具有直接從數(shù)字至rf調制器的可重配置發(fā)射機的制作方法

文檔序號：7950829閱讀：376來源：國知局

專利名稱：具有直接從數(shù)字至rf調制器的可重配置發(fā)射機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及RF發(fā)射機，并且更具體地，涉及具有數(shù)字至 RF轉換器的可重配置發(fā)射機。
背景技術：
在無線通信應用中，設計持續(xù)關注于更簡單且更便宜的無線架構，以增強移動終端的集成水平。傳統(tǒng)地，直接上變頻發(fā)射機至少具有I/Q 調制器、RF混頻器、濾波器和功率放大器。1/Q調制器是生成調相信號的有效方式。它依賴于兩個正交的信號I (同相)和Q (正交)以產生單個復合波形。在直接上變頻發(fā)射機中，1/Q調制器將每個正交輸入信號的頻譜轉換成RJF載波頻率。因此，需要兩個數(shù)模(D/A)轉換器以將數(shù)字基帶轉換成模擬基帶，如圖la所示。在這樣的傳統(tǒng)的直接上變頻發(fā)射機中，基帶數(shù)字數(shù)據(jù)被分解成同相和正交分量。這些數(shù)據(jù)流然后使用分離的數(shù)模轉換器轉換成模擬、低通、基帶信號。量化的模擬信號然后由低通重構濾波器濾波，以去除以基帶時鐘頻率的諧波為中心的信號的副本。這些濾波后的模擬信號被用作I/Q調制器的輸入。如圖la 所示，1/Q調制器包括兩個基帶至RF上變頻混頻器，其中它們的輸出信號被求和。I/Q調制器具有兩個基帶輸入和彼此之間具有90。相移的兩個本地振蕩器輸入(cosov和sin叫，其中w,為本地振蕩器的頻率)。I/Q
調制器的輸出為RF信號。
為了構造出完整的發(fā)射機以滿足實際無線標準的需要，可能需要包括以下組件
-.功率放大器(PA),以將輸出功率增加到所需水平； -帶通濾波器，以抑制噪聲和/或突波(spurious);以及
_ 功率控制模塊，以通過一個或多個下列手段獲得動態(tài)范圍能力
1)功率放大器增益調節(jié)；2)可變增益放大器增益調節(jié)；和3) I/Q調制器輸出功率調節(jié)。
這樣的直接上變頻發(fā)射機的一個示例如圖lb中所示。
近年來，其他形式的發(fā)射機已經(jīng)受到RF研發(fā)團體的關注使用高效率、非線性功率放大器的發(fā)射機，包括C、 D、 E、 F類或飽和B類，以減小發(fā)射機功率消耗。但是，這些非線性功率放大器不能在沒有頻傳再增長的情況下通過幅度調制。因此，輸入的RF信號只能進行相位調制。幅度調制必須在PA電源中被單獨地引入。
相對于使用I和Q基帶信號的笛卡爾發(fā)射機，由于幅度和相位的分離，這些類型的發(fā)射機架構通常被稱為極性發(fā)射機。
極性發(fā)射機架構具有以下通常形式包絡消除與恢復(EER)
在這種架構中，RF信號首先利用1/Q調制器產生。包絡被檢測并被饋送入PA電源。該信號然后通過限幅器以在被饋送入功率放大器之前保持僅PM (PM-only)信號。這樣的架構通常也包括上變頻，有時利用偏移環(huán)(offset-loop)方案。具有合成器調制的極性TX
在這種方案中，不存在包絡消除及恢復，而是在數(shù)字基帶中創(chuàng)建幅度和相位信號。所述幅度信號被饋送入DAC (數(shù)模轉換器)并到非線性功率放大器以及電源上。被微分以實現(xiàn)頻率調制的所述相位信號用于調制鎖相環(huán)合成器。該合成器通常是N分(fractional-N)PLL,其中FM 數(shù)據(jù)輸入到sigma-delta調制器中，以獲得頻率調制。為了將帶寬擴展超過PLL環(huán)帶寬，可以使用下列技術
畫預么喬正或預加重(pre-emphasis )，以誶M嘗環(huán)3各濾波器動態(tài)；
- 在兩點調制法(見閨2)中直接添加第二 "高通，，相位調制通路到VCO控制管腳；以及
- 相位反饋的使用。
與使用I/Q調制器的直接上變頻發(fā)射機有關的基本問題為 -I/Q調制器模塊中的高功率消耗；
-I/Q調制器內模擬組件中的非理想性能，如基帶放大器的非線性、'
由于失諧(mismatch)效應導致的載波々貴通； -由模擬基帶電路限制的帶寬；以及 - 對于集成所有功能所需要的較大死區(qū)。電流導向D/A轉換器可以解決上述與常規(guī)上變頻發(fā)射機有關的問
聯(lián)單位單元(unit cell),如圖4所示。圖中，轉換器呈現(xiàn)典型的分段結構，其中LSB (最^f氐有效位)單元中的電流利用并^f亍的二元加權單位生成，而MSB (最高有效位)子塊具有一組一元編碼單元。一元編碼單元的個數(shù)為(2m-l),其中m為MSB子塊中的位數(shù)。因此，對于MSB 子塊中第一位的電流在一個一元編碼單元中生成，對于MSB子塊中第二位的電流在兩個一元編碼單元中生成，而對于m位的電流在2m"個單元中生成。D/A轉換器具有兩個電流通路，用于傳送差分電流I。ut和Ix。ut, 從而模擬數(shù)字輸出V她可以利用兩個外部負載電阻(未圖示)形成。
典型地，每個并聯(lián)單位單元包括串聯(lián)到共發(fā)共基(cascode)電流源的差分開關對，如圖5所示。差分開關對具有連接到D/A轉換器的輸出終端V。和Vx。的兩條電流控制通路Ql和Q2。這些通i 各中的電流由
互補信號Vln+和Vln-控制，互補信號Vln+和vln—由數(shù)字控制邏輯提供
并且代表信號N的值。共發(fā)共基電流源具有兩個晶體管Q3和Q4，以允許單元中的電流可以通過DC偏壓4進行調節(jié)。
D/A轉換器和I/Q調制器是復雜且高性能的模擬元件。這些模擬元件的需求通常限制了 RF發(fā)射機的靈活性。全數(shù)字無線發(fā)射機
理想地，數(shù)字無線發(fā)射機獨立于無線標準，并且可以4皮用在所有調制方案和信號頻率中。這么做的一種方式將是使用能夠操作在至少兩倍于所使用的標準的最大射頻的D/A轉換器直接將數(shù)字基帶信號轉換為 RF信號。與RF生成中使用的D/A轉換器有關的一個主要問題是高采樣頻率。如果生成1.8GHz的RF信號，則數(shù)字基帶中的采樣速率必須至少是3.6GI-Iz。并且，為了有效地濾掉采樣頻率和數(shù)字信號頻率之間
說明書第4/ll頁
的頻差周圍的鏡像分量，需要更高的采樣速率。具有這樣高采樣頻率的 D/A轉換器由于高成本和高功率消耗在實踐中很難實施。由于這樣的原
因，D/A轉換器通常被用在基帶或低IF范圍中。這些轉換器隨高性能模擬混頻器一起使用以生成RF。這些I/Q混頻器很容易消耗數(shù)十毫安的DC電流。此外，甚至當D/A轉換器被用在基帶和IF范圍中時，由于數(shù)百兆赫茲的高數(shù)據(jù)速率而發(fā)生噪聲電流尖峰。這些噪聲尖峰可限制 RF發(fā)射機的性能。，
因此，提供一種用于實現(xiàn)與RF生成相關聯(lián)的數(shù)模轉換的具有成本效益的方法和裝置是有利且期望的。與此同時，功率消耗也被降低。
Yuan (EP1338085 )公開了一種直接數(shù)字幅度調制器，其中使用了上變頻類型的轉換器單元。在Yuan中，大量子切換電流源單位根據(jù)數(shù) 字輸入信號和延遲或非延遲的時鐘信號的組合被開啟或關閉，以在被延遲時鐘信號精確控制的時候產生或取消量化的RF、 IF或DC電流和/或電壓。這樣，由于在將電流源開啟之后電流源中電流穩(wěn)定很慢，電路的性能很低。
因此，提供一種用于直接數(shù)字幅度調制的方法和設備是有利且期望的，其中可以避免電流的截斷。

發(fā)明內容
本發(fā)明使用兩個數(shù)字至RF轉換模塊以將數(shù)字基帶信號轉換成 RF信號。數(shù)字至RF轉換模塊通過RF載波或IF信號結合D/A轉換功能和上變頻功能。模塊包括多個并行的單位單元，每個是混頻器單元類型轉換器，其具有串聯(lián)到差分LO開關對的差分數(shù)據(jù)開關部件。差分LO開關進一步串聯(lián)到電流源。每個單位單元適于接收表示數(shù)據(jù)信號值的控制電壓。
根據(jù)本發(fā)明，I和Q基帶信號由笛卡爾至極坐標轉換器轉換成幅度數(shù)據(jù)部分和相位數(shù)據(jù)部分。相位數(shù)據(jù)部分由極坐標至笛卡爾轉換器再次轉換成I相位數(shù)據(jù)部分和Q相位數(shù)據(jù)部分，以用作到數(shù)字至. RF轉換模塊的數(shù)字基帶信號。這樣，來自數(shù)字至RF轉換模塊的RF
信號是具有固定包絡的相位調制載波。在被放大和帶通濾波后，在開關模式功率放大器處，通過幅度數(shù)據(jù)部分對相位調制載波進行幅度調制。在本發(fā)明的一個實施方式中，發(fā)射機是僅極性RF發(fā)射機。在本發(fā)明的另一個實施方式中，可重新配置發(fā)射機，從而其可操作在極坐標模式和笛卡爾模式中。
因此，本發(fā)明提供RF發(fā)射機，用于基于第一數(shù)字基帶信號和第二數(shù)字基帶信號發(fā)送RP信號，第二基帶信號具有相對于第一基帶信號的相移。發(fā)射機包括
數(shù)字至RF轉換器，具有用于接收第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的轉換器輸入端和用于提供第一 RF信號的轉換器輸出端；
功率放大器，用于響應于第一RF信號，提供用于傳輸?shù)腞F信號，功率放大器具有電壓供應(voltage supply )輸入；
電源，可操作地連接到功率放大器的電壓供應輸入，以向功率
放大器提供電源電壓；以及
模式轉換裝置，用于響應于第一和第二數(shù)字基帶信號，基于第一和第二數(shù)字基帶信號提供極坐標形式的信號，極坐標形式的信號
具有幅度數(shù)據(jù)部分和相位數(shù)據(jù)部分，相位數(shù)據(jù)部分轉換成第一相角數(shù)據(jù)部分和相對于第一相角數(shù)據(jù)部分具有相移的第二相角數(shù)據(jù)部分，其中模式轉換裝置可操作地連接到電源，使得基于幅度數(shù)據(jù)部分的調制信號被提供給功率放大器，以對通往功率放大器的供應電壓進行調制，并且模式轉換裝置還可操作地連接到數(shù)字至RF轉換器，從而將第一和第二相角數(shù)據(jù)部分傳送到數(shù)字至RF轉換器的轉換器輸入端，以提供第一和第二數(shù)字信號；其中
第一輸入數(shù)字信號和第二輸入數(shù)字信號的每一個具有多個數(shù)據(jù) 位，并且其中數(shù)字至RF轉換器包括用于接收第一輸入數(shù)字信號的第一轉換組件，以及用于接收第二輸入數(shù)字信號的第二轉換組件，第一和第二轉換組件中的每一個將相應的數(shù)據(jù)位進行轉換以提供由載波信號調制的差分輸出信號，載波信號在兩個載波信號端之間提供，其中差分輸出信號利用電流負載形成并且提供在兩個輸出端之間，差分輸出信號表示第一RF信號，轉換組件的每個包括
并聯(lián)的多個轉換單元，每個單元適于接收表示數(shù)據(jù)信號值的控
制電壓，控制電壓提供在兩個控制電壓端之間，每個單元包括第一差分開關部件，其具有
兩個輸入電流通路，每個可操作地連接到輸出端的不同輸出端；以及
兩個差分開關對，連接到控制電壓端，用于在兩個輸入電流通路中傳送表示數(shù)據(jù)信號值的差分電流；
第二差分開關部件，其具有兩個控制電流通路，每個可操作地串聯(lián)到兩個差分開關對的不同差分開關對，控制電流通路可操作地并且單獨地連接到載波信號端的不同載波信號端，用于利用載波信號對差分電流進行調制；以及
電流源，可操作地串聯(lián)到第二差分開關部件，用于進一步控制控制電流通路中的電流o
根據(jù)本發(fā)明，RF發(fā)射機可操作在第一模式和第二模式中。發(fā)射機另外包括
切換裝置，可操作地連接到模式轉換裝置，使得
當發(fā)射機操作在第一模式中時，切換裝置適于
將模式轉換裝置與電源和數(shù)字至RF轉換器斷開，以及
將第一和第二基帶信號傳送到數(shù)字至RF轉換器的轉換器輸入
端，以提供第一和第二數(shù)字信號；以及
當發(fā)射機操作在第二模式中時，切換裝置適于
傳送第一和第二相角數(shù)據(jù)部分到數(shù)字至RF轉換器的轉換器輸
入端，以提供第一和第二數(shù)字信號；以及傳送調制信號到電源。
根據(jù)本發(fā)明，RF發(fā)射機另外包括功率控制模塊，可操作地連接到電源，用于當發(fā)射機操作在第一模式中時，調節(jié)通往電壓供應輸入的供應電壓。
根據(jù)本發(fā)明，RF發(fā)射機另外包括
帶通濾波器，用于響應于第一RF信號，在將第一RF信號傳送到功率放大器之前對第一RF信號進行濾波，以及
可變增益放大器，用于響應于第一RF信號，在由帶通濾波器對第一 RF信號進行濾波之前調節(jié)第一 RF信號的信號電平。
根據(jù)本發(fā)明，功率控制模式可操作地連接到數(shù)字至RF轉換器，用于調節(jié)第一RF信號的輸出電平，并且可操作地連接到可變增益放大器，以進一步調節(jié)第一RF信號的信號電平。
根據(jù)本發(fā)明，RF發(fā)射機另外包括
數(shù)模轉換器，用于響應于幅度數(shù)據(jù)部分，提供調制信號，以及頻率濾波器，布置在數(shù)模轉換器和功率放大器之間，以對調制信號進行低通濾波。
根據(jù)本發(fā)明，幅度數(shù)據(jù)部分與模式轉換模塊和功率放大器之間通過數(shù)模轉換器的第一通路關聯(lián)，而相位數(shù)據(jù)部分與模式轉換模塊和功率放大器之間通過數(shù)字至RF轉換器的第二通路關聯(lián)。RP發(fā)射
機另外包括
通路延遲調節(jié)裝置，布置在模式轉換裝置和功率放大器之間，用于使得第一通路和第二通路基本上相等。
根據(jù)本發(fā)明，電流源包括具有控制終端的至少一個電流調節(jié)組件，其可操作地連接到偏置電壓級，用于調節(jié)流經(jīng)電流調節(jié)組件的電流；第二差分開關部件，包括布置在控制電流通路的不同控制電流通路中的兩個電流切換組件，每個電流切換組件具有可才喿作地連接到載波信號端的不同載波信號端的控制終端；并且第一差分開關部件包括第一差分開關對和第二差分開關對，每對具有可操作地連接到控制電壓端的不同控制電壓端的兩個電流開關。
在結合圖5-圖IO所做出的描述，本發(fā)明將變得明顯。

圖la是表示傳統(tǒng)直接上變頻發(fā)射機的框圖！b是表示具有可變增益放大器和功率控制模塊的傳統(tǒng)直接上
變頻發(fā)射機的框圖2是表示兩點合成器調制模塊的框圖，該調制模塊用作具有
合成器調制的現(xiàn)有技術極性發(fā)射機的第二高通相位調制通路；圖3是示出現(xiàn)有技術的D/A轉換器的示意圖；圖4是表示現(xiàn)有技術的D/A轉換器中的并行單位單元的電路；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字至RF轉換器的示意圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字至RF轉換器中的并行單位單元的
電路；
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的轉換器架構中的并行單位單元的電路; 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的使用兩個數(shù)字至RF轉換器的調制器
塊；
圖9a是根據(jù)本發(fā)明的操作在極坐標切換模式中的具有數(shù)字至 RF轉換器的可重配置發(fā)射機的框圖9b是根據(jù)本發(fā)明的操作在笛卡爾線性模式中的具有數(shù)字至 RP轉換器的可重配置極性發(fā)射機的框圖；以及
圖IO是表示根據(jù)本發(fā)明另一個實施方式的極性發(fā)射機的框圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，所述數(shù)字至RF轉換器利用載波(LO )組合了 D/A轉換功能和上變頻功能，所述載波可以為RF或IF。如圖5所示，數(shù)字至
RF轉換器10包括多個并聯(lián)單位單元20,、 202.......20N.......。所述
上變頻器IO具有分段結構，包括LSB子塊和MSB子塊。LSB子塊中的電流利用并耳關二元加一又單位生成，而MSB子塊中的電流在一組一元編碼單元中生成。一元編碼也可以:故用在LSB子塊中。如通過圖1中所示的傳統(tǒng)D/A轉換器，數(shù)字至RF轉換器IO的MSB子塊中一元編碼單元的個數(shù)也是2"M,其中m是MSB子塊中的位數(shù)。數(shù)字至RF轉換
器10具有用于傳送差分電流I。ut和Ix。ut的兩個差分電流通路，從而調制
后的輸出信號RF。ut可以利用兩個外部負載電阻R形成。調制后的輸出
信號在兩個終端V。和Vx。處提供。上變頻通過將來自本地振蕩器的載波信號(LO)施加到每個并聯(lián)單位單元20而實現(xiàn)。
每個并聯(lián)單位單元20為吉爾伯特單元(Gilbert-cell)型轉換器。該轉換器包括與差分LO-開關對和電流源串聯(lián)的差分數(shù)據(jù)開關部件，如圖 6所示。所述差分數(shù)據(jù)開關部件具有兩個差分開關對(Q1、 Q2)和(Q3、 Q4 )。每個差分數(shù)據(jù)開關對具有連接到輸出終端V。和Vx。的兩個電流控制通路In和Ixn。這些通路中的電流由互補信號Vln+和Vw.控制，互補信號Vln+和vln—由數(shù)字控制邏輯(未圖示)提供并且表示信號N的值。如在圖6中所示，控制電壓Vln+用于控制Ql和Q4中的電流，而控制電壓Vln.用于控制Q2和Q3中的電流。因此，電流通路Ql被并聯(lián)到電流通^各Q3。同樣，電流通^各Q2被并聯(lián)到電流通^各Q4。
每個差分數(shù)據(jù)開關對被串聯(lián)到差分LO開關Q5或Q6,從而來自本地振蕩器(圖4中的LO)的差分信號LO+和LO-可用于調制在差分數(shù) 據(jù)開關對中的電流。利用Q5和Q6形成的差分LO開關被串聯(lián)到電流源 Q7,以使得在單元20中生成的電流通過DC偏壓7而被調節(jié)。
應該注意到，圖6中描述的Ql至Q7為MOS晶體管，^旦是它們中的任何一個都可以用其他類型的晶體管來代替。
在根據(jù)本發(fā)明的轉換器架構中，單元20中的切換元件也被連接到模擬電路。如圖7中所示。如圖所示，數(shù)據(jù)信號與本地鎖存器同步并利用軌至軌(rail-to-rail)逆變器進行緩存，所述軌至軌逆變器提供用于數(shù) 字開關的重疊控制信號。本地LO-緩存器也具有用于促使LO開關在它們的線性區(qū)域中操作的全供應電壓。因此，可以獲得信號的高度線性，具有對數(shù)據(jù)和LO開關兩者的控制波形的對稱性和精確定時。
在如圖7中所示的直接數(shù)字至RF轉換器(DRFC)中，8位數(shù)據(jù)信號利用5+3分段來進行轉換，其中5個MSB利用31個單位轉換單元轉換，而3個LSB利用7個單位轉換單元轉換。LSB電流為MSB電流的 1/8。溫度計解碼器用于轉換針對MSB單元的5位二進制信號。LSB單元被控制而不必解碼。必需數(shù)量的單元被并聯(lián)至的LSB單元形成二元加權。將LO準確分布到所有38個單位單元在獲取高動態(tài)性能方面是極其重要的。利用大LO-緩沖器驅動的樹形分布網(wǎng)絡與所有分支中的均
衡(well-balanced )負載結合使用。對于MSB單元的切換順序被優(yōu)化以彌補LO同步中的失諧。
本發(fā)明使用兩個直接數(shù)字至RF轉換器(DRFC)來構建直接數(shù)字 RF調制器(DDRM)。如圖8所示，DDRM 140包括兩個直接數(shù)字至 RF轉換器30、分頻器40、多個LO緩沖器50和片上負載60。調制器 14.0的功能類似于傳統(tǒng)模擬直接轉換調制器。然而，因為不存在模擬基帶，所以通常由不精確的模擬組件生成的例如相位和幅度失配和DC偏移的不期望影響可以被顯著減小。在DDRM140中，因為信號生成的切換特性，幅度失配通常較小，這主要取決于兩個DRFC的偏置電流匹配。
在圖9a和圖9b示出根據(jù)本發(fā)明的可重配置發(fā)射機。具體地，根據(jù) 本發(fā)明的可重配置發(fā)射機300可在切換模式中操作為極性發(fā)射機，或者在線性模式中操作為笛卡爾發(fā)射機。作為極性發(fā)射機，通過數(shù)字至RF 轉換器，輸入RF信號可僅有相位調制。幅度調制在功率放大器的電源中被單獨地引入。在如圖9a中所示的極性發(fā)射機300中，笛卡爾至極坐標轉換器110將I數(shù)據(jù)102和Q數(shù)據(jù)104轉換為幅度(AM )數(shù)據(jù)部分112和相位(PM)數(shù)據(jù)部分114。因為AM ^:據(jù)部分和PM數(shù)據(jù)部分在它們在操作于切換模式的功率放大器處再次相遇前通過了不同的通路，所以它們的通路可能不同。因此，延遲調節(jié)塊120用于調節(jié)該通路以使得它們基本上相等。AM數(shù)據(jù)部分被饋入到DAC 190并且接著被向前饋入，從而通過調制高效率非線性功率放大器170的電源(由電源196 提供)來將AM數(shù)據(jù)部分加到載波上。PM數(shù)據(jù)部分由極坐標至笛卡爾轉換器130再次轉換成"單位"或固定幅度的笛卡爾I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)。 I相位數(shù)據(jù)132和Q相位數(shù)據(jù)134接著由DDRM 140轉換成具有固定包絡的相位調制載波142。
為了構成完整的發(fā)射機，可能需要發(fā)射機100另外包括可變增益放大器150,以及用于抑制噪聲和突波的帶通濾波器160。為了滿足無線標準的要求，功率控制模塊180通過數(shù)模轉換器181、 182、 183可操作地連接到DDRM 140、可變增益放大器150和功率放大器170,從而在輸出172處獲得RF信號的期望的動態(tài)范圍能力和期望的輸出電平。
通過開關310和220,發(fā)射機300也可在線性模式中操作為笛卡爾發(fā)射機?？芍嘏渲冒l(fā)射機300另外包括時鐘信號發(fā)生器146以向DDRM 140提供時鐘信號CLKBB; LO頻率合成器230和正交發(fā)生器240以向 DDRM 140提供LOin+和LOin.信號。正交發(fā)生器240可以是移相器或正交除法器。此外，PA偏置電壓控制176用于基于發(fā)射機是處于線性模式還是處于開關模式來向功率放大器170提供PA偏置電壓和電流。發(fā) 射機300還可以包括低通濾波器200、 220以抑制噪聲和其他不期望的高頻分量。
如圖9b中所示，當發(fā)射機300操作在笛卡爾線性模式中時，I數(shù)據(jù) 102和Q數(shù)據(jù)104被饋入到DDRM 140,從而數(shù)字數(shù)據(jù)102和104直接在DDRM 140中轉換成RF。在這種才莫式中，來自DDRM 140和可變增益放大器150的輸出信號包含AM和PM部分二者。突波和量化噪聲可由帶通濾波器160濾去。同時，在功率控制180的控制下，電源196向功率放大器170提供恒定電壓供應。當發(fā)射機300操作在笛卡爾線性模式中時，多個組件塊可以被斷電以節(jié)能。例如，笛卡爾至極坐標轉換器 110、延遲調節(jié)塊120、極坐標至笛卡爾轉換器130、 DAC190和低通濾波器200可以被斷電。另外，不需要做出任何采樣率轉換來處理發(fā)生在極性系統(tǒng)中的帶寬擴展?？勺冊鲆娣糯笃?50的動態(tài)范圍可以通過功率控制180和通過調節(jié)DRFC電流源的偏置來獲得(參見圖6 )。
通過移除開關320、 310,圖9a中所示的RF發(fā)射機可以被簡化，從而其可以被用作僅極性RP發(fā)射機。另外，如圖IO中所示，還可以去除低通濾波器200和220中的一個或二者。
因此，雖然根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是本領域普通技術人員應該知道可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下進行形式上及細節(jié)上的前述的以及各種其他改變、.省略和偏離。
權利要求
1.一種RF發(fā)射機，用于基于第一數(shù)字基帶信號和第二數(shù)字基帶信號發(fā)送RF信號，所述第二基帶信號具有相對于所述第一基帶信號的相移，所述發(fā)射機特征在于數(shù)字至RF轉換器，具有用于接收第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的轉換器輸入端和用于提供第一RF信號的轉換器輸出端；功率放大器，用于響應于所述第一RF信號，提供用于傳輸?shù)腞F信號，功率放大器具有電壓供應輸入；電源，可操作地連接到所述功率放大器的所述電壓供應輸入，以向所述功率放大器提供電源電壓；以及模式轉換裝置，用于響應于所述第一和所述第二數(shù)字基帶信號，基于所述第一和第二數(shù)字基帶信號提供極坐標形式的信號，所述極坐標形式的信號具有幅度數(shù)據(jù)部分和相位數(shù)據(jù)部分，所述相位數(shù)據(jù)部分轉換成第一相角數(shù)據(jù)部分和相對于所述第一相角數(shù)據(jù)部分具有相移的第二相角數(shù)據(jù)部分，其中所述模式轉換裝置可操作地連接到所述電源，使得基于所述幅度數(shù)據(jù)部分的調制信號被提供給所述功率放大器，以對通往所述功率放大器的所述供應電壓進行調制，并且所述模式轉換裝置還可操作地連接到數(shù)字至RF轉換器，從而將所述第一和第二相角數(shù)據(jù)部分傳送到所述數(shù)字至RF轉換器的轉換器輸入端，以提供所述第一和第二數(shù)字信號；其中所述第一輸入數(shù)字信號和第二輸入數(shù)字信號的每一個具有多個數(shù)據(jù)位，并且其中所述數(shù)字至RF轉換器包括用于接收所述第一輸入數(shù)字信號的第一轉換組件，以及用于接收所述第二輸入數(shù)字信號的第二轉換組件，所述第一和第二轉換組件中的每一個將相應的數(shù)據(jù)位進行轉換以提供由載波信號調制的差分輸出信號，所述載波信號在兩個載波信號端之間提供，其中所述差分輸出信號利用電流負載形成并且提供在兩個輸出端之間，差分輸出信號表示所述第一RF信號，所述轉換組件的每個包括并聯(lián)的多個轉換單元，每個單元適于接收表示數(shù)據(jù)信號值的控制電壓，所述控制電壓提供在兩個控制電壓端之間，每個單元包括第一差分開關部件，具有兩個輸入電流通路，每個可操作地連接到所述輸出端的不同輸出端；以及兩個差分開關對，連接到所述控制電壓端，用于在所述兩個輸入電流通路中傳送表示所述數(shù)據(jù)信號值的差分電流；第二差分開關部件，具有兩個控制電流通路，每個可操作地串聯(lián)到所述兩個差分開關對的不同差分開關對，所述控制電流通路可操作地并單獨地連接到所述載波信號端的不同載波信號端，用于利用所述載波信號對所述差分電流進行調制；以及電流源，可操作地串聯(lián)到所述第二差分開關部件，用于進一步控制在所述控制電流通路中的電流。
2. 根據(jù)權利要求1所述的RF發(fā)射機，可操作在第一模式和第二模式中，所述發(fā)射機另外特征在于切換裝置，可操作地連接到所述模式轉換裝置，使得當所述發(fā)射機操作在所述第一模式中時，所述切換裝置適于將所述模式轉換裝置與所述電源和所述數(shù)字至RF轉換器斷開，以及將所述第一和第二基帶信號傳送到所述數(shù)字至RP轉換器的轉換器輸入端，以提供所述第一和第二數(shù)字信號；以及當所述發(fā)射機操作在所述第二模式中時，所述切換裝置適于傳送所述第一和第二相角數(shù)據(jù)部分到所述數(shù)字至RF轉換器的轉換器輸入端，以提供所述第一和第二數(shù)字信號；以及傳送所述調制信號到所述電源。
3. 根據(jù)權利要求2所述的RF發(fā)射機，'其另外特征在于功率控制模塊，可操作地連接到所述電源，用于當所述發(fā)射機操作在所述第一模式中時，調節(jié)通往所述電壓供應輸入的所述供應電壓。
4. 根據(jù)權利要求1所述的RF發(fā)射機，另外特征在于帶通濾波器，用于響應于所述第一RF信號，在將所述第一RF 信號傳送到所述功率放大器之前對所述第一RF信號進行濾波。
5. 根據(jù)權利要求4所述的RF發(fā)射機，另外特征在于可變增益放大器，用于響應于所述第一RF信號，在由所述帶通濾波器對所述第一 RF信號進行濾波之前調節(jié)所述第一 RF信號的信號電平。
6. 根據(jù)權利要求5所述的RF發(fā)射機，其另外特征在于功率控制模塊，可操作地連接到所述可變增益放大器，以進一步調節(jié)所述第一RF信號的信號電平。
7. 根據(jù)權利要求1所述的RF發(fā)射機，另外特征在于可變增益放大器，用于響應于所述第一RF信號，在將所述第一RF信號傳送到所述功率放大器之前，調節(jié)所述第一 RF信號的信號電平。
8. 根據(jù)權利要求1所述的RF發(fā)射機，其另外特征在于功率控制模塊，可操作地連接到所述數(shù)字至RF轉換器，以調節(jié)所述第一 RF信號的輸出電平。
9. 根據(jù)權利要求1所述的RF發(fā)射機，另外特征在于數(shù)模轉換器，用于響應于所述幅度數(shù)據(jù)部分，提供所述調制信
10. 根據(jù)權利要求9所述的RF發(fā)射機，另外特征在于頻率濾波器，布置在所述數(shù)模轉換器和功率放大器之間，以對所述調制信號進行低通濾波。
11. 根據(jù)權利要求9所述的RF發(fā)射機，其特征在于所述幅度數(shù)據(jù)部分與所述模式轉換模塊和功率放大器之間通過所述數(shù)模轉換器的第一通路關聯(lián)，而所述相位數(shù)據(jù)部分與所述模式轉換模塊和功率放大器之間通過所述數(shù)字至RF轉換器的第二通路關聯(lián)，所述RF 發(fā)射機另外特征在于通路延遲調節(jié)裝置，布置在所述模式轉換裝置和功率放大器之間，用于使得所述第一通路和第二通路基本上相等。
12. 根據(jù)權利要求1所述的RF發(fā)射機，其特征在于，所述電流源包括具有控制終端的至少一個電流調節(jié)組件，其可操作地連接到偏置電壓級，用于調節(jié)流經(jīng)所述電流調節(jié)組件的電流。
13. 根據(jù)權利要求1所述的RF發(fā)射機，其特征在于，所述第二差分開關部件包括布置在所述控制電流通路的不同控制電流通路中的兩個電流切換組件，每個所述電流切換組件具有可4喿作地連接到所述載波信號端的不同載波信號端的控制終端。
14. 根據(jù)權利要求1所述的RF發(fā)射機，其特征在于所述第一差分開關部件包括第一差分開關對和第二差分開關對，每對具有可操作地連接到所述控制電壓端的不同控制電壓端的兩個電流開關。
全文摘要
一種RF發(fā)射機使用兩個數(shù)字至RF轉換模塊以將數(shù)字基帶信號轉換成RF信號。在笛卡爾模式中，基帶信號被傳送到轉換模塊以用于RF轉換。在極坐標模式中，基帶信號被轉換成幅度和相位數(shù)據(jù)部分。相位數(shù)據(jù)被轉換成I和Q數(shù)據(jù)部分以由轉換模塊轉換成RF信號，RF信號在功率放大器中通過功率放大器的電源由幅度數(shù)據(jù)部分來調制。每個數(shù)字至RF模塊使用并行單位單元以通過IF信號執(zhí)行D/A轉換功能和上變頻功能。適于接收表示數(shù)據(jù)信號值的控制電壓的每個單位單元是具有串聯(lián)到差分LO-開關對的差分數(shù)據(jù)開關部件的混頻器單元類型轉換器。LO開關另外串聯(lián)到電流源。
文檔編號H04B1/04GK101167324SQ200580049642
公開日2008年4月23日申請日期2005年5月18日優(yōu)先權日2005年4月29日
發(fā)明者J·H·弗普薩萊南, N·E·謝克沙夫特, P·厄洛朗塔, P·塞皮南申請人:諾基亞公司

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