TW578387B - Phase-lock loop applying in wireless communication system and method thereof - Google Patents

Description

578387 修正 曰 五、發明說明（1) 發明領域 缘通i ϊ明係關於一種鎖相迴路，特別是指-種應用於無 線通矾糸統之鎖相迴路。 發明背景 位盘ίί線通訊系統中，鎖相迴路是用以產生具有特定相 知鎖相迴路中，特定頻率的 生係由一頻率合成裔產生一本地振盪頻率，再由一 除法器對本地振盪頻率除頻，再與 的 其相對應之本地振盪頻 導致相對應之固定本地 會連帶使得鎖相迴路的 二入相位偵測器後，產生一控制訊號並 特，頻率。因此對同一特定頻率 心座生4 率疋固定的。然而因為雜訊干擾 振堡頻率本身的訊號品質不佳時 發射訊號品質不佳。 頻率合成器有許多做法， — 類的雜訊干擾，例如曰^ μ母一種做法都有不同種

Oscillator 本地振蘯頻率接㉛某^ =造成的干· ’即當所需要的 就很容易被干擾。率的整數倍時，本地振盪頻率 kHz到1MHz處會多出一此所需要的本地振盪頻率附近數 習知避免雜訊干擾：：5訊號。、 進，因而增加電路的、—雜去，係專注於頻率合成器的改 便會發生該頻率無法t ’、度與成本。當干擾無法解決時， 差。 、、’ 用’或是使該頻率的使用品質較

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發明概述 種可應用於無線通訊系統之 f之產生方法。該鎖相迴路係 加以調變為一相對應之 預疋之發射頻率以發射出 本發明之目的在於提供 鎖相迴路，以及一種射頻信 用來將一輸入頻率之一組基 射頻信號。該射頻信號具有 去0 根據本發明之一具體 合成器、一第一可變除數 振盪器以及一頻 振盪頻率之一本 第一可變除數來 號。一調變器接 除法器 。該頻 號。該 振盈信 頻信號 調變並產生相對應之一第一比較 依據該第一比較信號與一第二比 相對應控制電壓 該射頻信號並經 收該回饋信號與 距而輸出該第二 一可變除數除法 (programmable- 干擾，而致使該 干擾（spur)頻率 相對應 為一回 盪信號 ，以與 可變除 ，以避 產生除 率合成 第一可 號除頻 以對該 信號。 較信號 之射頻 饋信號 ，並相 第一比 數係可 免由於 了該預 ，該鎖相迴路包含一頻率 變器、一電壓控制 率轉換器 地振盪信 將該本地 收該組基 來產生該 回饋而作 該本地振 比較信號 器中之該 control) 射頻信號 器產生具 變除數除 ，而產生 參考信號 該電壓控 之相位差 信號以傳 。該頻率 應於兩者 較信號比 程控 該本地振 定發射頻 有一本地 法器以一 一參考信 進行頻率 制振盪器 所產生之 送出去。 轉換器接 的頻率差 較。該第 盪信號受 率之外的 本發明鎖相迴路中，該第一可變除數除法器中之該可 變除數係可程控（0]：〇§]：311111^1316-(：〇111：]：〇1)，以避免由於該 本地振盪信號受干擾，而致使該射頻信號產生除了該預定

第9頁 578387 —修正 茶號 五、發明說明（3) 發射頻率之外的干擾（spur)頻率。運用本發明可以 式行動電話（Global Sim Mobile，㈣系 讓數位 道，都可以選擇到合適的本地振盪頻 號品質不良的問題。 向不曰有輪出訊 關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明 所附圖式得到進一步的瞭解。 返及 發明之詳細說明 本發明係提供一種鎖相迴路，應用於一益 之射=號傳送裝置中，用來接收具有一輸 二Γ 號並加以調變為一相對應之射頻信號 心：頻信號具有一預定之發射頻率以發射出去。 5月多閱圖一，圖一為本發明之鎖相 ^鎖相迴路Η包含有—頻率合成器12、—第 除法器14、一調變器16、一相位偵測㈣、一 = :二迴路瀘、波器22、-電壓控制振盪器24以及-頻4 頻率合成器12係用以產生具有一本地振盈頻率fl :本地振盪信號。第一可變除數除法器“以一第一可變除 產生相對應之一第頁= 編進行頻率調變，並 於二::二1!用以對第—比較信號S1與-第二比較信 ί== 相應於兩者之相位差輸出-相對應 制電&輸出入信號放電幫浦20用以接收控制 第10頁 578387 _案號91132326_年月日 修正__ 五、發明說明（4) ‘ 電流輸出入信號S I Q，並據以輸出相對應之一控制電流I。 · ^ 迴路濾波器22將控制電流I進行濾波後輸出一控制電壓V至 . 電壓控制振盪器24 〇 電壓控制振盪器2 4依據控制電麼V，產生該相對應之 | 射頻信號以傳送出去。該射頻信號則經由回饋而作為一回 饋信號SFB。頻率轉換器26係接收回饋信號SFB與該本地振 盪信號，並相應於兩者的頻率差距而輸出第二比較信號S2 至相位偵測器1 8中。 第一可變除數除法器1 4中之第一可變除數Μ係可程控 (programmable-control )，以避免由於該本地振盪信號受 春 干擾’而致使該射頻信號產生除了該預定發射頻率之外的 干擾（spur)頻率。 以下將說明，藉由可程控之第一可變除數Μ以避免本 地振盪信號受到干擾。 當鎖相迴路1 0所需要射頻信號之發射頻率為F t X，此 時所需要FLO與第一可變除數μ之間的關係式為 FL〇 = ((Μ - 1) / M) *Ftx。 由於Ft X為固定值，且習知第一可變除數μ亦為固定 值’若是此時所得出之叮〇被其他訊號所干擾，習知改變 電路的方式無法有效解決此干擾問題。因此，若第一可變 _ 除數Μ可程控，便可以求得另外一個^^!^來完成鎖相迴路10 並得到相同的Ftx。 例如在數位式行動電話（Globa 1 Sim Mobile，GSM)系 統中利用頻道6 31作為訊號傳遞頻道，此頻道所使用頻率 -為1 734MHz 〇若所設定的可變除數n固定為9，經由 ·

578387 案號 91132326 年月 日 修·τ— 五、發明說明（5) FLO = ((M-l)/M)*Ftx 所求得之的 FLO 便為 1 950.75MHz。然 而’頻率1 950·75ΜΗζ很容易被行動電話系統中之頻率合成 器經常使用的參考頻率13MHz或2 6MHz之倍頻所干擾。此時 則將第一可變除數Μ改變為11，則所需要的FLO便為 1 90 7· 41MHz ° 1 90 7· 4MHz 與原來的 1 950· 65MHz 相隔 43·35ΜΗζ，而在頻率1 907·4ΜΗζ正可避開參考頻率13MHz或 26MHz之倍頻干擾。 請參閱圖二，圖二為本發明之另一具體實施例之鎖相 迴路30功能區塊·圖。與® —鎖相迴路1〇主要不同的是，刼 相迴路30另包含一相位轉換產生器32以及一第二可變除數 除法器34。相位轉換產生器32用以將第一可變除數除法器 1 4所產生之參考信號Sre的相位位移九十度再輸入調變器 16中。第二可變除數除法器34則在該本地振盪信號進入頻 率轉換器26之前，先以一第二可變除數N將該本地振盪信 號除頻，而後才輸入將除頻後之該本地振盪信號傳送至頻 率轉換器26中。 在鎖相迴路30中，該射頻信號之發射頻率Ftx、該本 地震盪信號之本地振盪頻率FLO、第一可變除數除法器η. 之第一可變除數Μ以及第二可變除數除法器34之第二可變 除數為Ν之間的關係滿足下列關係式：

ο 藉此，對於固定之鎖相迴路射頻信號之發射頻率 Ftx，可以經由改變第一可變除數除法器14之第一可變除

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數'以及第二可變除數除法器34之第二可變除數為n，來選 擇較佳的本地振盪頻率FL〇，以避開特定本地振 對鎖相迴路輸出訊號的干擾。 —以下要藉由一具體實施例之實驗數據，來印證本發明 之貫際應用效果。本實施例之發射頻率Ftx為丨，725MHz。 鎖相迴路30之頻率合成器12合成一本地振盪頻率FL〇為 1897.5 MHz，經過第一可變除數除法器14產生參考信號 S r e。Μ尚未輸入基頻信號對參考信號g r e進行頻率調變 時，關於鎖相迴路30所輸出之發射頻率Ftx之頻譜，請參 閱圖三。圖三為圖二所示鎖相迴路3〇之第一可變除數诞為 11時’發射頻率F t X之貫驗數據圖。圖三之橫座標為頻' 率’縱座標為功率’其中橫座標之每格單位為3〇〇kjjz。功 率最大的發射頻率F t X為預定之發射頻道，即發射頻率F t χ 為1，725ΜΗζ。由圖三可見，當鎖相迴路3〇中第一可變除數 除法器1 4之第一可變除數Μ為11，發射頻率Ftx所輸出之頻 譜功率最大值為最高峰A1，頻率為1 725MHz。然而，在 1725M Hz左右兩邊500 kHz各出現了 1725 MHz之外的干擾 (spur)頻率A2及A3。由於頻率合成器所使用之參考頻率 26 MHz具有一整數倍頻為1898 MHz (26x 73 = 1898)，相當接 近本地振盪頻率1897· 5MHz而產生干擾。此干擾在經過鎖 相迴路後，於發射頻率Ftxl 725MHz兩旁50 0KHz處產生干擾 (spur)頻率A2 及A3。 由於發射頻率Ftx 1 725MHz經第一可變除數為11除頻所 對應之本地振盪訊號會使發射頻率Ftx受到干擾，第一可 - 變除數除法器1 4便進一步將第一可變除數Μ調整為9，此時

第13頁 578387 五、發明說明（7) 所對應的本地振盪頻率變成1 940. 625MHz，已經遠離26〇2 的另一整數倍頻1 950MHz ( 26 X 75 = 1 95〇)。請參閱圖四， 圖四為圖二所示鎖相迴路30之第一可變除數為9時，發射 頻率Ftx之實驗數據圖。由圖四可見，當第一可變除^調 整為9之後，發射頻率Ftx所輪出之頻譜功率最大值…仍 1 725MHz，但在1 725MHz左右兩邊不再出現干擾頻率。， 鎖相迴路30之頻率合成器12合成一本地振蘯頻率fl〇 為1 897· 5MHz，經過第一可變除數除法器14產生夂考俨號 Sre。在輸入基頻信號對參考信號Sre進行頻率調變之 關於鎖相迴路30所輸出之發射頻率Ftx之頻譜，請來閱圖 五。圖五為圖三發射頻率經該組基頻信號調 發 =之實驗數據圖。圖五之橫座標為頻率’縱座標為功員革

Lx亦Λ座-標之每格單位為3°0kHz。功率最大的發射頻 ί圖$ # 之 頻道，即發射頻率Ftx為1 725MHz。 如圖五所示，當第一可變除數為n =有干擾頻率之凸起e2·。m要發射頻率 變後3=、圖六為圖四發射頻率經該組基頻信號調 沒有輸出之頻譜除主要發射頻㈣之外， 變除法干擾頻率。因此可證明，應用本發明之第一可 特定頻率：射頻iFtx在本地振1頻率受到某 雜訊。，擾時的問題，並進—步使射頻信號沒有 ~圖七’圖七為圖二所示之鎖相迴路3 0之射頻信

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曰 修正 5虎產生方法步驟流程圖。本發明之射頻信號產生方法，係 ，用鎖相迴路30來接收具有一輸入頻率Fi之一組基頻信 #b 並加以調變為一相對應之射頻信號。該射頻信號並於 後’以 預定之發射頻率F t X發射出去。該方法包含下列 步驟： S40 :開始； 口 S42 :產生具有一本地振盪頻率FLO之一本地振盪信 號’並以第一可變除數Μ來將該本地振盪信號除頻，而產 生參考信號Sre ; S 4 4 ·參考信號s r e經過九十度的相位位移，再由基頻 信號Fi對位移後之參考信號Sre進行頻率調變，產生相對 應之一第一比較信號S1 ; S46 .本地振盪頻率FL〇經由第二可變除數n加以除 頻，並依據一回饋信號SFB與本地振盪頻率几〇之差距進 計算以產生第二比較信號S 2 ; S48 :對第一比較信號S1與第二比較信號S2進行相位 與頻率㈣，並相應於兩者之相位差輸出—相對應之一控 制電流輸出入信號SIQ ; 二 S50 :接收控制電流輸出入訊號训，並根據控制電流 輸出入訊號SIQ產生相對應之一控制電流1，並將控制電流 I進行濾波後輸出一控制電壓v ; S52 :依據控制電壓V而產生該相對應之射頻信號以傳 送出去’該射頻信號並經回饋而作為回饋信號SFB; S54 :完成。 _本#日月純#—㈣相用來接收具有一輪入頻 第15頁 578387 修正 案號 91132326 曰 五、發明說明（9) ' 率之一ΐ基Γ:號並加以調變為-相對應之射頻信號。該 射一預定之發射頻率發射出去。該鎖相迴 路包含-頻率合成器、厂第—可變除數除法器、一調變 為击一=控制振盈器以及—頻率轉換器。本發明鎖相迴 路中’該p可變除數除法器中之該可變除數係可程控 (pr〇grammabie—c〇ntr〇i)，以避免由於該本地振盈信號受 干擾/而致使該射頻信號產生除了該預定發射頻率之外的 干擾（spud頻率。運用本發明可以讓_系統中 Ϊ品合適的本地振盈頻率，而不會有輸出訊 藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加、、主 =發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較：f f只::例，對本發明之範•加以限制。相反地，其 ：、 ί Ϊ ί :函^各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申： ，專利棘圍的範疇内。因此，本發明所申請之專利明 應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使 ： 所有可能的改變以及具相等性的安排。 /、减盍

57838V 修正

發明之鎖相迴路功能區塊圖。 圖。”、、#明之另-具體實施例之鎖相迴路功能區塊

Mm 9113?m 圖式簡單說明 圖式之簡易說明 發射目迴路之第-可變除數“11時， 發射Ξ 相迴路3◦之第-可變除數為9時， 之實：ίίϊ,發射頻率經該組基頻信號調變後發射頻率 率之實驗i =四^射頻率經該組基頻信號調變後發射頻 程圖圖二之鎖相迴路之射頻信號產生方法之步驟流 圖式之標號說明 F i :輸入頻率 FLO :本地振盪頻率 Μ :第一可變除數

第17頁 10 :鎖相迴路 14 :第一可變除數除法器 18 :相位偵测器 2 2 :迴路濾波器 3 0 :鎖相迴路 3 4 ·第一可變除數除法器

12 頻 率 合 成 器 16 調 變 器 20 充 放 電 幫 浦 24 電 壓 控 制 振盪器 32 相 位 轉 換 產生器 Ftx : :發 射 頻 率 Sre : ••參考 信 號 N ： :第 二 可 變 除數 578387 _案號91132326_年月日 修正 圖式簡單說明 S1 第一比較信號 S2 :第二比較信號 SIQ 控制電流輸出入信號 I 控制電流 V :控制電壓 SFB 回饋信號

Claims (1)

1. 濉 六、申請專利範圍 1、 一種鎖相 信號並加 具有一預 含： 一頻率 地振 一第一 本地 一調變 調變 一相位 較信 出一 一充放 並據 年 月 一控 一電壓 對應 回饋 一頻率 號， 信號 其中該第 合成器，以產生具 盪信號； 可變除數除法器， 振盪信號除頻，而 器’以該組基頻信 ’並產生相對應之 偵測器，用以對該 號進行相位偵測， 相對應之控制電流 電幫浦，用以接收 以輪出相對應之一 濾波器，用以將該 制電壓； 控制振盪器，係依 之射頻信號以傳送 而作為一回饋信號 轉換器，係接收該 並相應於兩者的頻 至該相位偵測器中 一可變除數除法器 修正 迴路，用來接收具有一輸入頻率之一組基頻 以調變為一相對應之射頻信號，該射頻信號 定之發射頻率以發射出去，該鎖相迴路包 有一本地振盡頻率之一本 以一第一可變除數來將該 產生一參考信號； 號對該參考信號進行頻率 一第一比較信號； 第一比較信號與一第二比 並相應於兩者之相位差輪 輸出入信號； 該控制電流輸出入信號， 控制電流； 控制電流進行濾波後輸出 據該控制電壓而產生該相 出去’而該射頻信號並經 ;以及 回饋信號與該本地振盪信 率差距而輪出該第二比較 中之該第 除數係

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   程控（programmable - control)，以避免由於該本地振 盈信號受干擾，而致使該射頻信號產生除了該預定發 射頻率之外的干擾（spur)頻率。 如申睛專利範圍第1項所述之鎖相迴路，其中該鎖相 迴路另包含一相位轉換產生器，用以將該第一可變除 數除法器所產生之參考信號的相位位移九十度再輸入 該調變器中。 如申凊專利範圍第1項所述之鎖相迴路，其中該本地 •振堡信號在進入該頻率轉換器^^前，會先經過一 β第二 可變除數除法器以一第二可變除數來將該本地振盪信 號除頻，而後才輸入至該頻率轉換器中。 4 如申請專利範圍第3項所述之鎖相迴路，其中該射頻 信號之發射頻率為Ftx ’該本地震烫信號之本地振盡 頻率為FLO ，該第一可變除數除法器之該第一可變除 數為Μ，該第二可變除數除法器之該第二可變除數為 Ν，並滿足下列關係式： F, 見士 Ν Μ" 5、如申請專利範圍第1項所述之鎖相迴路，該鎖相迴路 係應用於一無線通訊系統之射頻信號傳送裝置中。

   第20頁 578387 __案號91132326_年月巨 六、申請專利範圍 修正

   如申請專利範圍第1項所述之鎖相迴路，其Φ 、 T 3茨鎖相 迴路僅包含單一之該頻率合成器，以產生 上上恭、、日一 A 千一之该本 一種射頻信號之產生方法，係利用一鎖相迴路來接收 具有一輸入頻率之一組基頻信號，並加以調變為一相 對應之射頻信號，該射頻信號並於後續以一預定之發 射頻率發射出去，該方法包含下列步驟： x

   產生具有一本地振盪頻率之一本地振盪信號，並以 一第一可變除數來將該本地振盪信號除頻，而產 生一參考信號； 以該組基頻信號對該參考信號進行頻率調變，並產 生相對應之一第一比較信號； 對該第一比較信號與一第二比較信號進行相位偵 測’並相應於兩者之相位差輸出一相對應之一控 制電流輸出入信號；

   接收該控制電流輸出入訊號，並據以產生相對應之 一控制電流，並將該控制電流進行濾波後輸出一 控制電壓；以及 依據該控制電壓而產生該相對應之射頻信號以傳送 出去’而該射頻信號並經回饋而作為一回饋"ί吕 號，並依據該回饋信號與該本地振盪信號之頻率 差距而產生該第二比較信號；

   第21頁 578387 _案號 9113232fi 申請專利範圍 其中該可變除數係可程控（programfflable_ control)，以避免由於該本地振盪信號受千擾，而致 使該射頻信號產生除了該預定發射頻率之外的干擾 (spur)頻率。 8 10 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該參考信號 的相位需先經由九十度的相位位移，再由該組基頻信 號後續進行頻率調變。 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該本地振盪 信寧另會先經由一第二可變除數加以除頻，而後與談 回饋信號進行兩者頻率差距之計算，始產生出該第二 比較信號。 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該射頻信號 之發射頻率為Ftx ，該本地震盪信號之本地振盡頻率 為FLO ，該第一可變除數為Μ，該第二可變除數為n， 並滿足下列關係式； · N μΓ 11、如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該方法係應 用於一無線通訊系統之射頻信號傳送裝置中。”心 第22頁 578387

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