信號13，分頻器22的分頻因子取決於所述至少兩個頻帶中的那個頻帶。在步驟S3中，使用第一混頻信號，將射頻信號10下變頻為第一較低頻信號。最後，在步驟S4中，使用第二混頻信號13，將第一較低頻信號下變頻為第二較低頻信號18。
應當理解的是，上述實施例用於說明、而非限制本發明，並且，在不脫離所附權利要求的保護範圍的前提下，本領域技術人員能夠設計出多種其他的實施例。可以使用模擬和數字部件，在模擬域或數字域中，實現這些實施例。「包括」一詞並不排除存在權利要求所記錄的部件或步驟之外的其他部件或步驟。部件前面的冠詞「一個」並不排除存在多個這樣的部件。相互不同的從屬權利要求中記錄的特定手段並不表示這些手段的組合不具有優勢。
權利要求
1.用於接收射頻信號(10)的接收機，至少兩個頻帶中的一個頻帶包括所述射頻信號(10)的中心頻率，所述接收機包括振蕩模塊(20)，用於生成具有第一頻率的第一混頻信號(11)；分頻器(22)，用於根據所述第一混頻信號(10)獲取第二混頻信號(13)；第一混頻器(12)，用於使用所述第一混頻信號(11)，將所述射頻信號(10)下變頻為第一較低頻信號(15)；以及第二混頻器，用於使用所述第二混頻信號(13)，將所述第一較低頻信號下變頻為第二較低頻信號(18)；其中，所述分頻器的分頻因子以及所述中心頻率與所述第一頻率的比值取決於至少兩個頻帶中的所述頻帶。
2.如權利要求1所述的接收機，其中，所述接收機包括用於對所述第二混頻信號(13)進行移相的移相器(34)。
3.用於發射射頻信號(53)的發射機，至少兩個頻帶中的一個頻帶包括所述射頻信號(53)的中心頻率，所述發射機包括振蕩模塊(56)，用於生成具有第二頻率的第二混頻信號(55)；分頻器(52)，用於根據所述第二混頻信號(55)獲取第一混頻信號(54)；第一混頻器(57)，用於使用所述第一混頻信號(54)，將較低頻信號(50)上變頻為較高頻信號；以及第二混頻器(59)，用於使用所述第二混頻信號(55)，將所述較高頻信號(51)上變頻為射頻信號(53)；其中，所述分頻器的分頻因子以及所述中心頻率與所述第一頻率的比值取決於至少兩個頻帶中的所述頻帶。
4.包括接收機(62)的收發機，所述接收機(62)能夠接收射頻信號(10)，至少兩個頻帶中的一個頻帶包括所述射頻信號(10)的中心頻率，所述接收機(62)包括振蕩模塊(20)，用於生成具有第一頻率的第一混頻信號(11)；分頻器(22)，用於根據所述第一混頻信號(11)獲取第二混頻信號(13)；第一混頻器(12)，用於使用所述第一混頻信號(11)，將所述射頻信號(10)下變頻為第一較低頻信號(15)；以及第二混頻器(16)，用於使用所述第二混頻信號(13)，將所述第一較低頻信號(15)下變頻為第二較低頻信號(18)；其中，所述分頻器的分頻因子以及所述中心頻率與所述第一頻率的比值取決於至少兩個頻帶中的所述頻帶。
5.如權利要求4所述的收發機，包括能夠發射第二射頻信號(53)的發射機(61)，所述至少兩個頻帶中的一個頻帶包括所述第二射頻信號(53)的第二中心頻率，所述發射機包括第三混頻器(57)，用於使用具有第三頻率的第三混頻信號(54)，將較低頻信號上變頻為較高頻信號；以及第四混頻器(59)，用於使用第四混頻信號(55)，將所述較高頻信號(51)上變頻為所述射頻信號(53)。
6.如權利要求5所述的收發機，其中，所述振蕩模塊(20、56)還用於生成具有第四頻率的所述第四混頻信號(55)，所述收發機還包括第二分頻器(52)，用於根據所述第四混頻信號(55)獲取所述第三混頻信號(54)，其中，所述第二分頻器的第二分頻因子以及所述第二中心頻率與所述第三頻率的第二比值取決於至少兩個頻帶中的所述頻帶。
7.如權利要求6所述的收發機，其中，所述第一混頻信號(11)等於所述第三混頻信號(54)，並且，所述第二混頻信號(13)等於所述第四混頻信號(55)。
8.用於接收射頻信號(10)的方法，至少兩個頻帶中的一個頻帶包括所述射頻信號(10)的中心頻率，該方法包括以下步驟生成第一混頻信號(11)，所述第一混頻信號(11)的第一頻率與所述中心頻率的比值取決於至少兩個頻帶中的所述頻帶；使用分頻器(22)，根據所述第一混頻信號，獲取第二混頻信號(13)，所述分頻器(22)的分頻因子取決於至少兩個頻帶中的包括所述中心頻率的所述頻帶；使用所述第一混頻信號(11)，將所述射頻信號下變頻為第一較低頻信號(15)；以及使用所述第二混頻信號(13)，將所述第一較低頻信號(15)下變頻為第二較低頻信號(18)。
全文摘要
一種採用多級(下)變頻的接收機，將射頻信號(10)進行下變頻，至少兩個頻帶中的一個頻帶包括該射頻信號(10)的中心頻率，包括振蕩模塊(20)，用於生成具有第一頻率的第一混頻信號(11)。還有，分頻器(22)用於根據第一混頻信號，獲取第二混頻信號(13)。該接收機還包括第一混頻器(12)和第二混頻器，第一混頻器使用第一混頻信號(11)，將射頻信號(10)下變頻為第一較低頻信號(15)，第二混頻器使用第二混頻信號(13)，將第一較低頻信號下變頻為第二較低頻信號(18)。其中，分頻器的分頻因子以及中心頻率與第一頻率的比值取決於至少兩個頻帶中的所述頻帶。同樣，發射機可以使用多級(上)變頻，發射射頻信號(53)。
文檔編號H03D7/16GK1784826SQ200480011976
公開日2006年6月7日 申請日期2004年4月29日 優先權日2003年5月5日
發明者馬克·L·J·弗萊明斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司