TWI539759B - 不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種通訊接收器，特別是關於一種不具降頻器（decimatorless）的連續時間三角積分（delta-sigma）類比至數位接收器。
第一圖顯示傳統接收器100的方塊圖，其包含自動增益控制器（AGC）11、反頻疊濾波器（anti-aliasing filter, AAF）12、三角積分調變器（DSM）13、降頻器（DEC）14及解調器15。反頻疊濾波器（AAF）12通常包含低通濾波器，用以衰減高於截止頻率的信號，以避免頻疊的影響。由於三角積分調變器（DSM）13所產生之數位信號的取樣率通常高於截止頻率，因此需使用降頻器（DEC）14來降低取樣頻率。
鑑於電子裝置（特別是手持式電子裝置）之通訊技術的小型化與成本降低，因此需要提出一種新穎通訊接收器，其具有較小電路面積與較低製造成本。
鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其不需使用降頻器或/且反頻疊濾波器，因而得以降低功耗、電路面積與製造成本。
根據上述本發明實施例，不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器包含連續時間三角積分調變器及解調器。連續時間三角積分調變器接收一接收信號，且將類比信號編碼為數位信號。解調器接收連續時間三角積分調變器的數位輸出，且回復接收信號的信息內容。
第二圖顯示本發明實施例之不具降頻器（decimatorless）的連續時間三角積分（delta-sigma）類比至數位接收器（以下簡稱接收器）200的方塊圖。在本實施例中，接收器200可選擇包含自動增益控制器（AGC）21，其接收一接收信號且自動控制放大位準，使得控制後的放大位準可位於後級的線性工作區。
本實施例之接收器200包含連續時間三角積分調變器（CTDSM）22，其接收原始接收信號或自動增益控制器（AGC）21輸出的接收信號。連續時間三角積分調變器（CTDSM）22將類比信號編碼為數位信號。如同一般的連續時間三角積分轉換器所具有的雜訊整型（noise-shaping）濾波器（NSF），本實施例之連續時間三角積分調變器（CTDSM）22具有低通濾波功能。藉此，可省略傳統三角積分類比至數位接收器當中的反頻疊濾波器（AAF），例如第一圖所示的反頻疊濾波器12，因而得以降低功耗、電路面積製造成本。
本實施例之接收器200還包含解調器23，其接收連續時間三角積分調變器（CTDSM）22的數位輸出。解調器23可用以回復調變接收信號當中的信息內容。根據本實施例的特徵之一，解調器23的操作頻率高於前述低通濾波的截止頻率。因藉此，可省略傳統三角積分類比至數位接收器當中的降頻器（DEC），例如第一圖所示的降頻器14，因而得以降低功耗、電路面積製造成本。
第三A圖顯示第二圖之正交（quadrature）解調器（或相位混合器）23的細部方塊圖。如圖所示，連續時間三角積分調變器（CTDSM）22的數位輸出藉由一對乘法器（或相位混合器）231進行相位混合（或乘法運算）。其中，二個乘法器231將（連續時間三角積分調變器22的）數位輸出乘以正交載波信號（例如正餘弦波信號），因而分別產生相位混合數位輸出。在本實施例中，餘弦波信號cos[Ω
cn]與正弦波信號sin[Ω
cn]的相位相差90度。相位混合數位輸出再由二個加法器232予以相加，分別產生接收信號的回復內容I與回復內容Q。
第三B圖顯示第二圖之正交解調器（或相位混合器）23的另一細部方塊圖。第三B圖的正交解調器23類似於第三A圖，不同的地方在於，第三B圖的乘法器231將（連續時間三角積分調變器22的）數位輸出乘以視窗（windowed）正交載波信號（例如正餘弦波信號），用以降低對於正交載波信號的射頻干擾（RFI）。其中，視窗正交載波信號係由正交載波信號乘以視窗函數w[n]而得到，其中的視窗函數w[n]為一數學函數，其位於預設區間外的值為零。本實施例之視窗函數w[n]可為凱斯（Kaiser）視窗、漢寧（Hanning）視窗、漢明（Hamming）視窗或布雷克門（Blackman）視窗。
第四圖顯示本發明第一特定實施例之不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器（以下簡稱接收器）200A的方塊圖。在本實施例中，連續時間三角積分調變器（CTDSM）22可包含單位元量化器（未顯示）作為輸出級，以產生1或0的單位元數位輸出。本實施例之正交解調器23可包含I-解調器23A與Q-解調器23B，用以分別產生接收信號的回復內容I與回復內容Q。
由於連續時間三角積分調變器（CTDSM）22產生單位元數位輸出，因此不需要第三A/三B圖的乘法器231。取而代之的是於I-解調器23A與Q-解調器23B中使用正交載波信號（例如正餘弦波信號）表。例如，I-解調器23A使用餘弦波信號表2311，而Q-解調器23B使用正弦波信號表（未顯示）。在另一實施例中，I-解調器23A與Q-解調器23B使用視窗（windowed）正交載波信號表。
正交載波信號表（例如餘弦波信號表2311）的相位混合數位輸出被饋至全加法器（例如四位元全加法器）2321的第一輸入端。全加法器2321的內容被複製至暫存器（例如四位元暫存器）2322。暫存器2322的進位被用來觸發進位計數器（例如漣波計數器）2323，且進位計數器2323的輸出（亦即，回復內容I或Q）被回饋至全加法器2321的第二輸入端。Q-解調器23B的架構類似於I-解調器23A，不同的地方在於，以正弦波信號表來取代餘弦波信號表2311。
第五圖顯示本發明第二特定實施例之不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器（以下簡稱接收器）200B的方塊圖。本特定實施例類似於第四圖，不同的地方在於，相位混合數位輸出的不同位元（例如cos[n][0]、cos[n][1]、cos[n][2]、cos[n][3]）被用以觸發相應的進位計數器2324~2327。接著，將進位計數器2324~2327的輸出予以移位（例如，第四進位計數器的輸出移位三位元，第三進位計數器的輸出移位二位元，第二進位計數器的輸出移位一位元）。進位計數器2324~2327的移位輸出藉由累加器2328予以加總，以產生接收信號的回復內容I或回復內容Q。Q-解調器23B的架構類似於I-解調器23A，不同的地方在於，以正弦波信號表來取代餘弦波信號表2311。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
100 接收器 11 自動增益控制器 12 反頻疊濾波器 13 三角積分調變器 14 降頻器 15 解調器 200 不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器 200A 不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器 200B 不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器 21 自動增益控制器 22 連續時間三角積分調變器 23 解調器 23A I-解調器 23B Q-解調器 231 乘法器 2311 餘弦波信號表 232 加法器 2321 全加法器 2322 暫存器 2323 進位計數器 2324 第一進位計數器 2325 第二進位計數器 2326 第三進位計數器 2327 第四進位計數器 2328 累加器 I 回復內容 Q 回復內容
第一圖顯示傳統接收器的方塊圖。 第二圖顯示本發明實施例之不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器的方塊圖。 第三A圖顯示第二圖之正交解調器的細部方塊圖。 第三B圖顯示第二圖之正交解調器的另一細部方塊圖。 第四圖顯示本發明第一特定實施例之不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器的方塊圖。 第五圖顯示本發明第二特定實施例之不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器的方塊圖。
200 不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器 21 自動增益控制器 22 連續時間三角積分調變器 23 解調器
Claims (10)
- 一種不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，包含：一連續時間三角積分調變器，其接收一接收信號，且將類比信號編碼為數位信號；及一解調器，其接收該連續時間三角積分調變器的一數位輸出，且回復該接收信號的信息內容；其中該解調器包含一正交解調器，其包含：一對相位混合器，其將該連續時間三角積分調變器的數位輸出乘以正交載波信號，因而分別產生相位混合數位輸出；及一對加法器，用以累加該對相位混合器的相位混合數位輸出，因而分別產生該接收信號的回復內容。
- 根據申請專利範圍第1項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，更包含一自動增益控制器，其接收該接收信號，該自動增益控制器設於該連續時間三角積分調變器之前。
- 根據申請專利範圍第1項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其中該連續時間三角積分調變器包含一連續時間雜訊整型濾波器。
- 根據申請專利範圍第1項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其中該連續時間三角積分調變器包含一低通濾波器。
- 根據申請專利範圍第4項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其中該解調器的操作頻率高於該低通濾波的截止頻率。
- 根據申請專利範圍第1項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其中該相位混合器包含一乘法器。
- 根據申請專利範圍第1項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其中每一該正交載波信號預先乘以一視窗函數。
- 根據申請專利範圍第1項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其中每一該相位混和器包含一正交載波信號表。
- 根據申請專利範圍第8項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其中每一該加法器包含：一全加法器，其第一輸入端接收該相位混合數位輸出；一暫存器，其接收該全加法器的內容；及一進位計數器，受到該暫存器之進位的觸發，該進位計數器的輸出回饋至該全加法器的第二輸入端。
- 根據申請專利範圍第8項所述不具降頻器的連續時間三角積分類比至數位接收器，其中每一該加法器包含：複數進位計數器，分別受到該相位混合數位輸出的不同位元的觸發；及一累加器，將該些進位計數器的移位輸出予以加總。
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