TWI465080B - 具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機 - Google Patents

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Kang Chun Peng
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具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機
本發明係有關於一種直接轉頻發射機，特別係有關於一種可有效抑制非固定波包調制干擾本地振盪源牽引效應之雙點調制直接轉頻發射機設計。
在無線通訊系統中，對本地振盪源(Local oscillator)而言最常見的干擾源為一乃是經功率放大器(Power Amplifier)放大後之發射機輸出調制訊號，透過電磁場輻射或基板耦合方式回授干擾本地振盪訊號，造成本地振盪訊號之頻譜純淨度與相位雜訊發生惡化，嚴重影響整體通訊系統之調制品質。
請參閱第6圖，習知直接轉頻發射機200係包含一訊號放大器210、一本地振盪源電路220、一電性連接該訊號放大器210及該本地振盪源電路220之射頻混波器230、一電性連接該射頻混波器230之正交調制器240及一電性連接該正交調制器之功率放大器250，該本地振盪源電路220係能輸出一本地振盪訊號，當該本地振盪訊號未經由適當的訊號調制時，該本地振盪源電路220極易因外來訊號的注入干擾而令本地振盪訊號無法符合預期的訊號品質與頻率鎖定功能；因此當該直接轉頻發射機200之調制訊號經過射頻混波器230並與該本地振盪訊號混合，再經由該功率放大器250放大並予以發射，該直接轉頻發射機200之通訊品質將會發生嚴重劣化；換言之，設計者必須相對提升既有對各子電路元件之線性度需求，才能滿足通訊系統之嚴格規範。
本發明之主要目的係在於提供一種具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機，其係包含一本地振盪源電路、一正交調制器、一功率放大器、一可調式類比延遲元件、一可調式類比衰減器及一雙點電壓調制迴路，該本地振盪源電路係具有一雙點壓控振盪器及一電性連接雙點壓控振盪器之鎖相迴路，該雙點壓控振盪器係可輸出一本地振盪訊號且具有一注入端、一電性連接該注入端之匹配電路、一電壓調制端、一電性連接該電壓調制端之RC電路、一電壓調整端、一電性連接該匹配電路、該RC電路及該電壓調整端之LC諧振器、一電性連接該LC諧振器之考畢茲電容單元以及一電性連接該LC諧振器及該考畢茲電容單元之主動電路，該正交調制器係電性連接該本地振盪源電路，該功率放大器係電性連接該正交調制器，該可調式類比延遲元件係電性連接該功率放大器，該可調式類比衰減器係電性連接該可調式類比延遲元件，該雙點電壓調制迴路係電性連接該雙點壓控振盪器，該雙點電壓調制迴路係具有一相位位移器、一電性連接該相位位移器之可調式增益放大器、一電性連接該可調式增益放大器之射頻混波器及一電性連接該射頻混波器之低通濾波器，該雙點電壓調制迴路係輸出一基頻抵銷信號至該雙點壓控振盪器之該電壓調制端。本發明係藉由該雙點電壓調制迴路的電路設計，其係輸出該基頻抵銷信號至壓控振盪器之電壓調制端進行即時的頻率調制補償，令牽引效應對本地振盪訊號之振幅調制轉頻率調制(AM-FM conversion)與相位調制轉頻率調制(PM-FM conversion)失真現象獲得抑制。
請參閱第1及2圖，其係本發明之一較佳實施例，一種具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機100，係包含一本地振盪源電路110、一正交調制器120、一功率放大器130、一可調式類比延遲元件140、一可調式類比衰減器150及一雙點電壓調制迴路160，在本實施例中，該本地振盪源電路110係具有一雙點壓控振盪器111及一電性連接該雙點壓控振盪器111之鎖相迴路(Phase Lock Loop,PLL)112，其中該雙點壓控振盪器111係具有一注入端111a、一電性連接該注入端111a之匹配電路111b、一電壓調制端111c、一電性連接該電壓調制端111c之RC電路111d、一電壓調整端111e、一電性連接該匹配電路111b、該RC電路111d及該電壓調整端111e之LC諧振器111f、一電性連接該LC諧振器111f之考畢茲(Colbitts)電容單元111g、一電性連接該LC諧振器111f及該考畢茲電容單元111g之主動電路111h以及一電性連接該主動電路111h之壓控振盪輸出端111m，該雙點壓控振盪器111之該壓控振盪輸出端111m係可輸出一本地振盪訊號，該正交調制器120係電性連接該本地振盪源電路110之該雙點壓控振盪器111且接收該本地振盪訊號以輸出一調制訊號，該功率放大器130係電性連接該正交調制器120且接收該調制訊號以產生一發射機輸出訊號，該可調式類比延遲元件140係電性連接該功率放大器130且接收該輸出訊號以產生一延遲訊號，該可調式類比衰減器150係電性連接該可調式類比延遲元件140且接收該延 遲訊號以產生一調變訊號，在本實施例中，該雙點電壓調制迴路160係具有一相位位移器161、一可調式增益放大器162、一射頻混波器163及一低通濾波器164，該本地振盪訊號係可輸送至該雙點電壓調制迴路160之該相位位移器161以產生一位移訊號，該可調式增益放大器162係電性連接該相位位移器161且接收該位移訊號以產生一放大訊號，該射頻混波器163係電性連接該可調式增益放大器162且接收該放大訊號及該發射機輸出訊號以產生一混合訊號，該低通濾波器164係電性連接該射頻混波器163且接收該混合訊號以輸出一基頻抵銷訊號，在本實施例中，該可調式類比衰減器150所產生之調變訊號及該雙點電壓調制迴路160所產生之基頻抵銷訊號係分別注入該雙點壓控振盪器111之該注入端及該111a電壓調制端111c，此外，由於該鎖相迴路112係電性連接該雙點壓控振盪器111之該電壓調整端111e，故該鎖相迴路112所產生之一電壓調整訊號係注入該雙點壓控振盪器111之該電壓調整端111e，當該本地振盪源電路110面臨一非固定波包(non-constant envelope)調制訊號之注入干擾時，藉由該雙點電壓調制迴路160所產生之基頻抵銷訊號注入該雙點壓控振盪器111，係可使得該本地振盪源電路110可有效抵抗來自該直接轉頻發射機100輸出之發射機輸出訊號所造成之干擾，因此可有效抵銷振幅調制轉頻率調制(AM-FM conversion)與相位調制轉頻率調制(PM-FM conversion)之失真現象。
請再參閱第1、2及3圖，該雙點壓控振盪器111之該RC電路111d係包含一第一偏壓電阻111i及一耦合電容 111j，該電壓調制端111c係電性連接該第一偏壓電阻111i及該耦合電容111j，此外，該雙點壓控振盪器111係另具有一電性連接該電壓調整端111e之第二偏壓電阻111k及該一可變電容111l，該可變電容111l之一端係電性連接該第二偏壓電阻111k、該匹配電路111b及該LC諧振器111f，該可變電容111l之另一端係電性連接該第一偏壓電阻111i及該耦合電容111j，另外，該直接轉頻發射機100另具有一功率分配器170，該功率分配器170之一端係電性連接該功率放大器130，該功率分配器170之另一端係電性連接該可調式類比延遲元件140。
請參閱第4及5圖，其係該直接轉頻發射機100經由該雙點電壓調制迴路160改善前後之輸出頻譜及輸出訊號調制品質之量測曲線圖，由第4圖所示曲線圖可知，該雙點電壓調制迴路160可有效抑制調制訊號干擾對該直接轉頻發射機100所造成之鄰近通道功率比值惡化現象；此外，該發射機輸出訊號品質(決定品質的指標參數為誤差向量幅度)在一定的注入干擾功率準位範圍中，皆能有效遵守cdma2000 1x通訊系統之最低規範，如第5圖所示。
本發明係藉由該直接轉頻發射機100之該內部自我注入鎖定迴路160之電路設計，係可有效抑制本地振盪源牽引效應之惡化現象，毋需耗費龐大的電路成本或數位處理技術，便能具體提升本地振盪源之抗干擾能力。
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‧‧‧直接轉頻發射機
110‧‧‧本地振盪源電路
111‧‧‧雙點壓控振盪器
111a‧‧‧注入端
111b‧‧‧匹配電路
111c‧‧‧電壓調制端
111d‧‧‧RC電路
111e‧‧‧電壓調整端
111f‧‧‧LC諧振器
111g‧‧‧考畢茲電容單元
111h‧‧‧主動電路
111i‧‧‧第一偏壓電阻
111j‧‧‧耦合電容
111k‧‧‧第二偏壓電阻
111l‧‧‧可變電容
112‧‧‧鎖相迴路
120‧‧‧正交調制器
130‧‧‧功率放大器
140‧‧‧可調式類比延遲元件
150‧‧‧可調式類比衰減器
160‧‧‧雙點電壓調制迴路
161‧‧‧相位位移器
162‧‧‧可調式增益放大器
163‧‧‧射頻混波器
164‧‧‧低通濾波器
170‧‧‧功率分配器
200‧‧‧直接轉頻發射機
210‧‧‧訊號放大器
220‧‧‧本地振盪源電路
230‧‧‧射頻混波器
240‧‧‧正交調制器
250‧‧‧功率放大器
第1圖：依據本發明之一較佳實施例，一種具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機之之電路圖。
第2圖：依據本發明之一較佳實施例，該具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機之雙點壓控振盪器之示意圖。
第3圖：依據本發明之一較佳實施例，該具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機之雙點壓控振盪器之電路圖。
第4圖：依據本發明之一較佳實施例，該具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機之輸出頻譜量測圖。
第5圖：依據本發明之一較佳實施例，該具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機之輸出調制品質量測圖。
第6圖：習知直接轉頻發射機之示意圖。
100‧‧‧直接轉頻發射機
110‧‧‧本地振盪源電路
111‧‧‧雙點壓控振盪器
112‧‧‧鎖相迴路
120‧‧‧正交調制器
130‧‧‧功率放大器
140‧‧‧可調式類比延遲元件
150‧‧‧可調式類比衰減器
160‧‧‧雙點電壓調制迴路
161‧‧‧相位位移器
162‧‧‧可調式增益放大器
163‧‧‧射頻混波器
164‧‧‧低通濾波器
170‧‧‧功率分配器

Claims (6)

  1. 一種具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機，其係包含：一本地振盪源電路，其係具有一雙點壓控振盪器及一電性連接該雙點壓控振盪器之鎖相迴路，該雙點壓控振盪器係具有一注入端、一電性連接該注入端之匹配電路、一電壓調制端、一電性連接該電壓調制端之RC電路、一電壓調整端、一電性連接該匹配電路、該RC電路及該電壓調整端之LC諧振器、一電性連接該LC諧振器之考畢茲電容單元以及一電性連接該LC諧振器及該考畢茲電容單元之主動電路，該雙點壓控振盪器係可輸出一本地振盪訊號；一正交調制器，其係電性連接該本地振盪源電路且接收該本地振盪訊號以輸出一發射機輸出調制訊號；一功率放大器，其係電性連接該正交調制器且接收該發射機輸出調制訊號以產生一發射機輸出訊號；一可調式類比延遲元件，其係電性連接該功率放大器且接收該發射機輸出訊號以產生一延遲訊號；一可調式類比衰減器，其係電性連接該可調式類比延遲元件且接收該延遲訊號以產生一調變訊號，該調變訊號係可注入該雙點壓控振盪器之該注入端；以及一雙點電壓調制迴路，其係電性連接該雙點壓控振盪器，該雙點電壓調制迴路係具有一相位位移器、一電性連接該相位位移器之可調式增益放大器、一電性連接該可調式增益放大器之射頻混波器及一電性連接該射頻混波器之低通濾波器，該雙點電壓調制迴路係輸出一基頻抵銷訊號至該雙點壓控振盪器之該電壓調制端。
  2. 如專利申請範圍第1項所述之具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機，其中該本地振盪訊號係可輸送至該雙點電壓調制迴路之該相位位移器，該射頻混波器係接收該功率放大器之該發射機輸出訊號。
  3. 如專利申請範圍第1項所述之具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機，其中該鎖相迴路係電性連接該雙點壓控振盪器之該電壓調整端。
  4. 如專利申請範圍第1項所述之具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機，其中該雙點壓控振盪器之該RC電路係包含一第一偏壓電阻及一耦合電容，該電壓調制端係電性連接該第一偏壓電阻及該耦合電容。
  5. 如專利申請範圍第4項所述之具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機，其中該雙點壓控振盪器係另具有一電性接該電壓調整端之第二偏壓電阻及一可變電容，該可變電容之一端係電性連接該第二偏壓電阻、該匹配電路及該LC諧振器，該可變電容之另一端係電性連接該第一偏壓電阻及該耦合電容。
  6. 如專利申請範圍第1項所述之具有抗干擾之雙點調制直接轉頻發射機，其另具有一功率分配器，該功率分配器之一端係電性連接該功率放大器，該功率分配器之另一端係電性連接該可調式類比延遲元件。
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