专利名称：频率合成器及频率合成方法
技术领域：
本发明涉及一种频率合成器(Frequency Synthesizer)，且特别涉及一种多频带
(Multi-Band Othogonal Frequency Division Multiplexing ；MB-OFDM) 宽频(Ultra Wideband ；UffB)系统的频率合成器。
背景技术：
多频带正交频分复用超宽频系统(以下简称为MB-OFDM UffB系统)所应用的频带 范围涵盖约3. 9G至10. IG赫兹，并且此频带范围区分成十四个频宽为528M赫兹的频带。图 1示出了 MB-OFDM UWB系统的操作频带图。如图所示，操作频带100由左至右是区分成第 一至第十四频带bl至bl4，每一频带的载频中心频率(称为第一至第十四频率fl至Π4) 分别为3432M赫兹、3960M赫兹、4488M赫兹、5016M赫兹、5M4M赫兹、6072M赫兹、6600M赫 兹、7128M赫兹、7656M赫兹、8184M赫兹、8712M赫兹、9M0M赫兹、9768M赫兹，以及1(^96M 赫兹。此外，该第一至第十四频带bl至bl4由低至高，每三个频带被归类成一组，总共归类 成第一至第五频带组BGl至BG5 (第五频带组BG5仅包括两频带bl3及bl4)。按照MB-OFDM UWB系统的标准，一 MB-OFDM UWB系统的频率合成器必须至少提供 第一个频带组BGl的三个频带(约涵盖3.9G至5. IG的范围)，此定名为模式一的操作。而 若要提供更多数据传输量，则必须提供频率为5G以上的频带，此定名为模式二的操作。由 于这些频带必须快速地切换操作，所以单纯利用传统锁相环(PLL)技术无法满足系统应用 需求。利用混频技术以产生所需频率以及复用器以选择所需频率是目前最有效率的解决方 案。然而，现有技术[1]至[7]仅提供模式一的频带范围，以及现有技术[8]虽提供模式二 的操作，却仅仅产生七个频带，皆无法产生MB-OFDM UWB系统中全部的十四个频带。而现有 技术[9]提供完整的十四个频带，其主要架构为一个锁相环以及五个混频器。然而，混频器 是一个非线性的大信号操作电路，在整个射频电路上会产生高噪声，从而降低传输信号的 品质。高速率无线传输势必是未来通信发展的目标，并且超宽频装置更具有通信以外的 功能。因此，一种能涵盖MB-OFDM UWB系统内第一至第十四频率，具有低数目的单边频混频 器以降低噪声的频率合成器是有所必要。[1] =IEEE 802. 15. 3a, Updated MB-OFDM Proposal Specification (03/268r3), Mar. 2004，by MBOA[2] :C. F. Liang and S. I. Liu, "A Fast-Switching Frequency Synthesizer forUWB applications,，，IEEE 2005Asia Sol id-State Circuit Conference, 8-2, pp.197-200[3] :C. C. Lin and C. K. Wang, “ Subharmonic Direct Frequency forMode-IMB-OFDM UffB System”，IEEE 2005. On VLSI Circuit, 3-3, pp 38-41.[4] :C. Sandner,et. Al. ,"A 3GHz to 7GHz Fast-Hopping FrequencySynthesizer for UffB, " International Workshop on Ultra Wildband System, 2004,18-21May 2004, pp 405-409.[5] :D. Leenaerts, et. Al. , A SiGe BiCMOS Ins Fast Hopping FrequencySynthesizer for UffB Radio,，，2005IEEE Int. Sol id-State Circuit Conference 11. 2，pp.202—203.[6] Hyun-Su Chae, et. Al. , "A Fast Hopping Frequency Synthesizer forUWB Systems in a CMOS Technology, ” Int. Symp. On WirelessCommuniacation Systmes 2005,05-09Sept. 2005，pp370_374.[7] :Remco van de B eek, et. Al. "A fast-hopping single-PLL 3-band UffBsynthesizer in 0.25um SiGe BiCMOS, "Proceedings of ESSCIRC 2005, 12-16Sept. 2005，pp. 173-176.[8] Jri Lee and Da—Wei Chiu，"A 7-band 3_8GHz Frequency Synthesizerffith Ins Band-Switching Time in 0.18um CMOS Technology", IEEE 2005ISSCC，11—3， pp.204-205,2005.[9] C. Mi shra, e t. Al. , “ Frequency Planning and Synthesizer Architecturesfor Multiband OFEM UffB radios,，，IEEE Trans. On Microwave Theory andTechniques,2005.
发明内容
本发明提供一种频率合成方法，用于产生MB-OFDM UWB系统的十四个频率，以及一 种应用此频率合成方法的频率合成器。本发明的频率合成器仅包括两个个混频器，能够降 低噪声的产生，从而提高传输信号的品质。本发明提供一种频率合成方法，用于产生MB-OFDM UWB系统的载频中心频率，所述 中心频率由低至高包含第一至第十四频率，任两相邻的该载频中心频率相隔有一基本间隔 频率。根据本发明的一个方面，提供一种频率合成方法，用于产生多频带正交频分复用 超宽频的多个载频中心频率，所述载频中心频率由低至高包含第一至第十四频率，任两相 邻的该载频中心频率相隔有一基本间隔频率，该方法包括产生该第八频率；产生频率第 一及第二间隔频率，并且选择该第一及第二间隔频率其中之一为一间隔输出频率，其中，该 第一及第二间隔频率等于该基本间隔频率的整数倍；产生该基本间隔频率；将该第八频率 及该间隔输出频率进行一选择性的混频处理，而产生第一输出频率，其中，第一输出频率为 该第八、第二、第十四、第五以及第十一频率其中之一；以及将该第一输出频率与该基本间 隔频率进行一选择性的混频处理，而产生第二输出频率，其中，该第二输出频率为第一至第 十四频率其中之一。根据本发明的另一个方面，提供一种频率合成器，用于产生多频带正交频分复用 超宽频的多个载频中心频率，所述载频中心频率由低至高包含第一至第十四频率，任两相 邻的该载频中心频率相隔有一基本间隔频率，该频率合成器包括一锁相环，用于产生一初始信号，其中，该初始信号的频率等于该第八频率；一间隔频率产生器，用于输出第一及 第二间隔输出信号，其中，该第一间隔输出信号的频率是选择为第一或第二间隔频率，和 其中，该第一及第二间隔频率等于该基本间隔频率的整数倍，以及该第二间隔输出信号的 频率等于该基本间隔频率；第一混频器，用于将该初始信号及该第一间隔输出信号进行一 选择性的混频处理，而产生第一输出信号，其中，第一输出信号的频率为该第八、第二、第 十四、第五以及第十一频率其中之一；以及第二混频器，用于将该第一输出信号与该第二间 隔输出信号进行一混频处理，而产生第二输出信号，其中该第二输出信号的频率为第一至 第十四频率其中之一。
图1示出了 MB-OFDM UffB系统的频带图。图2A及图2B分别示出了本发明的频率产生规划示意图以及本发明所提供的一产 生多频带正交频分复用超宽频的第一至第十四频率的方法的流程图的一实施例；图2C示出了图2B所示流程图的一较佳实施例；图3示出了本发明所提出的一应用图2C所示方法的频率合成器的结构方块图的 一实施例；图4示出了本发明所提供图3的间隔频率产生器的结构方块图的一实施例；图5A及图5B分别示出了本发明所提供图3的第一混频器的结构方块图的一实施 例，以及图5A的第一或第二混频电路的细部电路结构的电路图的一实施例；以及图6示出了在此较佳实施例内，本发明所提供图3的第一混频器的结构方块图的
一实施例。附图符号说明
100-操作频带
300-频率合成器
302-锁相环
304-间隔频率产生器
306-第一混频器
308-第二混频器
410-第一除法器
402-第二除法器
422-除三电路
424-多相位滤波器
430-复用器
510-路径选择器
520-单边频混频器
521、522_ 第一及第二
523-第一混频电路
524-第二混频电路
530-复用器
610-路径选择器620-单边频混频器621、622_ 第一及第二区块630-复用器bl-bl4_第一至第十四频带BG1-BG5-第一至第五频率组fl-fl4-第一至第十四频率fdl、fd2_第一及第二间隔频率fdl-I，Q、fd2_I，Q-第一及第二间隔信号fdm-最低间隔频率fdol-I，Q、fdo2_I，Q-第一及第二间隔输出信号fi-I，Q_ 初始信号fmo-I，Q-混频输出信号fdol-I (+)、fdol-I (-)-第一输出同相信号的正相及反相信号fdol' -I⑴、fdol，-I (-)_变相同相信号的正相及反相信号fdol-Q(+)、fdol-Q(-)-第一输出正交信号的正相及反相信号fdol，-Q(+)、fdol，-Q(-)-变相正交信号的正相及反相信号fo_输出信号fol-I (+)、fol-I (-)-第一输出同相信号的正相及反相信号fol-Q(+)、fol-Q( —)-第一输出正交信号的正相及反相信号Groupl-Group5_第一至第五频率组11-14-路径选择器输入端Imixl 1、Imixl2、Imix21、Imix22_ 混频器输入端01-04-路径选择器输出端OmixlI、0mixl2、0mix21、0mix22-混频器输出端Zl、Z2-第一及第二负载阻抗
具体实施例方式图2A示出了本发明所提供的一频率产生规划示意图，以及图2B示出了本发明所 提供的一产生MB-OFDM UWB系统的第一至第十四频率的方法的流程图。首先参见图2A，图 中由左自右分别示出了第一至第十四频率f 1至f 14，分别表示多频带正交频分复用超宽频 所需产生的3432M、3960M、4488M、. . . 9768M、1(^96M赫兹，并且任两相邻的所述频率相隔有 一基本间隔频率fdm(528M赫兹)。现同时参考图2A及图2B。首先进行步骤200。在步骤200中，该第一至第十四频 率f 1至f 14由低至高，每三个频率被归类成一组，总共归类成第一至第五频率组Groupl至 GroUp5。注意到，第五频率组只含第十三频率Π3及第十四频率fl4。接下来进行步骤202。在步骤202中，产生第三频率组Group3的中心频率(即第 八频率f8)。接下来进行步骤204。步骤204是将步骤202所产生的第八频率f8率执行混频程序，以产生该第一频率组Groupl的中心频率(即第二频率、第二频率组Group2的中心 频率(即第五频率f5)、即第四频率组Group4的中心频率(即第i^一频率f 11)，以及第五 频率组Group5的中心频率(即第十四频率f 14)。接下来，在步骤206中，是将步骤202及204所产生的第一至第五频率组Groupl 至GroUp5的中心频率(f2、f5、f8、fll以及f 14)执行混频程序，用于分别产生该第一至第 五频率组的该中心频率的两相邻频率。更明确而言，本步骤是将第二频率f2执行混频程序 而产生第一及第三频率Π及f3，将第五频率f5执行混频程序而产生第四及第六频率f4及 f6，将第八频率f8执行混频程序而产生第七及第九频率f7及f9，将第十一频率Π1执行混 频程序而产生第十及第十二频率flO及fl2，以及将第十四频率fl4执行混频程序而产生第 十三频率fl3。步骤202、204以及206所产生的全部频率即十四个频率(第一频率fl至第十四 频率f 14)。图2C示出了图2B所示流程图的一实施例。现参见图2C，并仍同时参考图2A及 图2B以增进理解。首先进行步骤212。在此步骤中，第八频率f8(7128M赫兹)、第一及第 二间隔频率fdl及fd2，以及基本间隔频率fdm(5^M赫兹)被产生出来，并且该第一及第二 间隔频率fdl及fd2其中之一为一间隔输出频率fdo。第一及第二间隔频率fdl及fd2等 于该基本间隔频率fdm的整数倍。在一实施例中，第一及第二间隔频率fdl及fd2分别为 基本间隔频率fdm的六倍及三倍，即分别为图2A所示的3168赫兹及1584M赫兹。在步骤212的一实施例中，第八频率f8及第一间隔频率fdl首先被产生出来。譬 如是使用一包含两个压控振荡器的锁相环，其中该两压控振荡器分别产生该第八频率f8 及第一间隔频率fdl。接下来，使用一第一除法器将该第一间隔频率fdl除以第一整数(譬 如是2、以产生该第二间隔频率fd2，继而使用第二除法器将该第二间隔频率fd2除以第二 整数(譬如是幻以产生该基本间隔频率fdm，以及使用一复用器选择第一及第二间隔频率 fdl及fd2其中之一为间隔输出频率fdo。接下来进行步骤214。在步骤214中，是将步骤212所产生的第八频率f8与间 隔输出频率fdo进行一选择性的混频程序，用于产生第一输出频率fol，其中，fol = f8 或(fS-fdo)或(fS+fdo)。因此，当间隔输出频率fdo在步骤212内选择为第一间隔频率 fdl (即3168赫兹)时，则第一输出频率fol即为第八频率f8，或是第一频率组Groupl的 中心频率(即第二频率f2)，或是第五频率组Group5的中心频率(即第十四频率Π4)；当 间隔输出频率fdo在步骤212内选择为第二间隔频率fd2 (即1584赫兹)时，则第一输出 频率fol =第八频率f8，或是第二频率组Group2的中心频率(即第五频率f5)，或是第四 频率组Group4的中心频率(即第i^一频率fll)。接下来，进行步骤216。在此步骤中，步骤214所产生的第一输出频率fol以及步 骤212所产生的基本间隔频率fdm(即528M赫兹)被施行一选择性的混频处理，用于产生第 二输出频率fo2，其中，fo2 = fol或(fol-fdm)或(fol+fdm)。因此，当第一输出频率fol =第一频率组Groupl的中心频率(即第二频率f2)时，则第二输出频率fo2 =第一频率组 Groupl当中的一频率(fl，f2或f3)；当第一输出频率fol =第二频率组Group2的中心频 率(即第五频率f5)时，则第二输出频率fo2 =第二频率组Group2当中的一频率(f4，f5 或f6)；当第一输出频率fol =第三频率组Group3的中心频率(即第八频率f8)时，则第二输出频率fo2 =第三频率组Group3当中的一频率(f7，f8或f9)；当第一输出频率fol = 第四频率组Group4的中心频率(即第i^一频率fll)时，则第二输出频率fo2 =第四频率 组Group4当中的一频率(flO，fll或fl2)；当第一输出频率fol =第五频率组Group5的 中心频率(即第十四频率ffl4)时，则第二输出频率fo2 =第五频率组Group5当中的一频 率(f 13或f 14)。此步骤所产生的频率即可选择为十四个频率(第一频率fl至第十四频率 fl4)当中的一。须注意，由于(fl4+fd3)并非落在多频带正交频分复用超宽频的频带范围 内，因此fo2选择为(fl4+fd;3)的情况可设计为不发生，或是第二输出频率fo2仍可选择为 (fl4+fd3)但不为频率合成器的后级电路利用。图3示出了本发明所提出的一应用图2C所示方法的频率合成器300的结构方块 图的一实施例。如图所示，频率合成器300包括一锁相环302、一间隔频率产生器304、一第 一混频器306以及一第二混频器308。锁相环302，产生一初始同相信号fi-I及一初始正交信号fi_Q(以下统称为初始 信号fO-I，Q)，两者频率皆等于图2A中所示的第八频率f8(7128M赫兹)而相位彼此相差 90，并将该初始信号fO-I，Q提供至第一混频器306。间隔频率产生器304，用于提供第一间隔输出信号fdol-I，Q(包括其同相信号 fdol-I及正交信号fdol-Q)及第二间隔输出信号fdo2-I，Q(包括其同相信号fdo2_I及 正交信号fdo2-Q)，其中，该第一间隔输出信号fdol-I，Q的频率(称为第一间隔输出频率 fdol)是选择为第一间隔频率fdl或第二间隔频率fd2。该第一及第二间隔频率fdl及fd2 等于图2A的基本间隔频率fdm的整数倍，以及该第二间隔输出信号fdo2-I，Q的频率(称 为第二间隔输出频率fdM)等于该基本间隔频率fdm。在一实施例中，第一及第二间隔频 率fdl及fd2分别为基本间隔频率fdm(528M赫兹)的六倍及三倍，即分别为图2A所示的 3168M赫兹及1584M赫兹。间隔频率产生器302并将第一间隔输出信号fdol_I，Q提供至 第一混频器306，以及将第二间隔输出信号fdo2-I，Q提供至至第二混频器308。对应至图 2C，锁相环302及间隔频率产生器304执行步骤212。第一混频器306，是将锁相环302所产生的初始信号fi_I，Q(频率为第八频率f8 =7128M赫兹)与间隔频率产生器304所产生的第一间隔输出信号fd_I，Q进行一选择性 的混频处理，用于产生频率相等而相位相差90度的第一输出同相信号fol-I及第一输出正 交信号fol_Q(以下统称为第一输出信号fol_I，Q)。第一混频器306继而将第一输出信号 fol-I，Q提供至第二混频器308。第一输出信号fol-I，Q的频率(以下称为第一输出频率 fol)可根据所选择的不同混频处理而为第八频率f8本身，或为(f8-fdl)，或为(f8+fdl)。 因此，当第一间隔输出频率fdol =第一间隔频率fdl (即3168赫兹)时，则第一输出频率 fol =第一频率组Groupl的中心频率(即第二频率f2)，或是第五频率组Group5的中心频 率(即第十四频率Π4)；当第一间隔输出频率fdol =第二间隔频率fd2(即1584赫兹) 时，则第一输出频率fol =第二频率组Group2的中心频率(即第五频率f5)，或是第四频率 组GroUp4的中心频率(即第十一频率fll)；当略过初始信号(即第八频率f8)与第一间 隔输出频率fdol的混频动作时，则第一输出频率fol =第八频率f8。对应至图2C，第一混 频器306执行步骤214。第二混频器308，是将该第一混频器306所产生的该第一输出信号fol_I，Q以及该 间隔频率产生器302所产生的第二间隔输出信号fdo2-I，Q进行一选择性的混频处理，继而产生频率相等而相位相差90度的第二输出同相信号fo2-I及第二输出正交信号fo2-Q(以 下统称为第二输出信号fo2-I，Q)。第二输出信号fo2-I，Q的频率(以下称为第二输出频 率fc^)可根据所选择的不同混频处理而为第一输出频率fol本身，或是(fol-fdo2)，或是 (fol+fdo2)。因此，当第一输出频率fol =第一频率组Groupl的中心频率(即第二频率f2) 时，则第二输出频率fo2 =第一频率组Groupl当中的一频率(fl，f2或f3)；当第一输出频 率fol =第二频率组Group2的中心频率(即第五频率f5)时，则第二输出频率fo2 =第 二频率组Group2当中的一频率(f4，f5或f6)；当第一输出频率fol =第三频率组Group3 的中心频率(即第八频率f8)时，则第二输出频率fo2 =第三频率组Group3当中的一频 率(f7，f8或f9)；当第一输出频率fol =第四频率组Group4的中心频率(即第i^一频率 fll)时，则第二输出频率fo2 =第四频率组Group4当中的一频率(f 10，f 11或f 12)；当第 一输出频率fol =第五频率组Group5的中心频率(即第十四频率ffl4)时，则第二输出频 率fo2 =第五频率组Group5当中的一频率(fl3或fl4)。须注意，由于(fl4+fd3)并非落 于多频带正交频分复用超宽频的频带范围内，因此fo2选择为(fl4+fd3)的情况可设计为 不发生，或是第二输出频率fo2仍可选择为(fl4+fd;3)但不为频率合成器的后级电路利用。 对应至图2C，第二混频器308执行步骤216。须注意，第一及第二混频器306及308是四相位混频器。因此，图中所示的初始 信号fi-I，Q、第一及第二间隔输出信号fdol-I，Q及fdo2-I，Q，以及第一及第二输出信号 fol-I，Q及fo2-I，Q，实际上皆为四相位信号。此意味着，上述任一信号的同相信号包括正 相及反相信号、而正交信号亦包括正相及反相信号。以初始信号fi-I，Q为例，初始同相信 号fi-I包括正相信号fi-I (+)以及反相信号fi-I (-)，而初始正交信号fi_Q亦包括同相信 号fi_Q(+)以及反相信号fi-Q(-)。图4示出了本发明所提供图3的间隔频率产生器304的结构方块图的一实施例。 如图所示，间隔频率产生器302包括一第一除法器410、一第二除法器420，以及一复用器 430。第一除法器410，可为模拟除法器或数字除法器，耦接至一频率等于该第一间隔频 率fdl的第一间隔信号fdl-I，Q(包括其同相信号fdl-I及正交信号fdl-Q)，并将该第一 间隔频率fdl除以第一整数Nl (在此实施例m = 2)，用于产生一频率等于(fdl/Nl)的第 二间隔信号fd2-I，Q(包括其同相信号fdl-I及正交信号fd2-Q)。第二间隔信号fd2-I，Q 的频率用作前述的第二间隔频率fd2。复用器模块430，用于接收该第一间隔信号fdl-I，Q以及第一除法器410所产生 的第二间隔信号fd2-I，Q，并且选择性地输出其中之一为该第一间隔输出信号fdol-I，Q0注意到，第一间隔信号fdl_I，Q可利用产生初始信号fi_I，Q的锁相环302 —同产 生。在一较佳实施例中，锁相环302可包括第一及第二压控振荡器(未以图示说明)，分别 输出该初始信号fi_I，Q以及该第一间隔信号fdl-I，Q。或是在另一实施例中，是利用锁相 环302产生初始信号fi_I，Q，而利用另一锁相环产生第一间隔信号fdl-I，Q并提供至第一 除法器410(未以图示说明)。第二除法器420，可为模拟除法器或数字除法器，其接收该第一除法器410所输出 的第二间隔信号fd2-I，Q，并将第二间隔频率fd2除以第二整数N2 (在此实施例N2 = 3)， 而产生频率为fd2/N2的第二间隔输出信号fdo2-I，Q至第二混频器308。
图4亦示出了当该N2 = 3时，第二除法器420的一细部方块结构图的一实施例。 如图所示，该第二除法器420包括一除三电路422以及一多相位滤波器424。除三电路422 用于接收该第二间隔信号fd2-I，Q，并将该第二间隔频率fd2除以三以产生一二相位的输 出信号fo(包括正相信号fo(+)及反相信号fo(_)。多相位滤波器4 接收该输出信号fo， 并根据该二相位的输出信号fo来产生四相位的该第二间隔输出信号fd2-I，Q0图5A示出了图3的第一混频器306的一方块架构图的一实施例。如图所示，第一 混频器306包括一路径选择器510，一单边频混频器520，以及一复用器530。路径选择器510用于改变该第一间隔输出信号fdol-I，Q的相位顺序而产生一变 相信号fdo’_I，Q(包括变相同相信号fdo’-I及变相正交信号fdo’-Q)。如图所示，路径选 择器510具有四个输入端Il至14，以及四个输出端01至04。输入端Il及12分别耦接至第 一间隔输出同相信号fdol-I的正相信号fdol-I (+)及反相信号fdol-I (-)，输入端13及14 分别耦接至第一间隔输出正交信号fdol-Q的正相信号fdol-Q(+)及反相信号fdol-Q(-)。 类似地，输出端01及02分别输出该变相同相信号fdo’ -I的正相信号fdo’ -I (+)及反相 信号fdo，-I (-)，输出端03及04分别输出变相正交信号fdo，-Q的正相信号fdo，-Q(+) 及反相信号fdo’ -Q(-)。第一间隔输出信号fdol-I，Q的相位顺序原本为I (+)、1 (_)、Q(+) 以及Q㈠。路径选择器510改变此相位顺序，譬如是改为Q(+)、Q(-)、I⑴以及1(_)，并分 别输出至输出端01至04以作为fdo，-I (+)、fdol-I (-)、fdo，-Q (+), fdo I-Q (-)而输出至 单边频混频器520。单边频混频器520，将初始信号fi_I，Q与该变相信号fdo’_I，Q进行一混频处理， 而产生一混频输出信号fdom-I，Q。图5A亦示出了单边频混频器520的细部电路结构图的 一实施例。如图所示，单边频混频器520区分成两结构相似的第一及第二区块521及522。 以下先就第一区块521来做说明。如图所示，区块521包括第一及第二混频电路523及524，以及第一及第二负载阻 抗(如电阻)Zl及Z2。第一混频电路523包括输入端Imixll、Imix21、Imix31，以及Imix41， 以及输出端Omixll及0mix21。类似地，第二混频电路522包括输入端Lnixl2、Imix22、 Imix32,以及 Imix42,以及输出端 0mix21 及 0mix22。输入端 ImixlU Imix21、Imixl2 及 Imix22分别耦接至初始同相信号的四个相位信号fi-I (+)、fi_I (-)、fi_Q以及fi_Q(_)。而 输入端Lnix31、Imix41、Lnix32及Lnix42耦接至路径选择器的输出端01、02、03以及04。输 出端Omixll及0mix22彼此连接，并输出一混频输出同相信号fmo_I的正相信号fmo-I (+)， 类似地，输出端0mix21及0mixl2彼此连接，并输出该混频输出同相信号fmo_I的反相信号 fmo-I(-)ο第二区块522与第一区块521的结构几乎完全相同，因此用沿用同一参照号码。差 别仅在于输入端Imix31、Imix4U Imix32及Lnix42耦接至路径选择器的输出端03、04、01 及02，以及输出端Omixll及Lnix21改为分别输出一混频输出正交信号fmo_Q的正相信号 fmo-Q(-)及反相信号fmo-Q(+)。为简明起见，在此不多做说明。当路径选择器510选择为输出不同的变相信号fdo’_I，Q时，混频输出信号fmo-I， Q的频率即可连带着选择为(fS-fdol)或(fS+fdol)。表1列出不同的变相信号fdo，-I, Q与混频输出信号fmo-I，Q的频率(以fmo表示)两者的关系。由此表可知，当混频输出 信号fmo-I，Q的频率欲选择为(fS-fdol)时，路径选择器510不需改变第一间隔输出信号fdol-I, Q的相位顺序即可直接作为变相信号fdo’ -I, Q ；当混频输出信号fmo-I，Q的频率 欲选择为(fS+fdol)时，路径选择器510仅将第一间隔输出信号fdol-I，Q的相位顺序改为 I (+)、I (“)、Q(")及Q(+)即可分别作为变相信号fdo，-I, Q的四个相位I (+)、I (-)、Q(+)
及Q㈠。
表1
f8-fdolf8-fdolf8+fdolf8+fdol
(I相位)(Q相位)(I相位)(Q相位)
fdo，-K+)fdo-I (+)fdo-Q(+)fdo-I(+)fdo-Q(-)
fdo，-K-)fdo-I(-)fdo-Q(-)fdo-I(-)fdo-Q(+)
fdo，-Q⑴fdo-Q(+)fdo-I(+)fdo-Q(-)fdo-I(+)
fdo，-Q㈠fdo-Q (-)fdo-I(-)fdo-Q(+)fdo-I(-)
复用器530接收该混频输出信号fmo--I, Q(为 fmo-I (+)、fmo-I (
及fmo-Q( —)的总称)及该初始信号fi-I，Q，并选择性地输出其中之一为该第一输出信 号fol-I，Q0因此，第一输出信号fol-I，Q的频率为初始信号fi-I，Q的频率(第八频率 f8)、(f8-fdl)或(f8+fdl)。由于fdol可为fdl或fd2，因此第一输出信号fol-I，Q的频 率可选择为第八频率f8、第二频率f2( = f8-fdl)、第十四频率fl4( = f8+fdl)、第五频率 f5( = f8-fd2)，以及第i^一频率 fll( = f8+fd2)其中之一。图5B示出了第一或第二混频电路523及524的细部电路结构，其为一典型构造， 其运作原理属习知技术，具本领域的技术者当熟悉之。因此在此为简明起见，不多做说明。 此外，此电路结构仅用作一范例以做说明用途，本发明当不限制于此。图6示出了图3的第二混频器308的一电路结构图的一实施例。如图所示，第二混 频器308包括一路径选择器610，一单边频混频器620，以及一复用器630。路径选择器510 及610结构相同，差别仅在于路径选择器610的输入端Il及12改为分别耦接至第二间隔输 出同相信号fdo2-I的正相信号fdo2-I (+)及反相信号fdo2-I (-)，输入端13及14分别耦接 至第二间隔输出正交信号fdo2-Q的正相信号fdo2-Q(+)及反相信号fdo2-Q(_)。单边频混 频器520 (第一及第二区块521及52 与单边频混频器620 (第一及第二区块621及622) 的结构相同，差别仅在于输入端Imixl及Imix2是改为耦接至第一输出同相信号fol_I的 正相信号fol-I (+)及反相信号fol-I (“)，以及输入端Imix5及Imix6是耦接至第一输出正 交信号fol-Q的正相信号fol_Q(+)及反相信号fol-Q( — )。复用器530与630的结构相 同，差别仅在于复用器630改为接收单边频混频器620所产生的混频输出信号fmo-I，Q及 第一混频器308所输出的第一输出信号fol-I，Q，并选择性地输出其中之一为该第二输出 信号 fo2-I, Q0虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何熟习此技 艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围 当视所附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种频率合成方法，用于产生多频带正交频分复用超宽频的多个载频中心频率，所 述载频中心频率由低至高包含第一至第十四频率，任两相邻的该载频中心频率相隔有一基 本间隔频率，该方法包括产生该第八频率；产生频率第一及第二间隔频率，并且选择该第一及第二间隔频率其中之一为一间隔输 出频率，其中，该第一及第二间隔频率等于该基本间隔频率的整数倍； 产生该基本间隔频率；将该第八频率及该间隔输出频率进行一选择性的混频处理，而产生第一输出频率，其 中，第一输出频率为该第八、第二、第十四、第五以及第十一频率其中之一；以及将该第一输出频率与该基本间隔频率进行一选择性的混频处理，而产生第二输出频 率，其中，该第二输出频率为第一至第十四频率其中之一。
2.如权利要求1所述的频率合成方法，其中，该第一及第二间隔频率分别为该基本间 隔频率的六倍及三倍。
3.如权利要求1所述的频率合成方法，其中，产生该第一及第二间隔频率的步骤包括 产生该第一间隔频率；以及将该第一间隔频率除以一整数以产生该第二间隔频率。
4.如权利要求1所述的频率合成方法，其中，产生该基本间隔频率的步骤包括 将该第二间隔频率除以一整数以产生该基本间隔频率。
5.如权利要求1所述的频率合成方法，其中，产生该第一及第二间隔频率的步骤包括 产生该第一间隔频率；将该第一间隔频率除以第一整数以产生该第二间隔频率；以及 其中，产生该基本间隔频率的步骤包括将该第二间隔频率除以第二整数以产生该基 本间隔频率。
6.如权利要求1所述的频率合成方法，其中，该第八频率的产生是利用一锁相环。
7.如权利要求6所述的频率合成方法，其中，该第一间隔频率的产生是利用该锁相环。
8.如权利要求5所述的频率合成方法，其中，该第八频率的产生是利用一锁相环。
9.如权利要求8所述的频率合成方法，其中，该第一间隔频率的产生是利用该锁相环。
10.如权利要求5所述的频率合成方法，其中，该第一及第二整数分别为三及二。
11.一种频率合成器，用于产生多频带正交频分复用超宽频的多个载频中心频率，所述 载频中心频率由低至高包含第一至第十四频率，任两相邻的该载频中心频率相隔有一基本 间隔频率，该频率合成器包括一锁相环，用于产生一初始信号，其中，该初始信号的频率等于该第八频率； 一间隔频率产生器，用于输出第一及第二间隔输出信号，其中，该第一间隔输出信号的 频率是选择为第一或第二间隔频率，和其中，该第一及第二间隔频率等于该基本间隔频率的整数倍，以及该第二间隔输出信 号的频率等于该基本间隔频率；第一混频器，用于将该初始信号及该第一间隔输出信号进行一选择性的混频处理，而 产生第一输出信号，其中，第一输出信号的频率为该第八、第二、第十四、第五以及第十一频 率其中之一；以及第二混频器，用于将该第一输出信号与该第二间隔输出信号进行一混频处理，而产生 第二输出信号，其中该第二输出信号的频率为第一至第十四频率其中之一。
12.如权利要求11所述的频率合成器，其中，该第一及第二间隔频率分别为该基本间 隔频率的六倍及三倍。
13.如权利要求11所述的频率合成器， 其中，该间隔频率产生器包括第一除法器，耦接至一频率为该第一间隔频率的第一间隔信号，将该第一间隔频率除 以第一整数以产生一频率为该第二间隔频率的第二间隔信号；第二除法器，耦接至该第二间隔信号，用于将该第二间隔频率除以第二整数以产生该 第二间隔输出信号；以及一复用器，用于接收该第一及第二间隔信号，并且选择性地输出其中之一为该第一间 隔输出信号。
14.如权利要求13所述的频率合成器，其中，该锁相环更输出该第一间隔信号。
15.如权利要求14所述的频率合成器，其中，该锁相环包括第一及第二压控振荡器，分 别输出该初始信号及该第一间隔信号。
16.如权利要求13所述的频率合成器，其中，该第一及第二整数分别为二及三。
17.如权利要求16所述的频率合成器，其中，该第二除法器包括一除三电路，用于接收该第二间隔信号，将该第二间隔信号的频率除以该第二整数以 产生一为二相位的输出信号；以及一多相位滤波器，用于接收该输出信号，并产生该为四相位的第二间隔输出信号。
18.如权利要求11所述的频率合成器，其中，该第一混频器包括一路径选择器，用于改变该第一间隔输出信号的相位顺序而产生一变相信号； 一单边频混频器，用于将该初始信号与该变相信号进行一混频处理，而产生一混频输 出信号，其中，该混频输出信号的频率为第二、第十四、第五以及第十一频率其中之一；以及 一复用器，用于接收该混频输出信号及该初始信号，并输出其中之一为该第一输出信号。
19.如权利要求11所述的频率合成器，其中，该第二混频器包括一路径选择器，用于改变该第二间隔输出信号的相位顺序而产生一变相信号；以及 一单边频混频器，用于将该第一输出信号与该变相信号进行一混频处理，而产生一 混频输出信号，其中混频输出信号的频率为该第一、第三、第四、第六、第七、第九、第十、第 十二以及第十三频率其中之一；以及一复用器，用于接收该混频输出信号与该第一输出信号，并选择性地输出其中之一为 该第二输出信号。
全文摘要
频率合成器及频率合成方法，用于产生多频带正交频分复用超宽频的多个载频中心频率，该载频中心频率由低至高包含第一至第十四频率，任两相邻的该载频中心频率相隔有一基本间隔频率。该方法包括产生该第八频率；产生频率第一及第二间隔频率，并且选择第一及第二间隔频率其中之一为一间隔输出频率，该第一及第二间隔频率等于基本间隔频率的整数倍；产生该基本间隔频率；将第八频率及间隔输出频率进行一选择性的混频处理，而产生第一输出频率，其中，第一输出频率为第八、第二、第十四、第五以及第十一频率其中之一；以及将第一输出频率与基本间隔频率进行一选择性的混频处理，而产生第二输出频率，其中，第二输出频率为第一至第十四频率其中之一。
文档编号H04J14/02GK102064846SQ20101051576
公开日2011年5月18日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者杨子毅, 王志伟, 黄尊禧 申请人:财团法人工业技术研究院