專利名稱：使用復(fù)系數(shù)濾波器的正交相位振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻(RF)收發(fā)器集成電路(IC)，更具體地講，涉及一種在RF收發(fā)器IC中使用的正交相位振蕩器。
背景技術(shù)：
通常，射頻(RF)收發(fā)器集成電路(IC)使用I/Q調(diào)制來收發(fā)數(shù)據(jù)。I/Q調(diào)制包括將發(fā)送/接收信號調(diào)制成在其中同相(I)信號和正交相(Q)信號相互正交的正交信號。在I/Q調(diào)制中，為了在復(fù)坐標(biāo)系統(tǒng)中表示發(fā)送/接收信號，將發(fā)送/接收信號的實(shí)分量表示為I信號，將發(fā)送/接收信號的虛分量表示為Q信號。
RF收發(fā)器IC一般使用根據(jù)施加的電壓在預(yù)定頻率振蕩的壓控振蕩器(VCO)來產(chǎn)生用于調(diào)制發(fā)送/接收信號的振蕩頻率，并將產(chǎn)生的振蕩頻率分成1分量和具有90°相位差的Q分量，從而產(chǎn)生I/Q信號。將產(chǎn)生的I/Q信號與發(fā)送/接收信號結(jié)合，從而對發(fā)送/接收信號進(jìn)行調(diào)制。
然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通常通過RF收發(fā)器IC的RF芯片上的阻容(R-C)多相濾波器或主從觸發(fā)器(FF)來產(chǎn)生I/Q信號。
R-C多相濾波器使用R-C濾波器的相位特性將振蕩頻率分成1分量和具有90°相位差的Q分量。當(dāng)使用R-C多相濾波器時，在RF收發(fā)器IC的RF芯片上的電阻和電容占用了相當(dāng)大的芯片區(qū)域，并且顯示具有90°精確相位差的正交相位特性的部分很小。
主從FF將高于期望振蕩頻率2N倍的頻率施加到N級級聯(lián)主從FF，并從每個主從FF提取與期望輸出頻率相應(yīng)的1分量和Q分量。當(dāng)使用主從FF時，在輸出信號中顯示具有90°精確相位差的正交相位特性的部分的帶寬大于在使用R-C多相濾波器時的帶寬。然而，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)執(zhí)行劃分功能的FF，并且為了驅(qū)動FF，大量功率被消耗。而且，主從FF產(chǎn)生高于期望振蕩頻率2N倍的頻率，從而引起電流消耗的增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種顯示正交特性的使用具有大帶寬的復(fù)系數(shù)濾波器的正交相位振蕩器。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種不需要提供大于期望的振蕩頻率的振蕩頻率的使用復(fù)系數(shù)濾波器的正交相位振蕩器。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種需要低功率消耗的使用復(fù)系數(shù)濾波器的正交相位振蕩器。
為了實(shí)現(xiàn)以上和其他目的，提供一種射頻(RF)收發(fā)器集成電路(IC)中的正交相位振蕩器。所述正交相位振蕩器包括壓控振蕩器和濾波器。所述壓控振蕩器根據(jù)施加的電壓提供用于調(diào)制發(fā)送/接收信號的振蕩頻率。所述濾波器從壓控振蕩器接收振蕩頻率作為輸入，使得輸入的振蕩頻率的負(fù)頻率分量和輸入的振蕩頻率的正頻率分量中的一個通過，衰減其他頻率分量，對通過的頻率分量產(chǎn)生與輸入的振蕩頻率同相的I(同相)信號和具有與輸入的振蕩頻率90°相位差的Q(正交相)信號，并輸出I信號和Q信號。


通過結(jié)合附圖進(jìn)行以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的使用復(fù)系數(shù)濾波器的正交相位振蕩器的框圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的復(fù)系數(shù)表面聲波(SAW)濾波器的特性；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的復(fù)系數(shù)SAW濾波器；和圖4A至4C示出根據(jù)本發(fā)明的復(fù)系數(shù)SAW濾波器的輸入/輸出信號。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在以下描述中，為了簡明，將省略包括于此的公知的功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的使用復(fù)系數(shù)濾波器的正交相位振蕩器20的框圖。
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的正交相位振蕩器20使用復(fù)系數(shù)表面聲波(SAW)濾波器22代替?zhèn)鹘y(tǒng)的R-C多相濾波器或主從觸發(fā)器(FF)來產(chǎn)生I/Q信號。
根據(jù)本發(fā)明，正交相位振蕩器20包括壓控振蕩器(VCO)12、緩沖器14和復(fù)系數(shù)SAW濾波器22。VCO 12根據(jù)施加的電壓提供用于調(diào)制發(fā)送/接收信號的振蕩頻率，而緩沖器14將來自VCO 12的振蕩頻率提供給復(fù)系數(shù)SAW濾波器22。
復(fù)系數(shù)SAW濾波器22是在射頻(RF)收發(fā)器集成電路(IC)芯片10外部的無源裝置，并且通過IC管腳31至33連接在RF收發(fā)器IC芯片10中的緩沖器14和混合器16之間。復(fù)系數(shù)SAW濾波器22從VCO 12接收振蕩頻率作為輸入，并向混合器16產(chǎn)生與輸入信號同相的I信號以及具有與輸入信號90°相位差的Q信號。然后，混合器16將I/Q信號與發(fā)送/接收信號混合，從而調(diào)制發(fā)送/接收信號。
以下，將更詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的正交相位振蕩器20的復(fù)系數(shù)SAW濾波器22。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的特性。參照圖2，如果施加來自VCO 12的振蕩頻率的連續(xù)波(CW)信號，則復(fù)系數(shù)SAW濾波器22使得CW信號的負(fù)頻率分量和正頻率分量中的一個通過。
如圖2所示，復(fù)系數(shù)SAW濾波器22使得CW信號的正頻率分量通過。例如，當(dāng)輸入CW信號時，復(fù)系數(shù)SAW濾波器22使得正頻率分量通過，即在+ω0的頻帶中的信號，并衰減負(fù)頻率分量，即在-ω0的頻帶中的信號。
根據(jù)本發(fā)明，通過的正頻率分量可被表示為復(fù)信號。復(fù)信號具有實(shí)分量和可被表示為具有90°相位差的虛分量。復(fù)系數(shù)SAW濾波器22將通過的正頻率分量分成實(shí)分量和具有90°相位差的虛分量，并且輸出實(shí)分量和虛分量作為I信號和Q信號。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的復(fù)系數(shù)SAW濾波器22，圖4A至4C示出根據(jù)本發(fā)明的復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的輸入/輸出信號。
現(xiàn)在，將參照圖3和圖4A至4C描述根據(jù)作為正弦波的輸入信號cos(ωt)的復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的操作。
在圖3中輸入到復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的cos(ωt)可被表示為如以下方程(1)所示cos(ωt)=ejωt+e-jωt2...(1),]]>其中， 是正頻率分量， 是負(fù)頻率分量。
在方程(1)中表示的輸入信號可在圖4A中示出。在圖4A中示出了正頻率分量和負(fù)頻率分量。
根據(jù)本發(fā)明，復(fù)系數(shù)SAW濾波器22將輸入信號分成正頻率分量和負(fù)頻率分量。
正頻率分量 可在圖4B中顯示，負(fù)頻率分量 可在圖4C中顯示。
當(dāng)選擇正頻率分量時，由復(fù)系數(shù)SAW濾波器22去除負(fù)頻率分量，并且復(fù)系數(shù)SAW濾波器22僅使正頻率分量 通過，如圖4B所示。
正頻率分量 可被表示為如以下方程(2)所示12{cos(ωt)+jsin(ωt)}...(2),]]>其中， 指示與 復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的輸入信號(cos(ωt))同相的實(shí)分量，而 指示具有與復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的輸入信號(cos(ωt))90°相位差的虛分量。
復(fù)系數(shù)SAW濾波器22將正頻率分量 分成實(shí)分量 和虛分量 并通過不同的輸出端子將所分的分量輸出。
換句話說，輸入CW信號時，復(fù)系數(shù)SAW濾波器22將CW信號分成實(shí)分量和虛分量，并輸出所述實(shí)分量和虛分量作為與CW信號同相的I信號和具有與CW信號90°相位差的Q信號。
根據(jù)本發(fā)明的復(fù)系數(shù)SAW濾波器22具有如圖2所示的有限量的衰減，并且復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的衰減量確定由復(fù)系數(shù)SAW濾波器22輸出的I/Q信號的正交相位特性的精確性。
例如，如果輸入信號的負(fù)頻率分量沒有被復(fù)系數(shù)SAW濾波器22充分衰減，則殘余的負(fù)頻率分量影響輸入信號的正頻率分量，導(dǎo)致I/Q信號的正交特性不精確。
當(dāng)輸入信號的負(fù)頻率分量沒有被復(fù)系數(shù)SAW濾波器22充分衰減時，復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的輸出可被表示為如以下方程(3)所示12{cos(ωt)+jsin(ωt)}+δ2{cos(ωt)-jsin(ωt)}...(3),]]>其中，δ2{cos(ωt)-jsin(ωt)}]]>是輸入信號的負(fù)頻率分量，δ是殘余的負(fù)頻率分量的幅度。
為了充分衰減負(fù)頻率分量，復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的衰減量應(yīng)該充分小，以使得δ可以忽略。
此時，當(dāng)以dB來表示δ時，優(yōu)選的是復(fù)系數(shù)SAW濾波器22的衰減量大于-20logδdB。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，沒必要在RF收發(fā)器IC芯片上設(shè)置R-C多相濾波器或主從FF，從而能夠簡單容易地實(shí)現(xiàn)正交相位振蕩器。而且，通過使用作為無源裝置的復(fù)系數(shù)SAW濾波器，當(dāng)與使用作為有源裝置的主從FF的傳統(tǒng)正交相位振蕩器相比時，可減少電流消耗。
另外，在本發(fā)明中，不需要本機(jī)振蕩器(LO)分配器或90°相移轉(zhuǎn)換器和高VCO頻率，從而當(dāng)與傳統(tǒng)的正交相位振蕩器相比時減少電流消耗。此外，在本發(fā)明中，由于通過增加復(fù)系數(shù)SAW濾波器的衰減量可獲得具有精確正交相位特性的I/Q信號，所以可防止由于不精確的I/Q信號的正交相位特性所引起的信噪比(SNR)的降低。
盡管已經(jīng)參照其優(yōu)選實(shí)施例顯示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。例如，雖然根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在正交相位振蕩器20中使正頻率分量通過，但是即使當(dāng)使負(fù)頻率分量通過時也可獲得I/Q信號。
權(quán)利要求
1.一種射頻收發(fā)器集成電路中的正交相位振蕩器，所述正交相位振蕩器包括壓控振蕩器，根據(jù)施加的電壓提供用于調(diào)制發(fā)送/接收信號的振蕩頻率；和濾波器，從壓控振蕩器接收振蕩頻率作為輸入，使得輸入的振蕩頻率的負(fù)頻率分量和輸入的振蕩頻率的正頻率分量中的一個通過，衰減其他頻率分量，對通過的頻率分量產(chǎn)生與輸入的振蕩頻率同相的I信號和具有與輸入的振蕩頻率90°相位差的Q信號，并且輸出I信號和Q信號。
2.如權(quán)利要求1所述的正交相位振蕩器，其中，所述濾波器是復(fù)系數(shù)表面聲波濾波器。
3.如權(quán)利要求1所述的正交相位振蕩器，其中，所述濾波器將通過的頻率分量分成作為復(fù)信號的實(shí)分量以及虛分量，并輸出所述實(shí)分量和虛分量作為I信號和Q信號。
4.如權(quán)利要求1所述的正交相位振蕩器，其中，所述濾波器僅使得輸入的振蕩頻率的正頻率分量通過。
5.如權(quán)利要求1所述的正交相位振蕩器，其中，所述濾波器僅使得輸入的振蕩頻率的負(fù)頻率分量通過。
6.如權(quán)利要求1所述的正交相位振蕩器，其中，用于衰減輸入的振蕩頻率的負(fù)頻率分量和輸入的振蕩頻率的正頻率分量之一的衰減量被確定為足夠小，使得將被衰減的頻率分量的殘余部分的幅度可被忽略。
全文摘要
提供一種射頻(RF)收發(fā)器集成電路(IC)中的正交相位振蕩器。所述正交相位振蕩器包括壓控振蕩器和濾波器。所述壓控振蕩器根據(jù)施加的電壓提供用于調(diào)制發(fā)送/接收信號的振蕩頻率。所述濾波器從壓控振蕩器接收振蕩頻率作為輸入，使得輸入的振蕩頻率的負(fù)頻率分量和輸入的振蕩頻率的正頻率分量中的一個通過，衰減其他頻率分量，對通過的頻率分量產(chǎn)生與輸入的振蕩頻率同相的I(同相)信號和具有與輸入的振蕩頻率90°相位差的Q(正交相)信號，并輸出I信號和Q信號。
文檔編號H04L27/00GK1881784SQ20061008501
公開日2006年12月20日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者全時范, 樸尚根, 李愚涌 申請人:三星電子株式會社