專利名稱：具有pll電路的兩點調制器及簡化的數字預先濾波系統的制作方法
〔發明領域〕本發明系有關于一種兩點調制器，其系利用PLL電路進行相位調制及頻率調制，其中，這個PLL電路的設計系可以施加模擬調制信號及數字調制信號。特別是，本發明系有關于這個數字調制信號的預先濾波。
〔發明背景〕在行動無線系統的收發器中，傳輸器設計的低復雜性實施系可以透過數個傳輸器提供，其中，這些傳輸器系具有調制器，并且，這個調制器系基于兩點調制的已知原理進行操作。在這種例子中，PLL(相鎖回路)電路系可以做為頻道合成器，并且，這個PLL電路亦可以達成射頻信號的相位調制及頻率調制。
通常，這些調制信號會施加在這個PLL電路的兩點。首先，這個PLL電路的可程序頻率除法器系利用數字調制信號加以激活。這個可程序頻率除法器系可以適放在這個PLL電路的回授路徑，并且，這個可程序頻率除法器亦可以表示這個PLL電路的一點，藉以得到施加調制的低通響應。在這種情況中，這個數字調制信號可以具有較大頻寬，相較于這個PLL電路形成的低通濾波器。其次，模擬調制信號系注入總結點，其中，這個總結點系位置在這個PLL電路的前向路徑，并且，這個總結點最好能夠連接至電壓控制振蕩器(VCO)的上游(upstream)。由于這個封閉控制回路，這個總結點供應的模擬調制，相對于這個PLL電路的輸出而言，系具有高通濾波效應，其表示對應調制信號系利用這個響應依次破壞。這些數字及模擬調制信號，在這個PLL電路的輸出，系彼此重疊，并且，利用這種方法，這個PLL電路的頻率無關響應系可以得到。同時施加數位及模擬信號至PLL電路系可以稱為兩點調制。
這種兩點調制器及利用PLL電路進行相位或頻率調制的方法系詳細說明于德國早期公開專利DE 199 29 167 A1。數字調制信號系供應至這個PLL電路的回授路徑中、頻率除法器的控制連接，并且，這個數字調制信號系決定這個頻率除法器的輸入信號的實時頻率需要相乘的數值倒數。另外，這個數字調制信號系利用數字/模擬轉換器轉換為模擬調制信號，其中，這個模擬調制信號系注入這個PLL電路的總結點，其亦可以稱為高通點。這個早期公開專利系可以視為最接近本發明的習知技術。
在先前提到的傳輸器設計中，這個控制回路系維持封閉。為了在這個PLL電路中達到低噪聲，這個PLL電路的頻寬設計系遠小于傳輸這個調制資料的需要頻寬。為了補償小頻寬，除了這個數字調制信號以外，這個模擬調制信號亦需要注入這個PLL電路。
這個數字調制信號及這個模擬調制信號均需要進行預先濾波，藉以限制這個PLL電路的輸出頻譜。通常，這個數字調制信號系利用超取樣進行濾波，亦即，單一位系利用數個取樣表示。另外，為了兩點調制的正確動作，除了各個時間的相位均等以外，兩個欲確認的調制信號振幅間亦需要高度對應。在已知兩點調制器的例子中，為了這個理由，數字及模擬的預先濾波均會利用具有相同脈沖外形的濾波器。這種做法的缺點系這類數字及模擬濾波器對應的高實施復雜性。
有鑒于此，本發明的主要目的便是提供一種兩點調制器，利用PLL電路進行相位調制或頻率調制，其中，預先濾波這些數字及模擬調制信號的濾波器系可以具有不同脈沖外形，并且，至少某個濾波器可以具有最低實施復雜性，而不需要大幅變動這種兩點調制器在處理時的傳輸頻譜。
為了達到上述及其它目的，本發明系可以利用權利要求獨立項的特征加以達到。另外，本發明的其它發展及調制系可以利用權利要求附屬項的特征加以達到。
本發明的兩點調制器系具有PLL電路，藉以進行相位調制或頻率調制。另外，這種兩點調制器系具有第一電路路徑，其系可以施加模擬調制信號至這個PLL電路的第一點。在這種情況中，第一點的位置需要選擇，藉此，由于這個封閉控制回路，在第一點供應至這個PLL電路的模擬調制信號，對于這個PLL電路的輸出而言，便可以具有高通濾波的效果。有益地，第一點系放置在PLL電路中、電壓控制振蕩器(VCO)的上游(upstream)。另外，這種兩點調制器系具有第二電路路徑，其系可以施加數位調制信號至這個PLL電路的第二點。第二電路路徑系連接至頻率除法器的控制連接，在兩點調制器的情況中，這個頻率除法器系包含在這個PLL電路的回授路徑。這種做法的結果系，這個數字調制信號(激活這個頻率除法器、并指定頻率除法需要的數目)，對于這個PLL電路的輸出而言，系具有低通濾波的效果。本發明的基本概念系，第二電路路徑系包括具有方波脈沖響應的數字濾波器，亦即，在頻率域中，由于這個PLL電路形成的低通濾波器的通頻(passband)，這個數字濾波器的響應系幾乎維持不變。
由于這個封閉PLL控制回路的小頻寬，第二電路路徑包含的數字濾波器系可以利用具有方波脈沖響應的數字濾波器產生。通常，數字濾波器(用于這些目的)及數字濾波器(在這個PLL控制回路的小頻寬內具有方波脈沖響應)的轉移函數間并沒有很多差別。因此，本發明便可以利用簡單的數字濾波器(具有方波脈沖響應，亦可以稱為方波濾波器)，取代目前使用的復雜數字濾波器(其脈沖響應通常具有高斯曲線)，而不需要在這種兩點調制器的傳輸頻譜中指定任何重要的差異。同時，第一電路路徑仍然不會受到本發明影響。
另外，誠如具有PLL電路的兩點調制器，第一電路路徑亦可以提供濾波器，其中，舉例來說，這個濾波器可以是模擬濾波器。第一電路路徑包含的濾波器的脈沖外形系可以不同于這個數字濾波器的方波脈沖外形。另外，第一電路路徑傳輸的調制信號亦可以利用下行電路(downstream)數字/模擬轉換，提供數字域的濾波。
有益地，數字方波濾波的目的可以將數字濾波器加入這種兩點調制器以達到，其轉移函數的特征系在于在這個數字濾波器的輸入接收的數值(舉例來說，這個數值系儲存于緩存器)系在這個數字濾波器的輸出輸出數次。
在本發明的另一有益調制中，這個數字濾波器的脈沖響應的振幅系可以利用某個單元控制。如此，這個數字調制信號的振幅，以及，欲調整的調制指數便可以利用簡單方式調整(視情況而定)。相對地，數字及模擬濾波均具有相同濾波器函數的兩點調制器則需要個別調整濾波器的系數，或者，需要執行額外的乘法或除法及適當的四舍五入操作。
本發明的另一特征系有關于利用PLL電路進行相位或頻率調制的方法，其中，這個PLL電路系基于兩點調制的原理進行操作。本發明的方法系將模擬調制信號注入這個PLL電路的第一點。第一點必須滿足下列條件，亦即，注入調制頻率可以在第一點得到高通響應。數字調制信號首先系通過數字濾波器，隨后再注入這個PLL電路的第二點。在這種情況中，這個數字調制信號系激活頻率除法器，其中，這個頻率除法器系加入這個PLL電路的回授路徑，并且，在這個頻率除法器上，這個數字調制信號系可以得到低通響應。本發明方法的特征系，這個數字濾波器系具有方波脈沖響應。
本發明的優點系數位濾波的低實施復雜性。這個封閉PLL控制回路的小頻寬系表示，正常利用數字濾波器(與濾波這個模擬調制信號常用的濾波器具有相同脈沖外形)及數字濾波器(具有這個PLL控制回路頻寬內的方波脈沖響應)的轉移函數間并沒有太大差異。因此，這個PLL電路的傳輸頻譜中將無法指定任何明顯差異。
〔所附附圖
的簡單說明〕本發明系配合所附附圖，利用較佳實施例詳細說明如下，其中，這個附圖系表示具有PLL電路的兩點調制器及調制電路。
〔較佳實施例的詳細說明〕這個附圖系表示具有PLL電路2的兩點調制器1。這個PLL電路2系利用具有參考頻率FREF的輸入或參數信號，藉以產生具有輸出頻率FOUT的輸出信號。具有輸出頻率FOUT的輸出信號系可以利用數字調制信號16及模擬調制信號17進行調制。
除了這個PLL電路2以外，這種兩點調制器1系具有調制電路3，其中，這個調制電路3系可以耦接至這個PLL電路2的適當點，并且，這個調制電路3系可以調制這個PLL電路2的輸出信號。
這個PLL電路2系具有相位偵測器(PFD)(相位頻率偵測器)4，藉以輸入具有參考頻率FREF的參考信號，以及，供應回授頻率除法器信號14。舉例來說，這個參考信號系由石英振蕩器推導得到。這個相位偵測器4系比較供應至輸入端的兩信號的相位、并在輸出端產生控制信號13，對應于供應至輸入端的兩信號的相位差。這個控制信號13系輸入至充電泵(CP)5。這個充電泵5系參考這個控制信號13，藉以做為充電回路濾波器(LF)6(連接至這個充電泵5的下行電路(downstream))的電流依據。這個回路濾波器6系具有整合部及低通濾波器，藉以平滑這個控制信號13。輸個回路濾波器6的輸出信號系通過總結點7，藉以注入這個模擬調制信號17，以及，隨后供應至電壓控制振蕩器(VCO)8。這個電壓控制振蕩器(VCO)8系表示這個PLL電路2的振蕩產生組件，并且，可以產生這個PLL電路的輸出信號，其中，這個輸出信號系具有輸出頻率FOUT。
這個PLL電路2的控制回路系利用回授路徑封閉。這個回授路徑系經由可程序頻率除法器9，將這個電壓控制振蕩器(VCO)8的輸出信號供應至這個相位偵測器4的輸入。通常，這個可程序頻率除法器9系多模數(multi-modulus)頻率除法器。在這個PLL電路2的穩態中，這個輸出信號的輸出頻率FOUT系精確對應于這個參數頻率FREF的倍數，其中，這個倍數系利用這個可程序頻率除法器9決定。
這個兩點調制器1的動作方式系已知。兩點調制系包括下列步驟利用這個調制電路3，將這個數字調制信號16及這個模擬調制信號17施加至這個PLL電路2。這個附圖系表示調制電路3的例子，其中，這個調制電路3系調整這些數字及模擬調制信號16及17，并且，將這些數字及模擬調制信號16及17供應至這個PLL電路2。在本發明的較佳實施例中，這個調制電路3系具有數字濾波器10、數字/模擬轉換器(DAC)11、及模擬濾波器12。
這個調制電路3的輸入系供應調制信號15，在這個較佳實施例中，這個調制信號15系數位信號。這個調制信號15系供應至這個數字濾波器10，其中，這個數字濾波器系低通濾波器。利用這個數字濾波器10進行平滑動作以后，這個數字調制信號16系供應至這個可程序頻率除法器9的控制輸入。舉例來說，這個數字調制信號16具有連續的數據字符，其中，各個數據字符系表示某個數目。當各個資料字符均經由這個控制輸入接收以后，這個可程序頻率除法器9系進行程序，藉以將這個電壓控制振蕩器8得到的頻率FOUT乘以這個數目的倒數。
另外，這個調制信號15系供應至這個數字/模擬轉換器11，以及，在轉換至模擬域以后，通過這個模擬濾波器12。接著，這個模擬調制信號17(輸出于這個模擬濾波器12的輸出)系在這個總結點7供應至輸入。
利用這個可程序頻率除法器9調制這個PLL電路2系等于利用低通濾波函數加權這個調制信號15。如此，這個信號的頻寬將會限制小于這個調制頻寬。然而，這個PLL電路2系需要基本上頻率無關的響應。為了這個理由，這個調制系供應至這個PLL電路的某點，其中，這點系具有高通響應。在本發明的PLL電路中，這個動作系可以在這個總結點7完成。這里，這個模擬調制信號17系重疊于這個調整控制信號13，藉此，兩個信號的總結便能夠控制這個電壓控制振盤器(VCO)8。
為了得到這個電壓控制振蕩器(VCO)8的輸出信號的最大可能頻譜效率，這個數字調制信號16系利用這個數字濾波器10預先濾波，并且，這個模擬調制信號17系利用這個模擬濾波器12預先濾波。為了達到這個目的，本發明系利用具有方波脈沖外形的數字濾波器。在本發明兩點調制器的情況中，這個封閉PLL電路2的小頻寬系表示，這個數字濾波器10的使用將不會負面影響這種兩點調制器1的傳輸頻譜。另外，這個數字濾波器10及這個模擬濾波器12亦不需要具有相同的脈沖外形。
附圖符號1→兩點調制器2→PLL電路3→調制電路4→相位頻率偵測器5→充電泵6→回路濾波器7→總結點8 →電壓控制振蕩器9→除法器10→數字濾波器11→數字/模擬轉換器12→模擬濾波器
權利要求
1.一種兩點調制器(1)，利用一PLL電路(2)進行相位或頻率調制，其系具有一第一電路路徑，藉以施加一模擬調制信號(17)至具有一高通響應之該PLL電路(2)之一第一點，以及具有一第二電路路徑，藉以施加一數字調制信號(16)至具有一低通響應之該PLL電路(2)之一第二點，其中，該第二電路路徑系連接至該PLL電路(2)之一回授路徑中、一頻率除法器(9)之一控制連接；以及該第二電路路徑系具有一數字濾波器(10)，其系具有一方波脈沖響應。
2.如權利要求第1項所述之兩點調制器(1)，其特征在于該第一電路路徑系具有另一濾波器，特別是一模擬濾波器(12)。
3.如權利要求第1或2項所述之兩點調制器(1)，其特征在于該數字濾波器(10)需要設計，藉此，該數字濾波器(10)系可以輸出在其輸入接收之一數值，該數值系儲存于一緩存器，特別是，復數次。
4.如權利要求第1至3項之任何一項所述之兩點調制器(1)，其特征在于該數字濾波器(10)系具有一單元，藉以控制該脈沖響應之振幅。
5.如權利要求第1至4項之任何一項所述之兩點調制器(1)，其特征在于該PLL電路(2)系具有下列特征一電壓控制振蕩器(8)，在其輸出提供一相位或頻率調制輸出信號；一相位偵測器(4)，用以確認一回授信號(14)，該回授信號(14)系由該輸出信號推導得到，及一參考信號間之一相位差，以及，基于該確認相位差，激活該電壓控制振蕩器(8)；以及一回授路徑，用以提供該回授信號(14)，該回授路徑系包含該頻率除法器(9)。
6.如權利要求第5項所述之兩點調制器(1)，其特征在于該PLL電路(2)之該第一點系一總結點(7)，其中，該總結點(7)系連接至該電壓控制振蕩器(8)之上游。
7.一種進行相位或頻率調制之方法，其系基于具有一PLL電路(2)之兩點調制器(1)之原理，其中，一模擬調制信號(17)系注入該PLL電路(2)之一第一點，藉以得到一調制頻率之一高通響應；以及一數字調制信號(16)系進行數字濾波(10)，其系具有一方波脈沖響應，以及，該數字調制信號(16)系注入該PLL電路(2)之一第二點，該數字調制信號(16)系激活一頻率除法器(9)，其系加入該PLL電路(2)之一回授路徑，藉以得到一調制頻率之一低通響應。
8.如權利要求第7項所述之方法，其特征在于該模擬調制信號(17)系在注入該PLL電路(2)以前進行模擬濾波(12)。
9.如權利要求第7或8項所述之方法，其特征在于該數字濾波(10)系利用一調制信號(15)接收之一數值輸出以執行，該數值系儲存于一緩存器，特別是，復數次。
10.如權利要求第7或9項所述之方法，其特征在于該數字濾波(10)之脈沖響應振幅系可以控制。
11.如權利要求第7至10項之任何一項所述之方法，其特征在于該PLL電路(2)系具有下列特征一電壓控制振蕩器(8)，在其輸出提供一相位或頻率調制輸出信號；一相位偵測器(4)，用以確認一回授信號(14)，該回授信號(14)系由該輸出信號推導得到，及一參考信號間之一相位差，以及，基于該確認相位差，激活該電壓控制振蕩器(8)；以及一回授路徑，用以提供該回授信號(14)，該回授路徑系包含該頻率除法器(9)。
12.如權利要求第7至11項之任何一項所述之方法，其特征在于該模擬調制信號(17)系注入該PLL電路(2)之一總結點(7)，其中，該總結點(7)系連接至該電壓控制振蕩器(8)之上游。
全文摘要
本發明系有關于具有PLL電路(2)的兩點調制器(1)。這種兩點調制器(1)系具有第一電路路徑，藉以將模擬調制信號(17)施加至這個PLL電路(2)的第一點，以及，這種兩點調制器(1)系具有第二電路路徑，藉以將數字調制信號(16)施加至這個PLL電路(2)的第二點。第二電路路徑系激活這個PLL電路(2)的回授路徑的頻率除法器(9)，并且，系包括具有方波脈沖響應的數字濾波器(10)。
文檔編號H03C3/09GK1513225SQ02811385
公開日2004年7月14日 申請日期2002年5月24日 優先權日2001年6月7日
發明者C·格雷溫格, M·哈梅斯, S·瓦森, C 格雷溫格, 匪 申請人:因芬尼昂技術股份公司