專利名稱：多頻帶本地振蕩器頻率發(fā)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種半導(dǎo)體集成電路(IC)器件，特別是，本發(fā)明涉及一種用在例如在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)工作的通信裝置的發(fā)射機(jī)或接收機(jī)中的本地振蕩器(LO)頻率發(fā)生電路。本發(fā)明特別涉及需要多頻帶本地振蕩器如IEEE802.11g無(wú)線裝置的組合裝置。本發(fā)明的其它應(yīng)用包括需要在無(wú)線或地球媒介上在各種頻帶下工作的發(fā)射機(jī)或接收機(jī)。
背景技術(shù)：
具有本地頻率振蕩器的裝置已經(jīng)在很多領(lǐng)域中應(yīng)用，從蜂窩電話到電視調(diào)諧器并到執(zhí)行各種標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議例如IEEE802.15、IEEE802.11a/b、HiperLAN2或Zigbee等的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)或無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線裝置通過(guò)它的接收機(jī)經(jīng)天線接收無(wú)線電信號(hào)。無(wú)線電信號(hào)與由LO頻率發(fā)生電路產(chǎn)生的LO頻率信號(hào)混合，用于進(jìn)一步處理而產(chǎn)生基帶信號(hào)。接收機(jī)通常能在多頻帶中接收無(wú)線電信號(hào)。目前，有幾種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)用于產(chǎn)生頻率信號(hào)的LP頻帶切換，以便產(chǎn)生多頻帶。
通常，簡(jiǎn)單的實(shí)施方式包括幾個(gè)壓控振蕩器(VCO)和多路復(fù)用器，其中一個(gè)壓控振蕩器用于要產(chǎn)生的所希望的每個(gè)頻率。多路復(fù)用器允許從所希望的頻率中選擇給定頻率。這種技術(shù)的主要缺陷是轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)和需要的硅面積大。
另一種方案是只使用一個(gè)VCO與電容器組相結(jié)合。然后通過(guò)在電容器組中的被選電容器當(dāng)中進(jìn)行切換而產(chǎn)生想要的頻率。
另一種已知的技術(shù)是使用一個(gè)VCO并跟隨具有除數(shù)N的分頻器。通過(guò)打開或關(guān)斷分頻器，可以產(chǎn)生VCO頻率的整數(shù)子諧波的頻率。這種技術(shù)的限制是它只為小整數(shù)工作而不能產(chǎn)生非整數(shù)帶頻比。此外，通常需要高頻VCO。
因此，需要一種具有優(yōu)異性能的改進(jìn)的LO頻率發(fā)生電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多頻帶本地振蕩器裝置，它具有產(chǎn)生各種頻帶的唯一的振蕩器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種本地振蕩器發(fā)生電路，與目前已有的裝置相比，可以提供用于選擇壓控振蕩器的頻率范圍的更大靈活性。
為此，本發(fā)明的LO頻率發(fā)生電路由輸入頻率信號(hào)產(chǎn)生輸出LO頻率信號(hào)。該電路包括開關(guān)電路，該開關(guān)電路包括一個(gè)開關(guān)和多個(gè)濾波器。開關(guān)電路構(gòu)成為通過(guò)濾波器之一過(guò)濾輸出LO頻率信號(hào)，從而產(chǎn)生濾波頻率信號(hào)。分頻器構(gòu)成為將被濾波的頻率信號(hào)的頻率乘以預(yù)置比，用于產(chǎn)生二次輸出頻率信號(hào)。輸出LO頻率信號(hào)在混頻器產(chǎn)生，該混頻器將輸入頻率信號(hào)和二次輸出頻率信號(hào)相混合。
本發(fā)明的電路通過(guò)切換到開關(guān)電路的合適的濾波器而能夠產(chǎn)生希望頻率的輸出信號(hào)。因此，通過(guò)設(shè)置輸入頻率信號(hào)的合適頻率以及用于濾波器和分頻器的合適特性，可以產(chǎn)生所希望的輸出頻率信號(hào)。然后可以在輸入頻率信號(hào)的頻帶基礎(chǔ)上獲得所希望的頻帶。輸入頻率信號(hào)可以從本地壓控振蕩器(VCO)獲得。開關(guān)電路和分頻器的特性可以在VCO的振蕩頻率和要實(shí)現(xiàn)的輸出頻率信號(hào)的所希望頻率基礎(chǔ)上確定。對(duì)于開關(guān)電路的每個(gè)濾波器，可以產(chǎn)生給定輸出LO頻率。
在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路允許在低通濾波器和高通濾波器之間切換，并由此本發(fā)明能夠獲得兩個(gè)頻率和相應(yīng)的兩個(gè)頻帶。因此本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能使用單個(gè)壓控振蕩器產(chǎn)生不同頻帶。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是能產(chǎn)生在VCO的輸入頻率之上和之下的頻帶。因此，本發(fā)明在選擇VCO工作的頻帶上具有更大的靈活性。因此可以選擇頻率以便優(yōu)化相位噪聲和調(diào)諧范圍，因而，可以使VCO的頻帶更小，從而減小產(chǎn)生的相位噪聲。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，通過(guò)插入本發(fā)明的電路來(lái)代替分頻器，本發(fā)明的電路通可以用于產(chǎn)生其它頻率。因此這種電路包括兩個(gè)開關(guān)電路，并且在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路能夠在高通濾波器和低通濾波器之間切換，可以由濾波器的四個(gè)可能組合產(chǎn)生四種頻率，如下所示。在另一實(shí)施例中，輸出LO頻率信號(hào)可以由本發(fā)明的電路的級(jí)聯(lián)產(chǎn)生。
通過(guò)參照下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明和所附權(quán)利要求書使其它目的和本發(fā)明的全面理解一起更明了。


下面參照附圖通過(guò)舉例進(jìn)一步詳細(xì)地介紹本發(fā)明，其中圖1表示典型常規(guī)I/O電路；圖2表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的I/O電路；圖3表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)電路的示意圖；和圖4表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電壓參考電路的示意圖。
在所有附圖中相同的參考標(biāo)記表示相同或相應(yīng)的結(jié)構(gòu)或功能。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用在無(wú)線裝置中的接收機(jī)10的功能方框圖。接收機(jī)10經(jīng)天線12接收無(wú)線電信號(hào)。無(wú)線電信號(hào)被低噪聲放大器(LNA)14放大。接收機(jī)10包括壓控振蕩器(VCO)22，它產(chǎn)生頻率信號(hào)Fin，該頻率信號(hào)Fin輸入到開關(guān)分配器單元20。單元20產(chǎn)生本地振蕩器(LO)頻率信號(hào)Fout，該頻率信號(hào)Fout在不同的頻帶中用于經(jīng)混頻器24與來(lái)自LNA14的被放大的頻率信號(hào)混合?；旌虾蟮念l率信號(hào)被低通濾波器26濾波，給可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)32提供濾波的信號(hào)，用于產(chǎn)生基帶信號(hào)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的開關(guān)分配器單元20的功能方框圖。單元20包括混頻器34、開關(guān)電路36和分頻器40。輸入頻率信號(hào)Fin從VCO22提供給開關(guān)分配器單元20，從而產(chǎn)生輸出頻率信號(hào)Fout。輸出頻率信號(hào)Fout經(jīng)開關(guān)電路36和分頻器40反饋并通過(guò)混頻器34使其與輸入頻率信號(hào)Fin混合。開關(guān)電路36包括只允許被選頻率與Fin混合的多個(gè)頻率濾波器，這將在下面詳細(xì)描述。分頻器40還將在開關(guān)電路36中選擇的頻率以預(yù)置分割比分割。在本分明的另一實(shí)施例中，在開關(guān)電路36之前放置分頻器40，以便輸出頻率信號(hào)Fout首先通過(guò)分頻器40用于進(jìn)行分頻，然后經(jīng)過(guò)開關(guān)電路36的被選的一個(gè)濾波器被濾波。這種裝置需要具有比圖2中所示的實(shí)施例的濾波器更陡峭的特性的頻率濾波器，這是因?yàn)檩斎氲綖V波器中的頻率可能被壓縮在較小的頻帶中。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的開關(guān)分配器單元30中的開關(guān)電路36的實(shí)施。開關(guān)電路36包括高通濾波器42、低通濾波器44和開關(guān)46。開關(guān)46允許在高通濾波器42和低通濾波器44之間進(jìn)行選擇。如果選擇高通濾波器42，則Fout表示為Fout＝(N/(N-1))*Fin。另一方面，如果選擇低通濾波器44，則Fout＝(N/(N+1))*Fin。作為例子，在執(zhí)行IEEE802.11a/b協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線裝置中，N＝3和VCO頻率Fin＝3.5GHz，則產(chǎn)生選擇高通濾波器時(shí)Fout＝5.25GHz，選擇低通濾波器時(shí)Fout＝2.625GHz。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的開關(guān)分配器單元50。本實(shí)施例與圖3中的相同，除了增加第二混頻器54和將分頻器40的除數(shù)N設(shè)置為偶數(shù)之外。本實(shí)施例利用了具有偶數(shù)比的分頻器40的本征特性產(chǎn)生同相輸出I1和I2(I1偏移180度)和兩個(gè)90度相移輸出Q1和Q2(Q1偏移180度)。實(shí)際上，具有偶數(shù)比的分頻器可以用于產(chǎn)生給定信號(hào)和偏移90度和270度的其偏移形式。因此當(dāng)分頻器40提供輸出信號(hào)時(shí)，它還提供90度、180度和270度的偏移形式。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的開關(guān)分配器單元60。本實(shí)施例也與圖3中的情況相同，但是包括開關(guān)電路36的不同實(shí)施。在圖5中，除了高通濾波器42、低通濾波器46和開關(guān)46之外，開關(guān)電路36還包括帶通濾波器62和陷波濾波器64，開關(guān)46允許在四個(gè)濾波器之間進(jìn)行選擇。陷波濾波器64根據(jù)其設(shè)置可以工作為高頻或低頻。切換開關(guān)46可以選擇作為高通或低通濾波器工作的濾波器62、64、42或44之一。因此，輸出頻率信號(hào)Fout可以通過(guò)低通濾波器或高通濾波器，這取決于所希望的頻率。如果被選擇的濾波器42、62或64作為高通濾波器工作，則輸出頻率信號(hào)Fout可以表示為Fout＝(N/(N-1))*Fin。如果被選擇的濾波器作為低通濾波器工作，則輸出頻率信號(hào)可以表示為Fout＝(N/(N+1))*Fin。
在上述實(shí)施例中，分頻器40的除數(shù)N可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)。此外，分頻器40可以用上述開關(guān)分配器單元代替，如圖6所示，由此產(chǎn)生分頻器40的級(jí)聯(lián)裝置。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的開關(guān)分配器單元70。本實(shí)施例與圖2中的情況相同，但是分頻器40用另一個(gè)開關(guān)分配器單元40’代替。單元40’中的分頻器40還可以用另一個(gè)開關(guān)分配器單元等代替。在工作時(shí)，可以產(chǎn)生和選擇2k頻帶，k是使用的開關(guān)分配器單元的數(shù)量。因此，通過(guò)使用2個(gè)開關(guān)分配器單元，可以產(chǎn)生4個(gè)頻帶；通過(guò)使用3個(gè)開關(guān)分配器單元，可以產(chǎn)生8個(gè)頻帶，等等。Fout的頻帶從Fin的頻帶直接獲得，而Fin的頻帶是產(chǎn)生Fin的VCO的頻帶。本實(shí)施例允許使用具有較小頻帶的VCO，因?yàn)楸景l(fā)明能產(chǎn)生用于Fout的更大頻帶。因此，可以選擇VCO的頻帶，從而使相位噪聲最小。
前面已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施例介紹了本發(fā)明，顯然鑒于上述說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出很多替換形式、修改和改變。因而，本發(fā)明趨于包括落入所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的所有這些替換形式、修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種從輸入頻率信號(hào)產(chǎn)生輸出LO頻率信號(hào)的本地振蕩器(LO)電路，包括開關(guān)電路，該開關(guān)電路包括一個(gè)開關(guān)和多個(gè)濾波器，開關(guān)電路構(gòu)成為通過(guò)濾波器之一對(duì)輸出LO頻率信號(hào)進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生濾波頻率信號(hào)；分頻器，它構(gòu)成為將濾波頻率信號(hào)的頻率乘以預(yù)置比，用于產(chǎn)生二次輸出頻率信號(hào)；和混頻器，它構(gòu)成為將輸入頻率信號(hào)和二次輸出頻率信號(hào)相混合以產(chǎn)生輸出LO頻率信號(hào)。
2.權(quán)利要求1的電路，其中開關(guān)電路包括用于產(chǎn)生濾波頻率信號(hào)的濾波器，該濾波器是低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器或陷波濾波器之一。
3.權(quán)利要求1的電路，還包括用于產(chǎn)生輸入頻率信號(hào)的壓控振蕩器。
4.權(quán)利要求1的電路，其中輸入頻率信號(hào)具有基本上等于3.5GHz的頻率。權(quán)利要求1的電路，其中分頻器包括用于從濾波頻率信號(hào)產(chǎn)生二次輸出頻率信號(hào)的二次本地振蕩器(LO)電路，該二次電路包括二次開關(guān)電路，而二次開關(guān)電路包括一個(gè)二次開關(guān)和多個(gè)二次濾波器，二次開關(guān)電路構(gòu)成為通過(guò)二次濾波器之一對(duì)二次輸出LO頻率信號(hào)進(jìn)行濾波以產(chǎn)生二次濾波頻率信號(hào)；二次分頻器，它構(gòu)成為將二次濾波頻率信號(hào)的頻率乘以第二預(yù)置比；和二次混頻器，它構(gòu)成為將濾波頻率信號(hào)與二次分頻器的輸出相混合，以便產(chǎn)生二次輸出頻率信號(hào)。
5.一種裝置，包括從輸入頻率信號(hào)產(chǎn)生輸出LO頻率信號(hào)的本地振蕩器(LO)電路，該電路包括開關(guān)電路，該開關(guān)電路包括一個(gè)開關(guān)和多個(gè)濾波器，開關(guān)電路構(gòu)成為通過(guò)濾波器之一對(duì)輸出LO頻率信號(hào)進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生濾波頻率信號(hào)；分頻器，它構(gòu)成為將濾波頻率信號(hào)的頻率乘以預(yù)置比，用于產(chǎn)生二次輸出頻率信號(hào)；和混頻器，它構(gòu)成為將輸入頻率信號(hào)和二次輸出頻率信號(hào)相混合，以便產(chǎn)生輸出LO頻率信號(hào)。
6.權(quán)利要求5的裝置，其中該裝置包括在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充基礎(chǔ)上工作的發(fā)射機(jī)。
7.權(quán)利要求5的裝置，其中該裝置包括在IEEE802.11a、IEEE802.11b、或IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上工作的接收機(jī)。
8.權(quán)利要求5的裝置，其中該裝置還包括用于通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)信號(hào)的天線；和混頻裝置，用于將接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)與輸出LO頻率信號(hào)相混合。
9.權(quán)利要求5的裝置，其中該裝置還包括用于發(fā)送射頻數(shù)據(jù)信號(hào)的天線；和混頻裝置，用于將基帶數(shù)據(jù)信號(hào)與輸出LO頻率信號(hào)相混合，以便產(chǎn)生射頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
10.一種通信系統(tǒng)，包括用于通過(guò)無(wú)線介質(zhì)進(jìn)行通信的接入點(diǎn)和至少一個(gè)移動(dòng)站，接入點(diǎn)或移動(dòng)站之一包括從輸入頻率信號(hào)產(chǎn)生輸出LO頻率信號(hào)的本地振蕩器(LO)電路，該振蕩器電路包括開關(guān)電路，該開關(guān)電路包括一個(gè)開關(guān)和多個(gè)濾波器，開關(guān)電路構(gòu)成為通過(guò)濾波器之一對(duì)輸出LO頻率信號(hào)進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生濾波頻率信號(hào)；分頻器，它構(gòu)成為將濾波頻率信號(hào)的頻率乘以預(yù)置比，用于產(chǎn)生二次輸出頻率信號(hào)；和混頻器，它構(gòu)成為將輸入頻率信號(hào)和二次輸出頻率信號(hào)相混合以產(chǎn)生輸出LO頻率信號(hào)。
全文摘要
用于產(chǎn)生所希望頻率的輸出振蕩器信號(hào)的多頻帶本地振蕩器用提供輸入振蕩器信號(hào)的單個(gè)壓控振蕩器(22)和開關(guān)分配器單元(20)來(lái)實(shí)施。輸出信號(hào)通過(guò)用于頻帶切換的一組濾波器(26)的被選擇一個(gè)并經(jīng)過(guò)分頻器(40)，然后與壓控振蕩器(22)的輸入振蕩器信號(hào)相混合。
文檔編號(hào)H03B21/02GK1723608SQ03820287
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者W·S·哈恩, E·里歐 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司