一种侦测器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种侦测器，包含一振荡源、一倍频单元、一收发单元及一解调单元。该振荡源产生具有一第一频率之一第一注入信号。该倍频单元接收该第一注入信号，输出一输出信号及接收具有一第二频率之一第二注入信号。该倍频单元是以注入锁定的方式，使该输出信号的频率锁定于该第一频率的倍数，并以注入牵引的方式，使该输出信号的频率被牵引至该第二频率。该收发单元发射该输出信号、及接收具有一第三频率之一接收信号，该接收信号是用以更新该第二注入信号。该解调单元根据该输出信号执行一解调操作以产生一位移信号。
【专利说明】
一种侦测器
技术领域
[0001]本发明涉及一种侦测器，尤其涉及一种包含倍频单元，以注入牵引产生输出信号的侦测器。
【背景技术】
[0002]—般来说，利用都卜勒效应以侦测到受测物体移动状况的侦测器，需要藉由工作于高频的振荡源提供高频的输入信号，以更新受测物体的移动状况，不易以数字程序处理，大多是采取模拟程序处理，故于半导体组件上极易受闪烁噪声(flicker noise)影响，严重减损讯杂比(signal noise ra t i ο )，也增加后续数字信号处理(d i g i ta I signalprocessing; DSP)的难度。此外因振荡源工作于高频(例如约1G赫兹)而难以降频，故振荡源之耗电量难以下降。因此，本领域实需耗电量较低且可避免闪烁噪声的解决方案。
【发明内容】
[0003]本发明的一实施例公开了一种侦测器，包含一振荡源、一倍频单元、一收发单元及一解调单元。该振荡源用以产生具有一第一频率的一第一注入信号。该倍频单元包含一第一注入端、一输出端及一第二注入端，该第一注入端耦接于该振荡源，用以接收该第一注入信号;该输出端用以输出一输出信号;该第二注入端，用以接收具有一第二频率的一第二注入信号；其中该倍频单元是以注入锁定的方式，使该输出信号的频率锁定于该第一频率的倍数，并以注入牵引的方式，使该输出信号的频率牵引至该第二频率。该收发单元耦接于该倍频单元的该输出端及该第二注入端，用以发射该输出信号、及接收具有一第三频率的一接收信号，其中该接收信号是用以更新该第二注入信号。该解调单元耦接于该倍频单元的该输出端，用以根据该输出信号执行一解调操作以产生一位移信号。
[0004]本发明的另一实施例公开了一种倍频单元，包含一第一注入端、一输出端及一第二注入端，该第一注入端用以接收一第一注入信号，其中该第一注入信号具有一第一频率；该输出端用以输出一输出信号；该第二注入端，用以接收具有一第二频率的一第二注入信号;其中该倍频单元是以注入锁定的方式，使该输出信号的频率锁定于该第一频率的倍数，并以注入牵引的方式，使该输出信号的频率牵引至该第二频率。
[0005]与现有技术相比，本发明实施例所公开的侦测器，可避免闪烁噪声的干扰，故讯杂比不易减损，此外，由于本发明实施例揭露的侦测器包含的振荡源，其操作频率可大幅降低，故耗电量也可下降，实可有效改善现有技术中侦测器讯杂比过低且耗电过高的缺失。
【附图说明】
[0006]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
[0007]图1是本发明一实施例所提供的侦测器的示意图；
[0008]图2是本发明另一实施例所提供的侦测器的示意图；
[0009]图3是本发明另一实施例所提供的倍频单元的示意图；
[0010]图4是本发明另一实施例中，倍频单元耦接于振荡源及收发单元的示意图；
[0011]图5是本发明另一实施例所提供的侦测器的示意图；
[0012]图6是本发明另一实施例所提供的侦测器的示意图；
[0013]图7是本发明另一实施例所提供的侦测器的示意图；
[0014]图8是本发明另一实施例所提供的侦测器的示意图；
[0015]图9是本发明另一实施例所提供的侦测器的示意图；
[0016]图10是本发明另一实施例所提供的振荡源的示意图；
[0017]图11是本发明另一实施例所提供的振荡源的示意图。
[0018]主要图示说明:
[0019]100、200、500、600、700、800、900侦测器
[0020]110、210、710、1010振荡源
[0021]120天线
[0022]130、240、540、640、740、840、940解调单元
[0023]1301延迟器
[0024]1302混频器
[0025]1303调频解调器
[0026]SI侦测信号
[0027]S2反射信号
[0028]fa、fx、fl、f2、f3频率
[0029]Vi输入信号
[0030]Vdm解调信号[0031 ]220 倍频单元
[0032]230收发单元
[0033]Vo输出信号
[0034]Vil、Vi2注入信号
[0035]Vrx接收信号
[0036]P1、P2注入端
[0037]P3输出端
[0038]Vd、Sd位移信号
[0039]RC1、RC2谐振电路
[0040]T1、T2、T3、T4、T11、T12、T13、T14、晶体管[0041 ]Τ15、Τ16、Τ17、Τ18
[0042]R1、R2、R3电阻
[0043]C1、C11、C12电容
[0044]L1、L2电感
[0045]P31UP511第一端
[0046]P312、P512第二端
[0047]Vill、Vil2、Vi21、Vi22信号
[0048]Ιχ、Iz电流源
[0049]Ibias偏置电流源
[0050]Vbias偏置电压源[0051 ]Vdd电压源
[0052]CP1、CP2 耦合单元
[0053]5410、8410、6410a、9410a、6410b、9410b 混频单元
[0054]5420、8420、6420a、9420a、6420b、9420b 放大单元
[0055]5430、8430、6430a、9430a、6430b、9430b 模数转换器
[0056]5440、8440、6440、8440、9440数字信号处理单元
[0057]Vif、Vif8、Vifl、Vif91、Vif2、Vif92中频信号
[0058]Vaa、Vaa8、Vaal、Vaa91、Vaa2、Vaa92模拟信号
[0059]Sdd、Sdd8、Sddl、Sdd91、Sdd2、Sdd92数字信号
[0060]fd差值频率[0061 ]6450、9450相位调整单元
[0062]Vph、Vph9移相信号
[0063]8450、8460除频单元
[0064]Vdvl、Vdv2、Vdv91、Vdv92除频信号
[0065]1lOa振荡器
[0066]1lOb锁相回路器
【具体实施方式】
[0067]下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
[0068]在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
[0069]图1是本发明一实施例所提供的侦测器的示意图。侦测器100包含振荡源110、天线120及解调单元130。解调单元130包含延迟器1301及混频器1302。振荡源110于初始时产生具有频率fa的输出信号Vosc，据以透过天线120向外部发射具有频率fa的侦测信号SI，当侦测信号SI侦测到受测物体，将回传反射信号S2，由天线120接收，并据以产生输入信号ViJf送至振荡源110及解调单元130。反射信号S2具有频率(fa+fx)，故反射信号S2的频率(fa+fx)与侦测信号SI的频率fa的差值为频率fx。输入信号Vi是对应于反射信号S2而具有频率(fa+fx)。频率fx是由都卜勒效应决定，当受测物体向侦测器100接近，则频率fx为正值;反之，当受测物体远离侦测器100，频率fx为负值，频率fx的值会随着受测物体的移动状况而更新。当输入信号Vi输入解调单元130，由于输入信号Vi的频率为(fa+fx)，其频率较高(例如为1G赫兹±150赫兹)，故以模拟程序处理，解调单元130根据输入信号Vi的频率(fa+fx)，先执行调频解调(FM demodulat1n)以求得解调信号Vdm，进而根据解调信号Vdm求得知受测物体的移动信息，其是采用延迟器1301与混频器1302产生具有频率fx的解调信号Vdm,以得知受测物体的移动信息。解调信号Vdm是电压信号，于电压域(voltage domain)处理，由于解调信号Vdm为近似直流零频的信号，故于半导体组件上极易受闪烁噪声影响而减损讯杂比，也增加后续数字信号处理的难度。
[0070]图2是本发明另一实施例所提供的侦测器的示意图。侦测器200包含振荡源210、倍频单元220、收发单元230及解调单元240。振荡源210是用以产生具有频率fl的注入信号Vi I。倍频单元220包含注入端Pl、P2及输出端P3。注入端Pl耦接于振荡源210，用以接收注入信号Vil。输出端P3用以输出输出信号Vo。注入端P2用以接收具有频率f2的注入信号Vi2。其中，倍频单元220是以注入锁定(inject1n lock)的方式，使输出信号Vo的频率被锁定于频率fl的倍数，例如(但不限于)两倍，也就是(f I X 2)，并以注入牵引(inject1n pulling)的方式，使输出信号Vo的频率被牵引至频率f 2 ο倍频单元220可为双倍、三倍或η倍倍频单元，其中η可为正整数。收发单元230是耦接于倍频单元220的输出端Ρ3及注入端Ρ2，用以发射输出信号Vo、及接收具有频率f3的接收信号Vrx，其中接收信号Vrx是用以更新注入信号Vi2。收发单元230可为兼具收发功能的收发器或天线，亦可由接收单元及发射单元组合而成。解调单元240耦接于倍频单元220的输出端P3，用以根据输出信号Vo执行解调操作以产生位移信号Vd。位移信号Vd可为数字信号或模拟信号。
[0071]举例而言，假设原先的注入信号Vi2是具有频率f2(例如为(10G+300)赫兹)，其会将输出信号Vo的频率以注入锁定的方式锁定(lock)在频率f I (例如为5G赫兹)的两倍(也就是fl X 2，例如为10G赫兹)，并以注入牵引的方式牵引(pull)至频率f2(也就是例如将输出信号Vo的频率由10G赫兹牵引为(10G+300)赫兹)。收发单元230(例如天线)将具有频率f2(例如(10G+300)赫兹)的输出信号Vo发射至外部，当侦测到受测物体(例如交通工具)，会反射回传接收信号Vrx至收发单元230，接收信号Vrx具有频率f3。接收信号Vrx之频率(频率f3)、与输出信号Vo的频率(频率f2)的关系式可以下算式α表示:
[0072]f3 = f2+fd...........(a)；
[0073]其中，fd为一差值频率，其因都卜勒效应产生，若受测物体正在接近侦测器200则差值频率fd可为正值，反之若受测物体正在远离侦测器200则差值频率fd可为负值。收发单元230接收具有频率f 3 (即f 2+f d，例如:f d= 100赫兹，f2+fd= (10G+300)赫兹+100赫兹=(10G+400赫兹)之接收信号Vrx后，以接收信号Vrx(其频率例如为(10G+400)赫兹)更新注入信号Vi2，故注入信号Vi2的频率可由频率f2(例如(10G+300)G赫兹)被更新为频率f3(例如(10G+400)赫兹)。注入信号Vi2的频率被更新为频率f3(例如(10G+400)赫兹)后，可再藉由注入牵引方式，于倍频单元220将输出信号Vo的频率牵引为频率f3(例如(10G+400)赫兹)。解调单元240可根据频率f3(亦即f2+fd)执行解调操作以产生位移信号Vd，其中位移信号Vd是对应于频率f3与频率f2的差值，即差值频率fd。根据位移信号Vd可得知受测物体的移动状态。相较于前一实施例中的振荡器110须工作于高频之频率(例如约10G赫兹)，图2所涉及的本发明实施例的振荡器210的工作频率可根据倍频单元220的倍数而降为50%或更低，故可有效节省电能。此外，本发明实施例中的解调操作因操作于中频(medium frequency)而非接近直流零频处，故更可抗御闪烁噪声的不良影响，其叙述于后文。
[0074]图3是本发明另一实施例所提供的倍频单元的示意图。倍频单元220包含谐振电路(LC-tank circui t)RCl、晶体管T1、T2、T3及T4。谐振电路RCl可为储能电路(tankcircuit)，操作于上述频率f I的倍数(例如为两倍)，包含至少一电容Cl、至少一电感L1、第一端P311及第二端P312，第二端P312耦接于倍频单元220的输出端P3。电感LI可耦接于一电压源VDD。晶体管Tl具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于倍频单元220的注入端Pl，用以接收注入信号Vil的第一相位的信号Vill、第一端耦接于谐振电路RCl的第一端P311、第二端耦接于偏置电流源Iblas。晶体管T2具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于注入端Pl，用以接收注入信号Vil的第二相位的信号Vil2、第一端耦接于谐振电路RCl的第一端P311、第二端耦接于偏置电流源Iblas。晶体管T3具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于谐振电路RCl的第一端P311、第一端耦接于谐振电路RCl的第二端P312、第二端耦接于偏置电流源Iblas。晶体管T4具有闸极端、第一端、第二端，闸极端耦接于注入端P2，用以接收注入信号Vi2、第一端耦接于谐振电路RCl的第二端P312、第二端耦接于电流源Ιχ。根据本发明一实施例，注入信号Vil可为振荡源210所产生的一组差动信号，包括互为反相的第一相位的信号Vill与第二相位的信号Vil2。根据本发明另一实施例，电流源Ix与偏置电流源Ibias可为同一电流源。图3所示的电路是说明倍频单元220的设计方案之一，并非用以限制倍频单元220的内部构造，研发者可根据其产品需求调整倍频单元220的内部电路。
[0075]图4是本发明另一实施例中，图3所示的倍频单元220耦接于振荡源210及收发单元230的示意图。由图4可见，因振荡源210产生的注入信号Vil是由一组相异相位的信号Vill与Vil2组成，故可分别将信号Vill与信号Vil2输入晶体管Tl与晶体管T2，若注入信号Vil是单一信号，则可例如另以反相器耦接于晶体管T2的闸极端以取得相位反向于注入信号Vil的信号。由图4的实施例可知，倍频单元220的输出端P3及收发单元230之间可设置耦合单元CPl，倍频单元220的注入端P2及收发单元230之间可设置耦合单元CP2，耦合单元CPl及CP2可包含功率放大器(power amplifier)、低噪声放大器(low noise amplifier)及/或电容，研发者可根据设计需求或量测结果，决定是否设置耦合单元CPl及/或CP2及其种类(例如搭配较高频率的信号可采用较小的电容)，以改善侦测效果。
[0076]图5是本发明另一实施例中，倍频单元220的示意图。倍频单元220包含谐振电路(LC-tank circuit)RC2、晶体管T11-T18、电阻R2-R3及电容C11-C12。谐振电路RC2可操作于上述频率fl的倍数(例如为两倍)，包含至少一电阻R1、一电感L2、电压端P513、第一端P511及第二端P512，电压端P513耦接于一电压源VDD，且经由电阻Rl耦接于电感L2的中间。晶体管Tll具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于谐振电路RC2的第二端P512、第一端耦接于电压源VDD、第二端耦接于倍频单元220的输出端P3。晶体管T12具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于谐振电路RC2的第一端P511、第一端及第二端耦接于一地端。晶体管T13具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于谐振电路RC2的第一端P511、及第一端耦接于谐振电路RC2的第二端P512。晶体管T14具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于谐振电路RC2的第二端P512、及第一端耦接于谐振电路RC2的第一端P511。晶体管T15具有闸极端、第一端及第二端，第一端耦接于晶体管T13的第二端、及第二端耦接于地端。晶体管T16具有闸极端、第一端及第二端，第一端耦接于晶体管T14的第二端、及第二端耦接于地端。电阻R2具有第一端及第二端，第一端耦接于晶体管T16之闸极端、及第二端耦接于一偏置电压源Vblas。电阻R3具有第一端及第二端，第一端耦接于偏置电压源Vblas、及第二端耦接于晶体管T15的闸极端。电容Cll具有第一端及第二端，第一端耦接于倍频单元220的注入端Pl，用以接收注入信号Vil的第一相位的信号Vill、及第二端耦接于电阻R2的第一端。电容C12具有第一端及第二端，第一端耦接于倍频单元220的注入端Pl，用以接收注入信号Vil的第二相位的信号Vil2、及第二端耦接于晶体管T15的闸极端。晶体管T17具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于耦接于注入端P2，用以接收注入信号Vi2、第一端耦接于晶体管T12的闸极端、及第二端耦接于一电流源Iz。晶体管T18具有闸极端、第一端及第二端，闸极端耦接于注入端P2，用以接收注入信号Vi2、第一端耦接于晶体管Tll的闸极端、及第二端耦接于电流源Iz。电流源Iz可耦接于地端。根据本发明一实施例，晶体管T17的闸极端可用以接收注入信号Vi2的第一相位的信号Vi21，晶体管T17的闸极端可用以接收注入信号Vi2的第二相位的信号Vi22。
[0077]图6是本发明另一实施例的侦测器500的示意图。侦测器500包含振荡源210、倍频单元220、收发单元230及解调单元540。解调单元540则包含混频单元5410、放大单元5420、模数转换器5430及数字信号处理单元5440。混频单元5410可例如包含混频器(mixer)，耦接于倍频单元220的注入端Pl及输出端P3，用以混频注入信号Vil及输出信号Vo以产生中频信号Vif。放大单元5420可例如包含放大器(amplifier)親接混频单元5410，用以放大中频信号Vif产生模拟信号Vaa。模拟信号Vaa可为高频的射频(RF)信号。模数转换器(ADC)5430耦接于放大单元5420，用以将模拟信号Vaa转换为数字信号Sdd。数字信号处理单元(DSP)5440耦接于模数转换器5430，用以解调数字信号Sdd(例如执行调频解调)以产生位移信号Sd，而位移信号Sd可用以求得受测物体的移动状况。位移信号Sd可为数字信号。
[0078]举例而言，若图6的倍频单元220为两倍倍频器(double multiplier)，注入信号Vil具有频率f I (例如5G赫兹)，且输出信号Vo因被注入信号Vi2注入牵引而具有频率为(ΠX 2+fd)，也就是频率fl的两倍加上因都卜勒效应产生的差值频率fd ο混频单元5410输出中频信号Vif，其频率可如算式β所示:
[0079]中频信号Vif的频率
[0080]=输出信号Vo的频率一注入信号Vil的频率
[0081]= (fix 2+fd)-f I
[0082]=fl+fd..........(β)
[0083]若以频率fl为5G赫兹、因受测物体移动引发都卜勒效应而产生的差值频率fd为150赫兹为例，相较于图1的解调单元130须处理的输入信号Vi其频率为(fa+fx)(例如为1G赫兹±150赫兹)，可知图5的解调单元540内产生的中频信号Vif的频率为(5G赫兹+150赫兹)，可为中频信号且频率远小于图1的解调单元130须处理的输入信号Vi，故本实施例中，可允许以数字程序处理中频信号Vif，也可不须于先执行调频解调才可执行放大(amplify)、模拟转数字(analog to digital)、及数字信号处理(DSP)等程序，因此，图6所示的放大单元5420产生模拟信号Vaa、模数转换器5430产生数字信号Sdd皆是于频率域(frequencydomain)进行，由于模拟信号Vaa、数字信号Sdd并非近似于直流零频之信号，故不易受到闪烁噪声影响。数字信号处理单元5440解调数字信号Sdd产生位移信号Sd时，才会进行调频解调。因此，由图6的技术相较于图1的实施例可知，本实施例中，可于前段(如混频单元5410)使须处理的信号降频，进而可用数字式方法处理中频信号，此可避免闪烁噪声对于讯杂比(SNR)的减损。
[0084]图7是本发明另一实施例的侦测器600的示意图。侦测器600的解调单元640中，包含混频单元6410a、6410b、放大单元6420a、6420b、模数转换器6430a、6430b、相位调整单元6450及数字信号处理单元6440。混频单元6410a耦接于倍频单元220的注入端Pl及输出端P3，用以混频注入信号Vil及输出信号Vo以产生中频信号Vifl。放大单元6420a耦接于混频单元6410a，用以放大中频信号Vifl以产生模拟信号Vaal。模数转换器6430a耦接于放大单元6420a，用以将模拟信号Vaal转换为数字信号Sddl。相位调整单元6450耦接于振荡源210，用以接收注入信号Vil并调整注入信号Vil的相位(例如转90度)以产生移相信号Vph。混频单元6410b耦接于相位调整单元6450及倍频单元220的输出端P3，用以混频移相信号Vph及输出信号Vo以产生中频信号Vif2。放大单元6420b耦接混频单元6410b，用以放大中频信号Vif2以产生模拟信号Vaa2。模数转换器6430b耦接于放大单元6420b，用以将模拟信号Vaa2转换为数字信号Sdd2。数字信号处理单元6440耦接于模数转换器6430a及模数转换器6430b，用以解调数字信号Sddl及数字信号Sdd2以产生位移信号Sd。图7中，以双路架构设计的解调单元640可支持处理1-Q形式的双路信号，例如混频单元6410a、放大单元6420a及模数转换器6430a可用以处理1-路信号，且混频单元6410b、放大单元6420b、模数转换器6430b及相位调整单元6450可用以处理Q-路信号。1-Q形式的双路信号因具有1-路信号与Q-路信号相异(例如分别为cos波形与sin波形)，故可避免驻波造成的盲区，本发明实施例如图7所示的架构因具有两信号处理路径，故可支持1-Q形式的双路信号以求得更佳的解调效果。
[0085]图8是本发明另一实施例的侦测器700的示意图。侦测器700包含振荡源710、倍频单元220、收发单元230及解调单元740。解调单元740包含混频单元6410a、6410b、放大单元6420a、6420b、模数转换器6430a、6430b、及数字信号处理单元6440，但与图7的解调单元640相异的是，解调单元740不包含相位调整单元6450。振荡源710可输出具有频率Π的注入信号Vil及移相信号Vph，移相信号Vph是经由调整注入信号Vil的相位(例如转90度)而产生。混频单元6410a、6410b、放大单元6420a、6420b、模数转换器6430a、6430b、及数字信号处理单元6440的功效同图7所示故不重述。侦测器700须采用可输出两相异相位的信号的振荡源710，且亦可支持1-Q形式的双路信号以求得更佳的解调效果。
[0086]图9是本发明另一实施例的侦测器800的示意图。侦测器800包含振荡源210、倍频单元220、收发单元230及解调单元840。振荡源210、倍频单元220、收发单元230的操作原理同前，故不赘述。解调单元840包含除频单元8450、8460、混频单元8410、放大单元8420、模数转换器8430及数字信号处理单元8440。除频单元8450耦接于振荡源210，用以除频注入信号Vil以产生除频信号Vdvl。除频单元8460耦接于倍频单元220的输出端P3，用以除频输出信号Vo以产生除频信号Vdv2。混频单元8410耦接于除频单元8450及8460用以混频除频信号Vdvl及Vdv2以产生中频信号Vif8。放大单元8420耦接混频单元8410，用以放大中频信号Vif8以产生模拟信号Vaa8。模数转换器8430耦接于放大单元8420，用以将模拟信号Vaa8转换为数字信号Sdd8。数字信号处理单元8440耦接于模数转换器8430，用以解调数字信号Sdd8以产生位移信号Sd。
[0087]举例而言，若除频单元8450是执行除以X倍的除频、除频单元8460是执行除以Y的除频，当侦测器800尚未侦测到受测物体移动时，注入信号Vil的频率可例如为5G赫兹，且输出信号Vo的频率可例如为1G赫兹，又以X等于4、Y等于9为例，则中频信号Vif8的频率可如算式γ所示:
[0088]中频信号Vif8的频率
[0089]= I (输出信号Vo之频率+ Y) — (注入信号Vil之频率+X)
[0090]= I1G赫兹+ 9 —5G赫兹+ 4
[0091]=139M 赫兹..........(γ)
[0092]因此可见，借着使用除频单元8450及8460，中频信号VifS的频率可被降至相对低频，因此可易于使用数字程序处理，中频信号VifS可先以放大单元8420、模数转换器8430处理后，于数字信号处理单元8440处理时再执行调频解调，因中频信号Vif 8并非于接近直流零频处处理，故不易受闪烁噪声影响。
[0093]图10是本发明另一实施例的侦测器900的示意图。侦测器900包含振荡源210、倍频单元220、收发单元230及解调单元940。振荡源210、倍频单元220、收发单元230的操作原理不再赘述。解调单元940包含除频单元8450、8460、混频单元9410a、9410b、放大单元9420a、9420b、模数转换器9430a、9430b、相位调整单元9450、及数字信号处理单元9440。除频单元8450耦接于振荡源210，用以除频注入信号Vi I以产生一除频信号Vdv91。除频单元8460耦接于倍频单元220的输出端P3，用以除频输出信号Vo以产生除频信号Vdv92。混频单元9450耦接于除频单元8450及8460，用以混频除频信号Vdv91及除频信号Vdv92以产生中频信号Vif91。放大单元9420a耦接于混频单元9410a，用以放大中频信号Vif91以产生模拟信号Vaa91。模数转换器9430a耦接于放大单元9420a，用以将模拟信号Vaa91转换为数字信号Sdd91。相位调整单元9450耦接于除频单元8450，用以接收除频信号Vdv91并调整除频信号Vdv91的相位以产生移相信号Vph9。混频单元941 Ob親接于相位调整单元9450及除频单元8460，用以混频移相信号Vph9及除频信号Vdv92以产生中频信号Vif92。放大单元9420b耦接混频单元9410b，用以放大中频信号Vif92以产生模拟信号Vaa92。模数转换器9430b耦接于放大单元9420b，用以将模拟信号Vaa92转换为数字信号Sdd92。数字信号处理单元9440耦接于模数转换器9430a及9430b，用以解调数字信号Sdd91及Sdd92以产生位移信号Sd。类似于侦测器800，侦测器900的解调单元940因包含除频单元8450、8460，故可将其处理中频信号如中频信号VifOl与Vif92的频率降至相对低(例如约138M赫兹)，故可易于用数字式程序处理，传送到放大器与模数转换器等组件之前不须先执行调频解调，故可避免闪烁噪声的影响。类似于侦测器500，侦测器900因具有双路的处理路径，故可支持例如支持1-Q形式的双路信号以避免驻波盲区并求得更佳的解调效果。
[0094]图11是本发明另一实施例的振荡源1010的示意图。上述各实施例的侦测器包含的振荡源均可采用振荡源1010，振荡源1010包含振荡器(oscillator) 1lOa及锁相回路器(phase-lock loop) 1010b。其中若振荡器1lOa是模拟式，则锁相回路器1lOb应为模拟式；若振荡器1010a是数位式，则锁相回路器1010b应为数位式。振荡源1010包含锁相回路器1010b可使输出的信号的频率更加稳定，而不易受温度、供应电压影响，更可符合精密应用与通讯法规。
[0095]综上所述，本发明实施例所公开的侦测器，可避免闪烁噪声的干扰，故讯杂比不易减损，此外，由于本发明实施例揭露的侦测器包含的振荡源，其操作频率可大幅降低，故耗电量也可下降，实可有效改善现有技术中侦测器讯杂比过低且耗电过高的缺失。
[0096]以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。
[0097]如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。
[0098]本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种侦测器，其特征在于，该侦测器包含: 一振荡源，用以产生具有一第一频率的一第一注入信号； 一倍频单元，包含: 一第一注入端，耦接于该振荡源，用以接收该第一注入信号， 一输出端，用以输出一输出信号，及 一第二注入端，用以接收具有一第二频率的一第二注入信号， 其中该倍频单元是以注入锁定的方式，使该输出信号的频率锁定于该第一频率的倍数，并以注入牵引的方式，使该输出信号的频率被牵引至该第二频率； 一收发单元，耦接于该倍频单元的该输出端及该第二注入端，用以发射该输出信号、及接收具有一第三频率的一接收信号，其中该接收信号是用以更新该第二注入信号;及 一解调单元，耦接于该倍频单元的该输出端，用以根据该输出信号执行一解调操作以产生一位移信号。2.如权利要求1所述的侦测器，其特征在于，其中该倍频单元还包含: 一谐振电路，操作于该第一频率的倍数，包含一电容、一电感、一第一端、及一第二端，親接于该倍频单元之该输出端； 一第一晶体管，具有一闸极端，耦接于该第一注入端，用以接收该第一注入信号的一第一相位的信号、一第一端，耦接于该谐振电路的该第一端、及一第二端，耦接于一偏置电流源； 一第二晶体管，具有一闸极端，耦接于该第一注入端，用以接收该第一注入信号的一第二相位的信号、一第一端，耦接于该谐振电路的该第一端、及一第二端，耦接于该偏置电流源； 一第三晶体管，具有一闸极端，耦接于该第一晶体管的该第一端、一第一端，耦接于该谐振电路的该第二端、及一第二端，耦接于该偏置电流源;及 一第四晶体管，具有一闸极端，耦接于该第二注入端，用以接收该第二注入信号、一第一端，耦接于该谐振电路的该第二端、及一第二端，耦接于一电流源。3.如权利要求2所述的侦测器，其特征在于，其中该电流源及该偏置电流源为同一电流源。4.如权利要求1所述的侦测器，其特征在于，其中该倍频单元还包含: 一谐振电路，操作于该第一频率的倍数，包含一第一电阻、一电感、电压端、一第一端、及一第二端，该电压端用以耦接于一电压源并经由该第一电阻耦接于该电感； 一第一晶体管，具有一闸极端、一第一端及一第二端，该闸极端耦接于该谐振电路的该第二端、该第一端用以耦接于该电压源、及该第二端耦接于该倍频单元的该输出端； 一第二晶体管，具有一闸极端、一第一端及一第二端，该闸极端耦接于该谐振电路的该第一端、及该第一端与该第二端用以耦接于一地端； 一第三晶体管，具有一闸极端、一第一端及一第二端，该闸极端耦接于该谐振电路的该第一端、及该第一端耦接于该谐振电路的该第二端； 一第四晶体管，具有一闸极端、一第一端及一第二端，该闸极端耦接于该谐振电路的该第二端、及该第一端耦接于该谐振电路的该第一端； 一第五晶体管，具有一闸极端、一第一端及一第二端，该第一端耦接于该第三晶体管的该第二端、及该第二端用以耦接于该地端； 一第六晶体管，具有一闸极端、一第一端及一第二端，该第一端耦接于该第四晶体管的该第二端、及该第二端用以耦接于该地端； 第二电阻，具有第一端及第二端，该第一端耦接于第六晶体管的该闸极端、及该第二端用以耦接于一偏置电压源； 第三电阻，具有第一端及第二端，该第一端用以耦接于该偏置电压源、及该第二端耦接于该第五晶体管的该闸极端； 第一电容，具有第一端及第二端，该第一端耦接于该倍频单元的该第一注入端，用以接收该第一注入信号的一第一相位的信号、及该第二端耦接于该第二电阻的该第一端； 第二电容，具有第一端及第二端，该第一端耦接于该倍频单元的该第一注入端，用以接收该第一注入信号的一第二相位的信号、及该第二端耦接于该第五晶体管的该闸极端；一第七晶体管，具有一闸极端、一第一端及一第二端，该闸极端耦接于该该倍频单元的该第二注入端，用以接收该第二注入信号的一第一相位的信号、该第一端耦接于该第二晶体管的该闸极端、及该第二端用以耦接于一电流源;及 一第八晶体管，具有一闸极端、一第一端及一第二端，该闸极端耦接于该该倍频单元的该第二注入端，用以接收该第二注入信号的一第二相位的信号、该第一端耦接于该第一晶体管的该闸极端、及该第二端用以耦接于该电流源。5.如权利要求1所述的侦测器，其特征在于，该侦测器还包含: 一耦合单元，包含一功率放大器、一低噪声放大器及/或一电容，设置于该倍频单元的该输出端及该收发单元之间、或该第二注入端及该收发单元之间。6.如权利要求1所述的侦测器，其特征在于，其中该解调单元还包含: 一混频单元，耦接于该倍频单元的该第一注入端及该输出端，用以混频该第一注入信号及该输出信号以产生一中频信号； 一放大单元，耦接该混频单元，用以放大该中频信号以产生一模拟信号； 一模数转换器，耦接于该放大单元，用以将该模拟信号转换为一数字信号;及 一数字信号处理单元，耦接于该模数转换器，用以解调该数字信号以产生该位移信号。7.如权利要求1所述的侦测器，其特征在于，其中该解调单元还包含: 一第一混频单元，耦接于该倍频单元的该第一注入端及该输出端，用以混频该第一注入信号及该输出信号以产生一第一中频信号； 一第一放大单元，耦接该第一混频单元，用以放大该第一中频信号以产生一第一模拟信号； 一第一模数转换器，耦接于该第一放大单元，用以将该第一模拟信号转换为一第一数字信号； 一相位调整单元，耦接于该振荡源，用以接收该第一注入信号、调整该第一注入信号的相位以产生一移相信号； 一第二混频单元，耦接于该相位调整单元及该倍频单元的该输出端，用以混频该移相信号及该输出信号以产生一第二中频信号； 一第二放大单元，耦接该第二混频单元，用以放大该第二中频信号以产生一第二模拟信号； 一第二模数转换器，耦接于该第二放大单元，用以将该第二模拟信号转换为一第二数字信号;及 一数字信号处理单元，耦接于该第一模数转换器及该第二模数转换器，用以解调该第一数字信号及该第二数字信号以产生该位移信号。8.如权利要求1所述的侦测器，其特征在于，其中该振荡源还用以输出一移相信号，该移相信号是经由调整该第一注入信号的相位而产生;该解调单元还包含: 一第一混频单元，耦接于该倍频单元的该第一注入端及该输出端，用以混频该第一注入信号及该输出信号以产生一第一中频信号； 一第一放大单元，耦接该第一混频单元，用以放大该第一中频信号以产生一第一模拟信号； 一第一模数转换器，耦接于该第一放大单元，用以将该第一模拟信号转换为一第一数字信号； 一第二混频单元，耦接于该振荡源及该倍频单元之该输出端，用以混频该移相信号及该输出信号以产生一第二中频信号； 一第二放大单元，耦接该第二混频单元，用以放大该第二中频信号以产生一第二模拟信号； 一第二模数转换器，耦接于该第二放大单元，用以将该第二模拟信号转换为一第二数字信号;及 一数字信号处理单元，耦接于该第一模数转换器及该第二模数转换器，用以解调该第一数字信号及该第二数字信号以产生该位移信号。9.如权利要求1所述的侦测器，其特征在于，该解调单元还包含: 一第一除频单元，耦接于该振荡源，用以除频该第一注入信号以产生一第一除频信号；一第二除频单元，耦接于该倍频单元的该输出端，用以除频该输出信号以产生一第二除频信号； 一混频单元，耦接于该第一除频单元及该第二除频单元，用以混频该第一除频信号及该第二除频信号以产生一中频信号； 一放大单元，耦接该混频单元，用以放大该中频信号以产生一模拟信号； 一模数转换器，耦接于该放大单元，用以将该模拟信号转换为一数字信号;及 一数字信号处理单元，耦接于该模数转换器，用以解调该数字信号以产生该位移信号。10.如权利要求1所述的侦测器，其特征在于，该解调单元还包含: 一第一除频单元，耦接于该振荡源，用以除频该第一注入信号以产生一第一除频信号；一第二除频单元，耦接于该倍频单元的该输出端，用以除频该输出信号以产生一第二除频信号； 一第一混频单元，耦接于该第一除频单元及该第二除频单元，用以混频该第一除频信号及该第二除频信号以产生一第一中频信号； 一第一放大单元，耦接该第一混频单元，用以放大该第一中频信号以产生一第一模拟信号； 一第一模数转换器，耦接于该第一放大单元，用以将该第一模拟信号转换为一第一数字信号； 一相位调整单元，耦接于该第一除频单元，用以接收该第一除频信号、调整该第一除频信号的相位以产生一移相信号； 一第二混频单元，耦接于该相位调整单元及该第二除频单元，用以混频该移相信号及第二除频信号以产生一第二中频信号； 一第二放大单元，耦接该第二混频单元，用以放大该第二中频信号以产生一第二模拟信号； 一第二模数转换器，耦接于该第二放大单元，用以将该第二模拟信号转换为一第二数字信号;及 一数字信号处理单元，耦接于该第一模数转换器及该第二模数转换器，用以解调该第一数字信号及该第二数字信号以产生该位移信号。11.如权利要求1至10其中任一项所述的侦测器，其特征在于，该振荡源还包含一锁相回路器，用以提高该第一注入信号的稳定度。12.一种倍频单元，其特征在于，该倍频单元包含: 一第一注入端，用以接收一第一注入信号，其中该第一注入信号具有一第一频率； 一输出端，用以输出一输出信号;及 一第二注入端，用以接收具有一第二频率的一第二注入信号； 其中该倍频单元是以注入锁定的方式，使该输出信号的频率锁定于该第一频率的倍数，并以注入牵引的方式，使该输出信号的频率被牵引至该第二频率。
【文档编号】H04B17/30GK106059690SQ201610210387
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月6日 公开号201610210387.2, CN 106059690 A, CN 106059690A, CN 201610210387, CN-A-106059690, CN106059690 A, CN106059690A, CN201610210387, CN201610210387.2
【发明人】陈则朋
【申请人】立积电子股份有限公司