專利名稱：用于直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器的系統(tǒng)及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)及裝置，它們可以使直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器能被使用而不需要針對(duì)被接收信號(hào)中的直流分量的屏蔽或偏置電路，而這種直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器通常需要這種屏蔽或偏置電路。
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)與1999年3月2日申請(qǐng)的、題為“DIRECT CONVERSIONRECEIVER”(直接轉(zhuǎn)換接收器)的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)09/260,919有關(guān)，它與本申請(qǐng)具有共同所有人及受理人，特此為各種目的而被參考編入。
背景技術(shù)：
直接轉(zhuǎn)換接收器是技術(shù)上已知的接收器。在一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器中，其中調(diào)制了數(shù)據(jù)的被接收載頻信號(hào)和一個(gè)來自本地振蕩器的、頻率與該載波頻率相同的信號(hào)混合。這兩個(gè)信號(hào)的信號(hào)乘積是一個(gè)具有基帶分量以及兩倍該載波頻率分量的信號(hào)。該高頻分量可以用一個(gè)低通濾波器濾除，使得該數(shù)據(jù)保留在該基帶信號(hào)之中。然后該基帶信號(hào)接收處理以便提取在該被發(fā)射信號(hào)中編碼的數(shù)據(jù)。
直接轉(zhuǎn)換接收器的一個(gè)缺點(diǎn)是該本地振蕩器能夠輻射一個(gè)可能比該天線發(fā)射與接收的信號(hào)更強(qiáng)的漏泄信號(hào)。在這種設(shè)計(jì)中，該本地振蕩器信號(hào)能夠在該直接轉(zhuǎn)換接收器的天線上或者在該天線與該混頻器的中間點(diǎn)被接收。如果發(fā)生這種情況，該輻射的本地振蕩器信號(hào)就被接收并與在該混頻器輸入端直接提供的該本地振蕩器信號(hào)混合，這就會(huì)在該混頻器的輸出端產(chǎn)生一個(gè)顯著的DC信號(hào)分量。
為了防止由這種反饋產(chǎn)生一個(gè)DC信號(hào)，可以進(jìn)行屏蔽或?yàn)V波。同樣，也能夠通過施加一個(gè)與該本地振蕩器的漏泄信號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)相等、但極性相反的DC信號(hào)來抵消該DC信號(hào)。無論屏蔽還是偏置該DC信號(hào)都需要額外的費(fèi)用，譬如屏蔽的費(fèi)用與代價(jià)、額外的屏蔽重量、生成該DC偏置所需的額外功率以及其他類似費(fèi)用。
所以，雖然直接轉(zhuǎn)換接收器具有某些用途，但使該直接轉(zhuǎn)換接收器天線對(duì)該本地振蕩器屏蔽或者偏置該DC信號(hào)所需的額外費(fèi)用能夠明顯增加該直接轉(zhuǎn)換接收器的重量與成本。該直接轉(zhuǎn)換接收器的重量與成本的增加就限制了該直接轉(zhuǎn)換接收器被有效使用的應(yīng)用場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一個(gè)用于直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器的方法與系統(tǒng)，它們能克服直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器的那些眾所周知的問題。
特別是，提供了一個(gè)用于直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器的方法與系統(tǒng)，它們使直接轉(zhuǎn)換接收器的本地振蕩器還能被用于一個(gè)相關(guān)的發(fā)射器，從而降低了接收與發(fā)射數(shù)據(jù)所需的部件數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，提供了一個(gè)用于發(fā)射與接收數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括接收調(diào)制在載頻信號(hào)上的一個(gè)信號(hào)的一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器。該直接轉(zhuǎn)換接收器包括一個(gè)或多個(gè)分諧波本地振蕩器混頻器。一個(gè)本地振蕩器被連接到該直接轉(zhuǎn)換接收器，并產(chǎn)生一個(gè)其頻率與該載頻信號(hào)的分諧波相等的信號(hào)。一個(gè)發(fā)射器被連接到該本地振蕩器，它利用該本地振蕩器信號(hào)來發(fā)射輸出數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供許了多重要的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)重要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是使用一個(gè)單獨(dú)的本地振蕩器來既接收數(shù)據(jù)也發(fā)射數(shù)據(jù)的一個(gè)數(shù)據(jù)接收與發(fā)射系統(tǒng)及方法。本發(fā)明使用一個(gè)分諧波本地振蕩器來使來自該本地振蕩器的漏泄場(chǎng)對(duì)該被接收信號(hào)的影響最小。此外，如果該通信系統(tǒng)需要，該接收器與發(fā)射器都能通過方法在同一個(gè)頻率運(yùn)行，譬如采用向該接收與發(fā)射功能分配時(shí)間片的方法。
那些熟習(xí)技術(shù)的人員在閱讀了后面結(jié)合例圖所作的詳細(xì)說明之后，就會(huì)進(jìn)一步理解本發(fā)明的這些優(yōu)點(diǎn)與優(yōu)良特性，以及它的其他重要方面。


圖1是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、提供一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器的一個(gè)系統(tǒng)的一幅示意圖；圖2是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器的一幅示意圖；圖3是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、用于發(fā)射一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)射器的一幅示意圖；圖4是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、用于發(fā)射一個(gè)信號(hào)的發(fā)射器的一幅示意圖；圖5是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、用于發(fā)射一個(gè)信號(hào)的發(fā)射器的一幅示意圖；圖6是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、使用一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器的方法的一幅示意圖；圖7是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)系統(tǒng)的一幅示意圖，該系統(tǒng)中的系統(tǒng)與部件借助一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器來進(jìn)行連接。
具體實(shí)施例方式
在下面的說明中，相同的部件在整個(gè)書面說明以及例圖中分別標(biāo)以相同的參考數(shù)碼。這些例圖也許沒有按比例繪制，而且為了簡(jiǎn)明清晰起見，某些部件可能被畫成概括的或示意的形式，并用商業(yè)符號(hào)來加以標(biāo)記。
圖1是符合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)系統(tǒng)100的示意圖，該系統(tǒng)提供一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器。系統(tǒng)100使一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器的本地振蕩器也能被用來將一個(gè)輸出信號(hào)調(diào)制到一個(gè)發(fā)射頻率，從而減少接收與發(fā)射數(shù)據(jù)的一個(gè)系統(tǒng)中所需的部件數(shù)量。系統(tǒng)100能夠以硬件或合適的硬件軟件組合來實(shí)現(xiàn)，而且最好是在一個(gè)單獨(dú)硅晶片片基上的一個(gè)集成電路。
系統(tǒng)100包括從天線124接收一個(gè)載頻信號(hào)的低噪聲放大器102。該載頻信號(hào)包括一個(gè)采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制技術(shù)調(diào)制到該載頻信號(hào)上的數(shù)據(jù)信號(hào)，譬如采用90°相移鍵控、頻率調(diào)制或者其他合適的調(diào)制技術(shù)。低噪聲放大器102被連接到高通濾波器122a與122b。正如這里使用的場(chǎng)合一樣，術(shù)語“連接”以及它的同詞源形式，譬如“連接到”與“被連接到”，可以指一個(gè)物理連接(譬如通過一根銅導(dǎo)線)、一個(gè)邏輯連接(譬如通過一個(gè)半導(dǎo)體電路的邏輯門電路)、一個(gè)虛擬連接(譬如通過隨機(jī)分配的一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)備的存儲(chǔ)器單元)、其他合適的連接或者這些連接的組合。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)與部件通過中間系統(tǒng)與部件被連接到其他系統(tǒng)與部件，譬如通過一個(gè)半導(dǎo)體電路的導(dǎo)電層。
高通濾波器122a與122b被用來使系統(tǒng)100的天線124以及相關(guān)電路從本地振蕩器114可能接收到的漏泄信號(hào)量最小。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，本地振蕩器114產(chǎn)生一個(gè)頻率為該載波信號(hào)頻率二分之一的信號(hào)，所以高通濾波器122a與122b使該漏泄信號(hào)的幅值降低了適當(dāng)?shù)臄?shù)量，譬如-30分貝。這樣，該漏泄信號(hào)的影響就可以被降低到一個(gè)與天線124接收到的載頻信號(hào)不發(fā)生干擾的電平。
混頻器104與106接收來自低噪聲放大器102的被放大的載頻信號(hào)，并將該被放大的載頻信號(hào)與一個(gè)來自本地振蕩器114的本地振蕩器信號(hào)混合。帶通濾波器124a與124b被用來從本地振蕩器114接收到的信號(hào)中除去高頻分量，譬如來自系統(tǒng)100的其他部件的漏泄信號(hào)。同樣，帶通濾波器124a與124b允許具有本地振蕩器頻率的信號(hào)通過，而且它們可以是允許低于本地振蕩器114頻率的頻率通過的低通濾波器，或者是同時(shí)阻塞高頻與低頻信號(hào)通過的帶通濾波器。
混頻器104與106接收來自該本地振蕩器的信號(hào)，并在該信號(hào)與該載頻信號(hào)混合之前將該信號(hào)乘以一個(gè)數(shù)量因子。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該載波信號(hào)、本地振蕩器114與混頻器104及106的相乘因子彼此相關(guān)，使得本地振蕩器114產(chǎn)生一個(gè)該載波頻率的分諧波頻率的信號(hào)，而且這些混頻器在將該本地振蕩器信號(hào)與該載頻信號(hào)混合之前將該本地振蕩器信號(hào)乘以一個(gè)等于該分諧波的反相(inverse)的因子。這樣，混頻器104與106就將本地振蕩器114的頻率倍增到該載波頻率，所以混頻器104與106輸出的一個(gè)信號(hào)具有圍繞基帶頻率的頻率分布以及圍繞以兩倍載頻為中心的頻率的頻率分布。
混頻器106通過移相器108與低通濾波器124b接收來自本地振蕩器114的信號(hào)。移相器108將本地振蕩器信號(hào)的相位移動(dòng)一個(gè)預(yù)定的數(shù)量以便從混頻器106產(chǎn)生一個(gè)相移90°的輸出。移相器108相移角度就這樣與本地振蕩器114的頻率及該載波信號(hào)頻率協(xié)調(diào)一致。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，混頻器106是一個(gè)二分之一本地振蕩器混頻器，它接收一個(gè)頻率為該載波信號(hào)頻率二分之一的本地振蕩器信號(hào)。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，移相器108將從本地振蕩器114接收的信號(hào)的相位移動(dòng)45度，所以經(jīng)由混頻器106倍增后相移變成90度。這樣，由混頻器104與106產(chǎn)生的信號(hào)相位就相差90°，從而能夠探測(cè)90°相移鍵控調(diào)制。同樣，對(duì)移相器108、本地振蕩器114、混頻器104以及混頻器106也可以采用其他合適的頻率。譬如說，混頻器104與106可以是三分之一本地振蕩器與混頻器，其中本地振蕩器114的頻率是該載波信號(hào)頻率的三分之一，而移相器108將來自本地振蕩器114的信號(hào)頻率移動(dòng)30°。
同相信號(hào)電路110與90°相移信號(hào)電路112被分別連接到混頻器104與106。同相信號(hào)電路110與90°相移信號(hào)電路112被用來對(duì)同相及90°相移信號(hào)進(jìn)行放大與濾波，這些信號(hào)被用來從在低噪聲放大器102接收到的該載波信號(hào)上編碼的信號(hào)中探測(cè)90°相移鍵控或者其他適當(dāng)?shù)恼{(diào)制。
本地振蕩器114是一個(gè)能在一個(gè)預(yù)定頻率上產(chǎn)生一個(gè)振蕩器信號(hào)的適合的振蕩器，譬如一個(gè)電壓控制的振蕩器。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，本地振蕩器114產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，其頻率等于低噪聲放大器102所接收與放大的載頻信號(hào)的一個(gè)分諧波頻率，譬如一個(gè)二分之一諧波、一個(gè)三分之一諧波、一個(gè)四分之一諧波或其他合適的諧波。這樣，由本地振蕩器114產(chǎn)生的、輻射到本地振蕩器114與天線124之間的連接電路的信號(hào)就不會(huì)在混頻器104與106的輸出端產(chǎn)生一個(gè)DC信號(hào)。
頻率倍增器116被連接到本地振蕩器114，它將由本地振蕩器114產(chǎn)生的信號(hào)乘以一個(gè)預(yù)定的因子。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)100的發(fā)射器能夠在該接收器不接收該載波信號(hào)的那些時(shí)間段內(nèi)以與該載波信號(hào)頻率相同的頻率發(fā)射一個(gè)信號(hào)。在這個(gè)示例性的實(shí)施例中，頻率倍增器116將混頻器114輸出的信號(hào)頻率乘以一個(gè)與混頻器114的分諧波的反相對(duì)應(yīng)的數(shù)。舉例來說，如果本地振蕩器114產(chǎn)生一個(gè)頻率為該載波信號(hào)頻率二分之一的振蕩器信號(hào)，那么頻率倍增器116就將這個(gè)信號(hào)頻率乘以一個(gè)因子2。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，如果本地振蕩器114產(chǎn)生一個(gè)頻率為該載波頻率三分之一的信號(hào)，那么頻率倍增器116就將該信號(hào)頻率乘以一個(gè)因子3。也可以采用其他合適的因子。
頻率倍增器116還可以用來將該發(fā)射載波頻率倍增到一個(gè)與該接收載波頻率不同的電平。在這種設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)100可以同時(shí)進(jìn)行發(fā)射與接收，而且不需要使該發(fā)射時(shí)段與該接收時(shí)段協(xié)調(diào)一致。同樣，也可以不用頻率倍增器116，從而使得該發(fā)射頻率與該本地振蕩器頻率相等。
同相/90°相移調(diào)制器118接收輸出同相與90°相移信號(hào)，并將這些信號(hào)調(diào)制到從頻率倍增器116接收到的載波頻率。譬如說，同相與90°相移信號(hào)可以被用來對(duì)從頻率倍增器116接收到的信號(hào)執(zhí)行90°相移鍵控。然后，這個(gè)調(diào)制后的信號(hào)就被送到功率放大器120以便通過一個(gè)天線發(fā)射。
在運(yùn)行中，系統(tǒng)100被用來直接轉(zhuǎn)換接收已經(jīng)用編碼數(shù)據(jù)調(diào)制的一個(gè)載波信號(hào)，而且還利用相同的本地振蕩器頻率來發(fā)射系統(tǒng)100產(chǎn)生的一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)。這樣，系統(tǒng)100可以被用來利用一個(gè)分諧波本地振蕩器，并以使系統(tǒng)100中的直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器內(nèi)反饋電勢(shì)、直流電流以及其他不希望的影響最小的方式來接收與發(fā)射一個(gè)信號(hào)。
圖2是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器200的一幅示意圖。直接轉(zhuǎn)換接收器200能夠以硬件或合適的硬件軟件組合來實(shí)現(xiàn)，而且可以是一個(gè)作為嵌入在一個(gè)單獨(dú)硅片小片內(nèi)的一個(gè)集成電路接收器/發(fā)射器電路之一部分的單獨(dú)電路。
直接轉(zhuǎn)換接收器200包括一個(gè)連接在低噪聲放大器102與混頻器106之間的移相器202。在這種結(jié)構(gòu)中，移相器202對(duì)該輸入調(diào)制載波信號(hào)進(jìn)行移相以便產(chǎn)生90°相移信號(hào)112。這樣，移相器202的影響不被混頻器106倍增，這與系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)相反，在系統(tǒng)100中，移相器對(duì)分諧波本地振蕩器信號(hào)的相移要乘以混頻器106的一個(gè)倍增因子。所以，移相器202可以被用來使放大的載波信號(hào)相位移動(dòng)90度，而不是與該本地振蕩器頻率對(duì)應(yīng)的一個(gè)分?jǐn)?shù)。此外，適當(dāng)?shù)念l率濾波器(譬如高通濾波器122a與122b以及低通濾波器124a與124b)也可以被用來降低該載頻信號(hào)中由來自該本地振蕩器或者其他系統(tǒng)部件的漏泄而產(chǎn)生的信號(hào)分量。
在運(yùn)行中，直接轉(zhuǎn)換接收器200可以使一個(gè)調(diào)制了數(shù)據(jù)信號(hào)的載波信號(hào)以能降低所需的屏蔽量及生成的DC偏置量的方式被直接轉(zhuǎn)換為該基帶信號(hào)。直接轉(zhuǎn)換接收器200可以和與直接轉(zhuǎn)換接收器200采用同一個(gè)本地振蕩器的發(fā)射器組合，以便減少所需部件數(shù)量，并使一個(gè)接收器與發(fā)射器電路能夠在一個(gè)單獨(dú)的硅片小片上制造。
圖3是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、用于發(fā)射一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)發(fā)射器300的一幅示意圖。發(fā)射器300能夠以硬件或合適的軟件硬件組合來實(shí)現(xiàn)，而且可以是一個(gè)作為嵌入在一個(gè)單獨(dú)硅片小片內(nèi)的一個(gè)集成電路接收器/發(fā)射器電路之一部分的單獨(dú)電路。
發(fā)射器300在同相/90°相移調(diào)制器118處接收來自一個(gè)本地振蕩器的一個(gè)信號(hào)，調(diào)制器118還接收在一個(gè)90°相移鍵控信號(hào)中或其他合適的調(diào)制中編碼的數(shù)據(jù)。然后，同相/90°相移調(diào)制器用90°相移鍵控的信號(hào)或其他方式調(diào)制的信號(hào)來調(diào)制從該本地振蕩器接收到的信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。然后，該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率被倍增器302倍增，并隨后被功率放大器120放大。這樣，載有該編碼輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的該輸出載波信號(hào)在該本地振蕩器信號(hào)接受該數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制后被倍增。結(jié)果，為了對(duì)該編碼數(shù)據(jù)正確地進(jìn)行解碼，編碼到該本地振蕩器信號(hào)的90°相移鍵控的信號(hào)或用其他方法調(diào)制的信號(hào)必須具有與在同相/90°相移調(diào)制器118處施加的倍增因子的反相對(duì)應(yīng)的一個(gè)相移。該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)也可以在調(diào)制之后不經(jīng)過頻率倍增就被發(fā)射。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，為了準(zhǔn)確對(duì)該編碼信號(hào)解碼，倍增器302向該本地振蕩器信號(hào)施加一個(gè)倍增因子2，所以在同相/90°相移調(diào)制器118處施加的相移必須是該信號(hào)接收器所需相移的二分之一。因此在這個(gè)示例性實(shí)施例中，如果該被發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)要具有一個(gè)90度的鍵控相移，那么在同相/90°相移調(diào)制器118處施加的相移應(yīng)當(dāng)是45度。
在運(yùn)行中，發(fā)射器300可以使一個(gè)單獨(dú)的本地振蕩器被用來為一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器調(diào)制一個(gè)載波信號(hào)，并發(fā)射一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。發(fā)射器300對(duì)該輸出信號(hào)的調(diào)制在該信號(hào)被倍增到該輸出載波頻率之前進(jìn)行。發(fā)射器300使一個(gè)接收器與發(fā)射器電路能夠在一個(gè)單獨(dú)的硅片小片上制造。
圖4是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、用于發(fā)射一個(gè)信號(hào)的發(fā)射器400的一幅示意圖。發(fā)射器400能夠以硬件或合適的軟件硬件組合來實(shí)現(xiàn)，而且可以是一個(gè)作為嵌入在一個(gè)單獨(dú)硅片小片內(nèi)的一個(gè)集成電路接收器/發(fā)射器電路之一部分的單獨(dú)電路。
發(fā)射器400包括用來在本地振蕩器114產(chǎn)生的信號(hào)上調(diào)制一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率調(diào)制器402。開關(guān)404被連接到頻率調(diào)制器402以及鎖相回路406，使得當(dāng)開關(guān)404閉合時(shí)，包括頻率調(diào)制器402與開關(guān)404在內(nèi)的電路能夠使本地振蕩器114被頻率調(diào)制器402的信號(hào)調(diào)制而不會(huì)短時(shí)期從該希望的本地振蕩器頻率漂移。這樣，頻率調(diào)制器402可以在預(yù)定的循環(huán)期間被用來調(diào)制本地振蕩器114產(chǎn)生的信號(hào)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，采用了一個(gè)預(yù)定的接收時(shí)間段與發(fā)射時(shí)間段，所以能夠用一個(gè)單獨(dú)的載波頻率來接收與發(fā)射來自該直接轉(zhuǎn)換接收器的數(shù)據(jù)。
開關(guān)404被用來使發(fā)射器400在該發(fā)射時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行發(fā)射，并在接收時(shí)間段內(nèi)中斷發(fā)射。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，倍增器408與功率放大器120在發(fā)射期間被接通，并在接收期間被關(guān)斷。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，開關(guān)404可以探測(cè)該發(fā)射與接收循環(huán)，譬如通過接收一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)以及該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)404從一個(gè)控制器接收一個(gè)控制信號(hào)，該控制器使開關(guān)404在該接收循環(huán)期間將本地振蕩器114連接到鎖相回路406，而在該發(fā)射循環(huán)期間將本地振蕩器114連接到頻率調(diào)制器402。也可以采用其他合適的結(jié)構(gòu)。
本地振蕩器114被連接到倍增器408，它將從本地振蕩器114接收到的調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率乘以一個(gè)預(yù)定的倍數(shù)。頻率調(diào)制器402以這個(gè)倍增器頻率的一個(gè)預(yù)定的反相倍數(shù)來調(diào)制該本地振蕩器信號(hào)114。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，本地振蕩器114產(chǎn)生一個(gè)頻率為該載波信號(hào)頻率二分之一的信號(hào)，然后頻率調(diào)制器402以與該被編碼并被發(fā)射的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的發(fā)射調(diào)制速率的二分之一來調(diào)制本地振蕩器114的頻率。
在運(yùn)行中，發(fā)射器400可以使一個(gè)單獨(dú)的本地振蕩器被用來為一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器調(diào)制一個(gè)載波信號(hào)，而且發(fā)射一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。發(fā)射器400采用一個(gè)鎖相回路與開關(guān)來使該本地振蕩器維持在該希望的頻率，并分別控制發(fā)射與接收時(shí)間段。發(fā)射器400使一個(gè)接收器與發(fā)射器電路能夠制造在一個(gè)單獨(dú)硅晶片小片上。
圖5是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、用于發(fā)射一個(gè)信號(hào)的發(fā)射器500的一幅示意圖。發(fā)射器500能夠以硬件或合適的軟件硬件組合來實(shí)現(xiàn)，而且可以是一個(gè)作為嵌入在一個(gè)單獨(dú)硅片小片內(nèi)的一個(gè)集成電路接收器/發(fā)射器電路之一部分的單獨(dú)電路。
發(fā)射器500包括連接到本地振蕩器114、并使本地振蕩器114維持在一個(gè)預(yù)定頻率的鎖相回路502。頻率調(diào)制器504被連接到本地振蕩器114以及參考振蕩器506，而且將一個(gè)輸出信號(hào)調(diào)制到本地振蕩器114產(chǎn)生的信號(hào)。鎖相回路502在發(fā)射與接收循環(huán)期間都維持鎖定狀態(tài)。在發(fā)射期間，頻率調(diào)制器504對(duì)本地振蕩器114進(jìn)行調(diào)制。由于鎖相回路502被鎖定，所以鎖相回路502將傾向于除去該調(diào)制的低頻部分。為防止這點(diǎn)，也對(duì)參考振蕩器進(jìn)行調(diào)制。然后，由本地振蕩器114的輸出的、載有該調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)頻率經(jīng)倍增器508倍增，再經(jīng)功率放大器120放大到一個(gè)發(fā)射功率電平。所以，頻率調(diào)制器504的調(diào)制頻率經(jīng)過調(diào)整以便補(bǔ)償隨后由倍增器508進(jìn)行的倍增，從而產(chǎn)生一個(gè)具有調(diào)制的被發(fā)射信號(hào)，該調(diào)制能使該編碼輸出數(shù)據(jù)信號(hào)被探測(cè)并被提取。
在一個(gè)實(shí)施例中，向頻率調(diào)制器提供的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)被控制得能在一個(gè)接收循環(huán)期間不提供信號(hào)，而在一個(gè)發(fā)射循環(huán)期間提供一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。也可以使用其他合適的結(jié)構(gòu)。
在運(yùn)行中，發(fā)射器500可以使一個(gè)單獨(dú)的本地振蕩器被用來為一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器調(diào)制一個(gè)載波信號(hào)，而且發(fā)射一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。發(fā)射器400使一個(gè)接收器與發(fā)射器電路能夠制造在一個(gè)單獨(dú)硅晶片小片上。
圖6是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、采用一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器的一種方法600的一幅示意圖。方法600可以使一個(gè)單獨(dú)的本地振蕩器被用來接收與發(fā)射數(shù)據(jù)，而且降低來自該本地振蕩器的漏泄場(chǎng)對(duì)該被接收信號(hào)的影響。
方法600從602開始，這里接收一個(gè)包含編碼數(shù)據(jù)信號(hào)的載波信號(hào)。該載波信號(hào)以預(yù)定的頻率發(fā)射，而且它包括一個(gè)采用合適的調(diào)制技術(shù)調(diào)制到該載波信號(hào)的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)，譬如采用90°相移鍵控技術(shù)。然后該方法進(jìn)入604，在這里決定是否采用相移鍵控。該方法也能夠利用始終采用相移鍵控的、或者不采用相移鍵控的電路來實(shí)現(xiàn)，這樣就不執(zhí)行確定是否要采用相移鍵控的過程。如果不采用相移鍵控，那么該方法直接進(jìn)入610。否則該方法進(jìn)入606。
在606，該載波信號(hào)被分割為一個(gè)同相以及90°相移信號(hào)。然后該方法進(jìn)入對(duì)該90°相移信號(hào)進(jìn)行移相的608。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該90°相移信號(hào)通過使該載波信號(hào)相位移動(dòng)90°來移相。在另一個(gè)實(shí)施例中，該90°相移信號(hào)通過使該分諧波本地振蕩器信號(hào)相位移動(dòng)一個(gè)因子來移相，該因子與該分諧波頻率的反相對(duì)應(yīng)，所以當(dāng)該本地振蕩器信號(hào)經(jīng)倍增并與該載波信號(hào)混合時(shí)，該相移因子被倍增以便等于90度。然后該方法進(jìn)入610。
在610，該載波信號(hào)通過一個(gè)分諧波混頻器與該分諧波本地振蕩器信號(hào)混合，從而產(chǎn)生一個(gè)基帶信號(hào)與一個(gè)兩倍于該載波信號(hào)頻率的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以采用一個(gè)二分之一本地振蕩器混頻器將該載波信號(hào)與一個(gè)二分之一本地振蕩器信號(hào)混合。然后該方法進(jìn)入提取該基帶輸入信號(hào)的612。該基帶信號(hào)可以被提取出來作為一個(gè)同相分量以及一個(gè)90°相移分量，從而有助于90°相移鍵控?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的解碼。然后，該方法進(jìn)入614。
在614，從一個(gè)數(shù)據(jù)源接收一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。然后該方法進(jìn)入616，其中該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)采用一個(gè)分諧波本地振蕩器信號(hào)來加以調(diào)制。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，一個(gè)同相與90°相移調(diào)制器被用來將該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到該本地振蕩器信號(hào)。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，采用一個(gè)頻率調(diào)制器來將該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到該本地振蕩器信號(hào)。然后該方法進(jìn)入618，在這里將該已調(diào)制的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)頻率倍增到該載波頻率。該倍增可以在該本地振蕩器信號(hào)調(diào)制之前進(jìn)行。同樣，該倍增也可以在該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)以一個(gè)與該本地振蕩器的分諧波頻率對(duì)應(yīng)的因子被調(diào)制到該本地振蕩器信號(hào)后進(jìn)行。舉例來說，如果該本地振蕩器的分諧波頻率是該載波頻率的二分之一，那么該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)就以該數(shù)據(jù)被一個(gè)接收器接收與解碼時(shí)所需頻率的二分之一來調(diào)制。也可以使用其他合適的程序。
在運(yùn)行中，采用一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器或其他合適的接收器以及一個(gè)頻率與該載波頻率的分諧波相同的本地振蕩器，方法600就可以被用來接收一個(gè)輸入數(shù)據(jù)信號(hào)并發(fā)射一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。所以方法600可以使直接轉(zhuǎn)換接收器或其他合適的接收器在使用時(shí)不加屏蔽或DC偏置補(bǔ)償，而且還能使該本地振蕩器與該發(fā)射器一道使用以便將該輸出數(shù)據(jù)流調(diào)制到一個(gè)載波頻率或其他合適的頻率以供發(fā)射。
圖7是符合本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)系統(tǒng)700的一幅示意圖，其中系統(tǒng)與部件經(jīng)由一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器來進(jìn)行聯(lián)系。系統(tǒng)700可以使系統(tǒng)與部件以經(jīng)濟(jì)、輕便的方式經(jīng)由短距離無線連接來聯(lián)系。
系統(tǒng)700包括直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器702a至702d，它們可以含有本發(fā)明的系統(tǒng)100至500的特性以及額外的接口電路，以便使該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)字編碼數(shù)據(jù)能被提取并被提供到一個(gè)附屬的系統(tǒng)或部件，而且從該附屬系統(tǒng)或部件接收一個(gè)輸出數(shù)據(jù)流以供發(fā)射到其他系統(tǒng)與部件。在圖7所示的示例性實(shí)施例中，直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器702a被連接到局域網(wǎng)704，直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器702b被連接到一部電話706，而直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器702c與702d被連接到Laptop筆記本計(jì)算機(jī)706a與706b。這些部件能夠利用直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器702a至702d提供的無線連接來對(duì)其他部件發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器702a至702d的重量輕而且成本低，所有能夠很便宜地向許多設(shè)備、并且在許多如果不提供這種無線連接就會(huì)變得極為昂貴的場(chǎng)合中提供無線連接。
盡管這里已經(jīng)描述了供一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器與發(fā)射器所用的一個(gè)系統(tǒng)與方法的示例性實(shí)施例，但是那些熟習(xí)技術(shù)的人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，對(duì)這些系統(tǒng)與方法可以進(jìn)行各種替代與修改而不偏離所附權(quán)利要求的范圍與精神。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于發(fā)射與接收數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器，它接收一個(gè)在載頻信號(hào)上調(diào)制的信號(hào)，該直接轉(zhuǎn)換接收器還包括一個(gè)或多個(gè)分諧波本地振蕩器混頻器；一個(gè)連接到該直接轉(zhuǎn)換接收器的本地振蕩器，該本地振蕩器產(chǎn)生一個(gè)頻率與該載頻信號(hào)的分諧波相等的信號(hào)；以及一個(gè)連接到該本地振蕩器的發(fā)射器。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該直接轉(zhuǎn)換接收器還包括一個(gè)連接到第一分諧波本地振蕩器混頻器的移相器，其中該第一分諧波本地振蕩器混頻器的輸出被用來產(chǎn)生相移鍵控信號(hào)的一個(gè)正交移相信號(hào)；以及一個(gè)第二分諧波本地振蕩器混頻器，其中該第二分諧波本地振蕩器混頻器的輸出被用來產(chǎn)生相移鍵控信號(hào)的一個(gè)同相信號(hào)。
3.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中該移相器還被連接到該本地振蕩器。
4.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)連接到該移相器的低噪聲放大器，其中在該載波頻率信號(hào)上調(diào)制的信號(hào)由該低噪聲放大器接收，并在放大后被發(fā)射到該移相器。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)連接在該本地振蕩器與該發(fā)射器之間的頻率倍增器，其中該頻率倍增器提高該振蕩器的頻率。
6.權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中該頻率倍增器將該振蕩器的頻率提高到該載波信號(hào)的頻率。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該發(fā)射器包括一個(gè)連接到該本地振蕩器的頻率倍增器；以及一個(gè)連接到該頻率倍增器的同相/正交相移調(diào)制器，用于接收一個(gè)同相調(diào)制輸入信號(hào)以及一個(gè)90°相移調(diào)制輸入信號(hào)，而且輸出一個(gè)在該倍增的本地振蕩器頻率上調(diào)制的90°相移鍵控信號(hào)。
8.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該發(fā)射器包括一個(gè)連接到該本地振蕩器的同相/正交相移調(diào)制器，用于接收一個(gè)同相調(diào)制輸入信號(hào)以及一個(gè)90°相移調(diào)制輸入信號(hào)，而且輸出一個(gè)在該本地振蕩器頻率上調(diào)制的90°相移鍵控信號(hào)；以及一個(gè)連接到該同相/正交相移調(diào)制器的頻率倍增器，用于倍增該90°相移鍵控信號(hào)的頻率。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該發(fā)射器包括一個(gè)連接到該本地振蕩器的頻率調(diào)制器，其中該本地振蕩器由該頻率調(diào)制器加以調(diào)制；一個(gè)連接到該頻率調(diào)制器與該本地振蕩器的鎖相回路；以及一個(gè)連接在該本地振蕩器與該鎖相回路之間的開關(guān)，其中該開關(guān)可以在一個(gè)發(fā)射循環(huán)期間將該鎖相回路連接到該本地振蕩器，并可以在一個(gè)接收循環(huán)期間使使該鎖相回路脫離該本地振蕩器。
10.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該發(fā)射器包括一個(gè)連接到該本地振蕩器的頻率調(diào)制器，其中該本地振蕩器由該頻率調(diào)制器加以調(diào)制；一個(gè)連接到該頻率調(diào)制器的電壓控制參考振蕩器，其中該電壓控制振蕩器由該頻率調(diào)制器加以調(diào)制；以及一個(gè)在反饋回路中連接到該本地振蕩器的鎖相回路，該鎖相回路還被連接到該電壓控制振蕩器。
11.一種用于接收與發(fā)射數(shù)據(jù)的方法，包括接收一個(gè)用數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制的載波信號(hào)；將該載波信號(hào)與一個(gè)分諧波本地振蕩器信號(hào)混合來提取一個(gè)基帶信號(hào)；以及用該分諧波本地振蕩器信號(hào)來調(diào)制一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
12.權(quán)利要求11的方法，其中將該載波信號(hào)與該分諧波本地振蕩器信號(hào)混合來提取該基帶信號(hào)還包括將該載波信號(hào)與該分諧波本地振蕩器信號(hào)混合來提取一個(gè)同相信號(hào)；對(duì)該分諧波本地振蕩器信號(hào)進(jìn)行移相；而且將該載波信號(hào)與該移相的分諧波本地振蕩器信號(hào)混合來提取一個(gè)90°移相信號(hào)。
13.權(quán)利要求11的方法，其中將該載波信號(hào)與該分諧波本地振蕩器信號(hào)混合來提取該基帶信號(hào)還包括將該載波信號(hào)與該分諧波本地振蕩器信號(hào)混合來提取一個(gè)同相信號(hào)；對(duì)該載波信號(hào)進(jìn)行移相；而且將該移相的載波信號(hào)與該分諧波本地振蕩器信號(hào)混合來提取一個(gè)90°移相信號(hào)。
14.權(quán)利要求11的方法，其中用該分諧波本地振蕩器信號(hào)來調(diào)制該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)還包括倍增該分諧波振蕩器信號(hào)；而且用該倍增的分諧波本地振蕩器信號(hào)來調(diào)制一個(gè)輸出同相數(shù)據(jù)信號(hào)與一個(gè)輸出90°移相數(shù)據(jù)信號(hào)。
15.權(quán)利要求11的方法，其中用該分諧波本地振蕩器信號(hào)來調(diào)制該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)還包括用該分諧波本地振蕩器信號(hào)來調(diào)制一個(gè)輸出同相數(shù)據(jù)信號(hào)與一個(gè)輸出90°移相數(shù)據(jù)信號(hào)來產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)；以及倍增該調(diào)制的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)來產(chǎn)生該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
16.權(quán)利要求11的方法，其中用該分諧波本地振蕩器信號(hào)來調(diào)制該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)還包括在一個(gè)發(fā)射循環(huán)期間頻率調(diào)制該分諧波本地振蕩器信號(hào)；以及在一個(gè)接收循環(huán)期間中斷該分諧波本地振蕩器信號(hào)的頻率調(diào)制。
17.權(quán)利要求16的方法，它還包括在該發(fā)射循環(huán)期間啟動(dòng)一個(gè)鎖相回路來鎖定該分諧波本地振蕩器信號(hào)。
18.權(quán)利要求16的方法，它還包括頻率調(diào)制能鎖定該分諧波本地振蕩器信號(hào)的鎖相回路的一個(gè)參考振蕩器信號(hào)。
19.權(quán)利要求11的方法，其中用該分諧波本地振蕩器信號(hào)來調(diào)制該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)還包括以一個(gè)分諧波調(diào)制指標(biāo)用該分諧波本地振蕩器信號(hào)來調(diào)制一個(gè)輸出同相數(shù)據(jù)信號(hào)與一個(gè)輸出90°移相數(shù)據(jù)信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)；以及用一個(gè)反相分諧波來倍增該調(diào)制的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)以便產(chǎn)生該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
20.一個(gè)用于發(fā)射與接收數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括一個(gè)低噪聲放大器，它接收一個(gè)調(diào)制的、具有一個(gè)載波信號(hào)頻率的輸入載波信號(hào)；一個(gè)本地振蕩器，它產(chǎn)生一個(gè)具有該載波信號(hào)的一個(gè)分諧波頻率的信號(hào)；一個(gè)連接到該低噪聲放大器與該本地振蕩器的第一混頻器，該第一混頻器接收該調(diào)制的輸入載波信號(hào)并產(chǎn)生一個(gè)同相輸入數(shù)據(jù)信號(hào)；一個(gè)連接到該低噪聲放大器與該本地振蕩器的第二混頻器，該第二混頻器接收該調(diào)制的輸入載波信號(hào)并產(chǎn)生一個(gè)90°移相輸入數(shù)據(jù)信號(hào)；一個(gè)連接到該本地振蕩器的調(diào)制器，該調(diào)制器接收一個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)并將該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到該本地振蕩器信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)輸出調(diào)制載波信號(hào)；以及一個(gè)連接到該調(diào)制器的發(fā)射放大器，該發(fā)射放大器將該輸出調(diào)制載波信號(hào)放大到一個(gè)發(fā)射功率電平。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，它還包括一個(gè)連接到該第一混頻器、該第二混頻器以及該調(diào)制器的通用計(jì)算平臺(tái)，該通用計(jì)算平臺(tái)對(duì)來自該同相輸入數(shù)據(jù)信號(hào)以及該90°移相輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行解碼，而且產(chǎn)生該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
22.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，它還包括一部連接到該第一混頻器、該第二混頻器以及該調(diào)制器的電話手機(jī)，該電話手機(jī)對(duì)來自該同相輸入數(shù)據(jù)信號(hào)以及該90°移相輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行解碼，而且產(chǎn)生該輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
全文摘要
一種用于發(fā)射與接收數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括接收調(diào)制在一個(gè)載波頻率上的一個(gè)信號(hào)的一個(gè)直接轉(zhuǎn)換接收器。該直接轉(zhuǎn)換接收器包括一個(gè)或多個(gè)分諧波本地振蕩器混頻器。一個(gè)本地振蕩器被連接到該直接轉(zhuǎn)換接收器，并產(chǎn)生一個(gè)頻率與該載頻信號(hào)的一個(gè)分諧波相等的信號(hào)。一個(gè)發(fā)射器被連接到該本地振蕩器，它采用該本地振蕩器信號(hào)來發(fā)射輸出數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H03C3/09GK1462511SQ01816112
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2001年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月21日
發(fā)明者威廉·J·多米諾, 斯科特·A·格里菲斯, 迪米特里·羅森布里特 申請(qǐng)人:天工方案公司