專利名稱：校正同相信號(hào)與正交相信號(hào)的相位差的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種校正相位差的方法及裝置，特別涉及一種校正同相信號(hào)與正交相信號(hào)的相位差的方法及裝置。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參閱

圖1，圖1為已知接收器10的示意圖。接收器10包含有一天線11、一低噪聲放大器(Low Noise Amplifier，LNA)12、混頻器14、24、低通濾波器(LPF)16、26、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)18、28、一數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)22。天線11接收一無線通信信號(hào)，而低噪聲放大器12是用于放大天線11所接收的無線通信信號(hào)?；祛l器14將該無線通信信號(hào)與一第一載波(亦即圖1所示的COSωct)混頻產(chǎn)生一模擬信號(hào)Sa1，另一混頻器24將該無線通信信號(hào)與一第二載波(亦即圖1所示的SIN(ωct+ψ))混頻產(chǎn)生一模擬信號(hào)Sa2。低通濾波器16、26用于分別濾除模擬信號(hào)Sa1、Sa2的高頻成分。此外，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器18、28是將模擬信號(hào)Sa1、Sa2分別轉(zhuǎn)換為一相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)Sd1、Sd2。數(shù)字信號(hào)處理器22是用于對(duì)數(shù)字信號(hào)Sd1、Sd2進(jìn)行后續(xù)信號(hào)處理。
如業(yè)界所已知，上述第一載波與第二載波之間需對(duì)應(yīng)一90度的相位差，以使混頻后的模擬信號(hào)Sa1、Sa2成為兩正交信號(hào)。然而，在實(shí)際的電路中，因?yàn)闇囟取⒅瞥桃约肮?yīng)電壓的飄移而會(huì)使第一載波與第二載波之間的理想相位差(亦即90度)產(chǎn)生一相位偏移φ，所以會(huì)影響信號(hào)解調(diào)變而增加通信系統(tǒng)的位錯(cuò)誤率(bit error rate)。因此，必須校正上述相位偏移φ，以便進(jìn)一步修正模擬信號(hào)Sa1、Sa2以增加通信系統(tǒng)的位率(bit rate)。已知技術(shù)主要是在將模擬信號(hào)Sa1、Sa2轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)之后Sd1、Sd2，再利用數(shù)字信號(hào)處理器22對(duì)該數(shù)字信號(hào)Sd1、Sd2來執(zhí)行離散傅立葉變換(Discrete FourierTransform，DFT)以求得相位偏移φ。然后再利用算出的相位偏移φ來補(bǔ)償該數(shù)字信號(hào)Sd1、Sd2。然而，利用離散傅立葉變換計(jì)算相位偏移φ的操作不僅需要復(fù)雜的邏輯電路進(jìn)行繁復(fù)的邏輯計(jì)算，更會(huì)增加額外的消耗功率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種檢測(cè)模擬信號(hào)的相位偏移，來校正同相信號(hào)與正交相信號(hào)的相位差的方法及裝置，以解決上述問題。
本發(fā)明的目的之一在于提供一種檢測(cè)模擬信號(hào)的振幅大小，用來校正同相信號(hào)與正交相信號(hào)的振幅的方法及裝置。
本發(fā)明的目的之一在于提供一種檢測(cè)模擬信號(hào)的相位偏移以及振幅大小，來校正同相信號(hào)與正交相信號(hào)的相位差以及振幅的方法及裝置。
本發(fā)明是在接收器上檢測(cè)模擬信號(hào)的相位偏移，再補(bǔ)償于接收器的數(shù)字信號(hào)，由于本發(fā)明是利用一相位檢測(cè)器來檢測(cè)相位偏移，不僅可以減少系統(tǒng)的復(fù)雜度，更可以降低系統(tǒng)的消耗功率。
本發(fā)明是在接收器上檢測(cè)模擬信號(hào)的振幅，并調(diào)整可程序增益放大器的增益，不僅可以減少系統(tǒng)的復(fù)雜度，更可以降低系統(tǒng)的消耗功率。
附圖簡(jiǎn)述圖1為已知接收器的示意圖。
圖2為本發(fā)明信號(hào)接收器的示意圖。
圖3為圖2所示的數(shù)字調(diào)整模塊的示意圖。
圖4為本發(fā)明信號(hào)接收器的示意圖。
附圖符號(hào)說明10接收器 30、70信號(hào)接收器11、31天線 12、32低噪聲放大器14、24、34、44混頻器16、26、36、46低通濾波器18、28、38、48模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器22數(shù)字信號(hào)處理器50相位檢測(cè)模塊 52數(shù)字調(diào)整模塊54、56乘法器 58加法器62振幅檢測(cè)模塊 64增益控制器64、66低通濾波器/可程序增益放大
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明信號(hào)接收器30的示意圖。信號(hào)接收器30包含有一天線31、一低噪聲放大器32、混頻器34、44、低通濾波器36、46、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器38、48、一相位檢測(cè)模塊50以及一數(shù)字調(diào)整模塊52。天線31用于接收一無線通信信號(hào)。低噪聲放大器32是用于放大該天線31所接收的無線通信信號(hào)?；祛l器34是電連接至低噪聲放大器32，用于將該無線通信信號(hào)與一第一載波(亦即圖2所示的COSωct)混頻產(chǎn)生一模擬信號(hào)Sa1’。低通濾波器36是用于濾除模擬信號(hào)Sa1中超過一第一預(yù)定頻率范圍的高頻信號(hào)，而模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器38將該模擬信號(hào)Sa1’轉(zhuǎn)換為一相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)Sd1’。此外，混頻器44是用于將天線31所接收的無線通信信號(hào)與一第二載波(亦即圖2所示的SIN(ωct+ψ))混頻產(chǎn)生一模擬信號(hào)Sa2’。低通濾波器46是電連接至混頻器44，用于濾除模擬信號(hào)Sa2’中超過一第二預(yù)定頻率范圍的高頻信號(hào)，本實(shí)施例中，該第一預(yù)定頻率范圍與該第二預(yù)定頻率范圍相同。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器48用于將模擬信號(hào)Sa2’轉(zhuǎn)換為一相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)Sd2’。本實(shí)施例中，相位檢測(cè)模塊50是電連接至混頻器34、44以及數(shù)字調(diào)整模塊52，用以檢測(cè)該模擬信號(hào)Sa1’及Sa2’的一相位偏移φ。檢測(cè)兩模擬信號(hào)的相位偏移φ，在電路實(shí)現(xiàn)上是很簡(jiǎn)單的，例如已知的相位頻率檢測(cè)器(Phase FrequencyDetector，PFD)即可實(shí)現(xiàn)，而不需要繁雜的電路來計(jì)算。相位檢測(cè)模塊50在檢測(cè)出模擬信號(hào)Sa1’及Sa2’的相位偏移φ后，并將對(duì)應(yīng)相位偏移φ的檢測(cè)結(jié)果傳送至數(shù)字調(diào)整模塊52。此外，數(shù)字調(diào)整模塊52是電連接至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器38、48以及模擬檢測(cè)模塊50，用于依據(jù)相位檢測(cè)模塊50所提供的該相位偏移φ來校正數(shù)字信號(hào)Sd1’、Sd2’之間的相位差，亦即數(shù)字調(diào)整模塊52是用來驅(qū)使數(shù)字信號(hào)Sd1’、Sd2’成為兩正交信號(hào)。
請(qǐng)參閱圖3，圖3為圖2所示的數(shù)字調(diào)整模塊52的示意圖。數(shù)字調(diào)整模塊52包含乘法器54、56以及一加法器58。I、Q是為具有一相位偏移φ的數(shù)字信號(hào)，而I’、Q’是為經(jīng)由數(shù)字調(diào)整模塊52校正相位偏移φ后的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)I利用乘法器54乘上相位偏移φ的余弦值來更新其數(shù)值，亦即產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)I’。此外，數(shù)字信號(hào)Q與數(shù)字信號(hào)I則經(jīng)由乘法器56乘上相位偏移φ的正弦值，本實(shí)施例中，乘法器56是應(yīng)用正弦值-SINψ來對(duì)數(shù)字信號(hào)I進(jìn)行乘法運(yùn)算以產(chǎn)生一運(yùn)算結(jié)果，最后再利用加法器58對(duì)該運(yùn)算結(jié)果與數(shù)字信號(hào)Q進(jìn)行加法運(yùn)算來更新數(shù)字信號(hào)Q的數(shù)值，亦即產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)Q’。請(qǐng)注意，本實(shí)施例中，乘法器56亦可應(yīng)用正弦值SINψ來對(duì)數(shù)字信號(hào)I進(jìn)行乘法運(yùn)算以產(chǎn)生一運(yùn)算結(jié)果，如業(yè)界所已知，加法器58亦可用來執(zhí)行減法運(yùn)算，最后再利用加法器58對(duì)該運(yùn)算結(jié)果與數(shù)字信號(hào)Q進(jìn)行減法運(yùn)算來更新數(shù)字信號(hào)Q的數(shù)值，此外，數(shù)字調(diào)整模塊52亦可使用單一數(shù)字信號(hào)處理器來加以實(shí)現(xiàn)，上述均屬本發(fā)明的范疇。
上述數(shù)字信號(hào)I、Q的相位調(diào)整操作稱為Gram-Schmidt正交化過程，可以下列方程式來加以說明。數(shù)字信號(hào)I、Q可表示如下I＝Acos(wct) (1)Q＝Asin(wct+φ)(2)經(jīng)由數(shù)字調(diào)整模塊52校正后的數(shù)字信號(hào)I’、Q’表示法如下I′＝Acos(wct)×cosφ (3)Q′＝Acos(wct)×(-sinφ)+Asin(wct+φ)＝-Acoswctsinφ+A(sinwctcosφ+coswctsinφ)＝Asinwct×cosφ(4)因此，經(jīng)由方程式(3)、(4)可知，數(shù)字信號(hào)I’、Q’的相位差最后便會(huì)對(duì)應(yīng)90°的整數(shù)倍，亦即數(shù)字調(diào)整模塊52可順利地使數(shù)字信號(hào)I’、Q’成為兩正交信號(hào)。
請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明信號(hào)接收器70的示意圖，亦為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例。圖4的實(shí)施例與圖2的實(shí)施例相較，圖4的實(shí)施例還包括一振幅檢測(cè)模塊60、一增益控制器62、及低通濾波器/可程序增益放大器64、66。振幅檢測(cè)模塊60是用以接收并檢測(cè)模擬信號(hào)Sa1’及Sa2’的振幅，并輸出至增益控制器62。增益控制器62輸出增益控制信號(hào)至低通濾波器/可程序增益放大器64、66。低通濾波器/可程序增益放大器64、66可濾除信號(hào)的高頻成分，并以可程序化的方式分別調(diào)整模擬信號(hào)Sa1’及Sa2’的振幅，低通濾波器/可程序增益放大器64、66利用增益控制器62所輸出的增益控制信號(hào)來調(diào)整模擬信號(hào)Sa1’及Sa2’的振幅。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種相位差補(bǔ)償方法，該方法包含下列步驟依據(jù)一第一模擬信號(hào)及一第二模擬信號(hào)檢測(cè)該第一模擬信號(hào)及該第二模擬信號(hào)的一相位差；分別將該第一、第二模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為一第一數(shù)字信號(hào)與一第二數(shù)字信號(hào)；以及依據(jù)該相位差補(bǔ)償該第一數(shù)字信號(hào)或該第二數(shù)字信號(hào)或兩者。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該補(bǔ)償步驟是為Gram-Schmidt正交化過程，使得該第一數(shù)字信號(hào)及該第二數(shù)字信號(hào)是為正交。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其另包含有濾除該第一模擬信號(hào)中超過一第一預(yù)定頻率范圍的信號(hào)；以及濾除該第二模擬信號(hào)中超過一第二預(yù)定頻率范圍的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其另包含有分別檢測(cè)該第一模擬信號(hào)與該第二模擬信號(hào)的一振幅；以及依據(jù)該振幅調(diào)整該第一、該第二模擬信號(hào)的振幅。
5.一種信號(hào)處理裝置，包含有一模擬檢測(cè)模塊，用以檢測(cè)一第一模擬信號(hào)及一第二模擬信號(hào)的一相位差；一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用來將該第一模擬信號(hào)及該第二模擬信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為一第一數(shù)字信號(hào)及一第二數(shù)字信號(hào)；以及一數(shù)字調(diào)整模塊，電連接于該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及該模擬檢測(cè)模塊，用來依據(jù)該相位差補(bǔ)償該第一數(shù)字信號(hào)或該第二數(shù)字信號(hào)或兩者。
6.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理裝置，其中，該數(shù)字調(diào)整模塊執(zhí)行Gram-Schmidt正交化過程，使得該第一數(shù)字信號(hào)及該第二數(shù)字信號(hào)成為正交。
7.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理裝置，其中，該數(shù)字調(diào)整模塊包含有一第一乘法器，用來依據(jù)該相位差的余弦值及該第一數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生一第一補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)；一第二乘法器，用來依據(jù)該相位差的正弦值及該第一數(shù)字信號(hào)，產(chǎn)生一第三補(bǔ)償信號(hào)；以及一加法器，依據(jù)該第三補(bǔ)償信號(hào)及該第二數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生一第二補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)。
8.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理裝置，其另包含有一第一濾波器，用來接收該第一模擬信號(hào)，并濾除該第一模擬信號(hào)中超過一第一預(yù)定頻率范圍的信號(hào)；以及一第二濾波器，用來接收該第二模擬信號(hào)，并濾除該第二模擬信號(hào)中超過一第二預(yù)定頻率范圍的信號(hào)。
9.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理裝置，其另包含有一振幅檢測(cè)模塊，用于分別檢測(cè)該第一及該第二模擬信號(hào)的一振幅；以及一可程序增益放大器，用以依據(jù)該振幅，調(diào)整該第一模擬信號(hào)及該第二模擬信號(hào)的至少一者的振幅。
10.如權(quán)利要求9所述的信號(hào)處理裝置，其中，該可程序增益放大器更包括一第一可程序增益放大器及一第二可程序增益放大器，用以依據(jù)該振幅分別調(diào)整該第一及該第二模擬信號(hào)的振幅。
全文摘要
本發(fā)明提供一種校正同相信號(hào)與正交相信號(hào)的相位差的方法及裝置。該方法包含以模擬方式檢測(cè)一模擬同相信號(hào)與一模擬正交相信號(hào)的一相位差；分別將該模擬同相信號(hào)與該模擬正交相信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字同相信號(hào)與一數(shù)字正交相信號(hào)；以及依據(jù)該相位差補(bǔ)償該數(shù)字同相信號(hào)或/及該數(shù)字正交相信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B1/12GK1655464SQ20041000391
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2004年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月9日
發(fā)明者林尹堯, 李朝政 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司