CN101753103A

CN101753103A - 解调信号的装置

Info

Publication number: CN101753103A
Application number: CN200810044075A
Authority: CN
Inventors: 张鹏飞; 俞曹刚
Original assignee: Beken Corp
Current assignee: Beken Corp
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-06-23
Also published as: US7863974B2; US20100141336A1

Abstract

本发明公开了一种解调信号的装置，其用于可选择的中频***中。本发明的解调信号的装置包括前端模块、滤波器和锁相环。前端模块用振荡信号混合输入信号。滤波器至少包括一个可选择的特征以设定中频。锁相环根据滤波器的输出解调输出频率。

Description

解调信号的装置

技术领域

本发明涉及一种信号的解调器。

背景技术

在无线电收音机、电话、调制解调器和/或其它通信设备中的解调器通常将输入信号转化(向下转化或向上转化)为中间的射频。中间射频的转换过程通常执行使在有着相关地简单的接收器设计的各种不同频率下输入信号的解调过程成为可能，并提高规定解调器的频率选择性。籍着向下转化，较低速度信号过程可为解调器使用。

滤波器也可使用来过滤转化后的信号，如，来增加解调器的灵敏性。然而，滤波器也可以限定输入信号，该输入信号可通过给定的解调器解调的。例如，相关地高带宽滤波器可使在有着相关地低敏感性的宽频范围之内输入信号的解调成为可能，而相关地低带宽滤波器可使在有着相关地高敏感性的窄频范围之内的输入信号的解调成为可能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种解调信号的装置，其能提高不同频率下输入信号解调的灵敏性。

为解决上述技术问题，本发明的解调信号的装置，包括：

前端模块，用于接收输入信号和通过用振荡信号混合所述输入信号来提供混合后信号；

滤波器，用于接收混合后信号，并通过滤波混合后信号提供滤波后信号，其中滤波器至少有一个特征是根据滤波器控制信号可选择的；

锁相环，用于接收滤波后信号，并解调来自所述滤波后信号的输出信号。

本发明的解调信号的装置，可使用作为单一转换低中频解调器，有着根据频率或被解调输入信号的其他特征可选择的中间频率。滤波器特性可被选择来对各种不同的输入信号有相关地高灵敏度的解调。例如，滤波带宽、滤波中心频率、滤波频率响应、滤波器类型和/或类似物对给定的输入信号可被选择来设定滤波器。本发明的装置提供了可变中频和信号带宽可变的灵活性。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为根据本发明实施例的***示意框图；

图2为图1中的前端模块的示意框图；

图3为图1中的滤波器的示意框图；

图4A为图1中的锁相环的示意框图；

图4B为图1中的锁相环另一实例示意框图；

图5为本发明的另一实施例***示意框图。

具体实施方式

本发明公开了在可选择的中频***中解调输入信号的方法和装置。本发明的装置包括前端模块、滤波器和锁相环(PLL)，前端模块用振荡信号来混合输入信号，滤波器至少包括一个可选择地设定中间的频率的特征，锁相环根据滤波器的输入解调输出频率。

本发明的装置可使用作为单一转换低中频解调器，有着根据频率或被解调输入信号的其他特征可选择的中间频率。滤波器特性可被选择来对各种不同的输入信号有相关地高灵敏度的解调。例如，滤波带宽、滤波中心频率、滤波频率响应、滤波器类型和/或类似物对给定的输入信号可被选择来设定滤波器。另外，本发明的装置可使用在其他使用可选择的和/或可编程的中间频率的电路或***中。

图1为***100的框图，如图所示，***100包括前端模块110、滤波器120和锁相环130。在具体实施中，***100用于解调来自输入信号IN的输出信号OUT，并作为可选择中间频率解调器运行。专用集成电路、分离元件、混合信号集成电路等可用在***100中。***100也可包括模拟电路、数字电路、和/或模拟和数字混合电路。另外，因此***100和/或元素可执行作为在数字信号处理器中的数字信号处理器编码。

***100可用在例如蜂窝电话、无线电话、无线网卡、无线收音机等通讯设备的接收机或发射机中。***100也可使用在各种各样的设备和/或***，在解调器使用的所述设备和/或***。例如，无线通讯设备，有限通讯设备、接口***、计算设备、光学媒介设备、嵌入式***和/或其他电子设备或电路可使用在***100中。在具体实施中，***100使用在无线电话的接收机中来解调输入信号IN。

在具体实施例中，输入信号IN从模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、射频接收器、射频发射机和/或类似物中被提供给前端模块110。这些电路和其他电路可用于从无线或有线通讯信道中接收到信号来提供输入信号IN。然而，输入信号IN可由其他合适的源来提供。

前端模块110可用于接收输入信号IN，并提供混合后信号FE_OUT。前端模块110可通过用振荡信号混合输入信号IN提供混合后信号FE_OUT。在具体实施例中，振荡信号为本机振荡器信号。

滤波器120可用于接收混合后信号FE_OUT，接收滤波器控制信号FLTR_CTL，并提供滤波后信号FLTR_OUT。在具体实施中，滤波器120进一步配置至少一个可选择的特征。如上所述，可选择的特征可包括滤波器带宽、滤波中心频率、滤波频率响应、滤波器类型和/或类似特征和它的组合。同样，可选择的特征可由滤波器控制信号FLTR_CTL来控制。在一个具体例子中，可选择的特征可被控制来设定***100的中间频率。

锁相环130用于接收滤波后信号FLTR_OUT，接收锁相环控制信号PLL_CTL，并提供输出信号OUT。锁相环130可进一步用于解调滤波后信号FLTR_OUT，并提供在滤波后信号的数据编码(如数据成分)或作为输出信号OUT。锁相环130可用于作为调频解调器、相移键控解调器、频移键控解调器、正交调幅解调器等。

锁相环130也可用于如下所述根据锁相环控制信号PLL_CTL控制滤波后信号FLTR_OUT的解调。同样，输出信号OUT可作为来自物理层接口的恢复位流来提供，并可提供给声码器、解码设备、纠错装置等作下游处理。在一具体实施例中，锁相环130用于作为可选择的调频/频移键控解调器。在其它实施例中，锁相环130用于作为可选择频率的解调器。

图2为前端模块210的示意框图。如图示，前端模块210包括前置放大器212、混频器214和中频放大器216。前端模块210可使用作为图1中前端模块110的具体实例，来从输入信号IN中提供混合后信号FE_OUT。

图2所示的前置放大器212用于接收输入信号IN，并提供预放大后信号PA_OUT。在具体实施例中，前置放大器212为低噪放大器，用于从天线中接收射频输入信号。然而，前置放大器也可包括射频放大器、运算放大器、天线和可变增益放大器等。

前置放大器212可用于提供任何合适的单一或非单一的增益或衰减。例如，前置放大器212的增益可通过自动增益控制电路、静噪电路等来设置。另外，前置放大器212的增益可根据输入信号的频率、混频器214的饱和度、中频放大器216或图1中滤波器120来设置。

同样地，混频器214用于接收预放大后信号PA_OUT，接收本机振荡信号OL，并根据用本机振荡器信号LO混合预放大后信号PA_OUT来提供混频器输出信号MIX_OUT。然而，其他混频器也可适合用于用其他振荡信号(不论这样的振荡信号是否为本机振荡器信号)来混合预放大后信号PA_OUT。并且，混频器214可根据用本机振荡器信号OL对预放大后信号PA_OUT作乘、加、减或除等运算来提供混频器输出信号。在一实例中，混频器214用本机振荡器信号LO乘上预放大后信号PA_OUT来提供混合器输出信号MIX_OUT。混频器214包括二极管电路、运算放大器电路、测量放大器电路和差分放大电路等。

中频放大器216可用于接收混频器输出信号MIX_OUT，并通过放大混合器输出信号MIX_OUT提供混合后信号FE_OUT。中频放大器216即可提供单一增益，也可提供任何合适的非单一增益，并可包括运算放大器电路、射频放大器电路、功率放大器电路、前置放大器电路和/或衰减电路等。中频放大器216也可作为可变增益放大器、固定增益放大器或它可省略，并混频器输出信号MIX_OUT可作为混频后信号FE_OUT直接提供。

虽然图2说明了一个合适前端电路的实例，其他的前端电路也适合用于本发明的实例中。如，别的适合的前端电路包括偏置电路、放大器和/或混频器，用于接收差分输入，并提供差分输出，配置为单独的同相和正交信号路径。

图3为滤波器320的示意图，图示滤波器320包括放大器322、可变电容CV1和CV2。滤波器320可用于作为图1中滤波器120的实例，来根据混合后信号FE_OUT提供滤波后信号FLTR_OUT。

放大器322、可变电容CV1和CV2可用于作为带通滤波器运行，该带通滤波器有着中心频率，且带宽由可变电容CV1和CV2的数值来限定。另外，可变电容CV1和CV2的数值可用任何合适的方式来控制。例如可变电容CV1和CV2可为通过微处理器和/或控制器调整数值的数字控制电容。另外，放大器322可为跨导放大器。然而，也可使用其他的放大器。

但是，滤波器320仅为滤波器120的一具体实例。其他结构的滤波器，如有源或无源表面声波滤波器、体声波滤波器、晶体滤波器、RLC滤波器、LC滤波器也适合来使用。一般，带通滤波器为最适合来滤波混合后信号FE_OUT。然而，在某些应用中，高通滤波器、低通滤波器、带阻滤波器也可用来取代带通滤波器。另外，有着单独的同相/正交信道的滤波器也可使用。如，这样的滤波器可接收单独的同相或正交混合信号，分别滤波同相和正交混合信号，并在相加点将同相滤波和正交滤波的输出相加。

在其他实施例中，滤波器120可执行作为在数字信号处理器中的数字信号处理器编码。如，这样的滤波器能包括可配置的有限冲击响应滤波器、无限冲击响应滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞耳滤波器、Linkwitz-Riley滤波器、巴特沃斯滤波器等。

在一具体实施例中，滤波器120为软件可重构复杂四阶巴特沃思滤波器，该滤波器具有可选择的中心频率和带宽。在这个例子中，滤波器可软件重构的范围为有着800KHz带宽1.2MHz的中心频率到有着150KHz带宽300KHz中心频率。该滤波器可进一步用于部分地提供用于通讯设备中的镜象干扰抑制和信道选择。

图4A为锁相环430A的示意图，图中锁相环430A包括相频鉴频器431、时钟产生器434、除法器435和多路器437。锁相环430A可用于作为图1中锁相环130的实例，可用于解调来自滤波后信号FLTR_OUT的输出信号OUT。

相频鉴频器431用于接收滤波后信号FLTR_OUT作为锁相环输入信号，接收时钟反馈信号MUX_OUT，并提供输出信号OUT。相频鉴频器431可用于提供输出信号即作为解调后输出信号，也作为代表在滤波后信号FLTR_OUT和时钟反馈信号MUX_OUT的相位误差信号。另外，相频鉴频器431也可作为闭合反馈环路的部分运行来驱使输出信号OUT的频率和/或相位与滤波后信号FLTR_OUT的频率和/或相位相匹配。

在具体实施中，相频鉴频器431用于提供输出信号OUT的数值，该数值与滤波后信号FLTR_OUT和时钟反馈信号MUX_OUT之间的相位差成比例。在另一实施例中，相频鉴频器431可提供输出信号OUT的数值，该数值与滤波后信号FLTR_OUT和时钟反馈信号MUX_OUT之间的频差成比例。

时钟产生器434用于接收输出信号作为时钟产生器控制信号，并提供产生的时钟信号CLK_OUT。同样，时钟产生器434可用于根据输出信号OUT设置产生的时钟信号CLK_OUT的频率。时钟产生器434可包括数字时钟合成器、电压控制振荡器、电流控制振荡器、晶体振荡器、环形振荡器、表面声波振荡器和/或科耳皮兹振荡器。在具体实施中，锁相环430A也可包括电荷泵和/或低通滤波，用于根据相频鉴频器431提供输入给时钟产生器434。

如图所示，产生的时钟信号即可通过多路器437或除法器435，也可通过多路器反馈给相频鉴频器431。如，时钟产生器434和锁相环430A的频率可根据锁相环控制信号通过给相频鉴频器431选择的反馈频率控制。

在具体实施中，除法器435为频率除法器，如计数器、计时器、米勒分频器、频率合成器等。除法器435也可用于通过任何合适的除数来除产生的时钟信号CLK_OUT的频率。然而，在别的实施例中，除法器435用乘法器替代除法器。

多路器437可包括任何合适的多路器，用于通过根据锁相环控制信号PLL_CTL选择产生的时钟信号CLK_OUT或分离后时钟信号DIV1_OUT中的任一个来提供时钟反馈信号MUX_OUT。尽管多路器437解释为双输入多路器，使能够在两个反馈频率之间进行选择，有着许多输入的多路器也可使用在其它数量的反馈频率之间进行选择。

图4B为锁相环430A的示意图。锁相环430B包括相频鉴频器431、压缩器432、输出电路433、时钟产生器434、除法器435、除法器436、多路器437和可变电容CV3。锁相环430B可使用作为图1中锁相环130的实例。图4B中的相频鉴频器431、时钟产生器434、除法器435和多路器437可如图4A中的所示。

压缩器432可用于从相频鉴频器431中接收相位误差信号PFD_OUT，并提供压缩后信号DMCPO给输出电路433。如图4B所示，压缩器432进一步用于在提供压缩后信号DMCPO之前通过缩放因子缩放相位误差信号PFD_OUT。压缩器432可使用乘法运算、除法运算、使用移位寄存器等来缩放相位误差信号PFD_OUT。

输出电路433用于接收压缩后信号DMCPO，并通过滤波压缩后信号DMCPO提供输出信号OUT。输出电路433包括电容C1-C3和电阻R1-R2。任何合适电容和电阻的类型和数值可用作电容C1-C3和电阻R1-R2.

与除法器435类似，除法器436可为分频器或例如图4A中所描述的乘法器。

可变电容CV3包括在某些实例中用来协调或调整时钟产生器434的运行。如同图4A中的可变电容CV1-CV2一样，可变电容CV3可用任何方式控制。举例来说，可变电容CV3可为通过微处理器和/或控制器调整数值的数字控制电容。

在具体实施例中，时钟产生器434用于在大约7.2MHz的频率生成所产生的时钟信号CLK_OUT，除法器435用于在约300KHz频率下作为被6除尽的计数器来提供除法后的时钟信号DIV1_OUT，而除法器436用于在约300KHz频率下作为被12除尽的计数器来提供分离后时钟信号DIV2_OUT。在这个实施例中，锁相环430B的输出带宽约为50KHz。

图5为***500的示意框图，***500包括前端模块510、滤波器520、锁相环530和接收信号强度指示校准模块540。在具体实施例中，***500用于解调来自输入信号IN的输出信号OUT，且作为可选择中频解调器运行。***500可作为图1中***100的实例来使用。

如图5所示，前端模块510用于接收差分输入信号对IN_P/IN_N，接收增益控制信号FE_GAIN_CTL，并通过差分或单端振荡信号混合输入信号对IN_P/IN_N来提供混合后信号FE_OUT。另外，前端模块510可进一步用于根据增益控制信号FE_GAIN_CTL配置LNA或其他前置放大器的增益。但是，增益控制信号也可以使用于配置中频放大器或其他适合放大器的增益。

滤波器520和锁相环530可被包括作为图1中滤波器120和锁相环130。

接收信号强度指示校准模块540可被包含来根据在滤波器信号FLTR_OUT上探测到的接收信号强度提供增益控制信号FE_GAIN_CTL，并根体滤波后信号FLTR_OUT提供信号RSSI_OUT给锁相环530。例如，接收信号强度指示校准模块540可提供增益控制信号FE_GAIN_CTL作为自动增益控制信号来使滤波后信号上的功率规格化。另外，增益控制信号可与阈值和/或参考信号进行比较以配置前端模块510(图中未给出)的增益。如，误差信号放大器、运算放大器电路、差分放大器电路等可为此目的适合使用的。在具体实施例中，接收信号强度指示校准模块540用于提供信号RSSI_OUT以完全等同于滤波后信号FLTR_OUT。

Claims

1.一种解调信号的装置，其特征在于，包括：

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滤波器的至少一个特征可选择来设定所述装置的中频。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滤波器的至少一个可选择的特征至少为滤波器带宽、滤波器中心频率、滤波器频率响应或滤波器类型中的一种。

4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滤波器的至少一个可选择的特征包括滤波器带宽和滤波器中心频率。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滤波器包括4阶巴特沃斯滤波器.

6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滤波器执行作为在数字信号处理器中的数字信号处理器编码。

7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述锁相环的时钟频率根据锁相环控制信号来选择。

8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁相环包括：

相频鉴频器，用于根据所述锁相环输入信号和时钟反馈信号的差分来提供相位误差信号，其中所述锁相环输入信号为基于所述滤波后信号；

时钟产生器，用于根据所述相位误差信号产生一产生后时钟信号；

除法器，用于通过分离所述产生后时钟信号的频率来提供分离后时钟信号；

多路器，用于通过基于锁相环控制信号选择一个所述分离后时钟信号或另一个时钟信号来提供时钟反馈信号，其中所述另一个时钟信号为所述产生后时钟信号或基于所述产生后时钟信号中的任一个。

9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，所述锁相环进一步包括：

另一个除法器，用于通过分离所述产生后时钟信号的频率提供另一分离后时钟信号，其中所述多路器用于通过根据所述锁相环控制信号选择一个所述分离后时钟信号或所述另一个分离后时钟的来提供时钟反馈信号；

压缩器，用于根据通过缩放因子缩放所述锁相环输入信号来提供缩放后信号；

输出电路，连接在第一节点和第二节点之间，用于在所述第一节点处接收所述缩放后信号，从第三节点来提供所述输出信号，其中所述输出电路包括：第一电容，连接在所述第一节点和所述第二节点之间；第一电阻，连接在所述第一节点和第四节点之间；第二电容，连接在所述第四节点和所述第二节点之间；第二电阻，连接在所述第二节点和所述第三节点之间；第三电容，连接在所述第三节点和所述第二节点之间。

10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前端模块包括：

前置放大器，用于接收输入信号，并通过预放大所述输入信号来提供预放大后信号；

混频器，用于接收所述预放大后信号，接收所述振荡信号，并通过用所述振荡信号乘上所述预放大信号来提供混频器输出信号；

中频放大器，用于接收所述混频器输出信号，并通过放大所述混频器输出信号来提供所述混合后信号。