TW488128B - Linearized integrated frequency demodulator - Google Patents

Description

488128 A7 厂 —__ B7 五、發5兑明（1—) ~—_ '一一 -- 技術範轉 本發明有關於信號處理，更明確地說，有關於解調已調 頻之信號。 發明背景 調頻（FM)為一調變的方法，其中波的頻率對應於一調變 波而變化。頻率在其中變化的波稱之為載波而該調變波則 稱為信號。已碉頻之電磁波具有一穩定振幅，且對於從自 然與人工兩種電磁輻射來源之干擾相較於可造成靜電之已 調幅電磁波而言其敏感度少了許多。因為其有利的性能特 I*生之、、、。果FM廣泛使用於通訊系統中，例如無線電以及最 近的個人通訊系統（PCS)如無線電腦及無線通話法。 以FM為基礎之系統的一個重要特徵為其原始資訊可以 如此準確地從已調頻資訊被還原。從已調頻資訊還原原始 資訊之過程典型上被參考為解調。在一理想Fm系統中，解 調一已調頻信號只有提供原始被調制的資訊而已。例如， 調頻以及之後解調一 1千赫芝信號只會產生一 1千赫芝的信 號。然而貫際上’解調不只是產生被調制的原始信號而 已，同時也產生其他諧丨皮信號。在之前的例子中，該已解 調資訊也許包含在2千赫芝，3千赫芝，4千赫芝等等的部 刀貝訊。此其他貝訊並非想要的因為其對FM系統之性能具 反效果。因此，不想要的諧波失真能量水平理想上比所欲 資訊之能量少很多。 圖1說明一用來解调已調頻信號之常用FM延遲線路解調 器100。解調器100包括一限制器102，一移相電路104，一 -4- 本紙張尺度適财S S家標準(CNS) A4規格(21G X 297公爱) "~" 猶^ 五、發明説明 限制器1〇6’ -混和器108以及-濾波器110。一被指定為s⑴ 且具有一中央頻率fIF之已調頻輸入信號被提供到限制器 102。如技藝上所熟知，一限制器處理一輸入信號並提供 一具有穩定’預定振幅之輸出信號，不論在輸入信號中是 否出現任何振幅的變化。當在解調器中的電路對於振幅變 化敏感時，限制器被使用在解調器中。 限制器102處理輸入信號s(t)且提供一具有穩定，預定振 幅足限制輸出s(t)i，到移相電路1〇4與混和器1〇8兩者中。 如技藝上所熟知且此後將更詳細的描述，混和器ι〇8敏感 於信號振幅之變化因而所有到混合器1〇8之輸入信號必須 具有相對穩定的振幅。 移相電路104對於5(仏施行一頻率相依之移相以提供一已 移相之信號s(t)2。該移相理想上為在s⑴之中央頻率心9〇度 處。如在此後更詳細的描述中，信號s(t)2特性上包括由移 相器104所添加之振幅與頻率失真。信號s(t)2由限制器1〇6所 處理並產生一具有預定且穩定振幅之已移相信號s(t)3，提 供到/昆和器108中。混合器1〇8將信號5(〇3與相乘以產生 一包含調制信號m(t)之信號s(t)4，以及一雙頻率項2fIF。信 號s(t)4在輸出處由濾波器11〇處理到選擇信號。遽波器 110典型上為一低通滤波器用來移除包含雜音之較高頻率 元件。 一 移相電路104常當作一電阻-電容-電感（RCL)電路施行。 圖2說明一移相電路104之常用RCL施行。移相電路1 〇4包括 串聯在一輸入電壓（VIN)與一輸出電壓（V0UT)之間之電阻2〇〇 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 488128 A7 B7 五、發明説明（3 與電容202。一電感204連接在V0UT與一接地206之間。如圖 4中所說明之移相電路104的操作特性由下列方程式表示： (1) flF (2) Q--

Ik^LC

^ flFL ~R~ 移相電路104之常用RCL施行與理想的移相電路比較具有 數個缺點。首先，當使用來處理具有相對低中央頻率（fIF) 之已調制信號時，對於表示在分子的’’ L ”而言變得難以去 獲得一大電抗。例如，對於Q等於0.1，以及一 10千歐姆 (K ohm)的實際電阻而言，.需要一 5毫亨利（mH)的電感，其 難以去積分且一般而言對於積體應用並不實際。該項次 "Q π乃技藝上所熟知其意義為一 RCL電路的品質因數。為 在上述方程式（2)之分母中獲得一相對高的電抗，L的值必 需相對的大，此在積體半導體裝置中可能難以達成因為其 需要大空間以形成一大型不連續電感元件。 其次，該移相電路104之RCL施行產生不想要的振幅與相 位（ΑΜ-ΡΜ)失真量，需要使用限制器106因而限制了解調器 100之有效應用。因為由移相電路104所提供之特徵上非線 性的移相，已解調信號m(t)在低中央頻率如大約60千赫芝 時具有一相對低之SINAD。該名稱’’ SINAD’·乃技藝上所熟知 為一優勢圖式用來表示介於接地諧波與較高諧波（2f〇，3f〇 等等，其中f〇為m(t)之頻率）積分之間的功率（分貝）比率。 移相電路104之振幅與相位失真將參考圖3與4中的圖形而 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 488128 A7 B7 五、發明説明（4 ) 有更詳細的解釋。 圖3為一座標圖300說明移相電路104之RCL電路的傳導函 數302以作為頻率的函數。如座標圖300所說明，移相電路 104在關於中央頻率（fIF)的整個頻率範圍304(2Δί)之操作， 造成移相電路104之已移相輸出信號s(t)2在振幅上的改變 306(ΔΗ)。因此，s(t)2的振幅在fIF -ZXf到fiF +Z\f的整個頻率 範圍内變化（被失真）。因為混和器108對於振幅的改變非常 敏感，移相電路104之已移相輸出信號s(t)2必須由限制器106 處理以獲得具有穩定振幅之信號s(t)3。 圖4為一座標圖400說明在移相電路104之已移相輸出信 號s(t)2的整個頻率（赫芝）上其相位的改變（度），如線402所 指出。因為移相電路104由線402所表示之非線性操作，已 解調信號m(t)(圖1 )具有一相對低之SINAD，從而使得解調 器100—般來說不適合於高-SINAD之應用，例如高品質無 線通訊。為求比較，座標圖400包含代表在整個頻率下之 理想線性移相的線404。 基於解調FM信號之需要以及先前方法中之限制，高度 冀望能有一種方法用來解調FM信號但不需要使用電感且提 供無線通訊應用一具有足夠高的SINAD之解調信號。 發明總結 一 如本發明的一個觀點，用來處理一已調頻輸入信號以及 用來提供一輸出信號之解調器包含一限制器其回應一已調 頻輸入信號用來提供具有預定振幅之限制-振幅信號。一 移相電路網路被耦合到限制器並包含複數個濾波器。該移 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) A7 B7 五、發明説明 相電路網路回應於限制振幅信號且提供一移相限制振幅信 號。一信號混合器被耦合到限制器與移相電路網路兩者， 該信號混合.器回應限制振幅信號與移相限制振幅信號兩者 以產生一具有一限制振幅信號元件與一移相限制振幅信號 元件之輸出信號。 如本發明的另外一個觀點，用來處理一已調頻信號且用 來提供一輸出信號的方法，其包括處理已調頻信號之步驟 以產生一具有預定振幅之限制振幅信號，以複數個全通濾 波器處理限制振幅信號之步驟以產生一移相限制振幅信 號，以及處理限制振幅信號與移相限制振幅信號以產生一 具有限制振幅信號兀件與一移相限制振幅信號元件之輸出 信號。 如本發明之另外一個觀點’用來處理一已調頻信號且產 生-輸出信號的解調器，其包括回應一已調頻輸入信號之 第-限制器以提供一具有預定振幅之限制振幅信號。一低 通貝m器㈣合到限制n ’該低通貝索濾、波器回應於 限制振幅信號以產生第一移相限制振幅信號。—第二限制 器被糕合到低通貝索濾」皮器且回應於第—移相限制振幅信 =以產生第二移相限制振幅信號。一信號混合器被耦合到 第限制為與第二限制器兩者，其回應於限制振幅信號以 及第二移相限制振幅信號以產具有限制振幅信號元件 與一移相限制振幅信號元件之輸出信號。 列之說明與申請專利範 本發明之其他觀點與特性將從下 圍而變得更加明胡。 -8-

A7 B7 6 五、發明説明（ 圖式之簡單說明 本發明之具體實例藉由範例但不受侷限，在伴隨圖形之 圖示中以及像參考類似元素之參考數值中作說明，其中： 圖1為一區塊圖示其說明用來解調一已調頻信號之常用 解調器； 圖2為一區塊圖示其說明用在圖1之區塊圖示中一移相電 路之常用電阻—電容—電感（RCL)電路施行； 圖3為一座標圖其說明圖2中rCl電路之一傳導函數； 圖4為一座標圖其說明在圖2中RCL電路之整個移相輸出 信號頻率下之相位改變； 圖5為區塊圖示其說明如本發明之一具體實例中用來 解調一已調頻信號之解調器； 圖6為一區塊圖不其說明如本發明之一具體實例中之移 相電位網路； 圖7為一圖示其說明如本發明之—具體實例中作為圖6中 移相電位網路頻率（赫芝）之函數的相位變化（度）線性； 圖8為—電路概要圖示其說明如纟發明之一具體實例中 一全通濾波器之施行； 圖9為-區塊圖示其說明如本發明之另外—個具體實例 中之一移相電路網路； 〜 圖10為一電路概要圖示並今 ^ 口 丁具过明如本發明之一具體實例中 之一低通貝索濾波器； 圖11Α為如本發明之一且触余，，, ^ 具姐貫例中非反相式電子管互果 (gm)元件的區塊圖示； ’ -9- 488128 A7 B7 五、發明説明（/ ) 圖11B為如本發明之一具體實例中反相式gm元件的區塊 圖示；以及 圖12為一電路概要圖示其說明如本發明之一具體實例中 一 gm元件之電路施行。 較佳具體實例之詳細說明 在下列為解釋目的所作之說明中，制定了特定之細節以 對於本發明提供一完全的了解。然而，顯然地本發明可以 不需要這些特定細節即可施行。在其他例子中，熟知之結 構與裝置以區塊圖形式作說明以避免對本發明不必要之誤 解。 一種用來解調已調頻信號的方法包括以一移相電路網路 處理一已調頻信號，其用來提供在已調頻信號中央頻率周 圍具有相對穩定的振幅以及在整個操作頻率範圍内表現出 相對線性相位改變的解調信號。該解調信號具有一相對高 的SINAD，使得該方法適合用於高-SINAD應用如遠距通訊 以及無線通話法。該方法同時也避免在移相電路網路中使 用電感，提供一非常適合於積體電路應用的小型解調器。 本發明的具體實例包括但不侷限於，一包含N個數目之全 通濾波器之移相電路網路以及包含一低通貝索濾波器之移 相電路網路，兩者將於此後作更詳細地描述說明。 發明之詳細說明 一 圖5如本發明之一個具體實例其說明一用來解調已調頻 信號的解調器500。解調器500包括一限制器502，一移相電 路網路504，一混合器506以及一濾波器508。限制器502處 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝 訂

線 B7 B7 8 五、發明説明（ 理輸入信號s(t)並提供一具有穩定與預定振幅之限制輸出 信號5(小，到移相電路網路504與混合器506兩者。移相電 路網路504在s(t)】的中央頻率F處對於s(t)i施行一頻率相依 九十（90)度之移相，提供一已移相信號s(t)2。混合器5〇6結 合S(t)i與5(〇2以提供一信號s⑴3 ，其包含信號m⑴ 以及較 高的頻率元件，也就是在flF ，2fiF ，3fiF等等之s⑴i。信 號s(t)3由濾波器508處理以移除較高位階之元件，也就 是在fIF，2fIF，3fIF等等之s(t)1，並提供輸出信號m⑴。 在較佳具體實例中解調器500之施行乃作為一差動電 路其中母個已作說明的連接線路包含兩條連接線路， 互為一百八十（180)度之相反相位，以增加供應之捨棄率。 然而’為簡化說明之目的，連接線路在圖5中以一單一線 路作描述。 圖6為如本發明之一具體實例之區塊圖示其說明移相電 路網路504之一全通濾波器網路施行。如本具體實例中， 移相電路網路504包含N個數目之全通濾波器6〇〇，其共同 提供已調頻輸入信號S(th九十（90)度之移相並具有最小s(t)i 之振幅或頻率失真。如此後之更詳細描述中，該全通遽波 器600較佳是提供相同量的移相，也就是每_個（9〇/n)度， 但可能以不同量之移相取代。—第一個全通濾波器6〇〇處理 輸入信號s(th並提供一已移相之信號s(t)1，。已移相之信號 s(t)i ’由第二個全通濾波器600處理並提供一已移相之信號 s(t)i 。此持續進行直到最後一個全通濾、波器提供信號 s(t)2。此方法對s(t)i產生一相對高線性相位改變至少九十 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 488128 A7 B7 五、發明説明（9 ) (90)度直到之中央頻率（f\ F )。 圖7為如本發明之一具體實例之圖示700，說明以不同數 目之全通濾波器600施行的移相電路網路504其相位改變（度） 之線性為頻率（赫芝）之函數。圖示700包括一組相位改變曲 線702，如本發明之一具體實例其說明以一個到五個全通 濾波器600施行的移相電路網路504其相位之改變。相位改 變曲線702並不需要提供移相電路網路504之真實與準確的 回應，但卻提供來說明當以不同數目的全通濾波器600施 行時移相電路網路504之相對線性，同時移相電路網路504 之線性一般而言在移相電路網路504中的全通濾波器600數 目增加時有所改善。理想上，移相電路網路504在sCth之 中央頻率（f! F )處提供s(t：h九十（90)度之移相。 曲線704—般說明以單一全通濾波器600施行時移相電路 網路504其相位改變之線性，且在sGh之中央頻率（f\ F )處 提供s(t)i整個九十（90)度之移相。曲線706—般說明以兩個 全通濾波器600施行時移相電路網路504其相位改變之線 性，且每一個全通濾波器600在s(th之中央頻率（f! F)處提供 s(t)i四十五（45)度之移邦。曲線708 —般說明以三個全通濾 波器600施行時移相電路網路504其相位改變之線性，且每 一個全通濾波器600在s(t：h之中 ''央頻率⑺F )處提供s(th三十 (30)度之移相。曲線710—般說'明以四個全通濾波器600施 行時移相電路網路504其相位改變之線性，且每一個全通 濾波器600在s(t：h之中央頻率（fIF)處提供s(th二十二點五 (22.5)度之移相。曲線712—般說明以五個全通濾波器600施 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 488128 A7 B7 五、發明説明（1Q ) 行時移相電路網路504其相位改變之線性，且每一個全通 濾波器600在s(th之中央頻率（fIF)處提供s(t：h十八（18)度之 移相。 因此，移相電路網路504之線性在使用較複數個目的全 通滤波器600來達成九十（90)度之移相時獲得改善。如曲線 712所說明，如本發明之一具體實例中以五（5)個全通濾波 器600施行時之移相電路網路504，其提供一相對線性的相 位改變反應，也就是相對低的PM失真。一五（5)個全通濾 波器600之施行同時也在一已解調信號的中央頻率⑺F)周 圍提供足夠低的振幅失真，使得解調器500在移相電路網 路504與混合器506之間不需要一限制器的階段。如本發明 之一個具體實例，移相電路網路504之五個全通濾波器600 之施行產生一具有大約60分貝（Db)SINAD之已解調信號， 其適合用在許多通訊應用上例如無線通訊。由該五個全通 濾波器600之施行所提供之相對線性相位改變回應，藉由 在每一個全通濾波器600之個別線性範圍内個別操作，因 而減少移相電路網路504的全部失真。在單一全通濾波器 施行中，角落點位在操作的非線性區域中，因而減少了已 解調信號之SINAD。相對來說，五個全通濾波器之施行則 將角落點移進全通濾波器600之線性區域中。 使用可提供相同移相量的全^通濾波器600為有利的，因 為其允許單一全通;慮波器600設計與相同電路元件一同使 用在所有的全通濾波器600。然而，由每一個全通濾波器 所提供之移相數量可能因為特殊應用的需求不同而各異。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 488128 A7 B7 五、發明説明（11 如本發明之一個具體實例，移相電路網路504中之五個 全通濾波器600之施行提供不同數量的移相，然而移相之 總數I (九十度）維持相同。例如，對於一特殊的五個全通 濾波器600之施行，五個中有四個全通濾波器600提供二十 (20)度的移相且第五個全通濾波器6〇〇提供十（1〇)度之移 相。也可能使用其他組合的移相。 圖8說明如本發明之一具體實例中一全通濾波器6〇〇的電 路施行。全通濾波器600包括一第一電阻—電容（RC)對 602，一第二RC對604以及一輸出緩衝器606在輸入信號s(t)i 與幸則出k號s(t)! ’間串聯。輸出信號中)^代表在經過全通滤 波器600處理後之吖仏。第一 RC^ 602包括在s(t)i與接地611 之間串聯之電容608與電阻6 1 0。第二RC對604包括在s⑴i 與接地611之間串聯之電阻612與電容614。輸出緩衝器6〇6 較佳為一具有非反相與反相㈠輸入及增量為—（丨）之單 位增量放大器。輸出緩衝器606之非反相⑴輸入連接到介 於電表608與電阻610之間的一節點616。被指定為（·）的輸出 緩衝器606之反相輸入，連接到介於電阻612與電容614之間 的一節點618。輸出緩衝器606在其輸出提供sGh，。如圖8中 所說明電路施行全通濾波器600之操作特徵如下列方程 式： — (3) θ(/) = 2 tan'1 ( 2π RC f (4) RC =

2π fIF -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 488128 A7 B7 五、發明説明（12 ) (5) 命1 (全通） (6) Q = 1 電容608，電阻610，電阻612與電容614之元件數值的選 擇取決於應用之特殊需求。在一個此種應用中，於圖8中 所施行之全通濾波器600當sGh的中央頻率fIF大約為60千赫 芝時對於s(th ’產生一 30分貝之SINAD。在此應用中電容 608，電阻610，電阻612與電容614之元件數值的選擇範圍 如下：電容608 : 5PF(兆分之一法拉）；電阻610 : 100千歐 姆；電阻612 : 100千歐姆；以及電容614 : 5PF。本發明之 具體實例特別可應用在具有一頻率大約10千赫芝到大約200 千赫芝之已調制信號上，取決於所使用之元件數值，儘管 本發明也可能應用在具有不同頻率之已調制信號上。對於 某些遠距通訊之應用，例如行動電話，一 30分貝的SIAND 無法提供適當性能所需之足夠的功率範圍，例如群組延遲 分佈。因此，如本發明之一具體實例在圖6中作說明與先 前描述中，多重全通濾波器600被使用來減少在s(t)2與m(t) 中之失真。 ， 移相電路網路504之操作包括五個⑺全通濾波器600其特 徵如下列方程式

RC

人〇。 U ⑺ r 90。 tan( (8)

AN -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 488128 A7 B7 五、發明説明（13 ) 如圖8中所說明含有五個（5)全通濾波器600之移相電路網 路504，當s(t：h的中央頻率fIF大約為60千赫芝時對於s(t：hi 生55分貝之SINAD，提供一適合用在許多遠距通訊應用如 無線通話法之解調器500。優勢上來說，如圖8中所說明含 有五個（5)全通濾波器600之移相電路網路504並不需要在移 相電路網路504與混合器506之間使用電感或限制器，使得 移相電路網路504在有限元件空間可供利用時對於積體電 路之解決方法特別有用。 圖9如本發明之另外一個具體實例說明移相電路網路 504。移相電路網路504以一低通貝索濾波器900及一限制器 902施行。低通貝索濾波器900處理輸入信號s(t：h以及提供 一具有相當低群組-延遲失真之已移相信號s(t：h ’。限制器 902對於在信號s(t：h’中由低通貝索濾波器900所貢獻之任何 振幅變化藉由補償處理信號s(t：h ’並提供輸出信號s(t)2。 如圖9中之低通貝索濾波器900之施行，輸出信號s(t)2之 線性隨所選擇的低通貝索濾波器900之位階而變化。一三 位階低通貝索濾波器900已經被發現來提供一超過至少九 十（90)度之線性相位改變，最高到具有相當低失真之信號 s(th的中央頻率fIF。低通貝索濾波器900具有一與圖8之全 通濾波器600相類似的傳導函政。也可能使用其他位階之 貝索濾波器取決於特殊應用之要求。 圖10說明如本發明之一具體實例中使用gm元件之三位階 低通貝索濾波器900的電路施行。g m元件，也被認知為跨導 元件或一電壓-電流轉換器，乃技藝上所熟知且被使用來 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 488128 A7 B7 _ 五、發明説明（14 ) 轉換一輸入電壓到一輸出電流。所有在圖10中的gm元件均 以單一信號輸入與單一信號輸出作說明以簡化之。如技藝 上所熟知以及在圖11A與11B中所說明，gm元件實際上具有 兩個輸入與兩個輸出。圖11A說明一用在圖10中之gm元件 902，904，與906的常用非反相式gm元件1100。圖11B說明一 具有反相輸出之常用反相式gm元件1102之符號表示。 低通貝索濾波器900包括非反相式gm元件902，904，與906 在輸入信號s(th與輸出信號s(t)2之間與一輸出緩衝器908串 聯連接。低通貝索濾波器900同時也包括反相式gm元件 910，912，914與916。反相式gm元件910在介於非反相式gm 元件904之輸入與非反相式gm元件902之輸出間並聯在一節 點917上。反相式gm元件912在介於非反相式gm元件906之輸 出與輸出緩衝器908之輸入間並聯在一節點918上。反相式 gm元件914在介於節點917與節點919之間與非反相式gm元件 904並聯連接。反相Sgm元件916在介於節點918與節點919之 間與非反相式g m元件906並聯連接。 低通貝索濾波器900也包括電容920，922，與924。電容 920在介於節點917與接地925之間連接。電容922在介於節 點919與接地925之間連接。電容924在介於節點918與接地 925之間連接。 - 如本發明之另外一個具體實例，一調整輸入926如圖 10 ’ 11八與11B中所說明被連接到每一個gm.元件902，904， 906，91〇，912，914與916上。為簡化與清楚化調整輸入 926被顯示為連接到低通貝索濾波器900之單一連接，但實 -17-

488128 A7 B7 五、發明説明（ 際上如圖11A與11B中所說明被連接到每一個gm元件9〇2， 904，906，910，912，914與 916上。調整輸入 926 調整 gm 元 件902，904 ’ 906，910，912，914與916之電壓到電流轉換 操作，用以衡量在低通貝索遽波器900中元件數值與/或寄 生電容量之改變。調整輸入926允許低通貝索濾波器9〇〇之 操作被”調整’’，使得輸入信號在其中央頻率處被移相 九十（90)度。重要的是，調整輸入926允許低通貝索濾、波器 900在操作期間由其他電路（未顯示）動力調整，該電路藉由 使用一參考時鐘調校c / gm時間常數並調整在調整輸入926 上之電壓以維持九十（90)度的移相。 如圖10中所說明之正常化低通貝索濾波器900的操作特 徵由下列方程式表示： 1 /(,) = —___ l + cosh(X)/sinh ⑷ 電容920，922與924數值之選擇取決於特殊應用之要求。 如一個此種應用其電容920，922與924之數值在大約1到大 約15兆分之一法拉（PF)範圍之間，其適合用於積體應用。 圖12說明如本發明之一具體實例中一 gm元件12〇〇的電路 施行。Gm元件1200包括一電流來源1202在節點1204與節點 1206之間連接。節點12〇4連接到'一如2.7伏特來源之電壓來 源。Gm元件poo進一步包括一 NPN-類型之電晶體12〇8在節 點1206與節點1210之間連接。一 NMOSFET電晶體1212在節 點1210與接地1214之間連接。

Gm元件12〇〇包括一電流來源1216在節點1204與節點1218 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

裝 玎

488128 A7 B7 五、發明説明（16 ) 之間連接。一 NPN-類型之電晶體1220在節點1218與節點 1222之間連接。一 NMOSFET電晶體1224在節點1222與接地 1214之間連接。電流來源1202產生一依箭頭1226所指示之 方向流動的偏移電流。而電流來源1216產生一依箭頭1228 所指示之方向流動的偏移電流。

Gm元件1200提供節點1206—負輸出電流（Ιουτ_)以及節點 1218—正輸出電流（Ιουτ+)。調整輸入926連接到ΝΡΝ-類型電 晶體1208與1220之閘門輸入。NMOSFET電晶體1212之一閘 門輸入1230連接到Gm元件1200之正輸入電壓（VIN+)。NPN-類型電晶體1224之一閘門輸入1232連接到Gm元件1200之負 輸入電壓（VIN-)。 儘管在三位階貝索濾波器之文件中說明與描述低通貝索 濾波器900之具體實例，也可以使用其他位階的貝索濾波 器端賴於特殊應用的需求。例如，對於某些應用中線性之 要求並不嚴格時，則可以使用一較低位階的貝索濾波器如 第二位階貝索濾波器，儘管在整個頻率最高到輸入信號 s(t：h的中央頻率中可能只有提供輸出信號s(t)2—較少之線性 相位改變。其他應用可能在不同相位改變中需要更嚴格的 線性，因而可能使用一較高位階的貝索濾波器如第五位階 貝索滤波器。 在此間所描述之技藝提供超過先前解調一已調頻信號所 用方法的數個優點。最顯著的是，此間所描述的具體實例 提供一九十（90)度的線性相位改變，最高到具有相對最小 振幅或頻率失真之輸入信號之中央頻率（fIF)。避免電感的 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 488128 A7 B7 五、發明説明（17 ) 使用使得施行尺寸得以減少而特別有用於積體電路之應 用。全通濾波器的具體實例在移相電路網路504之後並不 需要使用一額外的限制器階段進一步減少了所需元件的數 目，最後，調整輸入926允許動力調整低通貝索濾波器之 操作使得輸入信號s(th在輸入信號s(t：h之中央頻率（fIF)處移 相九十（90)度。 在先前的詳細說明中，本發明已經參考其中之特定具體 實例作描述。然而，明顯地只要在不背離本發明之廣義精 神與原則下可對本發明作各種之修改與變化。該詳細說明 與圖示只供作為說明參考而非限制。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

Claims (1)

1. 488128

   々、申請專利範圍 1 . 一種適合用於一積體電路的低失真移相網路（504)，該 網路包括： 複數個串列耦合之全通濾波器（600)，其中每一個全 通濾波器在一中央頻率提供一小於90度之移相，且該 等串列之複數個全通濾波器提供一中央頻率而整體為 90度之移相。 2 .如申請專利範圍第1項之移相網路，包括N個數目之全 通濾波器（600)，其中每一個全通濾波器提供一 90/N度 之移相。 3. —種FM解調器（500)，包括： 一低失真移相網路，包括複數個串列耦合之全通濾波 器（600)，其中每一個全通濾波器（600)在一中央頻率提 供小於90度之移相，且該等串列複數個全通濾波器（600) 提供一中央頻率而整體為90度之移相。 4 .如申請專利範圍第3項之FM解調器，尚包括： 一限制器（502)，回應一已調頻輸入信號且提供一限 制振幅信號； 該低失真移相網路（504)從該限制器（502)接收限制振 幅信號並提供一已移相限制振幅信號；以及 一混合器（506)，具有一第一輸入耦合到該限制器（502) 及具有一第二輸入耦合到該移相網路（504)，該混合器 (506)回應限制振幅信號與已移相限制振幅信號兩者， 以產生一解調輸出信號。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 488128 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 ·如申請專利範圍第4項之F Μ解調器，其中該移相網路 (5〇4)包括Ν個數目之全通濾波器（600)，其中每一個全 通濾波器（600)提供一 90/ Ν度之移相。 6 .如申請專利範圍第3項之ρ μ解調器，其中該移相網路 (5〇4)包括Ν個數目之全通濾波器，其中每一個全通濾 波器提供一 90/Ν度之移相。 7 · —種解碉器（5〇〇)，用以處理一已調頻輸入信號及提供 一已解調輸出信號，該解調器（500)包括： 回應一已調頻輸入信號之一限制器（5〇2)以提供一具 有預定振幅之限制振幅信號； 一移相網路（504)，耦合到該限制器（5〇2)，且包括複 數個串列濾波器，其每一個濾波器在一中央頻率提供 預定移相且操作在一線性範圍，該移相網路（5〇4)回應 限制振幅信號，以提供一在中央頻率具有一等於該等 複數個濾波器整體移相之移相的移相限制振幅信號； 以及 一信號混合器（506)，耦合到該限制器（502)與移相網 路（504)兩者，該信號混合器（5〇6)回應該限制振幅信號 與已移相限制振幅信號兩者，〜以產生一具有一限制振 幅k號元件與一已移相限制振幅信號元件之解調輸出 信號。 8 ·如申请專利範圍第7項之解調器（5〇〇)，尚包括轉合到該 混合器（506)之一濾波器（508)，該濾波器（5〇8)回應輸出 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱）

   裝 ㈣128

   、申請專利範圍 信號以提供一已濾波輸出信號。 9-如申請專利範圍第7項之解調器（500)，其中該複數個濾 波器包括複數個全通滤波器（6〇〇)，其係配置以提供一 總共移相九十度之限制振幅信號。 10.如申請專利範圍第9項之解調器（5〇〇)，其中該複數個濾 波器（600)包括五個全通濾波器，其每一個均係配置以 提供移相十八（18)度之限制振幅信號。 11·種解碉器（500)，用以處理一已調頻輸入信號及提供 一輸出信號，該解調器（500)包括： 回應一已碉頻輸入信號之一第一限制器（5〇2)，用以 提供一具有預定振幅之限制振幅信號； 耦合到該限制器（502)之一低通貝索濾波器（9〇〇)，該 低通貝索濾、波器（900)回應該限制振幅信號以產生一第 一已移相限制振幅信號； —第二限制器（902)，耦合到該低通貝索濾波器（9⑼) 且回應該第一已移相限制振幅信號，以產生一第二已 移相限制振幅信號；以及 一信號混合器（506) _，耦合到該第一限制器（5〇2)與第 二限制器（902)兩者，該信號咢合器（5〇6)回應該限制振 幅k號與第二已移相限制振幅信號，以產生一具有一 限制振幅信號元件與一已移相限制振幅信號元件之輸 出信號。 12.如申請專利範圍第11項之解調器（500)，尚包括耦合到 -23- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱)

   488128 8 8 8 8 A BCD 六、申請專利範圍 該混合器（506)之一濾波器（508)，該濾波器（508)回應輸 出信號以提供一已濾波輸出信號。 13.如申請專利範圍第11項之解調器（500)，其中該低通貝 索濾波器（900)為一第三階低通貝索濾波器（900)。 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)