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集成于單芯片上的FM發射器和非FM接收器.pdf

摘要
申請專利號:

CN200980146098.9

申請日:

2009.11.19

公開號:

CN102217204B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04B 1/52申請日:20091119|||公開
IPC分類號: H04B1/52 主分類號: H04B1/52
申請人: 高通股份有限公司
發明人: 林義鄉; 潘祖王; 曾義
地址: 美國加利福尼亞州
優先權: 2008.11.19 US 12/274,167
專利代理機構: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287 代理人: 宋獻濤
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200980146098.9

授權公告號:

102217204B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2011.11.30|||2011.10.12

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

示范性實施例包括可實施于同一IC芯片上的調頻(FM)發射器和非FM接收器。所述FM發射器可包括數字FM調制器、低通濾波器、放大器和LC儲能電路。所述數字FM調制器可接收數字輸入信號,以所述數字輸入信號執行FM調制,且提供數字FM信號。所述低通濾波器可對所述數字FM信號進行濾波且提供經濾波的FM信號。所述放大器可放大所述經濾波的FM信號且提供輸出FM信號。所述LC儲能電路可對所述輸出FM信號進行濾波。所述數字FM調制器可通過改變PLL內的多模數除法器的可變除法器比率來執行FM調制。Δ-∑調制器可接收所述數字輸入信號,且產生用以獲得所述可變除法器比率的調制器輸出信號。

權利要求書

權利要求書
1.  一種集成電路,其包含:
調頻(FM)發射器,其接收數字輸入信號、以所述數字輸入信號執行FM調制,且提供輸出FM信號;以及
非FM接收器,其接收射頻(RF)信號,對所述接收到的RF信號執行解調,且提供基帶輸出信號。

2.  根據權利要求1所述的集成電路,所述FM發射器包含
數字FM調制器,其以所述數字輸入信號執行FM調制且提供數字FM信號,以及
低通濾波器,其對所述數字FM信號進行濾波且提供經濾波的FM信號。

3.  根據權利要求2所述的集成電路,所述數字FM調制器包含
鎖相回路(PLL),其包含多模數除法器以使振蕩器信號的頻率除以可變除法器比率,以及
Δ-∑調制器,其接收所述數字輸入信號,且產生用以獲得所述可變除法器比率的調制器輸出信號。

4.  根據權利要求2所述的集成電路,所述低通濾波器包含Sallen-Key低通濾波器。

5.  根據權利要求2所述的集成電路,所述低通濾波器使處于所選擇FM頻率的所要信號分量通過,且衰減所述數字FM信號的屬于所述非FM接收器的頻帶的諧波。

6.  根據權利要求1所述的集成電路,所述非FM接收器包含碼分多址(CDMA)接收器、全球移動通信系統(GSM)接收器或全球定位系統(GPS)接收器。

7.  一種設備,其包含:
數字調頻(FM)調制器,其接收數字輸入信號、以所述數字輸入信號執行FM調制,且提供數字FM信號;以及
低通濾波器,其對所述數字FM信號進行濾波且提供經濾波的FM信號。

8.  根據權利要求7所述的設備,所述數字FM調制器包含
鎖相回路(PLL),其包含多模數除法器以使振蕩器信號的頻率除以可變除法器比率,以及
Δ-∑調制器,其接收所述數字輸入信號,且產生用以獲得所述可變除法器比率的調制器輸出信號。

9.  根據權利要求7所述的設備,所述低通濾波器包含Sallen-Key低通濾波器。

10.  根據權利要求9所述的設備,所述Sallen-Key低通濾波器包含
具有柵極和源極的金屬氧化物半導體(MOS)晶體管,所述源極提供所述經濾波的FM信號,
串聯耦合且耦合到所述MOS晶體管的所述柵極的第一和第二電阻器,
第一電容器,其耦合于所述MOS晶體管的所述柵極與電路接地之間,以及
第二電容器,其耦合到所述MOS晶體管的所述源極以及所述第一和第二電阻器。

11.  根據權利要求10所述的設備,所述Sallen-Key低通濾波器具有由所述MOS晶體管的有限輸出阻抗形成的凹口。

12.  根據權利要求7所述的設備,所述低通濾波器具有至少一個凹口且在每一凹口頻率處提供較大衰減。

13.  根據權利要求7所述的設備,其進一步包含:
放大器,其放大所述經濾波的FM信號且提供輸出FM信號;以及
LC儲能電路,其通過帶通響應對所述輸出FM信號進行濾波。

14.  根據權利要求7所述的設備,所述數字FM信號包含處于所選擇FM頻率的所要信號分量和奇次諧波,且所述低通濾波器使處于較高頻率的所述奇次諧波衰減。

15.  一種設備,其包含:
數字調頻(FM)調制器,其接收數字輸入信號、以所述數字輸入信號執行FM調制,且提供數字FM信號;以及
LC儲能電路,其對所述數字FM信號執行濾波且提供輸出FM信號。

16.  根據權利要求15所述的設備,所述LC儲能電路包含
并聯耦合的可變電容器和電感器,所述可變電容器基于所選擇FM頻率進行調整。

17.  根據權利要求16所述的設備,所述數字FM調制器和所述可變電容器實施于集成電路(IC)芯片上,且所述電感器實施于所述IC芯片外部。

18.  一種無線裝置,其包含:
數字調頻(FM)調制器,其接收數字輸入信號、以所述數字輸入信號執行FM調制,且提供數字FM信號;以及
小型天線,其發射基于所述數字FM信號產生的輸出FM信號,所述小型天線具有小于最高FM頻率的四分之一波長的大小。

19.  一種執行調頻(FM)的方法,其包含:
以數字輸入信號執行數字FM調制以獲得數字FM信號;以及
對所述數字FM信號進行低通濾波以獲得經濾波的FM信號。

20.  根據權利要求19所述的方法,其進一步包含:
放大所述經濾波的FM信號以獲得輸出FM信號;以及
對所述輸出FM信號進行帶通濾波。

21.  根據權利要求19所述的方法,所述執行數字FM調制包含
使振蕩器信號的頻率除以可變除法器比率,以及
對所述數字輸入信號執行Δ-∑調制以獲得所述可變除法器比率。

22.  根據權利要求19所述的方法,所述低通濾波包含以具有凹口的低通濾波器對所述數字FM信號進行低通濾波。

23.  一種用于執行調頻(FM)的設備,其包含:
用于以數字輸入信號執行數字FM調制以獲得數字FM信號的裝置;以及
用于對所述數字FM信號進行低通濾波以獲得經濾波的FM信號的裝置。

24.  根據權利要求23所述的設備,其進一步包含:
用于放大所述經濾波的FM信號以獲得輸出FM信號的裝置;以及
用于對所述輸出FM信號進行帶通濾波的裝置。

25.  根據權利要求23所述的設備,所述用于執行數字FM調制的裝置包含
用于使振蕩器信號的頻率除以可變除法器比率的裝置,以及
用于對所述數字輸入信號執行Δ-∑調制以獲得所述可變除法器比率的裝置。

說明書

說明書集成于單芯片上的FM發射器和非FM接收器
技術領域
本發明大體上涉及電子裝置,且更具體來說涉及一種用于無線裝置的調頻(FM)發射器。
背景技術
無線裝置可包括可支持多個無線通信系統的通信的多個發射器和多個接收器。發射器可產生以無線裝置發送的數據調制的輸出射頻(RF)信號,且可經由無線信道發射所述輸出RF信號。接收器可從基站接收RF信號,且可處理所述接收到的RF信號以獲得基站發送的數據。發射器和接收器可實施系統使用的無線電技術。
無線裝置還可包括FM發射器。FM發射器可將音頻輸出轉換為輸出FM信號,且可將輸出FM信號發射到汽車無線電或某一其它設備。FM發射器可允許無線裝置向在某些情境下可能為優選的另一設備提供音頻輸出。需要在無線裝置上有效地實施FM發射器。
附圖說明
圖1展示無線裝置的框圖。
圖2展示FM發射器的框圖。
圖3展示數字FM調制器的框圖。
圖4展示數字FM信號的頻譜曲線。
圖5A展示低通濾波器的頻率響應。
圖5B展示另一低通濾波器的頻率響應。
圖6展示Sallen-Key低通濾波器的示意圖。
圖7展示用于執行FM調制的過程。
具體實施方式
詞語“示范性”在本文中用以表示“充當實例、例子或說明”。本文中描述為“示范性”的任何設計未必解釋為較其它設計來說為優選或有利的。
圖1展示無線裝置100的示范性設計的框圖。為了簡單起見,僅FM發射器120和非FM接收器130展示于圖1中。非FM接收器130可為用于碼分多址(CDMA)、全球移動通信系統(GSM)、全球定位系統(GPS)、醫療植入式通信系統(MICS)或某一其它非FM無線電技術的接收器。無線裝置100還可包括用于其它無線電技術的其它發射器和接收器,所述其它發射器和接收器為了簡單起見并未展示于圖1中。FM發射器120和非FM接收器130可實施于集成電路(IC)芯片110上,以便減小成本和大小并獲得其它益處。IC芯片110可用于模擬IC、RF IC(RFIC)、混頻信號IC、專用集成電路(ASIC)等。
FM發射器120接收數字輸入信號(例如,針對音頻輸出),以數字輸入信號執行FM調制,且產生輸出FM信號。輸出FM信號經由天線124而發射且具有來自襯墊122的非所要RF泄漏。天線134從基站和/或其它發射器臺接收RF信號,且向非FM接收器130提供接收到的RF信號。來自襯墊122的非所要RF泄漏還經由襯墊132耦合到非FM接收器130。非FM接收器130處理(例如,放大、濾波、解調和數字化)接收到的RF信號且提供基帶輸出信號。
如圖1中所展示的FM發射器120和非FM接收器130在同一IC芯片110上的集成可由于若干原因而具有挑戰性。首先,來自FM發射器120的輸出FM信號的信號電平可為高。盡管輸出FM信號可以76到108兆赫茲(MHz)之間的相對低頻率為中心,但FM信號的諧波(其也稱為FM諧波)可以從數百MHz到數千兆赫(GHz)的較高頻率存在。當FM發射器120和非FM接收器130集成于同一IC芯片上且非FM接收器130具有高敏感性要求時,FM諧波可干擾非FM接收器130。如果要求接收器接收處于極低接收到的功率電平(例如,-102dBm)的所要信號,那么接收器可視為具有高敏感性要求。FM諧波可從襯墊122耦合到襯墊132且還從天線124耦合到天線134。當所述兩個襯墊在同一IC芯片上時,襯墊到襯墊耦合可為更嚴重的;且天線到天線耦合可為較不嚴重的。在任何狀況下,所耦合的FM諧波可出現于所接收到的RF信號中的所要信號處或附近,且可嚴重地妨礙非FM接收器130恢復所要信號的能力。
圖2展示FM發射器120的示范性設計的框圖,其可具有FM諧波到非FM接收器130的較少耦合。在FM發射器120內,數字FM調制器210接收數字輸入信號(例如,針對音頻輸出),以數字輸入信號執行FM調制,且提供數字FM信號。低通濾波器220接收數字FM信號,對數字FM信號進行濾波以使可能干擾非FM接收器130的諧波衰減,且提供經濾波的FM信號。功率放大器(Amp)230放大經濾波的FM信號以獲得所要輸出信號電平且提供輸出FM信號。功率放大器230也可稱為驅動器放大器、輸出放大器等。LC儲能電路(tank circuit)240由可變電容器242和電感器244形成且作為帶通濾波器操作。LC儲能電路240對輸出FM信號進行濾波以使處于所選擇FM頻率的所要FM信號通過且使FM諧波和噪聲衰減。經由天線124發射輸出FM信號。
天線134向非FM接收器130提供接收到的RF信號。在非FM接收器130內,低噪聲放大器(LNA)250放大接收到的RF信號并提供經放大的RF信號。解調器260進一步處理(例如,濾波、解調和數字化)經放大的RF信號且提供基帶輸出信號。
在展示于圖2中的示范性設計中,數字FM調制器210、低通濾波器220、功率放大器230和電容器242可實施于IC芯片110上。電感器244可實施于IC芯片110外部(如圖2中所展示)或IC芯片110上。
圖2展示FM發射器120的示范性設計。大體來說,FM發射器可包括濾波器、放大器等任何數目個級。電路塊也可不同于展示于圖2中的配置而布置。
圖3展示FM發射器120內的數字FM調制器210的示范性設計的框圖。數字FM調制器210使用鎖相回路(PLL)310執行數字FM調制。如本文中所使用,數字FM調制指代振蕩器信號的獲得數字調頻信號(即,數字FM信號)的調頻。
在PLL 310內,相位-頻率檢測器312接收參考信號和反饋信號、比較所述兩個信號的相位,且提供指示所述兩個信號之間的相位差/誤差的檢測器信號。電荷泵314產生與檢測到的相位誤差成比例的誤差信號。回路濾波器316對誤差信號進行濾波且為壓控振蕩器(VCO)318提供控制電壓。回路濾波器316調整所述控制電壓,使得反饋信號的頻率鎖定到參考信號的頻率。VCO 318產生振蕩器信號,所述振蕩器信號具有由來自回路濾波器316的控制電壓確定的頻率。多模數除法器320使振蕩器信號的頻率除以可變除法器因數并提供反饋信號。固定的除法器330使振蕩器信號除以固定的除法器比率(例如,2、4等),并提供數字FM信號。
Δ-∑(Δ∑)調制器322以相對低的輸入速率接收具有多個位(例如,16個或16個以上位)的分辨率的數字輸入信號,且以高輸出速率產生具有同一分辨率但使用一個或少許位的調制器輸出信號。求和器324對調制器輸出信號與對應于所選擇FM信道的偏移值求和,并提供多模數除法器320的可變除法器因數。
盡管在圖3中未展示,但預失真單元可在Δ∑調制器322之前插入且可針對PLL 310中的增益和相位失配對數字輸入信號執行預失真。預失真單元可執行數字增益和/或相位等化以減輕PLL閉合回路帶寬對FM調制的效應。Δ∑調制器322可接著接收經預失真的輸入信號而非數字輸入信號。
PLL 310將反饋信號的頻率鎖定到參考信號的頻率。因此,改變除法器320的除法器比率將引起來自VCO 318的振蕩器信號的頻率的改變。數字FM調制通過以下操作來實現:以通過數字輸入信號的瞬時偏差調制振蕩器信號的頻率的方式控制除法器320的除法器比率。
圖3展示數字FM調制器210的示范性設計,所述數字FM調制器210也可以其它方式來實施。在另一示范性設計中,數字FM調制器210可執行直接FM VCO調制。此情形可通過在回路濾波器316的輸入端處施加求和器324的輸出而實現。在又一示范性設計中,數字FM調制器210可執行數字I/Q調制。此可通過以下各項實現;(i)對數字輸入信號進行積分,(ii)對經積分的信號進行余弦和正弦運算,以及(iii)使用單邊帶(SSB)調制器將余弦和正弦分量上變頻為載波頻率。在又一示范性設計中,數字FM調制器210可執行2-點調制。此可通過以下各項實現:(i)經由低通調制路徑調制除法器320的可變除法比率或參考信號,以及(ii)經由高通調制路徑調制VCO 318。還可以其它方式執行數字FM調制。
圖4展示來自數字FM調制器210的數字FM信號的頻譜曲線。數字FM信號類似于處于所選擇FM頻率fFM的數字時鐘信號且含有窄帶FM調制。FM頻率fFM在76到108MHz的范圍內且可由用戶選擇。歸因于其類時鐘波形,數字FM信號含有處于所選擇FM頻率的強的所要信號分量以及處于頻率3fFM、5fFM、7fFM等的奇次FM諧波。FM諧波中的一些可屬于CDMA系統、GSM系統、GPS等使用的頻帶。舉例來說,第15FM諧波可落于用于GPS的1575.42MHz附近且可使GPS接收器的性能降級,所述GPS接收器可具有高敏感性要求且可能更容易受干擾影響。需要使數字FM信號中的FM諧波衰減,尤其是使可屬于由非FM接收器130覆蓋的頻帶的那些FM諧波衰減。
圖5A展示FM發射器120內的低通濾波器220的示范性設計的頻率響應510。在此示范性設計中,頻率響應510具有覆蓋FM頻率范圍的相對平坦的通頻帶,且以低通濾波器220的階數確定的速率逐漸下降。可通過較高階低通濾波器獲得更多衰減。頻率響應510可用以提供處于高頻率的FM諧波的更多衰減。
圖5B展示低通濾波器220的另一示范性設計的頻率響應520。在此示范性設計中,頻率響應520具有處于頻率fnotch的凹口,且從3dB帶寬頻率更急劇下降。所述凹口可用以以較高FM諧波的較小衰減為代價提供一個或一個以上FM諧波的較大衰減。凹口還可放置于特定頻率(例如,GPS頻率)處以獲得此頻率處的FM諧波的高衰減。
圖5A和圖5B展示低通濾波器220的兩個示范性設計的頻率響應。還可通過其它低通濾波器設計獲得其它頻率響應。大體來說,合適的頻率響應可基于例如以下各項等各種因素來選擇:FM發射器120的所要性能、非FM接收器130的要求等。舉例來說,如果非FM接收器130為GPS接收器且需要第15FM諧波的較大衰減,那么可使用圖5A中的頻率響應510。如果非FM接收器130為以低頻帶操作的CDMA或GSM接收器且需要低FM諧波的較大衰減,那么可使用圖5B中的頻率響應520。
圖6展示低通濾波器220的示范性設計的示意圖,所述低通濾波器220通過二階Sallen-Key低通濾波器來實施。在低通濾波器220內,具有值R1的電阻器612具有一個接收數字FM信號的末端和耦合到節點A的另一末端。具有值R2的電阻器614耦合于節點A與N通道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管620的柵極之間。具有值C1的電容器616耦合于NMOS晶體管620的柵極與電路接地之間。具有值C2的電容器618耦合于節點A與NMOS晶體管620的源極之間。NMOS晶體管620作為源極隨耦器進行耦合,且使其漏極耦合到電源電壓VDD,且其源極提供經濾波的FM信號。電流源622耦合于NMOS晶體管620的源極與電路接地之間,且為NMOS晶體管620提供偏置電流。NMOS晶體管620具有為r0的有限輸出阻抗,其由耦合于NMOS晶體管620的源極與電路接地之間的電阻器624模型化。
如圖6中所展示的具有擁有有限輸出阻抗的放大器的二階Sallen-Key低通濾波器的轉移函數H(s)可表達為:
H(s)=s2r0R2C1C2+sr0C2+Ks2[R1R2C1C2+r0(R1+R2)C1C2]+s[(R1+R2)C1+(r0+(1-K)R1)C2]+1,]]>等式(1)
其中為低通濾波器的截止頻率,
為質量因數,且
K為放大器的增益,其可為一或更小。
Q因數確定低通濾波器的頻率響應中的尖峰(如果存在)的高度和寬度。可以較高Q獲得較高尖峰。可以的Q獲得巴特沃斯(Butterworth)濾波器的最大平坦通頻帶響應。可通過選擇電阻器612和614的適當值R1和R2以及電容器616和618的適當值C1和C2而獲得所要頻率響應。
具有理想單位增益放大器(其中r0=0)的Sallen-Key低通濾波器的轉移函數不具有零。然而,如等式(1)中所展示,非理想放大器的有限輸出阻抗r0在轉移函數H(s)中產生零。Sallen-Key低通濾波器可接著具有展示于圖5B中的頻率響應。凹口頻率可通過輸出阻抗r0、電阻器值R2以及電容器值C1和C2來確定。輸出阻抗r0可近似為r0=1/gm,其中gm為NMOS晶體管620的跨導。
圖6展示使用NMOS晶體管的二階Sallen-Key低通濾波器的示范性設計。大體來說,用于Sallen-Key濾波器的放大器可通過任何類型的晶體管或放大器來實施,例如,P通道金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管、雙極接面晶體管(BJT)、運算放大器(Op-Amp)、運算跨導放大器(OTA)等。
圖6展示低通濾波器220的示范性設計。大體來說,低通濾波器220可實施為被動低通濾波器(例如,僅使用電阻器、電容器和/或電感器),或實施為主動低通濾波器(例如,使用電阻器、電容器、晶體管、放大器等)。低通濾波器220可通過任何階數、任何濾波器類型和任何濾波器架構來實施。舉例來說,低通濾波器220可通過二階、四階或更高階濾波器來實施。低通濾波器220可通過巴特沃斯濾波器、白塞爾(Bessel)濾波器、橢圓濾波器、柴比雪夫(Chebychev)濾波器等來實施。橢圓和柴比雪夫濾波器具有凹口,而巴特沃斯和白塞爾濾波器無凹口。低通濾波器220還可通過RC級聯或主動低通濾波器級來實施。
返回參看圖2,LC儲能240可為輸出FM信號提供額外濾波。LC儲能240具有擁有中心頻率ω0的帶通響應,所述中心頻率ω0可表達為:
ω0=1LC,]]>等式(2)
其中C為電容器242的電容且L為電感器244的電感。
電容器242可具有可基于所選擇的FM頻率確定的可調諧值。在一個示范性設計中,電容器242可通過具有相等電容的一組單位電容器來實施。在另一示范性設計中,電容器242可通過具有逐漸變大的電容的一組電容器(例如,其中每一電容器大小是先前電容器大小的兩倍)實施。對于兩個示范性設計來說,組中的電容器的適當集合可經選擇以獲得用于所選擇FM頻率的恰當電容。
在展示于圖2中的示范性設計中,電容器242實施于IC芯片110上,且電感器244實施于IC芯片外部。在另一示范性設計中,電容器242和電感器244可均實施于IC芯片110上,或均實施于IC芯片外部。
功率放大器230可以各種方式來實施。功率放大器230可經設計具有良好線性,使得放大器并不產生額外FM諧波。功率放大器230還可通過串聯或并聯耦合的多個級來實施。足夠數目個級可經啟用以提供所要輸出信號電平,且剩余級可經停用以節省功率。
用以發射輸出FM信號的天線124可通過以下各項來實施:偶極天線、貼片天線(patch antenna)、微帶天線、帶狀天線、印刷偶極天線、倒F天線、環形天線、單極天線等。天線124可為小型天線。如果天線的尺寸遠小于四分之一波長,那么所述天線可視為“小型”。舉例來說,在108MHz的最高FM頻率處,四分之一波長等于0.7米,且天線124歸因于便攜式無線裝置的較小的大小將很可能遠小于0.7米。
天線124歸因于其較小的大小在FM頻率處可具有較大損耗。天線124可以較大輸出FM信號驅動以補償較大天線損耗。較大輸出FM信號還可導致較大襯墊到襯墊耦合,其可與低通濾波器220和LC儲能電路240對抗。
LC儲能電路240可為小型天線124提供良好性能。LC儲能電路240與匹配網絡(其為使反射最小化的電路)、具有多個級或四分之一波長阻抗變換器的阻抗匹配網絡等相比可提供更好性能。
本文中所描述的FM發射器可提供某些優點。首先,FM發射器的全部或大部分可實施于IC芯片上,此可減小成本、面積和功率消耗。FM發射器還可與非FM接收器(例如,GSM接收器、CDMA接收器、GPS接收器、MICS接收器等)集成,所述非FM接收器可能具有高敏感性要求。FM信號在功率放大器之前和之后的濾波可使FM諧波衰減足夠量,使得FM諧波可使敏感的非FM接收器的性能最小地降級。對集成于便攜式無線裝置中的FM發射器的需求可較大,且可通過本文中所描述的FM發射器來解決。
在一個示范性設計中,集成電路可包含FM發射器和非FM接收器。所述FM發射器可接收數字輸入信號,以所述數字輸入信號執行FM調制,且提供輸出FM信號。所述非FM接收器可接收RF信號,對所述接收到的RF信號執行解調,且提供基帶輸出信號。非FM接收器可包含CDMA接收器、GSM接收器、GPS接收器、MICS接收器等。
在另一示范性設計中,一設備可包含數字FM調制器和低通濾波器。所述數字FM調制器可接收數字輸入信號,以所述數字輸入信號執行FM調制,且提供數字FM信號。所述低通濾波器可對所述數字FM信號進行濾波,且提供經濾波的FM信號。
在一個示范性設計中,數字FM調制器可包含PLL和Δ-∑調制器。PLL可包含多模數除法器,所述多模數除法器使振蕩器信號的頻率除以可變除法器比率。所述Δ-∑調制器可接收所述數字輸入信號,且產生用以獲得所述可變除法器比率的調制器輸出信號。還可以其它方式實施數字FM調制器。
在一個示范性設計中,低通濾波器可包含可如圖6中所展示而實施的Sallen-Key低通濾波器。Sallen-Key低通濾波器可具有由放大器的有限輸出阻抗形成的凹口,所述放大器可具有接近一的增益。數字FM信號可包含處于所選擇FM頻率的所要信號分量,和奇次諧波。低通濾波器可使處于所選擇FM頻率的所要信號分量通過,且可使處于較高頻率的諧波(例如,屬于非FM接收器的頻帶的諧波)衰減。低通濾波器可在凹口頻率處提供較大衰減。
所述設備可進一步包含放大器和LC儲能電路。所述放大器可放大所述經濾波的FM信號且提供輸出FM信號。所述LC儲能電路可通過帶通響應對所述輸出FM信號進行濾波。LC儲能電路可包含并聯耦合的可變電容器和電感器。可變電容器可基于所選擇FM頻率進行調整。數字FM調制器和可變電容器可實施于IC芯片上,且電感器(例如)如圖2中所展示實施于IC芯片外部。
所述設備可包含發射輸出FM信號的小型天線。所述小型天線可具有小于最高FM頻率的四分之一波長的大小。
圖7展示用于執行FM調制的過程700的示范性設計。可以數字輸入信號執行數字FM調制以獲得數字FM信號(框712)。在框712的一個示范性設計中,可使振蕩器信號的頻率除以可變除法器比率。可對所述數字輸入信號執行Δ-∑調制以獲得所述可變除法器比率。可(例如)通過具有凹口的低通濾波器對數字FM信號進行低通濾波,以獲得經濾波的FM信號(框714)。可放大經濾波的FM信號以獲得輸出FM信號(框716)。可(例如)通過LC儲能電路對輸出FM信號進行帶通濾波(框718)。可經由小型天線發射輸出FM信號(框720)。
本文中所描述的FM發射器的全部或大部分可實施于IC、模擬IC、RFIC、混頻信號IC、ASIC等上。FM發射器還可通過例如以下各項等各種IC工藝技術來制造:互補金屬氧化物半導體(CMOS)、NMOS、PMOS、BJT、雙極CMOS(BiCMOS)、硅鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等。
實施本文中所描述的FM發射器的設備可為獨立的裝置,或可為較大裝置的一部分。一裝置可為(i)獨立的IC、(ii)可包括用于存儲數據和/或指令的存儲器IC的一個或一個以上IC的集合、(iii)例如RF接收器(RFR)或RF發射器/接收器(RTR)等RFIC、(iv)例如移動臺調制解調器(MSM)等ASIC、(v)可嵌入于其它裝置內的模塊、(vi)接收器、蜂窩式電話、無線裝置、手持機或移動單元,(vii)等。
在一個或一個以上示范性設計中,所描述的功能可以硬件、軟件、固件或其任何組合來實施。如果以軟件來實施,那么所述功能可作為一個或一個以上指令或代碼存儲于計算機可讀媒體上或經由計算機可讀媒體來發射。計算機可讀媒體包括計算機存儲媒體和通信媒體兩者,所述通信媒體包括促進將計算機程序從一處傳送到另一處的任何媒體。存儲媒體可為可由計算機存取的任何可用媒體。借助實例而非限制,此類計算機可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置,或可用以載運或存儲呈指令或數據結構形式的所要程序代碼并可由計算機存取的任何其它媒體。并且,將任何連接恰當地稱為計算機可讀媒體。舉例來說,如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數字訂戶線(DSL),或例如紅外線、無線電和微波等無線技術而從網站、服務器或其它遠程源發射軟件,那么同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL,或例如紅外線、無線電和微波等無線技術包括于媒體的定義中。如本文中所使用,磁盤(Disk)和光盤(disc)包括緊密光盤(CD)、激光光盤、光學光盤、數字多功能光盤(DVD)、軟性磁盤和藍光光盤,其中磁盤通常以磁性方式再生數據,而光盤通過激光以光學方式再生數據。上述各物的組合也應包括在計算機可讀媒體的范圍內。
提供本發明的先前描述以使得所屬領域的任何技術人員能夠制作或使用本發明。所屬領域的技術人員將容易了解對本發明的各種修改,且可在不偏離本發明的范圍的情況下將本文中所界定的一般原理應用于其它變型。因此,本發明不希望限于本文所描述的實例和設計,而是應被賦予與本文所揭示的原理和新穎特征一致的最廣范圍。

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