频率及相位转换电路、无线通信单元、集成电路及方法
【专利说明】频率及相位转换电路、无线通信单元、集成电路及方法 【技术领域】
[0001] 本发明是相关于一种无线通信单元、一种频率转换电路以及一种频率和相位转换 方法，尤指一种具有可编程（programmable)工作周期（dutycycle)的频率转换电路。 【【背景技术】】
[0002] 在电通领域中，近年来趋于采用能够操作在多频带的无线通信单元，好让相同装 置能够在不同区域使用，同时能在不同服务供应商和不同通信协定之间进行切换。「多频带 装置」可以包含如双频、三频、四频和五频等装置。典型的例子为支持多个射频频带的无线 /行动电话通信装置。所有可支持在超过一个频道上通信的无线/行动电话通信装置都使 用多个频率。然而一个频带包含多个频道的频率群组，且频带广泛地分布在不同频率，以平 行地传输和接收信号路径，使得多频带装置的成本、复杂度和功率的需求上升。
[0003] 因此，在射频通信单元的领域中，发展出支持跨多个不同频率的通信架构。典型的 单一架构能够藉由提供可变、可编程的频率产生信号工作周期来支持多个频率。例如大多 行动发射器采用25%工作周期，而长期演进技术（LongTermEvolution，LTE)通信频带13 和26则通常采用33 %工作周期。
[0004] 图1所示为现有的25%工作周期架构100、33%工作周期架构140以及结合25% 工作周期和33%工作周期操作的模组160的示意图。
[0005] 请参考25%工作周期架构100,其中一连串的相位位移信号被混频至数字正交基 频信号，使得在合成射频信号从130被输出之前补偿变化相位位移。在此范例中，基频信号 (BB-O) 102可具有零相位位移，故将具有零相位位移104的本地振荡器参考信号（L0-0)和 数字基频信号102合并或混频，以产生零相位位移输出。另一基频信号（BB-90) 106具有 90°的正交相位位移，故将具有270°相位位移的本地振荡器参考信号（L0-270) 108和数 字基频信号106合并或混频，以产生零相位位移的射频信号。相似作法可继续将数字基频 信号BB-180和BB-270分别与L0-180和L0-90混频。
[0006] 请参考33%工作周期架构140,其操作和上述25%工作周期架构100相似。不过 由于工作周期提升至33%，在此仅使用三个数字基频信号（BB-0、BB-180以及BB-270)来 分别对应三个本地振荡器参考信号（L0-0、L0-240以及L0-120)。
[0007] 相关时序图110和150示出了本地振荡器参考信号的相位位移。
[0008] 已知在某些情况下，25 %工作周期架构100和33 %工作周期架构140能够合并在 一起形成另一模组160。模组160可藉由多工器164来在不同工作周期操作之间切换，进而 提供较有弹性的工作周期产生模组160,以支持较广的频率范围及/或通信标准。在此范例 中，4个数字基频信号（BB-0、BB-90、BB-180、BB-270) 162中的任一可和7个本地振荡器参 考信号164中的任一混频/合并。
[0009] 然而，如图所示，为了达到上述更有弹性的工作周期产生模组160,必须大量地复 制硬件电路。在范例中，为了完成合并的25%和33%工作周期操作，需要7个混频器和一 多工器166。
[0010] 在某些系统中，若能在提供至少两个不同频率位移以及相位位移工作周期的架构 的同时，减少所需的硬件部件的数量是有一定意义的。 【
【发明内容】
】
[0011] 因此，本发明实施例的目的之一在于改善或是消除上述缺点而提出一种频率及相 位转换电路、无线通信单元、集成电路及方法。
[0012] 依据本发明的第一方面，提出一种频率及相位转换电路，用以提供多个不同工作 周期时钟信号，该频率及相位转换电路包含有一本地振荡器模组以及至少一频率转换模 组。该本地振荡器模组包含有多个频率转换模组，用来接收至少一输入时钟信号，其中可选 择该至少一输入时钟信号的多个相位以提供多个不同工作周期时钟信号。该至少一频率转 换模组包含有多个混频器配置，用来接收至少一基频输入信号以及该至少一输入时钟信号 的被选取的多个相位，并输出该至少一基频输入信号的一频率以及相位转换表示；其中该 多个混频器配置的至少一个被重复使用以实现该多个不同工作周期的时钟信号。
[0013] 依据本发明的第二方面，提出一种集成电路，用来提供多个不同的工作周期，该集 成电路包含有一频率及相位转换电路切片，包含有多个混频器配置，用来接收至少一基频 输入信号以及该至少一输入时钟信号的被选取的多个相位，并输出该至少一基频输入信号 的一频率以及相位转换表示，其中该多个混频器配置的至少一个被重复使用在所提供的该 多个不同的工作周期中。
[0014] 依据本发明的第三方面，提出一种无线通信单元，用来提供多个不同的工作周期 时钟信号，该无线通信单元包含有一频率及相位转换电路，其中该频率及相位转换电路包 含有一本地振荡模组以及至少一频率转换模组。该本地振荡模组包含有多个频率转换模 组，用来接收至少一输入时钟信号，其中可选择该至少一输入时钟信号的多个相位以提供 多个不同工作周期时钟信号。该至少一频率转换模组包含有多个混频器配置，用来接收至 少一基频输入信号以及该至少一输入时钟信号的被选取的多个相位，并输出该至少一基频 输入信号的一频率以及相位转换表示，其中该多个混频器配置的至少一个被重复使用以实 现该多个不同工作周期的时钟信号。
[0015] 依据本发明的第四方面，提出一种频率以及相位转换方法，用以提供多个不同工 作周期时钟信号，该方法包含有：使用一本地振荡器产生电路来接收至少一输入时钟信号， 其中可选择该至少一输入时钟信号的多个相位以提供多个不同工作周期时钟信号；在一频 率转换模组中致能多个混频器配置；使用多个混频器配置来接收至少一基频输入信号以及 该至少一输入时钟信号的被选取的多个相位；以及输出该至少一基频输入信号的一频率以 及相位转换表示；其中该多个混频器配置的至少一个被重复使用以实现该多个不同工作周 期的时钟信号。
[0016] 本发明实施例的频率及相位转换电路、无线通信单元、集成电路及方法，可在提供 至少两个不同频率位移以及相位位移工作周期的架构的同时，减少所需的硬件部件的数 量。 【【附图说明】】
[0017] 图1所示为现有的25 %工作周期架构、33 %工作周期架构以及结合25 %工作周期 和33%工作周期操作的模组的示意图；
[0018] 图2所示为依据本发明一实施例的无线通信单元的模块示意图；
[0019] 图3所示为依据本发明一实施例的具有可编程工作周期的频率及相位转换电路 的不意图；
[0020] 图4所示为依据本发明一实施例的产生25 %工作周期模式400和33 %工作周期 模式的波形示意图；
[0021] 图5所示为依据本发明一实施例的具有可编程工作周期的通用的频率及相位转 换电路的不意图；
[0022] 图6所示为依据本发明一实施例的本地振荡器模组的示意图；
[0023] 图7所示为依据本发明另一实施例的具有可编程工作周期的频率及相位转换电 路的电路图；
[0024] 图8所示为依据本发明一实施例的多工器电路/配置的电路图；
[0025] 图9所示为依据本发明另一实施例的本地振荡器模块的示意图；
[0026] 图10所示为依据本发明再一实施例具有可编程工作周期的频率及相位转换电的 进一步的模块图；
[0027] 图11所示为对应33%工作周期波形的12个相位位移信号的示意图；
[0028] 图12所示为依据本发明实施例的LOREFx波形的示意图；
[0029] 图13所示为图8的传送驱动器/同步器模块820、840、860、880的其中一个的更 进一步的t旲块不意图；
[0030] 图14所示为依据本发明一实施例的使用具有可编程工作周期的频率及相位转换 电路的接收器架构的示意图；
[0031] 图15所示为依据本发明一实施例的使用具有可编程工作周期的频率及相位转换 电路的传送器架构的实施例的示意图；
[0032] 图16所示为依据本发明一实施例的接收驱动/同步模块的示意图。 【【具体实施方式】】
[0033] 在说明书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域的技术人员应可理解， 硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书并不以名称的差异来作为区 分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书当中所提及 的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含 任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表 该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者透过其他装置或连接手段间接地电气连接 至该第二装置。
[0034] 本发明实施例通过一无线通信单元或一切片射频模组的一频率及相位转换电路 来说明。然而本领域技术人员应能了解本发明在此所提出的概念可实现在任何对于频率和 相位转换有需求的不同类型的通信单元中。本发明的通信单元范例可应用于若干应用中， 其具有可适应性，能够节省硬件成本和电流。本发明的部分范例使用双平衡混频器（double balancedmixers)，然而此观念也可适用于其他混频器配置/电路，例如单端混频器。
[0035] 图2所示为依据本发明一实施例的无线通信单元200(也可指行动通信领域中的 一移动用户单元（mobilesubscriberunit，MS)，或是第三代通信系统中的一使用者装置(userequipment，UE))的模块示意图。无线通信单元200包含有一天线202親接至隔离 无线通信单元200中的接收和发射链的一双工滤波器（duplexfilter)或是一天线切换器 204〇
[0036] 接收器链包含有接收器前端电路206(用以实