CN107465410B - 次取样动作侦测器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种次取样动作侦测器，用以侦测被测物体的动作信息，并接收第一无线射频信号及传送第二无线射频信号。第一无线射频信号藉由第二无线射频信号经物体反射产生。次取样动作侦测器包括用以输出振荡信号的可控振荡器，其中第一无线射频信号被注入至可控振荡器，以透过注入锁定控制可控振荡器。次取样动作侦测器另有次取样相位侦测器，依据可控振荡器所产生的振荡信号与参考频率产生控制信号。次取样相位侦测器输出控制信号至可控振荡器，以控制可控振荡器。可控振荡器的振荡信号被锁定至参考频率的数倍，而控制信号包括物体的动作信息。

Description

次取样动作侦测器
技术领域
本发明是有关于一种动作侦测器，尤指一种用以侦测一被测物体的动作的次取样动作侦测器(subsampling motion detector)。
背景技术
一般情况下，动作侦测器藉由都卜勒效应(Doppler Effect)来侦测一物体的位移状态，其中都卜勒效应需要一操作于高频的振荡源所输出的高频信号，以更新物体的位移状态。许多这类的动作侦测器使用了锁相回路(Phase Lock Loop；PLL)以稳定高频振荡信号。然而，锁相回路一般藉由下列两种方式之一来实现。在第一种方式中，除频器被用来在除频信号与低频参考信号藉由相位侦测器进行比较之前，对高频振荡信号进行除频。不幸地，除频器在锁相回路运作时会消耗大量的电力。在另一替代方式中，高频参考信号会被提供以藉由相位侦测器与高频振荡信号进行比较。在此情况下，尽管高频振荡信号不会被除频器所除频，但相位侦测器必须以快速的侦测率来进行相位侦测，而这会导致功耗(powerconsumption)的增加。因此，在这领域中需要一种低功耗的解决方案。
发明内容
依据本发明的一实施例，公开了一种次取样动作侦测器，用以侦测一被测的物体的动作信息。次取样动作侦测器接收第一无线射频(RF)信号并传送第二无线射频信号，第一无线射频信号是藉由第二无线射频信号经物体反射而产生。次取样动作侦测器包括可控振荡器，用以输出振荡信号。其中第一无线射频信号被注入至可控振荡器，以透过注入锁定(injection locking)控制可控振荡器。次取样动作侦测器另包括次取样相位侦测器(Subsampling Phase Detector；SSPD)，依据可控振荡器所产生的振荡信号以及参考频率产生控制信号。次取样相位侦测器输出控制信号至可控振荡器以控制可控振荡器，可控振荡器的振荡信号被锁定至参考频率的整数倍或分数倍(fractional multiple)，而控制信号包括物体的动作信息。其中上述的整数倍或分数倍的值大于1。
依据本发明的另一实施例，公开了一种次取样动作侦测器，用以侦测一被测的物体的动作信息。次取样动作侦测器接收第一无线射频信号并传送第二无线射频信号。第一无线射频信号是藉由第二无线射频信号经物体反射而产生。次取样动作侦测器包括高频振荡器，用以输出高频振荡信号。其中第一无线射频信号被注入至高频振荡器，以透过注入锁定控制高频振荡器。次取样动作侦测器另包括低频可控制振荡器，用以依据控制信号产生低频振荡信号。次取样动作侦测器还包括次取样相位侦测器，用以接收高频振荡信号与低频振荡信号，并于低频振荡信号所表示的时间周期内侦测上述的高频振荡信号与低频振荡信号之间的相位差。次取样相位侦测器依据所侦测的相位差输出相位侦测输出信号。控制信号是依据次取样相位侦测器所输出的相位侦测输出信号而产生的，而物体的动作信息是依据相位侦测输出信号而被计算出的。
依据本发明的再一实施例，公开了一种次取样动作侦测器，用以侦测一被测的物体的动作信息。次取样动作侦测器接收第一无线射频信号并传送第二无线射频信号，第一无线射频信号是藉由第二无线射频信号经物体反射而产生。次取样动作侦测器包括高频振荡器，用以输出高频振荡信号。其中第一无线射频信号被注入至高频振荡器，以透过注入锁定控制高频振荡器。次取样动作侦测器另包括低频可控制振荡器，用以依据控制信号产生低频振荡信号。次取样动作侦测器还包括次取样模拟/数字转换器(Subsampling Analog-to-Digital Converter；SSADC)，用以接收高频振荡信号与低频振荡信号，并于低频振荡信号所表示的时间周期内侦测高频振荡信号与低频振荡信号之间的相位差。次取样模拟/数字转换器依据所侦测的相位差输出相位侦测数字输出信号。控制信号是依据次取样模拟/数字转换器所输出的相位侦测数字输出信号而产生的，而物体的动作信息是依据相位侦测数字输出信号而被计算出的。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案，其试图减少或避免使用其他动作侦测器中常会用到的除频器。藉由降低次取样的次取样率，动作侦测器整体的功耗将显著地降低，且其侦测的准确率不会因而被牺牲掉。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1是本发明所提供的一种依据本发明第一实施例的动作侦测器；
图2是本发明所提供的载波频率fc的相关频率以及参考频率fXTAL；
图3是本发明所提供的一种依据本发明第二实施例的动作侦测器；
图4是本发明所提供的一种动作侦测器，而此动作侦测器描绘出本发明第一实施例及第二实施例的广义版本；
图5是本发明所提供的一种依据本发明第三实施例的动作侦测器；
图6是本发明所提供的载波频率fc的相关频率以及低频振荡信号fs；
图7是本发明所提供的一种依据本发明第四实施例的动作侦测器；
图8是本发明所提供的一种动作侦测器，而此动作侦测器描绘出本发明第三实施例及第四实施例的广义版本；
图9是本发明所提供的一种依据本发明第五实施例的动作侦测器；
图10是本发明所提供的一种依据本发明第六实施例的动作侦测器；
图11是本发明所提供的一种动作侦测器，而此动作侦测器描绘出本发明第五实施例及第六实施例的广义版本。
主要图示说明
10、50、75、100、150、190、200、250、290 动作侦测器
12、80、112 次取样相位侦测器
14、114 充电泵
16、116 回路滤波器
18 压控振荡器
20 收发器
22、62、122、212、262 锁频回路
24 物体
26、66、126、176、216 处理单元
30、32、34、42、44、46、130 线
、132、134、142、144、146
52 次取样模拟/数字转换器
54 数字回路滤波器
58、208 数字控制振荡器
90 可控振荡器
110 高频振荡器
118 低频压控振荡器
152 模拟/数字转换器
154、254 数字低通滤波器
192、292 低频可控制振荡器
202 次取样模拟/数字转换器
204 具低带宽的数字低通滤波器
206 具高带宽的数字低通滤波器
A[n] 相位侦测数字输出信号
B[n] 动作输出信号
C[n] 数字控制信号
fc 载波频率
fd 都卜勒频移
fs 低频振荡信号
fXTAL 参考频率
VT 调谐电压
△f 频率差异
具体实施方式
以下，将以数个实施例并参照图式对本发明详加说明，藉此本技术领域中具有通常知识者可轻易地理解本发明，并据以实施。本发明的发明概念是以多种型式予以实施，但其中所提到的各实施例都非用以限制本发明。为使说明清楚的缘故，众所周知的部分其叙述将予以省略，而相像的符号在整篇说明中是代表相像的组件。
请参考图1。图1绘示了一种依据本发明第一实施例的动作侦测器10。动作侦测器10主要使用了模拟组件来构成，并包括收发器20、次取样相位侦测器(Subsampling PhaseDetector；SSPD)12、充电泵(charge pump)14、回路滤波器16、压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator；VCO)18以及锁频回路(Frequency Lock Loop；FLL)22。其中，收发器20可选择性地包括一个或多个天线。收发器20接收第一无线射频(Radio Frequency；RF)信号，并藉此产生对应的第一电性信号。收发器20耦接至压控振荡器18的输出端并产生第二无线射频信号，而第二无线射频信号从收发器20被输出到被测的物体24。当第二无线射频信号与物体24相遇时，经由物体24反射产生第一无线射频信号并送回收发器20。由于都卜勒效应，第一无线射频信号的频率会不同于第二无线射频信号的频率。当收发器20将所接收到的第一无线射频信号转换成对应的第一电性信号时，第一电性信号会接着被输入到压控振荡器18的一注入端。由于注入牵引(injection pulling)以及注入锁定(injectionlocking)的现象，压控振荡器18的振荡频率会因环境效应及物体24所造成的都卜勒频移(Doppler frequency shift)的双重影响而变化。换言之，压控振荡器18的振荡频率会随着收发器20所产生的第一电性信号的变化而改变。
石英振荡器或其他此类的参考频率产生器可用以提供参考频率fXTAL，并将参考频率fXTAL输入至次取样相位侦测器12。除了用以接收参考频率fXTAL的输入端之外，次取样相位侦测器12还具有另一输入端用以接收来自压控振荡器18的振荡信号。次取样相位侦测器12藉由比较参考频率fXTAL与来自压控振荡器18的振荡信号之间的相位差，进行相位侦测。次取样相位侦测器12以由参考频率fXTAL所控制的频率对振荡信号进行取样，以执行相位侦测的功能。动作侦测器10被设计而使得压控振荡器18所输出的振荡信号频率为参考频率fXTAL频率的整数倍或分数倍(如1.5倍)。其中上述的整数倍或分数倍的值大于1。因此，次取样相位侦测器12有效地提供了将振荡信号的频率除频至较低频信号的功能。相较于传统结合了相位侦测器与除频器的锁相回路，次取样相位侦测器12所使用的电力会少很多。
当次取样相位侦测器12于参考频率fXTAL所表示的时间周期内侦测振荡信号与参考频率fXTAL之间的相位差时，次取样相位侦测器12依据所侦测的相位差将相位侦测输出信号输出到充电泵14。充电泵14将从次取样相位侦测器12所接收到的相位侦测输出信号转换成一输出电流信号，而回路滤波器16将输出电流信号转换成控制电压以控制压控振荡器18。压控振荡器18的振荡信号被锁定至参考频率fXTAL的整数倍或分数倍(fractionalmultiple)。用以控制压控振荡器18的控制电压可被用以撷取物体24的动作信息。当物体24不动，且没有环境的干扰时，压控振荡器18的振荡频率为一载波频率fc。然而，由于注入牵引(injection pulling)的缘故，压控振荡器18的振荡频率可被拉至fc+Δf，其中Δf为频率差异，其值等于由物体24所引起的都卜勒频移fd与由环境干扰所引起的环境注入牵引频移(environmental injection pulling frequency shift)fb的总和。用以控制压控振荡器18的控制电压可表示成调谐电压VT，而可代表上述的频率差异Δf。因此，藉由将调谐电压VT提供给处理单元26，撷取由物体24所引起的都卜勒频移fd并同时可忽略环境注入牵引频移fb的效应是有可能的。为避免重迭效应(aliasing effect)，参考频率fXTAL应大于或等于频率差异Δf的两倍。且为了使都卜勒频移fd从环境注入牵引频移fb隔离出来，可作为低通滤波器的回路滤波器16其带宽应够小。
锁频回路22接收参考频率fXTAL与压控振荡器18的振荡信号并将两者作为其输入。频回路22可被控地开启及关闭，而当锁频回路22被开启时，锁频回路22协助次取样相位侦测器12侦测振荡信号与参考频率fXTAL之间的相位差。锁频回路22可修改由充电泵14提供至回路滤波器16的输出电流信号，以当次取样相位侦测器12无法轻易地侦测振荡信号与参考频率fXTAL之间的相位差时，保持回路滤波器16的功能以达到锁频目的。藉由当不需要锁频回路22时将锁频回路22维持在关闭的状态，并藉由减少除频器的使用，动作侦测器10在一般运作的期间可省下相当多的电力。处理单元26可判断该于何时开启及关闭锁频回路22。处理单元26输出一控制信号至锁频回路22，以控制锁频回路22的开启及关闭。处理单元26内的一定时器可被用来在数个循环周期内周期性地开启锁频回路22，以确保次取样相位侦测器12正确地侦测振荡信号与参考频率fXTAL之间的相位差。
请参考图2。图2绘示了压控振荡器18的载波频率fc的相关的频率、参考频率fXTAL、都卜勒频移fd以及频率差异Δf，而频率差异Δf等于都卜勒频移fd与由环境干扰所引起的环境注入牵引频移fb的总和。图2的上半部绘示了有关于载波频率fc的参考频率fXTAL的值。载波频率fc以线30表示。载波频率fc与频率差异Δf的总和以线32表示。波频率fc与都卜勒频移fd的总和以线34表示。
图2的下半部绘示了次取样(subsampling)的效应，展示了载波频率fc与参考频率fXTAL之间的关系，其中载波频率fc为参考频率fXTAL的整数倍或分数倍。图2下半部的最左侧显示，次取样机制将都卜勒频移fd与频率差异Δf从载波频率fc分离出来，并清楚地显示出都卜勒频移fd如何地被决定。频率差异Δf以线42表示，都卜勒频移fd以线44表示。线46表示回路滤波器16的其中一种带宽选择，可用来将都卜勒频移fd从频率差异Δf中分离出来。只要回路滤波器16的带宽大于都卜勒频移fd的大小并小于频率差异Δf，回路滤波器16可以确保都卜勒频移fd可正确地被决定。因都卜勒频移fd的值通常低于由环境干扰所引起的环境注入牵引频移fb以及频率差异Δf的加总值非常地多，只要由环境干扰所引起的环境注入牵引频移fb的值没有离参考频率fXTAL很近，都卜勒频移fd可被有效地隔离。如上所述，为避免重迭效应(aliasing effect)，参考频率fXTAL应大于或等于频率差异Δf的两倍。
请参考图3。图3绘示了一种依据本发明第二实施例的动作侦测器50。图3的动作侦测器50与图1的动作侦测器10相似，然而动作侦测器50主要使用了数字组件来构成。下面将只针对动作侦测器50与动作侦测器10之间的差异作说明。动作侦测器10的次取样相位侦测器12与压控振荡器18现在分别被次取样模拟/数字转换器(subsampling analog-to-digital converter；SSADC)52与数字控制振荡器(Digitally Controlled Oscillator；DCO)58所取代。次取样模拟/数字转换器52接收参考频率fXTAL以及数字控制振荡器58所输出的振荡信号，并于参考频率fXTAL所表示的时间周期内侦测振荡信号与参考频率fXTAL之间的相位差。次取样模拟/数字转换器52依据所侦测的相位差输出相位侦测数字输出信号A[n]，相位侦测数字输出信号A[n]依序地被输入至数字回路滤波器54。数字回路滤波器54将相位侦测数字输出信号A[n]转换成数字控制信号B[n]，数字控制信号B[n]用以控制数字控制振荡器58。处理单元66可藉由数字控制信号B[n]决定频率差异Δf。类似于动作侦测器10的处理单元26，处理单元66也可决定于何时须开启及关闭锁频回路62并输出控制信号至锁频回路62，以控制锁频回路62被开启及关闭的时间。
请参考图4。图4绘示了一种动作侦测器75，而此动作侦测器75描绘出本发明第一实施例及第二实施例的广义版本。动作侦测器75具有次取样相位侦测器80以及可控振荡器90。次取样相位侦测器80可由图1中的次取样相位侦测器12或是由图3中的次取样模拟/数字转换器52来加以实现。可控振荡器90可由图1中的压控振荡器18或是由图3中的数字控制振荡器58来加以实现。动作侦测器75的操作与图1及图3的动作侦测器10与50分别地相似，而为简化的缘故在此即不再赘述。
请参考图5。图5绘示了一种依据本发明第三实施例的动作侦测器100。与图1的动作侦测器10相似，动作侦测器100主要使用了模拟组件来构成。其主要的差异在于动作侦测器100不具有石英振荡器或其他此类的参考频率产生器可用以提供参考频率fXTAL。取代的，动作侦测器100包括高频振荡器110与低频压控振荡器118这两个不同的振荡器。高频振荡器110的高频振荡信号具有载波频率fc。然而，因注入牵引(injection pulling)的关系，高频振荡信号的频率会被拉到fc+Δf，其中Δf为频率差异而等于由物体24所引发的都卜勒频移fd与由环境干扰所引发的环境注入牵引频移fb之总和。低频压控振荡器118依据所接收到的控制电压产生低频振荡信号fs。高频振荡器110比低频可控制振荡器118有较好的相位噪声表现(phase noise performance)。低频压控振荡器118可较石英振荡器便宜许多，且低频振荡信号fs的较低频率可达到节能的功效。
动作侦测器100另包括次取样相位侦测器112，其具有第一输入端用以接收高频振荡器110所输出的高频振荡信号，以及第二输入端用以接收低频振荡信号fs。次取样相位侦测器112藉由比较低频振荡信号fs与高频振荡信的相位差进行相位侦测。次取样相位侦测器112以由低频振荡信号fs所控制的频率对高频振荡信号进行取样，以执行相位侦测的功能。动作侦测器100被设计而使得高频振荡信号的频率为低频振荡信号fs的频率的整数倍或分数倍。因此，次取样相位侦测器112有效地提供了将高频振荡信号的频率除频至较低频信号的功能。相较于传统的锁相回路的除频器，次取样相位侦测器112所使用的电力会少很多。
当次取样相位侦测器112于低频振荡信号fs所表示的时间周期内侦测高频振荡信号与低频振荡信号fs之间的相位差时，次取样相位侦测器112依据所侦测的相位差将相位侦测输出信号输出至充电泵114。充电泵114将从次取样相位侦测器所接收来的相位侦测输出信号转换成输出电流信号，而回路滤波器116将输出电流信号转换成用以控制低频压控振荡器118的控制电压。用以控制低频压控振荡器118的控制电压可被表示成调谐电压VT，而可代表上述的频率差异Δf。如同在动作侦测器10的功能，藉由将调谐电压VT提供给处理单元126，撷取由物体24所引起的都卜勒频移fd并同时可忽略环境注入牵引频移fb的效应是有可能的。
锁频回路122接收高频振荡信号与低频振荡信号fs并将两者作为其输入。频回路122可被控地开启及关闭，而当锁频回路122被开启时，锁频回路122协助次取样相位侦测器112侦测高频振荡信号与低频振荡信号fs之间的相位差。锁频回路122可修改由充电泵114提供至回路滤波器116的输出电流信号，以当次取样相位侦测器112无法轻易地侦测高频振荡信号与低频振荡信号fs之间的相位差时，保持回路滤波器116的功能以达到锁频目的。处理单元126控制何时要开启及关闭锁频回路122，而锁频回路122通常会因节能的目的而被关闭。处理单元126要确保低频振荡信号fs的频率大于或等于频率差异Δf的两倍。
请参考图6。图6绘示了压控振荡器18的载波频率fc的相关的频率、低频振荡信号fs、都卜勒频移fd以及频率差异Δf，而频率差异Δf等于都卜勒频移fd与由环境干扰所引起的环境注入牵引频移fb的总和。图6与图2相似，但因低频振荡信号fs被来于动作侦测器100中对高频振荡信号进行取样，故参考频率fXTAL会被低频振荡信号fs取代。图6的上半部绘示了有关于载波频率fc的低频振荡信号fs的值。载波频率fc以线130表示。载波频率fc与频率差异Δf的总和以线132表示。波频率fc与都卜勒频移fd的总和以线134表示。
图6的下半部绘示了次取样(subsampling)的效应，展示了载波频率fc与低频振荡信号fs之间的关系，其中载波频率fc为低频振荡信号fc的整数倍或分数倍。图6下半部的最左侧显示，次取样机制将都卜勒频移fd与频率差异Δf从载波频率fc分离出来，并清楚地显示出都卜勒频移fd如何地被决定。频率差异Δf以线142表示，都卜勒频移fd以线144表示。线146表示回路滤波器116的其中一种带宽选择，可用来将都卜勒频移fd从频率差异Δf中分离出来。为避免重迭效应(aliasing effect)，低频振荡信号fs应大于或等于频率差异Δf的两倍。
请参考图7。图7绘示了一种依据本发明第四实施例的动作侦测器150。图7的动作侦测器150与图5的动作侦测器100相似，动作侦测器150主要使用了模拟组件来构成，而主要的不同在于动作侦测器150具有模拟/数字转换器(ADC)152与数字低通滤波器(digitallow-pass filter；digital LPF)154。模拟/数字转换器152自低频振荡信号fs接收一频率输入，并于低频振荡信号fs所表示的时间周期内，将次取样相位侦测器112所输出的相位侦测数字输出信号转换成相位侦测数字输出信号。数字低通滤波器154接着将相位侦测输出信号转换成都卜勒频移fd的数字化版本，而都卜勒频移fd的数字化版本会依序地被传送到处理单元176。如同上面所解释的动作侦测器100的操作，处理单元176也会控制锁频回路122的操作。
请参考图8。图8绘示了一种动作侦测器190，而此动作侦测器190描绘出本发明第三实施例及第四实施例的广义版本。动作侦测器190具有高频振荡器110、次取样相位侦测器112以及低频可控制振荡器192。低频可控制振荡器192可由低频压控振荡器118来加以实现。动作侦测器190的操作与图5及图7的动作侦测器100与150分别地相似，而为简化的缘故在此即不再赘述。
请参考图9。图9绘示了一种依据本发明第五实施例的动作侦测器200。与图5的动作侦测器100相似，动作侦测器200具有高频振荡器110以及另一低频振荡器。然而，动作侦测器200主要使用了数字组件来构成。动作侦测器100的低频压控振荡器118被低频数字控制振荡器208所取代，而低频数字控制振荡器208由数字控制信号C[n]所控制。低频数字控制振荡器208依据数字控制信号C[n]产生低频振荡信号fs。动作侦测器100的次取样相位侦测器112被次取样模拟/数字转换器202所取代。次取样模拟/数字转换器202接收低频振荡信号fs以及由高频振荡器110所输出的高频振荡信号，并于低频振荡信号fs所表示的时间周期内侦测高频振荡信号与低频振荡信号fs之间的相位差。次取样模拟/数字转换器202依据所侦测的相位差输出相位侦测数字输出信号A[n]，相位侦测数字输出信号A[n]被输入至具低带宽的数字低通滤波器204以及具高带宽的数字低通滤波器206。数字低通滤波器206自低频振荡信号fs接收一频率输入，并将相位侦测数字输出信号A[n]转换成数字控制信号C[n]，而数字控制信号C[n]用以控制数字控制振荡器208。数字低通滤波器204将相位侦测数字输出信号A[n]转换成动作输出信号B[n]，以表示都卜勒频移fd的数字化版本，而都卜勒频移fd的数字化版本会依序地被传送到处理单元216。处理单元216亦藉由判断该于何时开启及关闭锁频回路122，以控制锁频回路212的操作。处理单元216输出控制信号至锁频回路212，以控制锁频回路212被开启及关闭的时间。锁频回路212的输出会被输入至数字低通滤波器206，以协助调整数字低通滤波器206的输出，而锁频回路212的输出将不会被输入至数字低通滤波器204。
请参考图10。图10绘示了一种依据本发明第六实施例的动作侦测器250。与图9的动作侦测器200相似，动作侦测器250的不同在于数字低通滤波器204与数字低通滤波器206被单一个数字低通滤波器254所取代，且锁频回路262从石英振荡器或其他此类的参考频率产生器接收参考频率fXTAL。次取样模拟/数字转换器202依据于低频振荡信号fs所表示的时间周期内所侦测到的高频振荡信号与低频振荡信号fs之间的相位差，输出相位侦测数字输出信号A[n]。相位侦测数字输出信号A[n]被输入至数字低通滤波器254。数字低通滤波器254将相位侦测输出信号A[n]转换成数字控制信号C[n]用以控制数字控制振荡器208，并将相位侦测数字输出信号A[n]转换成动作输出信号B[n]，以表示都卜勒频移fd的数字化版本，而都卜勒频移fd的数字化版本会依序地被传送到处理单元216。参考频率fXTAL、低频振荡信号fs以及由高频振荡器110所输出的载波频率fc之间的关系将说明如下。低频振荡信号fs为参考频率fXTAL的第一整数倍或分数倍M。载波频率fc为低频振荡信号fs的第二整数倍或分数倍N。因此，载波频率fc等于M×N倍的参考频率fXTAL，其中M为其值大于1的整数或分数，而N为其值大于1的整数或分数，且可等于或不同于M的值。在本实施例中，一低成本且低频(例如：32.768kHz)的石英振荡器即足够用以同时校准低频振荡信号fs与载波频率fc。在其他实施例中，为避免重迭效应，低频振荡信号fs应大于或等于频率差异Δf的两倍。
请参考图11。图11绘示了一种动作侦测器290，而此动作侦测器290描绘出本发明第五实施例及第六实施例的广义版本。动作侦测器290具有高频振荡器11、次取样模拟/数字转换器202以及低频可控制振荡器292。低频可控制振荡器292可由低频数字控制振荡器208来加以实现。动作侦测器290的操作与图9及图10的动作侦测器200与250分别地相似，而为简化的缘故在此即不再赘述。
综上所述，本发明实施例试图减少或避免使用其他动作侦测器中常会用到的除频器。藉由降低次取样的次取样率，动作侦测器整体的功耗将显著地降低，且其侦测的准确率不会因而被牺牲掉。
如无特别说明，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种次取样动作侦测器，用以侦测一被测的物体的动作信息，该次取样动作侦测器接收一第一无线射频信号并传送一第二无线射频信号，该第一无线射频信号是藉由该第二无线射频信号经该物体反射而产生，该次取样动作侦测器包括：
一高频振荡器，输出一高频振荡信号，其中该第一无线射频信号被注入至该高频振荡器，以透过注入锁定控制该高频振荡器；
一低频可控制振荡器，依据一控制信号产生一低频振荡信号；以及
一次取样相位侦测器，接收该高频振荡信号与该低频振荡信号，并侦测于该低频振荡信号所表示的时间周期内该高频振荡信号与该低频振荡信号之间的一相位差，该次取样相位侦测器依据所侦测的该相位差输出一相位侦测输出信号，该控制信号是依据该次取样相位侦测器所输出的该相位侦测输出信号而产生的，而该物体的该动作信息是依据该相位侦测输出信号而被计算出的。
2.如权利要求1所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该次取样动作侦测器还包括：
一锁频回路，接收该低频振荡信号与该高频振荡信号，该锁频回路可被控地开启及关闭，而当该锁频回路被开启时，该锁频回路协助该次取样相位侦测器侦测该高频振荡信号与该低频振荡信号之间的一相位差。
3.如权利要求1所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该低频可控制振荡器为一压控振荡器，而该控制信号为一控制电压，该次取样动作侦测器更包括：
一充电泵，将从该次取样相位侦测器所接收到的该相位侦测输出信号转换成一输出电流信号；以及
一回路滤波器，将该输出电流信号转换成该控制电压。
4.如权利要求1所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该次取样动作侦测器还包括：
一模拟/数字转换器，于该低频振荡信号所表示的时间周期内，将该相位侦测输出信号转换成一相位侦测数字输出信号；以及
一数字低通滤波器，将该相位侦测数字输出信号转换成用以表示该物体的动作信息的一动作输出信号。
5.如权利要求1所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该高频振荡器比该低频可控制振荡器有较好的相位噪声表现。
6.如权利要求1所述的次取样动作侦测器，其特征在于，其中该低频振荡信号的频率大于或等于该第一无线射频信号与该高频振荡信号之间的频率差异的两倍，该频率差异等于由该物体所引发的一都卜勒频移与一环境注入牵引频移的总和。
7.如权利要求1所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该次取样动作侦测器还包括一天线，用以接收该第一无线射频信号并传送该第二无线射频信号，其中该高频振荡器电性连接至该天线并将该高频振荡信号输出至该天线，而该天线所接收到的该第一无线射频信号被注入至该高频振荡器。
8.一种次取样动作侦测器，用以侦测一被测的物体的动作信息，该次取样动作侦测器接收一第一无线射频信号并传送一第二无线射频信号，该第一无线射频信号是藉由该第二无线射频信号经该物体反射而产生，该次取样动作侦测器包括：
一高频振荡器，输出一高频振荡信号，其中该第一无线射频信号被注入至该高频振荡器，以透过注入锁定控制该高频振荡器；
一低频可控制振荡器，依据一控制信号产生一低频振荡信号；以及
一次取样模拟/数字转换器，接收该高频振荡信号与该低频振荡信号，并于该低频振荡信号所表示的时间周期内侦测该高频振荡信号与该低频振荡信号之间的一相位差，该次取样模拟/数字转换器依据所侦测的该相位差输出一相位侦测数字输出信号，该控制信号是依据该次取样模拟/数字转换器所输出的该相位侦测数字输出信号而产生的，而该物体的该动作信息是依据该相位侦测数字输出信号而被计算出的。
9.如权利要求8所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该低频可控制振荡器为一数字控制振荡器，而该控制信号为一数字控制信号，且该次取样动作侦测器另包括：
一数字低通滤波器，将该相位侦测数字输出信号转换成该数字控制信号。
10.如权利要求9所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该数字低通滤波器包括：
一低带宽数字低通滤波器，将该相位侦测数字输出信号转换成用以表示该物体的该动作信息的一动作输出信号；以及
一高带宽数字低通滤波器，将该相位侦测数字输出信号转换成该数字控制信号。
11.如权利要求9所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该数字低通滤波器将该相位侦测数字输出信号转换成该数字控制信号，该次取样动作侦测器更包括：
一锁频回路，接收该低频振荡信号与该高频振荡信号，该锁频回路可被控地开启及关闭，而当该锁频回路被开启时，该锁频回路协助该次取样模拟/数字转换器侦测该高频振荡信号与该低频振荡信号之间的一相位差；
其中该锁频回路接收由一石英振荡器所提供的一参考频率的输入。
12.如权利要求8所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该次取样动作侦测器还包括：
一锁频回路，接收该低频振荡信号与该高频振荡信号，该锁频回路可被控地开启及关闭，而当该锁频回路被开启时，该锁频回路协助该次取样模拟/数字转换器侦测该高频振荡信号与该低频振荡信号之间的一相位差。
13.如权利要求8所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该低频振荡信号的频率大于或等于该第一无线射频信号与该高频振荡信号之间的频率差异的两倍，该频率差异等于由该物体所引发的一都卜勒频移与一环境注入牵引频移的总和。
14.如权利要求8所述的次取样动作侦测器，其特征在于，该次取样动作侦测器还包括一天线，用以接收该第一无线射频信号并传送该第二无线射频信号，其中该高频振荡器电性连接至该天线并将该高频振荡信号输出至该天线，而该天线所接收到的该第一无线射频信号被注入至该高频振荡器。
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