TWI442739B - 應用注入鎖定技術之極座標接收機 - Google Patents

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Description

應用注入鎖定技術之極座標接收機
本發明係有關於一種極座標接收機，特別係有關於一種應用注入鎖定技術之極座標接收機。
習知直接降頻接收機係為現今無線通訊系統中最常使用之接收機架構，然而，該直接降頻接收機為了實現同調解調，需應用以鎖相迴路(Phase-Locked Loop,PLL)為基礎之載波回復技術，因此增加了該直接降頻接收機之電路複雜度，亦增加接收機的功率損耗，因此應用領域係受到限制。
本發明之主要目的係在於提供一種應用注入鎖定技術之極座標接收機，係包含一天線、一電性連接該天線之第一濾波器、一電性連接該第一濾波器之第一壓控振盪器、一電性連接該第一濾波器與該第一壓控振盪器之第一混波器、一電性連接該第一壓控振盪器之頻率鑑別器、一電性連接該第一混波器之第二濾波器、一電性連接該頻率鑑別器之第三濾波器、一電性連接該第二濾波器之第一類比/數位轉換器、一電性連接該第三濾波器之第二類比/數位轉換器及一電性連接該第一類比/數位轉換器與該第二類比/數位轉換器之數位訊號處理單元，本發明係藉由該應用注入鎖定技術之極座標接收機結合該第一壓控振盪器之注入鎖定功能、該第一混波器及該第二濾波器，能有效將該天線所接收之無線射頻訊號之波 包成份分離出來，並結合該第一壓控振盪器之注入鎖定功能、該頻率鑑別器及該第三濾波器，能有效將該天線所接收之無線射頻訊號之頻率調制成份分離出來，分離後之波包及頻率調制成份係藉由該數位訊號處理單元之數位處理完成無線射頻訊號之訊號解調，由於本發明具有架構簡單、低成本及高能源效率等特點，因此能有效應用於綠能無線電等相關領域。
請參閱第1圖，其係本發明之一較佳實施例，一種應用注入鎖定技術之極座標接收機100，係包含一天線A、一電性連接該天線A之第一濾波器110、一電性連接該第一濾波器110之第一壓控振盪器120、一電性連接該第一濾波器110與該第一壓控振盪器120之第一混波器130、一電性連接該第一壓控振盪器120之頻率鑑別器140、一電性連接該第一混波器130之第二濾波器150、一電性連接該頻率鑑別器140之第三濾波器160、一電性連接該第二濾波器150之第一類比/數位轉換器170、一電性連接該第三濾波器160之第二類比/數位轉換器180及一電性連接該第一類比/數位轉換器170與該第二類比/數位轉換器180之數位訊號處理單元190，請再參閱第1圖，該天線A係接收一無線射頻訊號SR(t)，該無線射頻訊號SR(t)係包含有波包及頻率調制(或相位調制)成分，該第一濾波器110係接收來自該天線A之該無線射頻訊號SR(t)，由於該第一濾波器110為帶通濾波器(Band Pass Filter)，因此該第一濾波器110係能濾除該無線射頻訊號SR(t)中不必要之低頻及高頻干擾雜訊並輸出一初始訊號，該第 一壓控振盪器120係接收來自該第一濾波器110之該初始訊號並輸出一振盪頻率ωout，該第一壓控振盪器120係具有一訊號注入埠121，該初始訊號係注入該訊號注入埠121，當該第一壓控振盪器120被注入鎖定時，該第一壓控振盪器120所輸出之該振盪頻率ωout等同於注入頻率ωinj，該第一混波器130係結合該初始訊號及該第一壓控振盪器120於注入鎖定時之該振盪頻率ωout以形成一混波訊號，該第二濾波器150係接收來自該第一混波器130之該混波訊號並輸出一波包訊號X(t)，在本實施例中，該第二濾波器150為低通濾波器，該混波訊號內含之高頻諧波成分將使得訊號產生諧波失真(Harmonic distortion)現象，因此可藉由低通濾波器濾除該混波訊號之高頻諧波成分以形成該波包訊號X(t)，該應用注入鎖定技術之極座標接收機100係結合該第一壓控振盪器120之注入鎖定功能、該第一混波器130之訊號混波及該第二濾波器150之諧波濾除，能有效將該無線射頻訊號SR(t)之波包成份分離出來，其波形圖如第4A圖所示。
該頻率鑑別器140係接收來自該第一壓控振盪器120於注入鎖定時之振盪頻率ωout並輸出一頻率訊號，請參閱第2圖，該頻率鑑別器140係包含有一第二壓控振盪器141及一電性連接該第二壓控振盪器141之第二混波器142，該第一壓控振盪器120係電性連接該第二壓控振盪器141及該第二混波器142，該第三濾波器160係電性連接該第二混波器142，該頻率鑑別器140係解調該振盪頻率ωout以形成該頻率訊號，該第三濾波器160係接收來自該頻率鑑別器140之該頻率訊號並輸出一頻率調制訊號 Ω(t)，在本實施例中，該第三濾波器160係為低通濾波器，該應用注入鎖定技術之極座標接收機100係結合該第一壓控振盪器120之注入鎖定功能、該頻率鑑別器140之頻率解調及該第三濾波器160之濾波功能，能有效將該無線射頻訊號SR(t)之頻率調制成份分離出來，其波形圖如第4B圖所示。
當該波包訊號X(t)及該頻率調制訊號Ω(t)從該無線射頻訊號SR(t)分離出來時，該第一類比/數位轉換器170係接收該波包訊號X(t)並將該波包訊號X(t)轉換為一第一數位訊號，該第二類比/數位轉換器180係接收該頻率調制訊號Ω(t)並將該頻率調制訊號Ω(t)轉換為一第二數位訊號，該數位訊號處理單元190係接收該第一數位訊號及該第二數位訊號，並對該第一及第二數位訊號作數位處理以得到一解調輸出訊號，在本實施例中，該數位訊號處理單元190係具有一積分器191、一符元同步電路192、一第一取樣器193及一第二取樣器194，該第二類比/數位轉換器180係電性連接該積分器191，該積分器191係電性連接該符元同步電路192及該第一取樣器193，該第一類比/數位電路170係電性連接該符元同步電路192及該第二取樣器194，且該符元同步電路192係電性連接該第一取樣器193及該第二取樣器194，該積分器191係能將該第二數位訊號轉換為一相位調制訊號，該第一數位訊號及該相位調制訊號係因通過前述電路之訊號處理而產生時序誤差，該符元同步電路192係接收該第一數位訊號及該相位調制訊號之時序誤差資訊並傳送取樣資料給該第一取樣器193及該第二取樣器194，使得取樣 器能夠在特定的時間中抓取該第一數位訊號及該相位調制訊號，以消除訊號的時序誤差，達成極座標解調功能，請參閱第5圖，其係該應用注入鎖定技術之極座標接收機100完成QPSK解調後之星座圖。
本發明係以該應用注入鎖定技術之極座標接收機100結合該第一壓控振盪器120之注入鎖定功能、該第一混波器130及該第二濾波器150，能有效將該無線射頻訊號SR(t)之波包成份分離出來，並結合該第一壓控振盪器120之注入鎖定功能、該頻率鑑別器140及該第三濾波器160，能有效將該無線射頻訊號SR(t)之頻率調制成份分離出來，再藉由該數位訊號處理單元190對波包及頻率調制成份作數位處理以達成無線射頻訊號解調，由於本發明具有架構簡單、低成本及高能源效率等特點，因此能有效應用於綠能無線電等相關領域。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧應用注入鎖定技術之極座標接收機
110‧‧‧第一濾波器
120‧‧‧第一壓控振盪器
121‧‧‧訊號注入埠
130‧‧‧第一混波器
140‧‧‧頻率鑑別器
141‧‧‧第二壓控振盪器
142‧‧‧第二混波器
150‧‧‧第二濾波器
160‧‧‧第三濾波器
170‧‧‧第一類比/數位轉換器
180‧‧‧第二類比/數位轉換器
190‧‧‧數位訊號處理單元
191‧‧‧積分器
192‧‧‧符元同步電路
193‧‧‧第一取樣器
194‧‧‧第二取樣器
A‧‧‧天線
第1圖：依據本發明之一較佳實施例，一種應用注入鎖定技術之極座標接收機之電路圖。
第2圖：依據本發明之一較佳實施例，該應用注入鎖定技術之極座標接收機之頻率鑑別器之電路圖。
第3圖：依據本發明之一較佳實施例，該應用注入鎖定技術之極座標接收機之數位訊號處理單元之電路圖。
第4A圖：依據本發明之一較佳實施例，該應用注入鎖定 技術之極座標接收機之波包訊號波形圖。
第4B圖：依據本發明之一較佳實施例，該應用注入鎖定技術之極座標接收機之頻率調制訊號波形圖。
第5圖：依據本發明之一較佳實施例，該應用注入鎖定技術之極座標接收機完成QPSK解調後之星座圖。
100‧‧‧應用注入鎖定技術之極座標接收機
110‧‧‧第一濾波器
120‧‧‧第一壓控振盪器
121‧‧‧訊號注入埠
130‧‧‧第一混波器
140‧‧‧頻率鑑別器
150‧‧‧第二濾波器
160‧‧‧第三濾波器
170‧‧‧第一類比/數位轉換器
180‧‧‧第二類比/數位轉換器
190‧‧‧數位訊號處理單元
A‧‧‧天線

Claims (7)

  1. 一種應用注入鎖定技術之極座標接收機，其係包含：一天線，其係可接收一無線射頻訊號；一第一濾波器，其係電性連接該天線且接收該無線射頻訊號，並輸出一初始訊號；一第一壓控振盪器，其係電性連接該第一濾波器且接收該初始訊號，並輸出一振盪頻率；一第一混波器，其係電性連接該第一濾波器及該第一壓控振盪器，該第一混波器係結合該初始訊號及該振盪頻率以形成一混波訊號；一頻率鑑別器，其係電性連接該第一壓控振盪器且接收該振盪頻率，並輸出一頻率訊號；一第二濾波器，其係電性連接該第一混波器且接收該混波訊號，並輸出一波包訊號；一第三濾波器，其係電性連接該頻率鑑別器且接收該頻率訊號，並輸出一頻率調制訊號；一第一類比/數位轉換器，其係電性連接該第二濾波器且接收該波包訊號，並輸出一第一數位訊號；一第二類比/數位轉換器，其係電性連接該第三濾波器且接收該頻率調制訊號，並輸出一第二數位訊號；以及一數位訊號處理單元，其係電性連接該第一類比/數位轉換器及該第二類比/數位訊號轉換器且接收該第一數位訊號及該第二數位訊號，並對該第一數位訊號及該第二數位訊號作數位處理以得到一解調輸出訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之應用注入鎖定技術之極座標 接收機，其中該頻率鑑別器係包含有一第二壓控振盪器及一電性連接該第二壓控振盪器之第二混波器，該第一壓控振盪器係電性連接該第二壓控振盪器及該第二混波器，該第三濾波器係電性連接該第二混波器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之應用注入鎖定技術之極座標接收機，其中該數位訊號處理單元係具有一積分器、一符元同步電路及一第一取樣器，該第二類比/數位轉換器係電性連接該積分器，該積分器係電性連接該符元同步電路及該第一取樣器。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之應用注入鎖定技術之極座標接收機，其中該數位訊號處理單元係另具有一第二取樣器，該第一類比/數位電路係電性連接該符元同步電路及該第二取樣器，該符元同步電路係電性連接該第一取樣器及該第二取樣器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之應用注入鎖定技術之極座標接收機，其中該第一壓控振盪器係具有一訊號注入埠，該初始訊號係注入於該第一壓控振盪器之該訊號注入埠。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之應用注入鎖定技術之極座標接收機，其中該第一濾波器係為帶通濾波器(Band pass filter)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之應用注入鎖定技術之極座標接收機，其中該第二濾波器及該第三濾波器係為低通濾波器。
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