振荡信号产生电路与滤波电路的制作方法

1.本发明是关于一种信号产生电路，特别是关于一种包括滤波电路的振荡信号产生电路。


背景技术：

2.直接升频发射机在产生输出信号时，利用了压控振荡器产生信号至混频器，再藉由混频器混频产生包括主要频率的混频信号，接着利用滤波器将具有主要频率的信号保留下来并消除不要的谐波。然而，当混频信号具有较大的带宽时，通常会藉由调整缓冲放大器的电流以及搭配振幅检测，再通过适当的算法选择滤波器的中心频率。上述的现有技术执行上相当耗时，且混频信号中不要的谐波均会影响振幅的检测，降低准确度。因此，如何快速且准确地选择滤波器的中心频率，已成为本领域极欲解决的问题之一。


技术实现要素：

3.本发明公开一种滤波电路，其包括滤波器、分频器及控制电路。滤波器用以在第一模式下依据控制信号产生第一振荡信号，以及在第二模式下依据控制信号进行滤波处理。第一振荡信号的频率依据控制信号来决定。分频器耦接于滤波电路，用以对第一振荡信号进行分频以产生分频信号。控制电路耦接于滤波电路与分频电路，用以在第一模式下将分频信号的频率与第二振荡信号的频率作比较以调整控制信号。滤波器在第二模式下的通带的中心频率依据调整后的控制信号来决定。
4.本发明公开一种振荡信号产生电路，其包括滤波电路及振荡器电路。滤波电路在第一模式下产生第一振荡信号，并接收第二振荡信号以调整第一振荡信号的频率，以及在第二模式下对输入信号进行滤波处理以产生输出信号。滤波电路的通带的中心频率依据调整后的第一振荡信号的频率来决定。振荡器电路耦接于滤波电路，用以接收第二振荡信号以产生输入信号。
5.相较于已知技术，利用本技术的振荡信号产生电路可以动态且快速地选择滤波器的中心频率，减少选取中心频率所占用的时间，并可降低谐波对于振幅检测的影响，提升精确度。
附图说明
6.在阅读了下文实施方式以及附图时，能够最佳地理解本技术的实施例。应注意到，根据本领域的标准作业习惯，图中的各种特征并未依比例绘制。事实上，为了能够清楚地进行描述，可能会刻意地放大或缩小某些特征的尺寸。
7.图1为本发明一些实施例中，振荡信号产生电路的示意图。
8.图2为本发明一些实施例中，滤波电路的示意图。
9.图3为本发明一些实施例中，振荡信号产生电路的操作示意图。
具体实施方式
10.于本技术中描述信号的频率时，于本领域具有一般知识的人应可了解所述频率乃所述信号的带宽中的最大频率，例如，所述频率乃所述信号经傅立叶变换后峰值所在的位置，其中所述带宽为所述信号的频率分布的半高宽(full width at half maximum，fwhm)。在一些实施例中，所述频率乃所述信号的中心频率。因此，于本技术中描述信号的频率时，不代表该信号仅具有该频率，其可包括其他频率的成分。
11.图1为依据本发明一些实施例，振荡信号产生电路10的示意图。振荡信号产生电路10可操作在第一模式与第二模式，用以产生振荡信号sosc，诸如包括同相信号i和正交信号q的本地振荡信号。举例来说，在第一模式下，振荡信号产生电路10可依据振荡信号s1来选择(或决定)振荡信号sosc的频率。在第二模式下，其中振荡信号产生电路10可依据振荡信号s1与所选择/决定的频率产生振荡信号sosc。
12.为便于理解，以下将第一模式与第二模式分别称为校正模式与一般模式。然而，本发明并不以此为限。于此实施例中，在校正模式下，振荡信号产生电路10用以依据振荡信号s1来产生振荡信号s2，并依据振荡信号s2的频率f2来决定在一般模式下输出信号sout的频率fout。在一般模式下，振荡信号产生电路10可依据振荡信号s1以及在校正模式下决定的频率fout来产生输出信号sout，进而产生振荡信号sosc。也就是说，振荡信号sosc的频率可事先在校正模式下决定/校正。
13.举例来说，在启动振荡信号产生电路10时，振荡信号产生电路10先进入校正模式。在校正模式下，振荡信号产生电路10依据振荡信号s1决定好可与振荡信号s1的频率f1匹配的振荡信号s2的频率f2后，振荡信号产生电路10再进入一般模式。使得振荡信号产生电路10在一般模式下可以依据振荡信号s2的频率f2得到输出信号sout。
14.如图1所示，振荡信号产生电路10包括振荡器电路100、滤波电路200以及振荡源300(诸如晶体振荡器)。振荡器电路100耦接振荡源300，滤波电路200耦接振荡器电路100。滤波电路200还耦接振荡源300。
15.在一般模式下，振荡器电路100用以依据振荡信号s1产生输入信号sin，其中输入信号sin具有频率fin。振荡器电路100包括锁相回路pll、振荡器vco、分频电路d2与混频器dsb。锁相回路pll接收振荡信号s1与振荡器vco反馈的频率控制信号n以产生频率信号sp。振荡器vco根据频率信号sp产生振荡信号s3。分频电路d2对振荡信号s3分频后产生振荡信号s4。混频器dsb用以将振荡信号s3与振荡信号s4进行混频，以产生输入信号sin。在一些实施例中，频率fin等于振荡信号s3的频率f3与振荡信号s4的频率f4相加，亦即输入信号sin为振荡信号s3与振荡信号s4的和频信号。在一些实施例中，分频电路d2将振荡信号s3的频率f3除以2来产生振荡信号s4，亦即频率f4为频率f3的一半。
16.如图1所示，滤波电路200包括滤波器210、分频器220与控制电路230。滤波器210耦接振荡器电路100中的混频器dsb、分频器220与控制电路230，分频器220耦接控制电路230，控制电路230还耦接振荡源300。
17.在一般模式下，滤波电路200用以对输入信号sin进行滤波以产生输出信号sout。滤波器210接收输入信号sin，并依据滤波器210的通带对输入信号sin滤波以产生输出信号sout。在一些实施例中，滤波器210可实施为带通滤波器。在一些实施例中，滤波器210还操作为放大器，用以将输入信号sin放大。
18.在校正模式下，滤波电路200依据振荡信号s1产生振荡信号s2。分频器220用以依据分频因子对振荡信号s2分频，以产生分频信号sd。控制电路230用以接收振荡信号s1，并依据分频信号sd与振荡信号s1产生控制信号sc。滤波器210还依据控制信号sc决定振荡信号s2的频率f2以调整更新振荡信号s2。
19.在一些实施例中，振荡信号产生电路10还包括振荡信号产生器400，例如可将振荡信号分解为同相部分与正交部分的i/q信号产生器。如图1所示，在一般模式下，振荡信号产生器400接收输出信号sout并据以产生同相信号i与正交信号q。
20.在一些实施例中，振荡信号产生电路10还包括输入开关sw1与输出开关sw2。输入开关sw1耦接于振荡器电路100与滤波电路200之间，及输出开关sw2耦接于滤波电路200与振荡信号产生器400之间。输入开关sw1与输出开关sw2用以在校正模式下关断，以及在一般模式下导通。在一些实施例中，输入开关sw1与输出开关sw2中的至少一个开关可以被包括在滤波电路200之内。在一些实施例中，输入开关sw1可整合在滤波电路200中。
21.参考图2。图2是依据本技术一些实施例的图1所示的滤波电路200的部分元件示意图。在滤波电路200的滤波器210中包括输出端t、频率选择电路212、起振电路214与放大器电路216。如图2所示，在滤波器210中，频率选择电路212、起振电路214与放大器电路216耦接输出端t。分频器220于输出端t耦接滤波器210。控制电路230耦接频率选择电路212以提供控制信号sc。
22.在校正模式下，频率选择电路212可依据控制信号sc设定振荡信号s2的频率f2，起振电路214用以经由输出端t提供电流(以偏压电流i1表示)给频率选择电路212，以在输出端t产生振荡信号s2。起振电路214可依据频率选择电路212设定的频率f2产生振荡信号s2。
23.在一些实施例中，频率选择电路212可采用共振腔来实施。振荡信号s2的频率f2可等于共振腔的共振频率。在一些实施例中，共振腔可以是电感电容共振腔，其具有可变电容器与电感器。在一些实施例中，频率选择电路212依据控制信号sc调整可变电容器的电容值大小，以调整共振腔的共振频率。例如，控制信号sc可由频率控制线(frequency control word,fcw)来实施。
24.在一些实施例中，起振电路214包括交叉耦接晶体管对cp与电流源i1。交叉耦接晶体管对cp耦接于输出端t与电流源i1之间。电流源i1用以提供偏压电流i1，交叉耦接晶体管对cp用以依据偏压电流i1于输出端t产生振荡信号s2。
25.在校正模式下，可断开放大器电路216，使其不执行信号放大操作。例如，放大器电路216可停止提供电流(以偏压电流i2表示)。由于放大器电路216可在校正模式下断开，因此输出端t、频率选择电路212与起振电路214可操作为压控振荡器，其藉由控制信号sc来调整所产生的振荡信号s2的频率f2。其操作细节说明如下。
26.在校正模式下，控制电路230比较振荡信号s1的频率f1与分频信号sd的频率fd。当频率fd大于频率f1时，控制电路230可调整控制信号sc，以降低频率选择电路212设定的频率，因此使得起振电路214在输出端t产生的振荡信号s2的频率f2降低。当频率fd小于频率f1时，控制电路230可调整控制信号sc，以提高频率选择电路212设定的频率，因此使得起振电路214在输出端t产生的振荡信号s2的频率f2提高。换言之，控制电路230可依据分频信号sd的频率fd来判断要将振荡信号s2的频率f2升高或降低。在一些实施例中，振荡信号s2的频率f2可被调整为等于或大致等于滤波器210预定要采用的中心频率。
27.滤波器210预定要采用的中心频率可能会大于振荡信号s1的频率f1。为了使控制电路230可判断振荡信号s2的频率f2的大小，分频器220将振荡信号s2分频后使分频信号sd的频率fd接近振荡信号s1的频率f1。
28.在一些实施例中，电流源i1在校正模式下产生的偏压电流i1的电流值大于一阈值。当偏压电流i1的电流值大于该阈值时，起振电路214处于振荡状态以在输出端t产生振荡信号s2。也就是说，电流值大于该阈值的偏压电流i1可使频率选择电路212与起振电路214操作为振荡器，以产生振荡信号s2。此外，当偏压电流i1的电流值小于该阈值时，起振电路214处于非振荡状态。电流值小于该阈值的偏压电流i1不足以使频率选择电路212与起振电路214操作为振荡器。
29.在一般模式下，放大器电路216用以接收输入信号sin，以及将一电流(以偏压电流i2表示)经由输出端t提供给频率选择电路212，以放大输入信号sin并在输出端t产生输出信号sout的至少一部分。滤波器210可依据频率选择电路212在校正模式下设定好的振荡信号s2的频率f2对输入信号sin执行滤波处理。对输入信号sin执行滤波处理后得到的输出信号sout于输出端t输出。
30.于此实施例中，放大器电路216包括晶体管m1、晶体管m2与电流源i2，其中，晶体管m1与晶体管m2均耦接于输出端t与电流源i2之间。晶体管m1与晶体管m2的控制端用以接收输入信号sin，并依据电流源i2提供的偏压电流i2对输入信号sin放大，及依据频率选择电路212设定的频率f2(例如滤波器210预定要采用的中心频率)对输入信号sin滤波。输入信号sin经过放大器电路216后，相对应的输出信号sout的频率fout位于滤波器210通带所涵盖的频率范围内。在一些实施例中，因为通带的中心频率可等于或大致等于振荡信号s2的频率f2，所以输出信号sout的频率fout可等于或大致等于频率f2。
31.在一般模式下，起振电路214不起振。例如，在一些实施例中，起振电路214停止提供偏压电流i1给频率选择电路212。又例如，在一些实施例中，起振电路214提供电流值小于该阈值的偏压电流i1给频率选择电路212，使起振电路214无法起振。当偏压电流i1的电流值小于该阈值且起振电路214不起振时，偏压电流i1通过输出端t被提供给放大器电路216，使起振电路214可在输出端t产生输出信号sout的一部分。值得注意的是，起振电路214可作为连接至输出端t的负电阻器，并提供额外的增益以提升频率选择电路212的质量因子(q factor)。
32.在一些实施例中，输入信号sin与输出信号sout为差分对信号。输入信号sin的正输入信号sin+与负输入信号sin-分别输入晶体管m1与晶体管m2的控制端，而放大器电路216作为差分放大器电路。输出端t包括正输出端t+与负输出端t-，分别用以输出输出信号sout的正输出信号sout+与负输出信号sout-。在一些实施例中，分频器220耦接正输出端t+与负输出端t-中的至少一个。分频器220依据振荡信号s2的至少一部分来产生分频信号sd。
33.参考图3。图3为本发明一些实施例中，振荡信号产生电路10的操作示意图。在图3绘示了频率信号sp与振荡信号s2在校正模式与一般模式下的关系，其中横轴为时间t，纵轴为频率f，时段p1代表在校正模式下，及时段p2代表在一般模式下。
34.在振荡信号产生电路10要进入一般模式之前，锁相回路pll可先将频率信号sp的频率锁定并依此将输入信号sin的频率fin锁定，而滤波电路200则通过设定振荡信号s2的频率f2，来决定/校正通带的中心频率。因此，振荡信号产生电路10在时段p1内操作在校正
模式下，使得锁相回路pll将频率fin锁定，以及滤波电路200将频率f2决定。因为频率fin与频率f2已知，在输入开关sw1导通后，振荡信号产生电路10可进入一般模式(如图3中时段p2所示)。值得注意的是，滤波电路200可在锁相回路pll完成频率锁定之前完成中心频率的校正，因此，振荡信号产生电路10可动态且快速地选择滤波电路200的中心频率，而不会占用系统运作的时间。
35.附图标记说明：
36.10：振荡信号产生电路
37.100：振荡器电路
38.200：滤波电路
39.300：振荡源
40.400：振荡信号产生器
41.pll：锁相回路
42.vco：振荡器
43.dsb：混频器
44.d2：分频电路
45.210：滤波器
46.212：频率选择电路
47.214：起振电路
48.216：放大器电路
49.220：分频器
50.230：控制电路
51.t：输出端
52.t+：正输出端
53.t-：负输出端
54.m1：晶体管
55.m2：晶体管
56.i1：电流源
57.i1：偏压电流
58.i2：电流源
59.i2：偏压电流
60.cp：交叉耦接晶体管对
61.sin：输入信号
62.sin+：正输入信号
63.sin-：负输入信号
64.sout：输出信号
65.sosc：振荡信号
66.s1：振荡信号
67.s2：振荡信号
68.s3：振荡信号
69.s4：振荡信号
70.sd：分频信号
71.sc：控制信号
72.sp：频率信号
73.sw1：输入开关
74.sw2：输出开关
75.i：信号
76.q：信号
77.n：频率控制信号
78.t：时间
79.f：频率
80.p1：时段
81.p2：时段