通信系統及其直接轉換傳送器的製造方法
2023-05-06 03:15:51 2
通信系統及其直接轉換傳送器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種通信系統及其直接轉換傳送器，該直接轉換傳送器包含振蕩器、分頻器、傳送器及濾波器。該振蕩器用以產生具有原始頻率的一振蕩信號。該分頻器將該振蕩信號除頻，以產生一載波信號。該傳送器自該分頻器接收該載波信號，並根據該載波信號與一數據信號產生一輸出信號。該濾波器耦接於該振蕩器與該傳送器之間，用以濾除自該傳送器傳遞至該振蕩器且可能造成該振蕩信號浮動的一幹擾信號。
【專利說明】通信系統及其直接轉換傳送器
【技術領域】
[0001]本發明與通信技術相關，並且尤其與直接轉換傳送器中的信號處理技術相關。
【背景技術】
[0002]目前射頻通信系統的主要發展趨勢是簡化電路，縮小晶片尺寸，以及節省硬體成本。直接轉換(direct-conversion)收發器的架構較超外差式(superheterodyne)收發器單純許多，但先前受限於硬體技術，未被廣泛應用。近年來，隨著製程及電路技術的進步，逐漸發展出具有良好效能的直接轉換接收器，在通信領域中日益受到重視。
[0003]圖1為一直接轉換傳送器的局部電路示意圖。該直接轉換傳送器包含傳送器100、鎖相迴路120和數據產生器140。鎖相迴路120內則是包含相位檢測器121、電壓控制振蕩器122和分頻器123。電壓控制振蕩器122產生的振蕩信號經過分頻器123除頻後成為載波信號。傳送器100會根據該載波信號與數據產生器140提供的數據信號產生一輸出信號。舉例而言，傳送器100可能會根據數據信號調製該載波信號，並令調製後信號為該輸出信號。
[0004]此類直接轉換傳送器所遭遇的一個問題是，傳送器100中的調製程序往往會對電壓控制振蕩器122造成幹擾。以分頻器123的除數為二的情況為例，上述輸出信號的二次諧波的頻段會十分接近於電壓控制振蕩器122中的振蕩信號的頻率。相似地，若分頻器123的除數為四，則是輸出信號的四次諧波的頻段與電壓控制振蕩器122中的振蕩信號的頻率十分接近。
[0005]這種來自於傳送器100的幹擾信號會使電壓控制振蕩器122中的振蕩信號的相位雜訊增加(亦即造成該振蕩信號的飄移)，進而導致傳送器100的輸出信號的品質下降。
【發明內容】
[0006]為解決上述問題，本發明提出一種新的直接轉換傳送器。藉由在電壓控制振蕩器和傳送器之間插入經過適當設計的濾波器，傳送器對電壓控制振蕩器造成的幹擾可大幅降低。
[0007]根據本發明的一具體實施例為一種直接轉換傳送器，其中包含振蕩器、分頻器、傳送器及濾波器。該振蕩器用以產生具有原始頻率的一振蕩信號。該分頻器將該振蕩信號除頻，以產生一載波信號。該傳送器自該分頻器接收該載波信號，並根據該載波信號與一數據信號產生一輸出信號。該濾波器耦接於該振蕩器與該傳送器之間，用以濾除自該傳送器傳遞至該振蕩器且可能造成該振蕩信號浮動的一幹擾信號。
[0008]根據本發明的另一具體實施例為一種通信系統，其中包含一直接轉換傳送器。該直接轉換傳送器包含振蕩器、分頻器、傳送器及濾波器。該振蕩器用以產生具有原始頻率的一振蕩信號。該分頻器將該振蕩信號除頻，以產生一載波信號。該傳送器自該分頻器接收該載波信號，並根據該載波信號與一數據信號產生一輸出信號。該濾波器耦接於該振蕩器與該傳送器之間，用以濾除自該傳送器傳遞至該振蕩器且可能造成該振蕩信號浮動的一幹擾信號。
[0009]關於本發明的優點與精神可以藉由以下發明詳述及附圖得到進一步的了解。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為一直接轉換傳送器的局部電路示意圖。
[0011]圖2A和圖2B為根據本發明的實施例中的直接轉換傳送器的功能方塊圖。
[0012]圖3A~圖3E呈現本發明實施例中的數種濾波器實施範例。
[0013]圖4繪示了根據本發明的濾波器的抑制頻段範例。
[0014]符號說明
[0015]100:傳送器120:鎖相迴路
[0016]121:相位檢測器122:電壓控制振蕩器
[0017]123:分頻器140:數據產生器
[0018]200:直接轉換傳送器 210:振蕩器
[0019]220:分頻器230:濾波器
[0020]240:數據信號產生器 250:傳送器
[0021]0SC:振蕩信號REF`:參考信號
[0022]215:相位檢測器R:電阻元件
[0023]L:電感元件C:電容元件
【具體實施方式】
[0024]根據本發明的一具體實施例為如圖2A所示的直接轉換傳送器200，其中包含振蕩器210、分頻器220、濾波器230、數據信號產生器240及傳送器250。於實際應用中，直接轉換傳送器200可被整合於各種採用直接轉換架構的通信系統中，亦可獨立存在。
[0025]振蕩器210用以產生具有原始頻率Ftl的一振蕩信號0SC。耦接至振蕩器210的分頻器220負責將振蕩信號OSC除頻，以產生具有載波頻率Fc的一載波信號。傳送器250自分頻器220接收該載波信號，並根據該載波信號與數據信號產生器240提供的一數據信號產生一輸出信號。如圖2B所示，實務上，振蕩器210可以是電壓控制振蕩器(voltage-controlled oscillator, VC0),並且與相位檢測器215及分頻器220共同組成一個根據參考信號REF產生該振蕩信號OSC和該載波信號的鎖相迴路。以下段落主要以圖2B呈現的架構為例來說明本發明的精神，但本發明的範疇不以此為限。
[0026]圖3A~圖3E繪示了濾波器230的數種實施範例。在圖3A這個範例中，耦接於分頻器220與傳送器250之間的濾波器230包含電感元件L和電容元件C。如圖3A所示，電感元件L和電容元件C串接於接地點與用以將載波信號傳遞至傳送器250的連接路徑之間。此電感元件L和電容元件C的大小被設計為:頻率等於載波頻率F。的信號得以通過，而頻率接近於原始頻率Ftl的信號會被濾除。
[0027]濾波器230的特性之一在於，分頻器220提供的載波信號還是可通過該連接路徑被傳遞至傳送器250，使直接轉換傳送器200的整體功能大致不受影響。相對地，頻率接近原始頻率Ftl且原本有可能透過該連接路徑回授至電壓控制振蕩器210的幹擾信號會被濾波器230阻隔。濾波器230抑制的頻段範例繪示於圖4，以陰影標示。即使無法完全消除該幹擾信號，該幹擾信號的能量還是會被減少許多。藉此，傳送器250對電壓控制振蕩器210造成的幹擾可被大幅降低，進而得以提高傳送器250本身的輸出信號的品質。上述幹擾信號有可能是傳送器250的輸出信號的諧波信號，亦可能包含其他原因造成的雜訊。
[0028]須說明的是，於其他實施例中，濾波器230可被設置在振蕩器210與傳送器250間的其他關鍵路徑(critical path)上，例如電源線、接地線等各種可能將幹擾信號自傳送器250導回振蕩器210的路徑上。此外，濾波器230的數量不以一個為限。電路設計者可根據實際狀況選擇濾波器230的設置位置和數量。
[0029]在圖3B的範例中，濾波器230包含電阻元件R和電容元件C，串接於接地點與用以將載波信號傳遞至傳送器250的連接路徑之間。在圖3C的範例中，濾波器230包含電感元件L和兩個電容元件Cl、C2。在圖3D的範例中，濾波器230包含兩個電感元件L1、L2和電容元件C。在圖3E的範例中，濾波器230僅包含一電容元件C。於實際應用中，無論是採用哪一種實施方式，濾波器230都可被設計為一低通濾波器或一陷波濾波器(Notch filter)；只要將原始頻率Ftl設為濾波器的阻絕頻段的中心頻率，即可達成前述減少幹擾的效果。
[0030]值得注意的是，濾波器230可被設計為與傳送器250共用電力線(包含電源端及/或接地端)，而非與電壓控制振蕩器210所在的鎖相迴路共用電力線，以避免進入濾波器230的接地端的幹擾信號透過電力線影響電壓控制振蕩器210。
[0031]如上所述，本發明提出一種新的直接轉換傳送器。藉由在電壓控制振蕩器和傳送器之間插入經過適當設計的濾波器，傳送器對電壓控制振蕩器造成的幹擾可大幅降低。
[0032]藉由以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發明的特徵與精神，而並非以上述所揭示的較佳具體實施例來對本發明的範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請的專利範圍的範疇內。
【權利要求】
1.一種直接轉換傳送器，包含: 一振蕩器，用以產生具有一原始頻率的一振蕩信號； 一分頻器，用以將該振蕩信號除頻，以產生一載波信號； 一傳送器，用以自該分頻器接收該載波信號，並根據該載波信號與一數據信號產生一輸出信號；以及 一濾波器，耦接於該振蕩器與該傳送器之間，用以濾除自該傳送器傳遞至該振蕩器且可能造成該振蕩信號浮動的一幹擾信號。
2.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該振蕩器為一電壓控制振蕩器。
3.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該濾波器為一低通濾波器或一陷波濾波器。
4.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該振蕩器與該分頻器包含於一鎖相迴路中。
5.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含: 一電感元件，耦接於該連接路徑與一第一節點之間；以及 一電容元件，耦接於該第一節點與一接地點之間。
6.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含:` 一電阻元件，耦接於該連接路徑與一第一節點之間；以及 一電容元件，耦接於該第一節點與一接地點之間。
7.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含: 一電感元件，串接於該連接路徑之中； 一第一電容元件，耦接於該電感元件的第一端點與一接地點之間；以及 一第二電容元件，耦接於該電感元件的第二端點與該接地點之間。
8.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含: 一第一電感元件及一第二電感元件，串接於該連接路徑之中，並且透過一第二節點相連；以及 一電容元件，耦接於該第二節點與一接地點之間。
9.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含: 一電容元件，耦接於該連接路徑與一接地點之間。
10.如權利要求1所述的直接轉換傳送器，其特徵在於，該濾波器使用的一電力線不同於該振蕩器使用的一電力線。
11.一種通信系統，包含: 一直接轉換傳送器，其中包含: 一振蕩器，用以產生具有一原始頻率的一振蕩信號； 一分頻器，用以將該振蕩信號除頻，以產生一載波信號；一傳送器，用以自該分頻器接收該載波信號，並根據該載波信號與一數據信號產生一輸出信號；以及 一濾波器，耦接於該振蕩器與該傳送器之間，用以濾除自該傳送器傳遞至該振蕩器且可能造成該振蕩信號浮動的一幹擾信號。
12.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，該振蕩器為一電壓控制振蕩器。
13.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，該濾波器為一低通濾波器或一陷波濾波器。
14.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，該振蕩器與該分頻器包含於一鎖相迴路中。
15.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含: 一電感元件，耦接於該連接路徑與一第一節點之間；以及 一電容元件，耦接於該第一節點與一接地點之間。
16.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含: 一電阻元件，耦接於該連接路徑與一第一節點之間；以及 一電容元件，耦接於該第一節點與一接地點之間。
17.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含:` 一電感元件，串接於該連接路徑之中； 一第一電容元件，耦接於該電感元件的第一端點與一接地點之間；以及 一第二電容元件，耦接於該電感元件的第二端點與該接地點之間。
18.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含: 一第一電感元件及一第二電感元件，串接於該連接路徑之中，並且透過一第二節點相連；以及 一電容元件，耦接於該第二節點與一接地點之間。
19.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，中該分頻器與該傳送器之間存在一連接路徑，該濾波器包含: 一電容元件，耦接於該連接路徑與一接地點之間。
20.如權利要求11所述的通信系統，其特徵在於，該濾波器使用的一電力線不同於該振蕩器使用的一電力線。
【文檔編號】H03L7/18GK103825609SQ201310314384
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月24日 優先權日:2012年11月16日
【發明者】王富正, 蕭碩源, 傅源豫, 王耀祺, 曾聖哲 申請人:晨星半導體股份有限公司