专利名称：：适应性接收器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种接收及调整射频(Radiofrequency，RF)信号的接收器，尤其涉及一种用于接收RF信号，并将其转换成中频antermediatefrequency，IF)信号的适应性接收器。
背景技术：
：RF接收器通常被设计成用以将所接收的RF信号转换成IF信号，然后将上述之IF信号转换至基频。图1所示为已有技术中所接收的RF信号、本地振荡器信号及通过转换后的IF信号的频率。请参照图1，传统的RF接收器可以接收频率为Fkf的RF信号，且通过将上述之接收的RF信号与中心频率为中心Flq=Fef-Fif的本地振荡器(Localoscillator,L0)信号进行混频，而将上述之RF信号转换为具有公称中频Fif的IF信号。虽然这种降频动作可利用混频器及LO在单一步骤中完成，然而有时候，上述之接收的RF信号也可先利用第一混频器及第一LO而被降频为第一IF，然后利用第二混频器及第二LO再次降频为频率为Fif的公称IF。以下假设这种RF到IF的转换在单一步骤中完成。通常会需要频道选择滤波器，例如带通滤波器(Bandpassfilter,BPF)或低通滤波器(Lowpassfilter，LPF)以滤除不想要的镜射信号及干扰信号，以利于基频解调变器对想要的信息进行检测。但是上述之频道选择滤波器会遭遇中心频率偏移的问题，其将显著地降低经解调变化的信号的质量。图2A为不具有任何中心频率偏移的带通滤波器(BPF)的示例性频率响应的示意图。请参照图2A，想要的BPF可具有等于Fif的中心频率Fc，如此在两个称半功率点F1(即低3dB点)及F2(即高3dB点)之间不会发生功率误差。但是，某些BPF或LPF不会具有如图2A所示的频率响应。例如，BPF的频率响应的不准确性会由于制程变化及/或环境温度改变造成的(跨)导电对电容比的误差所造成。图2B所示的是具有中心频率偏移的BPF的示例性频率响应。请参照图2B，上述之BPF的中心频率F，c与Fif之间具有一个偏移量Δf，其造成例如上述这些公称半功率点F1及F2之间的20dB功率误差。为了处理制程变化及/或温度改变所造成的问题，可使用自动调整电路来准确地控制上述之滤波器的频率响应，然而这将无可避免地会造成设计的复杂性。这种复杂性是不想要的，尤其对于行动通讯的应用，其必须具有最小化的芯片尺寸、电力消耗及单位成本。
发明内容本发明揭示一种适应性接收器，其可排除已有技术的限制与缺点所造成的一个或多个问题。本发明的实施例可以提供一种适应性接收器，其用于接收射频(RF)信号，并将上述之接收到的具有频率为Fkf的RF信号转换为适应性中频。上述之适应性接收器可以包含(1)一个二维查询表(Look-uptable，LUT)，其包含频率补偿值Af在一个想要的温度与制程边界的范围内，(微控制器，其被设置成在给定上述之LUT、温度及制程边界值的条件下，可用以估计BPF的中心频率:FC=Fif+Δ”及(3)本地振荡器，其产生弦波信号，其频率Flo等于Fkf减去F。。上述中，Fc为上述之BPF在温度改变及制程边界变化的状况下的一估计中心频率。上述之适应性接收器使用F。做为“适应性”中频，其也标示为Fif,_通常我们不知道上述之温度或制程边界值。在此状况之下，本发明的实施例可以提供一种适应性接收器，其包含(1)一个一维LUT，其包含想要的两个单频信号的电压差范围的频率补偿值Af，其也需要测量程序来获得这两个单频信号的电压差，(2)微控制器，其被设置成基于上述之测量得的两个单频信号的电压差，而可用以估计适应性中频Fif,皿(=Fif+Af)，及(3)本地振荡器，以产生弦波信号，其频率Fuj等于Fkf减去Fif,在一实施例中，上述之两个单频信号的测量程序可在估计一个适应性IF之前执行。作为以上实施例的另一种延伸形态，假设可以准确地测量上述之温度变化，且因此仅在供电之后执行上述之两个单频信号测量，上述之适应性接收器可以包含(1)一维LUT，其包含想要的两个单频信号电压差范围的频率补偿值Af，其中在上述之适应性接收器被供电之后执行测量程序以获得温度1之下的上述之两个单频信号电压差，(2)温度感应装置，其与微处理器共同运作，以测量操作温度Τ。ρ&Τ。η之间的温度差Δτ，(3)微控制器，其被设置成基于Af、预先估计的温度系数Fsl。pe及上述之温度差Δτ=Τ。ρ_Τ。η，而可用以计算适应性中频Fif,AD(=FIF+Af+Fsl_*AT)，及⑷本地振荡器，以产生振荡信号，其频率Flo等于Fkf减去Fif,AD。在此实施例中，上述之两个单频信号测量在供电之后仅执行一次，且上述之温度感应装置在与上述之微处理器13共同运作时被假设能够准确地监视上述之温度。因此适应性中频可利用准确的“温度差”的数值来估计。本发明的实施例也可以提供一种适应性接收器，其用于接收射频(RF)信号，并将上述之RF频率为Fkf的RF信号转换成适应性中频。上述之适应性接收器可以包含⑴一个二维查询表(LUT)，其包含上述之频率补偿值八￡在想要的温度与制程边界的范围内，(2)微控制器，其被设置成基于上述之已知温度及制程边界，可用以估计上述之BPF的中心频率FC=Fif+Δ^及(3)本地振荡器，以产生弦波信号，其频率为Fuj=Fkf-Fif,.AD。上述之本地振荡器进一步包含预先幅度调整器，其设置成可操作于具有第一预先幅度调整器因子N的第一模式及具有第二预先幅度调整器因子(N+1)的第二模式，其中N为正整数；并包含sigma-delta调变器，其设置成在基准频率的每一个M循环产生一次进位信号，以将上述之预先幅度调整器由上述之第一模式切换到上述之第二模式。本发明的实施例另可以提供一种适应性接收器，其用于接收射频(RF)信号，并将上述之RF频率为Fkf的RF信号转换成适应性中频。上述之适应性接收器可以包含(1)一个二维查询表(LUT)，其包含上述之频率补偿值八，在想要的温度与制程边界的范围内，(2)微控制器，其设置成基于上述之已知温度及制程边界而可用以估计上述之BPF的中心频率:FC=Fif+Af，及(3)本地振荡器，以产生弦波信号，其频率Fm等于Fkf-Fif,上述之本地振荡器还包含晶体振荡器，其设置成产生频率为Ftl的基准频率，其中Ftl为的函数；预先幅度调整器，其设置成可操作于具有第一预先幅度调整器因子N的第一模式及具有第二预先幅度调整器因子(N+1)的第二模式，其中N为正整数；及sigma-delta调变器，其设置成产生进位信号，以将上述之预先幅度调整器由上述之第一模式切换到上述之第二模式。在下文的说明中将部分提出本发明的其它特点与优点，而且从上述之说明中将了解本发明其中一部分，或者通过实施本发明也可知道。通过随附的权利要求中特别列出的元件及其组合将可了解且达到本发明的特点与优点。并应当了解，上文的概要说明以及下文的详细说明都仅供作例示与解释，其并不能对本文所主张的发明形成限制。本说明书中所并入且构成本说明书其中一部分的附图所图解的是本发明的其中一实施例，其连同本说明可用来解释本发明的原理。当结合各附图而阅览时，即可更佳了解本发明的前揭摘要以及下文详细说明。为达到本发明说明目的，各附图里图绘有现属较佳的各实施例。然应了解本发明并不限于所绘的精确排置方式及设备装置。在各附图中图1为已有技术中所接收到的射频(RF)信号、本地振荡器信号及通过转换后的中频(IF)信号的频率的示意图；图2A为不具有任何中心频率偏移的带通滤波器的示例性频率响应的示意图；图2B为具有中心频率偏移的带通滤波器的示例性频率响应的示意图；图3为与本发明的一实施例一致的转换RF信号成为IF信号的方法的示意图；图4A为与本发明的一实施例一致的适应性接收器的方框图；图4B为校准与本发明的一实施例一致的带通滤波器的方法的方框图；图5A为与本发明的一实施例一致的本地振荡器的方框图；图5B为与本发明的另一实施例一致的本地振荡器的方框图；及图6为带通滤波器中心频率Fc(inMHz)相对于温度(摄氏)的变化的测量结果的实施例。主要元件标记说明10适应性接收器11射频区段12基频区段13微控制器14温度感应装置17本地振荡器产生器20调变器50本地振荡器51锁相回路52Sigma-delta调变器53加法器60本地振荡器61晶体振荡器110低噪声放大器111I混频器112Q混频器113分数本地振荡器信号产生器114I-带通滤波器(I-BPF)115Q-带通滤波器to-BPF)116第一可变增益放大器117第二可变增益放大器121第一模拟至数字转换器(I-ADC)122第二模拟至数字转换器to-ADC)123降频至基频的转换器(down-conversion124解调变器131查询表221第一数字至模拟转换器222第二数字至模拟转换器231第一缓冲器232第二缓冲器511相位频率检测器512电荷泵513回路滤波器514电压控制振荡器515正交本地振荡器信号(LO)产生器516预先幅度调整器520累加器具体实施例方式为达到解释目的，本详细说明中提出各种特定的细节以便更彻底地了解本发明的实施例。不过，所属
技术领域：
的技术人员将会发现，没有上述这些特定细节也可实施本发明的实施例。再者，所属
技术领域：
的技术人员便可轻易地明白本文中叙述与实施方法的特定顺序仅供解释之用，本发明亦涵盖各种变化顺序，而且仍然落在本发明实施例的精神与范畴之中。图3为与本发明的一实施例一致的转换射频(RF)信号成为中频(IF)信号的方法的示意图。请参照图3，频率为Fkf的所接收的RF信号可由根据本发明所建构的适应性接收器所接收。上述之所接收的RF信号可通过上述之适应性接收器而转换成公称(中心)中率为Fif的IF信号。在根据本发明一实施例中，Fkf的范围是大约2.4十亿赫兹(gigahertz，GHz)到2.48GHz，且Fif的范围是大约1百万赫兹(megahertz,MHz)到1.5MHz。在另一实施例中，上述之所接收的RF信号可根据IEEE802.Ila标准而调变，使得Fkf的范围可由大约5.15GHz到5.:35GHz，或是由大约5.725GHz到5.825GHz。为了处理温度改变及/或制程边界变化的问题，可由上述之适应性接收器产生频率补偿「Af」来补偿由于环境温度改变或制程变化造成的Fif的频率偏移。因此，可确定适应性频率Fif,AD，其中Fi^ad=Fif+Af0本地振荡器(Localoscillator,L0)可设置成产生频率为Fm=Fef-Fif,m=Fef-(Fif+Δf)的LO信号。上述之频率补偿与上述之LO信号将在以下进一步讨论。图4A为与本发明的一实施例一致的适应性接收器10的方块图。适应性接收器10可设置成执行信号放大、降频、滤波、频道选择、模拟至数字转换及其它类似的功能。请参照图4A，适应性接收器10可包括RF区段11、基频(Baseband，BB)区段12、微控制器13及温度感应装置14。所接收的RF信号可由低噪声放大器(Lownoiseamplifier,LNA)110所放大。而由上述之LNA110所输出的RF信号可在同相位αη-phase，I)路径及正交相位(Quadrature-phase,Q)路径中进行处理。特别是在I路径中，第一频率转换器，例如在RF区段11中的第一混频器阶段的I混频器111，其可基于操作频率为Fuj=Fef-(Fif+Af)的分数LO产生器113所产生的第一本地振荡器(LO)信号(即I_L0信号)，而将LNA110所输出的上述之RF信号降频至适应性频率(FIF+Af)。接着，第一频道选择滤波器，例如同相位频道带通滤波器I-BPF114，其具有等于(Fif+Af)的中心频率F。，可滤除镜射信号或干扰信号。I-BPF114具有两个输入，第一输入为I混频器111的输出，而第二输入为Q混频器112的输出。I-BPF114的输出信号在被传送到位于BB区段12中的降频至基频的转换器123之前，可先在第一可变增益放大器(Variablegainamplifier,VGA)中进行处理，然后在第一模拟到数字转换器(Analog-to-digitalconverter,ADC)，I-ADC121中进行处理。上述之第一VGA116其作用为通过控制其增益以维持想要的输出信号位准。类似地，在Q路径中，第二频率转换器，例如在上述之RF区段11中的上述之第一混频器阶段的Q混频器112，其可基于操作频率为Fuj=Fef-(Fif+Af)的上述之分数LO产生器113所产生的第二LO信号(即QLO信号)，而将LNA110所输出的上述之RF信号降频至上述之适应性频率(FIF+Af)。I_L0&Q_L0信号在彼此相互正交的相位中以相同频率传送。接着，正交频道选择滤波器，例如Q-BPF115，其具有中心频率F。=(Fif+Δf)，可以滤除镜射信号或干扰信号。Q-BPF115亦具有两个输入，其第一输入为I混频器111的输出，而其第二输入为Q混频器112的输出。Q-BPF115的输出信号在被传送到位于上述之BB区段12中的上述之降频至基频的转换器123之前可先在第二VGA117中进行处理，然后在第二ADC，Q-ADC122中进行处理。当考虑成复数等效信号A+i、时(其中/=V=T)，上述这些两个输入(X1及~)到上述之降频至基频的转换器123为具有中心频率为Fc=(Fif+Af)的信号。上述之降频至基频的转换器123，其同等于对具有相同中心频率为F。=(Fif+Af)的第二阶段I/Q混频器，而将上述之复数等效信号降频成一对I/Q基频信号及~,BB。然后，解调变器IM可以处理来自上述之降频至基频的转换器123的输出信号以撷取上述之经过调变的数据。分数LO产生器113可设置成基于基准频率频率Ftl、关于上述之频率偏移的第一数值Nd、以及关于上述之进位信号的周期的第二数值Nai，而产生频率为Fm=Fef-(Fif+Δf)的I_L0及Q_L0信号。在一实施例中，上述之第一数值Nd及上述之第二数值Nai可与预先幅度调整器或频率除法器的平均除法比率有关，其将参照图5A来讨论。在另一实施例中，上述之第一数值Nd可与基准频率的修正比例有关，而上述之第二数值Nqi可与上述之预先幅度调整器的除法比例有关，其将参照图5B来讨论。再者，上述之振荡器频率Fm=Fef-(Fif+Af)及上述之中心频率Fc=(Fif+Af)可为上述之基准频率的频率Ftl的非整数倍数，并且可包括分数部分。在一实施例中，第一BPF114及第二BPF115可被设计为具有位于相对低的IF频段中的中心频率，其范围例如大约在IMHz到1.5MHz。上述之中心频率可随着上述之环境温度改变而改变。下表1列出不同温度下IF中心频率变化的实施例，即摄氏95(°C)，250C及-45°C，及对于由TTT到FFF的所有制程边界。因此，其为一个二维表格。表1所示的Fif+Af数值为模拟结果。上述之公称中频是在l.MSMHz。事实上，可能不知道特定接收器的制程边界。温度感应装置14也可能在温度测量中无法提供不错的绝对准确性。而是，当典型的温度感应装置14与微处理器13共同运作时，在测量温度差△τ时能够提供不错的准确性。因此，下表1用于解释我们的观念，其中假设能够准确地同时知道温度及制程边界。事实上，使用校准程序来准确地估计上述之BPF的中心频率。此程序将在稍后详述。表1(Fif+Δf数值单位为MHz)权利要求1.一种适应性接收器，其特征是用于接收射频(RF)信号，并将上述之接收到的具有频率为Fkf的RF信号转换成频率为Fif,AD的中频(IF)信号，上述之适应性接收器包含一对带通滤波器，其中每一个带通滤波器具有一个频率为Fif的公称中心频率；二维查询表，其设置针对环境温度及制程边界变化提供上述这一对带通滤波器的中心频率的频率补偿(Af)值；温度感应装置，以提供温度信息；微控制器，其设置成根据来自上述之二维查询表的频率补偿(Af)值、来自上述之温度感应装置的温度信息、及预先储存在该制程边界的信息，以估计一适应性中频Fif,AD，上述之适应性中频Fif,41)等于上述这一对带通滤波器的公称中心频率Fif加上该频率补偿Af；以及本地振荡器，以产生一些弦波信号，上述这些弦波信号的频率Fm等于Fkf减去Fif,_2.根据权利要求1所述的适应性接收器，其特征是进一步包含两个混频器，其中每一个混频器包含第一输入，以接收上述之接收到的RF信号；及第二输入，以接收频率为Fuj=Fef-Fif,AD=Fef-(Fif+Af)的第一本地振荡器(LO)信号与第二本地振荡器(LO)信号其中之一个，上述之第一本地振荡器(LO)信号与上述之第二本地振荡器(LO)信号在相位上彼此正交。3.根据权利要求2所述的适应性接收器，其特征是进一步包含低噪声放大器，以放大上述之接收到的RF信号。4.一种适应性接收器，其特征是用于接收射频(RF)信号，并将上述之接收到的具有频率为Fkf的RF信号转换为频率为Fif,AD的中频(IF)信号，上述之适应性接收器包含一对带通滤波器，其中每一个带通滤波器具有一个频率为Fif的公称中心频率；一维查询表，其设置以提供中频补偿Af以做为两个单频信号的电压差AVFX2_FX1的函数；其中该电压差AVFX2_FX1(=Vfx2-Vfxi)是基于对于两个频率所测量得的电压Vfx2与Vfxi而决定；微控制器，其设置以使用该AVfj^fxi值，并通过该一维查询表而决定上述之中频补偿Af,以及计算一适应性中频Fmffl，上述之适应性中频Fif,AD等于上述之公称中频Fif与上述之中频补偿Af的总和；及本地振荡器，以产生一些弦波信号，上述这些弦波信号的频率Fm等于Fkf减去Fif,_5.根据权利要求4所述的适应性接收器，其特征是进一步包含两个混频器，其中每一个混频器包含第一输入，以接收通过低噪声放大器放大后之上述接收到的RF信号；及第二输入，以接收具有相同频率为(Flq=Fef-Fif,AD=Fef-(Fif+Af))并具有90度相位差的第一本地振荡器(LO)信号与第二本地振荡器(LO)信号其中之一个。6.一种适应性接收器，其特征是用于接收射频(RF)信号，并将上述之接收到的具有频率为Fkf的RF信号转换成频率为Fif,AD的中频(IF)信号，该适应性接收器包含一个带通滤波器，其具有频率为Fif的公称中心频率；一维查询表，其设置以提供中频补偿Af以做为两个单频信号的电压差AVFX2_FX1的函数；其中该电压差ΔVFX2_FX1(=Vfx2-Vfxi)是基于该适应性接收器在温度T。n下被供电之后所测量得两个频率电压Vfx2与Vfxi所决定；温度感应装置，以检测操作温度Τ。ρ与上述之温度Τ。η之间的温度差Δτ(=Ton-Top)；微控制器，其设置以使用该ΔVFX2_m值以及通过该一维查询表而决定该频率补偿Af，以及计算一适应性中频Fif,皿，上述之适应性中频Fmiffl等于该公称中频Fif，Δτ的总和，其中Fsl。pe是与温度差Δτ关联的Fif+Δf斜率系数；及本地振荡器，以产生一些弦波信号，上述这些弦波信号的频率Fm等于Fkf减去Fif,_7.根据权利要求6所述的适应性接收器，其特征是进一步包含两个混频器，其中每一个混频器包含第一输入，以接收通过低噪声放大器放大后之上述接收到的RF信号；及第二输入，以接收具有相同频率为(FlQ=Fef-Fifjad=FEF-(FIF+Af+FslopeXΔτ))并具有90度相位差的第一本地振荡器(LO)信号与第二本地振荡器(LO)信号其中的一个。全文摘要本发明涉及一种适应性接收器，其用于接收射频(RF)信号，并将上述接收到的具有频率为RF频率FRF的RF信号转换为低的中频FIF。上述的适应性接收器包含一对带通滤波器，其具有等于FIF的公称中心频率FC；查询表(LUT)，其设置成估计代表因操作温度改变及/或制程变化而导致的上述的带通滤波器中心频率的频率补偿Δf；微控制器，其设置成估计上述的带通滤波器的操作中心频率(＝FIF+Δf，其包括上述的频率补偿)，并使用此新的中心频率做为上述的适应性中频FIF，AD，及本地振荡器，其产生频率为FLO的振荡信号，上述的频率FLO等于FRF减去FIF，AD。上述的适应性接收器中还进一步包括温度感应装置。文档编号H03L1/02GK102045079SQ20101021668公开日2011年5月4日申请日期2010年6月30日优先权日2009年10月14日发明者何祥德,陈鹏森申请人:创杰科技股份有限公司