本發(fā)明涉及電子通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種本地振蕩器及本地振蕩信號產(chǎn)生方法。

背景技術(shù)：

壓控振蕩器(vco)被用作本地振蕩器(lo)的初始頻率信號源，以便在無線或有線的信道上發(fā)射和/或接收信息。由于壓控振蕩器具有較高傳輸頻率，很難生成“純凈”的高頻信號。lo上的噪聲可與阻塞(blocker)信號混合使接收機(jī)不敏感。當(dāng)在單個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)支持不同頻帶的各種收發(fā)機(jī)時(shí)，這更是一種挑戰(zhàn)。例如，lo的多余的頻譜音頻(spectraltone)會干擾另一個(gè)收發(fā)機(jī)的接收機(jī)部分。

現(xiàn)有的lo信號的產(chǎn)生方法主要包括鏡像抑制混頻方法。如圖1所示，其為現(xiàn)有本地振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖。該本地振蕩器采用鏡像抑制混頻方案，所述本地振蕩器包括：一壓控振蕩器(vco)、三個(gè)緩沖器、一鏡像抑制混頻器、三個(gè)除2電路、兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)，壓控振蕩器生成頻率為wc的信號，頻率為wc的信號經(jīng)過兩個(gè)緩沖器整形處理傳輸給一個(gè)除2電路產(chǎn)生頻率為0.5wc的信號，鏡像抑制混頻器輸入的兩個(gè)頻率分量的正交信號由兩個(gè)除2電路的輸出產(chǎn)生，頻率分別為0.5wc和0.25wc，經(jīng)過鏡像抑制混頻器后產(chǎn)生頻率為0.75wc的信號，之后經(jīng)過剩余的緩沖器后再通過rc-cr產(chǎn)生頻率同為0.75wc的四路正交信號(iq)。但是，由于最后產(chǎn)生的四路正交信號和鏡像抑制混頻器的輸出都在頻率0.75wc頻率上，如果這個(gè)頻率不是很高的話(如0.75wc＝2.4ghz)，根據(jù)電感電容諧振公式：可知，當(dāng)前需要的電感值就會比較大，從而導(dǎo)致電感占用較大的芯片面積，增加了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種本地振蕩器及本地振蕩信號產(chǎn)生方法，以解決使用現(xiàn)有采用鏡像抑制混頻方案的本地振蕩器，需要的電感值較大，導(dǎo)致電感占用較大的芯片面積，增加了生產(chǎn)成本的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種本地振蕩器，所述本地振蕩器包括：一壓控振蕩器、兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)、一第一分頻電路、一第二分頻電路、一第三分頻電路及一鏡像抑制混頻器；所述壓控振蕩器的輸出端與所述rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接，所述兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸出端與所述第一分頻電路的輸入端、所述第二分頻電路的輸入端、所述鏡像抑制混頻器的第一輸入端連接，所述第一分頻電路的輸出端或所述第二分頻電路的輸出端與所述鏡像抑制混頻器的第二輸入端連接，所述鏡像抑制混頻器的輸出端與所述第三分頻電路的輸入端連接。

可選的，在所述的本地振蕩器中，還包括第一緩沖單元、第二緩沖單元及第三緩沖單元，所述第一緩沖單元的輸入端與所述壓控振蕩器的輸出端連接，所述第一緩沖單元的輸出端與所述兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接；所述第二緩沖單元的輸入端與所述兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接，所述第二緩沖單元的輸出端與所述第一分頻電路的輸入端、所述第二分頻電路的輸入端連接；所述第三緩沖單元的輸入端與所述鏡像抑制混頻器的輸出端連接，所述第三緩沖單元的輸出端與所述第三分頻電路的輸入端連接。

可選的，在所述的本地振蕩器中，還包括校正電阻，所述校正電阻通過開關(guān)控制的方式并聯(lián)于rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)中電阻的兩端。

可選的，在所述的本地振蕩器中，所述校正電阻的數(shù)量為兩組，每組校正電阻通過若干位寬的開關(guān)控制的方式并聯(lián)于rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)電阻的兩端。

可選的，在所述的本地振蕩器中，所述第一分頻電路、所述第二分頻電路和所述第三分頻電路均為除2電路。

可選的，在所述的本地振蕩器中，所述壓控振蕩器生成第一頻率的信號。

可選的，在所述的本地振蕩器中，輸入所述鏡像抑制混頻器的信號包括四路第一頻率的正交信號和四路第二頻率的正交信號，所述第三分頻電路的輸出信號為本地振蕩信號，所述第一頻率是所述第二頻率的二倍。

可選的，在所述的本地振蕩器中，所述鏡像抑制混頻器輸出的信號的信號頻率為1.5倍的第一頻率，所述本地振蕩信號的信號頻率為0.75倍的第一頻率。

本發(fā)明還提供一種本地振蕩信號產(chǎn)生方法，所述本地振蕩信號產(chǎn)生方法使用上述本地振蕩器產(chǎn)生。

可選的，在所述的本地振蕩信號產(chǎn)生方法中，包括：

根據(jù)欲產(chǎn)生的本地振蕩信號的頻率設(shè)定壓控振蕩器的振蕩頻率，所述第一分頻電路、所述第二分頻電路和所述第三分頻電路均為除2電路時(shí)，所述欲產(chǎn)生本地振蕩信號的頻率是壓控振蕩器的振蕩頻率的0.75倍。

在本發(fā)明所提供的本地振蕩器及本地振蕩信號產(chǎn)生方法中，壓控振蕩器的輸出端與rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接，兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第一分頻電路的輸入端、第二分頻電路的輸入端、鏡像抑制混頻器的第一輸入端連接，第一分頻電路的輸出端或第二分頻電路的輸出端與鏡像抑制混頻器的第二輸入端連接，鏡像抑制混頻器的輸出端與第三分頻電路的輸入端連接。通過先產(chǎn)生正交信號后進(jìn)行混頻處理的方案產(chǎn)生本地振蕩信號，相比采用先進(jìn)行混頻處理后產(chǎn)生正交信號的方案產(chǎn)生本地振蕩信號而言，本發(fā)明中鏡像抑制混頻器的輸出信號頻率與本地振蕩信號的頻率不同，提高了鏡像抑制混頻器的輸出信號頻率，從而縮小了電感占用芯片的面積，有效的降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有本地振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中本地振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a是本發(fā)明一實(shí)施例中rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的幅度與頻率的響應(yīng)曲線；

圖3b是本發(fā)明一實(shí)施例中rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的相位與頻率的響應(yīng)曲線；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中增加校正電阻后的rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的示意圖；

圖5是鏡像抑制混頻器的原理圖；

圖6是鏡像抑制混頻器的電路圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的本地振蕩器及本地振蕩信號產(chǎn)生方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

請參考圖2，其為本實(shí)施例中本地振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述本地振蕩器包括：一壓控振蕩器(vco)、兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)(也稱rc-cr網(wǎng)絡(luò))、一第一分頻電路、一第二分頻電路、一第三分頻電路及一鏡像抑制混頻器；所述壓控振蕩器的輸出端與所述rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接，所述兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸出端與所述第一分頻電路的輸入端、所述第二分頻電路的輸入端、所述鏡像抑制混頻器的第一輸入端連接，所述第一分頻電路的輸出端或所述第二分頻電路的輸出端與所述鏡像抑制混頻器的第二輸入端連接，所述鏡像抑制混頻器的輸出端與所述第三分頻電路的輸入端連接。優(yōu)選的，所述第一分頻電路、所述第二分頻電路和所述第三分頻電路均為除2電路。較佳的，所述第一分頻電路、所述第二分頻電路、所述第三分頻電路包括但不局限于為除2電路，也可以為除4電路或除6電路。

進(jìn)一步地，本地振蕩器還包括第一緩沖單元、第二緩沖單元及第三緩沖單元，所述第一緩沖單元的輸入端與所述壓控振蕩器的輸出端連接，所述第一緩沖單元的輸出端與所述兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接；所述第二緩沖單元的輸入端與所述兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接，所述第二緩沖單元的輸出端與所述第一分頻電路的輸入端、所述第二分頻電路的輸入端連接；所述第三緩沖單元的輸入端與所述鏡像抑制混頻器的輸出端連接，所述第三緩沖單元的輸出端與所述第三分頻電路的輸入端連接。

具體的，如圖2所示，第一緩沖單元中包括兩個(gè)緩沖器，每個(gè)緩沖器的輸入端與所述壓控振蕩器的輸出端連接，每個(gè)緩沖器的輸出端與一個(gè)rc-cr網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接，從而初步對壓控振蕩器輸出的信號進(jìn)行波形整形；第二緩沖單元包括四個(gè)緩沖器，每個(gè)rc-cr網(wǎng)絡(luò)中包括一個(gè)cr電路和一個(gè)rc電路，每個(gè)rc-cr網(wǎng)絡(luò)中的cr電路和rc電路的輸出端對應(yīng)與一個(gè)緩沖器連接，以對每路輸出的信號進(jìn)行波形整形，進(jìn)一步提高輸出信號的質(zhì)量，提高輸出信號的抗干擾的能力；第三緩沖單元包括一個(gè)緩沖器，用于對鏡像抑制混頻器所輸出的信號進(jìn)行波形整形。綜上，每個(gè)器件的輸出端均會跟隨設(shè)計(jì)一緩沖器，以使經(jīng)每個(gè)器件處理后的信號質(zhì)量都是最佳的，提高信號波形的質(zhì)量的同時(shí)提高其抗干擾的能力，確保最終產(chǎn)生的本地振蕩信號的質(zhì)量。

為了較好的理解鏡像抑制混頻器，下面將結(jié)合圖5和圖6進(jìn)行詳細(xì)闡述。

請參考圖5，其為本實(shí)施例中鏡像抑制混頻器的原理圖。圖5所示的原理可以如下公式表征：

sin(wa*t)*cos(wb*t)＝0.5(sin(wa+wb)*t+sin(wa-wb)*t)；

cos(wa*t)*sin(wb*t)＝0.5(sin(wa+wb)*t-sin(wa-wb)*t)；

sin(wa*t)*cos(wb*t)+cos(wa*t)*sin(wb*t)＝sin(wa+wb)*t。

其中wa、wb分別為數(shù)值不同的頻率。

請參考圖6，其為本實(shí)施例中鏡像抑制混頻器的電路圖。圖6中，ibias為電流源，m1～m4為跨導(dǎo)管，m1～m4接頻率為wb(對應(yīng)鏡像抑制混頻器的第一輸入端輸入的信號頻率)的正交信號，m5～m12為開關(guān)管，其中m5～m8接頻率為wa(對應(yīng)鏡像抑制混頻器的第二輸入端輸入的信號頻率)的i路差分信號，m9～m12接頻率為wb的q路差分信號。電感l(wèi)和電容c諧振在頻率(wa+wb)上，這樣outn和outp即為頻率為(wa+wb)的差分信號。

請繼續(xù)參考圖2、圖5及圖6，本實(shí)施例中壓控振蕩器(vco)振蕩在wc頻率上，wc可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定，壓控振蕩器輸出的差分的振蕩信號通過第一緩沖單元送給兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生4路頻率為wc的正交信號，這4路頻率為wc的正交信號分別通過對應(yīng)的一個(gè)緩沖器，輸出4路頻率為wc的差分信號，將i路差分信號(對應(yīng)圖2中信號cos(wc*t)和-cos(wc*t))送給第一除2電路產(chǎn)生0.5wc頻率的正交信號(即cos(0.5wc*t)、-cos(0.5wc*t))，并將其送給鏡像抑制混頻器的第一輸入端，將其中q路差分信號(對應(yīng)圖2中信號sin(wc*t)和-sin(wc*t))送給第二除2電路產(chǎn)生0.5wc頻率的正交信號(即sin(0.5wc*t)、-sin(0.5wc*t))并將其送給鏡像抑制混頻器的第一輸入端，以平衡i路和q路的負(fù)載。所述鏡像抑制混頻器的第二輸入端輸入的信號為兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)輸出信號通過波形整形后頻率為wc的正交信號(對應(yīng)中信號sin(wc*t)、-sin(wc*t)、cos(wc*t)和-cos(wc*t)。經(jīng)第一輸入端和第二輸入端輸入鏡像抑制混頻器的兩個(gè)頻率分量分別為0.5wc和wc的正交信號經(jīng)過混頻處理后產(chǎn)生1.5wc頻率的差分信號，然后經(jīng)過第三緩沖單元后送給第三除2電路產(chǎn)生0.75wc頻率上的幅度和相位均匹配良好的正交本地振蕩信號(對應(yīng)圖2中i_p、i_n、q_p、q_n)。

相比圖1所示的現(xiàn)有的本地振蕩器結(jié)構(gòu)，圖2所示本地振蕩器結(jié)構(gòu)在rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的位置存在改動，基于該改動，相應(yīng)的后續(xù)器件的設(shè)置及線路連接均有所改變。圖1中輸入鏡像抑制混頻器的兩個(gè)頻率分量分別為0.5wc和0.25wc，鏡像抑制混頻器輸出的信號為頻率為0.75wc的差分信號；而圖2中因rc-cr網(wǎng)絡(luò)的前置，使得輸入鏡像抑制混頻器的兩個(gè)頻率分量分別為0.5wc和wc，鏡像抑制混頻器輸出的1.5wc頻率的差分信號。根據(jù)電感電容諧振公式：計(jì)算，由于圖1鏡像抑制混頻器輸出信號頻率(0.75wc)相比圖2鏡像抑制混頻器輸出信號頻率(1.5wc)相比減半，因此圖1所需電感值為圖2所需電感值的4倍，因此圖1方案中的電感面積較圖2方案的電感面積大幅度減小。對于所述第一分頻電路、所述第二分頻電路和所述第三分頻電路均為除4電路與均為除2電路同理，具體可以參考圖2的闡述內(nèi)容，同樣可以降低電感面積，此處不做過多贅述。

針對rc-cr網(wǎng)絡(luò)存在的不足，本發(fā)明的較佳方案進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，具體如下：

請參考圖3a，標(biāo)識有|hhpf|的曲線為對應(yīng)cr電路的幅度(a)與頻率(ω)的響應(yīng)曲線；標(biāo)識有|hlpf|的曲線為對應(yīng)rc電路的幅度與頻率的響應(yīng)曲線。

請參考圖3b，標(biāo)識有∠hhpf的曲線為對應(yīng)cr電路的相位(ψ)與頻率(ω)的響應(yīng)曲線；標(biāo)識有∠hlpf的曲線為對應(yīng)rc電路的相位與頻率的響應(yīng)曲線。

通過圖3b的曲線可知，在任何頻率上cr電路和rc電路輸出的信號在相位上均相差90度通過圖3a的曲線可知，僅在頻率ω＝1/(r1*c1)處cr電路和rc電路輸出的信號的幅度相等，其他頻率處cr電路和rc電路輸出的信號的幅度有失配現(xiàn)象。

針對上述問題，本發(fā)明為了克服電阻或者電容失配對輸出信號的幅度失配的影響，通過在本地振蕩器中rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)中電阻r的兩端通過開關(guān)控制的方式并聯(lián)于校正電阻r1的方式進(jìn)行補(bǔ)償加以解決。具體方案請參考圖4，所述校正電阻的數(shù)量為兩組，每組校正電阻通過若干位寬的開關(guān)控制的方式并聯(lián)于rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)電阻的兩端。具體的，一組校正電阻r1通過開關(guān)控制的方式并聯(lián)于cr電路中的電阻r兩端，另一組校正電阻r1通過開關(guān)控制的方式并聯(lián)于rc電路中的電阻r兩端，在存在幅度失配時(shí)，選擇合適的校正電阻r1分別并聯(lián)于cr電路和rc電路中的一個(gè)電阻的兩端，以降低電阻或者電容失配對輸出信號的幅度失配的影響。

相應(yīng)的，本實(shí)施例還提供了一種本地振蕩信號產(chǎn)生方法。下面參考圖2詳細(xì)說明本實(shí)施例所述本地振蕩信號產(chǎn)生方法。

本地振蕩信號產(chǎn)生方法中首先需要根據(jù)欲產(chǎn)生的本地振蕩信號的頻率設(shè)定壓控振蕩器的振蕩頻率，經(jīng)驗(yàn)證，所述第一分頻電路、所述第二分頻電路和所述第三分頻電路均為除2電路時(shí)，所述欲產(chǎn)生本地振蕩信號的頻率為0.75倍的壓控振蕩器的振蕩頻率。關(guān)于壓控振蕩器的振蕩頻率的設(shè)定原理可以根據(jù)如下例子得以驗(yàn)證。

為了較好的理解本發(fā)明本地振蕩信號的產(chǎn)生過程，下面結(jié)合圖2，以產(chǎn)生頻率為2.4ghz(即0.75wc＝2.4ghz)的本地振蕩信號為例，此時(shí)wc＝3.2ghz，因此，vco需振蕩在3.2ghz上，經(jīng)過兩個(gè)rc-cr網(wǎng)絡(luò)后產(chǎn)生4路正交信號，分別為：cos(2pi*3.2*10^9*t)，-cos(2pi*3.2*10^9*t)，sin(2pi*3.2*10^9*t)，-sin(2pi*3.2*10^9*t)；其中cos(2pi*3.2*10^9*t)和-cos(2pi*3.2*10^9*t)的差分信號通過一個(gè)除2電路產(chǎn)生cos(2pi*1.6*10^9*t)，-cos(2pi*1.6*10^9*t)，sin(2pi*1.6*10^9*t)和-sin(2pi*1.6*10^9*t)；另一路差分信號sin(2pi*3.2*10^9*t),-sin(2pi*3.2*10^9*t)同樣接一個(gè)相同的除2電路以平衡負(fù)載。

正交信號cos(2pi*3.2*10^9*t)，-cos(2pi*3.2*10^9*t)，sin(2pi*3.2*10^9*t)，-sin(2pi*3.2*10^9*t)送給鏡像抑制混頻器的第一個(gè)輸入端，cos(2pi*1.6*10^9*t)，-cos(2pi*1.6*10^9*t)，sin(2pi*1.6*10^9*t)和-sin(2pi*1.6*10^9*t)送給鏡像抑制混頻器的第二輸入端，經(jīng)過鏡像抑制混頻器的調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)得到sin(2pi*4.8*10^9*t)和-sin(2pi*4.8*10^9*t)的振蕩信號，然后經(jīng)過緩沖器后送給一除2電路得到cos(2pi*2.4*10^9*t)，-cos(2pi*2.4*10^9*t)，sin(2pi*2.4*10^9*t)，-sin(2pi*2.4*10^9*t)的正交本地振蕩信號。

綜上，在本發(fā)明所提供的本地振蕩器及本地振蕩信號產(chǎn)生方法中，壓控振蕩器的輸出端與rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接，兩個(gè)rc-cr相移網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第一分頻電路的輸入端、第二分頻電路的輸入端、鏡像抑制混頻器的第一輸入端連接，第一分頻電路的輸出端或第二分頻電路的輸出端與鏡像抑制混頻器的第二輸入端連接，鏡像抑制混頻器的輸出端與第三分頻電路的輸入端連接。通過先產(chǎn)生正交信號后進(jìn)行混頻處理的方案產(chǎn)生本地振蕩信號，相比采用先進(jìn)行混頻處理后產(chǎn)生正交信號的方案產(chǎn)生本地振蕩信號而言，本發(fā)明中鏡像抑制混頻器的輸出信號頻率與本地振蕩信號的頻率不同，提高了鏡像抑制混頻器的輸出信號頻率，從而縮小了電感占用芯片的面積，有效的降低了生產(chǎn)成本。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。