三倍频器和本地振荡器信号发生器的制造方法

文档序号:9790520
三倍频器和本地振荡器信号发生器的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明关于射频系统,尤其关于一种三倍频器和相关的本地振荡器信号发生器。【【背景技术】】
[0002]在传统的射频(RF)系统中,三倍频器(frequency tripler)建立在本地振荡器信号(local oscillator, L0)发生器中来产生频率为输入频率三倍的输出信号,以防止功率放大器牵引(pull)振荡器。然而,从传统的三倍频器所产生的输出信号包括基谐波(fundamental harmonic)频率或二次谐波频率,而这些谐波频率可能影响后续阶段的操作。

【发明内容】

[0003]因此,为了解决上述问题,本发明的目的是提供三倍频器和相关的本地振荡器信号发生器,其输出信号中不包括任何基谐波频率或任何二次谐波频率。
[0004]根据本发明的第一方面,提供一种三倍频器,包括:双频同相信号发生器,双频正交信号发生器和混频器。双频同相信号发生器用于接收至少一同相信号和至少一正交信号以产生频率为两倍于所述同相信号或所述正交信号的双频同相信号;双频正交信号发生器用于接收至少所述同相信号和至少所述正交信号以产生频率为两倍于所述同相信号或所述正交信号的双频正交信号;以及混频器用于接收所述同相信号、所述正交信号、所述双频同相信号和所述双频正交信号,以产生频率为三倍于所述同相信号或所述正交信号的输出信号。
[0005]根据本发明的第二方面,提供一种本地振荡器信号发生器,包括:信号发生器和三倍频器,其中,三倍频器包括:双频同相信号发生器,双频正交信号发生器和混频器。信号发生器用于产生至少一同相信号和至少一正交信号。双频同相信号发生器用于接收至少一同相信号和至少一正交信号以产生频率为两倍于所述同相信号或所述正交信号的双频同相信号;双频正交信号发生器用于接收至少所述同相信号和至少所述正交信号以产生频率为两倍于所述同相信号或所述正交信号的双频正交信号;以及混频器用于接收所述同相信号、所述正交信号、所述双频同相信号和所述双频正交信号,以产生频率为三倍于所述同相信号或所述正交信号的输出信号。
【【附图说明】】
[0006]图1为根据本发明实施例的本地振荡器信号发生器100的示意图
[0007]图2为根据本发明实施例的三倍频器110的操作的示意图。
[0008]图3为根据本发明实施例的三倍频器110的电路结构图。
【【具体实施方式】】
[0009]在说明书及权利要求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,制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求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。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”为开放式的用语,故应解释成“包含但不限定于”。以外,“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此,若文中描述第一装置耦接到第二装置,则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置,或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
[0010]请参考图1,其为根据本发明实施例的本地振荡器(LO)信号发生器100的示意图。如图1所示,LO信号发生器100包括信号发生器(signal generator) 102和三倍频器110,其中该三倍频器110包括双频同相信号(1-signal)发生器112、双频正交信号(Q-signal)发生器114和混频器(在本实施例中,混频器是由单边带混频器116实现)。在本实施例中,信号发生器102可以通过压控延迟线(voltage-controlled delay line,V(DL)、多相滤波器、正交压控振荡器、移相器,或能够产生同相和正交信号的任何其它电路来实现。
[0011]在LO信号发生器100的操作中,信号发生器102被设置为产生至少一同相信号cos (ω t)和至少一正交信号sin (ω t)。在本实施例中,信号发生器102被设置为产生四相IQ信号,即四个信号sin(co t),cos (ω t),-sin(ot)和-cos (ω t)。然后,双频同相信号发生器112接收从信号发生器102产生的至少一部分IQ信号,以产生双频同相信号COS (2 ω t),其频率为同相信号为COS(COt)或正交信号sin (cot)的两倍;以及双频正交信号发生器114接收至少一部分IQ信号,以产生双频正交信号sin (2 ω t),其频率为同相信号cos(ot)或正交信号sin(cot)的两倍。最后,单边带混频器116接收同相信号C0S(?t)、正交信号sin(cot)、双频同相信号cos (2 ω?)和双频正交信号sin(2cot),以产生输出信号cos (3 ω t),其频率为同相信号COS(Ot)或正交信号sin (ω?)的三倍。
[0012]请参考图2,其为根据本发明实施例的三倍频器110的操作的示意图。如图2所示,双频同相信号发生器112包括两个乘法器222、224和组合器226,其中乘法器222、224和组合器226用于通过使用公式cos (2 cot) = COS2(Qt)-Sin2(Qt)来产生双频同相信号cos (2 ω?)。详细地,乘法器222用sin (COt)乘以sin (COt)以产生sin2 (ω t),乘法器224用cos (ω t)乘以cos (ω t)以产生cos2 (ω t),以及组合器226将cos2 (ω t)减去sin2 (ω t)以获得为cos (2 ω t)。双频正交信号发生器114包括两个乘法器212、214和组合器216,其中乘法器212、214和组合器216用于通过使用公式sin(2cot) = 2cos (ω t) sin (ω t)来产生双频正交信号sin (2 ω?)。详细地,乘法器212用-sin (ω t)乘以-cos (ω t)以产生cos (ω t) sin (ω t),乘法器 214 用 sin (ω t)乘以 cos (ω t)以产生 cos (ω t) sin (ω t),以及组合器216组合乘法器212和214的输出,以获得sin(2cot)。单边带混频器116包括两个乘法器232、234和组合器236,其中,乘法器232、234和组合器236用于通过使用公式COS (3 ω t) = cos(2cot)cos(cot)-sin(2cot)sin(cot)来产生输出信号。详细地,乘法器232用sin(co t)乘以sin(2 ω t),乘法器234用cos (ω t)乘以cos (2 ω t),以及组合216从cos (2 ω t) cos (ω t)减去 sin (2 ω t) sin (ω t),以获得 cos (3 ω t)。在三倍频器 110 的上述操作中,三倍频器110的输出信号不具有任何基谐波频率/杂散(spur)或任何二次谐波频率 /
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