1264880 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本毛明係有關於射頻接收器，尤其是有關於以數位調變方 式產生中頻訊號的方法與裝置。 【先前技術】 第1圖係為習知超外差接收器之示意圖。天線1〇1接收一 务」頻Λ號RF ’在低雜訊放大器丨〇2中經過放大。接著第一帶通 濾波器103將該射頻訊號RF中的不需要的成份濾掉，傳送至 混波器104。該混波器1〇4根據本地振盪器1〇5 ㈣物頁訊號RF進行混波，產生一包含高頻雜訊的中』 A號最後經過第二帶通濾波器丨〇6的濾波，輸出純淨的中頻 該本地振盪器105提供的振盪頻率是該射頻訊號RF能 降轉成中頻訊號的主要關鍵。雖然第丨圖的習知超外差架構相 當簡單，提供絕佳的頻帶與頻道選擇性，避免臨近頻帶信號的 干擾但疋第一帶逋濾波器1 〇3和第二帶通濾波器} 〇6的實作 並不谷易品文相S精準的品質以及複雜的硬體設計，通常以 外掛元件方式實作，成本不低。 第2圖係為習知零中頻接收器（h〇m〇dpe receiver )之示 意圖。零中頻接收器是目前廣為採用的接收器架構，可直接將 直接轉換單元210降到基頻。同樣的天、線1〇1接收了一射頻额 號RF 、、、工過低‘ 5孔放大裔1 〇2的放大。放大後的射頻訊號Ri 接著被輸直接轉換單元21卜即直接輸出-同相基頻訊號 Βι和正父基頻訊號BQ。該直接轉換單元2丨〇中，包含一本地 振盪器105, 一同相降頻器2〇2，一正交降頻器2〇4，一第一低 通濾波器206以及-第二低通濾波器2〇8。縣地振盪器1〇5 係用以產生-餘弦波和一正弦波。其中該w的頻率即等於射頻
0816-A21 〇〇9TVvT(N2);R〇5002; YEATSLUO 1264880 訊號RF的載波頻率。言亥同相降頻器' 2〇2將低雜訊放大器, 的輸出f以該餘弦波，產生—包含鏡像雜訊的同相基頻訊號 &。接著經過第一低通滤波器206的低通濾波處王里，即可得到 “、、屯/T的同相基頻訊唬。類似的，該正交降頻器2〇4將低雜 :放大器102的輪出乘以該正弦得到一包含鏡像雜訊的正 父基頻訊號BQ。在第二低通濾波器2G8中濾除鏡像雜訊，即可 得到-純淨的正交基頻訊號BQH頻接㈣雖然設計簡單， 部無法適用於需要中頻訊號訊號的解調應用上，基於這個架 構，仍須加上一個調變器將基頻訊號調變至中頻。因此需要一 個兩全其美的解決方案。 【發明内容】 明提供一射頻接收器’包含一天線，一低雜訊放大 "，一直接轉換單元，一第一類比數位轉換器，一第二類比數 ㈣換$和_數位升頻單元。該天線接收_射頻訊號 訊放大器純該天線，放大該_«。《㈣換單元^ =雜訊放大器，對該射頻訊號進行降頻，產生一頻； =和；正交基頻訊號Bq。該第一類比數 接該 接轉換單元，將該同相美超1Ώ批 獅表邊置 m ”…虎1數位化’得到-同相數位訊 广I ^矛一痛比數位轉換器耦接該直 «；：!B：,；r 福ί文。亥弟顯比數位轉換哭和$ g 4 、 相數位訊號DI和正交數^^D _㈣’對該同 該直接結換… 破〜進行升頻’產生一中頻訊號。 J Τα早7L可以包含一本地振i器，— 一正交降頻器，—第一 j邳丨牛頻為’ 該本地振1❹生—^ 波器。 低雜訊放大器㈣本該同相降頻器輕接該 ，根據遠餘弦波，轉換該射頻訊 0816-A21 〇〇9TWF(N2；)：R〇5〇〇2；\^ATSLU〇 6 1264880 號。該正交降頻器耦接該低雜訊放大器和該本地振盪器，根據 該正弦波，轉換該射頻訊號。該第一低通濾波器耦接該同相降 頻器，將該同相降頻器的輸出低通濾波之後得到該同相基頻訊 號。該第二低通濾波器耦接該正交降頻器，將該正交降頻器 的輸出低通濾波之後的到該正交基頻訊號B q。其中該正弦波和 餘弦波的頻率可以是該射頻訊號的載波頻率。 該直接轉換單元也可以是包含一本地振盪器，一同相降頻 器，一正交降頻器，以及一多相濾波器。該本地振盪器產生一 正弦波和一餘弦波。該同相降頻器耦接該低雜訊放大器和該本 地振盪器，根據該餘弦波，轉換該射頻訊號。該正交降頻器耦 接該低雜訊放大器和該本地振盪器，根據該正弦波，轉換該射 頻訊號。該多相濾波器耦接該同相降頻器和該正交降頻器，將 該同相降頻器和正交降頻器的輸出多相濾波之後得到該同相 基頻訊號B!和該正交基頻訊號Bq。其中該正弦波和餘弦波的 頻率可以是該射頻訊號的載波頻率移位一特定間距。 該數位升頻單元可以包含一同相數位升頻器，一正交數位 升頻器，一數位本地振盪器，一數位加法器以及一數位限制 器。該數位本地振盪器產生一中頻餘弦波和一中頻正弦波。該 同相數位升頻器耦接該數位本地振盪器，接收該同相數位訊號 和該中頻餘弦波，輸出一相乘結果。該正交數位升頻器耦接 該數位本地振盪器，接收該正交數位訊號Dq和該中頻正弦波， 輸出其相乘結果。該數位加法器耦接該同相數位升頻器和正交 數位升頻器，將該同相數位升頻器和正交數位升頻器輸出的相 乘結果相加。該數位限制器_接該數位加法器，將該數位加法 器的相加結果轉換成中頻訊號。其中該中頻正弦波和該中頻餘
0816-A2 s 009TWF(N2):R05002：yE/jrSLUO 1264880 . 弦波的頻率係為10.8百萬赫茲，而該中頻訊號係為一頻率10.8 百萬赫茲的方波。 該數位升頻單元可以包含一第一升頻單元，一第二升頻單 元。該第一升頻單元接收該同相數位訊號D〗和該正交數位訊號 ，以複合混波方式將該同相數位訊號D〗和該正交數位訊號 Dq升頻為一同相低頻訊號D’〗和一正交低頻訊號D’q。該第二 升頻單元包含一第二本地振盪器，一第五乘法器，一第六乘法 器，一第三加法器以及一數位限制器。該第二本地振盪器產生 一第二餘弦波和一第二正弦波。該第五乘法器耦接該第二本地 > 振盪器，接收該同相低頻訊號D、和該第二餘弦波，輸出該同 相低頻訊號D’i和該第二餘弦波的相乘結果。該第六乘法器耦 接該第二本地振盪器，接收該正交低頻訊號D’q和該第二正弦 波，輸出該正交低頻訊號D’q和該第二正弦波的結果。該第三 加法器耦接該第五乘法器和第六乘法器，將該第五乘法器和第 六乘法器的輸出結果相加。該數位限制器搞接該第三加法器， 將該第三加法器的相加結果轉換成中頻訊號。 該第一升頻單元可以包含一第一本地振盖器’ 一第一乘法 丨器，一第二乘法器，一第三乘法器，一第四乘法器，一第一加 法器，以及一第二加法器◦該第一本地振盪器產生一第一正弦 波和一第一餘弦波。該第一乘法器搞接該第一本地振盈器，接 收該同相數位訊號Di和該第一餘弦波，輸出該同相數位訊號 Di和該第一餘弦波的相乘結果。該第二乘法器輕接該弟一本地 振盪器，接收該同相數位訊號D〗和該第一正弦波，輸出該同相 數位訊號D!和該第一正弦波的相乘結果。該第三乘法器耦接該 第一本地振盪器，接收該正交數位訊號DQ和該第一正弦波， 輸出·該正交數位訊號Dq和該第一正弦波的相乘結杲。該第四 0816-A21009TWF( N2 ):R05002:YEATSLUO 8 1264880 乘法器耦接該第一本地振盪器，接收該正交數位訊號dq和該 第一餘弦波，輸出該正交數位訊號dq和該第一餘弦波的相乘 結果。該第一加法器耦接該第一乘法器和該第三乘法器，將該 第一乘法器的輸出值減去該第三乘法-¾、的輸出值’得到該同相 低頻訊號。該第二加法器耦接該第二乘法器和該第四乘法 器，將該第二乘法器的輸出值相加該第四乘法器的輸出值，得 到該正交低頻訊號D’q。該第一正弦波和該第一餘弦波的頻率 係為1.2百萬赫茲，該第二正弦波和該第二餘弦波的頻率係為 9.6百萬赫茲。該中頻訊號係為一頻率10.8百萬赫茲的方波。 本發明另一實施例提供一射頻接收方法，應用於上述射頻 接收器。首先，接收一射頻訊號，並放大該射頻訊號。接著對 該射頻訊號進行降頻，產生一同相基頻訊號BI和一正交基頻訊 號Bq。將該同相基頻訊號Βι數位化，得到一同相數位訊號D!， 將該正交基頻訊號Bq數位化，得到一正交數位訊號Dq。最後， 對該同相數位訊號1^和正交數位訊號Dq進行升頻，產生一中 頻訊號。 【實施方式】 第3a圖以及第3b圖係為本發明射頻接收器的實施例。在 第3a圖中，該天線1 01，低雜訊放大器102和直接轉換單元2 1 0 與第2圖的零中頻接收器相同。該直接轉換單元2 1 0所輸出的 同相基頻訊號和正交基頻訊號Bq，更進一步的經過第一類 比數位轉換器302和第二類比數位轉換器304 ·轉成數位訊號 同相數位訊號D!和正交數位訊號Dq，最後，經由一數位升頻 單元306將該同相基頻訊號Βί和正交基頻訊號Bq轉換成一中 頻訊號。本實施例引闬了零中頻（ZIF )架構做為基礎，所以 08]〇A：H009TWKN2):R05002:Y£ATSLU〇 1264880 Ρ則万、罘4圖和弟5圖中詳述。 r t第％圖中，該直接轉換單元220和第3a圖的直接轉換 訊號㈣載波頻率，而是!供的頻率不等於射頻 射頻訊號1^的頻率ω〇與本地 才 一 | σσ 1 U)的頻率可以相差1 50 的=Γ聰），使同相降頻器202和正交降頻器產生 以以訊號/刀布在比基頻略高的位置。因為避開了基頻段，可 ΓΓΐ理鏡頻成份造成直流電屋漂移（dc⑽如）的問 二:弟3b圖的架構，又稱為卿架構’比第3a圖且有 二t ΓΓ Γ該直接轉換單元22°中使用了 -個多相溏波 輸出aSefllter)，利用其較佳的鏡頻干擾去除能力， =同相基頻訊號BI和正交基頻訊號、。同樣的 比數位轉換器302和第-類& ^ k ，、 B 數仅轉換器304將同相基頻訊號 Βι和正父基頻訊號b數位化於 “位化輻出同相數位訊號〇1和正交數 _Dq’經過數位升頻單元地轉換成.中頻訊號。 =圖係㈣明數位升頻單元3〇6的實施例。該同相數 位Λ卩虎D!和正父數位却骑认 , μη ^虎％輸入數位升頻單元306之後，透 過同相數位升頻器402和正交數位弁4 文位升頻态404進行升頻轉換。 其中該同相數位升頻器4〇2和 、 从ρ β π」 乂數位升頻404接收數位本 /派盟态4 0 6所產生數位的中頻參 同相數位訊號Dl和正交_ 波和中頻正弦波，輸出與 4Λδ & 又I位5fl5虎DQ的乘積至一數位加法器 408，進行加總。接著加總的社值 、、不傳迗至數位限制器410轉拖 為中頻訊號。數位關器41Q的作用是 : 訊號轉換成方波型態，其物理意 ；匕鳥八 (limiter^ …问於類比訊號中的限制器 0816-A2 ] 〇〇9TWF(N2 ):Κ05002ΛΈΑΤ5^0 1264880 第5圖係為本發明數位升頻單元306的另一實施例。該數 位升頻單元306將同相數位訊號D】和正交數位訊號Dq的升頻 分為兩階段。第一階段在第一升頻單元550中進行，第二階段 在第二升頻單元560中進行。該第一升頻單元550中包含四個 第一乘法器502a，第二乘法器502b，第三乘法器502c，第四 乘法器502d，一個第一本地振盪器520，以及一第一加法器504 和一第二加法器5 0 6。該第一本地振盪器5 2 0產生一第一正弦 波和一第一餘弦波。其中第一乘法器502a將該同相數位訊號 Di乘以該第一餘弦波，第二乘法器502b將該同相數位訊號D! 乘以該第一正弦波，第三乘法器5 0 2 c將該正交數位訊號D q乘 以該第一正弦波，而第四乘法器5 0 2 d將該正交數位訊號D q乘 以該第一餘弦波。該第一加法器504耦接該第一乘法器502a 和該第三乘法器502c，將該第一乘法器502a的輸出值減去該 第三乘法器502c的輸出值，得到該同相低頻訊號D’〗。該第二 加法器506耦接該第二乘法器502b和該第四乘法器502d，將 該第二乘法器502b的輸出值相加該第四乘法器502d的輸出 值，得到該正交低頻訊號D’q。在這第一升頻單元550中所進 行的步驟，稱為複合混波（Complex Mixer )，其作用係將同相 數位訊號D!和正交數位訊號Dq升頻至1 ·2ΜΗζ (百萬赫茲）， 輸出同相低頻訊號和正交低頻訊號D’q。其中該第一正弦 波和該第一餘弦波的頻率即為1.2M。隨後在第二升頻單元560 中進行第二階段升頻。 在該第二升頻單元560中，包含一第二本地振盪器530， 用以產生一第二餘弦波和一第二正弦波。一第五乘法器5 0 8库馬 接該第二本地振盪器530,將該同相低頻訊號D%乘以第二餘弦 波。一第五乘法器508耦接該第二本地振盪器530，將該正交 0816-A2 ] 009TWF(N2；)；R05002; YEATSLUO 11 1264880 低頻訊號IV ς)乘以第二正弦波。一第三加法器5 1 2，耦接該第 五乘法器508和第六乘法器5 1 0，將該兩者的相乘結果相加， 接著輸出至一數位限制器514。該數位限制器514可以是一種 一位元量化器（1-Bit Quantizer )，用以產生波形為方波的中頻 訊號。在本實施例中 '該第二正弦波和該第二餘弦波的頻率係 為9.6百萬赫茲，所以該中頻訊號係為一頻率1 〇 · 8百萬赫茲的 方波。二階段升頻的好處是，第二本地振盪器530的頻率可以 選擇直接採用系統中現成的振盪器訊號9.6百萬赫茲，而第一 本地振盪器520的頻率1.2百萬赫茲，則可藉由查表方式產生， 故整體來說不需要為了產生1 0.8百萬赫茲而另外配置硬體，節 省了成本。 第6圖係為本發明射頻接收方法的流程圖。首先，在步驟 602中，接收一射頻訊號RF。在步驟604中，放大該射頻訊號 RF。步驟6 0 6，對該射頻訊號RF進行降頻，產生一同相基頻 訊號Βϊ和一正交基頻訊號Bq。在步驟608和步驟610中，將 該同相基頻訊號Β ί和該正交基頻訊號B q數位化，得到一同相 數位訊號Di和一正交數位訊號Dq。步驟612，對該同相數位 訊號D；[和正交數位訊號Dq進行升頻，產生一中頻訊號。其中 對該射頻訊號RF進行降頻的步驟，可以是降到基頻，也可以 是降到一非零的低頻，例如1 50千赫茲。對該同相數位訊號Di 和正交數位訊號Dq進行升頻的步驟，可以一次升頻到中頻訊 號IF，也可以分兩次升頻。例如該中頻訊號IF係為一頻率10·8 百萬赫茲的方波時，可在第一次先升頻到12百萬赫茲，第二 次再升頻9.6百萬赫茲|最後得到1CK8百萬赫茲的中頻訊號 IF。該第一次升頻可以是一種複合混波（Complex Mixer )方式， 直接消去鏡頻成份。例如由第5圖的第一本地振盪器520產生 08 ] 6-A2 1009TWF(N2 ):R05002;YEATSLUO 12 1264880 不一正弦波和 -餘弦波相乘，產生—第一數位：;Di和該第 < 敫位汛號。將邊同相數位訊號D] 卜正弦波相乘，產生—第：數位訊號。將該正交數仅訊 和該第一正弦波相乘，產生-第三數位訊號。將該正交 和該第一餘弦波相乘，產生一第四數位 使在昂一加法器504中將 齡仿— 在弟一加法态中將該第二
;號相加該第四數位訊號’得到該正交低頻訊號DV 好的解2月中3弟一和第二類比數位轉換器必須是擁有很 ”：二要的類比數位轉換器必須比其他架構的罐^ 用交、；==數位轉換器的信號不包含零頻，因此可以 存在二二It:信號，可省去為了解決直流偏移問題而 計的複雜度，我們也可把路’大大降低了類比設 並將其轉嫁到數位電路部:/疋將類比電路的複雜度減低， 方式：二=段的鏡頻消除混波已變成數位 再產生額外的角度或是增益上：：中其=信號之間並不會 的正交信號誤差，還能透過 Τ 一衣别級電路所產生 級類比電路的誤差規格便可^二，校正。如此—來，前 雖然本發明已以較佳實施例二：:谷易設計了。 本發明’任何熟習此技蓺 …上，然其並非用以限定 π，當可作些許之更％^； 不脱離本發明之精神和範圍 又习^，間錦，因 附之申請專利範圍所界定者為進。㉟月之保護範圍當視後 0816'42 ] _TWF(N2);邮 〇〇2;YEATSlu〇 13 ⑧ 1264880 【圖式簡單說明】 f :圖係為習知超外差接收器之示意圖； 2 _圖係為習知零中頻接收器之示意圖； ^ a ^及第3b ®係為本發明射頻接收器的實施例 f ^圖係為本發明數位升頻單元306的實施例； 以 圖係為本發明數位升頻單元3G6的另—實施例； 弟6圖係為本發明射頻接收方法的流程圖。 [主要元件符號說明】 101天線 103第一帶通濾波器 W5本地振盪器 202同相降頻器 206第一低通濾波器 210直接轉換單元 302第一類比數位轉換 j06數位升頻單元 402同相數位升頻器 406數位本地振盪器 410數位限制器 502a〜502d 第一、二、 5〇4第一加法器 508第五乘法器 3 12第三加法器 520第一本地振盪器 550第一升頻單元 102低雜訊放大器 1〇4混波器 106第二帶通濾波器 204正交降頻器 2 0 8弟一低通濾、波器 上20直接轉換單元 器304第二類比數位轉換器 308多相濾波器 404正交數位升頻器 408數位加法器 三、四乘法器 506第二加法器 5 10第六乘法器 514數位限制器 53 0第二本地振盪器 560第二升頻單元 08 i 6-A21 〇〇9T\W(N2；):R05002; YEATSLUO 14