專利名稱：具有多個(gè)信號處理工作模式的收發(fā)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種收發(fā)機(jī)，例如具有多個(gè)信號處理工作模式的
調(diào)頻(FM)收發(fā)機(jī)。
背景技術(shù)：
諸如專用MPEG音頻層3 (MP3)的音樂播放器和能夠播放音樂 下載的多功能便攜設(shè)備(例如蜂窩電話)之類的便攜音樂播放器，正 在日益普及。由于受限于典型便攜音樂播放器的揚(yáng)聲器功能，為了通 過立體揚(yáng)聲器系統(tǒng)播放歌曲，播放器可向附近的立體聲系統(tǒng)的FM接 收機(jī)發(fā)送功率相對低的射頻(RF)、調(diào)頻(FM)信號。
便攜音樂播放器可以執(zhí)行各種信號處理工作。例如，播放器可以 執(zhí)行FM調(diào)制，以便向附近的立體聲系統(tǒng)發(fā)送音頻內(nèi)容；可以執(zhí)行FM 解調(diào)，以便從FM無線通道接收內(nèi)容；以及可以與無線電通信和歌曲 重放相結(jié)合，來執(zhí)行各種模-數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)-模轉(zhuǎn)換。上述所有功能一 般增大了播放器的半導(dǎo)體封裝或"芯片，，的管芯面積，并增加了它們 的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)包括處理器和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。處理 器適于在收發(fā)機(jī)的發(fā)送模式下，響應(yīng)于第一數(shù)字信號產(chǎn)生調(diào)制信號； 在接收模式下，響應(yīng)于第二數(shù)字信號產(chǎn)生解調(diào)信號。模-數(shù)轉(zhuǎn)換器在 發(fā)送模式下提供第一數(shù)字信號，在接收模式下提供第二數(shù)字信號。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)包括處理器和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。
處理器適于在收發(fā)機(jī)的發(fā)送模式下產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制信號，以及在收發(fā)機(jī)
的接收模式下產(chǎn)生數(shù)字解調(diào)信號。數(shù)-模轉(zhuǎn)換器在發(fā)送模式下將數(shù)字
調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號，在接收模式下將數(shù)字解調(diào)信號轉(zhuǎn)換為 模擬解調(diào)信號。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)包括通信電路和數(shù)字接口，它 們都在相同的單片(monolithic)半導(dǎo)體管芯上制作。所述通信電路適于用作發(fā)送機(jī)和接收機(jī)中的至少一個(gè)。所述數(shù)字接口適于在除半導(dǎo)體 壓模以外的電路和通信電路之間傳輸音頻信號。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，模-數(shù)轉(zhuǎn)換器包括第一 delta sigma 調(diào)制器，其包括第一濾波網(wǎng)絡(luò)；以及笫二 delta sigma調(diào)制器，其包括 第二濾波網(wǎng)絡(luò)。模-數(shù)轉(zhuǎn)換器包括這樣的電路，其控制在第一濾波網(wǎng) 絡(luò)和第二濾波網(wǎng)絡(luò)之間的交叉耦合，以便控制所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器是處 于處理獨(dú)立實(shí)信號的第一模式，還是處于處理正交信號的第二模式。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及其他特征，將從下列附圖、說明書和權(quán)利要求中 得以理解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多模式FM收發(fā)機(jī)的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線系統(tǒng)的示意圖。
圖3是多模式FM收發(fā)機(jī)的示意圖，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明了收 發(fā)機(jī)在FM接收模式下的操作。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明了多模式FM收發(fā)機(jī)的FM接收模 式下的不同子模式的表。
圖5是多模式FM收發(fā)機(jī)的示意圖，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明了收 發(fā)機(jī)在FM發(fā)送模式下的操作。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明了多模式FM收發(fā)機(jī)的FM發(fā)送模 式下的不同子模式的表。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明了多模式FM收發(fā)機(jī)的音頻模式的 示意圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明了多模式FM收發(fā)機(jī)的音頻模式下 的不同子模式的表。
圖9根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例說明了實(shí)數(shù)離散時(shí)間delta sigma調(diào)制器 的噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)數(shù)離散時(shí)間delta sigma調(diào)制器的正 頻率的噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)。
圖ll是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)數(shù)離散時(shí)間delta sigma調(diào)制器的負(fù) 頻率的噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)。
圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的示意圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖12的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的環(huán)路濾 波器的示意圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說明了在被配置成處理正交信號時(shí)的圖 13的環(huán)路濾波器的示意圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在被配置成處理實(shí)信號時(shí)的圖13的 環(huán)路濾波器的示意圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多模式FM收發(fā)機(jī)的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器的 示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明于此所述的實(shí)施例，可以在單片集成電路半 導(dǎo)體芯片11上制作的多模式調(diào)頻(FM)收發(fā)機(jī)10，具有幾種不同的 信號處理工作模式，其中，收發(fā)機(jī)10執(zhí)行FM發(fā)射、FM接收、模擬 混合、數(shù)字混合、和編解碼器功能。更具體而言，如此所述，多模式 FM收發(fā)機(jī)10具有收發(fā)機(jī)10用作FM發(fā)送機(jī)的FM發(fā)送模式；收發(fā)機(jī) 10用作FM接收機(jī)的FM接收模式；以及收發(fā)機(jī)10用作編解碼器的音 頻模式。在每種工作模式下，多媒體FM收發(fā)機(jī)10可以執(zhí)行各種的模 擬和/或數(shù)字混合功能。另外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，多模式FM 收發(fā)機(jī)10包括數(shù)字音頻接口 16，其允許數(shù)字音頻信號在收發(fā)機(jī)10和 在收發(fā)機(jī)10外部的電路(例如"芯片外"電路)之間通信數(shù)字音頻信 號。
根據(jù)于此所述的本發(fā)明實(shí)施例，F(xiàn)M發(fā)送模式、FM接收模式以及 音頻模式是直交的(orthogonal),因?yàn)槎嗄Ｊ紽M收發(fā)機(jī)10在一個(gè)時(shí) 間只能處于其中的一種模式。然而，可以理解的是，在本發(fā)明的其他 的實(shí)施例中，多模式FM收發(fā)機(jī)可以同時(shí)工作在FM接收模式、FM發(fā) 送模式以及音頻模式中的兩種或更多模式下。
通常，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，多模式FM收發(fā)機(jī)10可以接收 一個(gè)或多個(gè)下列輸入源信號數(shù)字音頻(稱為"DIN")，其通過數(shù)字音 頻接口 16接收；進(jìn)入的射頻(RF)信號，其從外部接收天線80接收； 數(shù)字音頻段信號，其從數(shù)字聲頻接口 16接收；以及左通道(稱為"LIN，，) 和右通道(稱為"RIN，，)模擬立體聲通道信號，其分別在輸入端子40 和42接收。取決于多模式FM收發(fā)機(jī)10的具體配置，收發(fā)機(jī)10能夠?qū)⑵鋬?個(gè)或更多的輸入源信號混合，以便產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)下列輸出信號驅(qū) 動(dòng)外部發(fā)射天線60的輸出FM發(fā)射信號；左通道(稱為"LOUT")和 右通道(稱作"ROUT")模擬立體聲信號，其分別出現(xiàn)在輸出端子52 和50;以及通過數(shù)字音頻接口 16路由的數(shù)字輸出信號(稱作"DOUT")。 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，多模式FM收發(fā)機(jī)IO還可以在輸出端子64 提供低阻抗RF輸出信號(稱作"TXB")，以驅(qū)動(dòng)低阻抗負(fù)載(load )。
如此所述，為了降低收發(fā)機(jī)的復(fù)雜度和大小，以及減少設(shè)計(jì)收發(fā) 機(jī)10所消耗的總時(shí)間，多模式FM收發(fā)機(jī)10重復(fù)使用它的一些硬件 部件。例如，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例，多模式FM收發(fā)機(jī)IO的數(shù)字信 號處理器(DSP ) 20都執(zhí)行收發(fā)機(jī)10的數(shù)字FM調(diào)制(針對FM發(fā)送 模式)和數(shù)字FM解調(diào)(針對FM接收模式)。作為硬件重復(fù)使用的另 一示例，多模式FM收發(fā)機(jī)10的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC ) 24和26在模 擬域和數(shù)字域之間執(zhí)行復(fù)信號(在收發(fā)機(jī)10處于FM接收模式時(shí))和 實(shí)信號(在收發(fā)機(jī)10處于FM發(fā)送模式時(shí))的變換。另外，ADC 24 和ADC 26可在音頻模式下使用，以^f更數(shù)字化LEN和RIN立體聲通道 信號。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，作為被多模式FM收發(fā)機(jī)10重復(fù)使用 的硬件的另一示例，對于FM接收和音頻這兩個(gè)模式，收發(fā)機(jī)IO的數(shù) -模轉(zhuǎn)換器(DAC) 32和36將數(shù)字音頻段信號從數(shù)字域轉(zhuǎn)換到模擬 域。DAC 32和36同樣在FM發(fā)送模式期間使用，以便將中頻(IF) 段信號從數(shù)字域轉(zhuǎn)換到模擬域。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到多模式FM收發(fā)機(jī)10的整體拓樸結(jié)構(gòu)，收發(fā)機(jī)10包括 多路復(fù)用器100，以便向ADC24和26路由適宜的模擬信號用于轉(zhuǎn)換。 例如，多路復(fù)用器100可以在FM接收模式期間選擇進(jìn)入的模擬IF信 號，在FM發(fā)送模式和音頻模式期間選擇LIN和RIN立體聲通道信號。 由ADC 24和26提供的數(shù)字信號被路由至DSP 20。
對于FM接收模式，多模式FM收發(fā)機(jī)10包括模擬混合器90，其 耦合于可調(diào)本地振蕩器92，可調(diào)本地振蕩器92的頻率選擇了收發(fā)機(jī) IO被調(diào)諧到的期望的FM通道。響應(yīng)于進(jìn)入的RF FM信號，混合器 90產(chǎn)生相應(yīng)的模擬IF、 FM正交(quadrature)信號，這些信號在被 路由到ADC24和26之前通過可編程序增益放大器(PGA)94。因此，ADC24和26將來自PGA94的模擬IF正交信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所 述數(shù)字信號被提供到DSP20。 DSP20解調(diào)接收的復(fù)信號，以在其輸出 端子上提供相應(yīng)的數(shù)字左、右通道立體聲信號，這些數(shù)字立體聲信號 由DAC 32和36分別轉(zhuǎn)換為模擬對應(yīng)部(counterpart )。還如下所述， 接下來的混合可通過混合器或模擬加法器54來執(zhí)行，其在輸出端子50 和52分別提供ROUT和LOUT立體聲信號。注意，數(shù)字解調(diào)立體聲 信號還可以從DSP 20被路由到數(shù)字音頻接口 16,以便產(chǎn)生DOUT數(shù) 字信號。
在多模式FM收發(fā)機(jī)的FM發(fā)送模式中，即將通過FM通道(例 如，通過本地振蕩器92的頻率選擇的FM通道)發(fā)送的內(nèi)容，可用 DIN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號、LIN和RIN立體聲通道信號或這些信號的組合來 產(chǎn)生。因此，取決于模擬信號是通信一些還是所有的發(fā)送內(nèi)容，多模 式FM收發(fā)機(jī)10可以4吏用ADC 24和26。 DSP 20對將通過FM通道 來發(fā)送的內(nèi)容執(zhí)行FM調(diào)制，以便產(chǎn)生數(shù)字直交(orthogonal) FM信 號，這些信號被提供給DAC32和36,來產(chǎn)生處于IF范圍內(nèi)的對應(yīng)模 擬直交FM信號。多模式FM收發(fā)機(jī)10的模擬混合器68 (其將模擬直 交FM信號與通過本地振蕩器92選擇的頻率相混合)，對這些信號進(jìn) 行頻率轉(zhuǎn)換并組合，以便產(chǎn)生提供給發(fā)送天線60的RF FM信號。通 過多模式FM收發(fā)機(jī)10執(zhí)行的FM調(diào)制的更多細(xì)節(jié)，可以在題為 "TRANSMITTER ARCHITECTURE"的美國專利申請11/394， 716 中找到，該申請具有相同的受讓人，與本文共同申請，并因此合并其 全部內(nèi)容作為參考。
在多模式FM收發(fā)機(jī)10的音頻模式下，DSP 20可被用于執(zhí)行數(shù)字 混合。在音頻模式下的模擬混頻可利用加法器54來執(zhí)行，如下進(jìn)一步 所述。
在多模式FM收發(fā)機(jī)10的其他特征中，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例， 收發(fā)機(jī)10包括控制接口 38，用于接收控制收發(fā)機(jī)10工作的模式(FM 發(fā)送、FM接收或音頻)，以及所述模式的具體子模式配置的各種信號 39，如下面進(jìn)一步所述。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，多模式FM收發(fā) 機(jī)10還可以包括微控制器單元(MCU) 110，其協(xié)調(diào)收發(fā)機(jī)10的一般 操作，例如配置ADC24和26以及DAC32和36,配置通過多路復(fù)用 器100的數(shù)據(jù)流等，如下面進(jìn)一步所述。參見圖2，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，多模式FM收發(fā)機(jī)10可以 是多媒體便攜無線設(shè)備126的一部分，而多媒體便攜無線設(shè)備126可 以是無線系統(tǒng)120的一部分。作為示例，無線設(shè)備126可以是專用MP3 播放器、具有播放音樂下栽能力的蜂窩電話或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、 衛(wèi)星天線和FM接收機(jī)之間的無線鏈路的一部分等。
在無線設(shè)備126的其他各種功能中，無線設(shè)備126可在存儲器166 上存儲數(shù)字歌曲，存儲器166可以是閃存或硬盤驅(qū)動(dòng)器(僅作為一些 示例)。無線設(shè)備126通常包括應(yīng)用子系統(tǒng)160，其例如可以接收來自 無線設(shè)備126的鍵區(qū)162的輸入，并在顯示器168上顯示信息。此外， 應(yīng)用子系統(tǒng)160通?？梢钥刂圃诖鎯ζ?66中進(jìn)行歌曲的檢索和存儲， 并控制與多模式FM收發(fā)機(jī)10之間的歌曲通信(例如，經(jīng)由DIN數(shù)據(jù) 信號(參見圖1)。如所示，多模式FM收發(fā)機(jī)10可以直接連接到功率 相對低的左通道140揚(yáng)聲器和右通道150揚(yáng)聲器，用于播放存儲的歌 曲、混合版本的歌曲以及其他的聲音，如下面進(jìn)一步所述。如圖2所 述，多模式FM收發(fā)機(jī)IO可以由匹配的網(wǎng)絡(luò)130耦合到接收天線60， 且可以由匹配的網(wǎng)絡(luò)132耦合到發(fā)送天線80。
雖然無線設(shè)備126可以包括揚(yáng)聲器140和150，但可能希望經(jīng)由更 復(fù)雜的揚(yáng)聲器系統(tǒng)播放無線設(shè)備126產(chǎn)生的聲音。因此，根據(jù)本發(fā)明 一些實(shí)施例，無線設(shè)備126可以經(jīng)由多模式FM收發(fā)機(jī)10,通過FM 通道向鄰近的立體聲系統(tǒng)200(作為示例)的接收機(jī)廣播待播放的內(nèi)容。 如所示，立體聲系統(tǒng)200包括RF天線204,用于從無線設(shè)備126接收 發(fā)送的內(nèi)容。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，無線設(shè)備126可以具有通過通信網(wǎng)絡(luò) (例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行通信的能力。針對本發(fā)明的這些實(shí)施例，無 線設(shè)備126可以包括耦合于應(yīng)用子系統(tǒng)160的基帶子系統(tǒng)170，用于編 碼和解碼此無線網(wǎng)絡(luò)的基帶信號?；鶐ё酉到y(tǒng)170可以耦合于收發(fā)機(jī) 174，而收發(fā)機(jī)174連接到對應(yīng)的發(fā)送天線176和接收天線178。針對 本發(fā)明的這些實(shí)施例，多模式FM收發(fā)機(jī)10可用于混入音頻內(nèi)容，以 便指示基帶子系統(tǒng)170的操作。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，響 應(yīng)于進(jìn)入的電話呼叫，多模式FM收發(fā)機(jī)10可以混合可聞鈴聲信號， 讓無線設(shè)備126的聽眾察覺到進(jìn)來的電話正在被接收。其他實(shí)施例是 可能的，并處于后附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，當(dāng)處于FM接收模式下時(shí)，多模式FM 收發(fā)機(jī)10可以建立圖3所述的普通信號流。多模式FM收發(fā)機(jī)10在 FM接收模式期間可以提供的各種功能(即，F(xiàn)M接收模式的子模式)， 通常由四個(gè)比特控制，這四個(gè)比特可經(jīng)由控制接口 38 (見圖1)寫入 1個(gè)比特(稱為"DI")，控制DIN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號的使能 (enablement); 1個(gè)比特(稱為"DO"),控制DOUT數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出 信號的使能；1個(gè)比特(稱為"LO，，)，控制LOUT和ROUT立體聲通 道信號的使能；以及1個(gè)比特(稱為"LT")，控制RIN和LIN立體聲 通道輸入信號的使能。還可以經(jīng)由控制接口 38寫入稱為"RX"的比 特，其被用于選擇FM接收模式。
概念上，DI信號通?？刂崎_關(guān)264的狀態(tài)，而開關(guān)264控制DIN 信號與DSP20的通信。DO信號通?？刂崎_關(guān)266，而開關(guān)266控制 DOUT信號從DSP 20的傳輸。LO信號控制兩個(gè)開關(guān)254和256:開 關(guān)254控制DAC32的輸出端子和混合器54之間的通信，開關(guān)256控 制DAC 36的輸出端子和混合器54之間的通信。LT信號控制兩個(gè)開關(guān) 260和262的狀態(tài)LT信號控制開關(guān)260的狀態(tài)，而開關(guān)260耦合在 RIN右立體聲通道信號輸入端子40和混合器54之間；LT信號還控制 開關(guān)262的狀態(tài)，開關(guān)262耦合在LIN立體聲通道輸入信號端子42 和混合器54之間。
LT、 LO、 DO和DI信號的組合對于FM接收模式提供了高達(dá)十 六個(gè)可能的子模式，如圖4表中所述。然而， 一些子模式也許不被使 用并因而在圖4中表示為被"無效"。例如，對于圖4所描述的子模式 一 ("無效模式")，LT、 LO、 DO和DI比特都被禁用(de-asserted), 以禁止(disable)所有去往/來自多模式FM收發(fā)機(jī)10的輸入/輸出信 號。
作為FM接收模式的可能子模式的示例，LT信號可被啟用(assert) (例如，邏輯"1"比特)，以便將RIN和LIN立體聲通道信號耦合到 模擬混合器54。如果LO信號也被啟用(例如，邏輯"1"比特)，那 么RIN和LIN立體聲通道信號可以與來自選擇的FM通道的接收內(nèi)容 進(jìn)行混合。如果LT信號被啟用，然而，LO信號被禁用(例如，邏輯 "0"比特)，那么(連接到端子40和42的)麥克風(fēng)可被用于直接通 過無線設(shè)備126的輸出揚(yáng)聲器140和150 (例如，見圖2)播放用戶的語音。作為另一示例，如果DI信號被啟用，則多模式FM IO可用于 數(shù)字混合，其中，DIN數(shù)字輸入信號可以與從FM通道接收的內(nèi)容相 混合。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，DI信號可以被啟用，用于將 數(shù)字鈴聲音調(diào)信號與接收的FM內(nèi)容相混合，以便以聽覺方式通知有 電話呼叫進(jìn)來。DO信號的啟用可以用于數(shù)字記錄。因此，根據(jù)本發(fā)明 的一些實(shí)施例，混合的FM內(nèi)容和DIN數(shù)字輸入信號可以被發(fā)送給 DOUT數(shù)字輸出信號，用于允許應(yīng)用子系統(tǒng)160 (參見圖2)數(shù)字地記 錄混合的信號。其他的變化也是可能的。
如圖3所述，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，除執(zhí)行FM解調(diào)(如方 框280所示)外，DSP20還可以執(zhí)行數(shù)字混合，如通過混合器270和 272所述的那樣。因此，混合器270可以用于左立體聲通道的混合，混 合器272可以用于右立體聲通道的混合。如圖3所示，DOUT數(shù)字輸 出信號從混合器270和272的輸出導(dǎo)出。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于FM收發(fā)模式，多模式FM收發(fā) 機(jī)10具有普通的信號流，如圖5所示。還參照描述所有可能子模式的 圖6, FM發(fā)送模式的具體子模式通常響應(yīng)于四個(gè)信號被編程LT信 號、DO信號、DI信號和稱為"LI"的信號。LI信號在被啟用時(shí)，能 夠4吏LIN左通道立體聲輸入端子42和RIN右通道立體聲輸入端子40 分別連接至ADC 24和ADC 26。另外，稱為"TX"的信號用于將多 模式FM收發(fā)機(jī)10置于FM發(fā)送模式下。
如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，F(xiàn)M發(fā)送模式的十二個(gè)可 能"有效，，子模式，可以通過操縱LT、 LI、 DO和DI信號的狀態(tài)來獲 得?；仡^參照圖5和圖6，例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，LI信號 可以被啟用，以使開關(guān)290和292將LIN和RIN立體聲通道信號耦合 于ADC 24和26。接下來，ADC 24和26向DSP 20提供LIN和RIN 立體聲通道信號的數(shù)字化表示。例如，DSP 20的數(shù)字加法器270和272 數(shù)字地將數(shù)字化LIN和RIN信號與進(jìn)來的DIN信號(如果DI信號被 要求)相混合，然后執(zhí)行FM調(diào)制，以<更通過FM通道向鄰近的立體 聲系統(tǒng)發(fā)送混合的內(nèi)容。因此，LI信號可以被啟用，用于通過所選的 FM通道將LIN和RIN信號內(nèi)容發(fā)送出去。例如，這可以用于混合從 麥克風(fēng)(連接到端子40和42)輸出的信號，從而從用戶輸入的音頻可 以與重放的歌曲(經(jīng)由DIN信號接收)相混合，并通過立體聲通道播放。
如另一示例，LIN和RIN立體聲通道信號可用于通信待通過RF FM通道發(fā)送出去的音頻內(nèi)容，同時(shí)DIN信號指示通過該通道播放的 鈴聲音調(diào)。再如另一示例，LI信號可以被禁用，而DI信號可被啟用， 從而便于多模式FM收發(fā)機(jī)10直接進(jìn)行數(shù)字傳送。仍如另一示例，DO 信號可被啟用，用于數(shù)字記錄通過混合器270和272提供的數(shù)字信號。 因此，根據(jù)本發(fā)明許多不同可能的實(shí)施例，許多組合是可能的。
圖7描述了多模式FM收發(fā)機(jī)10在音頻模式下的普通信號流。在 音頻模式下，收發(fā)機(jī)10可以執(zhí)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)-模轉(zhuǎn)換、線路旁路、 模擬混合和數(shù)字混合。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，音頻模式的子模式 由LT、 LO、 LI、 DO和DI信號來控制。具體而言，在音頻模式下， 32個(gè)子模式是可能的，如圖8所述。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，音頻 模式通常可由禁用TX和RX信號來選擇。
作為可能的子模式示例，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，RIN和LIN 立體聲通道信號的模-數(shù)轉(zhuǎn)換可通過啟用LI和DO信號來完成。因此， 此子模式的DOUT信號指示RIN和LIN立體聲通道信號的數(shù)字化版 本。如另一示例，DIN信號的數(shù)-模轉(zhuǎn)換，可通過啟用的DI和LO信 號來完成。在此模式下，DAC32和36形成了 LOUT和ROUT信號， 其指示從DIN數(shù)字輸入信號導(dǎo)出的模擬左通道信號和右通道信號。關(guān) 于混合，數(shù)字混合可以通過啟用DI和LI信號來完成。因此，RIN和 LIN立體聲通道信號被數(shù)字化，并且經(jīng)由混合器270和272與DIN數(shù) 據(jù)信號相混合。數(shù)字輸出然后可通過啟用DO信號而獲得，從而DOUT 信號指示數(shù)字混合的信號。模擬混合可以同樣地被執(zhí)行。例如，可以 啟用DI、 LO和LT信號，使得DIN信號的模擬表示出現(xiàn)在混合器54 中，而混合器54將RIN和LIN信號與這些模擬信號相混合來產(chǎn)生模 擬的LOUT和ROUT信號。作為另一變化，線旁路可通過啟用LT信 號和禁用LO信號來執(zhí)行，以便將立體聲輸入端子40和42分別耦合 于立體聲輸出端子50和52。因此，許多變化是可能的，并處于后附權(quán) 利要求的范圍之內(nèi)。
回頭參照圖1 ，根據(jù)本發(fā)明的 一些實(shí)施例，ADC 24、 26可以是delta sigma調(diào)制器(DSM)。由于在多模式FM收發(fā)機(jī)10的不同工作模式 下ADC 24和26的重復(fù)^f吏用，ADC 24和26才艮據(jù)所選的模式來處理一對獨(dú)立的立體聲實(shí)信號，或者一對相互關(guān)聯(lián)的I和Q正交信號。
實(shí)信號可被定義為隨時(shí)間變化的(現(xiàn)實(shí)世界的)電物理量，即， 電壓、電流或功率。實(shí)信號用正頻率和負(fù)頻率的對稱頻譜表征，即其 頻譜的中心頻率可以用以大小相等方向相反的旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)的振幅相
同的兩個(gè)相量表示。復(fù)數(shù)或正交信號可被定義為這樣的信號，其可以 用兩個(gè)實(shí)信號，實(shí)數(shù)或同相(I)部或虛數(shù)或正交(Q)部表示，使得 其頻譜的中心頻率可由以正或負(fù)旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)的單個(gè)相量表示。如果 帶寬的一半小于它的中心頻率，則信號頻譜只有正、負(fù)頻率分量。反 之，存在關(guān)于DC不對稱的頻譜，其擴(kuò)展到DC本身。基于此定義，不 對稱(即，沒有擴(kuò)展到DC)的通帶(passband)頻譜的情況不被認(rèn)為 是復(fù)信號，但被認(rèn)為是兩個(gè)復(fù)信號的疊加。實(shí)際上，兩個(gè)通帶頻譜的 中心頻率可由振幅不同、反向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)相量表示。此情況發(fā)生在例 如I和Q路徑出現(xiàn)不匹配時(shí)這兩個(gè)中心頻率分量可以由相等反向旋 轉(zhuǎn)、振幅不同的兩個(gè)相量來表示。還應(yīng)注意，實(shí)信號本身可以被認(rèn)為 是兩個(gè)復(fù)信號的疊加。
對于降頻變頻正交(I/Q )低IF或零IF無線電信號，DSM可以要 么在實(shí)數(shù)配置下進(jìn)行工作，要么在復(fù)數(shù)配置下進(jìn)行工作，因?yàn)橥?I) 和正交(Q)實(shí)信號表示同一復(fù)信號的實(shí)部和虛部。具體而言，就低 IF信號的信噪比(SNR)而言，尤其是如果IF頻率相對于信號帶寬不 是那么低的話，復(fù)數(shù)配置是尤其有利的。反之，由于LIN和RIN立體 聲通道信號是兩個(gè)完全獨(dú)立的實(shí)信號，對于立體聲音頻信號只能使用 實(shí)數(shù)配置。
雖然下面的論述只考慮了基于離散時(shí)間(DT)的DSM，但是本發(fā) 明的實(shí)施例還可以包括連續(xù)時(shí)間DSM (CT-DSM)，因?yàn)镃T DSM等 效于具有抗混疊(anti-aliasing)濾波器(AAF )前端的DT-DSM。
圖9示出了實(shí)數(shù)離散時(shí)間(DT)DSM的可能的四階噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù) (NTF )，其中零已經(jīng)針對信號的帶寬進(jìn)行了優(yōu)化。如所示，實(shí)數(shù)塊(real block)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的幅度是頻率的偶函數(shù)，即關(guān)于DC對稱。同時(shí)， 信號關(guān)于DC對稱。角頻率Ws表示信號的中心頻率。此結(jié)構(gòu)還可用于 處理復(fù)信號，用兩個(gè)相同系統(tǒng) 一個(gè)用于I， 一個(gè)用于Q。對于正或負(fù) 頻率而言，NTF的復(fù)數(shù)表示將是相同的而所述信號將只具有一行頻譜。
圖10和11示出了復(fù)數(shù)DSM的可能的四階噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)(NTF)，其中零已經(jīng)針對信號的帶寬進(jìn)行了優(yōu)化。如可以看到的，函數(shù)關(guān)于DC 不對稱，但關(guān)于信號帶寬的中心頻率是對稱的。在復(fù)信號情況下，這 允許在所關(guān)心的BW中放置所有四個(gè)零，通過這樣做， 一般會(huì)獲得更 好的信噪比。
參見圖12，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，ADC 24和26可一起具有 數(shù)-模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)399。具體而言，該結(jié)構(gòu)可包括兩個(gè)delta sigma調(diào) 制器(DSM )400和450,其中每個(gè)DSM都具有相似的設(shè)計(jì)。DSM 400、 450每個(gè)都接收模擬信號并將該模擬信號轉(zhuǎn)換成其數(shù)字對應(yīng)部。例如， DSM 400接收模擬信號(稱為"Ul(z)")并提供數(shù)字信號(稱為"Y1 (z)")。類似地，DSM 450接收稱為"U2(z)"的模擬信號，并提供 稱為"Y2(z)"的數(shù)字信號。如圖12所示，交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460可能將 DSM 400和450耦合在一起，取決于ADC 24和26是處理獨(dú)立的實(shí)信 號還是處理表示復(fù)信號的I和Q分量的兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的信號。
更具體而言，當(dāng)ADC24和26處理獨(dú)立的實(shí)信號(例如，LIN和 RIN立體聲通道信號)時(shí)，交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460與DSM 400和450去耦， 從而DSM400和450是各自獨(dú)立的，產(chǎn)生出對應(yīng)的數(shù)字對應(yīng)信號。然 而，當(dāng)Ul (z)和U2 (z)信號是正交信號(即，表示復(fù)信號的I和Q 分量的相互關(guān)聯(lián)的實(shí)信號)時(shí)，交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460將DSM 400和450 耦合在一起，以便產(chǎn)生出表現(xiàn)為Yl (z)和Y2 (z)信號的對應(yīng)的正交 數(shù)字信號。如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460 接收信號(稱為"I/Q")，可被啟用(例如)以使得交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460 有效"消失"、并且可被禁用(例如)以交叉耦合DSM 400和450來 處理正交信號的信號。
如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例，DSM400包括從DAC402 接收輸出信號的求和節(jié)點(diǎn)404, DAC 402將Yl ( z)數(shù)字輸出信號轉(zhuǎn)換 為模擬信號。求和節(jié)點(diǎn)404從輸入信號Ul (z)中減去由DAC 402提 供的信號。這產(chǎn)生了被提供給DSM400的濾波網(wǎng)絡(luò)410的信號(稱為 "A1 (z)")。接下來，濾波網(wǎng)絡(luò)410提供被提供給量化器412的輸出 信號(稱為"Bl(z)"),而量化器412提供Y1 (z)輸出信號。注意， 量化器412執(zhí)行噪聲整形，從而DSP 20 (見圖1)可以輕易地從數(shù)字 化信號中消除噪聲。濾波網(wǎng)絡(luò)410還接收I/Q信號，并經(jīng)由總線411 接收濾波網(wǎng)絡(luò)410的系數(shù)的表示。因此，取決于I/Q信號的狀態(tài)，濾波網(wǎng)絡(luò)410相應(yīng)地使其結(jié)構(gòu)適應(yīng)。此外，經(jīng)由總線411被編程到濾波 網(wǎng)絡(luò)410中的系數(shù)，根據(jù)DSM 400是正在處理獨(dú)立的實(shí)信號還是正在 處理正交信號而改變。
根據(jù)本發(fā)明 一些實(shí)施例，DSM 450可具有與DSM 400相似的結(jié)構(gòu)。
作為更具體的示例，圖13在Z域中描述了 DSM 400的濾波器41(h (即，濾波器410的實(shí)施例)，DSM 450的濾波器4102 (即，濾波器 410的實(shí)施例)，以及耦合于其間的交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460。根據(jù)本發(fā)明的 一些實(shí)施例，濾波網(wǎng)絡(luò)410i和4102每個(gè)都是四階實(shí)數(shù)Chebychev型濾 波器。每個(gè)濾波網(wǎng)絡(luò)41(h、 4102包括系數(shù)增益470，系數(shù)增益470在 DSM400和450正在處理獨(dú)立實(shí)信號時(shí)是非零的，在DSM 400和450 正在處理復(fù)信號的相互關(guān)聯(lián)的正交信號時(shí)被設(shè)置為零(從而實(shí)際上除 去該增益)。交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460還包括增益480,增益480在DSM400 和450正在處理相互關(guān)聯(lián)的正交信號時(shí)是非零的，在DSM 400和450 正在處理獨(dú)立的實(shí)信號時(shí)為零。
因此，同樣參照圖14，對于DSM 400和450正在處理正交信號的 情況，增益470實(shí)際上消失了，如圖14所述。注意，濾波網(wǎng)絡(luò)41(h 和4102的各種剩余增益被編程，或被調(diào)整，用于正交信號的處理，以 便調(diào)整有效環(huán)路濾波器的零和中心頻率。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，MCU 110 (圖1 )可以控制濾1/Q信號 的產(chǎn)生以及濾波器系數(shù)的編程，這取決于多模式RF收發(fā)機(jī)10的模式。
圖15描述了 DSM處理實(shí)信號期間的濾波網(wǎng)絡(luò)410n 4102和460。 在圖15中，增益480 (見圖13 )為零，并且調(diào)整增益470以處理獨(dú)立 的實(shí)信號。因此，在DSM 400和450正在處理獨(dú)立的實(shí)信號時(shí)，交叉 耦合網(wǎng)絡(luò)460實(shí)際上就消失了。
參照圖16，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，每個(gè)DAC 32、 36可以具 有下面的設(shè)計(jì)。DAC 32、 36包括數(shù)字側(cè)500和模擬側(cè)510。數(shù)字側(cè)500 包括可編程內(nèi)插器502和二階delta sigma調(diào)制器504。模擬側(cè)510包 括一階開關(guān)電容濾波器512和二階有源RF濾波器514。
對于多模式FM收發(fā)機(jī)10的FM接收模式，來自DSP的信號具 有16kHz的帶寬(作為示例)，該帶寬的Nyquist(尼奎斯特)頻率/wc,/t 是32kHz (作為示例)?？删幊虄?nèi)插器502內(nèi)插該信號96次(作為示 例)，這意味著過采樣率是96，過采樣頻率/^tt大約為3MHz。然后，此過采樣的信號由二階delta sigma調(diào)制器504進(jìn)行處理，產(chǎn)生一個(gè)比 特的流。
上述部件用數(shù)字硬件來實(shí)現(xiàn)。 一個(gè)比特的流由一階開關(guān)電容濾波 器512進(jìn)行過濾，以便消除頻帶外的量子化噪聲并重構(gòu)成模擬信號。 有源RF濾波器514進(jìn)一步使所述信號平滑。選擇濾波器的階，以便最 小化面積和功率。高階濾波器可用于改進(jìn)性能。來自時(shí)間有源RF濾波 器514的信號，可以發(fā)送給頭戴受話器放大器，以便驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。
對于多模式FM收發(fā)機(jī)10的FM發(fā)送模式，信號經(jīng)歷相同的處理 過程。但是由于更寬的信號帶寬，/&汰此刻為456kHz(作為示例)。過 采樣率是26次(作為示例)，而/yc儀大概是12MHz(作為示例)。這是 可能的，因?yàn)镕M的發(fā)射SNR要求比接收路徑更寬松。delta sigma調(diào) 制器504仍然是二階的，但被配置成使帶寬為200kHz、中心在128kHz 的信號通過。
對于接收機(jī)的調(diào)制器，噪聲傳遞函數(shù)的零點(diǎn)位置被置于DC，但是 對于發(fā)送機(jī)的調(diào)制器，零點(diǎn)位置被優(yōu)化并被置于128kHz左右。開關(guān)電 容(switched cap )有源濾波器512的帶寬，可以通過關(guān)斷集成電容器 的一部分來變成容納所述信號。有源RF濾波器514的帶寬也相應(yīng)地進(jìn) 行編程。
雖然本發(fā)明已經(jīng)針對數(shù)量有限的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是受益于 該公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員，從中將理解眾多的修改和變化。而附加權(quán) 利要求意欲在于覆蓋在本發(fā)明真實(shí)精神和范圍之內(nèi)的所有這些修改和 變化。
權(quán)利要求
1. 一種收發(fā)機(jī)，包括處理器，其適于在收發(fā)機(jī)的發(fā)送模式下，響應(yīng)于第一數(shù)字信號產(chǎn)生調(diào)制信號；以及在收發(fā)機(jī)的接收模式下，響應(yīng)于第二數(shù)字信號產(chǎn)生解調(diào)信號；以及，下列裝置中的至少一個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，在發(fā)送模式下提供第一數(shù)字信號以及在接收模式下提供第二數(shù)字信號；和數(shù)-模轉(zhuǎn)換器，在發(fā)送模式下將數(shù)字調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號，并且響應(yīng)于接收模式將數(shù)字解調(diào)信號轉(zhuǎn)換為模擬解調(diào)信號。
2. 權(quán)利要求l的收發(fā)機(jī)，其中，所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器適于在接收 模式下處理正交信號以及在發(fā)送模式下處理非正交信號。
3. 權(quán)利要求l的收發(fā)機(jī)，其中，所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器適于基于收 發(fā)機(jī)是處于發(fā)送模式還是接收模式，來改變該轉(zhuǎn)換器的頻率響應(yīng)。
4. 權(quán)利要求l的收發(fā)機(jī)，其中，第一數(shù)字信號包括音頻頻段信號。
5. 權(quán)利要求l的收發(fā)機(jī)，其中，第二數(shù)字信號包括中頻信號。
6. 權(quán)利要求1的收發(fā)機(jī)，其中，所述處理器適于在收發(fā)機(jī)的音頻 模式下將第一數(shù)字信號與第二數(shù)字信號混合，以及所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器適于在音頻模式下提供第一數(shù)字信號。
7. 權(quán)利要求6的收發(fā)機(jī)，其中，所述收發(fā)機(jī)在一個(gè)時(shí)間只能處于 發(fā)送模式、接收模式和音頻模式之一。
8. 權(quán)利要求1的收發(fā)機(jī)，其中，所述數(shù)-模轉(zhuǎn)換器適于基于收 發(fā)機(jī)是處于發(fā)送模式還是接收模式，來調(diào)整該轉(zhuǎn)換器的采樣頻率。
9. 權(quán)利要求1的收發(fā)機(jī)，其中，所述數(shù)-模轉(zhuǎn)換器適于基于收 發(fā)機(jī)是處于發(fā)送模式還是接收模式，來調(diào)整該轉(zhuǎn)換器的帶寬。
10. 權(quán)利要求l的收發(fā)機(jī)，其中，所述處理器適于在收發(fā)機(jī)的音頻 模式下，將第一數(shù)字信號與第二數(shù)字信號混合以產(chǎn)生第三數(shù)字信號， 以及所述數(shù)-模轉(zhuǎn)換器適于在音頻模式下將第三數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬 信號。
11. 一種模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括 包括第一濾波網(wǎng)絡(luò)的第一 delta sigma調(diào)制器； 包括第二濾波網(wǎng)絡(luò)的第二 delta sigma調(diào)制器；以及電路，用于控制第 一 濾波網(wǎng)絡(luò)和第二濾波網(wǎng)絡(luò)之間的交叉耦合、 以便調(diào)節(jié)該模-數(shù)轉(zhuǎn)換器處理獨(dú)立的實(shí)信號還是處理正交信號。
12. 權(quán)利要求11的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述電路適于交叉耦合 第 一濾波網(wǎng)絡(luò)和第二濾波網(wǎng)絡(luò)，以使該模-數(shù)轉(zhuǎn)換器處理正交信號。
13. 權(quán)利要求11的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述電路適于使第一濾 波網(wǎng)絡(luò)和笫二濾波網(wǎng)絡(luò)去耦，以使該模-數(shù)轉(zhuǎn)換器處理獨(dú)立的實(shí)信號。
14. 權(quán)利要求ll的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述電路適于，基于模 -數(shù)轉(zhuǎn)換器處理獨(dú)立的實(shí)信號還是處理正交信號，來調(diào)節(jié)第一濾波網(wǎng) 絡(luò)和第二濾波網(wǎng)絡(luò)的濾波器參數(shù)。
15. —種方法，包括使用收發(fā)機(jī)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器和收發(fā)機(jī)的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器中的至少一 個(gè)，在該收發(fā)機(jī)的發(fā)送模式和接收模式下都處理信號。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中，使用的動(dòng)作包括 在收發(fā)機(jī)的接收模式下處理正交信號；以及 在收發(fā)機(jī)的發(fā)送模式下處理非正交信號。
17. 權(quán)利要求16的方法，還包括基于收發(fā)機(jī)是處于發(fā)送模式還是接收模式，調(diào)整模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的 頻率響應(yīng)。
全文摘要
一種包括處理器和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的收發(fā)機(jī)。處理器適于在收發(fā)機(jī)的發(fā)送模式下，響應(yīng)于第一數(shù)字信號產(chǎn)生調(diào)制信號；在收發(fā)機(jī)的接收模式下，響應(yīng)于第二數(shù)字信號產(chǎn)生解調(diào)信號。模-數(shù)轉(zhuǎn)換器在發(fā)送模式下提供第一數(shù)字信號，在接收模式下提供第二數(shù)字信號。
文檔編號H04B1/40GK101416403SQ200780012404
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者A·皮奧瓦卡里, C·辛, D·卡沙, G·T·塔特爾, J·埃爾內(nèi)斯, L·德爾, P·范科倫蘭, S·哈班 申請人:硅實(shí)驗(yàn)室公司