TW201436469A - 射頻位元串流產生器及提供影像拒斥的組合器 - Google Patents

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Donald R Laturell
Said E Abdelli
Peter Kiss
James F Macdonald
Ross S Wilson
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    • G06G7/14—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for addition or subtraction 
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本發明揭示一種用於結合類比信號之電路，該電路包含第一位元串流產生器及第二位元串流產生器以及與其連接之一定向耦合。該第一位元串流產生器接收一第一類比信號且依據其產生一第一數位位元串流。該第二位元串流產生器接收一第二類比信號且依據其產生一第二數位位元串流。該第一位元串流產生器及該第二位元串流產生器經組態以維持該第一數位位元串流與該第二數位位元串流之間的一個九十度相位差。定向耦合器在一第一埠處接收該第一數位位元串流，且在一第二埠處接收該第二數位位元串流。該定向耦合器包含：一第三埠，其被端接；及一第四埠，其以在無需濾波之情況下抑制一影像分量之一方式產生指示該第一數位位元串流與該第二數位位元串流之一結合之一第一輸出信號。

Description

射頻位元串流產生器及提供影像拒斥的組合器
本發明一般而言係關於電路及電子電路，且更特定而言係關於射頻產生器及組合器電路。
雜訊整形係一種通常用於數位信號處理應用中，通常結合顫動，作為用於增加所得信號之一信雜比(SNR)之一數位信號之量化之部分的眾所周知之技術。雜訊整形藉由改變量化處理程序所引入之誤差之一頻譜形狀而達成此，以使得所關注之頻率範圍中之雜訊功率減小至一較低位準且在其中此雜訊較不易被感知之該所關注之頻率範圍之外此雜訊功率對應地升高至一較高位準。
使用經整形量化雜訊之數位射頻(RF)系統在以較低取樣率切換時可達成較高效率。然而，若取樣率過低，則在所要信號頻帶中或附近可出現所要載波信號之一影像。在此發生時，需要昂貴損耗反射或吸收濾波器以移除非所要影像分量。
本發明之實施例提供用於以使得在無需濾波之情況下抑制與RF信號相關聯之影像分量之方式高效地結合兩個或兩個以上RF信號之技術。
根據本發明之一實施例，一種用於結合複數個類比信號之電路 包含第一位元串流產生器及第二位元串流產生器以及與該第一位元串流產生器及該第二位元串流產生器連接之一定向耦合。該第一位元串流產生器操作以接收一第一類比信號且依據該第一類比信號產生一第一數位位元串流。該第二位元串流產生器操作以接收一第二類比信號且依據該第二類比信號產生一第二數位位元串流。該第一位元串流產生器及該第二位元串流產生器經組態以維持該第一數位位元串流與該第二數位位元串流之間的一實質上九十度相位差。該定向耦合器在一第一埠處接收包括該第一數位位元串流之一第一輸入信號，且在一第二埠處接收包括該第二數位位元串流之一第二輸入信號。該定向耦合器包含被端接之一第三埠且在一第四埠處，以使得在該第四埠處在無需用濾波來使與該第一輸入信號及該第二輸入信號中之至少一者相關聯之一影像分量衰減之情況下，在振幅上抑制該影像分量之一方式產生指示該第一輸入信號與該第二輸入信號之一結合之一第一輸出信號。
根據另一實施例，一種電子系統包含至少一個積體電路，該積體電路包含用於結合複數個數位位元串流之至少一個電路。該電路包含第一位元串流產生器及第二位元串流產生器以及與該第一位元串流產生器及該第二位元串流產生器連接之一定向耦合。該第一位元串流產生器操作以接收一第一類比信號且依據該第一類比信號產生一第一數位位元串流。該第二位元串流產生器操作以接收一第二類比信號且依據該第二類比信號產生一第二數位位元串流。該第一位元串流產生器及該第二位元串流產生器經組態以維持該第一數位位元串流與該第二數位位元串流之間的一實質上九十度相位差。該定向耦合器在一第一埠處接收包括該第一數位位元串流之一第一輸入信號，且在一第二埠處接收包括該第二數位位元串流之一第二輸入信號。該定向耦合器包含被端接之一第三埠且在一第四埠處，以使得在該第四埠處在無需 用濾波來使與該第一輸入信號及該第二輸入信號中之至少一者相關聯之一影像分量衰減之情況下，在振幅上抑制該影像分量之一方式產生指示該第一輸入信號與該第二輸入信號之一結合之一第一輸出信號。
依據將結合隨附圖式閱讀之其以下詳細說明，將易知本發明之實施例。
100‧‧‧例示性影像拒斥混頻器/影像拒斥混頻器
102‧‧‧第一埠
104‧‧‧第二埠
106‧‧‧第三埠(I1)/單獨輸出埠
108‧‧‧第四埠(I2)/單獨輸出埠
150‧‧‧對應頻譜圖/頻譜圖
200‧‧‧說明性混頻器電路/混頻器電路
202‧‧‧第一正交混合耦合器
204‧‧‧第二正交混合耦合器/正交混合耦合器
206‧‧‧第一混頻器/第一混頻器(M1)
208‧‧‧第二混頻器/第二混頻器(M2)
302‧‧‧圖表
304‧‧‧圖表
306‧‧‧圖表
308‧‧‧圖表
310‧‧‧圖表
400‧‧‧例示性RF位元串流產生器及組合器/位元串流產生器及組合器
402‧‧‧希伯特帶通濾波器
404‧‧‧第一位元串流產生器(BSG)/位元串流產生器
406‧‧‧第二位元串流產生器/位元串流產生器
408‧‧‧正交組合器
500‧‧‧說明性混合耦合器/混合耦合器/正交混合
502‧‧‧相位真值表
504‧‧‧交叉混合組態/混合組態
506‧‧‧非交叉混合組態/混合組態
508‧‧‧相位真值表
600‧‧‧例示性帶狀正交交叉混合耦合器/帶狀耦合器/正交交叉混合耦合器/耦合器
602‧‧‧對應示意性表示
604‧‧‧第一導電段/導電段
606‧‧‧第二導電段/導電段
608‧‧‧介電基板/基板
610‧‧‧表
700‧‧‧例示性射頻位元串流組合器電路/組合器電路/核心功能性電路/說明性組合器電路/例示性組合器電路
702‧‧‧低Q阻抗變換網路/阻抗變換網路/第一諾頓等效低Q阻抗變換網路/第一阻抗變換網路/例示性阻抗變換網路
704‧‧‧低Q阻抗變換網路/阻抗變換網路/第二諾頓等效低Q阻抗變換網路/第二阻抗變換網路/例示性阻抗變換網路
706‧‧‧射頻定向耦合器/定向耦合器
708‧‧‧第一埠
710‧‧‧第二埠
712‧‧‧第三埠/輸出埠
714‧‧‧第四埠/反射埠
802‧‧‧波形
804‧‧‧波形
812‧‧‧波形
814‧‧‧波形
900‧‧‧射頻位元串流組合器電路/組合器電路/例示性組合器電 路/說明性組合器電路
902‧‧‧低Q阻抗變換網路/阻抗變換網路/第一阻抗變換網路/變換網路
904‧‧‧低Q阻抗變換網路/阻抗變換網路/變換網路/第二阻抗變換網路
906‧‧‧低Q阻抗變換網路/阻抗變換網路/變換網路/第三阻抗變換網路
908‧‧‧低Q阻抗變換網路/阻抗變換網路//變換網路/第四阻抗變換網路
910‧‧‧射頻定向耦合器/第一定向耦合器/定向耦合器/正交混合耦合器/耦合器/混合耦合器
912‧‧‧射頻定向耦合器/第二定向耦合器/定向耦合器/正交混合耦合器/耦合器
914‧‧‧射頻定向耦合器/第三定向耦合器/定向耦合器/正交混合耦合器/耦合器
916‧‧‧第一信號產生器/信號產生器/電壓源/實源
918‧‧‧信號產生器/電壓源/實源/第二信號產生器
920‧‧‧信號產生器/電壓源/實源/第三信號產生器/源
1002‧‧‧波形
1004‧‧‧波形
1006‧‧‧波形
1008‧‧‧波形
A‧‧‧埠/非毗鄰埠
B‧‧‧埠/非毗鄰埠
BS1‧‧‧第一數位位元串流信號/第一位元串流信號/位元串流信號
BS2‧‧‧第二數位位元串流信號/位元串流信號
C‧‧‧埠/非毗鄰埠
C m ‧‧‧係數
C1‧‧‧第一電容器/電容器
C2‧‧‧第二電容器/電容器
C3‧‧‧第三電容器/電容器
C4‧‧‧第四電容器/電容器
C5‧‧‧第三電容器/電容器/第五電容器
C6‧‧‧第一電容器/電容器/第六電容器
C7‧‧‧第二電容器/電容器/第七電容器
C8‧‧‧第四電容器/電容器/第八電容器
D‧‧‧埠/非毗鄰埠
f1‧‧‧輸出信號中之一者
fL‧‧‧頻率
fR1‧‧‧信號/所要及影像輸入信號/頻率
fR2‧‧‧信號/所要及影像輸入信號/頻率
J1‧‧‧輸入埠
J2‧‧‧輸出埠
J3‧‧‧經耦合埠
J4‧‧‧經隔離埠
I1‧‧‧第三埠
I2‧‧‧第四埠
I1′‧‧‧第一經降頻轉換電流信號/信號
I2′‧‧‧第二經降頻轉換電流信號/信號
IN1‧‧‧第一輸入信號/信號/輸入信號/各別輸入信號
IN2‧‧‧第二輸入信號/信號/各別輸入信號/輸入信號
IN3‧‧‧一第三輸入信號/信號/輸入信號
L1‧‧‧第一電感器/電感器
L2‧‧‧第二電感器/電感器
L3‧‧‧第三電感器/電感器
L4‧‧‧第四電感器/電感器
L5‧‧‧第一電感器/電感器/第五電感器
L6‧‧‧第二電感器/電感器/第六電感器
L7‧‧‧第四電感器/電感器/第七電感器
L8‧‧‧第三電感器/電感器/第八電感器
m‧‧‧各別調和係數
m1‧‧‧頻譜分量/分量
m2‧‧‧頻譜分量
m3‧‧‧頻譜分量/分量
m4‧‧‧頻譜分量/分量
m5‧‧‧頻譜分量/分量
m6‧‧‧頻譜分量/分量
M1‧‧‧第一混頻器
M2‧‧‧第二混頻器
N1-N8‧‧‧節點
OUT1‧‧‧第一輸出信號/輸出信號/信號
OUT2‧‧‧第二輸出信號/輸出信號
OUT3‧‧‧第三輸出信號/輸出信號/信號
PIN 1‧‧‧埠
PIN 2‧‧‧埠/其他埠
PIN 3‧‧‧埠/其他埠
PIN 4‧‧‧埠/其他埠
R1‧‧‧第一電阻器/電阻器
R2‧‧‧第二電阻器/電阻器
R3‧‧‧類似電阻器/相似電阻器/第三電阻器/電阻器
R4‧‧‧類似電阻器/相似電阻器/第四電阻器/電阻器
R5‧‧‧第五電阻器
R6‧‧‧電阻器/第六電阻器
R7‧‧‧第一電阻器/電阻器/第七電阻器
R8‧‧‧第二電阻器/電阻器/第八電阻器
R9‧‧‧第二負載阻抗元件/電阻器/第九電阻器
R10‧‧‧第一負載阻抗元件/第十電阻器
R11‧‧‧電阻器
S1‧‧‧輸出信號/信號
S2‧‧‧輸出信號/信號
V0in1‧‧‧第二輸出信號/輸出信號
V90in1‧‧‧第一輸出信號/輸出信號
僅藉由實例而非限定之方式呈現以下圖式，其中相似元件符號(在使用時)貫穿數個視圖指示對應元件，且其中：圖1係繪示一例示性影像拒斥混頻器及其對應頻譜圖之一概念性圖解說明；圖2係繪示可用以實施圖1中所展示之例示性影像拒斥混頻器之一說明性混頻器電路之一方塊圖；根據本發明之一實施例，圖3及圖4概念上繪示用於在一數位域中使用一離散希伯特(Hilbert)帶通濾波器且在一類比域中使用正交混合耦合來達成影像拒斥之一例示性技術；圖5A及圖5B係繪示例示性RF 90度混合耦合器之電路圖及用以闡釋該混合耦合器之一操作之對應相位真值表；圖6繪示一例示性帶狀線正交交叉混合耦合器及對應示意性表示，連同提供用於分離器及組合器組態兩者中時之該耦合器之埠之間的相位關係資訊之一表；根據本發明之一實施例，圖7係繪示一例示性RF組合器電路之至少一部分之一示意圖；根據本發明之一實施例，圖8A及圖8B概念上繪示使用圖7中所展示之說明性組合器電路基於選定輸入數位位元串流的影像分量之選擇性抵消；根據本發明之另一實施例，圖9係繪示一例示性RF組合器電路之 至少一部分之一示意圖；且根據本發明之一實施例，圖10概念上繪示使用圖9中所展示之說明性組合器電路基於選定輸入數位位元串流的影像分量之選擇性抵消。
應瞭解，出於簡便及清晰之目的而圖解說明各圖中之元件。可不展示在一商業上可行之實施例中有用或必需之共同但易理解之元件，以便促進所圖解說明實施例之一較清晰視圖。
本文中將在說明性射頻(RF)位元串流產生器及組合器電路之上下文中闡述在一數位域中利用濾波器且在一類比域中利用一(多個)正交耦合器以自兩個或兩個以上位元串流選擇性地結合或拒斥影像信號之本發明之實施例。然而，應理解，本發明之實施例不限於此等或任何其他特定位元串流產生器及組合器電路。而是，本發明之實施例更廣泛而言係關於用於高效地結合多個位元串流同時提供有益影像拒斥而無需用昂貴濾波來抑制引入於一輸出信號中之影像分量之技術。此外，在本文中之教示下，熟習此項技術者將易知，可對所展示之說明性實施例所做出之眾多修改皆在所主張之本發明之範疇內。亦即，並不意欲限制本文中所展示及所闡述之實施例或應推斷關於本文中所展示及所闡述之實施例之限制。
作為一引文，出於澄清及闡述本發明之實施例之目的，下表提供某些縮寫及其對應定義之一總結，如術語在本文中所使用： 縮寫定義表
如先前所陳述，使用經整形量化雜訊之數位RF系統可藉由以較低取樣率切換而達成較高效率。然而，若取樣率過低，則在所要信號頻帶中或附近可出現所要載波信號之一影像，因此需要使用昂貴損耗反射或吸收濾波器以移除非所要影像分量。如將在下文中進一步詳細地闡述，本發明之實施例消除用濾波來移除影像分量之需要。
圖1係繪示一例示性影像拒斥混頻器(IRM)100及其對應頻譜圖150之一概念性圖解說明。IRM 100包含經調適以接收一RF輸入信號之一第一埠102、經調適以接收具有一頻率fL之一本地振盪器(LO)信號之一第二埠104、經調適以產生一第一中頻(IF)輸出信號之一第三埠(I1)106及經調適以產生一第二IF輸出信號之一第四埠(I2)108。在此圖解說明中，若假定頻譜圖150中所展示之信號fR1係所要輸入信號，則信號fR2係其對應影像。該影像係至IRM 100之一非所要輸入信號。該影像之頻率高於或低於LO頻率達等於IF頻率之一量。所要輸入信號fR1及影像輸入信號fR2分別與LO信號混頻且該兩個產物頻道化至單獨輸出埠106及108中。頻譜圖150中僅展示該等輸出信號中之一者f1。
圖2係繪示可用以實施圖1中所展示之例示性IRM 100之一說明性混頻器電路200之一方塊圖。混頻器電路200分別包含分別經由第一混頻器206及第二混頻器208耦合在一起之第一正交混合耦合器202及第二正交混合耦合器204。定向耦合器及混合裝置係被動裝置，其中兩條傳輸線彼此足夠接近地通過以供在一條傳輸線上傳播之能量耦合至另一傳輸線。特定而言，可使用多種技術來實施RF定向耦合器，諸如但不限於帶狀線、同軸饋電線及集總或離散元件。
更特定而言，參考圖2，第一正交混合耦合器202具有經調適以接收一RF輸入信號之一第一埠、在此實施例中被端接(例如，使用一 50歐姆電阻器)之一第二埠、經調適以產生饋送至第一混頻器(M1)206之一輸入之一第一(零度)RF輸出信號之一第三埠及經調適以產生饋送至第二混頻器(M2)208之一輸入之一第二(90度)RF輸出信號之一第四埠。一LO信號饋送至第一混頻器206及第二混頻器208之第二輸入。
第一混頻器206操作以產生饋送至第二正交混合耦合器204之一第一埠之一第一經降頻轉換電流信號I1′。第二混頻器208操作以產生饋送至第二正交混合耦合器204之一第二埠之一第二經降頻轉換電流信號I2′。信號I1′及I2′之相位角分別係0度及90度。在頻率fR1下之信號將降頻轉換以在正交混合耦合器204之一第三埠I1處退出，且在頻率fR2下之信號將降頻轉換以在該混合耦合器之一第四埠I2處退出。若fR1係所要信號，則fR2係其影像。
如在任何混頻器中，透過該混頻處理程序保存RF及LO輸入信號之相位角。IF輸出之相位將係IF及LO輸入相位角乘以其各別調和係數m及n(其中m及n係正整數或負整數)之一總和。此等係數定義該混頻器所產生之互調變(IM)產物，以使得fIM=mfR+nfL。對於該所要經降頻轉換產物及該影像經降頻轉換產物，m及n等於±1。舉例而言，再次參考圖1，若該經降頻轉換所要信號之頻率係fR=fL-fR1，則m=-1且n=1，並且其相位角等於θL-θR1，其中θL及θR1分別係LO及RF輸入信號之相位角。同樣地，該經降頻轉換影像信號之頻率係fIM=fR2-fL，其中m=1且n=-1，且其相位角等於θR2-θL。舉例而言，可採用圖1及圖2中所使用之技術來抑制一旁頻帶。
本發明之實施例藉由以提供影像分量之有益衰減(亦即，影像拒斥)之一方式結合多個數位位元串流而有利地消除用昂貴濾波來移除該影像分量之需要。為完成此，本發明之實施例有利地在一數位域中 利用濾波器(諸如(舉例而言)一希伯特帶通濾波器)且在類比域中運用一RF定向耦合器(例如，一正交混合耦合器)之相位抵消性質以自多個位元串流選擇性地結合或拒斥影像分量。
根據本發明之一實施例，圖3及圖4概念上繪示用於在一數位域中使用一離散希伯特帶通濾波器且在一類比域中使用正交混合耦合來達成影像拒斥之一例示性技術。參考圖3，以圖解方式展示基頻帶及希伯特帶通係數。特定而言，圖表304圖解說明與至該希伯特濾波器之一輸入信號相關聯之基頻帶係數。該等基頻帶係數乘以一複數載波定義產生一組實(Re)及虛(Im)希伯特基頻帶係數： 其中c m 表示指數m之一係數，其中m係一整數，τ指示取樣率(亦即，1/F S，其中F S係取樣頻率)，在某些程度上，1800無因次，此乃因τ未經明確定義(例如，1800可係1800 MHz)，且N係至一向量中之一指數。
圖表304圖解說明實希伯特基頻帶係數(Re(HBPm))且圖表306圖解說明對應於圖表302中之基頻帶係數之虛希伯特基頻帶係數(Im(HBPm))。圖表308及圖表310分別自實值低通濾波至複值希伯特帶通濾波在概念上圖解說明一數學數列。應瞭解，儘管圖3繪示用於產生一希伯特帶通濾波器之一種方法，但如熟習此項技術者將習知，產生一希伯特濾波器之任何合適方法將產生相同或類似結果。
根據本發明之一實施例，現在參考圖4，展示繪示併入有影像拒斥之一例示性RF位元串流產生器及組合器400之一方塊圖。位元串流產生器及組合器400包含經調適以接收一類比RF基頻帶輸入信號且操作以產生一對輸出信號S1及S2之一希伯特帶通濾波器402。實值基頻帶輸入信號分成一複值輸出信號，其中信號對S1及S2之實部分與虛部 分之間維持一正交關係(90度關係)。
由希伯特帶通濾波器402產生之信號S1及S2分別饋送至一第一位元串流產生器(BSG)404及一第二位元串流產生器406之對應輸入。根據該正交關係，信號S1相對於信號S2相移九十度。在施加至正交耦合器之任何兩個埠之間，存在維持於該兩個所施加信號之間的一正交關係。在其他實施例中，兩個以上源信號可經串接以使用多個正交耦合器，如將在下文結合圖9進一步詳細地展示。位元串流產生器404、406中之每一者操作以實施用於依據一所接收類比輸入信號產生二進制數位之一無止境序列(亦即，流)之一演算法程序。因此，位元串流產生器404操作以產生一第一數位位元串流信號BS1，且位元串流產生器406操作以產生相對於第一位元串流信號BS1相移九十度之一第二數位位元串流信號BS2。
在一般使用中，傳入訊框通常連續地轉換至經調變RF載波。在此說明性實施例中，不存在調變；一單個正弦曲線用以圖解說明該影像拒斥技術。然而，應瞭解，根據本發明之實施例之技術同樣對經調變載波起到良好作用。
位元串流產生器及組合器400進一步包含以輸入埠之間的一正交相位關係保持最小損失之性質之一正交組合器408或一替代混合耦合器。正交組合器408經調適以接收分別由位元串流產生器404及406產生之該對位元串流信號BS1及BS2，且產生對應輸出信號O1及O2。一正交組合器本質上係一個四埠網路裝置，將結合圖5A及圖5B闡述該四埠網路裝置之細節。
圖5A及圖5B係繪示例示性RF 90度混合耦合器之電路圖及用以闡釋該混合耦合器之一操作之對應相位真值表。參考圖5A，一說明性混合耦合器500包含四個埠A、B、C及D。在此實施例中，混合耦合器500係一90度混合，亦稱作一正交混合。一正交混合繞x及y軸兩者 電對稱及機械對稱。因此，在該等埠中之任一者由一信號源饋送時，彼此異相90度之兩個相等功率輸出信號(就振幅而言經量測)將產生。混合耦合器500之非毗鄰埠A及B係電隔離的；類似地，非毗鄰埠C及D係隔離的。相位真值表502中展示混合耦合器500之埠A、B、C及D之間的相位關係。
圖5B繪示圖5A中所繪示之正交混合500之兩個組態之示意圖，連同一對應相位真值表。特定而言，展示一交叉混合組態504及一非交叉混合組態506。在每一實施例中，指派四個埠功能，其中J1指定為一輸入埠、J2指定為一輸出埠、J3指定為一經耦合埠，且J4指定為一經隔離埠。可任意地指派此等埠，但定義該等埠中之兩者本質上決定其他兩個埠之指定，此乃因該等輸入之間的信號之相位關係係正交的。如同圖5A中所展示之相位真值表502，一相位真值表508指示兩個混合組態504、506之所有埠之間的相位關係。
圖6繪示一例示性帶狀線正交交叉混合耦合器600及對應示意性表示602，連同提供用於分離器及組合器組態兩者中時之該耦合器之埠之間的相位關係資訊之一表。參考圖6，帶狀線耦合器600包含可由金屬(例如，銅)或另一導電材料(例如，多晶矽等)形成之一第一導電段(亦即，跡線)604，及可由與該第一導電段相同或不同之一導電材料形成之一第二導電段606。第一導電段604及第二導電段606較佳地製作於一介電基板608上。雖然未明確地展示，但第一導電段604及第二導電段606使用形成於該第一導電段與該第二導電段之間的一介電層彼此電隔離。
用以形成基板608及/或介電層之材料包含但不限於低損耗PTFE(聚四氟乙烯，例如，鐵氟龍)、浸漬玻璃纖維層板(編織與非編織兩者)、玻璃填充、交聯聚苯乙烯、純PTFE及陶瓷複合物。此等電介質通常用以透過精確對準而分離彼此耦合之兩個相同電路，其中耦合之 量係依據用以形成導電段604、導電段606、介電層及/或基板608之類型之材料中之一或多者以及分離該第一導電段與該第二導電段之該介電層之一厚度來控制。應理解，每一材料具有可提供特定優點之與其相關聯之特定性質；然而，該等材料性質皆不排除一正交耦合機構之開發。
如結合圖5A及圖5B所闡述，正交交叉混合耦合器600包含四個埠，標記為PIN 1、PIN 2、PIN 3及PIN 4。表610中提供在耦合器600用於一分離器組態及一組合器組態中時該等埠中之每一者之間的一相位關係。參考表610，在一分離器組態中，在PIN 1指定為一輸入埠時，PIN 2將被隔離，PIN 3將產生自供應至PIN 1之一輸入信號相移90度之一第一輸出信號，且PIN 4將產生與該輸入信號同相(亦即，零度相移)之一第二輸出信號。由耦合器600產生之該第一輸出信號及該第二輸出信號由於信號分離功能所致之該耦合器中之損失將相對於該輸入信號稍微衰減(約3 dB)。在該輸入信號供應至其他埠(例如，PIN 2、PIN 3或PIN 4)時，其餘埠之各別功能將相應地改變，如表610中所展示。
在耦合器600用於一組合器組態中時，在一種情境中，一第一輸入信號供應至PIN 1且一第二輸入信號供應至PIN 2。在此情境中，該第一輸入信號及該第二輸入信號各自具有一振幅A，且該第一輸入信號自該第二輸入信號相移90度。在此情境中，PIN 3係一經隔離埠，且在PIN 4處產生一經結合輸出信號。與經結合輸入信號之各別功率相比，該輸出信號將具有約0.1 dB至約0.5 dB之一損失。雖然其他結合方法可與本發明之實施例一起使用，但業界中一般習知之正交組合器屬於最高效類型之組合器之列。在該等輸入信號供應至其他埠時，其餘埠之各別功能將相應地改變，如表610中所展示。在具有相等功率(例如，就振幅而言)之兩個正交信號施加至耦合器600(如表610中 所闡述)時，其將在輸出埠處結合。另一選擇係，若該兩個正交信號之功率不相等，則某些所施加能量將被引導至經隔離埠。
根據本發明之一實施例，圖7係繪示一例示性RF位元串流組合器電路700之至少一部分之一示意圖。組合器電路700包含兩個低Q阻抗變換網路702及704以及一RF定向耦合器706(例如，正交混合耦合器、3-dB混合等)。關於阻抗變換網路702、704，儘管可較佳地使用低Q網路，但本發明之實施例並不限於低Q網路。而是，網路之Q本質上係不重要的；然而，電路之頻寬應匹配於一所要頻率範圍內。適合與本發明之實施例一起使用之定向耦合器包含但不限於由M/A-Com有限公司、Narda Microwave-East(L-3 Communications Holdings有限公司之一子公司)等製造之正交混合耦合器。
在此實施例中，阻抗變換網路702及704係匹配源信號與RF定向耦合器706之特性阻抗之傳輸線之諾頓(Norton)等效表示。雖然阻抗變換網路702及704在此實施例中實施為寬頻諾頓等效網路，但應理解亦可採用其他網路類型。舉例而言，根據另一實施例，可使用窄頻諾頓等效電路實施阻抗變換網路702及704以藉此達成額外影像拒斥。應進一步瞭解，與組合器電路700之其他特性(諸如在一規定頻寬內維持供應至定向耦合器706之輸入信號之間的一正交關係(亦即，90度))相比，阻抗變換網路702、704之頻寬(例如，寬頻對窄頻)係較不重要的。阻抗變換網路702及704可具有一任意輸入對輸出相位關係，只要其彼此追蹤即可。
根據一正交關係，如先前所陳述，理想上至定向耦合器706之輸入信號之間維持一個九十度相位差。然而，根據本發明之實施例，只要至定向耦合器706之輸入信號之間的相位差至少維持在九十度之一規定範圍(諸如，舉例而言，90 +/- 5度)內便足夠了。
在此實施例中，組合器電路700被視為根據本發明之其他實施例 可經擴展用於結合兩個以上輸入信號之一核心功能性電路。根據另一說明性實施例，下文將結合圖9闡述核心功能性電路700之一個此擴展之一實例。
參考圖7，一第一諾頓等效低Q阻抗變換網路702經調適以在組合器電路700之一第一埠708處接收可係一個零度位元串流信號之一第一輸入信號IN1。儘管假定在此實施例中，呈現至組合器電路700之輸入信號(例如，IN1)係來自位元串流產生器，但應瞭解，若(舉例而言)正交地施加連續時間信號，則組合器電路將展現類似行為。信號IN1供應至具有與其相關聯之一第一電阻(例如，約7歐姆，雖然實際阻抗係不重要的)之一第一電阻器R7之一第一端子。電阻器R7之一第二端子與具有與其相關聯之一第一電感(例如，約0.72毫微亨(nH))之一第一電感器L5之一第一端子連接。電感器L5之一第二端子與具有與其相關聯之一第一電容(例如，約3.2微微法拉(pF))之一第一電容器C6之一第一端子在節點N1處連接。電容器C6之一第二端子與具有與其相關聯之一第二電感(例如，約3.07 nH)之一第二電感器L6之一第一端子在節點N2處連接。具有與其相關聯之一第二電容(例如，約5.5 pF)之一第二電容器C7之一第一端子與電感器L5及電容器C6在節點N1處連接。電容器C7及電感器L6之第二端子與在此實施例中係接地之一第一電壓源連接。應理解，關於阻抗變換網路702，儘管展示該等電阻器、電感器及電容器之例示性值，但本發明之實施例不限於電路組件之任何特定值；該例示性設計並不排除針對其他頻寬或其他變換之替代組件值之使用。
同樣地，一第二諾頓等效低Q阻抗變換網路704經調適以在組合器電路700之一第二埠710處接收可係一個九十度位元串流信號之一第二輸入信號IN2。相對於輸入信號IN1異相九十度之信號IN2供應至具有與其相關聯之一第二電阻(例如，約7歐姆，雖然實際阻抗係不重要 的)之一第二電阻器R8之一第一端子。電阻器R8之一第二端子與具有與其相關聯之一第三電感(例如，約0.72 nH)之一第三電感器L8之一第一端子連接。電感器L8之一第二端子與具有與其相關聯之一第三電容(例如，約3.2 pF)之一第三電容器C5之一第一端子在節點N3處連接。電容器C5之一第二端子與具有與其相關聯之一第四電感(例如，約3.07 nH)之一第四電感器L7之一第一端子在節點N4處連接。具有與其相關聯之一第四電容(例如，約5.5 pF)之一第四電容器C8之一第一端子與電感器L8及電容器C5在節點N3處連接。電容器C8及電感器L7之第二端子與該第一電壓源連接。如先前所陳述，關於阻抗變換網路704，儘管展示該等電阻器、電感器及電容器之例示性值，但本發明之實施例不限於電路組件之任何特定值；該例示性設計並不排除針對其他頻寬或其他變換之替代組件值之使用。
一第一輸出信號V90in1由第一阻抗變換網路702在節點N2處產生，且一第二輸出信號V0in1由第二阻抗變換網路704在節點N4處產生。如先前所陳述，RF定向耦合器706之輸入埠上之信號之間維持一正交關係。輸出信號V90in1供應至RF定向耦合器706之一第一埠，該第一埠在此實施例中係一個九十度輸入埠。輸出信號V0in1供應至RF定向耦合器706之一第二埠，該第二埠在此實施例中係一個零度輸入埠。RF定向耦合器706之一第三埠(在此實施例中係一輸出埠)與一第一負載阻抗元件R10耦合，且形成組合器電路700之一第三埠712。具有與其相關聯之一第一電阻(例如，約50歐姆)之第一負載阻抗元件R10連接於輸出埠712與接地之間。RF定向耦合器706之一第四埠(在此實施例中係一反射埠)與一第二負載阻抗元件R9端接，且形成組合器電路700之一第四埠714。具有與其相關聯之一第二電阻(例如，約50歐姆)之第二負載阻抗元件R9連接於反射埠714與接地之間。應瞭解，第一負載阻抗元件R10及第二負載阻抗元件R9不限於電阻器，但 實質上可包括任何負載電路。此外，與組合器電路700之輸出埠712及反射埠714分別耦合之負載不限於50歐姆。
舉例而言，第一阻抗變換網路702及第二阻抗變換網路704可使用廉價表面安裝組件(例如，每一單元小於約$.05)來分別容易地實施。如先前所陳述，本發明之實施例不限於用以形成阻抗變換網路702及704之特定電路。而是，阻抗變換網路702及704僅圖解說明結合RF裝置與一規定功率效率及影像拒斥之一種實際手段。類似地涵蓋將RF輸入信號呈現至定向耦合器706之其他手段，如在本文中之教示下熟習此項技術者將易知。
應理解，根據本發明之實施例，阻抗變換網路702及704係選用的(亦即，操作未必需要阻抗變換網路)。舉例而言，假定定向耦合器706之一輸入阻抗係約50歐姆，若供應各別輸入信號IN1及IN2之位元串流信號源(例如，位元串流產生器)中之每一者具有實質上匹配定向耦合器之輸入阻抗之一輸出阻抗(例如，約50歐姆)，則不需要阻抗變換。
如眾所周知，根據表達式可判定功率：P=V 2/R，其中P表示功率，V表示電壓，且R表示阻抗。因此，採用一伏特邏輯(亦即，V=1伏特)之一通信系統之輸出功率，由具有一50歐姆輸出阻抗之一位元串流產生器產生之輸出功率將係1/50瓦特。然而，若位元串流產生器之輸出阻抗減小至7歐姆，則由該位元串流產生器產生之輸出功率有益地增加至1/7瓦特；此係一顯著增加。一阻抗變換網路允許位元串流產生器以一低得多之輸出電壓操作。較低輸出阻抗(例如，7歐姆)藉此使得在使用合適變換網路之情況下能夠增加輸出功率，且實質上仍匹配定向耦合器706之輸入阻抗，藉此增加功率轉移。因此，根據本發明之實施例，儘管不需要，但阻抗變換網路 702、704可提供有益效能改良。
根據本發明之一實施例，僅藉由實例方式且不失一般性地，圖8A及圖8B概念上繪示使用圖7中所展示之說明性組合器電路700基於選定輸入數位位元串流的影像分量之選擇性抵消。首先參考圖8A，波形802繪示在一規定頻率範圍(例如，約1.9 GHz至約2.3 GHz)內一正交混合耦合器之一第一埠(在此實施例中其係一90度輸入埠)處之一例示性頻譜回應。波形804繪示在該規定頻率範圍內該正交混合耦合器之一第二埠(在此實施例中其係一個零度輸入埠)處之一例示性頻譜回應。如波形802所展示，分別在2.030 GHz及2.148 GHz之頻率下之兩個頻譜分量m3及m4在該90度輸入埠處產生，其中一個頻譜分量係另一者之一影像。頻譜分量m3及m4中之每一者在振幅上係相似的，其中分量m3具有6.654 dBm之一振幅且分量m4具有6.123 dBm之一振幅。同樣地，如波形804所展示，分別在2.030 GHz及2.148 GHz之頻率下之兩個頻譜分量m5及m6在該0度輸入埠處產生，其中一個頻譜分量亦係另一者之一影像。頻譜分量m5及m6中之每一者在振幅上係相似的，其中分量m5具有6.688 dBm之一振幅且分量m6具有6.298 dBm之一振幅。因此，如自圖8A所易知，在該正交混合耦合器之該等輸入埠處本質上不存在影像拒斥。
現在參考圖8B，波形812繪示在該規定頻率範圍(例如，約1.9 GHz至約2.3 GHz)內該正交混合耦合器之一第三埠(在此實施例中其係一輸出埠)處之一例示性頻譜回應。波形814繪示在該規定頻率範圍內該正交混合耦合器之一第四埠(在此實施例中其係一反射埠)處之一例示性頻譜回應。如波形812所展示，分別在約2.030 GHz及約2.148 GHz之頻率下之兩個頻譜分量在該輸出埠處產生，其中一個頻譜分量係另一者之一影像。然而，不同於在該等輸入埠處呈現之該等頻譜分量，頻譜分量m1之影像分量在振幅上顯著地減小，其中分量m1具有 9.683 dBm之一振幅且其影像分量(未標記)具有約-32 dBm之一振幅。
同樣地，如波形814所展示，分別在約2.030 GHz及約2.148 GHz之頻率下之兩個頻譜分量在該反射埠處產生，其中一個頻譜分量係另一者之一影像。頻譜分量m2具有9.204 dBm之一振幅且其影像分量(未標記)具有約-47 dBm之一振幅。此外，與供應至該正交混合耦合器之該等輸入信號相比，分別在該輸出埠及該反射埠處產生之頻譜分量m1及m2有益地展現增益(例如，在此實施例中，大於約3 dB)。因此，如自圖8B所易知，在該正交混合耦合器之該輸出埠及該反射埠處達成選擇性影像拒斥。
假定頻譜分量m1係所關注之信號，則在不使用與該正交混合耦合器連接之前述電路中之濾波器之情況下，(諸如)藉由將反射埠連接至一終端電路(例如，一50歐姆負載)較佳地端接反射埠，以藉此抑制非所要影像分量。可透過供應至該正交混合耦合器之輸入信號之選擇性相位均衡來達成額外影像拒斥。根據本發明之實施例之此結合技術高度高效，此乃因本質上不存在功率損失，而是達成功率之一增益。
根據本發明之實施例之信號結合技術可擴展用於結合兩個以上RF位元串流。根據本發明之另一實施例，僅藉由實例方式，圖9係繪示一RF位元串流組合器電路900之至少一部分之一示意圖。組合器電路900包括定向耦合器之兩個層，且因此擴展圖7中所展示之組合器電路700之技術，以高效地結合三個RF位元串流。如先前所陳述，本發明之實施例不限於可被結合之任何數目個輸入位元串流。
參考圖9，組合器電路900包含四個低Q阻抗變換網路902、904、906及908，以及三個RF定向耦合器910、912及914(例如，正交混合耦合器、3-dB混合等)。在此實施例中，阻抗變換網路902、904、906及908中之每一者在輸入位元串流中之一給定者與一對應定向耦合器之間的一信號路徑(例如，傳輸線等)中係電路之一諾頓等效表示。在 此實施例中，雖然阻抗變換網路902、904、906及908實施為寬頻諾頓等效網路，但應理解亦可採用其他網路類型。舉例而言，根據另一實施例，阻抗變換網路902、904、906及908係使用窄頻諾頓等效電路實施以藉此達成額外影像拒斥。
在此實施例中，阻抗變換網路902、904、906及908中之每一者係以與圖7中所繪示之例示性阻抗變換網路702、704一致之一方式形成。特定而言，一第一阻抗變換網路902經調適以接收可係一90度位元串流信號之一第一輸入信號IN1。可由一第一信號產生器916(併入於組合器電路900內或其外部)產生之信號IN1供應至具有與其相關聯之一第一電阻(例如，約7歐姆)之一第一電阻器R1之一第一端子。電阻器R1之一第二端子與具有與其相關聯之一第二電阻(例如，約7歐姆)之一第二電阻器R2之一第一端子連接。信號產生器916以及信號產生器918及920表示具有零歐姆之一理想源阻抗之一電壓源。然而，實際上，將存在與此等電壓源916、918、920中之每一者相關聯之某一有限源阻抗。變換網路902中之電阻器R1及R2以及類似地變換網路904中之電阻器R3及R4、變換網路906中之電阻器R6及R7以及變換網路908中之電阻器R8及R9表示實源916、918、920之各別有限阻抗。雖然電阻器R1及R2、相似電阻器R3及R4、電阻器R6及R7以及電阻器R8及R9展示為單獨串聯電阻元件，但應理解此等對電阻器中之每一者本可以結合至一單個電路元件中；在計及該等電路之總有限阻抗之情況下，存在兩個串聯電阻器之事實本質上係任意的。
電阻器R2之一第二端子與具有與其相關聯之一第一電感(例如，約0.72毫微亨(nH))之一第一電感器L1之一第一端子連接。電感器L1之一第二端子與具有與其相關聯之一第一電容(例如，約3.2微微法拉(pF))之一第一電容器C1之一第一端子在節點N1處連接。電容器C1之一第二端子與具有與其相關聯之一第二電感(例如，約3.07 nH)之一第 二電感器L2之一第一端子在節點N2處連接。具有與其相關聯之一第二電容(例如，約5.5 pF)之一第二電容器C2之一第一端子與電感器L1及電容器C1在節點N1處連接。電容器C2及電感器L2之第二端子與在此實施例中係接地之一第一電壓源連接。
一第二阻抗變換網路904經調適以接收可係一個零度位元串流信號之一第二輸入信號IN2。可由一第二信號產生器918(併入於組合器電路900內或其外部)產生之信號IN2相對於輸入信號IN1異相九十度。信號IN2供應至具有與其相關聯之一第三電阻(例如，約7歐姆)之一第三電阻器R3之一第一端子。再次，至於電阻器R1，源阻抗任意地選擇為7歐姆，但本發明之實施例不限於任何特定阻抗。而是，應理解本發明之實施例證實可創造可在阻抗比率之一規定範圍內及頻帶之一規定範圍內維持正交關係之實際系統。
電阻器R3之一第二端子與具有與其相關聯之一第四電阻(例如，約7歐姆)之一第四電阻器R4之一第一端子連接。電阻器R4之一第二端子與具有與其相關聯之一第三電感(例如，約0.72毫微亨(nH))之一第三電感器L3之一第一端子連接。電感器L3之一第二端子與具有與其相關聯之一第三電容(例如，約3.2微微法拉(pF))之一第三電容器C3之一第一端子在節點N3處連接。電容器C3之一第二端子與具有與其相關聯之一第四電感(例如，約3.07 nH)之一第四電感器L4之一第一端子在節點N4處連接。具有與其相關聯之一第四電容(例如，約5.5 pF)之一第四電容器C4之一第一端子與電感器L3及電容器C3在節點N3處連接。電容器C4及電感器L4之第二端子與該第一電壓源連接。
一第一定向耦合器910之一第一埠(在此實施例中其係一90度輸入埠)與第一阻抗變換網路902在節點N2處連接。定向耦合器910之一第二埠(在此實施例中其係一個零度輸入埠)與第二阻抗變換網路904在節點N4處連接。一第一輸出信號OUT1在定向耦合器910之一第三埠 處產生，且定向耦合器910之一第四埠(在此實施例中其係一反射埠)係使用耦合於定向耦合器910之第四埠與第一電壓源(例如，接地)之間的具有與其相關聯之一第五電阻(例如，約50歐姆)之一第五電阻器R5來端接。
一第三阻抗變換網路906經調適以接收第一輸入信號IN1。信號IN1供應至具有與其相關聯之一第六電阻(例如，約7歐姆)之一第六電阻器R6之一第一端子。電阻器R6之一第二端子與具有與其相關聯之一第七電阻(例如，約7歐姆)之一第七電阻器R7之一第一端子連接。電阻器R7之一第二端子與具有與其相關聯之一第五電感(例如，約0.72毫微亨(nH))之一第五電感器L5之一第一端子連接。電感器L5之一第二端子與具有與其相關聯之一第五電容(例如，約3.2微微法拉(pF))之一第五電容器C5之一第一端子在節點N5處連接。電容器C5之一第二端子與具有與其相關聯之一第六電感(例如，約3.07 nH)之一第六電感器L6之一第一端子在節點N6處連接。具有與其相關聯之一第六電容(例如，約5.5 pF)之一第六電容器C6之一第一端子與電感器L5及電容器C5在節點N5處連接。電容器C6及電感器L6之第二端子與該第一電壓源連接。
同樣地，一第四阻抗變換網路908經調適以接收可係一180度位元串流信號之一第三輸入信號IN3。可由一第三信號產生器920(併入於組合器電路900內或其外部)產生之信號IN3相對於輸入信號IN1異相九十度且相對於輸入信號IN2異相180度。關於輸入信號IN1、IN2及IN3相對於彼此之相位關係，應理解本發明不限於任何特定相位，只要該等埠之間維持一正交關係即可。換言之，可藉助四個相位定義(例如，0度、90度、180度及270度)來闡述所有相位組合。由於相位對0及180係彼此之反相，亦如相位對90及270，因此事實上僅需要0度及90度信號(亦即，可藉由分別將0度信號及90度信號反相而產生180 度信號及270度信號)。
信號IN3供應至具有與其相關聯之一第八電阻(例如，約7歐姆)之一第八電阻器R8之一第一端子。電阻器R8之一第二端子與具有與其相關聯之一第九電阻(例如，約7歐姆)之一第九電阻器R9之一第一端子連接。電阻器R9之一第二端子與具有與其相關聯之一第七電感(例如，約0.72毫微亨(nH))之一第七電感器L7之一第一端子連接。電感器L7之一第二端子與具有與其相關聯之一第七電容(例如，約3.2微微法拉(pF))之一第七電容器C7之一第一端子在節點N7處連接。電容器C7之一第二端子與具有與其相關聯之一第八電感(例如，約3.07 nH)之一第八電感器L8之一第一端子在節點N8處連接。具有與其相關聯之一第八電容(例如，約5.5 pF)之一第八電容器C8之一第一端子與電感器L7及電容器C7在節點N7處連接。電容器C8及電感器L8之第二端子與該第一電壓源連接。
一第二定向耦合器912之一第一埠(在此實施例中其係一90度輸入埠)與第三阻抗變換網路906在節點N6處連接。定向耦合器912之一第二埠(在此實施例中其係一個零度輸入埠)與第四阻抗變換網路908在節點N8處連接。一第二輸出信號OUT2在定向耦合器912之一第三埠(在此實施例中其係一反射埠)處產生，且定向耦合器912之一第四埠(在此實施例中其係一輸出埠)係使用耦合於定向耦合器912之第四埠與該第一電壓源(例如，接地)之間的具有與其相關聯之一第十電阻(例如，約50歐姆)之一第十電阻器R10來端接。
在定向耦合器910之輸出埠處產生之第一輸出信號OUT1饋送至一第三定向耦合器914之一第一埠(在此實施例中其係一90度輸入埠)。在定向耦合器912之反射埠處產生之第二輸出信號OUT2饋送至定向耦合器914之一第二埠(在此實施例中其係一個零度輸入埠)。一第三輸出信號OUT3在定向耦合器914之一第三埠(在此實施例中其係一輸出 埠)處產生，且定向耦合器914之一第四埠(在此實施例中其係一反射埠)被端接。輸出信號OUT3係組合器電路900之一輸出。出於阻抗匹配目的，連接於定向耦合器914之輸出埠與該第一電壓源之間的電阻器R11表示組合器電路900之一輸出負載(例如，約50歐姆)，且連接於定向耦合器914之反射埠與該第一電壓源之間的電阻器R11表示一終端阻抗。
在例示性組合器電路900中，使用用作數位驅動器之四個阻抗變換網路902、904、906及908。由驅動器中之每一者產生之輸出信號之相位經配置以使得可協力使用正交混合耦合器910、912及914，如所展示。參考圖9，電壓源916之相位引發電壓源918之相位。另外，憑藉圖5A中所定義之真值表，選擇所產生信號之一下部影像以求和，同時選擇該信號之一上部影像以抵消。在此說明性實施例中，耦合器910、912、914中之每一者之一「頂部」埠應具有引發「底部」埠之一相位。舉例而言，由與混合耦合器910之頂部埠耦合之第一阻抗變換網路902產生之一輸出信號具有引發由與耦合器910之底部埠耦合之第二阻抗變換網路904產生之一輸出信號之一相位之一相位。已作出對下部影像分量求和之決定，一第二正交組合器之一相位關係包含一負號(-)。因此，為繼續拒斥上部影像分量，同時亦使用一正交組合器(諸如耦合器914)，耦合器912之「頂部」埠之相位引發底部埠之「反相」之相位。此係將源920指定為具有180度之一相位的原因。與一單級方法(例如，組合器電路700)相比，以此方式結合之多個區段有利地提供另外影像拒斥，且遠離數位功率驅動器重新引導經反射能量。
應瞭解，儘管分別展示及/或闡述圖7及圖9之例示性組合器電路700及900中之電阻器、電感器及電容器之例示性值，但本發明之實施例不限於各別電路元件之任何特定值。此外，雖然定向耦合器910、912及914在圖9之組合器電路900中展示為單獨散佈式元件，但本發明 之實施例涵蓋該等耦合器可形成為一完全積體集總元件，如熟習此項技術者將易知。
根據本發明之一實施例，圖10概念上繪示使用圖9中所展示之說明性組合器電路900基於選定輸入數位位元串流的影像分量之選擇性抵消。參考圖10，波形1002繪示在一規定頻率範圍(例如，約1.9 GHz至約2.3 GHz)內在定向耦合器910之輸出埠處產生之輸出信號OUT1之一例示性頻譜回應。波形1004繪示在該規定頻率範圍內在定向耦合器912之反射埠處產生之輸出信號OUT2之一例示性頻譜回應。波形1002繪示在2.030 GHz之一頻率下之信號OUT1之一頻譜分量m1及在2.148 GHz之一頻率下之其對應影像分量；分量m1係在所關注之一頻率下之輸出信號OUT1。頻譜分量m1具有13.395 dBm之一振幅且其影像分量具有約-30 dBm之一振幅，因此表示大於約43 dB之一影像抑制率。同樣地，波形1004繪示在2.030 GHz之一頻率下之一頻譜分量m2及在2.148 GHz之一頻率下之其影像分量；分量m1係在該所關注之頻率下之輸出信號OUT2。頻譜分量m2具有13.542 dBm之一振幅且其影像分量具有約-50 dBm之一振幅，因此表示大於約63 dB之一影像抑制率。
波形1006繪示在該規定頻率範圍(例如，約1.9 GHz至約2.3 GHz)內在定向耦合器914之輸出埠處產生之輸出信號OUT3之一例示性頻譜回應。波形1008繪示在該規定頻率範圍內在定向耦合器914之反射埠處產生之信號之一例示性頻譜回應。如自圖10所易知，波形1006繪示在2.030 GHz之一頻率下之信號OUT3之一頻譜分量m3及在2.148 GHz之一頻率下之其對應影像分量。頻譜分量m3具有16.495 dBm之一振幅且其影像分量具有約-33 dBm之一振幅，因此表示大於約49 dB之一影像抑制率。波形1008繪示分別在2.030 GHz及2.148 GHz之頻率下之頻譜分量m4及m5，其中一個分量係另一者之一影像。此等頻譜分量兩者皆顯著地衰減，其中分量m4具有-29.085 dBm之一振幅且分量m5 具有-33.320 dBm之一振幅。因此，雖然組合器電路900證實在不使用任何濾波之情況下透過選擇性相位配置之顯著影像拒斥，但其亦提供大於約98 dBm之一增益。
更一般而言，使用根據本發明之實施例之方法結合之每一位元串流產生器驅動器將經歷輸入功率之一加倍，如在輸出處所見。因此，結合四個驅動器將產生輸出功率之四倍或+6 dB之增益。圖8及圖10係自不同例示性模擬產生，然而對於兩個說明性情境，維持正交輸入信號關係。
本發明之技術之至少一部分可在一積體電路中實施。在形成積體電路時，通常在一半導體晶圓之一表面上以一重複圖案製作相同晶粒。每一晶粒包含本文中所闡述之一裝置，且可包含其他結構及/或電路。自該晶圓分割或切割個別晶粒，然後將該個別晶粒封裝為一積體電路。熟習此項技術者將知曉如何切割晶圓及封裝晶粒以產生積體電路。附圖中所圖解說明之任何例示性電路或其部分可係一積體電路之部分。將如此製造之積體電路視為本發明之部分。
可在涉及RF信號處理之本質上任何應用及/或電子系統中採用根據本發明之一積體電路。使用正交耦合器之一集總元件等效物可類似地適用較低頻率應用(例如，小於RF頻率)，如在本文中之教示下熟習此項技術者將易知。用於實施本發明之技術之合適系統可包含但不限於無線通信系統、信號處理器、功率放大器(例如，切換功率放大器(SWPA)、單一旁帶放大器)、傳輸器、接收器、信號產生器、通信網路等。將併入有此等積體電路之系統視為本發明之部分。在本文中所提供之本發明之教示下，熟習此項技術者將能夠料想到本發明之實施例之其他實施方案及應用。
本文中所闡述之本發明之實施例之圖解說明意欲提供各種實施例之一大體理解，且其並不意欲用作可利用本文中所闡述之電路及技 術之設備及系統之所有元件及特徵之一完全說明。在本文中之教示下，熟習此項技術者將易知諸多其他實施例；利用且自其導出其他實施例，以使得在不背離本發明之範疇之情況下可做出結構及邏輯替換以及改變。該等圖式亦僅係代表性的且未按比例繪製。相應地，應將說明書及圖式視為具有一說明性意義而非一約束性意義。
僅出於方便之目的在本文中個別地及/或共同地由術語「實施例」指代本發明之實施例，且若事實上已展示一個以上實施例或發明性概念，則並不意欲將此申請案之範疇限制於任何單個實施例或發明性概念。因此，雖然已在本文中圖解說明及闡述特定實施例，但應理解，可用達成相同目的之一配置替換所展示之特定實施例；亦即，本發明意欲涵蓋各種實施例之任何及所有變更或變化。在本文中之教示下，熟習此項技術者將易知上述實施例之結合及本文中未特定闡述之其他實施例。
本摘要經提供以符合37 C.F.R.§ 1.72(b)，其要求將允許讀者快速獲取該技術揭示內容之本質之一摘要。提交本發明摘要係基於以下理解：其並非將用於解釋或限制申請專利範圍之範疇或含義。另外，在前述實施方式中，出於簡化本發明之目的，可見各種特徵被一起集合於一單個實施例中。本發明之此方法不應解釋為反映以下一意圖：所主張之實施例需要比每一請求項中所明確陳述之特徵更多的特徵。而是，如隨附申請專利範圍反映：發明性標的物在於少於一單個實施例之所有特徵。因此，藉此將以下申請專利範圍併入至實施方式中，其中每一請求項作為單獨主張之標的物而獨立存在。
在本文中所提供之本發明之實施例之教示下，熟習此項技術者將能夠想到本發明之實施例之技術之其他實施方案及應用。雖然已參考隨附圖式在本文中闡述本發明之說明性實施例，但應理解，本發明之實施例不限於彼等精確實施例，且在不背離隨附申請專利範圍之範 疇之情況下熟習此項技術者可在其中做出各種其他改變及修改。
700‧‧‧例示性射頻位元串流組合器電路/組合器電路/核心功能性電路/說明性組合器電路/例示性組合器電路
702‧‧‧低Q阻抗變換網路/阻抗變換網路/第一諾頓等效低Q阻抗變換網路/第一阻抗變換網路/例示性阻抗變換網路
704‧‧‧低Q阻抗變換網路/阻抗變換網路/第二諾頓等效低Q阻抗變換網路/第二阻抗變換網路/例示性阻抗變換網路
706‧‧‧射頻定向耦合器/定向耦合器
708‧‧‧第一埠
710‧‧‧第二埠
712‧‧‧第三埠/輸出埠
714‧‧‧第四埠/反射埠
C5‧‧‧第三電容器/電容器/第五電容器
C6‧‧‧第一電容器/電容器/第六電容器
C7‧‧‧第二電容器/電容器/第七電容器
C8‧‧‧第四電容器/電容器/第八電容器
IN1‧‧‧第一輸入信號/信號/輸入信號/各別輸入信號
IN2‧‧‧第二輸入信號/信號/各別輸入信號/輸入信號
L5‧‧‧第一電感器/電感器/第五電感器
L6‧‧‧第二電感器/電感器/第六電感器
L7‧‧‧第四電感器/電感器/第七電感器
L8‧‧‧第三電感器/電感器/第八電感器
N1-N4‧‧‧節點
R7‧‧‧第一電阻器/電阻器/第七電阻器
R8‧‧‧第二電阻器/電阻器/第八電阻器
R9‧‧‧第二負載阻抗元件/電阻器/第九電阻器
R10‧‧‧第一負載阻抗元件/第十電阻器
V0in1‧‧‧第二輸出信號/輸出信號
V90in1‧‧‧第一輸出信號/輸出信號

Claims (21)

  1. 一種用於結合複數個數位位元串流之電路，該電路包括：第一位元串流產生器及第二位元串流產生器，該第一位元串流產生器操作以接收一第一類比信號且依據該第一類比信號產生一第一數位位元串流，該第二位元串流產生器操作以接收一第二類比信號且依據該第二類比信號產生一第二數位位元串流，該第一位元串流產生器及該第二位元串流產生器經組態以維持該第一數位位元串流與該第二數位位元串流之間的一實質上九十度相位差；及一定向耦合器，其經組態以在一第一埠處接收包括該第一數位位元串流之一第一輸入信號，且經組態以在一第二埠處接收包括該第二數位位元串流之一第二輸入信號，該定向耦合器維持該第一輸入信號與該第二輸入信號之間的一實質上九十度相位差，該定向耦合器包含被端接之一第三埠，該定向耦合器在一第四埠處，以使得在該第四埠處在無需用濾波來使與該第一輸入信號及該第二輸入信號中之至少一者相關聯之一影像分量衰減之情況下，在功率上抑制該影像分量之一方式產生指示該第一輸入信號與該第二輸入信號之一結合之一第一輸出信號。
  2. 如請求項1之電路，其進一步包括：一第一阻抗變換網路，其操作以接收該第一數位位元串流且依據該第一數位位元串流產生該第一輸入信號；一第二阻抗變換網路，其操作以接收該第二數位位元串流且依據該第二數位位元串流產生該第二輸入信號，該第一阻抗變換網路及該第二阻抗變換網路經組態以維持該第一輸入信號與該第二輸入信號之間的一實質上九十度相位差。
  3. 如請求項2之電路，其中該第一阻抗變換網路與該第二阻抗變換網路中之每一者經組態以具有一任意輸入對輸出相位關係，該第一阻抗變換網路之一輸入對輸出相位關係實質上追蹤該第二阻抗變換網路之一輸入對輸出相位關係。
  4. 如請求項2之電路，其中該第一阻抗變換網路及該第二阻抗變換網路中之至少一給定者包括：一電阻器，其具有經調適以接收該第一數位位元串流及該第二數位位元串流中之一給定者之一第一端子；第一電感器及第二電感器，該第一電感器具有與該電阻器之一第二端子連接之一第一端子，該第二電感器具有經調適用於與一第一電壓源連接之一第一端子；及第一電容器及第二電容器，該第一電容器具有與該第一電感器之一第二端子連接之一第一端子且具有與該第二電感器之一第二端子連接之一第二端子，該第二電容器具有與該第一電感器之該第二端子連接之一第一端子且具有經調適用於與該第一電壓源連接之一第二端子；其中該第一輸入信號及該第二輸入信號中之一給定者分別由該第一阻抗變換網路及該第二阻抗變換網路中之該給定者在該第二電容器之該第二端子處產生。
  5. 如請求項2之電路，其中該第一阻抗變換網路及該第二阻抗變換網路中之每一者包括一寬頻阻抗變換網路。
  6. 如請求項2之電路，其中該第一阻抗變換網路及該第二阻抗變換網路中之每一者包括一窄頻阻抗變換網路。
  7. 如請求項1之電路，其進一步包括一類比希伯特帶通濾波器，該類比希伯特帶通濾波器經調適以接收一類比實值基頻帶輸入信號且操作以產生分別供應至該第一位元串流產生器及該第二位 元串流產生器之該第一類比信號及該第二類比信號，該第一類比信號及該第二類比信號中之每一者係該實值基頻帶輸入信號之一複值分量且具有相對於彼此之一正交相位關係。
  8. 如請求項1之電路，其進一步包括：一第三位元串流產生器，該第三位元串流產生器操作以接收一第三類比信號且依據該第三類比信號產生一第三數位位元串流；一第二定向耦合器，其經組態以在一第一埠處接收包括該第一數位位元串流之一第三輸入信號，且經組態以在一第二埠處接收包括該第三數位位元串流之一第四輸入信號，該第二定向耦合器維持該第三輸入信號與該第四輸入信號之間的一實質上九十度相位差，該第二定向耦合器包含被端接之一第三埠，該第二定向耦合器在一第四埠處，以使得在該第四埠處在無需用濾波來使與該第三輸入信號及該第四輸入信號中之至少一者相關聯之一影像分量衰減之情況下，在功率上抑制該影像分量之一方式產生指示該第三輸入信號與該第四輸入信號之一結合之一第二輸出信號；及一第三定向耦合器，其包括：一第一埠，其經組態以接收該第一輸出信號；一第二埠，其經組態以接收該第二輸出信號；一第三埠，其被端接；及一第四埠，其經組態而以使得在該第三定向耦合器之該第四埠處在無需用濾波來使與該第一輸出信號及該第二輸出信號中之至少一者相關聯之一影像分量衰減之情況下在功率上抑制該影像分量之一方式，產生指示該第一輸出信號與該第二輸出信號之一結合之一第三輸出信號。
  9. 如請求項8之電路，其進一步包括第三阻抗變換網路及第四阻抗變換網路，該第三阻抗變換網路操作以接收該第一數位位元串 流且依據該第一數位位元串流產生該第三輸入信號，該第四阻抗變換網路操作以接收該第三數位位元串流且依據該第三數位位元串流產生該第四輸入信號，該第三阻抗變換網路及該第四阻抗變換網路經組態以維持該第三輸入信號與該第四輸入信號之間的一實質上九十度相位關係。
  10. 如請求項9之電路，其中該第三阻抗變換網路及該第四阻抗變換網路中之每一者經組態而具有一任意輸入對輸出相位關係，該第三阻抗變換網路之一輸入對輸出相位關係實質上追蹤該第四阻抗變換網路之一輸入對輸出相位關係。
  11. 如請求項9之電路，其中與該第一數位位元串流、該第二數位位元串流及該第三數位位元串流中之任一者相比，該第三輸出信號展現四倍功率。
  12. 如請求項9之電路，其中該第一阻抗變換網路、該第二阻抗變換網路、該第三阻抗變換網路及該第四阻抗變換網路中之每一者包括一寬頻阻抗變換網路。
  13. 如請求項9之電路，其中該第一阻抗變換網路、該第二阻抗變換網路、該第三阻抗變換網路及該第四阻抗變換網路中之每一者包括一窄頻阻抗變換網路。
  14. 如請求項1之電路，其中該至少一個定向耦合器包括一正交混合耦合器。
  15. 如請求項1之電路，其中與該第一數位位元串流及該第二數位位元串流中之任一者相比，該第一輸出信號展現功率增加。
  16. 如請求項1之電路，其中至該定向耦合器之該第一輸入信號與該第二輸入信號之間的一相位差維持在九十度之一規定範圍內。
  17. 如請求項1之電路，其中該電路之至少一部分製作於至少一個積體電路中。
  18. 一種電子系統，其包括：至少一個積體電路，該至少一個積體電路包含用於結合複數個數位位元串流之至少一個電路，該至少一個電路包括：第一位元串流產生器及第二位元串流產生器，該第一位元串流產生器操作以接收一第一類比信號且依據該第一類比信號產生一第一數位位元串流，該第二位元串流產生器操作以接收一第二類比信號且依據該第二類比信號產生一第二數位位元串流，該第一位元串流產生器及該第二位元串流產生器經組態以維持該第一數位位元串流與該第二數位位元串流之間的一實質上九十度相位差；及一定向耦合器，其經組態以在一第一埠處接收包括該第一數位位元串流之一第一輸入信號，且經組態以在一第二埠處接收包括該第二數位位元串流之一第二輸入信號，該定向耦合器維持該第一輸入信號與該第二輸入信號之間的一實質上九十度相位差，該定向耦合器包含被端接之一第三埠，該定向耦合器在一第四埠處，以使得在該第四埠處在無需用濾波來使與該第一輸入信號及該第二輸入信號中之至少一者相關聯之一影像分量衰減之情況下，在功率上抑制該影像分量之一方式產生指示該第一輸入信號與該第二輸入信號之一結合之一第一輸出信號。
  19. 如請求項18之系統，其中該至少一個電路進一步包括：一第一阻抗變換網路，其操作以接收該第一數位位元串流且依據該第一數位位元串流產生該第一輸入信號；一第二阻抗變換網路，其操作以接收該第二數位位元串流且依據該第二數位位元串流產生該第二輸入信號，該第一阻抗變換網路及該第二阻抗變換網路經組態以維持該第一輸入信號與 該第二輸入信號之間的一實質上九十度相位差。
  20. 如請求項18之系統，其中該至少一個電路進一步包括一類比希伯特帶通濾波器，該類比希伯特帶通濾波器經調適以接收一類比實值基頻帶輸入信號且操作以產生分別供應至該第一位元串流產生器及該第二位元串流產生器之該第一類比信號及該第二類比信號，該第一類比信號及該第二類比信號中之每一者係該實值基頻帶輸入信號之一複值分量且具有相對於彼此之一正交相位關係。
  21. 如請求項18之系統，其中該至少一個電路進一步包括：一第三位元串流產生器，該第三位元串流產生器操作以接收一第三類比信號且依據該第三類比信號產生一第三數位位元串流；一第二定向耦合器，其經組態以在一第一埠處接收包括該第一數位位元串流之一第三輸入信號，且經組態以在一第二埠處接收包括該第三數位位元串流之一第四輸入信號，該第二定向耦合器維持該第三輸入信號與該第四輸入信號之間的一實質上九十度相位差，該第二定向耦合器包含被端接之一第三埠，該第二定向耦合器在一第四埠處，以使得在該第四埠處在無需用濾波來使與該第三輸入信號及該第四輸入信號中之至少一者相關聯之一影像分量衰減之情況下，在功率上抑制該影像分量之一方式產生指示該第三輸入信號與該第四輸入信號之一結合之一第二輸出信號；及一第三定向耦合器，其包括：一第一埠，其經組態以接收該第一輸出信號；一第二埠，其經組態以接收該第二輸出信號；一第三埠，其被端接；及一第四埠，其經組態而以使得在該第三定向耦合器之該第四埠處在無需用濾波來使與該第一輸出信 號及該第二輸出信號中之至少一者相關聯之一影像分量衰減之情況下在功率上抑制該影像分量之一方式，產生指示該第一輸出信號與該第二輸出信號之一結合之一第三輸出信號。
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