專利名稱：解調信號的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種信號的解調器。
背景技術：
在無線電收音機、電話、調制解調器和/或其它通信設備中的解調器通常將輸入
信號轉化(向下轉化或向上轉化)為中間的射頻。中間射頻的轉換過程通常執行使在有著
相關地簡單的接收器設計的各種不同頻率下輸入信號的解調過程成為可能，并提高規定解
調器的頻率選擇性。籍著向下轉化，較低速度信號過程可為解調器使用。 濾波器也可使用來過濾轉化后的信號，如，來增加解調器的靈敏性。然而，濾波器
也可以限定輸入信號，該輸入信號可通過給定的解調器解調的。例如，相關地高帶寬濾波器
可使在有著相關地低敏感性的寬頻范圍之內輸入信號的解調成為可能，而相關地低帶寬濾
波器可使在有著相關地高敏感性的窄頻范圍之內的輸入信號的解調成為可能。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種解調信號的裝置，其能提高不同頻率下輸入信號解調的靈敏性。 為解決上述技術問題，本發明的解調信號的裝置，包括 前端模塊，用于接收輸入信號和通過用振蕩信號混合所述輸入信號來提供混合后信號； 濾波器，用于接收混合后信號，并通過濾波混合后信號提供濾波后信號，其中濾波器至少有一個特征是根據濾波器控制信號可選擇的； 鎖相環，用于接收濾波后信號，并解調來自所述濾波后信號的輸出信號。 本發明的解調信號的裝置，可使用作為單一轉換低中頻解調器，有著根據頻率或
被解調輸入信號的其他特征可選擇的中間頻率。濾波器特性可被選擇來對各種不同的輸入
信號有相關地高靈敏度的解調。例如，濾波帶寬、濾波中心頻率、濾波頻率響應、濾波器類型
和/或類似物對給定的輸入信號可被選擇來設定濾波器。本發明的裝置提供了可變中頻和
信號帶寬可變的靈活性。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明 圖1為根據本發明實施例的系統示意框圖； 圖2為圖1中的前端模塊的示意框圖； 圖3為圖1中的濾波器的示意框圖； 圖4A為圖1中的鎖相環的示意框圖； 圖4B為圖1中的鎖相環另一實例示意框圖； 圖5為本發明的另一實施例系統示意框圖。
具體實施例方式
本發明公開了在可選擇的中頻系統中解調輸入信號的方法和裝置。本發明的裝置 包括前端模塊、濾波器和鎖相環(PLL)，前端模塊用振蕩信號來混合輸入信號，濾波器至少 包括一個可選擇地設定中間的頻率的特征，鎖相環根據濾波器的輸入解調輸出頻率。
本發明的裝置可使用作為單一轉換低中頻解調器，有著根據頻率或被解調輸入信 號的其他特征可選擇的中間頻率。濾波器特性可被選擇來對各種不同的輸入信號有相關地 高靈敏度的解調。例如，濾波帶寬、濾波中心頻率、濾波頻率響應、濾波器類型和/或類似物 對給定的輸入信號可被選擇來設定濾波器。另外，本發明的裝置可使用在其他使用可選擇 的和/或可編程的中間頻率的電路或系統中。 圖1為系統100的框圖，如圖所示，系統100包括前端模塊110、濾波器120和鎖相 環130。在具體實施中，系統100用于解調來自輸入信號IN的輸出信號OUT，并作為可選擇 中間頻率解調器運行。專用集成電路、分離元件、混合信號集成電路等可用在系統100中。 系統100也可包括模擬電路、數字電路、和/或模擬和數字混合電路。另外，因此系統100 和/或元素可執行作為在數字信號處理器中的數字信號處理器編碼。 系統100可用在例如蜂窩電話、無線電話、無線網卡、無線收音機等通訊設備的接 收機或發射機中。系統100也可使用在各種各樣的設備和/或系統，在解調器使用的所述 設備和/或系統。例如，無線通訊設備，有限通訊設備、接口系統、計算設備、光學媒介設備、 嵌入式系統和/或其他電子設備或電路可使用在系統100中。在具體實施中，系統100使 用在無線電話的接收機中來解調輸入信號IN。 在具體實施例中，輸入信號IN從模數轉換器(ADC)、數模轉換器(DAC)、射頻接收 器、射頻發射機和/或類似物中被提供給前端模塊110。這些電路和其他電路可用于從無線 或有線通訊信道中接收到信號來提供輸入信號IN。然而，輸入信號IN可由其他合適的源來 提供。 前端模塊110可用于接收輸入信號IN，并提供混合后信號FEJ)UT。前端模塊110 可通過用振蕩信號混合輸入信號IN提供混合后信號FEJ)UT。在具體實施例中，振蕩信號為 本機振蕩器信號。 濾波器120可用于接收混合后信號FEJ)UT，接收濾波器控制信號FLTR_CTL，并提 供濾波后信號FLTR_0UT。在具體實施中，濾波器120進一步配置至少一個可選擇的特征。 如上所述，可選擇的特征可包括濾波器帶寬、濾波中心頻率、濾波頻率響應、濾波器類型和/ 或類似特征和它的組合。同樣，可選擇的特征可由濾波器控制信號FLTILCTL來控制。在一 個具體例子中，可選擇的特征可被控制來設定系統100的中間頻率。 鎖相環130用于接收濾波后信號FLTRJ)UT，接收鎖相環控制信號PLL_CTL，并提供 輸出信號0UT。鎖相環130可進一步用于解調濾波后信號FLTRJ)UT，并提供在濾波后信號 的數據編碼(如數據成分)或作為輸出信號OUT。鎖相環130可用于作為調頻解調器、相移 鍵控解調器、頻移鍵控解調器、正交調幅解調器等。 鎖相環130也可用于如下所述根據鎖相環控制信號PLL—CTL控制濾波后信號 FLTRJ)UT的解調。同樣，輸出信號OUT可作為來自物理層接口的恢復位流來提供，并可提供 給聲碼器、解碼設備、糾錯裝置等作下游處理。在一具體實施例中，鎖相環130用于作為可選擇的調頻/頻移鍵控解調器。在其它實施例中，鎖相環130用于作為可選擇頻率的解調器。 圖2為前端模塊210的示意框圖。如圖示，前端模塊210包括前置放大器212、混頻器214和中頻放大器216。前端模塊210可使用作為圖1中前端模塊110的具體實例，來從輸入信號IN中提供混合后信號FEJ)UT。 圖2所示的前置放大器212用于接收輸入信號IN，并提供預放大后信號PAJ)UT。
在具體實施例中，前置放大器212為低噪放大器，用于從天線中接收射頻輸入信號。然而，
前置放大器也可包括射頻放大器、運算放大器、天線和可變增益放大器等。 前置放大器212可用于提供任何合適的單一或非單一的增益或衰減。例如，前置
放大器212的增益可通過自動增益控制電路、靜噪電路等來設置。另外，前置放大器212的
增益可根據輸入信號的頻率、混頻器214的飽和度、中頻放大器216或圖1中濾波器120來設置。 同樣地，混頻器214用于接收預放大后信號PAJ)UT，接收本機振蕩信號0L，并根據用本機振蕩器信號L0混合預放大后信號PA_0UT來提供混頻器輸出信號MIX_0UT。然而，其他混頻器也可適合用于用其他振蕩信號(不論這樣的振蕩信號是否為本機振蕩器信號)來混合預放大后信號PA_0UT。并且，混頻器214可根據用本機振蕩器信號0L對預放大后信號PAJ)UT作乘、加、減或除等運算來提供混頻器輸出信號。在一實例中，混頻器214用本機振蕩器信號L0乘上預放大后信號PA_0UT來提供混合器輸出信號MIX_0UT。混頻器214包括二極管電路、運算放大器電路、測量放大器電路和差分放大電路等。 中頻放大器216可用于接收混頻器輸出信號MIXJ)UT，并通過放大混合器輸出信號MIXJ)UT提供混合后信號FEJ)UT。中頻放大器216即可提供單一增益，也可提供任何合適的非單一增益，并可包括運算放大器電路、射頻放大器電路、功率放大器電路、前置放大
器電路和/或衰減電路等。中頻放大器216也可作為可變增益放大器、固定增益放大器或
它可省略，并混頻器輸出信號MIXJ)UT可作為混頻后信號FE_0UT直接提供。 雖然圖2說明了一個合適前端電路的實例，其他的前端電路也適合用于本發明的
實例中。如，別的適合的前端電路包括偏置電路、放大器和/或混頻器，用于接收差分輸入，
并提供差分輸出，配置為單獨的同相和正交信號路徑。 圖3為濾波器320的示意圖，圖示濾波器320包括放大器322、可變電容CV1和CV2。濾波器320可用于作為圖1中濾波器120的實例，來根據混合后信號FE_0UT提供濾波后信號FLTRJ)UT。 放大器322、可變電容CV1和CV2可用于作為帶通濾波器運行，該帶通濾波器有著中心頻率，且帶寬由可變電容CV1和CV2的數值來限定。另夕卜，可變電容CV1和CV2的數值可用任何合適的方式來控制。例如可變電容CV1和CV2可為通過微處理器和/或控制器調整數值的數字控制電容。另外，放大器322可為跨導放大器。然而，也可使用其他的放大器。
但是，濾波器320僅為濾波器120的一具體實例。其他結構的濾波器，如有源或無源表面聲波濾波器、體聲波濾波器、晶體濾波器、RLC濾波器、LC濾波器也適合來使用。一般，帶通濾波器為最適合來濾波混合后信號FEJ)UT。然而，在某些應用中，高通濾波器、低通濾波器、帶阻濾波器也可用來取代帶通濾波器。另外，有著單獨的同相/正交信道的濾波器也可使用。如，這樣的濾波器可接收單獨的同相或正交混合信號，分別濾波同相和正交混合
6信號，并在相加點將同相濾波和正交濾波的輸出相加。 在其他實施例中，濾波器120可執行作為在數字信號處理器中的數字信號處理器 編碼。如，這樣的濾波器能包括可配置的有限沖擊響應濾波器、無限沖擊響應濾波器、切比 雪夫濾波器、橢圓濾波器、貝塞耳濾波器、Linkwitz-Riley濾波器、巴特沃斯濾波器等。
在一具體實施例中，濾波器120為軟件可重構復雜四階巴特沃思濾波器，該濾波 器具有可選擇的中心頻率和帶寬。在這個例子中，濾波器可軟件重構的范圍為有著800KHz 帶寬1. 2MHz的中心頻率到有著150KHz帶寬300KHz中心頻率。該濾波器可進一步用于部 分地提供用于通訊設備中的鏡象干擾抑制和信道選擇。 圖4A為鎖相環430A的示意圖，圖中鎖相環430A包括相頻鑒頻器431、時鐘產生器 434、除法器435和多路器437。鎖相環430A可用于作為圖1中鎖相環130的實例，可用于 解調來自濾波后信號FLTRJ)UT的輸出信號0UT。 相頻鑒頻器431用于接收濾波后信號FLTRJ)UT作為鎖相環輸入信號，接收時鐘反 饋信號MUXJ)UT，并提供輸出信號OUT。相頻鑒頻器431可用于提供輸出信號即作為解調后 輸出信號，也作為代表在濾波后信號FLTRJ)UT和時鐘反饋信號MUXJ)UT的相位誤差信號。 另外，相頻鑒頻器431也可作為閉合反饋環路的部分運行來驅使輸出信號OUT的頻率和/ 或相位與濾波后信號FLTR_0UT的頻率和/或相位相匹配。 在具體實施中，相頻鑒頻器431用于提供輸出信號0UT的數值，該數值與濾波后信 號FLTRJ)UT和時鐘反饋信號MUXJ)UT之間的相位差成比例。在另一實施例中，相頻鑒頻器 431可提供輸出信號OUT的數值，該數值與濾波后信號FLTRJ)UT和時鐘反饋信號MUXJ)UT 之間的頻差成比例。 時鐘產生器434用于接收輸出信號作為時鐘產生器控制信號，并提供產生的時鐘 信號CLKJ)UT。同樣，時鐘產生器434可用于根據輸出信號OUT設置產生的時鐘信號CLK_ OUT的頻率。時鐘產生器434可包括數字時鐘合成器、電壓控制振蕩器、電流控制振蕩器、 晶體振蕩器、環形振蕩器、表面聲波振蕩器和/或科耳皮茲振蕩器。在具體實施中，鎖相環 430A也可包括電荷泵和/或低通濾波，用于根據相頻鑒頻器431提供輸入給時鐘產生器 434。 如圖所示，產生的時鐘信號即可通過多路器437或除法器435，也可通過多路器反 饋給相頻鑒頻器431。如，時鐘產生器434和鎖相環430A的頻率可根據鎖相環控制信號通 過給相頻鑒頻器431選擇的反饋頻率控制。 在具體實施中，除法器435為頻率除法器，如計數器、計時器、米勒分頻器、頻率合 成器等。除法器435也可用于通過任何合適的除數來除產生的時鐘信號CLKJ)UT的頻率。 然而，在別的實施例中，除法器435用乘法器替代除法器。 多路器437可包括任何合適的多路器，用于通過根據鎖相環控制信號PLL_CTL選 擇產生的時鐘信號CLK_0UT或分離后時鐘信號DIV1_0UT中的任一個來提供時鐘反饋信號 MUX_0UT。盡管多路器437解釋為雙輸入多路器，使能夠在兩個反饋頻率之間進行選擇，有 著許多輸入的多路器也可使用在其它數量的反饋頻率之間進行選擇。 圖4B為鎖相環430A的示意圖。鎖相環430B包括相頻鑒頻器431、壓縮器432、輸 出電路433、時鐘產生器434、除法器435、除法器436、多路器437和可變電容CV3。鎖相環 430B可使用作為圖1中鎖相環130的實例。圖4B中的相頻鑒頻器431、時鐘產生器434、除法器435和多路器437可如圖4A中的所示。 壓縮器432可用于從相頻鑒頻器431中接收相位誤差信號PFDJ)UT，并提供壓縮后信號DMCP0給輸出電路433。如圖4B所示，壓縮器432進一步用于在提供壓縮后信號DMCP0之前通過縮放因子縮放相位誤差信號PFDJ)UT。壓縮器432可使用乘法運算、除法運算、使用移位寄存器等來縮放相位誤差信號PFDJ)UT。 輸出電路433用于接收壓縮后信號匿CP0，并通過濾波壓縮后信號匿CP0提供輸出信號OUT。輸出電路433包括電容C1-C3和電阻R1-R2。任何合適電容和電阻的類型和數值可用作電容Cl-C3和電阻R1-R2. 與除法器435類似，除法器436可為分頻器或例如圖4A中所描述的乘法器。
可變電容CV3包括在某些實例中用來協調或調整時鐘產生器434的運行。如同圖4A中的可變電容CV1-CV2 —樣，可變電容CV3可用任何方式控制。舉例來說，可變電容CV3可為通過微處理器和/或控制器調整數值的數字控制電容。 在具體實施例中，時鐘產生器434用于在大約7. 2MHz的頻率生成所產生的時鐘信號CLKJ)UT，除法器435用于在約300KHz頻率下作為被6除盡的計數器來提供除法后的時鐘信號DIV1J)UT，而除法器436用于在約300KHz頻率下作為被12除盡的計數器來提供分離后時鐘信號DIV2J)UT。在這個實施例中，鎖相環430B的輸出帶寬約為50KHz。
圖5為系統500的示意框圖，系統500包括前端模塊510、濾波器520、鎖相環530和接收信號強度指示校準模塊540。在具體實施例中，系統500用于解調來自輸入信號IN的輸出信號OUT，且作為可選擇中頻解調器運行。系統500可作為圖1中系統100的實例來使用。 如圖5所示，前端模塊510用于接收差分輸入信號對IN—P/IN—N，接收增益控制信號FE_GAIN_CTL，并通過差分或單端振蕩信號混合輸入信號對IN_P/IN_N來提供混合后信號FE_OUT。另外，前端模塊510可進一步用于根據增益控制信號FE_GAIN_CTL配置LNA或其他前置放大器的增益。但是，增益控制信號也可以使用于配置中頻放大器或其他適合放大器的增益。 濾波器520和鎖相環530可被包括作為圖1中濾波器120和鎖相環130。
接收信號強度指示校準模塊540可被包含來根據在濾波器信號FLTR_OUT上探測到的接收信號強度提供增益控制信號FE_GAIN_CTL，并根體濾波后信號FLTR_OUT提供信號RSSI_OUT給鎖相環530。例如，接收信號強度指示校準模塊540可提供增益控制信號FE_GAIN_CTL作為自動增益控制信號來使濾波后信號上的功率規格化。另外，增益控制信號可與閾值和/或參考信號進行比較以配置前端模塊510(圖中未給出)的增益。如，誤差信號放大器、運算放大器電路、差分放大器電路等可為此目的適合使用的。在具體實施例中，接收信號強度指示校準模塊540用于提供信號RSSI_OUT以完全等同于濾波后信號FLTR_OUT。
權利要求
一種解調信號的裝置，其特征在于，包括前端模塊，用于接收輸入信號和通過用振蕩信號混合所述輸入信號來提供混合后信號；濾波器，用于接收混合后信號，并通過濾波混合后信號提供濾波后信號，其中濾波器至少有一個特征是根據濾波器控制信號可選擇的；鎖相環，用于接收濾波后信號，并解調來自所述濾波后信號的輸出信號。
2. 按照權利要求1所述的裝置，其特征在于所述濾波器的至少一個特征可選擇來設定所述裝置的中頻。
3. 按照權利要求1所述的裝置，其特征在于所述濾波器的至少一個可選擇的特征至少為濾波器帶寬、濾波器中心頻率、濾波器頻率響應或濾波器類型中的一種。
4. 按照權利要求1所述的裝置，其特征在于所述濾波器的至少一個可選擇的特征包括濾波器帶寬和濾波器中心頻率。
5. 按照權利要求1所述的裝置，其特征在于所述濾波器包括4階巴特沃斯濾波器.
6. 按照權利要求1所述的裝置，其特征在于所述濾波器執行作為在數字信號處理器中的數字信號處理器編碼。
7. 按照權利要求1所述的裝置，其特征在于所述鎖相環的時鐘頻率根據鎖相環控制信號來選擇。
8. 按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鎖相環包括相頻鑒頻器，用于根據所述鎖相環輸入信號和時鐘反饋信號的差分來提供相位誤差信號，其中所述鎖相環輸入信號為基于所述濾波后信號；時鐘產生器，用于根據所述相位誤差信號產生一產生后時鐘信號；除法器，用于通過分離所述產生后時鐘信號的頻率來提供分離后時鐘信號；多路器，用于通過基于鎖相環控制信號選擇一個所述分離后時鐘信號或另一個時鐘信號來提供時鐘反饋信號，其中所述另一個時鐘信號為所述產生后時鐘信號或基于所述產生后時鐘信號中的任一個。
9. 按照權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述鎖相環進一步包括另一個除法器，用于通過分離所述產生后時鐘信號的頻率提供另一分離后時鐘信號，其中所述多路器用于通過根據所述鎖相環控制信號選擇一個所述分離后時鐘信號或所述另一個分離后時鐘的來提供時鐘反饋信號；壓縮器，用于根據通過縮放因子縮放所述鎖相環輸入信號來提供縮放后信號；輸出電路，連接在第一節點和第二節點之間，用于在所述第一節點處接收所述縮放后信號，從第三節點來提供所述輸出信號，其中所述輸出電路包括第一 電容，連接在所述第一節點和所述第二節點之間；第一電阻，連接在所述第一節點和第四節點之間；第二電容，連接在所述第四節點和所述第二節點之間；第二電阻，連接在所述第二節點和所述第三節點之間；第三電容，連接在所述第三節點和所述第二節點之間。
10. 按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述前端模塊包括前置放大器，用于接收輸入信號，并通過預放大所述輸入信號來提供預放大后信號；混頻器，用于接收所述預放大后信號，接收所述振蕩信號，并通過用所述振蕩信號乘上所述預放大信號來提供混頻器輸出信號；中頻放大器，用于接收所述混頻器輸出信號，并通過放大所述混頻器輸出信號來提供 所述混合后信號。
全文摘要
本發明公開了一種解調信號的裝置，其用于可選擇的中頻系統中。本發明的解調信號的裝置包括前端模塊、濾波器和鎖相環。前端模塊用振蕩信號混合輸入信號。濾波器至少包括一個可選擇的特征以設定中頻。鎖相環根據濾波器的輸出解調輸出頻率。
文檔編號H03D5/00GK101753103SQ20081004407
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者俞曹剛, 張鵬飛 申請人:博通集成電路(上海)有限公司