[发明专利]直接变频发射器中频率合成的方法和装置

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及无线通信，并且具体来说，涉及发射频率 信号生成。

背景技术

在“直接变频”发射器中，发射器调制和上变频一般在同一电路中 发生，这意味着，发射的载频信号与本地振荡器(LO)频率相同。虽然 这种方法在电路简化和减少的组件数方面提供了经济优势，但它提出 了某些设计挑战。

例如，为了抑制边带相位噪声以获得良好的相邻信道功率(ACP) 抑制性能，直接变频合成器的环路带宽一般应当保持为比较窄。但是， 这类频率合成环路中使用的较低功率、高调谐灵敏度压控振荡器(VCO) 有频率牵引的倾向，在其中它们受到较高功率发射信号调制的干扰。

增大频率合成器的环路带宽改进了它对牵引的抵制，但减小了它 抑制边带相位噪声的能力。因此，改进牵引抵制和ACP噪声性能表示 在单环路直接变频体系结构中难以解决的竞争设计挑战。通过使用两 个变频步骤对要发射的基带信息信号进行上变频，“两步”发射器体系 结构可用来解决牵引抵制与ACP性能之间的上述冲突，使得功率放大 器输出频谱相对远离VCO工作频率。

但是，作为一般建议，第二上变频步骤产生必须使用较昂贵的高 Q滤波器有效抑制的不希望的边带和寄生频率。由于这类滤波器难以 在高密度电路中在芯片上集成，因此两步变频过程通常需要使用芯片 外滤波器，从而增大了电路费用和尺寸。

此外，已知的是使用平移(translational)环路体系结构来减轻VCO 注入牵引问题，其中主锁相环作为平移环路中混频器的主要LO频率 进行操作，并将辅助LO频率施加到平移环路的相位检测器，以便实 现与变换信号的比较。但是，附加VCO和锁相环电路(例如相位检测 器、可编程分频器、环路滤波器)一般是产生第二LO频率以获得必要 的偏移(中间)频率所需的，它增加了设计的成本和尺寸。

发明内容

根据本文示教的发射频率合成的一个实施例，发射器电路包括： 第一锁相环(PLL)，配置成产生与发射频率信号非谐波相关的第一频率 信号；第一分频器，配置成分割第一频率信号，以便产生用于将发射 频率信号下变频为中频反馈信号的混频信号；第二分频器，配置成通 过分割第一频率信号来产生中频参考信号；以及第二PLL，配置成通 过将中频反馈信号锁相为中频参考信号来产生发射频率信号。这种发 射频率生成体系结构提供了许多经济和性能优势。

例如，将第二PLL用作平移PLL允许主VCO(在第一PLL中)与 发射频率非谐波相关，这意味着，主VCO没有受到发射频率上产生的 高功率输出信号的牵引。由于第一PLL没有牵引的倾向，因此它的环 路带宽相对于预期发射频率信道间隔可设置成很窄，使得它呈现极低 的相位噪声和典型的相邻信道功率(ACP)抑制。相反，第二PLL的环 路带宽相对于第一PLL的环路带宽可设置成很宽，使得第二PLL呈现 对VCO牵引效应极好的抵制。另外，第一和第二分频器的使用允许灵 活选择预期混频，以便产生中频反馈信号，并且提供方便而经济地获 得适当的中频参考信号的能力。

更具体来说，使用第一和第二分频器允许关联的发射器电路存储 与实现任何数量的预期发射频带和发射频率信道的频率方案对应的一 个或多个除数值或者一对或多对除数值。通过选择第一和第二分频器 中至少一个的除数值，以及通过对可能配置为主信道合成器的第一 PLL进行编程，发射频率可方便地设置为预期值，而无需附加LO电 路(包括VCO、相位检测器和环路滤波器)。

牢记上述灵活性和经济性，本文示教的发射器的一个实施例提供 一种正交(I/Q)调制器，它由上述第二PLL输出的发射频率信号激励。 I/Q调制器通过响应I/Q调制信号而调制发射频率信号来产生调制载波 信号，线性功率放大器配置成通过放大调制载波信号来产生(RF)输出 信号。这种配置提供了用于例如宽带CDMA(W-CDMA)、GSM、EDGE、 WLAN、蓝牙等无线通信应用的高性能和经济的发射器体系结构。