信號發生器、電子系統以及產生信號的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及信號發生器，特別地但并不限于涉及信號發生器、電子系統以及產生 信號的方法。
【背景技術】
[0002] 本地振蕩器是用來產生信號的電子振蕩器。使用壓控振蕩器（VC0)或者延遲鎖相 環OLL)可以產生同相-正交（I，Q)信號。
[0003] 期望產生可以降低或者消除鑒相器的失配以及產生具有所期望的占空比的信號 的正交信號發生器。
【發明內容】
[0004] 根據本發明的一個實施例，信號發生器包括相對延遲單元，用以延遲差分輸入信 號并且產生四個延遲信號；鑒相器，與所述的相對延遲單元通信耦接，用以基于所述四個延 遲信號產生正交四相位輸出信號、第一電壓信號和第二電壓信號，其中所述第一和第二電 壓信號的差表示了所述正交四相位輸出信號的相位誤差；第一放大器，與所述鑒相器通信 耦接，用來放大所述第一和第二電壓信號的差，并且產生所述第一和第二電壓信號放大的 電壓差；環路濾波器，與所述第一放大器通信耦接，被配置為對所述放大的電壓差濾波并且 產生調諧電壓信號，其中所述環路濾波器還與所述相對延遲單元通信耦接，并且所述相對 延遲單元根據所述調諧電壓信號調節所述四個延遲信號的延遲。
[0005] 在另一個實施例中，產生正交相位信號的方法包括通過延遲差分輸入信號產生四 個延遲信號；基于所述四個延遲信號產生正交四相位輸出信號、第一電壓信號與第二電壓 信號，其中所述第一和所述第二電壓信號的差表示所述正交四相位輸出信號的相位誤差； 通過放大所述第一和第二電壓信號的差，產生所述第一和第二電壓信號的放大的電壓差； 通過對所述放大的電壓差進行濾波產生調諧電壓信號；以及根據所述調諧電壓信號調節所 述四個延遲信號的延遲。
【附圖說明】
[0006] 本發明通過所附的附圖用示例形式展示。附圖應當被理解為作為示例而非限制 的，本發明的范圍是由權利要求所限定的。在附圖中，相同的附圖標記代表相同的組件。
[0007] 圖1是表示信號發生器的實施例的框圖。
[0008] 圖2A、圖2B和圖2C表示不同IQ相位的IQ鑒相器的輸出的波形圖。
[0009] 圖3是表示正交（I?鑒相器的輸入和輸出信號間的關系的曲線圖。
[0010] 圖4A是表不IQ鑒相器的一個實施例的框圖。
[0011] 圖4B是表不IQ鑒相器的另一個實施例的框圖。
[0012] 圖5是表不IQ鑒相模塊的一個實施例的框圖。
[0013] 圖6是表示IQ鑒相模塊的另一個實施例的框圖。
[0014] 圖7是表示相對延遲單元的原理的實施例的框圖。
[0015] 圖8是表示相對延遲單元的實施例的框圖。
[0016] 圖9是表示具有正交四相位信號發生器的接收器的實施例的框圖。
[0017] 圖10是表示產生正交四相位信號的方法的實施例的流程圖。 具體實施例
[0018] 圖1是表示信號發生器10的一個實施例的框圖。如圖1所示的信號發生器10可 以被配置為產生四相位正交（I，?信號。如圖1所示，信號發生器10包括相對延遲單元 100、IQ鑒相器110、第一放大器120以及環路濾波器130。
[0019] 相對延遲單元100延遲了差分輸入信號，即正時鐘輸入CK_IP以及負時鐘輸入CK_ IN，并且生成四個延遲信號DEL0、DEL90、DEL180以及DEL270。DEL0和DEL180,分別是四個 延遲信號中的第一與第三延遲信號，的延遲時間是相同的，并且DEL90與DEL270,分別是四 個延遲信號中的第二與第四信號，的延遲時間是相同的。相對延遲單元100對差分信號CK_ IP與CK_IN延遲90度。
[0020] IQ鑒相器110與相對延遲單元100通信耦接。IQ鑒相器110基于四個延遲信號 DELO、DEL90、DEL180以及DEL270生成了正交四相位輸出信號00、090、0180、0270、第一電 壓信號VDN與第二電壓信號VUP。第一與第二電壓信號VDN與VUP的差表示了正交四相位 輸出信號〇〇、090、0180以及0270的正交相位誤差。換言之，IQ鑒相器110對由相對延遲 單元100輸出的四個延遲信號DELO、DEL90、DEL180以及DEL270進行鑒相并生成IQ信號 (即正交四相位輸出信號〇〇、090、0180以及0270)，并且將IQ信號的相位誤差轉換為VDN 與VUP之間的直流（DC)電壓差。
[0021] 第一放大器120與IQ鑒相器110通信稱接。第一放大器120放大第一與第二電 壓信號VDN與VUP的差，并且生成了第一與第二電壓信號VDN與VUP之間的放大的電壓差。
[0022] 環路濾波器130與第一放大器120通信耦接。環路濾波器130對放大的電壓差進 行濾波并生成調諧電壓信號VTUNE。特別地，環路濾波器130濾去第一放大器130的輸出電 壓中的交流（AC)部分，并且生成調整直流（DC)電壓信號VTUNE。環路濾波器130還與相 對延遲單元100通信耦接。相對延遲單元100根據調諧電壓信號VTUNE調整四個延遲信號 DEL0、DEL90、DEL180以及DEL270的延遲。也就是說電壓差VDN-VUP被放大并進行濾波，然 后反饋至相對延遲單元100,以控制相對延遲單元100的延遲。在信號發生器10被鎖定后， 輸出信號〇〇、090、0180以及0270是正交四相位信號，每一個都具有25%的占空比。
[0023] 根據本發明的一個實施例的信號發生器10使用差分信號輸入，因此對于輸入信 號的占空比是不敏感的。進一步，IQ鑒相器110同樣起到下一級電路，例如混頻器，的驅 動電路的作用。由于相對延遲單元100只延遲了輸入信號，并輸出四個延遲信號OEL0、 DEL90、DEL180 以及DEL270)，DEL0 (或者DEL180)與DEL90(或者DEL270)之間的相位延遲 由輸入調諧電壓VTUNE控制。進一步，由于相對延遲單元100只對輸入信號延遲90度，并 且在延遲鎖相環OLL)中只有一級相對延遲單元，所以不存在不同延遲信號之間在失配問 題。
[0024] 圖2A、2B以及2C是表示不同IQ相位的IQ鑒相器的輸出波形的波形圖。
[0025] 更具體來說，圖2A是IQ相位大于90度時的波形圖。輸出信號090與0270的占 空比小于25%，而輸出信號00與0180的占空比大于25%。由于輸出信號090與0270的 占空比小于25%，所以輸出信號090與0270相加并且一階濾波之后的電壓平均值V90_270 小于輸出信號〇〇與0180相加并且一階濾波之后的電壓平均值V0_180,S卩VUP>VDN。如圖 2A所示，VUP大部分是在參考虛線之上，而VDN大部分是在參考虛線之下。圖2A中并未示 出的電壓VTUNE可以表示被第一放大器放大的（VDN-VUP)的平均值。也就是說，VTUNE可 以表示為（VDN-VUP)XGain_amp的平均值，其中Gain_amp表示放大器的增益。
[0026] 圖2B是IQ相位小于90度時的波形圖。輸出信號090與0270的占空比大于 25%，而輸出信號00與0180的占空比小于25%。由于輸出信號090與0270的占空比大 于25 %，所以輸出信號090與0270相加并且一階濾波之后的電壓平均值V90_270大于輸出 信號〇〇與0180相加并且一階濾波之后的電壓平均值V0_180,S卩VUP〈VDN。如圖2B所示， VUP大部分是在參考虛線之下，而VDN大部分是在參考虛線之上。圖2B中并未示出的電壓 VTUNE可以表示被第一放大器放大的（VDN-VUP)的平均值。也就是說，VTUNE可以表示為 (VDN-VUP)XGain_amp的平均值，其中Gain_amp表示放大器的增益。
[0027] 圖2C是IQ相位等于90度時的波形圖。輸出信號00、090、0180、0270的占空比 等于25%。輸出信號090與0270相加并且一階濾波之后的電壓平均值V90_270等于輸出 信號〇〇與0180相加并且一階濾波之后的電壓平均值V0_180,S卩VUP=VDN。如圖2C所示， VUP與VDN大致上是與參考虛線重疊的。圖2C中并未示出的電壓VTUNE可以表示被第一放 大器放大的（VDN-VUP)的平均值。也就是說，VTUNE可以表示為（VDN-VUP)XGain_amp的 平均值，其中Gain_amp表示放大器的增益。
[0028] 在工作過程中，當相位誤差，可以由輸出信號00和090之間（或者等同地 是0180與0270之間的）的相位差表示，大于90度時，環路調諧電壓VTUNE，也即等于 (VDN-VUP)XGain_amp，被減小，并且減