TWI478503B - 發射機及其射頻輸出訊號產生方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種發射機,且特別是有關於一種應用注入鎖定振盪器的發射機。
習知發射機之數位調制主流技術,如US5285479,經常使用複雜的結構來實現訊號的調制,而複雜的訊號調制電路往往會犧牲發射機效率。
由於波包消除重建(Envelope Elimination and.Restoration,EER)發射機能有效降低直流功率之消耗,因此其相當適合應用在各種無線通訊手持設備上。習知的波包消除重建發射機架構為應用切換式射頻功率放大器,如D類、E類或F類放大器,其利用輸出射頻載波振幅正比於供應電壓之特性,將輸入射頻載波所包含之波包訊號與相位訊號分離並分別傳送至射頻功率放大器的電源端及輸入端,藉由波包訊號動態地調制電源端,而使射頻功率放大器達成高動態操作效率之目的。
習知之波包消除重建發射機雖可有效地將輸入的射頻載波進行功率放大,然在其架構中,用以驅動射頻功率放大器的電路往往具有高功耗的特性,因而其對於發射機效率的提高能有改善的空間。
本發明提供一種發射機及其射頻輸出訊號產生方法,可有效提升發射機效率。
本發明提出一種發射機,包括數位處理單元、注入鎖定振盪器、第一混波器以及功率放大器。其中數位處理單元於波包消除重建模式下輸出射頻訊號。注入鎖定振盪器耦接數位處理單元與混波器,依據射頻訊號產生相位調制射頻訊號。第一混波器耦接數位處理單元,依據射頻訊號與相位調制射頻訊號產生第一波包訊號。功率放大器之電源端耦接第一混波器,功率放大器之輸入端耦接注入鎖定振盪器,依據第一波包訊號與相位調制射頻訊號產生射頻輸出訊號。
在本發明之一實施例中,上述之發射機,更包括低通濾波器,其耦接第一混波器,對第一波包訊號進行低通濾波。
在本發明之一實施例中,上述之發射機,更包括波包放大器,其輸入端與輸出端分別耦接低通濾波器與功率放大器之電源端,對於低通濾波後的第一波包訊號進行放大。
在本發明之一實施例中,上述之數位處理單元更於極座標模式下,輸出第二波包訊號與相位訊號,注入鎖定振盪器依據相位訊號輸出相位調制射頻訊號。
在本發明之一實施例中,上述之發射機,更包括切換單元,其耦接數位處理單元、低通濾波器與波包放大器之輸入端,當發射機處於該波包消除重建模式時將低通濾波器連接至波包放大器之輸入端,以使波包放大器接收第一
波包訊號,當發射機處於極座標模式時將數位處理單元連接至波包放大器之輸入端,以使波包放大器接收第二波包訊號。
在本發明之一實施例中,上述之發射機,更包括振盪器與第二混波器。其中振盪器輸出振盪訊號,第二混波器耦接數位處理單元、第一混波器、注入鎖定振盪器以及振盪器,依據振盪訊號將射頻訊號之頻率調整至中心頻率。
在本發明之一實施例中,上述之功率放大器包括A類放大器、B類放大器、AB類放大器、C類放大器、D類放大器、E類放大器或F類放大器。
本發明更提出一種發射機的射頻輸出訊號產生方法,其中發射機包括一功率放大器,發射機的射頻輸出訊號功率調整方法包括下列步驟。提供注入鎖定振盪器,使注入鎖定振盪器依據射頻訊號產生相位調制射頻訊號。將相位調制射頻訊號與射頻訊號進行混波,以產生波包訊號。將相位調制射頻訊號與波包訊號分別輸入功率放大器之電源端與輸入端,以產生射頻輸出訊號。
基於上述,本發明利用注入鎖定振盪器與第一混波器來分離射頻訊號的波包訊號與相位訊號,以簡化發射機的電路架構,且由於注入鎖定振盪器具有低功率消耗以及高增益的特性,因此可大幅地提高發射機的效率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示為本發明一實施例之發射機的示意圖。請參照圖1,發射機100包括數位處理單元102、注入鎖定振盪器104、混波器106以及功率放大器108,其中注入鎖定振盪器104耦接數位處理單元102、混波器106以及功率放大器108的輸入端,此外,混波器106更耦接至數位處理單元102以及功率放大器108的電源端。
數位處理單元102用以產生一波包振幅隨時間變動的射頻訊號Sr。注入鎖定振盪器104依據射頻訊號Sr產生波包振幅不隨時間變動的相位調制射頻訊號Sosc1。混波器106依據射頻訊號Sr與相位調制射頻訊號Sosc1進行混波,以產生振幅隨時間變動的波包訊號Sp1。功率放大器108則依據波包訊號Sp1與相位調制射頻訊號Sosc1產生射頻輸出訊號So,由於功率放大器108所輸出之訊號的振幅隨其電源端所供應的電壓特性而變化,因此可將波包訊號Sp1與放大後之相位調制射頻訊號Sosc1結合,而在其輸出端得到具有放大效果且波包形狀與射頻訊號Sr相同的射頻輸出訊號So。其中功率放大器108可例如為A類放大器、B類放大器、AB類放大器、C類放大器、D類放大器、E類放大器或F類放大器。
如上所述,本實施例藉由混波器106與注入鎖定振盪器104可有效地將射頻訊號Sr分離為波包訊號Sp1與放大的相位調制射頻訊號Sosc1,其中注入鎖定振盪器104具有低功率消耗、高增益、高驅動能力等特性,因此可有效
地減低發射機100的功率消耗以及電路的複雜度,大幅地提高發射機100的效率。
圖2繪示為本發明另一實施例之發射機的示意圖。請參照圖2,在本實施例中,發射機200相較於圖1之發射機100更包括混波器202、振盪器204、低通濾波器206、切換單元208以及波包放大器210。其中混波器202耦接數位處理單元102、混波器106、振盪器204與注入鎖定振盪器104。低通濾波器206耦接於混波器106與切換單元208之間,其中切換單元208更耦接至數位處理單元102與波包放大器210的輸入端,而波包放大器210的輸出端則耦接至功率放大器108的電源端。
在本實施例中,數位處理單元102可依實際需求選擇在波包消除重建模式下或極座標模式下運作,當數位處理單元102在波包消除重建模式下運作時,數位處理單元102如圖1之實施例般輸出波包振幅隨時間變動的射頻訊號Sr。而在極座標模式下運作時,數位處理單元102直接輸出波包訊號Sp2以及相位訊號Sf而不需藉由混波器106與注入鎖定振盪器104進行波包訊號與相位訊號的分離。因此,當發射機200處於波包消除重建模式時,切換單元208將切換耦接至低通濾波器206,以將低通濾波器206連接至波包放大器210的輸入端,而在發射機200處於波包極座標模式時,切換單元208則切換耦接至數位處理單元102,以使數位處理單元102連接至波包放大器210的輸入端。
當發射機200處於波包消除重建模式時,混波器202將數位處理單元102輸出的射頻訊號Sr與振盪器204輸出的振盪訊號Sosc2進行混波,以將射頻訊號Sr調整至中心頻率而輸出射頻訊號Sr'。混波器106與注入鎖定振盪器104接著將調整頻率後的射頻訊號Sr'進行波包訊號與相位訊號的分離。其中,分離後所得到的波包訊號Sp1將會先經由低通濾波器206進行低通濾波,以去除高頻雜訊,之後再經由切換單元208被輸入至波包放大器210,波包放大器210將其放大後輸出至功率放大器108的電源端。另一方面,注入鎖定振盪器104依據射頻訊號Sr'產生相位調制射頻訊號Sosc1至功率放大器108的輸入端,以使功率放大器108依據波包訊號Sp1與相位調制射頻訊號Sosc1產生射頻輸出訊號So。
另外,當發射機200處於極座標模式時,數位處理單元102直接輸出波包訊號Sp2以及相位訊號Sf。其中波包訊號Sp2經由切換單元208被輸入至波包放大器210進行放大,並將其輸入至功率放大器108的電源端。另一方面,相位訊號Sf則藉由混波器202與振盪器204被調整至中心頻率而成為相位訊號Sf'。注入鎖定振盪器104接著將調整頻率後的相位訊號Sf'放大為相位調制射頻訊號Sosc1,並將其輸入至功率放大器108的輸入端,以使功率放大器108依據波包訊號Sp1與相位調制射頻訊號Sosc1產生射頻輸出訊號So。
如上所述,藉由本實施例新增之混波器202、振盪器
204、低通濾波器206、切換單元208以及波包放大器210等元件可將射頻輸出訊號So調整至更貼近實際應用情形的需求。如圖3所繪示之射頻輸出訊號的波形示意圖所示,其中波形A代表藉由上述實施例所產生的射頻輸出訊號波形,而波形B則代表符合GSM增強數據率演進(Enhanced Data rates for GSM Evolution,EDGE)技術所要求之規格的波形,由圖3可看出,利用本發明所提供之實施例確實可產生出符合EDGE所要求之規格的波形。此外藉由切換單元208的切換,更可使發射機200運作於不同的模式,使發射機200的使用更具有彈性。
圖4繪示為本發明一實施例之發射機的射頻輸出訊號產生方法流程示意圖。請參照圖4,綜上所述,發射機的射頻輸出訊號產生方法可包括下列步驟。首先,提供一注入鎖定振盪器,使注入鎖定振盪器依據射頻訊號產生相位調制射頻訊號(步驟S402)。接著,將相位調制射頻訊號與射頻訊號進行混波,以產生波包訊號(步驟S404)。然後,將相位調制射頻訊號與波包訊號分別輸入功率放大器之電源端與輸入端,以產生射頻輸出訊號(步驟S406)。
綜上所述,本發明藉由混波器與注入鎖定振盪器有效地將射頻訊號分離為波包訊號與相位調制射頻訊號,由於注入鎖定振盪器具有低功率消耗、高增益、高驅動能力等特性,因此可有效地降低電路的複雜度與發射機的功率消耗大幅地提高發射機的效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定
本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故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。
100、200‧‧‧發射機
102‧‧‧數位處理單元
104‧‧‧注入鎖定振盪器
106、202‧‧‧混波器
108‧‧‧功率放大器
204‧‧‧振盪器
206‧‧‧低通濾波器
208‧‧‧切換單元
210‧‧‧波包放大器
Sr、Sr'‧‧‧射頻訊號
Sosc1‧‧‧相位調制射頻訊號
Sp1、Sp2‧‧‧波包訊號
So‧‧‧射頻輸出訊號
Sf、Sf'‧‧‧相位訊號
Sosc2‧‧‧振盪訊號
A、B‧‧‧波形
S402~S406‧‧‧射頻輸出訊號產生方法步驟
圖1繪示為本發明一實施例之發射機的示意圖。
圖2繪示為本發明另一實施例之發射機的示意圖。
圖3繪示為本發明一實施例之射頻輸出訊號的波形示意圖。
圖4繪示為本發明一實施例之發射機的射頻輸出訊號產生方法流程示意圖。
100‧‧‧發射機
102‧‧‧數位處理單元
104‧‧‧注入鎖定振盪器
106‧‧‧混波器
108‧‧‧功率放大器
Sr‧‧‧射頻訊號
Sosc1‧‧‧相位調制射頻訊號
Sp1‧‧‧波包訊號
So‧‧‧射頻輸出訊號
Claims (8)
- 一種發射機,包括:一數位處理單元,於一波包消除重建模式下輸出一射頻訊號;一注入鎖定振盪器,耦接該數位處理單元與該混波器,依據該射頻訊號產生一相位調制射頻訊號;一第一混波器,耦接該數位處理單元,依據該射頻訊號與該相位調制射頻訊號產生一第一波包訊號;以及一功率放大器,其電源端耦接該第一混波器,該功率放大器之輸入端耦接該注入鎖定振盪器,依據該第一波包訊號與該相位調制射頻訊號產生一射頻輸出訊號,其中該射頻輸出訊號的波包形狀與該射頻訊號的波包形狀相同。
- 如申請專利範圍第1項所述之發射機,更包括:一低通濾波器,耦接該第一混波器,對該第一波包訊號進行低通濾波。
- 如申請專利範圍第2項所述之發射機,更包括:一波包放大器,其輸入端與輸出端分別耦接該低通濾波器與該功率放大器之電源端,對低通濾波後的該第一波包訊號進行放大。
- 如申請專利範圍第3項所述之發射機,其中該數位處理單元更於一極座標模式下,輸出一第二波包訊號與一相位訊號,該注入鎖定振盪器依據該相位訊號輸出該相位調制射頻訊號。
- 如申請專利範圍第4項所述之發射機,更包括: 一切換單元,耦接該數位處理單元、該低通濾波器與該波包放大器之輸入端,當該發射機處於該波包消除重建模式時將該低通濾波器連接至該波包放大器之輸入端,以使該波包放大器接收該第一波包訊號,當該發射機處於該極座標模式時將該數位處理單元連接至該波包放大器之輸入端,以使該波包放大器接收該第二波包訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之發射機,更包括:一振盪器,輸出一振盪訊號;以及一第二混波器,耦接該數位處理單元、該第一混波器、該注入鎖定振盪器以及該振盪器,依據該振盪訊號將該射頻訊號之頻率調整至一中心頻率。
- 如申請專利範圍第1項所述之發射機,其中該功率放大器包括A類放大器、B類放大器、AB類放大器、C類放大器、D類放大器、E類放大器或F類放大器。
- 一種發射機的射頻輸出訊號產生方法,其中該發射機包括一功率放大器,該發射機的射頻輸出訊號功率調整方法包括:提供一注入鎖定振盪器,使該注入鎖定振盪器依據該射頻訊號產生一相位調制射頻訊號;將該相位調制射頻訊號與該射頻訊號進行混波,以產生一波包訊號;以及將該相位調制射頻訊號與該波包訊號分別輸入該功率放大器之電源端與輸入端,以產生一射頻輸出訊號,其中該射頻輸出訊號的波包形狀與該射頻訊號的波包形狀相同。
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TW201424279A TW201424279A (zh) | 2014-06-16 |
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Citations (2)
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US7289573B2 (en) * | 2002-03-06 | 2007-10-30 | The Queens University Of Belfast | Modulator/transmitter apparatus and method |
TW200912330A (en) * | 2007-06-20 | 2009-03-16 | Ericsson Telefon Ab L M | An oscillator arrangement |
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2012
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