CN101039100A - 生成本地振荡器信号的电路装置和方法及具有其的锁相环 - Google Patents

Abstract

一种用于产生本地振荡器信号的电路装置(8)借助于信号输入端(1)被供有参考频率信号。分频器(3)被用来从该参考频率信号得到第二信号。该参考频率信号和第二信号被提供给选择装置(4)，在该选择装置(4)中，所述信号之一基于第一选择信号被输出。在辅助信号发生器(6)中，第一频率或者至少第二频率的单个辅助信号基于第二选择信号被产生。在频率转换装置(5)中，可以在信号输出端(2)上分接的本地振荡器信号从来自选择装置(4)和辅助信号发生器(6)的输出信号得到。

Description

生成本地振荡器信号的电路装置和方法及具有其的锁相环

技术领域

本发明涉及一种用于生成本地振荡器信号的电路装置和方法。本发明也涉及一种具有该电路装置的锁相环以及涉及该电路装置的应用。

背景技术

许多现代无线通信标准使用基于在多个载波频率上进行传输的方法。这些方法的例子是无线局域网(WLAN)或者作为第四代标准是多频带正交频分复用超宽带(MB-OFDM UWB)。在该现代标准中，具有相同带宽的各种频带对于传输信道是可用的。在图7中示出了针对MB-OFDM UWB标准所规定的频率分配。在这种情况下，五个频带组BG 1到BG 5是可用的。频带组BG 1到BG 4分别包括三个频带，而频带组BG 5包含两个频带。直接转换发送和接收装置中的I/Q混频器需要频率为分别所使用的频带的频率(例如频带#1的3432MHz)的频率信号。在直接转换发送和接收装置的情况下，要被传输的数据在发送之前和接收之后无须转换成中频而被处理。为此目的，频率信号需要是I/Q信号的形式，即是同相分量(I分量)和正交分量(Q分量)的形式。MB-OFDM UWB的使用可被用作诸如通用串行总线(USB)或者火线的有线连接的代替或者否则用作例如使用WLAN或者蓝牙的无线通信的代替。使用的适当的场所包括工作站计算机、打印机、个人数字助理(PDA)、MP3播放器或者移动电话，其中MB-OFDM UWB被用作除了现有电信标准之外的另一通信方式。

原则上，所有频带组中的所有频带都可以被使用，其中装置的灵活性随着可用频带数量的增加而增加。然而，频率信号需要针对所有期望的频带被产生，这具有相关联的高度复杂性。

演示文稿“High-Performance CMOS Radio Design for Multiband OFDMUWB(多频带OFDM UWB的高性能CMOS无线电设计)”的幻灯片第17张到第19张(Nathan R.Belk，德州仪器，2004年)说明了包括锁相环、晶体振荡器和单边带混频器的装置如何被用来针对频带组BG1中的三个频带产生三个频率信号。“A 0.13μm CMOS UWB Transceiver(一种0.13μm CMOS UWB收发机)”(Behzad Razavi，2005 IEEE ISSC Conference)示出了如何在频带组BG1中使用三个锁相环产生三个频率信号。“A 7-Band 3-8 GHz FrequencySynthesizer with 1ns Band-Switching Time in 0.18μm CMOS Technology(一种0.18μm CMOS工艺的具有1ns频带切换时间的7频带3-8GHz频率合成器)”(Jri Lee，2005 IEEE Conference)示出了多个频带的频率信号是如何使用参考频率信号和两个锁相环借助于单边带混频器而产生的。

在单边带混频(SSB混频)中，两个频率信号被如此处理，以致合成信号的信号频率根据输入信号的信号频率的总和或者输入信号的信号频率之间的差来获得。

使用所说明的方法，从尽可能多的频带和频带组产生尽可能多的频率信号是非常复杂的事情。或者仅仅能针对一些频带产生频率信号，或者产生要求使用大量锁相环，这些锁相环要求电路中的空间以及增加电路的功率消耗。

发明内容

本发明的目标是规定一种用于产生本地振荡器信号的电路装置和一种具有该电路装置的锁相环，该电路装置和锁相环以节约空间的方式来实现并且以低功率消耗而出众。本发明的另一目标是规定一种用于从单个参考频率信号和尽可能少的由该单个参考频率信号得到的辅助信号产生本地振荡器信号的方法。本发明还有一个目标是说明该电路的应用。

这个目标在独立权利要求的主题中被实现。本发明的实施方式和改进方案是从属权利要求的主题。

在一个示例性实施例中，设置一种用于产生本地振荡器信号的电路装置，该电路装置包括用于提供第一工作频率的参考频率信号的信号输入端以及用于分接本地振荡器信号的信号输出端。另外，该电路装置具有至少一个分频器，该分频器可被用来从参考频率信号得到第二工作频率的第二信号。此外，该电路装置包括选择装置，该选择装置具有被耦合到该信号输入端的第一输入端、被耦合到分频器的输出端的第二输入端、输出端和控制输入端。该控制输入端被设计来基于控制输入端上的信号将选择装置的第一或者第二输入端耦合到其输出端。该电路装置还有辅助信号发生器，用于生成第一频率或者至少第二频率的单个辅助信号，其中该辅助信号由参考频率信号得到。该辅助信号发生器具有控制输入端，用于选择第一或者至少第二频率。另外，该电路装置包括频率转换装置，该频率转换装置具有第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端，该第一信号输入端被耦合到选择装置的输出端，该第二信号输入端被耦合到辅助信号发生器的输出端，该信号输出端被设计来输出由被施加到输入侧的信号得到的本地振荡器器信号。

由其得到第二信号和辅助信号的参考频率信号经由信号输入端被供给电路装置。该参考频率信号可从例如由晶体振荡器所提供的信号得到。第二信号使用分频器来得到，例如使用分频系数为2的分频器来得到，以便第二信号的信号频率(也就是说第二工作频率)是参考频率信号的信号频率(也就是说第一工作频率)的幅度的一半。在该选择装置中，选择装置的控制输入端上的信号可被用来选择是第一工作频率的参考频率信号还是第二工作频率的第二信号被输出到该输出端。在辅助信号发生器中，辅助信号由参考频率信号得到。该辅助信号可具有不同频率，该辅助信号还能够是频率为0Hz的直流信号。也在这种情况下，控制输入端上的信号可被用来选择至少两个频率中的哪个频率在辅助信号发生器的输出端输出。在该频率转换装置中，本地振荡器信号由选择装置的输出端处的所选择的信号并且由所选择的辅助信号得到。举例来说，如果频率转换装置是单边带混频器的形式，则本地振荡器信号可以使用单边带混频来得到。

在电路装置中得到本地振荡器信号只要求提供作为参考频率信号的单个信号，由该单个信号能得到所有进一步要求的频率信号。这意味着，不需要任何产生另外频率的信号的元件，这有利地导致该电路装置的低空间要求以及低功率消耗。

在另一示例性实施例中，该电路装置具有至少第二分频器，该至少第二分频器被耦合到电路装置的信号输入端的上游。这被用来从被施加到该至少第二分频器的输入端的信号得到第一工作频率的参考频率信号。因此，如果最初只有信号频率高于第一工作频率的信号可用，则参考频率信号可以通过第二分频器从该信号得到。

在另一示例性实施例中，该电路装置具有被设计来将本地振荡器信号分解为被耦合到该电路装置的信号输出端的下游的I/Q分量的装置。

如果电路要求具有I/Q分量的本地振荡器信号，则该I/Q分量可以通过所述装置从本地振荡器信号得到。在I/Q分量的情况下，该Q分量相对I分量相移，理想地相移90°。

用于将本地振荡器信号分解为I/Q分量的装置可以是分频器的形式。如果要求I/Q分量形式的本地振荡器信号，则在分频器的输出端提供这些信号是非常简单的。由于在这种情况下来自分频器的输出信号的频率低于本地振荡器信号的频率，则当在该电路装置中选择这些频率时需要考虑这种情况。

从另一方面来说，该至少第二分频器的输出端被设计来输出I/Q分量。这意味着，不仅参考频率信号而且第二工作频率的第二信号以及辅助信号都可以被扩展并且进一步被处理为I/Q分量。电路装置输出端处的本地振荡器信号还可以I/Q分量的形式输出。

在另一示例性实施例中，辅助信号发生器包括至少一个存储元件和至少一个数模转换器。举例来说，该存储元件可以是信号ROM的形式。被存储在存储元件中的值可以是正弦信号的样本，例如，这些样本通过数模转换器被转换为模拟正弦信号。操作该存储元件以及数模转换器所需的时钟信号可以是参考频率信号或者从该参考频率信号得到的信号。来自该辅助信号发生器的输出信号可以I/Q分量的形式被输出。为了能够提供不同频率的辅助信号，该存储元件存储针对不同频率的多组样本。该辅助信号或者频率借助于辅助信号发生器的控制输入端上的选择信号来选择。

在一个可替换的示例性实施例中，该辅助信号发生器包括至少一个分频器和至少一个单边带混频器。举例来说，分频器和单边带混频器可以产生两个辅助信号，这两个辅助信号的频率从第一工作频率和向下分频的(divided-down)频率的总和或者第一工作频率与向下分频的频率之间的差来获得。如果辅助信号发生器包括多个分频器，则首先可能的是得到不同向下分频的频率的信号以及使得这些信号直接或者经由使用单边带混频器的混频可用作辅助信号。这些辅助信号中的相应的一个信号由辅助信号发生器在其输出端根据被施加到其控制输入端的信号来输出。

在一个示例性实施例中，根据另外说明的实施例之一的具有电路装置的锁相环包括鉴相器和压控振荡器。该鉴相器具有第一输入端、第二输入端以及控制输出端，该第一输入端用于提供参考频率信号，该第二输入端用于提供反馈信号。该压控振荡器被如此布置，以致其输入端被耦合到鉴相器的控制输出端并且其输出端被耦合到电路装置的信号输入端。另外，电路装置具有信号抽头，该信号抽头经由分频器被耦合到鉴相器的第二输入端。该分频器的分频比是可调整的。

该参考频率信号可以通过晶体振荡器直接地或者以已经由分频器向下分频的信号的形式被提供给鉴相器。在该鉴相器中，通过该电路装置已经被返回的信号可与参考频率信号比较，该参考频率信号调节压控振荡器的电压。该电路装置的参考频率信号对应于来自压控振荡器的输出信号或者由这个输出信号得到。由于反馈路径中的分频器，该分频器向下分频在该电路装置中所分接的信号的频率，以形成反馈信号，该参考频率信号的频率可以显著地低于电路装置中的参考频率信号的频率。

由于没有要求又一锁相环来产生不同频率的本地振荡器信号，所以具有该电路装置的锁相环的装置可以节约空间的方式来实现并且以低功率消耗而出众。

用于返回频率信号的电路装置中的信号抽头可被耦合到电路装置内的多个点。举例来说，该信号抽头可被耦合到选择装置的第一或者第二输入端。可替换地，该信号抽头可被耦合到该电路装置的信号输入端。还可能为信号抽头提供连接点，以便能够在工作期间过程中转接该信号抽头。类似地，能在工作期间调整或者改变锁相环的反馈路径中的分频器的分频比。这通常导致参考频率信号的频率被改变。

在用于产生本地振荡器信号的方法的一个示例性实施例中，提供第一工作频率的参考信号。借助于分频从参考频率信号得到第二工作频率的第二信号。基于第一选择信号将该参考信号或者第二信号选为主信号。基于第二选择信号产生第一频率或者至少第二频率的单个辅助信号。通过混频主信号和辅助信号来产生本地振荡器信号。该混频可以单边带调制的形式来完成。当该辅助信号被产生时，数字存储的信号值可以例如基于参考频率信号被转换为模拟辅助信号。

在这种情况下，不仅主信号而且辅助信号都有利地由所提供的一个参考频率信号得到。不需要其它频率信号，这些频率信号将需要额外地被提供。

在该方法的另一示例性实施例中，提供该参考频率信号包括提供一信号，参考频率信号借助于分频器由该信号得到。

在该方法的另一方面，本地振荡器信号具有I/Q分量。在这种情况下，Q分量理想地具有相对于I分量90°的相移。类似地，该参考频率信号和所有从该参考频率信号得到的信号在该方法中可以具有I/Q分量。

在用于产生本地振荡器信号的方法的一个可替换的示例性实施例中，提供第一工作频率的参考信号。借助于分频从参考频率信号得到第二工作频率的第二信号。基于选择信号借助于数字存储的信号值的数模转换产生第一频率或者至少第二频率的单个辅助信号。通过混频参考频率信号和辅助信号来产生第一本地振荡器信号。因此，通过混频第二信号和辅助信号来产生第二本地振荡器信号。该混频可以单边带调制的形式来完成。在产生辅助信号期间，数字存储的信号值可以例如基于参考频率信号被转换为模拟辅助信号。

不仅辅助信号而且参考频率信号以及所有从该参考频率信号得到的信号可以具有同相和正交分量。

在所说明的实施例之一中，该电路装置可被用于直接转换发送和接收装置。

附图说明

下面参考附图使用示例性实施例来详细解释本发明。在这种情况下，具有相同的功能和动作的部件具有相同的参考符号。

在附图中：

图1A示出本发明的电路装置的第一示例性实施例，

图1B示出本发明的电路装置的第二示例性实施例，

图2示出本发明的电路装置的第三示例性实施例，

图3示出本发明的辅助信号发生器的第一示例性实施例，

图4示出本发明的辅助信号发生器的第二示例性实施例，

图5示出本发明的锁相环的示例性实施例，

图6示出将本发明的电路装置用于发送和接收装置中的示例性实施例，

图7示出基于MB-OFDM UWB标准的频带分配。

具体实施方式

图1A示出本发明的电路装置8的实施例。该电路装置8包括信号输入端1、分频器3和选择装置4。分频器3的输入端31和选择装置4的第一输入端42被耦合到信号输入端1。选择装置4的第二输入端41被耦合到分频器3的输出端32。该选择装置4还具有控制输入端44以及信号输出端43，该信号输出端43被耦合到频率转换装置5的第一信号输入端51。辅助信号发生器6具有输入端61并且还具有输出端62，该输入端61被耦合到信号输入端1，该输出端62被耦合到该频率转换装置5的第二信号输入端52。另外，辅助信号发生器6包括控制输入端63。频率转换装置5的输出端53被耦合到电路装置8的信号输出端2。

信号输入端1被用来给电路装置8提供第一工作频率的参考频率信号。分频器3采用该参考频率信号并且得到第二工作频率的信号，该第二工作频率作为向下分频系数N的参考频率信号的第一工作频率而获得。

基于被施加到选择装置4的控制输入端44的控制信号，选择装置4或者将被施加到第一输入端42的参考频率信号或者将第二工作频率的第二信号输出到输出端43，该第二工作频率的第二信号被施加到第二输入端41。

在辅助信号发生器6中，单个辅助信号由被施加到输入端61的参考频率信号得到。该辅助信号可以具有不同的信号频率。经由控制输入端63所提供的控制信号选择在辅助信号发生器6的输出端62输出哪个信号频率。

由被施加到频率转换装置5的输入端51和输入端52的两个信号得到本地振荡器信号，该本地振荡器信号的信号频率从所施加的信号的信号频率的总和或者所施加的信号的信号频率之间的差来获得。本地振荡器信号可以在信号输出端2被分接。

为了产生频率为基于MB-OFDM UWB标准的频带的频率的本地振荡器信号，例如，频率为来自频带组的频带范围的频率的信号可以在输入端51处被提供，并且辅助信号可以在第二输入端52处被提供。在这种情况下，辅助信号的频率选择可被用来确定本地振荡器信号的频率，以致该本地振荡器信号的频率对应于该频带组内的频带的频率。这意味着，本地振荡器信号的频率借助于选择装置4中的频带组的判定以及借助于辅助信号发生器6中的频带组的特定频带的判定来选择。频带组的选择选项依赖于参考频率信号的频率选择以及依赖于分频器3的分频比N的选择。

该本地振荡器信号可以从被施加到频率转换装置5中的输入端51和52的信号使用单边带混频来产生。当混频两个正弦信号时，信号通常被产生，在考虑到频谱的情况下，该信号具有频率为要被混频的信号频率的总和以及频率为要被混频的信号频率之间的差的频率分量。然而，单边带混频器例如借助于滤波消除了不期望的频率分量，也就是说，消除了频率为这些频率的总和的频率分量或者频率为这些频率之间的差的频率分量。在这种情况下，还涉及抵制镜像频率信号的混频器(称作镜像抑制混频器)。

由于电路装置8从一个参考频率信号不仅得到第二工作频率的信号而且得到辅助信号，所以提供参考频率信号的振荡器是足够的。另外，所说明的原理可被用于产生针对多个频带组中的多个频带的本地振荡器信号。

图1B示出用于产生本地振荡器信号的电路装置的另一示例性实施例。该电路装置8包括信号输入端1、分频器3以及第一和第二频率转换装置5A、5B。信号输入端1被耦合到第一频率转换装置5A的第一输入端51A。因此，分频器3的输出端32被耦合到第二频率转换装置5B的第一输入端51B。辅助信号发生器6具有输入端61，该输入端61可被耦合到信号输入端1或者被耦合到分频器3的输出端32。另外，辅助信号发生器6包括输出端62，该输出端62被耦合到第一和第二频率转换装置5A、5B的相应的第二信号输入端52A、52B。此外，辅助信号发生器6包括控制输入端63。频率转换装置5A、5B的输出端53A、53B被耦合到电路装置8的相应的信号输出端2A、2B。

信号输入端1被用来给电路装置8依次提供第一工作频率的参考频率信号。分频器3采用该参考频率信号并且得到第二工作频率的信号，该第二工作频率作为向下分配系数N的参考频率信号的第一工作频率而获得。

因此，该辅助信号发生器6产生单个辅助信号，该单个辅助信号可以具有不同的信号频率。经由控制输入端63所提供的控制信号选择在辅助信号发生器6的输出端62输出哪个信号频率。在产生辅助信号期间，数字存储的信号值可以例如基于参考频率信号或者基于由该参考频率信号得到的信号被转换为模拟辅助信号。

被施加到频率转换装置5A、5B的输入端51A、51B和被施加到频率转换装置5A、5B的输入端52A、52B的两个相应信号被用来得到第一和第二本地振荡器信号，该第一和第二本地振荡器信号的信号频率从所施加的信号的信号频率的总和或者所施加的信号的信号频率之间的差来获得。本地振荡器信号可在信号输出端2A、2B上被分接。

为了再次产生针对基于MB-OFDM UWB标准的频带的频率的本地振荡器信号，例如，频率为来自第一频带组的频带范围的频率的信号可以在第一频率转换装置5A的输入端51A处被提供，并且辅助信号可以在第二输入端52处被提供。类似地，来自第二频带组的频率范围的频率的信号可以在第二频率转换装置5B的输入端51B处被提供，以及辅助信号可以在第二输入端52处被提供。在这种情况下，辅助信号的频率选择可被用来确定本地振荡器信号的频率，以致该频率对应于相应频带组内的频带的频率。举例来说，第一和第二本地振荡器信号可以与相应的频带组相关联。

本地振荡器信号可以再次在频率转换装置5A、5B中使用单边带混频来产生。

在信号输出端2A、2B的下游耦合选择装置，该选择装置的操作对应于图1A中所示的选择装置4的那个操作。因而，能再次基于又一选择信号选择第一和第二本地振荡器信号中的一个。

另一示例性实施例在图2中被示出。后续附图中所使用的符号I和Q仅仅被用来识别在合适的点处传送I/Q分量形式的信号。这些符号I和Q不应被理解为参考符号并且仅仅用于澄清目的。在图1B中所示出的示例性实施例中出现的信号也具有I/Q分量。

电路装置8的输入侧经由信号输入端1a被耦合到振荡器11。第二分频器7被耦合到信号输入端1a。分频器7具有为二的分频比并且被设计来输出I/Q分量形式的向下分频信号。该同相分量被提供给分频器3，该分频器3同样地具有为二的分频比并且输出I/Q分量形式的第二工作频率的信号。电路装置8还有信号抽头82a，该信号抽头82a被设计来分接被施加到选择装置4的输入端42的信号的I分量。信号抽头82b被设计来分接被施加到选择装置4的第二输入端41的信号的I分量。该辅助信号发生器6经由输入端61被供给来自分频器7的参考频率信号的I/Q分量。所选择的辅助信号的I/Q分量通过输出端62被输出到频率转换装置5的第二输入端52。在频率转换装置5的第一输入端51施加同样为I/Q分量形式的在选择装置4中所选择的信号。

该频率转换装置5是单边带混频器的形式。当混频具有I/Q分量的信号时，这有利地被使用。举例来说，该单边带混频器被如此设计，以致所混频的输出信号的频率由输入信号的频率的总和来获得。这也用于具有I/Q分量的信号。如果具有I/Q分量的信号的正交分量被倒置，也就是经历了180°的相位旋转，然而，然后以这种方式所改变的信号如同在单边带混频器中的负频率的信号一样动作。通过给单边带混频器提供常规的I/Q信号和具有倒置的正交分量的I/Q信号，因此能够产生频率从常规的I/Q信号的频率与具有倒置的正交分量的I/Q信号的频率之间的差获得的输出信号。通过倒置该正交分量，因而能使用辅助信号来产生两个不同的目标频率，也就是说产生来自单边带混频器的输出信号的频率。

例如，为了能够提供频率为基于MB-OFDM UWB标准在频带组BG 1和BG 3中的所有频率的本地振荡器信号，本发明的原理要求传送频率为14784MHz的信号的单个振荡器。分频器7和3的输出端然后产生频率为7392MHz和3696MHz的I/Q信号。控制输入端44上的信号可以选择这些信号中的一个，这个信号然后被用作用于产生频率为来自频带组的频率之一的本地振荡器信号的基础。实际上，控制输入端44上的信号被用来选择所需的频带组。

在该辅助信号发生器6中，频率为264MHz或者792MHz的辅助信号从频率为7192MHz的参考频率信号得到。辅助信号发生器6的控制输入端63上的信号选择这些频率中的哪个频率被施加到输出端62以及该正交分量是否以倒置形式被输出。结果，频率为+264MHz、-264MHz、+792MHz或者-792MHz的单个辅助信号是有选择地可用的。因此，单边带混频器形式的频率转换装置5的输出端可以提供以下频率的本地振荡器信号：

对于频带组BG 1：

f(频带#1)＝3432MHz＝3696MHz-264MHz

f(频带#2)＝3960MHz＝3696MHz+264MHz

f(频带#3)＝4488MHz＝3696MHz+792MHz

对于频带组BG3：

f(频带#7)＝6600MHz＝7392MHz-792MHz

f(频带#8)＝7128MHz＝7392MHz-264MHz

f(频带#9)＝7656MHz＝7392MHz+264MHz

因此能使用一个振荡器并且提供频率为仅仅两个频率之一的单个辅助信号来产生频率为两个频带组中的六个不同频率的本地振荡器信号。基于所提出的原理，这以很小的复杂度来完成，并且可以通过电路装置8以节约空间的方式来实现。

图3示出了基于所提出的原理的辅助信号发生器6的示例性实施例。该辅助信号发生器6具有两个存储元件64和65以及两个数模转换器66和67，这些装置经由输入端61被供有时钟信号。控制输入端63被耦合到存储元件64和65。数模转换器66和67的输入侧被耦合到存储元件64和65，并且数模转换器的输出端62输出I/Q分量形式的辅助信号。

被提供给辅助信号发生器6的时钟信号可以是参考频率信号。这被用来得到存储时钟以及数模转换器66和67的采样频率。被存储在存储元件64和65中的该数字化振荡通过数模转换器66和67被转换为具有I/Q分量的模拟辅助信号。

举例来说，存储元件64存储I分量的数字化值，该I分量的数字化值通过数模转换器66被转换为模拟振荡，而存储元件65存储Q分量的数字化值，该Q分量的数字化值通过数模转换器67被转换为模拟的Q分量。

在这种情况下，存储元件64和65以数字化形式存储不同频率的至少两个不同的I/Q信号，这些信号能够借助于控制输入端63上的信号来选择。举例来说，频率为264MHz和792MHz的信号在这种情况下被存储。

图4示出辅助信号发生器6的另一示例性实施例。分频比为七的分频器601具有被耦合到辅助信号发生器6的输入端61的输入侧。被设计来输出I/Q分量的分频器601的输出端具有分频比为四的分频器602以及被耦合到该输出端的单边带混频器603。单边带混频器603的第二输入端被耦合到分频器602的输出端。另外，分频器602的输出端和单边带混频器603的输出端借助于相应的反相器604被耦合到选择装置605。该反相器604和选择装置605具有相应的控制输入端63。

例如，辅助信号发生器6的输入端61可被供有参考频率信号。例如，这个信号的频率为7392MHz。因此，分频器601的输出端产生频率为1056MHz的I/Q信号。在通过系数为四的分频器604进一步分频之后，频率为264MHz的I/Q信号被产生。混频频率为1056MHz和264MHz的信号在单边带混频器的输出端产生了频率为792MHz的I/Q信号。利用控制输入端63上的合适的信号，反相器604可以倒置该信号的正交分量，也就是可以将该信号的正交分量相移180°。这意味着，选择装置605具有频率为±264MHz和±792MHz的辅助信号用于选择，该选择最终借助于控制输入端63上的信号来确定。

图5示出了基于所提出的原理的具有电路装置8的锁相环的示例性实施例。该锁相环包括电路装置8，该电路装置8具有信号输入端1、控制输入端81以及信号抽头82。在信号输出端2，电路装置8输出I/Q分量形式的本地振荡器信号。该信号抽头82被耦合到分频比为M的分频器9的输入端91。另外，该锁相环包括鉴相器10，该鉴相器10的第一输入端101被设计来提供参考频率信号，并且该鉴相器10的第二输入端102被耦合到分频器9的输出端92。鉴相器10的控制输出端103被耦合到压控振荡器11的输入端111。压控振荡器11的输出端112被耦合到电路装置8的信号输入端1。

举例来说，鉴相器10的输入端101上的参考频率信号可以直接通过晶体振荡器传送或者经由分压器由来自晶体振荡器的信号得到。该鉴相器10将这个信号与输入端102上的反馈信号进行比较。为此目的，两个信号理想地为相同频率。由于信号抽头82上的信号频率通常显著地高于被施加到输入端101的信号的频率，所以借助于分频比为M的分频器9将信号抽头82上的信号向下分频到合适的值。频率误差在压控振荡器11中通过控制输出端103处的信号被校正。举例来说，信号抽头82被耦合到频率抽头82a，如在图2中能看到的那样，这意味着，频率为7392MHz的信号被返回。如果鉴相器直接被连接到市场上可买到的频率为19.2MHz的晶体振荡器，则分频器9要求整数分频比M＝385，以便将返回信号的频率匹配到19.2MHz。

使用市场上可买到的晶体振荡器包括许多优点。由于在许多应用中(诸如在移动无线电技术中)都需要晶体振荡器，所以这些晶体振荡器被大量生产并且因此可便宜地得到。另一个优点是，晶体振荡器在电路的其它部分的任何地方被使用，并且能够使用这个晶体振荡器，例如在移动电话中能使用该晶体振荡器。

在内部被耦合到控制输入端44和被耦合到控制输入端63的控制输入端81可被用来选择频带组和该频带组内的频率，也就是选择本地振荡器信号的频率。因此，信号抽头82上的所返回的信号的频率没有被影响。

图6示出所提出的将电路装置8用于发送和接收装置中的示例性实施例。该发送和接收装置包括用于发送路径的基带单元14，所述基带单元的输出侧被耦合到I/Q混频器12。该电路装置8使用信号输出端2来以I/Q分量的形式将本地振荡器信号供给I/Q混频器12。所混频的信号经由放大器16和用于进行广播的天线转接开关17被供给天线18，该放大器16为功率放大器的形式。

经由天线18接收到的信号在接收路径中经由天线转接开关17和放大器15被转发到I/Q混频器12。该放大器15为低噪声前置放大器(称作低噪声放大器)的形式。接收路径中的该I/Q混频器12还被供有来自电路装置8的I/Q分量形式的本地振荡器信号。所混频的信号在接收路径中的基带单元13中被处理。该控制输入端81可被用来选择本地振荡器信号的频率。

使用直接转换方法实现不仅在传输路径中而且在接收路径中的混频。在这种情况下，要被传输的数据直接(也就是在没有转换到中频的情况下)被转换到发送频率的信号，或者接收到的信号直接被转换到接收到的数据中。天线转接开关17被用来隔离发送路径与接收路径。

在不抵触本发明实质的情况下，组合不同的实施例。尤其是，该频率产生不限于示例性实施例中所说明的频率，而是所述原理扩展到所有应用领域，其中多个频带的本地振荡器信号需要以很小的复杂度来产生。

参考符号列表

1，1a：       信号输入端

2：           信号输出端

3，7，9：     分频器

4：           选择装置

5：           频率转换装置

6：           辅助信号发生器

8：           电路装置

10：          鉴相器

11：          振荡器

12：          混频器

13，14：      基带单元

15，16：      放大器

17：          天线转接开关

18：          天线

31，71，91：  分频器的输入端

32，72，92：  分频器的输出端

41，42：      选择装置的输入端

43：          选择装置的输出端

44，63：      控制输入端

51； 52：     频率转换装置的输入端

53：          频率转换装置的输出端

61：          辅助信号发生器的输入端

62：          辅助信号发生器的输出端

64，65：      存储元件

66，67：      数模转换器

81：          控制输入端

82，82a，82b：频率抽头

101，102：    鉴相器的输入端

103：         控制输出端

601，602： 分频器

603：      单边带混频器

604：      反相器

605：      选择装置

BG1，BG2，BG3，BG4，BG5：频带组

频带#1，...，频带#14：频带

M，N：     分频比

Claims (28)

1.一种用于产生本地振荡器信号的电路装置，其包括

—信号输入端(1)，用于提供第一工作频率的参考频率信号；

—信号输出端(2)，用于分接本地振荡器信号；

—至少一个分频器(3)，用于从参考频率信号得到第二工作频率的第二信号；

—选择装置(4)，该选择装置(4)具有被耦合到信号输入端(1)的第一输入端(42)、被耦合到分频器的输出端(32)的第二输入端(41)、输出端(43)以及控制输入端(44)，该选择装置被设计来基于控制输入端(44)上的第一选择信号将第一或者第二输入端(42，41)耦合到输出端(43)；

—辅助信号发生器(6)，用于基于第二选择信号产生第一频率或者至少第二频率的单个辅助信号，其中该辅助信号从参考频率信号得到；以及

—频率转换装置(5)，该频率转换装置(5)具有第一信号输入端(51)、第二信号输入端(52)、以及输出端(53)，该第一信号输入端(51)被耦合到选择装置(4)的输出端(43)，该第二信号输入端(52)被耦合到辅助信号发生器(6)的输出端(62)，该输出端(53)被设计来输出从被施加到输入侧的信号得到的本地振荡器信号。

2.如权利要求1所述的电路装置，其中，所述辅助信号发生器(6)包括至少一个存储元件(64，65)和至少一个数模转换器(66，67)。

3.如权利要求1所述的电路装置，其中，所述频率转换装置(5)为单边带混频器的形式。

4.如权利要求1所述的电路装置，其中，在所述电路装置的信号输入端(1)的上游耦合至少一个第二分频器(7)，用于从被施加到该至少第二分频器(7)的输入端(71)的信号得到第一工作频率的参考频率信号。

5.如权利要求4所述的电路装置，其中，所述至少一个第二分频器(7)被设计来输出同相和正交分量。

6.如权利要求1所述的电路装置，其中，在所述电路装置的信号输出端(2)的下游耦合被设计来输出同相和正交分量的装置。

7.一种用于产生本地振荡器信号的电路装置，其包括

—信号输入端(1)，用于提供第一工作频率的参考频率信号；

—分频器(3)，用于从参考频率信号得到第二工作频率的第二信号；

—辅助信号发生器(6)，用于基于选择信号产生第一频率或者至少第二频率的单个辅助信号，该辅助信号发生器(6)包括至少一个存储元件(64，65)以及至少一个数模转换器(66，67)；

—第一频率转换装置(5A)，该第一频率转换装置(5A)具有第一输入端(51A)、第二输入端(52A)以及输出端(53A)，该第一输入端(51A)被耦合到信号输入端(1)，该第二输入端(52A)被耦合到辅助信号发生器(6)，该输出端(53A)被设计来输出从被施加到输入侧的信号得到的第一本地振荡器信号；以及

—第二频率转换装置(5B)，该第二频率转换装置(5B)具有第一输入端(51B)、第二输入端(52B)以及输出端(53B)，该第一输入端(51B)被耦合到分频器(3)，该第二输入端(52B)被耦合到辅助信号发生器(6)，该输出端(53B)被设计来输出从被施加到输入侧的信号得到的第二本地振荡器信号。

8.如权利要求7所述的电路装置，其中，所述辅助信号借助于存储元件(64，65)得到，并且所述至少一个数模转换器(66，67)被耦合到信号输入端(1)，用于提供参考频率信号。

9.如权利要求7所述的电路装置，其中，所述第一和/或第二频率转换装置(5A，5B)为单边带混频器的形式。

10.如权利要求7所述的电路装置，其中，设置选择装置，该选择装置的输入侧被耦合到第一和第二频率转换装置(5A，5B)的相应输出端，用于基于又一选择信号来输出第一或者第二本地振荡器信号。

11.如权利要求7所述的电路装置，其中，所述电路装置被设计来处理具有同相和正交分量的信号。

12.一种具有如权利要求1至6之一所述的电路装置(8)的锁相环，该锁相环包括：

—鉴相器(10)，该鉴相器(10)具有用于提供参考频率信号的第一输入端(101)、用于提供反馈信号的第二输入端(102)以及控制输出端(103)；

—压控振荡器(11)，该压控振荡器(11)的输入端(111)被耦合到鉴相器(10)的控制输出端(103)，并且该压控振荡器(11)的输出端(112)被耦合到该电路装置的信号输入端(1)；

—其中，该电路装置具有信号抽头(82)，该信号抽头(82)经由分频器(9)被耦合到鉴相器(10)的第二输入端(102)。

13.如权利要求12所述的锁相环，其中，所述分频器(9)具有可调整的分频比。

14.如权利要求12所述的锁相环，其中，所述信号抽头(82)被耦合到所述选择装置(4)的第一输入端(42)。

15.如权利要求12所述的锁相环，其中，所述信号抽头(82)被耦合到所述选择装置(4)的第二输入端(41)。

16.如权利要求12所述的锁相环，其中，所述信号抽头(82)被耦合到所述电路装置的信号输入端(1)。

17.一种用于产生本地振荡器信号的方法，该方法包括：

—提供第一工作频率的参考频率信号；

—借助于分频从参考频率信号得到第二工作频率的第二信号；

—基于第一选择信号将参考频率信号或者第二信号选择为主信号；

—基于第二选择信号产生第一频率或者至少第二频率的单个辅助信号；

—通过混频主信号和辅助信号来产生本地振荡器信号。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述辅助信号的产生包括将数字存储的信号值转换为模拟辅助信号。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述数字存储的信号值基于参考频率信号被转换。

20.如权利要求17所述的方法，其中，所述混频包括单边带调制。

21.如权利要求17所述的方法，其中，提供参考频率信号包括借助于分频从所提供的信号得到参考频率信号。

22.如权利要求17所述的方法，其中，产生具有同相分量和正交分量的本地振荡器信号。

23.如权利要求17所述的方法，其中，所述参考频率信号和从该参考频率信号得到的所有信号具有同相和正交分量。

24.一种用于产生本地振荡器信号的方法，该方法包括：

—提供第一工作频率的参考频率信号；

—借助于分频从参考频率信号得到第二工作频率的第二信号；

—借助于数字存储的信号值的数模转换，基于选择信号产生第一频率或者至少第二频率的单个辅助信号；

—通过混频参考频率信号和辅助信号产生第一本地振荡器信号；以及

—通过混频第二信号和辅助信号产生第二本地振荡器信号。

25.如权利要求24所述的方法，其中，所述数字存储的信号值基于所述参考频率信号被转换。

26.如权利要求24所述的方法，其中，所述混频包括单边带调制。

27.如权利要求24所述的方法，其中，所述辅助信号、所述参考频率信号和从所述参考频率信号得到的所有信号具有同相和正交分量。

28.如权利要求1至11之一所述的电路装置在直接转换收发机装置中的应用。

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