专利名称：可调整调制系数的幅移键控发送机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟发送机，且更具体而言，涉及一种幅移键控 (amplitude shift keying; ASK)发送机。
背景技术：
幅移键控(ASK)是一种调制方案，在该调制方案中，载波幅值随数字信 号信息而变化。例如，在该调制方案中，若要调制二进制数字信号，则在数字 信号的值为1时发送具有预定幅值大小的载波，而在数字信号的值为0时则中 止载波的发送。其中载波具有存在(ON)状态或不存在(OFF)状态的幅移键 控调制方案被称为开关键控(on-off keying; 00K)调制方案。调频方案中的调制系数与调幅方案中的调制因数一同属于用于决定发送 机及接收机性能的其中一个最重要的电特性。调制因数被定义为在调幅中所要 发送的信号波的幅值m与载波幅值M之比m/M。此处，载波幅值M是指尚未调 制的载波的幅值。以百分比形式表示的比值m/M即称为调制率。调频方案中的 调制系数相当于调幅方案中的调制因数，其表示调制的程度或效率。当调制系 数减小时，载波功率(能量)增大，且被调制波的功率(能量)减小。在本文 中，调制系数与调制因数是通用的。图1图解说明当调制系数m为0. 5 (称为50%)时的调幅(amplitude modulation; AM)波开乡。图2图解说明当调制系数m为1 (称为100%)时的调幅波形。图3图解说明当调制系数m大于1时的调幅波形。参见图1至3，由图中可见，值略小于1 (称为100%)的调制系数m相对 比较有效。然而，调制系数是根据使用发送机及接收机的通信系统而被确定为不同的 值，因而无法固定一最佳的调制系数。调制系数的值是在制造发送机及接收机用户随意改动。因此，存在如下问题所制造的用于特定 通信系统的发送机及接收机无法用于具有不同电特性的另一通信系统。发明内容本发明提供一种可调整调制系数的幅移键控(ASK)发送机。 根据本发明的一个方面，提供一种可调整调制系数的幅移键控发送机，其包含偏流提供单元，其相应所要发送的数字信号及一个或多个偏流控制信号 而提供一个或多个偏流；以及调制信号产生器，其相应所述一个或多个偏流而 对载波信号进行调制，以产生对应于所述数字信号的调制信号。
通过参照附图对本发明的实例性实施例进行详细说明，本发明的上述及其 他特征及优点将变得更加一目了然，附图中图1图解说明当调制系数m为O. 5 (称为50%)时的调幅(AM)波形； 图2图解说明当调制系数m为1 (称为100%)时的调幅波形； 图3图解说明当调制系数m大于1时的调幅波形；图4为一方块图，其图解说明根据本发明的可调整调制系数的幅移键控 (ASK)发送机；图5为图4所示第一偏流提供单元的内部电路图；图6图解说明模拟调制信号的波形变化量随可变电阻器电阻值的变化；以及图7至9图解说明根据本发明由发送机输出的具有不同调制系数的模拟调 制信号的实例。主要组件标记说明400:幅移键控发送机410:偏流提供单元420:偏流提供电路430:偏流提供电路440:偏流提供电路450:调制信号产生器451:信号处理单元452:信号处理单元453::信号处理单元510::参考偏压提供单元520::偏流控制电路530:下降缘调整电路540::偏压改变块550:上升缘调整电路560::偏流输出电路CS1:第一电流源CS2::第二电流源Rl:第一电阻器R2:第二电阻器Cl:第一电容器C2:第二电容器Ml:第一金属氧化物半导体晶体管M2:第二金属氧化物半导体晶体管M3:第三金属氧化物半导体晶体管M4:第四金属氧化物半导体晶体管具体实施方式
下文将参照附图详细说明本发明的实例性实施例。图4为一方块图，其图解说明根据本发明的可调整调制系数的幅移键控 (ASK)发送机。参见图4，可调整调制系数的幅移键控发送机400包含偏流提供单元410 及调制信号产生器450。偏流提供单元410包含一个或多个偏流提供电路420至440，用于相应所 要发送的数字信号D—in及一个或多个偏流控制信号bcl至bcn而提供一个或 多个偏流ccl至ccn。第一偏流提供电路420相应数字信号D_in及第一偏流控制信号bcl而产 生第一偏流ccl。第二偏流提供电路430相应数字信号D一in及第二偏流控制信 号bc2而产生第二偏流cc2。第n偏流提供电路440则相应数字信号D—in及第 n偏流控制信号bcn而产生第n偏流ccn。7此处，每一偏流控制信号bcl至bcn均代表两个或更多个不同控制信号。 具体而言，第一偏流控制信号bcl包含用于决定调制信号A—out的上升缘跃迁 时间的上升缘控制信号bcl—1及用于决定调制信号A_out的下降缘跃迁时间的 下降缘控制信号bc1—2。调制信号产生器450包含一个或多个信号处理单元451至453，用于相应 所述一个或多个偏流ccl至ccn而调制载波信号Carrier,以产生对应于数字 信号Djn的调制信号A一out。第一信号处理单元451相应第一偏流ccl而对载波信号Carrier实施缓冲。 第二信号处理单元452相应第二偏流cc2而对第一信号处理单元451所输出的 信号实施缓冲。第n信号处理单元453相应第n偏流ccn而对第二信号处理单 元452所输出的信号实施缓冲。第一至第n信号处理单元451至453可使用串 联连接的缓冲器构建而成。每一信号处理单元451至453均在预定延时后产生 一输出信号，该输出信号对应于施加至每一信号处理单元451至453的输入信 号。该预定延时称为信号处理单元的响应延迟。每一偏流ccl至ccn均调整对应信号处理单元451至453的输出信号相对 于输入信号的响应延迟，以最终决定调制信号A—out的上升缘或下降缘。图5为图4中所示第一偏流提供单元420的内部电路图。参见图5，第一偏流提供单元420包含参考偏压提供单元510、偏流控制 电路520、及偏流输出电路560。参考偏压提供电路510包含第一金属氧化物半导体 (metal-oxide-semiconductor; M0S)晶体管Ml及第一电流源CS1 ，以用于相 应数字信号D—in而产生第一参考偏压Vbl。第一金属氧化物半导体晶体管Ml 包含一连接至第一电源电压Vdd的端子、另一端子、及用于产生第一参考偏压 Vbl的栅极端子。第一电流源CS1包含连接至一节点的端子以及连接至第二电 源电压GND的另一端子，其中该节点用于产生第一参考偏压Vbl。此处，第一 电流源CS1是用于吸收电流的可变电流源，所吸收电流的值随数字信号D—in 而变化。偏流控制电路520相应第一参考偏压Vbl、下降缘控制信号bcl—1、及上 升缘控制信号bc1—2而产生偏压控制电压Vc，并包含下降缘调整电路530、偏压改变块540及上升缘调整电路550。如上文所述，下降缘控制信号bcl一l及 上升缘控制信号bcl—2是自第一偏流控制信号bcl获得。下降缘调整电路530包含第一电阻器Rl及第一电容器Cl，以用于相应下 降缘控制信号bcl—1而将第一参考偏压Vbl延迟一预定时间，从而产生第二参 考偏压Vb2。第一电阻器Rl包含一连接至第一参考偏压Vbl的端子，且其电阻 值随下降缘控制信号bcl_l而改变。第一电容器Cl包含一端子、以及连接至 第二源电压的另一端子，其中所述一端子连接至第一电阻器Rl的另一端子， 以产生第二参考偏压Vb2。偏压改变块540包含第二金属氧化物半导体晶体管M2、第三金属氧化物半 导体晶体管M3、及第二电流源CS2，以用于产生对应于第二参考偏压Vb2的第 三参考偏压Vb3。第二金属氧化物半导体晶体管M2包含一连接至第一源电压的 端子、以及一被施加第二参考偏压Vb2的栅极端子。第三金属氧化物半导体晶 体管M3包含一连接至第一源电压的端子、另一端子、以及一用于产生第三参 考偏压Vb3的栅极端子。第二电流源CS2是静态电流源，可流出恒定电流it， 其包含连接至一节点的端子以及连接至第二电流源的另一端子，其中该节点用 于产生第三参考偏压Vb3。上升缘调整电路550包含第二电阻器R2及第二电容器C2，以用于相应上 升缘控制信号bcl一2而将第三参考偏压Vb3延迟一预定时间，从而产生偏压控 制电压Vc。第二电阻器R2包含一连接至第三参考偏压Vb3的端子，且其电阻 值随上升缘控制信号bcl—2而改变。第二电容器C2包含一端子、以及连接至 第二源电压的另一端子，其中所述一端子连接至第二电阻器R2的另一端子， 以产生偏压控制电压Vc。偏流输出电路560相应偏压控制电压Vc而产生偏流ccl。偏流输出电路 560可使用第四金属氧化物半导体晶体管构建而成，该第四金属氧化物半导体 晶体管包含一连接至第一源电压的端子，产生与施加至其栅极端子的偏压控制 电压Vc相对应的偏流iccl，并经由其另一端子输出偏流iccl。此处，下降缘调整电路530及上升缘调整电路550具有与低通滤波器相同 的结构。然而，下降缘调整电路530及上升缘调整电路550的结构并非仅限于 低通滤波器结构，而是可修改为各种形式。机的运行以及一种用于调整调制系数的方法。首先，对根据输入至发送机的数字信号D_in的状态进行模拟调制信号发 的送进行说明。第一参考偏压Vbl取决于用于吸收电流id的电流源CS1，电流id的值随 数字信号D一in而改变。第一及第二金属氧化物半导体晶体管Ml及M2呈电流 镜形式，尽管其间设置有第一电阻器R1，因而流至第二金属氧化物半导体晶体 管M2的电流值取决于被施加至其栅极端子的第一参考偏压Vbl。此处，如果第 一及第二金属氧化物半导体晶体管Ml及M2具有相同的电特性，则流至第二金 属氧化物半导体晶体管M2的电流值与流经第一金属氧化物半导体晶体管M1的 电流id的值相同。第二及第三金属氧化物半导体晶体管M2及M3的共用端子连接至第二电流 源CS2，且在作为静态电流源的第二电流源CS2中所流过的电流it是固定不变 的。由于第二及第三金属氧化物半导体晶体管M2及M3所提供的电流之和是可 提供至第二电流源CS2的电流总量it，因而从电流总量it中减去流经第二金 属氧化物半导体晶体管M2的电流id，便会获得流经第三金属氧化物半导体晶 体管M3的电流。第三及第四金属氧化物半导体晶体管M3及M4也呈电流镜形 式，尽管其间设置有第二电阻器R2，因而如果第三及第四金属氧化物半导体晶 体管具有相同的电特性，则流经第四金属氧化物半导体晶体管M4的电流iccl 与流经第三金属氧化物半导体晶体管M3的电流it-id相同。当流经第四金属氧化物半导体晶体管M4的偏流iccl增大时，可构建为缓 冲器形式的第一信号处理单元451的增益增大，且载波信号Carrier得到正常 的输出缓冲。换句话说，可正常地发送模拟调制信号A一out。相反，当第三参 考偏压Vb3降低时，由第四金属氧化物半导体晶体管M4所产生的偏流iccl会 减小。在图5所示的第一偏流提供电路420中，在每一级处流动的电流之间的关 系可由方程式1表示。 [方程式1]it=id+iccl参见方程式l，由于流至第二电流源CS2的电流it是固定的，因而当将流 经第一电流源CS1的电流id与流经第二电流源CS2的电流it调整至同时相同 (称为id^it)时，偏流iw可最小化(称为i「id)。相反，当将流经第一电 流源CSl的电流id调整至实质为O时，it-id可最大化(称为it)。因此，当数字信号D—in的值为1时，流经第一电流源CS1的电流id被调 整至实质为0，从而使流经第四金属氧化物半导体晶体管M4的电流i。。,可最大 化(称为it)。而当数字信号D一in的值为0时，则将流经第一电流源CS1的 电流id与流经第二电流源CS2的电流it控制至相同的值，以减小流经第四金属 氧化物半导体晶体管M4的电流i。。,。调制信号产生器450用于产生对应于改变 后电流i^的调制信号。下文将对改变模拟调制信号A—out的波形以调整调制系数进行说明。在上文中已对通过调整第一偏流i^而调整第一信号处理单元451的增益 进行了说明。此外，可通过改变第一偏流i。。，的调整时间而改变模拟调制信号 A—out的波形。如上文所述，第一偏流控制信号bcl包含下降缘控制信号bcl一l及上升缘 控制信号bcl—2，这两个控制信号bcl—1及bcl_2用于改变可变电阻器Rl及 R2的电阻值。参见图5，下降缘调整电路530及上升缘调整电路550具有与低 通滤波器相同的结构。因此，电阻值的改变会影响输出电压Vb2及Vc相对于 输入电压Vbl及Vb3的响应速度。延迟特性会使第一偏流iw发生改变。换句话说，因用于产生对应于数字信号D—in之模拟调制信号A—out的第 一信号处理单元451的增益缓慢增大或缓慢减小，因而模拟调制信号A—out的 强度会发生改变。在信号自逻辑高状态跃迁至逻辑低状态的下降缘处，数字信号D_in的值 为0，因而流经第一电流源CS1的电流id骤然增大，进而使第一参考偏压Vbl 减小。此处，下降缘调整电路530通过使第一参考偏压Vbl延迟一预定时间而 产生第二参考偏压Vb2。第一及第二金属氧化物半导体晶体管Ml及M2构成电 流镜，且第三及第四金属氧化物半导体晶体管M3及M4也构成电流镜。因此， 当流经第一金属氧化物半导体晶体管Ml的电流id增大时，流经第二金属氧化11物半导体晶体管M2的电流增大，且流经第三及第四金属氧化物半导体晶体管M3及M4的电流发生改变，其改变量对应于电流it-id，此是通过从可流经第二 电流源CS2的总电流it中减去流经第二金属氧化物半导体晶体管M2的电流id 而计算得出。电流的改变会影响模拟调制信号A—out的下降缘。如上文所述， 下降缘调整电路530相应下降缘控制信号bclj通过使第一参考偏压Vbl延迟 一预定时间，从而产生第二参考偏压Vb2，并可使用随第二参考偏压Vb2改变 的偏压控制电压Vc来调整流经第四金属氧化物半导体晶体管M4的电流的减小在信号自逻辑低状态跃迀至逻辑高状态的上升缘处，数字信号D一in的值 为1，因而流经第一电流源CS1的电流id骤然变为实质为0。此处，流经下降 缘调整电路530的电流id暂时中止，因而延时不受影响。然而，当第一参考 偏压Vbl升高时，第二偏压Vb2也升高。因第一及第二金属氧化物半导体晶体 管Ml及M2形成电流镜，故流经第二金属氧化物半导体晶体管的电流实质变为 0。因此，流经第三金属氧化物半导体晶体管M3的电流实质与流经第二电流源 CS2的电流it相同。此外，因第三及第四金属氧化物半导体晶体管M3及M4形 成电流镜，故流经第四金属氧化物半导体晶体管M4的电流i。。,与流经第三金属 氧化物半导体晶体管M3的电流it相同。然而，流经第四金属氧化物半导体晶 体管M4的电流通过偏压控制信号Vc得到调整，且在第三参考偏压Vb3流经上 升缘调整电路550时，产生偏压控制电压Vc。如上文所述，上升缘调整电路 550相应上升缘控制信号bcl—2而使第三参考偏压Vb3延迟一预定时间，从而 产生偏压控制信号Vc，并可借助偏压控制电压Vc而调整增大的电流。图6图解说明模拟调制信号A_out的波形变化量随可变电阻器电阻值的变化。参见图6，当电阻值改变时，模拟调制信号A—out自矩形波变至锯齿形波。 矩形波的能量与锯齿形波的能量互不相同，因而显然其调制系数值发生改变。根据本发明，提供一种可通过改变电阻值而自适应性地随系统环境改变调 制系数的发送机。图7至9图解说明根据本发明由发送机输出的具有不同调制系数的模拟调 制信号A—out的实例。如上文所述，根据本发明的可调整调制系数的幅移键控发送机的优点在 于，在实施幅移键控调制的模拟发送机中，可通过直接调整调制波形而产生具 有所需调制系数的发送信号。尽管上文是参照本发明的实例性实施例具体显示及说明本发明，然而所属 领域的技术人员将了解，可在形式及细节上对其作出各种改动，此并不背离由 随附权利要求书所界定的本发明的精神及范围。
权利要求
1. 一种可调整调制系数的幅移键控发送机，其包含偏流提供单元，用于相应所要发送的数字信号及一个或多个偏流控制信号而提供一个或多个偏流；以及调制信号产生器，用于相应所述一个或多个偏流而调制载波信号，从而产生对应于所述数字信号的调制信号。
2. 如权利要求1所述的幅移键控发送机，其特征在于所述一个或多个偏 流控制信号中的每一个均包含用于决定所述调制信号的下降缘跃迁时间的下 降缘控制信号以及用于决定所述调制信号的上升缘跃迁时间的上升缘控制信 号。
3. 如权利要求2所述的幅移键控发送机，其特征在于所述偏流提供单元 包含一个或多个偏流提供电路，以用于相应所述数字信号及所述偏流控制信号 而产生所述偏流。
4. 如权利要求1所述的幅移键控发送机，其特征在于所述调制信号产生 器包含一个或多个信号处理单元，用于相应所述偏流而调制所述载波信号。
5. 如权利要求4所述的幅移键控发送机，其特征在于所述信号处理单元包含缓冲器。
6. 如权利要求4所述的幅移键控发送机，其特征在于所述偏流改变所述 信号处理单元的电特性。
7. 如权利要求6所述的幅移键控发送机，其特征在于所述信号处理单元 的电特性是所述信号处理单元的输出信号相对于输入信号的响应延迟。
8. 如权利要求3所述的幅移键控发送机，其特征在于所述偏流提供单元 包含参考偏压提供电路，用于相应所述数字信号而提供第一参考偏压；偏流控制电路，用于相应所述第一参考偏压、所述上升缘控制信号、及所述下降缘控制信号而产生偏压控制电压；以及偏流输出电路，用于相应所述偏压控制电压而产生所述偏流。
9. 如权利要求8所述的幅移键控发送机，其特征在于所述参考偏压提供电路包含第一金属氧化物半导体晶体管，其包含连接至第一源电压的端子、另一端 子、及用于产生所述第一参考偏压的栅极端子；以及第一电流源，其包含连接至一用于产生所述第一参考偏压的节点的端子以 及连接至第二源电压的另一端子，以相应所述数字信号而调整电流。
10. 如权利要求8所述的幅移键控发送机，其特征在于所述偏流控制电路 包含下降缘控制电路，用于相应所述下降缘调整信号而延迟所述第一参考偏压，以产生第二参考偏压；偏压改变块，用于产生对应于所述第二参考偏压的第三偏压；以及 上升缘调整电路，用于相应所述上升缘控制信号而将所述第三参考偏压延迟一预定时间，以产生所述偏压控制电压。
11. 如权利要求10所述的幅移键控发送机，其特征在于所述下降缘调整 电路包含第一电阻器，其包含连接至所述第一参考偏压的端子，并具有相应所述下 降缘控制信号而改变的电阻值；以及第一电容器，其包含一端子及连接至所述第二源电压的另一端子，所述一 端子连接至所述第一电阻器的另一端子，以产生所述第二参考偏压。
12. 如权利要求10所述的幅移键控发送机，其特征在于所述偏压改变块 包含第二金属氧化物半导体晶体管，其包含连接至所述第一源电压的端子及被 施加所述第二参考偏压的栅极端子；第三金属氧化物半导体晶体管，其包含连接至所述第一源电压的端子、另 一端子、及用于产生所述第三参考偏压的栅极端子；以及第二电流源，其包含连接至一节点的端子及连接至所述第二源电压的另一 端子，其中所述节点用于产生所述第三参考偏压。
13. 如权利要求12所述的幅移键控发送机，其特征在于所述第二电流源 是用于吸收电流的静态电流源，所述电流的值是固定的。
14. 如权利要求11所述的幅移键控发送机，其特征在于所述上升缘调整电路包含第二电阻器，其包含连接至所述第三参考偏压的端子，并具有相应所述上 升缘控制信号而改变的电阻值；以及第二电容器，其包含一端子及连接至所述第二源电压的另一端子，所述一 端子连接至所述第二电阻器的另一端子，以产生所述偏压控制电压。
15. 如权利要求13所述的幅移键控发送机，其特征在于所述偏流输出电 路包含第四金属氧化物半导体晶体管，所述第四金属氧化物半导体晶体管包含 连接至所述第一源电压的端子，产生与施加至其栅极端子上的所述偏压控制电 压相对应的所述偏流，并经由其另一端子输出所述偏流。
16. 如权利要求15所述的幅移键控发送机，其特征在于所述第三或第四 金属氧化物半导体晶体管的类型是p型金属氧化物半导体晶体管或n型金属氧化物半导体晶体管，且所述第三及第四金属氧化物半导体晶体管的类型互不相 同。
全文摘要
本发明提供一种可调整调制系数的幅移键控(ASK)发送机，其包含偏流提供单元，用于相应所要发送的数字信号及一个或多个偏流控制信号而提供一个或多个偏流；以及调制信号产生器，用于相应所述一个或多个偏流而调制载波信号，从而产生对应于所述数字信号的调制信号。
文档编号H04L27/20GK101262459SQ20071019970
公开日2008年9月10日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月8日
发明者林奎炫, 金泰晋 申请人:慧国(上海)软件科技有限公司;慧荣科技股份有限公司