射频信号的降频变换方法及装置制造方法及图纸

需要一种便宜的、高性能的、全集成的、多标准收发机，其抑制杂散噪声信号。本发明专利技术提供一种满足这种需要的拓扑，使用第一信号发生器，其产生振荡器信号ｆ１，及第二信号发生器，其产生单声混频信号φ２，其中ｆ１的频率是φ２的多倍；及逻辑电路，用于产生多声混频信号φ１，其中φ１＊φ２在被仿真的所述本机振荡器信号的频率处具有很大的功率，在输入信号ｘ（ｔ）或被仿真的所述ＬＯ信号的载波频率处φ１和φ２均不具有很大的功率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及通信，特别是涉及对RF(射频)信号进行解调的方法和装置。本专利技术的优选实施例满足便宜、高性能、全集成、多标准接收机的需要。
技术介绍
许多通信系统将来自基带的电磁信号调制到较高的频率以用于传输，并随后将那些高频率在它们到达接收机时解调回它们的原始频带。原始(或基带)信号可以是，例如数据、声音或视频。这些基带信号可由传感器如传声器或视频摄像机产生，可以是计算机产生的，或可以是传输自电子存储设备。总之，高频率信号比基带信号提供更长的范围和更高的容量通道，且因为高频率信号可有效地通过空气传播，它们可用于无线传输及有线的或波导的通道。所有这些信号通常被称为RF信号，其均为电磁信号；即，通常与无线电波传播关联的电磁光谱内的具有电和磁特性的波形。采用调制和解调技术的有线通信系统包括计算机通信系统，如局域网(LAN)、点对点通信、及宽域网(WAN)如因特网。这些网络通常在电传导或光纤通道上通信数据信号。采用调制和解调技术的无线通信系统包括那些用于公共广播如AM和FM无线电及UHF和VHF电视的系统。私用通信系统可包括移动电话网络、个人传呼设备、由出租车服务使用的HF无线电系统、微波主干网络、蓝牙标准下的互连装置、及人造卫星通信。使用RF调制和解调的其他有线和无线系统对于本领域那些技术人员是公知的。大多数RF接收机使用“超外差式”拓扑，其在有限范围的应用中提供良好的性能，如在公共广播FM无线电接收机中。正如将要所阐释的，这些局限使其在更复杂的现代应用中更为昂贵，但性能很差。超外差式接收机使用两步频率变换方法将RF信号变换成基带信号。图1示出了典型的超外差式接收机10的框图。标记为M1 12和M2 14的混频器用于将RF信号译码为基带或一些中频(IF)信号。元件的平衡将被处理的信号放大并过滤其中的噪声。RF带通滤波器(BPF1)18首先过滤来自天线20的信号(注意该带通滤波器18还可以是双工器)。低噪声放大器22接着将所过滤的天线信号放大，增加RF信号的强度并降低接收机10的噪声系数。信号接着由通常被看作镜像抑制滤波器的另一带通滤波器(BPF2)24过滤。信号接着进入混频器M1 12，其将来自镜像抑制滤波器24的信号与本机振荡器(LO1)26产生的周期信号相乘。混频器M1 12从镜像抑制滤波器24接收信号并将其转换为较低的频率，即大家所知的第一中频(IF1)。通常，混频器是一电路或器件，其在其输入接受两个不同的频率，并在其输出呈现结果(a)信号频率等于输入信号频率的和；(b)信号频率等于输入信号频率之间的差；及(c)最初的输入频率。混频器的典型实施例是数字开关，其可产生较上述更多的频声。IF1信号接着由通常被叫作信道滤波器的带通滤波器(BPF3)28过滤，其被使得以IF1频率为中心，从而过滤掉不想要的第一混频过程的积；上面的信号(a)和(c)。这对于在执行第二混频过程时防止这些信号干涉所需要的信号是必要的。信号接着被中频放大器(IFA)30放大，并通过使用混频器M2 14和本机振荡器(LO2)32使其与第二本机振荡器信号混频。第二本机振荡器LO2 32产生周期信号，其通常被变成IF1频率。因此，来自M2 14的输出的信号现在是在基带，即，信号被最初产生的频率。使用低通滤波器LPF38将噪声从所想要的信号中过滤掉，接着信号被传递给某些表达方式、处理或录制装置。例如，在无线电接收机的情况下，这可以是声频放大器，而在计算机调制解调器的情况下，这可以是对数字变换器的模拟。注意，同样的过程可用于将任何电信号从一频率调制或解调到另一频率。超外差式设计的主要问题是--其要求昂贵的离线(off-chip)元件，特别是带通滤波器18、24、28，及低通滤波器38；--离线元件要求设计均衡，其增加了功率消耗并降低了系统增益；--镜像抑制由离线元件限制，而不是由目标集成技术限制；--数字噪声的隔离可能是一问题；及--其不是全集成的。用在超外差系统中的带通和低通滤波器18、24、28和38必须是高质量的器件，从而不可用电子可调的滤波器。同样，在多标准/多频率应用中使用超外差式系统的唯一方式是对每一频带使用分开的离线滤波器组。直接变换收发机试图使用一个混频器和一个本机振荡器在一个步骤中执行升频和降频变换。在降频变换到基带的情况下，这要求本机振荡器(LO)的频率等于输入RF信号的频率。如果直接变换接收机的LO信号漏入信号通道，其将与输入信号一起被解调到基带，从而导致干扰。该LO漏泄问题限制了直接变换收发机的效用。现有技术的当前问题之一是开发有效的接收机，其可适应于在器件使用期间由改变接收条件甚或改变标准引起的变化的要求。对于移动电话及类似的消费者项目，需要具有能够全集成在便宜、低功率集成电路(IC)上的接收机。实现低成本、高功率效率的收发机的持续要求导致集中研究高集成度设计的使用；便携系统的日益重要的方面，包括移动电话手持机。这已证明是特别有挑战性的，因为所感兴趣的无线电信行业(特别是低功率移动/微移动声音/数据个人通信系统)的频率已上升到先前使用的频率(大约900MHz)之上，达到1GHz以上的频谱。有试图提供射频集成电路(RFIC)中的灵活的设计—即为公知的单片微波集成电路(MMIC)--其虑及了多个标准并改变已取得有限成功的接收的条件。这些设计通常借助于多个独立的信号通道提供该功能—一个信号通道和一组元件用于每一频率标准和/或一组工作条件。这是一种昂贵的和物理体积很大的方法，其遭受上述的所有性能问题。因此，需要一种致力于上述问题的调制和解调方法和装置。所希望的是，该设计是全集成的、便宜的并具有高性能的。同样，需要该设计很容易应用到多标准/多频率应用中。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标在于提供调制和解调的新方法和系统，其消除或减轻现有技术中的至少一个缺点。本专利技术的一个方面被定义为解调器电路，用于仿真输入信号与本机振荡器(LO)信号的降频变换，解调器电路包括第一混频器，用于接收输入信号x(t)并将输入信号x(t)与多声混频信号φ1混频，以产生输出信号φ1x(t)；第二混频器，用于接收作为输入的信号φ1x(t)并将信号φ1x(t)与单声混频信号φ2混频，以产生输出信号φ1φ2x(t)；用于产生振荡器信号f1的第一信号发生器；用于产生单声混频信号φ2的第二信号发生器，其中f1的频率是φ2的频率的多倍；及逻辑电路，其用于接收振荡器信号f1和单声混频信号φ2，并产生多声混频信号φ1，其中φ1*φ2在被仿真的本机振荡器信号的频率处具有很大的功率，在输入信号x(t)或被仿真的LO信号的载波频率处φ1和φ2均不具有很大的功率。本专利技术的另一方面被定义为仿真输入信号x(t)解调到输入信号与本机振荡器(LO)信号的积的方法，该方法包括步骤产生振荡器信号f1；产生混频信号φ2，其中f1的频率是φ2的频率的多倍；产生非周期性的混频信号φ1作为输入，其使用逻辑电路接收振荡器信号f1和第二混频信号φ2，其中φ1*φ2在被仿真的本机振荡器信号的频率处具有很大的功率，且在输入信号x(t)、被仿真的LO信号或输出信号φ1φ2x(t)的频率处φ1和φ2均不具有很大的功率；将输入信号x(t)与非周期性的混频信号φ1进行混频，以产生输出信号φ1x(t)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于仿真输入信号ｘ（ｔ）与本机振荡器（ＬＯ）信号的降频变换的解调器电路，所述解调器电路包括：第一混频器，用于接收所述输入信号ｘ（ｔ），并将所述输入信号ｘ（ｔ）与多声混频信号φ１进行混频，以产生输出信号φ１ｘ（ｔ）；第二混 频器，用于接收作为输入的所述信号φ１ｘ（ｔ），并将所述信号φ１ｘ（ｔ）与单声混频信号φ２混频，以产生输出信号φ１φ２ｘ（ｔ）；用于产生振荡器信号ｆ１的第一信号发生器；用于产生所示单声混频信号φ２的第二信号发生器，其中ｆ１的频 率是φ２的频率的多倍；及逻辑电路，用于接收所述振荡器信号ｆ１和所述单声混频信号φ２，并产生所述多声混频信号φ１，其中φ１＊φ２在被仿真的所述本机振荡器信号的频率处具有很大的功率，在输入信号ｘ（ｔ）或被仿真的所述ＬＯ信号的载波频率处φ １和φ２均不具有很大的功率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塔因德曼库，
申请(专利权)人：赛里斐克无线公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]