專(zhuān)利名稱：用于超寬頻帶通信系統(tǒng)的混沌信號(hào)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于超寬頻帶通信系統(tǒng)的混沌信號(hào)發(fā)生器，更具體地，涉及一種反相器型放大器，用于減小傳統(tǒng)LC型的芯片尺寸，節(jié)省產(chǎn)品的單位成本，以及以良好再現(xiàn)性增加產(chǎn)量。
背景技術(shù)：
通常，混沌信號(hào)(chaotic signal)表現(xiàn)為無(wú)相位的非周期信號(hào)和寬頻帶信號(hào)。典型的周期信號(hào)具有根據(jù)時(shí)間的規(guī)則相位，由此，在添加逆相位的干擾信號(hào)時(shí)，可能會(huì)失真或被消除。然而，混沌信號(hào)不具有明確的相位，所以，即使對(duì)其引入任何逆相位信號(hào)或接近的干擾信號(hào)，該混沌信號(hào)也不會(huì)受到干擾。這用來(lái)保護(hù)信號(hào)中的信息。
此外，在頻域中，混沌信號(hào)具有均勻的尺寸，而與寬頻帶中的周期無(wú)關(guān)，并且表現(xiàn)出良好的能量效率。
這種混沌信號(hào)可適用于信息傳輸并可用作載波。其由于較少的尖峰(spike)而消除了對(duì)于單獨(dú)編碼(例如，在調(diào)制解調(diào)器中的跳時(shí))的需要，還允許通過(guò)開(kāi)關(guān)鍵控(OOK)的簡(jiǎn)單調(diào)制方法的收發(fā)機(jī)的簡(jiǎn)單配置。
同時(shí)，原則上，通過(guò)使用混沌信號(hào)的傳統(tǒng)調(diào)制方法，可以通過(guò)對(duì)應(yīng)于載波頻帶的10％至20％的帶寬來(lái)傳輸信號(hào)。但是不利地，傳統(tǒng)的調(diào)制方法是通過(guò)相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)解釋來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
盡管存在這些缺陷，由于混沌信號(hào)的突出優(yōu)勢(shì)，還是嘗試使用混沌信號(hào)。一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于混沌信號(hào)確保通信系統(tǒng)由于其通過(guò)系統(tǒng)中很小改變的可控性而具有較高的功率效率。另一優(yōu)勢(shì)在于混沌信號(hào)基本具有擴(kuò)展到較寬頻帶寬度的連續(xù)光譜，由此，可適用于需要能譜在整個(gè)寬帶寬上沒(méi)有損失的調(diào)制。
圖1是傳統(tǒng)混沌信號(hào)發(fā)生器的電路圖。
如圖1所示的傳統(tǒng)混沌信號(hào)發(fā)生器是Colpitts型信號(hào)發(fā)生器。圖1的混沌信號(hào)發(fā)生器包括混沌信號(hào)發(fā)生器10，用于產(chǎn)生混沌信號(hào)；以及帶通濾波器20，用于使在指定的頻帶中的來(lái)自混沌信號(hào)發(fā)生器10的混沌信號(hào)通過(guò)。
混沌信號(hào)發(fā)生器10包括電源VC和VE晶體管Q，作為有源器件，用于形成非線性負(fù)電阻，以產(chǎn)生混沌信號(hào)；以及至少三個(gè)無(wú)源器件，用于在延遲時(shí)間時(shí)存儲(chǔ)能量。無(wú)源器件包括電容器CB、C1和C2、電感器L、以及電阻器RL和RE。這種混沌信號(hào)發(fā)生器10采用包括儲(chǔ)能裝置的諧振器，例如，用于存儲(chǔ)磁場(chǎng)能量的電感器L以及用于存儲(chǔ)電場(chǎng)能量的電容器C。
然而，采用諧振器(包括電感器L和電容器C)的傳統(tǒng)混沌信號(hào)發(fā)生器由于電感器而需要大的芯片面積，從而很不利地增加了芯片價(jià)格，并且由于CMOS引起的電感器上大量能量損失而削弱了能量效率。
此外，不利地，傳統(tǒng)混沌信號(hào)發(fā)生器由于在產(chǎn)生混沌信號(hào)時(shí)對(duì)電流的過(guò)度敏感而具有很差的再現(xiàn)性，從而降低了產(chǎn)品的產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，因此根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的目的在于提供一種用于超寬頻帶通信系統(tǒng)的混沌信號(hào)發(fā)生器，其包括反相器型放大器，用于減小傳統(tǒng)LC型的芯片尺寸，節(jié)省產(chǎn)品的單位成本，以及以良好再現(xiàn)性增加芯片產(chǎn)量。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)該目的的本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于超寬頻帶通信系統(tǒng)的混沌信號(hào)發(fā)生器，其包括第一信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生第一信號(hào)，第一信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第一頻率的第一基波和第一基波的多個(gè)諧波；第二信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生第二信號(hào)，第二信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第二頻率的第二基波和第二基波的多個(gè)諧波；混頻器，用于將來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器的第一信號(hào)與來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器的第二信號(hào)混合，以產(chǎn)生具有第一和第二信號(hào)的和頻率以及第一和第二信號(hào)的諧波的混沌信號(hào)；以及濾波器，用于將預(yù)調(diào)頻帶的信號(hào)分量從來(lái)自混頻器的混沌信號(hào)中濾出。
第一和第二信號(hào)發(fā)生器中的每個(gè)均包括環(huán)形振蕩器。
來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器的第一信號(hào)包括方波信號(hào)。來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器的第二信號(hào)包括方波信號(hào)。
來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器的第一基波的第一頻率被設(shè)置成不同于來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器的第二基波的第二頻率。
第一信號(hào)發(fā)生器包括多個(gè)串聯(lián)連接的反相器型放大器；反饋電路，具有共同連接至反相器型放大器的輸入端和輸出端的反饋線；以及至少一個(gè)延遲電路，設(shè)置在反相器型放大器的信號(hào)線與反饋線之間。
每個(gè)反相器型放大器均具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該反相器結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管和N-MOS晶體管。
每個(gè)反相器型放大器均具有在N-MOS晶體管和P-MOS晶體管都工作的中點(diǎn)處施加的DC偏壓。
反饋電路包括至少一個(gè)電平阻尼電阻器。
反饋電路包括多個(gè)電平阻尼電阻器，每個(gè)均設(shè)置在每個(gè)反相器型放大器的輸入端與輸出端之間。
延遲電路包括RC電路，該RC電路包括電阻器和電容器。
第二信號(hào)發(fā)生器包括多個(gè)反相器型放大器；反饋電路，具有共同連接至反相器型放大器的輸入端和輸出端的反饋線；以及至少一個(gè)延遲電路，設(shè)置在連接反相器型放大器的信號(hào)線與反饋線之間。
每個(gè)反相器型放大器均具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該反相器結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管和N-MOS晶體管。
每個(gè)反相器型放大器均具有在N-MOS晶體管和P-MOS晶體管工作的中點(diǎn)處施加的DC偏壓。
反饋電路包括至少一個(gè)電平阻尼電阻器。
反饋電路包括多個(gè)電平阻尼電阻器，每個(gè)均設(shè)置在每個(gè)反相器型放大器的輸入端與輸出端之間。
延遲電路包括RC電路，該RC電路包括電阻器和電容器。


本發(fā)明的上述和其它目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述而更加清楚地被了解，在附圖中圖1是示出傳統(tǒng)混沌信號(hào)發(fā)生器的電路圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器的配置圖；圖3a和圖3b是示出圖2的第一和第二信號(hào)發(fā)生器的電路圖；圖4a和圖4b是示出在圖2的混沌信號(hào)發(fā)生器的在時(shí)域的輸出信號(hào)的波形圖；圖5是示出在圖2的混沌信號(hào)發(fā)生器的頻域的輸出信號(hào)的波形圖；以及圖6是示出圖2的混頻器的輸入電壓和輸出電壓的軌跡圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，在不同附圖中使用相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或相似的部件。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器的配置圖。
參照?qǐng)D2，本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器包括第一信號(hào)發(fā)生器110、第二信號(hào)發(fā)生器120、混頻器200、以及濾波器300。第一信號(hào)發(fā)生器110產(chǎn)生第一信號(hào)S1，該第一信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第一頻率的第一基波f1和第一基波的多個(gè)諧波。第二信號(hào)發(fā)生器120產(chǎn)生第二信號(hào)S2，該第二信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第二頻率的第二基波f2和第二基波的多個(gè)諧波。此外，混頻器200將來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器110的第一信號(hào)S1與來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器120的第二信號(hào)S2混合，以產(chǎn)生具有第一和第二信號(hào)S1和S2的和頻率(sum frequency)以及第一和第二信號(hào)S1和S2的諧波的混沌信號(hào)。濾波器300將預(yù)調(diào)頻帶的信號(hào)分量從來(lái)自混頻器200的混沌信號(hào)中濾出。
來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器110的第一信號(hào)S1是方波信號(hào)，該方波信號(hào)包括第一基波f1以及第一基波的諧波。來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器120的第二信號(hào)S2也是方波信號(hào)，該方波信號(hào)包括第二基波f2和第二基波的諧波。這里，第一和第二信號(hào)可為脈沖、三角、或鋸齒信號(hào)。
第一和第二信號(hào)發(fā)生器110、120中的每個(gè)均產(chǎn)生具有多個(gè)頻率的方波信號(hào)。由此，第一和第二發(fā)生器中的每個(gè)均可為適于產(chǎn)生這種方波信號(hào)的環(huán)形振蕩器。
優(yōu)選地，將來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器110的第一基波f1的第一頻率設(shè)置成不同于來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器120的第二基波f2的第二頻率，以產(chǎn)生具有多個(gè)頻率的混沌信號(hào)。
此外，可將第一信號(hào)發(fā)生器110和第二信號(hào)發(fā)生器120配置成如圖3所示的基本相等的電路。然而，將第一信號(hào)發(fā)生器110的第一基波f1設(shè)置成不同于第二信號(hào)發(fā)生器120的第二基波f2。圖3示出第一信號(hào)發(fā)生器110和第二信號(hào)發(fā)生器120的示例性結(jié)構(gòu)。
圖3a和圖3b是示出圖2所示的第一和第二信號(hào)發(fā)生器的電路圖。圖3a是圖2的第一信號(hào)發(fā)生器的電路圖，圖3b是圖2的第二信號(hào)發(fā)生器的電路圖。
參照?qǐng)D3a，第一信號(hào)發(fā)生器110包括多個(gè)反相器型放大器A11至A13、反饋電路111、以及延遲電路112A和112B。反相器型放大器A11至A13串聯(lián)連接。反饋電路111具有共同連接至反相器型放大器A11至A13的輸入端和輸出端的反饋線FBL。延遲電路112A設(shè)置在信號(hào)線SL1與反饋線FBL之間，并且延遲電路112B設(shè)置在信號(hào)線SL2與反饋線FBL之間。SL1和SL2將反相器型放大器A11、A12、和A13連接在一起。
這里，本發(fā)明的第一信號(hào)發(fā)生器110包括三個(gè)或更多的奇數(shù)個(gè)反相器型放大器。即，三個(gè)、五個(gè)、七個(gè)、或更多的這種放大器可以級(jí)聯(lián)的方式被采用。
例如，在第一信號(hào)發(fā)生器110包括第一、第二、和第三三個(gè)放大器A11至A13的情況下，第一反相器型放大器A11具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M11和N-MOS晶體管M12，第二反相器型放大器A12具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M21和N-MOS晶體管M22，并且第三反相器型放大器A13也具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M31和N-MOS晶體管M32。
這里，第一反相器型放大器A11具有在P-MOS晶體管M11和N-MOS晶體管M12工作的中點(diǎn)施加的DC偏壓。同樣，第二反相器型放大器A12具有在P-MOS晶體管M21和N-MOS晶體管M22工作的中點(diǎn)施加的DC偏壓。此外，第三反相器型放大器A13具有在P-MOS晶體管M31和N-MOS晶體管M32工作的中點(diǎn)施加的DC偏壓。因此，第一、第二、和第三反相器型放大器A11至A13中的每個(gè)均通過(guò)偏壓Vdc被啟用。
此外，反饋電路111包括至少一個(gè)電平阻尼電阻器。優(yōu)選地，反饋電路111包括多個(gè)電平阻尼電阻器R13至R15，每個(gè)均設(shè)置在每個(gè)反相器型放大器A11至A13的輸入端與輸出端之間。
電平阻尼電阻器R13至R15限制反饋給每個(gè)放大器A11至A13的輸入端的輸入信號(hào)的電平，從而防止輸出信號(hào)的總電平被反饋。
每個(gè)延遲電路112A和112B可為包括電阻器和電容器的RC電路。例如，可將延遲電路112A和112B配置成RC串聯(lián)電路、RC并聯(lián)電路、或RC串并聯(lián)電路。圖3a的延遲電路112A和112B中的每個(gè)均被構(gòu)造成RC并聯(lián)電路，該電路包括電阻器R11或R12以及電容器C11或C12。
此外，參照?qǐng)D3b，本發(fā)明的第二信號(hào)發(fā)生器120包括多個(gè)反相器型放大器A21至A23、反饋電路121、以及延遲電路122A和122B。反相器型放大器A21至A23串聯(lián)連接。反饋電路121具有共同連接至反相器型放大器的輸入端和輸出端的反饋線FBL。延遲電路122A設(shè)置在信號(hào)線SL1與反饋線FBL之間，并且延遲電路122B設(shè)置在信號(hào)線SL2與反饋線FBL之間。SL1和SL2將反相器型放大器A21、A22、以及A23連接在一起。
這里，本發(fā)明的第二信號(hào)發(fā)生器120包括三個(gè)或更多的奇數(shù)個(gè)反相器型放大器。即，三個(gè)、五個(gè)、七個(gè)、或更多的這種放大器可以級(jí)聯(lián)的方式被采用。
例如，在第二信號(hào)發(fā)生器120包括第一、第二、和第三三個(gè)放大器A21至A23的情況下，第一反相器型放大器A21具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M41和N-MOS晶體管M42，第二反相器型放大器A22具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M51和N-MOS晶體管M52，并且第三反相器型放大器A23也具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M61和N-MOS晶體管M62。
這里，第一反相器型放大器A21具有在P-MOS晶體管M41和N-MOS晶體管M42工作的中點(diǎn)施加的DC偏壓。同樣，第二反相器型放大器A22具有在P-MOS晶體管M51和N-MOS晶體管M52工作的中點(diǎn)施加的DC偏壓。此外，第三反相器型放大器A23具有在P-MOS晶體管M61和N-MOS晶體管M62運(yùn)行的中點(diǎn)施加的DC偏壓。因此，第一、第二、和第三反相器型放大器A21至A23中的每個(gè)均通過(guò)偏壓Vdc被啟用。
此外，反饋電路121包括至少一個(gè)電平阻尼電阻器。優(yōu)選地，反饋電路121包括多個(gè)電平阻尼電阻器R23至R25，每個(gè)均設(shè)置在每個(gè)反相器型放大器A21至A23的輸入端與輸出端之間。
電平阻尼電阻器R23至R25限制反饋給每個(gè)放大器A21至A23的輸入端的輸出信號(hào)的電平，從而防止輸出信號(hào)的總電平被反饋。
每個(gè)延遲電路122A和122B可為包括電阻器和電容器的RC電路。例如，可將延遲電路122A和122B配置成RC串聯(lián)電路、RC并聯(lián)電路、或RC串并聯(lián)電路。圖3b的延遲電路122A和122B中的每個(gè)均被構(gòu)造成RC并聯(lián)電路，該電路包括電阻器R21或R22以及電容器C21或C22。
圖4a是示出圖2的混沌信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)在時(shí)域上的波形圖。在波形圖中，橫軸表示時(shí)間[nsec]，而縱軸表示輸入信號(hào)的電壓電平。
圖4b是圖4a的部分A的放大波形圖。
圖5是示出圖2的混沌信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)在頻域上的波形圖。
在圖5的波形圖中，橫軸表示輸出信號(hào)的頻率[GHz]，縱軸表示輸入信號(hào)的插入損耗。
圖6是示出圖2所示的混頻器的輸入電壓和輸出電壓的軌跡圖。
在圖6中，橫軸表示混頻器的輸入電壓，縱軸表示混頻器的輸出電壓。通過(guò)本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器，從輸入電壓沿多條軌跡(trajectory)得到輸出電壓。
下面，將參照附圖詳細(xì)給出本發(fā)明的運(yùn)行和效果。
將參照?qǐng)D2至圖6解釋本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器的運(yùn)行。首先，參照?qǐng)D2，本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器包括第一信號(hào)發(fā)生器110、第二信號(hào)發(fā)生器120、混頻器200、以及濾波器300。第一信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生第一信號(hào)S1，該第一信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第一頻率的第一基波f1和第一基波的多個(gè)諧波。第一信號(hào)S1是具有多個(gè)頻率的方波。
例如，如果第一信號(hào)S1的第一基波f1的第一頻率為1GHz，則其諧波為2GHz、4GHz、8GHz、...。
本發(fā)明的第二信號(hào)發(fā)生器120產(chǎn)生第二信號(hào)S2，該第二信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第二頻率的第二基波f2和第二基波的多個(gè)諧波。第二信號(hào)S2也是具有多個(gè)頻率的方波。
例如，如果第二信號(hào)S2的第二基波f2的第二頻率為0.9GHz，則其諧波為1.8GHz、3.6GHz、7.24GHz、...。
這里，在本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器中，優(yōu)選地，將第一基波f1的第一頻率設(shè)置成不同于第二基波f2的第二頻率，以產(chǎn)生具有多個(gè)頻率的混沌信號(hào)。
將參照?qǐng)D3a和圖3b解釋第一信號(hào)發(fā)生器110。
參照?qǐng)D3a，第一信號(hào)發(fā)生器110包括串聯(lián)連接的第一至第三反相器型放大器A11至A13。第一反相器型放大器A11具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M11和N-MOS晶體管M12。第二反相器型放大器A12具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M21和N-MOS晶體管M22。此外，第三反相器型放大器A13具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M31和N-MOS晶體管M32。此外，第一反相器型放大器A11具有在P-MOS晶體管M11和N-MOS晶體管M12工作的中點(diǎn)施加的偏壓Vdc。同樣，第二反相器型放大器A12具有在P-MOS晶體管M21和N-MOS晶體管M22工作的中點(diǎn)施加的偏壓Vdc。此外，第三反相器型放大器A13具有在P-MOS晶體管M31和N-MOS晶體管M32工作的中點(diǎn)施加的偏壓Vdc。這時(shí)，第一至第三放大器通過(guò)偏壓Vdc被啟用。
隨后，第一至第三放大器A11至A13的每個(gè)輸出均通過(guò)反饋電路111反饋至每個(gè)輸入端。反饋的或輸入的信號(hào)由延遲電路112A和112B延遲預(yù)置時(shí)間。
以此方式，延遲預(yù)置時(shí)間的反饋信號(hào)產(chǎn)生具有不同相位的信號(hào)和具有多個(gè)頻率的方波信號(hào)。這里，反饋電路111包括多個(gè)電平阻尼電阻器R13至R15，用于限制反饋信號(hào)的電平，以防止來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器110的輸出信號(hào)的總電平被反饋。
參照?qǐng)D3b，第二信號(hào)發(fā)生器120包括串聯(lián)連接的第一至第三反相器型放大器A21至A23。第一反相器型放大器A21具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M41和N-MOS晶體管M42。第二反相器型放大器A22具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M51和N-MOS晶體管M52。第三反相器型放大器A23也具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管M61和N-MOS晶體管M62。此外，第一反相器型放大器A21具有在P-MOS晶體管M41和N-MOS晶體管M42工作的中點(diǎn)施加的偏壓Vdc。第二反相器型放大器A22具有在P-MOS晶體管M51和N-MOS晶體管M52工作的中點(diǎn)施加的偏壓Vdc。此外，第三反相器型放大器A23具有在P-MOS晶體管M61和N-MOS晶體管M62工作的中點(diǎn)施加的偏壓Vdc。此處，第一至第三反相器型放大器A21至A23通過(guò)偏壓Vdc被啟用。
第一至第三反相器型放大器A21至A23的每個(gè)輸出信號(hào)均通過(guò)反饋電路121反饋至每個(gè)輸入端。在這種情況下，反饋的或輸入的信號(hào)由延遲電路122A和122B延遲預(yù)置時(shí)間。
以此方式，延遲預(yù)置時(shí)間的反饋信號(hào)產(chǎn)生具有不同相位的信號(hào)和具有多個(gè)不同頻率的方波信號(hào)。反饋電路121包括多個(gè)電平阻尼電阻器R23至R25，用于限制反饋信號(hào)的電平，以防止來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器120的輸出信號(hào)的總電平被反饋。
如上所述，在第一信號(hào)S1的第一基波f1的第一頻率為1GHz的情況下，其諧波為2GHz、4GHz、8GHz、...。在第二信號(hào)S2的第二基波f2的第二頻率為0.9GHz情況下，其諧波為1.8GHz、3.6GHz、7.24GHz、...。由此，不同的頻率彼此干擾，由此產(chǎn)生具有圖4和圖5所示的復(fù)雜頻率的混沌信號(hào)。
接下來(lái)，參照?qǐng)D2，本發(fā)明的混頻器200將來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器110的第一信號(hào)S1與來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器120的第二信號(hào)S2混合，以產(chǎn)生具有第一信號(hào)S1和第二信號(hào)S2的和頻率以及第一信號(hào)S1和第二信號(hào)S2的諧波的混沌信號(hào)。
例如，在將第一信號(hào)S1的第一基波f1及其諧波與第二信號(hào)S2的第二基波f2及其諧波彼此混合的情況下，輸出第一和第二信號(hào)S1、S2的和頻率f1+f2和差頻率f1-f2或f2-f1以及其諧波2f1、3f1、4f1、...和2f2、3f2、4f2、...。因此，本發(fā)明的混頻器200輸出具有很多頻率的混沌信號(hào)。
如圖4所示，在時(shí)域，混沌信號(hào)具有多個(gè)相位的組合，而不具有特定的相位。
如上所述，從混頻器200輸出的混沌信號(hào)非常廣泛地分布在超寬頻帶上。在通信系統(tǒng)中采用混沌信號(hào)，需要選擇與在系統(tǒng)中所用的特定頻帶相對(duì)應(yīng)的混沌信號(hào)，例如載波。
隨后，參照?qǐng)D2，本發(fā)明的濾波器300將預(yù)調(diào)頻帶的信號(hào)分量從來(lái)自混頻器的混沌信號(hào)中濾出，并提供在期望頻帶的混沌信號(hào)。
此外，參照?qǐng)D5，在頻域，來(lái)自本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)具有多個(gè)頻率，而不是具有特定的頻率。例如，如圖5所示，在本發(fā)明的濾波器300具有設(shè)置在約3至5GHz的通帶的情況下，其輸出在3至5GHz范圍內(nèi)的混沌信號(hào)。
此外，如圖6所示，混沌信號(hào)發(fā)生器顯示由于具有不同電平的復(fù)雜頻率，混頻器輸出相對(duì)于輸入電壓的輸出電壓的復(fù)雜軌跡。
采用傳統(tǒng)諧振器(包括傳統(tǒng)電感器L和電容器)的混沌信號(hào)發(fā)生器由于電感器而在形成芯片中需要大尺寸的電路。這不利地增加了芯片價(jià)格并導(dǎo)致由于在產(chǎn)生混沌信號(hào)時(shí)對(duì)電流的過(guò)度敏感而具有很差的再現(xiàn)性。然而，通過(guò)采用反相器型放大器來(lái)代替LC諧振器，本發(fā)明的混沌信號(hào)發(fā)生器克服了傳統(tǒng)的缺陷。
如上所述，本發(fā)明的用于超寬頻帶通信系統(tǒng)的混沌信號(hào)發(fā)生器采用反相器型放大器，用于減小傳統(tǒng)LC型的芯片尺寸，節(jié)省產(chǎn)品的單位成本，以及以良好再現(xiàn)性增加芯片產(chǎn)量。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，顯而易見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，進(jìn)行各種形式的修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于超寬頻帶通信系統(tǒng)的混沌信號(hào)發(fā)生器，包括第一信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生第一信號(hào)，所述第一信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第一頻率的第一基波和所述第一基波的多個(gè)諧波；第二信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生第二信號(hào)，所述第二信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第二頻率的第二基波和所述第二基波的多個(gè)諧波；混頻器，用于將來(lái)自所述第一信號(hào)發(fā)生器的所述第一信號(hào)與來(lái)自所述第二信號(hào)發(fā)生器的所述第二信號(hào)混合，以產(chǎn)生具有所述第一和第二信號(hào)的和頻率以及所述第一和第二信號(hào)的所述諧波的混沌信號(hào)；以及濾波器，用于將預(yù)調(diào)頻帶的信號(hào)分量從來(lái)自所述混頻器的所述混沌信號(hào)中濾出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述第一和第二信號(hào)發(fā)生器中的每個(gè)均包括環(huán)形振蕩器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，來(lái)自所述第一信號(hào)發(fā)生器的所述第一信號(hào)包括方波信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，來(lái)自所述第二信號(hào)發(fā)生器的所述第二信號(hào)包括方波信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，來(lái)自所述第一信號(hào)發(fā)生器的所述第一基波的所述第一頻率被設(shè)置成不同于來(lái)自所述第二信號(hào)發(fā)生器的所述第二基波的所述第二頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述第一信號(hào)發(fā)生器包括多個(gè)串聯(lián)連接的反相器型放大器；反饋電路，具有共同連接至所述反相器型放大器的輸入端和輸出端的反饋線；以及至少一個(gè)延遲電路，設(shè)置在所述反相器型放大器的信號(hào)線與所述反饋線之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，每個(gè)所述反相器型放大器均具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，所述CMOS反相器結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管和N-MOS晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，每個(gè)所述反相器型放大器均具有在所述N-MOS晶體管和所述P-MOS晶體管工作的中點(diǎn)處施加的DC偏壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述反饋電路包括至少一個(gè)電平阻尼電阻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述反饋電路包括多個(gè)電平阻尼電阻器，每個(gè)所述電平阻尼電阻器設(shè)置在每個(gè)所述反相器型放大器的所述輸入端與所述輸出端之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述延遲電路包括RC電路，所述RC電路包括電阻器和電容器。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述第二信號(hào)發(fā)生器包括多個(gè)反相器型放大器；反饋電路，具有共同連接至所述反相器型放大器的輸入端和輸出端的反饋線；以及至少一個(gè)延遲電路，設(shè)置在連接所述反相器型放大器的信號(hào)線與所述反饋線之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，每個(gè)所述反相器型放大器均具有CMOS反相器結(jié)構(gòu)，所述CMOS反相器結(jié)構(gòu)具有串聯(lián)連接的P-MOS晶體管和N-MOS晶體管。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，每個(gè)所述反相器型放大器均具有在所述N-MOS晶體管和所述P-MOS晶體管工作的中點(diǎn)處施加的DC偏壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述反饋電路包括至少一個(gè)電平阻尼電阻器。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述反饋電路包括多個(gè)電平阻尼電阻器，每個(gè)所述電平阻尼電阻器設(shè)置在每個(gè)所述反相器型放大器的所述輸入端與所述輸出端之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混沌信號(hào)發(fā)生器，其中，所述延遲電路包括RC電路，所述RC電路包括電阻器和電容器。
全文摘要
在混沌信號(hào)發(fā)生器中，第一信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生第一信號(hào)。第一信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第一頻率的第一基波和第一基波的多個(gè)諧波。第二信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生第二信號(hào)。第二信號(hào)包括具有預(yù)調(diào)第二頻率的第二基波和第二基波的多個(gè)諧波。此外，混頻器將來(lái)自第一信號(hào)發(fā)生器的第一信號(hào)與來(lái)自第二信號(hào)發(fā)生器的第二信號(hào)混合，以產(chǎn)生具有第一和第二信號(hào)的和頻率以及第一和第二信號(hào)的諧波的混沌信號(hào)。濾波器將預(yù)調(diào)頻帶的信號(hào)從來(lái)自混頻器的混沌信號(hào)中濾出。
文檔編號(hào)G09C1/06GK1892732SQ20061009022
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者李光斗, 楊昌洙, 安奎煥, 金京利 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社