專利名稱：頻率轉(zhuǎn)換裝置與轉(zhuǎn)換方法及其濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換方法，特別是涉及一種頻率轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換 方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于無(wú)線通訊產(chǎn)品，其主要組件通常包括傳送器與接收器二部分，而本發(fā)明則是 針對(duì)接收器部分予以創(chuàng)新。以目前的電視系統(tǒng)為例，電視系統(tǒng)中的調(diào)諧器主要有兩大類，一 為傳統(tǒng)鐵殼調(diào)諧器(CAN tuner)的中頻訊號(hào)輸出架構(gòu)，另一種為普遍使用于硅芯片調(diào)諧器 (silicon timer)的零中頻(Zero IF)架構(gòu)，所以調(diào)諧器后端的解調(diào)處理電路中的一頻率轉(zhuǎn) 換裝置必須同時(shí)支持這兩種輸入訊號(hào)，即中頻輸入訊號(hào)與基頻輸入訊號(hào)，請(qǐng)參閱圖1，為現(xiàn) 有技術(shù)的具有中頻訊號(hào)輸入的頻率轉(zhuǎn)換裝置的方塊圖。如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)的頻率轉(zhuǎn)換裝 置10’包含一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器12’、一第一乘法器14’、一第二乘法器16’、一振蕩器18’、一 第一濾波器24’與一第二濾波器26’。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器12’接收調(diào)諧器1’所輸出的中頻訊 號(hào)，并依據(jù)一取樣頻率fs轉(zhuǎn)換中頻訊號(hào)，產(chǎn)生一數(shù)字訊號(hào)，并傳送至第一乘法器14’與第二 乘法器16’，第一乘法器14’與第二乘法器16是分別將數(shù)字訊號(hào)乘上一余弦訊號(hào)與一正旋 訊號(hào)后，而將中頻訊號(hào)降為基頻訊號(hào)，并傳送至第一濾波器對(duì)’與第二濾波器沈’，而產(chǎn)生I 訊號(hào)與Q訊號(hào)，供后續(xù)電路使用。由于解調(diào)處理電路必須同時(shí)支持調(diào)諧器1’輸出的中頻訊號(hào)與基頻訊號(hào)，所以解調(diào) 處理電路如非采用圖1的頻率轉(zhuǎn)換裝置10’，即是采用能接收基頻輸入訊號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換器。 不管采用上述中的何種頻率轉(zhuǎn)換裝置，皆須有二個(gè)濾波器，而這都使得解調(diào)處理電路的面 積居高不下，且都會(huì)反應(yīng)在成本上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種頻率轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換方法，其減少濾波器的 使用，而減少電路的面積，進(jìn)而節(jié)省成本。本發(fā)明的目的之一，在于提供一種頻率轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換方法，其減少模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換器的使用，而減少電路的復(fù)雜度及面積，進(jìn)而節(jié)省成本。本發(fā)明的目的之一，在于提供一種頻率轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換方法，其不使用混波器， 而降低電路的復(fù)雜度及面積，進(jìn)而節(jié)省成本。本發(fā)明的目的之一，在于提供一種頻率轉(zhuǎn)換裝置及其轉(zhuǎn)換方法，其可同時(shí)支持調(diào) 諧器輸出的中頻訊號(hào)與基頻訊號(hào)，而減少電路的面積，進(jìn)而節(jié)省成本，并提升效能。本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換裝置包含一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一符號(hào)轉(zhuǎn)換電路、一第一開(kāi)關(guān)模 塊、一濾波器與一第二開(kāi)關(guān)模塊。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器依據(jù)一取樣頻率接收并取樣一輸入訊號(hào)， 以產(chǎn)生一第一數(shù)字訊號(hào)，其中，取樣頻率與輸入訊號(hào)的頻率間有一對(duì)應(yīng)關(guān)系，符號(hào)轉(zhuǎn)換電路 接收第一數(shù)字訊號(hào)，并對(duì)第一數(shù)字訊號(hào)進(jìn)行一符號(hào)轉(zhuǎn)換，而產(chǎn)生一第二數(shù)字訊號(hào)，第一開(kāi)關(guān) 模塊用以依據(jù)取樣頻率來(lái)選擇第一數(shù)字訊號(hào)與第二數(shù)字訊號(hào)的其中之一作為一輸出訊號(hào)，濾波器接收并濾波輸出訊號(hào)，而產(chǎn)生一濾波訊號(hào)，第二開(kāi)關(guān)模塊用以依據(jù)取樣頻率，而將輸 出訊號(hào)交替輸出至一第一輸出路徑或一第二輸出路徑。如此，可減少一個(gè)濾波器與模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換器的使用，而減少電路的面積，進(jìn)而節(jié)省成本。再者，本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換裝置還包含一第三開(kāi)關(guān)模塊與一切換控制模塊。第三開(kāi) 關(guān)模塊耦接于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并依據(jù)取樣頻率與一切換控制訊號(hào)于一第一輸入路徑與一 第二輸入路徑間進(jìn)行切換，而接收輸入訊號(hào)，并將由第一輸入路徑或第二輸入路徑接收到 的輸入訊號(hào)傳送至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，第三開(kāi)關(guān)模塊亦可依據(jù)切換控制訊號(hào)來(lái)停止切 換，而僅傳送由第一輸入路徑所收到的訊號(hào)，切換控制模塊用以產(chǎn)生切換控制訊號(hào)于第一 開(kāi)關(guān)模塊及第三開(kāi)關(guān)模塊，以控制第一開(kāi)關(guān)模塊及第三開(kāi)關(guān)模塊的切換。如此，本發(fā)明的頻 率轉(zhuǎn)換裝置可同時(shí)支持調(diào)諧器輸出的中頻訊號(hào)與基頻訊號(hào)，而減少電路的面積，進(jìn)而節(jié)省 成本，并提升效能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的具有中頻訊號(hào)輸入的頻率轉(zhuǎn)換裝置的方塊圖；圖2為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的方塊圖；圖3為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的有限脈沖響應(yīng)濾波器的方塊圖；圖4為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的方塊圖；以及圖5為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的方塊圖。附圖符號(hào)說(shuō)明
現(xiàn)有技術(shù)
10’頻率轉(zhuǎn)換裝置
12’模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
14，第--乘法器
16，第二二乘法器
18’振蕩器
24'第--濾波器
26，第二二濾波器
本發(fā)明
10頻率轉(zhuǎn)換裝置
12模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
14乘法器
16開(kāi)關(guān)
18濾波器
180第一延遲模塊
1800第一延遲單元
181第二延遲模塊
1810第二延遲單元
183第一加法模塊
1830第一加法單元
184第一乘法模塊
185第二乘法模塊
186第二加法模塊
187第三加法模塊
20開(kāi)關(guān)模塊
22第一開(kāi)關(guān)
24第二開(kāi)關(guān)
30頻率轉(zhuǎn)換裝置
32開(kāi)關(guān)
34模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
36濾波器
38開(kāi)關(guān)模塊
40頻率轉(zhuǎn)換裝置
42第一開(kāi)關(guān)
44模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
46濾波器
47開(kāi)關(guān)模塊
48乘法器
49第二開(kāi)關(guān)
50第一邏輯門(mén)
52第二邏輯門(mén)
54反相器
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的方塊圖。如圖所示，本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換裝 置10包含一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器12、一符號(hào)轉(zhuǎn)換電路14、一開(kāi)關(guān)16、一濾波器18與一開(kāi)關(guān)模 塊20。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器12接收一輸入訊號(hào)，并依據(jù)一取樣訊號(hào)的一取樣頻率fs來(lái)取樣輸 入訊號(hào)，而產(chǎn)生一第一數(shù)字訊號(hào)。其中，輸入訊號(hào)為一調(diào)諧器1的一輸出訊號(hào)，且輸入訊號(hào) 可為一中頻訊號(hào)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器12輸出第一數(shù)字訊號(hào)至開(kāi)關(guān)16與符號(hào)轉(zhuǎn)換電路14。符 號(hào)轉(zhuǎn)換電路14接收第一數(shù)字訊號(hào)，并對(duì)第一數(shù)字訊號(hào)進(jìn)行一符號(hào)轉(zhuǎn)換，而產(chǎn)生一第二數(shù)字 訊號(hào)，即于第一實(shí)施例，符號(hào)轉(zhuǎn)換電路14對(duì)第一數(shù)字訊號(hào)進(jìn)行正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換；于第二實(shí)施例， 符號(hào)轉(zhuǎn)換電路14可為一 1’ s補(bǔ)碼(1’ scomplement)電路；于第三實(shí)施例，乘法器14可為 一 2’ s補(bǔ)碼(2’ s complement)電路。此外，符號(hào)轉(zhuǎn)換電路14亦可為一乘法器，其用以將 第一數(shù)字訊號(hào)乘以一負(fù)數(shù)，而產(chǎn)生第二數(shù)字訊號(hào)。開(kāi)關(guān)16依據(jù)二分之一的取樣頻率(fs/幻的速度來(lái)進(jìn)行切換，來(lái)選擇第一數(shù)字訊 號(hào)與第二數(shù)字訊號(hào)的其中之一作為一輸出訊號(hào)，即將第一數(shù)字訊號(hào)或第二數(shù)字訊號(hào)傳送至 濾波器18以進(jìn)行濾波處理，如低通濾波，而分別產(chǎn)生一第一濾波訊號(hào)與一第二濾波訊號(hào)。 開(kāi)關(guān)模塊20耦接于濾波器18，開(kāi)關(guān)模塊20用以依據(jù)取樣頻率，將濾波訊號(hào)交替輸出至一第一輸出路徑或一第二輸出路徑，即開(kāi)關(guān)模塊20依據(jù)取樣頻率fs來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)切換，以便將第 一濾波訊號(hào)與第二濾波訊號(hào)作為頻率轉(zhuǎn)換器10的一輸出訊號(hào)而予以輸出，其中，第一輸出 路徑與第二輸出路徑分別為一同相(I)輸出路徑或一正交(Q)輸出路徑。開(kāi)關(guān)模塊20包 含一第一開(kāi)關(guān)22與一第二開(kāi)關(guān)M。第一開(kāi)關(guān)22用以從濾波器18切換第一濾波訊號(hào)或第 二濾波訊號(hào)為I訊號(hào)，第二輸出切換開(kāi)關(guān)M用以從濾波器18切換第一濾波訊號(hào)或第二濾 波訊號(hào)作為Q訊號(hào)。承上所知，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器12的取樣頻率fs需符合下列方程式；η ·取樣頻率(fs) 士中頻訊號(hào)(fif)=取樣頻率(fs)/4其中η為任一整數(shù)，若η = _1時(shí)，則取樣頻率fs =虹(fIF/5)，其中η的選擇可 以根據(jù)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器10的規(guī)范與后續(xù)數(shù)據(jù)處理電路(圖中未示出)處理時(shí)需要的數(shù)據(jù) 量來(lái)選定適當(dāng)?shù)臄?shù)值，而得知模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器12的取樣頻率fs。于一較佳實(shí)施例中，η的 數(shù)值一般皆采用_1、0及1。于一實(shí)施例中，選定輸入訊號(hào)的頻率等于四分之一的取樣訊號(hào) 的取樣頻率，即數(shù)字中頻的頻率為fDIF = fs/4，所以振蕩器18’(如圖1所示)所產(chǎn)生的余 弦和正弦序列可簡(jiǎn)化為0，1，0，-1……的序列，因此，本發(fā)明可將圖1的現(xiàn)有技術(shù)的乘法 器14’及16’略去，并使用濾波器18來(lái)取代圖1的現(xiàn)有技術(shù)的第一濾波器24’與第二濾波 器26’。當(dāng)然，于另一實(shí)施例中，如此，即可減少電路的面積，進(jìn)而節(jié)省成本。再者，由于序列 (0,1,0, -1...)與序列(1，0，-1,0...)分別表示正旋與余弦序列，故可將兩序列合并為一 序列(1，1，-1，-1...)，因此，第一開(kāi)關(guān)16的切換頻率依據(jù)二分之一的取樣頻率(fs/2)來(lái) 切換以取得第一數(shù)字訊號(hào)或第二數(shù)字訊號(hào)，并傳送至濾波器18，以便同時(shí)濾波I訊號(hào)與Q訊 號(hào)。上述的施行方式，僅需一個(gè)乘法器與一個(gè)濾波器，即可實(shí)現(xiàn)，故于成本上也相對(duì)地節(jié)省 許多。于一實(shí)施例中，濾波器18可為一有限脈沖響應(yīng)(Finite Impulse Response,FIR) 濾波器，以濾波第一數(shù)字訊號(hào)或第二數(shù)字訊號(hào)，此外，由于濾波器18具有對(duì)稱性，所以濾波 器18使用一具有對(duì)稱系數(shù)的有限脈沖響應(yīng)濾波器。請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的有限脈沖響應(yīng)濾波器的方塊圖。如圖所 示，本發(fā)明的濾波器18包含一第一延遲模塊180、一第二延遲模塊181、一第一加法模塊 183、一第一乘法模塊184、一第二乘法模塊185、一第二加法模塊186與一第三加法模塊 187。其中，第一延遲模塊180、第二延遲模塊181與第一加法模塊183分別包含多個(gè)第一延 遲單元1800、多個(gè)第二延遲單元1810與多個(gè)第三加法單元1830。第一延遲模塊180依序延遲第一數(shù)字訊號(hào)或第二數(shù)字訊號(hào)，并依序產(chǎn)生多個(gè)第一 延遲訊號(hào)；第二延遲模塊181依序延遲源自第一延遲單元1800的所述第一延遲訊號(hào)，并依 序產(chǎn)生多個(gè)第二延遲訊號(hào)；第一加法模塊183分別對(duì)應(yīng)所述第一延遲訊號(hào)與所述第二延遲 訊號(hào)，且所述加法單元1830相加對(duì)應(yīng)的第一延遲訊號(hào)與第二延遲訊號(hào)，并依序產(chǎn)生多個(gè)第 一總和訊號(hào)。所述第一延遲單元1800相串聯(lián)，用以延遲第一數(shù)字訊號(hào)或該第二數(shù)字訊號(hào)， 并產(chǎn)生所述第一延遲訊號(hào)。所述第二延遲單元1810相串聯(lián)，用以延遲源自由所述第一延遲 單元1800所形成的串聯(lián)列中的最后一個(gè)所輸出的該第一延遲訊號(hào)，并產(chǎn)生多個(gè)第二延遲 訊號(hào)。所述第一加法單元1830分別對(duì)應(yīng)所述第一延遲單元1800與所述第二延遲單元1810， 并分別相加對(duì)應(yīng)于第一延遲單元1800與第二延遲單元1810的第一延遲訊號(hào)與第二延遲訊 號(hào)。
第一乘法模塊184分別將所述第一總和訊號(hào)的第奇數(shù)個(gè)第一總和訊號(hào)與多個(gè)第 一系數(shù)中相對(duì)應(yīng)的第一系數(shù)進(jìn)行相乘，并產(chǎn)生多個(gè)第一乘積訊號(hào)。第二乘法模塊185分別 將所述第一總和訊號(hào)的第偶數(shù)個(gè)第一總和訊號(hào)與多個(gè)第二系數(shù)中相對(duì)應(yīng)的第二系數(shù)進(jìn)行 相乘，并產(chǎn)生多個(gè)第二乘積訊號(hào)。第二加法模塊186相加所述第一乘積訊號(hào)，并產(chǎn)生第一濾 波訊號(hào)。第三加法模塊187相加所述第二乘積訊號(hào)，并產(chǎn)生第二濾波訊號(hào)。如此，本發(fā)明的 濾波器18藉由第一延遲模塊180與第二延遲模塊181共享第一加法模塊183，而減少一半 的運(yùn)算量，進(jìn)而達(dá)到減少電路的面積及成本。請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的方塊圖。如圖所示，本實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn) 換裝置30與圖2的實(shí)施例不同之處，在于本實(shí)施例是應(yīng)用于接收基頻訊號(hào)而進(jìn)行頻率轉(zhuǎn) 換。本實(shí)施例包含一開(kāi)關(guān)32、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器34、一濾波器36與一開(kāi)關(guān)模塊38。開(kāi)關(guān) 32依據(jù)取樣頻率fs于一第一輸入路徑與一第二輸入路徑間進(jìn)行切換，而接收分別對(duì)應(yīng)第一 輸入路徑與第二輸入路徑接收一第一輸入訊號(hào)或一第二輸入訊號(hào)，并傳送第一輸入訊號(hào)與 第二輸入訊號(hào)至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器34，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器34接收到第一輸入訊號(hào)或第二輸入 訊號(hào)時(shí)，則依據(jù)取樣頻率fs取樣第一輸入訊號(hào)或第二輸入訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一數(shù)字訊號(hào)，其 中，取樣頻率與第一輸入訊號(hào)即第二輸入訊號(hào)的頻率間有一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即取樣頻率為第一 輸入訊號(hào)或第二輸入訊號(hào)的頻率的四分之一。濾波器36耦接于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器34，以接收并濾波模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器34的第一數(shù) 字訊號(hào)，并產(chǎn)生一濾波訊號(hào)，開(kāi)關(guān)模塊38耦接于濾波器36，而依據(jù)取樣頻率fs，將濾波訊號(hào) 交替輸出至一第一輸出路徑與一第二輸出路徑。其中，第一輸出路徑與第二輸出路徑分別 為一同相(I)輸出路徑或一正交(Q)輸出路徑，即濾波器36所產(chǎn)生的濾波訊號(hào)包含第一濾 波訊號(hào)與第二濾波訊號(hào)，并通過(guò)開(kāi)關(guān)模塊38而分別輸出至第一輸出路徑與第二輸出路徑。 上述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器34、濾波器36與開(kāi)關(guān)模塊38于圖2的實(shí)施例中已詳加贊述，故此不 再多加描述。同圖2的實(shí)施例，由于取樣頻率為第一輸入訊號(hào)或第二輸入訊號(hào)的頻率的四分之 一，因此，本發(fā)明藉由開(kāi)關(guān)32依據(jù)取樣頻率切換第一輸入訊號(hào)與第二輸入訊號(hào)，以達(dá)到節(jié) 省一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器與一個(gè)濾波器的使用，而減少電路的復(fù)雜度及面積，進(jìn)而節(jié)省成本。請(qǐng)參閱圖5，為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的方塊圖。如圖所示，本實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn) 換裝置40與圖2以及圖4的實(shí)施例不同的處，在與本實(shí)施例可同時(shí)應(yīng)用于接收中頻訊號(hào)與 基頻訊號(hào)而進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn)換裝置40包含一第一開(kāi)關(guān)42、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 44、一濾波器46與一開(kāi)關(guān)模塊47、一乘法器48、一第二開(kāi)關(guān)49、一第一邏輯門(mén)50、一第二邏 輯門(mén)52及一反相器M。由于本實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn)換器40較頻率轉(zhuǎn)換裝置10多了一切換開(kāi)關(guān)模塊來(lái)控制 第一開(kāi)關(guān)42與第二開(kāi)關(guān)49，其中，切換開(kāi)關(guān)模塊包含第一邏輯門(mén)50及第二邏輯門(mén)52來(lái)控 制開(kāi)關(guān)42、49，故可同時(shí)應(yīng)用于頻率轉(zhuǎn)換中頻訊號(hào)或基頻訊號(hào)。于一實(shí)施例中，第一邏輯門(mén) 50可為一與門(mén)，而第二邏輯門(mén)52可為輸入端中的至少其一具有一反相輸入的一與門(mén)。第 一邏輯門(mén)50依據(jù)一控制訊號(hào)而產(chǎn)生一切換訊號(hào)，以控制第一開(kāi)關(guān)42，即當(dāng)?shù)谝贿壿嬮T(mén)50 接收的控制訊號(hào)為高電平訊號(hào)時(shí)，表示頻率轉(zhuǎn)換裝置40應(yīng)用于基頻訊號(hào)，也就是第一邏輯 門(mén)50依據(jù)取樣訊號(hào)的取樣頻率fs而依序切換第一輸入訊號(hào)與第二輸入訊號(hào)，供模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換器44進(jìn)行取樣與轉(zhuǎn)換，同時(shí)，第二開(kāi)關(guān)49則是停止切換，僅是將模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器44產(chǎn)生的第一數(shù)字訊號(hào)傳送至濾波器46進(jìn)行濾波處理后，予以輸出；當(dāng)控制訊號(hào)為低電平訊號(hào) 時(shí)，表示頻率轉(zhuǎn)換裝置40是應(yīng)用于中頻訊號(hào)，第一開(kāi)關(guān)42停止切換，此時(shí)，頻率轉(zhuǎn)換裝置40 的運(yùn)作方式與頻率轉(zhuǎn)換裝置10相同，因此，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器44則通過(guò)上述第一輸入訊號(hào)或 第二輸入訊號(hào)的傳輸管道來(lái)接收一第三輸入訊號(hào)，并產(chǎn)生一第三數(shù)字訊號(hào)于符號(hào)轉(zhuǎn)換電路 48及第二開(kāi)關(guān)49，其中，第三輸入訊號(hào)(圖中未示出)為一調(diào)諧器的輸出訊號(hào)，為一中頻訊 號(hào)；符號(hào)轉(zhuǎn)換電路48將第三數(shù)字訊號(hào)進(jìn)行正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換，即將第三數(shù)字訊號(hào)進(jìn)行負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換而 產(chǎn)生一第四數(shù)字訊號(hào)。同上，于另一實(shí)施例，符號(hào)轉(zhuǎn)換電路48可為一乘法器，而將第三數(shù)字 訊號(hào)乘以一負(fù)數(shù)而產(chǎn)生一第四數(shù)字訊號(hào)，并傳送至開(kāi)關(guān)49。于一較佳實(shí)施例中，該負(fù)數(shù)可 為-1 ；于第二實(shí)施例，符號(hào)轉(zhuǎn)換電路48可為一 1，s補(bǔ)碼(1，s complement)電路；于第三 實(shí)施例，符號(hào)轉(zhuǎn)換電路48可為一 2’ s補(bǔ)碼O’ s complement)電路。同時(shí)，第二開(kāi)關(guān)49則 是依據(jù)二分之一的取樣頻率(fs/幻來(lái)依序切換第三數(shù)字訊號(hào)與第四數(shù)字訊號(hào)，并傳送至 濾波器46以進(jìn)行濾波處理，并分別產(chǎn)生一第三濾波訊號(hào)與一第四濾波訊號(hào)。綜上所述，本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換裝置系以其所包含的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的取樣頻率 fs，符合下列的方程式η · fs 士 fif = fs/4亦即，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的取樣頻率fs為輸入訊號(hào)頻率的4倍、8倍等。由此，故可 節(jié)省振蕩器的使用，并藉由開(kāi)關(guān)的切換，而減少模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器與濾波器的使用，相對(duì)地減 少電路的面積，進(jìn)而節(jié)省成本，并且，本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器可同時(shí)應(yīng)用于基頻訊號(hào)或中頻訊 號(hào)的使用，更進(jìn)一步節(jié)省了成本。以上所述僅為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡 依本發(fā)明的權(quán)利要求所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本 發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種頻率轉(zhuǎn)換裝置，其包含一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，依據(jù)一取樣頻率接收并取樣一輸入訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一數(shù)字訊號(hào)， 其中，該取樣頻率與該輸入訊號(hào)的頻率間有一對(duì)應(yīng)關(guān)系；一符號(hào)轉(zhuǎn)換電路，用以接收該第一數(shù)字訊號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行一符號(hào)轉(zhuǎn)換，而產(chǎn)生一第二數(shù) 字訊號(hào)；一第一開(kāi)關(guān)模塊，用以依據(jù)該取樣頻率，來(lái)選擇該第一數(shù)字訊號(hào)與該第二數(shù)字訊號(hào)的 其中之一作為一輸出訊號(hào)；一濾波器，耦接于該第一開(kāi)關(guān)模塊，用以濾波來(lái)自該第一開(kāi)關(guān)模塊的該輸出訊號(hào)，并產(chǎn) 生一濾波訊號(hào)；以及一第二開(kāi)關(guān)模塊，耦接于該濾波器，用以依據(jù)該取樣頻率，將該濾波訊號(hào)交替輸出至一 第一輸出路徑或一第二輸出路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該對(duì)應(yīng)關(guān)系是該取樣頻率為該輸入訊號(hào)的 頻率的四分之一。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該符號(hào)轉(zhuǎn)換為訊號(hào)的正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該第一開(kāi)關(guān)模塊依據(jù)該取樣頻率的二分之 一的頻率大小，來(lái)交替?zhèn)魉驮摰谝粩?shù)字訊號(hào)與該第二數(shù)字訊號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該符號(hào)轉(zhuǎn)換電路包含有一乘法器，用以將 該第一數(shù)字訊號(hào)乘以一負(fù)數(shù)，而產(chǎn)生該第二數(shù)字訊號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該濾波器包含一第一延遲模塊，用以接收并依序延遲該輸入訊號(hào)，并產(chǎn)生多個(gè)第一延遲訊號(hào)；一第二延遲模塊，用以接收并依序延遲所述第一延遲訊號(hào)中的其一，以產(chǎn)生多個(gè)第二 延遲訊號(hào)；一第一加法模塊，用以接收該輸入訊號(hào)、所述第一延遲訊號(hào)與所述第二延遲訊號(hào)，并將 該輸入訊號(hào)、所述第一延遲訊號(hào)與所述第二延遲訊號(hào)中彼此對(duì)應(yīng)的部分予以相加，以對(duì)應(yīng) 產(chǎn)生多個(gè)第一總和訊號(hào)；一第一乘法模塊，用以接收所述第一總和訊號(hào)與多個(gè)第一系數(shù)，并將所述第一總和訊 號(hào)與所述第一系數(shù)中彼此對(duì)應(yīng)的部分予以相乘，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)第一乘積訊號(hào)；一第二乘法模塊，用以接收所述第一總和訊號(hào)與多個(gè)第二系數(shù)，并將所述第一總和訊 號(hào)與所述第二系數(shù)中彼此對(duì)應(yīng)的部分予以相乘，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)第二乘積訊號(hào)；一第二加法模塊，用以分別接收并加總所述第一乘積訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一濾波訊號(hào)；以及一第三加法模塊，用以分別接收并加總所述第二乘積訊號(hào)，以產(chǎn)生一第二濾波訊號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該濾波器為一有限脈沖響應(yīng)濾波器。
8.如權(quán)利要求7所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該有限脈沖響應(yīng)濾波器為一具有對(duì)稱系數(shù) 的有限脈沖響應(yīng)濾波器。
9.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該第一輸出路徑與該第二輸出路徑分別為 一同相I輸出路徑或一正交Q輸出路徑。
10.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該輸入訊號(hào)為一中頻訊號(hào)。
11.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該輸入訊號(hào)為一調(diào)諧器的一輸出訊號(hào)。
12.如權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，還包含一第三開(kāi)關(guān)模塊，耦接于該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，依據(jù)該取樣頻率與一切換控制訊號(hào)于一 第一輸入路徑與一第二輸入路徑間進(jìn)行切換，而接收該輸入訊號(hào)，并將由該第一輸入路徑 或該第二輸入路徑接收到的該輸入訊號(hào)傳送至該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，該第三開(kāi)關(guān)模塊 亦可依據(jù)該切換控制訊號(hào)來(lái)停止切換，而僅傳送由該第一輸入路徑所收到的訊號(hào)；以及一切換控制模塊，用以產(chǎn)生該切換控制訊號(hào)于該第一開(kāi)關(guān)模塊及該第三開(kāi)關(guān)模塊，以 控制該第一開(kāi)關(guān)模塊及該第三開(kāi)關(guān)模塊的切換。
13.如權(quán)利要求12所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中當(dāng)該第三開(kāi)關(guān)模塊固定接收該第一輸入 路徑所傳送的訊號(hào)時(shí)，則該第一開(kāi)關(guān)模塊依據(jù)該取樣頻率交替?zhèn)魉驮摰谝粩?shù)字訊號(hào)與該第 二數(shù)字訊號(hào)至該濾波器。
14.如權(quán)利要求12所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中當(dāng)該第三開(kāi)關(guān)模塊時(shí)于該第一輸入路徑 與該第二輸入路徑間切換以接收該輸入訊號(hào)時(shí)，則該第一開(kāi)關(guān)模塊停止切換而僅傳送該第 一數(shù)字訊號(hào)。
15.如權(quán)利要求12所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該第三開(kāi)關(guān)模塊所接收的該輸入訊號(hào)可 為一中頻訊號(hào)。
16.如權(quán)利要求14所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該第三開(kāi)關(guān)模塊所接收的該輸入訊號(hào)可 為一 I訊號(hào)及一 Q訊號(hào)。
17.—種頻率轉(zhuǎn)換方法，其步驟包含提供一第一輸入路徑，依據(jù)一第一取樣頻率，而接收并取樣來(lái)自該第一輸入路徑的一 第一輸入訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一數(shù)字訊號(hào)，其中，該第一取樣頻率與該第一輸入訊號(hào)的頻率有 一對(duì)應(yīng)關(guān)系；對(duì)該第一數(shù)字訊號(hào)進(jìn)行一符號(hào)轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生一第二數(shù)字訊號(hào)；濾波該第一數(shù)字訊號(hào)與該第二數(shù)字訊號(hào)中的至少其一，而產(chǎn)生一第一濾波訊號(hào)與一第 二濾波訊號(hào)；以及將該第一濾波訊號(hào)與該第二濾波訊號(hào)分別輸出至一第一輸出路徑與一第二輸出路徑。
18.如權(quán)利要求17所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該對(duì)應(yīng)關(guān)系是該第一取樣頻率為該第一 輸入訊號(hào)的頻率的四分之一。
19.如權(quán)利要求17所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中產(chǎn)生該第一濾波訊號(hào)與該第二濾波訊號(hào) 的該步驟還包括依據(jù)一第二取樣頻率，用以于該第一數(shù)字訊號(hào)與該第二數(shù)字訊號(hào)間切換，并交替濾波 該第一數(shù)字訊號(hào)與該第二數(shù)字訊號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該第二取樣頻率為該第一取樣頻率的二 分之一。
21.如權(quán)利要求19所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該第一輸入訊號(hào)為該一中頻訊號(hào)。
22.如權(quán)利要求17所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中產(chǎn)生該第一數(shù)字訊號(hào)的該步驟還包括提供一第二輸入路徑，依據(jù)該第一取樣頻率與一切換控制訊號(hào)，于該第一輸入路徑與該第二輸入路徑間切換，并交替?zhèn)魉驮摰谝惠斎胗嵦?hào)與源自該第二輸入路徑的一第二輸入 訊號(hào)，以產(chǎn)生該第一數(shù)字訊號(hào)。
23.如權(quán)利要求22所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中產(chǎn)生該第一濾波訊號(hào)與該第二濾波訊號(hào)的該步驟還包括濾波該第一數(shù)字訊號(hào)，并產(chǎn)生該第一濾波訊號(hào)與該第二濾波訊號(hào)。
24.如權(quán)利要求22所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)分別 為I訊號(hào)與Q訊號(hào)。
25.如權(quán)利要求22所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)為一基頻訊號(hào)。
26.如權(quán)利要求17所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該符號(hào)轉(zhuǎn)換為一正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換。
27.一種濾波器，其包含一第一延遲模塊，用以接收并依序延遲一第一輸入訊號(hào)，并產(chǎn)生多個(gè)第一延遲訊號(hào)； 一第二延遲模塊，用以接收并依序延遲所述第一延遲訊號(hào)中的其一，以產(chǎn)生多個(gè)第二 延遲訊號(hào)；一第一加法模塊，用以接收該第一輸入訊號(hào)、所述第一延遲訊號(hào)與所述第二延遲訊號(hào)， 并將該第一輸入訊號(hào)、所述第一延遲訊號(hào)與所述第二延遲訊號(hào)中彼此對(duì)應(yīng)的部分予以相 加，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)第一總和訊號(hào)；一第一乘法模塊，用以接收所述第一總和訊號(hào)與多個(gè)第一系數(shù)，并將所述第一總和訊 號(hào)與所述第一系數(shù)中彼此對(duì)應(yīng)的部分予以相乘，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)第一乘積訊號(hào)；一第二乘法模塊，用以接收所述第一總和訊號(hào)與多個(gè)第二系數(shù)，并將所述第一總和訊 號(hào)與所述第二系數(shù)中彼此對(duì)應(yīng)的部分予以相乘，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)第二乘積訊號(hào)；一第二加法模塊，用以分別接收并加總所述第一乘積訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一濾波訊號(hào)；以及一第三加法模塊，用以分別接收并加總所述第二乘積訊號(hào)，以產(chǎn)生一第二濾波訊號(hào)。
28.如權(quán)利要求27所述的濾波器，其中該濾波器為一有限脈沖響應(yīng)濾波器。
29.如權(quán)利要求觀所述的濾波器，其中該有限脈沖響應(yīng)濾波器為一具有對(duì)稱系數(shù)的有 限脈沖響應(yīng)濾波器。
30.一種頻率轉(zhuǎn)換裝置，其包含一第一開(kāi)關(guān)模塊，依據(jù)一取樣頻率于一第一輸入路徑與一第二輸入路徑間進(jìn)行切換， 而接收一第一輸入訊號(hào)或一第二輸入訊號(hào)，并傳送該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)；一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，依據(jù)該取樣頻率接收并取樣該第一輸入訊號(hào)或該第二輸入訊號(hào)， 以產(chǎn)生一第一數(shù)字訊號(hào)，其中，該取樣頻率與該輸入訊號(hào)的頻率間有一對(duì)應(yīng)關(guān)系；一濾波器，耦接于該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以接收并濾波來(lái)自該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的該第 一數(shù)字訊號(hào)，并產(chǎn)生一濾波訊號(hào)；以及一第二開(kāi)關(guān)模塊，耦接于該濾波器，依據(jù)該取樣頻率，將該濾波訊號(hào)交替輸出至一第一 輸出路徑與一第二輸出路徑。
31.如權(quán)利要求30所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該對(duì)應(yīng)關(guān)系是該取樣頻率為該第一輸入 訊號(hào)或該第二輸入訊號(hào)的頻率的四分之一。
32.如權(quán)利要求30所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該符號(hào)轉(zhuǎn)換為訊號(hào)的正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換。
33.如權(quán)利要求30所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該濾波器包含一第一延遲模塊，用以接收并依序延遲該第一輸入訊號(hào)或該第二輸入訊號(hào)，并產(chǎn)生多 個(gè)第一延遲訊號(hào)；一第二延遲模塊，用以接收并依序延遲所述第一延遲訊號(hào)中的其一，以產(chǎn)生多個(gè)第二 延遲訊號(hào)；一第一加法模塊，用以接收該第一輸入訊號(hào)、所述第一延遲訊號(hào)與所述第二延遲訊號(hào)， 并將該第一輸入訊號(hào)或該第二輸入訊號(hào)、所述第一延遲訊號(hào)與所述第二延遲訊號(hào)中彼此對(duì) 應(yīng)的部分予以相加，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)第一總和訊號(hào)；一第一乘法模塊，用以接收所述第一總和訊號(hào)與多個(gè)第一系數(shù)，并將所述第一總和訊 號(hào)與所述第一系數(shù)中彼此對(duì)應(yīng)的部分予以相乘，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)第一乘積訊號(hào)；一第二乘法模塊，用以接收所述第一總和訊號(hào)與多個(gè)第二系數(shù)，并將所述第一總和訊 號(hào)與所述第二系數(shù)中彼此對(duì)應(yīng)的部分予以相乘，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)第二乘積訊號(hào)；一第二加法模塊，用以分別接收并加總所述第一乘積訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一濾波訊號(hào)；以及一第三加法模塊，用以分別接收并加總所述第二乘積訊號(hào)，以產(chǎn)生一第二濾波訊號(hào)。
34.如權(quán)利要求33所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該濾波器為一有限脈沖響應(yīng)濾波器。
35.如權(quán)利要求34所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該有限脈沖響應(yīng)濾波器為一具有對(duì)稱系 數(shù)的有限脈沖響應(yīng)濾波器。
36.如權(quán)利要求30所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該第一輸出路徑與該第二輸出路徑分別 為一同相I輸出路徑或一正交Q輸出路徑。
37.如權(quán)利要求30所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)為一 基頻訊號(hào)。
38.如權(quán)利要求30所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)為一 調(diào)諧器的一輸出訊號(hào)。
39.如權(quán)利要求30所述的頻率轉(zhuǎn)換裝置，其中該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)分別 為一 I訊號(hào)或一 Q訊號(hào)。
40.一種頻率轉(zhuǎn)換方法，其步驟包含提供一第一輸入路徑與一第二輸入路徑，依據(jù)一取樣頻率，而切換并接收該第一輸入 路徑或該第二輸入路徑所傳送的一第一輸入訊號(hào)與一第二輸入訊號(hào)；依據(jù)該取樣頻率，而接收并取樣該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一數(shù) 字訊號(hào)，其中，該取樣頻率與該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)的頻率有一對(duì)應(yīng)關(guān)系；濾波該第一數(shù)字訊號(hào)，而產(chǎn)生一第一濾波訊號(hào)與一第二濾波訊號(hào)；以及將該第一濾波訊號(hào)與該第二濾波訊號(hào)分別輸出至一第一輸出路徑與一第二輸出路徑。
41.如權(quán)利要求40所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該對(duì)應(yīng)關(guān)系是該取樣頻率為該第一輸入 訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)的頻率的四分之一。
42.如權(quán)利要求40所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)為該 一基頻訊號(hào)。
43.如權(quán)利要求40所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該第一輸入訊號(hào)與該第二輸入訊號(hào)分別 為I訊號(hào)與Q訊號(hào)。
44.如權(quán)利要求40所述的頻率轉(zhuǎn)換方法，其中該符號(hào)轉(zhuǎn)換為一正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明涉及頻率轉(zhuǎn)換裝置與轉(zhuǎn)換方法及其濾波器。該頻率轉(zhuǎn)換裝置藉由一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器依據(jù)一取樣頻率取樣一輸入訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一數(shù)字訊號(hào)，其中，取樣頻率與輸入訊號(hào)的頻率間有一對(duì)應(yīng)關(guān)系，一符號(hào)轉(zhuǎn)換電路對(duì)第一數(shù)字訊號(hào)進(jìn)行一符號(hào)轉(zhuǎn)換，而產(chǎn)生一第二數(shù)字訊號(hào)，一第一開(kāi)關(guān)模塊用以依據(jù)取樣頻率來(lái)選擇第一數(shù)字訊號(hào)與第二數(shù)字訊號(hào)的其中之一作為一輸出訊號(hào)，濾波器接收并濾波輸出訊號(hào)，而產(chǎn)生一濾波訊號(hào)，第二開(kāi)關(guān)模塊用以依據(jù)取樣頻率，而將濾波訊號(hào)交替輸出至一第一輸出路徑或一第二輸出路徑。如此，本發(fā)明藉由取樣頻率與輸入訊號(hào)的頻率間的對(duì)應(yīng)關(guān)系而減少一個(gè)濾波器與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的使用，減少電路的面積，進(jìn)而節(jié)省成本。
文檔編號(hào)H03D7/00GK102064767SQ20091022600
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者李亮輝 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司