專利名稱：極化調(diào)制器和用于調(diào)制信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種極化調(diào)制器以及一種用于調(diào)制信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，待傳輸?shù)男畔⒓仍谛盘?hào)的相位上、又在信號(hào)的幅度上被編碼。由此，不同于單純的幅度調(diào)制或相位調(diào)制，可能達(dá)到明顯較大的數(shù)據(jù)傳輸率。這樣的調(diào)制方式的實(shí)例是PSK調(diào)制(相移鍵控(Phase-Shift-Keying))。其中，π/4-DQPSK調(diào)制、8-DPSK調(diào)制或8-PSK調(diào)制屬于這種調(diào)制。正交幅度調(diào)制(QAM)也既在幅度上又在相位上對(duì)待傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼。不同于模擬的幅度調(diào)制或頻率調(diào)制，所提到的調(diào)制被稱為數(shù)字調(diào)制方式。
圖7示出QPSK調(diào)制的所謂的星座圖。在此，橫坐標(biāo)表示被稱為實(shí)數(shù)分量I的第一分量?？v坐標(biāo)構(gòu)成第二分量、即正交分量Q。根據(jù)待傳輸信息的內(nèi)容，在所示出的點(diǎn)之一中通過(guò)值對(duì)i、q來(lái)對(duì)該待傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼。這種值對(duì)i、q被稱為符號(hào)。在所示出的實(shí)施例中，在所應(yīng)用的QPSK調(diào)制方式中，這種符號(hào)總共對(duì)兩比特的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行編碼，即比特00、01、10或11。根據(jù)待傳輸?shù)男畔ⅲ琁和Q值的幅度和相位隨時(shí)間變化。由此，總信號(hào)的幅度也變化。因此，QPSK調(diào)制被稱為具有非恒定包絡(luò)(Non-Constant-Envelope-Modulation非恒定包絡(luò)調(diào)制)的調(diào)制方式。QPSK調(diào)制方式例如被用于移動(dòng)無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)WCDMA/UMTS。
除了通過(guò)值對(duì)i、q表示符號(hào)以外，還可能以其相位φ和其幅度r說(shuō)明相同的符號(hào)。在圖7的實(shí)施例中，相應(yīng)地描述了代表數(shù)據(jù)內(nèi)容00的符號(hào)。使用IQ表示法或rφ表示法的兩種表示是意義相同的。
為了傳輸調(diào)制過(guò)的信號(hào)，除了I/Q調(diào)制器之外，也能夠應(yīng)用極化調(diào)制器。用于調(diào)制信號(hào)的I/Q調(diào)制器處理i、q值對(duì)，而極化調(diào)制器調(diào)制相位φ和幅度r。在圖5能看到公知的I/Q調(diào)制器的實(shí)施方案。其中，作為數(shù)字信號(hào)的分量I、Q分別被輸送給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器99，該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器99將所述分量I、Q轉(zhuǎn)換成模擬分量并且將所述分量I、Q經(jīng)由低通濾波器991輸送給兩個(gè)混頻器992的輸入。將信號(hào)作為本地振蕩器信號(hào)輸送給這兩個(gè)混頻器，所述信號(hào)彼此具有90度的相位偏移。在通過(guò)兩個(gè)混頻器的頻率轉(zhuǎn)換之后，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的相加，并且實(shí)現(xiàn)功率放大器PA中的放大。
圖6示出公知的極化調(diào)制器的實(shí)例。待傳輸?shù)男畔⒆鳛閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位于ak之前，并且在編碼電路393中被預(yù)處理成幅度信息r和相位信息φ。這些信息被輸送給脈沖整形器電路301，并且在那里被預(yù)處理。而后，預(yù)處理過(guò)的數(shù)據(jù)在電路302中被轉(zhuǎn)換成其相位值φ(k)以及幅度值r(k)。相位信息φ(k)被輸送給鎖相環(huán)路PLL。該相位信息被用于，根據(jù)在相位上編碼的信息來(lái)調(diào)制鎖相環(huán)路的輸出信號(hào)。因此，在鎖相環(huán)路PLL的輸出上有隨時(shí)間變化的、相位調(diào)制過(guò)的輸出信號(hào)φ(t)。同時(shí)，將幅度信息r(k)施加到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC上，該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC將數(shù)字幅度信息r(k)轉(zhuǎn)換成時(shí)間域中的模擬信號(hào)r(t)。所述模擬的幅度調(diào)制信號(hào)r(t)經(jīng)由低通濾波器被輸送給混頻器。在這個(gè)混頻器中，將相位調(diào)制過(guò)的信號(hào)與幅度調(diào)制信號(hào)合并。
在這種解決方案中，有問(wèn)題的是對(duì)最后的混頻器級(jí)的要求。這個(gè)混頻器級(jí)應(yīng)具有足夠高的線性傳輸特性，以便遵守在許多移動(dòng)無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)中所要求的大的幅度范圍。因此，在混頻器具有非線性傳輸特性時(shí)，可出現(xiàn)依賴于幅度調(diào)制信號(hào)r(t)的幅度失真或相位失真。這樣的失真被稱為AM/AM失真或AM/PM失真。所述失真產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，并且由此，所發(fā)出的信號(hào)的頻譜變化。附加地，混頻器必需大電流，以便滿足線性要求。
在圖6中所示的實(shí)施方案導(dǎo)致混頻器的高的空間需求。此外，這樣的極化調(diào)制器不能夠使用新型的CMOS工藝以在1.5V至2.5V的范圍中的低供電電壓來(lái)實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，設(shè)置一種極化調(diào)制器，所述極化調(diào)制器適合于低的供電電壓，并且可節(jié)省空間地、優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為半導(dǎo)體本體中的集成電路。本發(fā)明的另一個(gè)任務(wù)是，給出一種用于調(diào)制信號(hào)的方法，所述方法能夠以低的電流消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這些任務(wù)利用獨(dú)立權(quán)利要求1和16的主題來(lái)解決。
在裝置方面，所述任務(wù)通過(guò)一種極化調(diào)制器來(lái)解決，該極化調(diào)制器具有用于輸送相位調(diào)制信號(hào)的第一信號(hào)輸入以及用于輸送幅度調(diào)制信號(hào)的第二信號(hào)輸入。具有用于輸送參考信號(hào)的參考輸入的鎖相環(huán)路利用控制輸入與第一信號(hào)輸入耦合。所述調(diào)節(jié)回路被構(gòu)造用于以一頻率發(fā)出高頻信號(hào)，所述頻率從參考信號(hào)和調(diào)節(jié)回路的控制輸入上的相位調(diào)制信號(hào)中導(dǎo)出。此外，設(shè)置有可調(diào)節(jié)的電流源，該電流源利用調(diào)節(jié)輸入被連接到第二信號(hào)輸入。所述電流源被構(gòu)造用于在輸出上發(fā)送依賴于調(diào)節(jié)輸入上的幅度調(diào)制信號(hào)的電流。放大器利用用于輸送待放大的信號(hào)的信號(hào)輸入被連接到鎖相環(huán)路的輸出。放大器的信號(hào)輸出構(gòu)成極化調(diào)制器的輸出。此外，放大器包括用于輸送供電電流以驅(qū)動(dòng)放大器的供電接線。這個(gè)供電接線與可調(diào)節(jié)的電流源的輸出相連接。
改進(jìn)方案允許，在半導(dǎo)體本體中、特別是以CMOS工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的極化調(diào)制器。優(yōu)選地，在極化調(diào)制器中通過(guò)調(diào)制連接在鎖相環(huán)路之后的放大器的供電電流來(lái)實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。由此能夠?qū)崿F(xiàn)特別高的動(dòng)態(tài)范圍，因?yàn)榕c在可比較地調(diào)制電壓信號(hào)時(shí)相比，在調(diào)制供電電流時(shí)可達(dá)到的信/噪比明顯更大。特別地，如此可能以CMOS工藝在集成的半導(dǎo)體本體中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的調(diào)制器。
在本發(fā)明的方面中，在鎖相環(huán)路的輸出與放大器的信號(hào)輸入之間設(shè)置有放大器電路，該放大器電路具有限幅放大特性。在本發(fā)明的觀點(diǎn)中，所述放大器也可以被實(shí)施為差分放大器，并且包括第一晶體管以及第二晶體管。兩個(gè)晶體管的控制接線構(gòu)成放大器的信號(hào)輸入。第一和第二晶體管的第一連接分別相互連接成一節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)構(gòu)成用于供給電流的供電接線。這種放大器能夠在開(kāi)關(guān)工作模式下運(yùn)行。這通過(guò)可能前置的、具有限幅放大特性的放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的另一方面中，放大器包括變壓器，其被實(shí)施用于將推挽輸出信號(hào)變換成單端/輸出信號(hào)。優(yōu)選地，在變壓器上連接有用于變換阻抗的匹配網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的又一方面涉及鎖相環(huán)路。這種鎖相環(huán)路可以包括反饋路徑中的分頻器，該分頻器被構(gòu)造來(lái)通過(guò)可調(diào)整的分割因數(shù)對(duì)在輸入側(cè)施加的信號(hào)在其頻率上進(jìn)行劃分。在改進(jìn)方案中，在分頻器的調(diào)整輸入之前連接有Sigma-Deita分頻器。這個(gè)Sigma-Delta分頻器在輸入側(cè)與第一信號(hào)輸入相耦合。通過(guò)前置的Sigma-Delta調(diào)制器可調(diào)整不同的分頻比和特別是小數(shù)分頻比。由此能夠非常有效地調(diào)制鎖相環(huán)路的輸出信號(hào)的相位。
在本發(fā)明的另一方面中，構(gòu)造具有兩點(diǎn)調(diào)制器(Zwei-Punkt-Modulator)的鎖相環(huán)路。這個(gè)兩點(diǎn)調(diào)制器的特征在于，調(diào)整輸入既與鎖相環(huán)路的壓控振蕩器的附加的控制輸入相耦合，又與分頻器電路相耦合。因此，在兩點(diǎn)調(diào)制器中既重新調(diào)整分頻比，又直接對(duì)所述調(diào)節(jié)回路的壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)制。
本發(fā)明的另一觀點(diǎn)再度涉及可調(diào)節(jié)的電流源，其包括電流反射鏡。可調(diào)節(jié)的電流源的電流反射鏡晶體管的輸出構(gòu)成電流源的輸出。可將從幅度調(diào)制信號(hào)中所推導(dǎo)出的參考電流輸送給第一晶體管。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，可調(diào)節(jié)的電流源包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的輸入被連接到調(diào)節(jié)輸入，并且該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器將在輸入側(cè)所輸送的值離散的信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出上的電流信號(hào)。在另一個(gè)可能的實(shí)施方案中，在數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和可調(diào)節(jié)的電流源的輸入之間連接低通濾波器。這個(gè)低通濾波器抑止在轉(zhuǎn)換過(guò)程期間所產(chǎn)生的較高值的頻率分量。
在本發(fā)明的方面中，可調(diào)節(jié)的電流源包括多個(gè)電流源元件(Teilstromquelle)，這些電流源元件的輸出分別通過(guò)由調(diào)節(jié)輸入上的信號(hào)可控的開(kāi)關(guān)裝置被連接到電流源的輸出上。多個(gè)電流源元件優(yōu)選地利用電流反射鏡來(lái)實(shí)施。
用于調(diào)制信號(hào)的方法包括以下步驟-提供鎖相環(huán)路，該鎖相環(huán)路在其反饋路徑中具有可調(diào)整的分頻比；-提供放大器，并且將該放大器與鎖相環(huán)路相耦合；-提供針對(duì)信號(hào)調(diào)制的相位信息和幅度信息；-將相位信息輸送給鎖相環(huán)路，并根據(jù)相位信息來(lái)調(diào)整分頻比；-根據(jù)所調(diào)整的分頻比來(lái)產(chǎn)生相位調(diào)制過(guò)的信號(hào)；-從幅度信息中產(chǎn)生電流信號(hào)；-以及，在同時(shí)將從電流信號(hào)中所推導(dǎo)出的供電電流供給放大器時(shí)，將相位調(diào)制過(guò)的信號(hào)輸送給放大器。
根據(jù)本發(fā)明，既在相位上又在幅度上對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，其中通過(guò)調(diào)制放大器的供電電流來(lái)實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。供電電流的調(diào)制使得能夠降低供電電壓，以便優(yōu)選地在半導(dǎo)體本體中的集成電路中采用該方法?？墒牵瑫r(shí)保證供電電流的足夠好的信/噪比。同樣地，通過(guò)供電電流的幅度調(diào)制，能夠特別容易且廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)附加的功能、例如“功率斜坡(Power ramping)”或者調(diào)整最大輸出功率。通過(guò)輸送恒定的幅度調(diào)制信號(hào)同樣可實(shí)現(xiàn)純頻率調(diào)制。


下面參考附圖借助于實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的極化調(diào)制器的第一實(shí)施例，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的、具有放大器的實(shí)施例的極化調(diào)制器的詳圖，圖3示出用于提供調(diào)制過(guò)的電流信號(hào)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，圖4示出電流反射鏡，如其可被用于可調(diào)節(jié)的電流源中一樣，圖5示出公知的I/Q調(diào)制器，圖6示出公知的極化調(diào)制器，圖7示出用于表示待傳輸?shù)男畔⒌男亲鶊D。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的極化調(diào)制器的實(shí)施方案，所述極化調(diào)節(jié)器在半導(dǎo)體本體中以CMOS工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。提供例如硅、砷化鎵或鍺化硅(SiGe)作為半導(dǎo)體材料。其中，根據(jù)本發(fā)明的極化調(diào)制器以CMOS工藝被實(shí)施為集成電路。不斷的小型化使得需要也降低電路元件的供電電壓。同樣地，降低控制電壓?？墒?，在此惡化了信號(hào)的信噪比。由于所述降低，不再能夠遵守對(duì)在極化調(diào)制器中可能存在的混頻器的線性要求。
因此，根據(jù)本發(fā)明的極化調(diào)制器不再應(yīng)用混頻器，而是應(yīng)用放大器，該放大器的供電電流被調(diào)制，以便實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。因此，根據(jù)本發(fā)明的輸出級(jí)也可以被稱為“功率混頻器(Leistungsmischer)”，其將幅度部分轉(zhuǎn)換到相位調(diào)制過(guò)的載波信號(hào)上。
極化調(diào)制器具有第一輸入12，其被實(shí)施用于輸送相位信息信號(hào)φ(kT)。這個(gè)信號(hào)作為數(shù)字信號(hào)被輸送給極化調(diào)制器。此外，極化調(diào)制器具有第二輸入11，在所述第二輸入11上施加有數(shù)字信號(hào)形式的幅度信息r(kT)。
極化調(diào)制器包括鎖相環(huán)路2。這個(gè)鎖相環(huán)路2包括具有參考輸入23以及反饋輸入231的相位檢測(cè)器10。參考輸入23被連接到用于以參考頻率產(chǎn)生信號(hào)的參考信號(hào)發(fā)生器23a上。這可以例如是具有特別穩(wěn)定的諧振頻率的晶體。相位檢測(cè)器10比較在輸入23和231上所施加的信號(hào)的相位，并且從中產(chǎn)生控制信號(hào)，該控制信號(hào)由相位檢測(cè)器10發(fā)送給電荷泵9。電荷泵9經(jīng)由環(huán)路濾波器8被連接到壓控振蕩器6的控制輸入61上。所述控制信號(hào)用于調(diào)整壓控振蕩器6的輸出信號(hào)的頻率。壓控振蕩器6在其輸出上發(fā)出這個(gè)輸出信號(hào)。
在節(jié)點(diǎn)24，壓控振蕩器的輸出被連接到反饋路徑28上。在這個(gè)反饋路徑28中設(shè)置有分頻器電路7，所述分頻器電路7通過(guò)可調(diào)整的分割因數(shù)對(duì)在輸入側(cè)施加的信號(hào)在頻率上進(jìn)行劃分，并且將分頻過(guò)的信號(hào)輸送給相位檢測(cè)器10的反饋輸入231。在分頻器電路7的控制輸入21上能夠調(diào)整分頻比。如此，根據(jù)分頻比的變化，改變所述調(diào)節(jié)回路的輸出信號(hào)的頻率。因此，可能對(duì)鎖相環(huán)路的輸出信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制或頻率調(diào)制。
分頻器7的控制輸入21被連接到Sigma-Delta調(diào)制器22上。這個(gè)Sigma-Delta調(diào)制器22在輸入側(cè)與用于輸送相位調(diào)制信號(hào)的第一信號(hào)輸入12連接。從通過(guò)相位調(diào)制信號(hào)φ(kT)表示的相位信息中，Sigma-Delta調(diào)制器產(chǎn)生頻率調(diào)整比，該頻率調(diào)整比包括整數(shù)值N和小數(shù)分度值ΔN。Sigma-Delta調(diào)制器22將頻率調(diào)整比輸送給所述控制輸入21，并因此輸送給分頻器7，以對(duì)鎖相環(huán)路中的輸出信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制或相位調(diào)制。
鎖相環(huán)路的輸出被連接到限幅放大器30上，該限幅放大器30從鎖相環(huán)路的輸出信號(hào)中產(chǎn)生基本上為方波的信號(hào)。在此，相位信息保持在方波信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)中。方波信號(hào)被施加到放大器4的輸入41。放大器4的輸出被連接到天線5。
施加在輸入11上的幅度調(diào)制信號(hào)r(kT)被轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，該電流信號(hào)作為供電電流被輸送給放大器4。為此，輸入11被連接到乘法單元87的第一輸入871。乘法單元87以比例因子成比例地縮放幅度調(diào)制信號(hào)，所述比例因子被輸送給第二輸入872。比例因子用于調(diào)整總幅度并因此調(diào)整總功率。如果例如將極化調(diào)制器的輸出功率增加了3dB，則能夠適當(dāng)?shù)仉S著對(duì)幅度調(diào)制信號(hào)成比例地縮放來(lái)改變輸出功率。
成比例縮放的幅度信息用于調(diào)整可調(diào)節(jié)的電流源3的供電電流。可調(diào)節(jié)的電流源3包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換器33，該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器33從數(shù)字的且值離散的幅度調(diào)制信號(hào)中產(chǎn)生模擬幅度調(diào)制信號(hào)。這個(gè)模擬幅度調(diào)制信號(hào)經(jīng)由防混疊濾波器34被輸送給控制輸入35。防混疊濾波器34抑止模擬幅度調(diào)制信號(hào)中的、在數(shù)/模轉(zhuǎn)換時(shí)所產(chǎn)生的較高值的部分?？刂戚斎?5與可調(diào)節(jié)的電流源3的輸出32相耦合。
在輸入35上施加的電流信號(hào)控制輸出32上的供電電流，并因此控制放大器4的供電電流。如此，幅度信息被轉(zhuǎn)換成放大器4的供電電流的調(diào)制。通過(guò)調(diào)制供電電流，同時(shí)保持足夠好的信/噪比，并且可使放大器4的供電電壓以合適的方式匹配于所應(yīng)用的制造工藝。
圖2示出放大器4的具體實(shí)施方案，一起示出了根據(jù)本發(fā)明的極化調(diào)制器的其他元件。作用和功能相同的器件具有相同的參考符號(hào)。用于輸送相位信息信號(hào)φ(kt)的輸入12在這里也被連接到鎖相環(huán)路2，該鎖相環(huán)路2在輸出側(cè)經(jīng)由限幅放大器30與放大器4相耦合。放大器4被實(shí)施為具有兩個(gè)差分放大器晶體管M1和M2的差分放大器。在此，兩個(gè)差分放大器晶體管M1和M2的控制接線與限幅放大器30的輸出相連接。這里所示出的實(shí)施方案用于處理推挽信號(hào)。
兩個(gè)差分放大器晶體管M1和M2分別以第一接線連接成公共節(jié)點(diǎn)45。這個(gè)節(jié)點(diǎn)45導(dǎo)向直接被連接到可調(diào)節(jié)的電流源3的輸出32上的第一供電接線元件(Teilversorgungsanschluss)432。場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1和M2的各第二接線經(jīng)由變壓器46的一部分相互連接。
變壓器46包括用于以電勢(shì)VDD供電的供電接線元件431。此外，變壓器46被連接到由串聯(lián)的電容器C1和線圈L1所組成的匹配網(wǎng)絡(luò)。與該匹配網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)地設(shè)置有第二電容器C2。匹配網(wǎng)絡(luò)用于使變壓器46的阻抗與外部所連接的負(fù)載RL阻抗匹配。這里示意性示出的負(fù)載優(yōu)選地被構(gòu)造為天線。
在工作時(shí)，在輸入11和12上將幅度信息信號(hào)r(kT)和相位調(diào)制信號(hào)φ(kT)輸送給根據(jù)本發(fā)明的極化調(diào)制器。這兩個(gè)信號(hào)r(kT)和φ(kT)由編碼電路393和電路302從值離散的系數(shù)ak中產(chǎn)生。在鎖相環(huán)路中處理相位調(diào)制信號(hào)φ(kT)。鎖相環(huán)路2產(chǎn)生相位調(diào)制過(guò)的或頻率調(diào)制過(guò)的輸出信號(hào)，并將該輸出信號(hào)輸送給限幅放大器30，該限幅放大器30從中產(chǎn)生方波信號(hào)。與相位信息信號(hào)同時(shí)地，通過(guò)乘法單元87將比例因子施加到幅度信息信號(hào)上。在此，比例因子由所期望的總輸出功率來(lái)確定。
接著，如此成比例地縮放的幅度調(diào)制信號(hào)在電流源3的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器中被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)幅度調(diào)制過(guò)的電流信號(hào)。后置的低通濾波器用于抑止在數(shù)/模轉(zhuǎn)換時(shí)所產(chǎn)生的較高頻的部分。適當(dāng)?shù)?，將信?hào)處理以及特別是數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)置為純的電流信號(hào)處理。由此能夠以合適的方式在同時(shí)實(shí)現(xiàn)小的供電電壓時(shí)實(shí)現(xiàn)很好的信/噪比。作為低通濾波器，提供具有較高階數(shù)的防混疊濾波器。同樣地，可能將電流信號(hào)輸送給在濾波設(shè)備內(nèi)的電流/電壓轉(zhuǎn)換器，并且在電壓域中進(jìn)行濾波過(guò)程。接著，所濾波的電壓信號(hào)又被轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。
圖3示出數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的實(shí)施方案，該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器工作在電流域中并且發(fā)送模擬的電流信號(hào)Iout。在圖3中所示的轉(zhuǎn)換器是可調(diào)節(jié)的電流源的部分。該轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)并行布置的電流源元件36、36a、36b、36c至36e，這些電流源元件分別提供固定的電流I0、I1、I2、...、IN-2、IN-1。在輸出側(cè)，電流源36、36a至36e與開(kāi)關(guān)裝置37、37a至37e相連接。這些開(kāi)關(guān)裝置根據(jù)幅度調(diào)制信號(hào)將各個(gè)電流源連接到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的輸出上。
在本實(shí)施例中，對(duì)數(shù)字幅度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行過(guò)采樣。數(shù)字信號(hào)的過(guò)采樣使得能夠?qū)崿F(xiàn)明顯更精細(xì)的分辨并因此實(shí)現(xiàn)更好的量化。例如，在基帶信號(hào)的頻率為270.83KHz時(shí)，過(guò)采樣頻率為26MHz。因此，對(duì)幅度調(diào)制信號(hào)r(kT)進(jìn)行96倍的過(guò)采樣。本數(shù)/模轉(zhuǎn)換器由此包括96個(gè)并行布置的電流源元件36。
由電流源元件所提供的電流可以針對(duì)每個(gè)電流源元件有所不同?？商鎿Q與此地，每個(gè)電流源元件發(fā)送相同的電流。這種實(shí)施方案具有以下優(yōu)點(diǎn)，即能夠更好地補(bǔ)償系統(tǒng)誤差或基于組件波動(dòng)的誤差。
作為電流源元件的實(shí)施方案，提供簡(jiǎn)單的電流反射鏡。這種電流反射鏡例如在圖4中能看到，圖4同時(shí)也描述了電路塊38的實(shí)施例。根據(jù)圖4的電流反射鏡是利用雙極晶體管以及共發(fā)共基雙極晶體管來(lái)構(gòu)造的。電流反射鏡包括第一晶體管332，該第一晶體管332的控制接線與其集電極接線相連接，并因此與控制輸入35相連接。晶體管332的發(fā)射極接線被導(dǎo)向地。此外，設(shè)置有電流反射鏡晶體管333，其控制接線被連接到第一晶體管332的控制接線，并且其集電極與共發(fā)共基晶體管335的發(fā)射極相連接。共發(fā)共基晶體管的集電極構(gòu)成電路塊38的輸出32。利用這個(gè)電流反射鏡，在輸入35上所施加的電流信號(hào)被鏡像到輸出32中。如此，通過(guò)調(diào)制在輸入35上施加的電流信號(hào)，也調(diào)制了輸出32上的輸出電流。
通過(guò)選擇晶體管332和333中的不同的幾何參數(shù)，可能改變電流反射鏡比例。此外適合于，并行地布置多個(gè)電流反射鏡晶體管333，以便根據(jù)所期望的輸出功率而提高輸出電流。這里所描述的實(shí)施方案是利用雙極晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同樣地，能夠?qū)嵤﹫?chǎng)效應(yīng)晶體管。
如此，利用本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)一種極化調(diào)制器，該極化調(diào)制器特別簡(jiǎn)單地被實(shí)現(xiàn)為半導(dǎo)體本體中的集成電路。不再為調(diào)制信號(hào)修正混頻器。通過(guò)調(diào)制連接在相位調(diào)制器之后的放大器的供電電流來(lái)實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。由此，盡管供電電壓低，但是也能產(chǎn)生良好的信/噪比。
參考符號(hào)列表2 鎖相環(huán)路3 可調(diào)節(jié)的電流源4 放大器6 壓控振蕩器7 分頻器8 環(huán)路濾波器9 電荷泵10 相位檢測(cè)器11 幅度信息輸入12 相位信息輸入5 天線21 控制輸入22 Sigma-Delta調(diào)制器23 參考輸入23a 參考信號(hào)發(fā)生器231 反饋輸入24 節(jié)點(diǎn)61 控制輸入41 信號(hào)輸入30 限幅放大器42 信號(hào)輸出43 電流供電輸入32 電流供電輸出33 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器34 低通濾波器38 電路塊、電流反射鏡35 控制輸入36、36a、…、36e電流源元件37、37a、…、37e開(kāi)關(guān)31 控制輸入
87 乘法單元871、872信號(hào)輸入431、432供電接線元件46 變壓器C1、C2 電容器L1 線圈M1、M2 晶體管
權(quán)利要求
1.極化調(diào)制器，其包括-用于輸送相位調(diào)制信號(hào)(φ)的第一信號(hào)輸入(12)和用于輸送幅度調(diào)制信號(hào)(r)的第二信號(hào)輸入(11)；-鎖相環(huán)路(2)，其具有用于輸送參考信號(hào)的參考輸入(23)和具有控制輸入(21)，所述控制輸入(21)與所述第一信號(hào)輸入(12)相耦合，所述鎖相環(huán)路(2)被構(gòu)造用于以一頻率在輸出上發(fā)出高頻信號(hào)，其中所述頻率從所述參考信號(hào)和所述鎖相環(huán)路(2)的所述控制輸入(21)上的所述相位調(diào)制信號(hào)(φ)中導(dǎo)出；-具有調(diào)節(jié)輸入(31)的可調(diào)節(jié)的電流源(3)，所述調(diào)節(jié)輸入(31)與所述第二信號(hào)輸入(11)相耦合，所述電流源(3)被構(gòu)造用于在輸出(32)上發(fā)送依賴于所述調(diào)節(jié)輸入(31)上的所述幅度調(diào)制信號(hào)(r)的電流；-放大器(4)，其具有用于輸送待放大的信號(hào)的信號(hào)輸入(41)、信號(hào)輸出(42)以及用于輸送供電電流的供電接線(43)，所述信號(hào)輸入(41)與所述鎖相環(huán)路(2)的所述輸出相耦合，所述信號(hào)輸出(42)構(gòu)成所述極化調(diào)制器的輸出，所述供電接線(43)被連接到所述可調(diào)節(jié)的電流源(3)的所述輸出(32)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的極化調(diào)制器，其中，在所述鎖相環(huán)路(2)的輸出與所述放大器(4)的信號(hào)輸入之間設(shè)置有放大器電路(30)，所述放大器電路(30)具有限幅放大特性。
3.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，所述放大器(4)包括第一接線元件(431)，所述第一接線元件(431)被實(shí)施用于輸送供電電勢(shì)(VDD)，并且所述放大器(4)包括第二接線元件(432)，所述第二接線元件(432)與所述可調(diào)節(jié)的電流源(3)的所述輸出(32)相連接。
4.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，所述放大器(4)利用差分放大器加以實(shí)施，所述差分放大器包括第一晶體管(M1)和第二晶體管(M2)，其中所述晶體管(M1、M2)的控制接線構(gòu)成所述放大器(4)的所述信號(hào)輸入，并且所述第一和第二晶體管的第一接線分別相互連接成節(jié)點(diǎn)(45)，所述節(jié)點(diǎn)(45)構(gòu)成所述供電接線。
5.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，所述放大器(4)利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管加以實(shí)施。
6.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，所述放大器(4)包括變壓器(46)，所述變壓器(46)被實(shí)施用于將推挽信號(hào)變換成單端信號(hào)。
7.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，所述鎖相環(huán)路(2)包括反饋路徑(28)中的分頻器(7)，所述分頻器(7)被構(gòu)造來(lái)通過(guò)可調(diào)整的分割因數(shù)對(duì)在輸入側(cè)施加的信號(hào)在其頻率上進(jìn)行劃分，并且所述分頻器(7)具有與所述第一信號(hào)輸入(12)相連接的、用于調(diào)整所述分割因數(shù)的調(diào)整輸入。
8.按照權(quán)利要求7所述的極化調(diào)制器，其中，在所述分頻器(7)的所述調(diào)整輸入之前連接有Sigma-Delta分頻器(22)，所述Sigma-Delta分頻器(22)在輸入側(cè)與所述第一信號(hào)輸入相耦合。
9.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，具有2點(diǎn)調(diào)制器的所述鎖相環(huán)路(2)被構(gòu)造。
10.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，所述可調(diào)節(jié)的電流源(3)包括具有第一和第二在控制側(cè)耦合的晶體管的電流反射鏡(38)，其中所述第二晶體管的輸出構(gòu)成所述電流源(3)的輸出(32)，并且從所述幅度調(diào)制信號(hào)(r)中所導(dǎo)出的參考電流可被輸送給所述第一晶體管。
11.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，所述可調(diào)節(jié)的電流源(3)包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(33)，所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(33)的輸入被連接到所述調(diào)節(jié)輸入(31)上，并且所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(33)將在輸入側(cè)所輸送的值離散的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。
12.按照權(quán)利要求11所述的極化調(diào)制器，其中，在數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(33)和所述可調(diào)節(jié)的電流源(3)的輸入之間連接有低通濾波器(34)。
13.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，所述可調(diào)節(jié)的電流源(3)包括多個(gè)電流源元件(36、36a、36b、36c、36d、36e)，所述電流源元件的輸出可分別通過(guò)由在調(diào)節(jié)輸入(31)上的信號(hào)可控制的開(kāi)關(guān)裝置(37、37a、37b、37c、37d、37e)被連接到所述可調(diào)節(jié)的電流源(3)的輸出(32)上。
14.按照權(quán)利要求13所述的極化調(diào)制器，其中，多個(gè)電流源元件(36、36a、36b、36c、36d、36e)中的至少一個(gè)被實(shí)施用于產(chǎn)生至少兩個(gè)可調(diào)整的不同大小的電流元(Teilstrome)。
15.按照權(quán)利要求13所述的極化調(diào)制器，其中，多個(gè)電流源元件中的第一電流源元件(36)被實(shí)施用于產(chǎn)生電流元(I0)，所述電流元(I0)與第二電流源元件(36a)的電流元(I1)相差系數(shù)2。
16.按照權(quán)利要求1至2之一所述的極化調(diào)制器，其中，在所述電流源(3)的調(diào)節(jié)輸入(31)之前連接有乘法單元(87)，所述乘法單元(87)被構(gòu)造用于以比例因子成比例地縮放所述乘法單元(87)的第一輸入(871)上的所述幅度調(diào)制信號(hào)，所述比例因子可被輸送給第二輸入(872)。
17.用于調(diào)制信號(hào)的方法，其包括以下步驟-提供鎖相環(huán)路(2)，所述鎖相環(huán)路(2)在其反饋路徑(28)中具有可調(diào)整的分頻比；-提供放大器(4)，并且將所述放大器(4)與所述鎖相環(huán)路(2)的輸出相耦合；-提供針對(duì)信號(hào)調(diào)制的相位調(diào)制信息(φ)和幅度調(diào)制信息(r)；-將所述相位調(diào)制信息(φ)輸送給所述鎖相環(huán)路(2)，并根據(jù)所述相位調(diào)制信息(φ)來(lái)調(diào)整所述分頻比；-根據(jù)所調(diào)整的分頻比來(lái)產(chǎn)生相位調(diào)制過(guò)的信號(hào)；-從所述幅度調(diào)制信息(r)中產(chǎn)生電流信號(hào)；-在同時(shí)以從所述電流信號(hào)所導(dǎo)出的供電電流來(lái)供給所述放大器(4)時(shí)，將所述相位調(diào)制過(guò)的信號(hào)輸送給所述放大器(4)。
18.按照權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述產(chǎn)生電流信號(hào)的步驟包括以下步驟-以因子成比例地縮放所述幅度調(diào)制信號(hào)；-從所述成比例地縮放的幅度調(diào)制信號(hào)中產(chǎn)生值連續(xù)的電流信號(hào)。
全文摘要
在極化調(diào)制器中，在鎖相環(huán)路(2)中從相位調(diào)制信號(hào)中產(chǎn)生調(diào)制過(guò)的載波信號(hào)。這個(gè)載波信號(hào)經(jīng)由限幅放大器(30)被轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，并且被輸送給放大器(4)。同時(shí)，輸入(11)上的幅度調(diào)制信號(hào)被連接到可調(diào)節(jié)的電流源(3)的控制輸入(31)。可調(diào)節(jié)的電流源被構(gòu)造用于在電流輸出(32)上發(fā)送依賴于控制輸入(31)上的幅度調(diào)制信號(hào)的供電電流?？烧{(diào)節(jié)的電流源(3)的電流輸出(32)被連接到放大器(4)的供電輸入(43)。由此，根據(jù)待傳輸?shù)姆刃畔?lái)調(diào)制放大器(4)的供電電流。在電流域內(nèi)對(duì)幅度信息的處理允許，以CMOS工藝將根據(jù)本發(fā)明的極化調(diào)制器實(shí)現(xiàn)為集成電路。
文檔編號(hào)H03C7/00GK1791086SQ20051013147
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
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