信号混频方法以及混频器技术

本申请公开了一种信号混频方法以及混频器。混频器包括：加权模块，其被配置为接收待混频信号，并且以多个加权增益对待混频信号进行加权，以生成多个加权信号和/或其反相信号；以及切换模块，其被配置为接收多个加权信号和/或其反相信号、以及2N个周期性切换控制信号中的至少一部分周期性切换控制信号；其中，每个周期性切换控制信号的周期均为2N*TVCO且每个周期包括一个最大宽度为TVCO的使能脉冲，并且其中2N个周期性切换控制信号的使能脉冲不相互重叠；在所接收的周期性切换控制信号的控制下，切换模块周期性地输出多个加权信号和/或其反相信号，从而得到混频信号，相比于待混频信号，混频信号的频率被搬移预定频率m/(2N*TVCO)，其中0<m<N。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电子
，更具体地，涉及一种信号混频方法及混频器。
技术介绍
混频器又称为变频器，是射频前端电路的重要模块，其被广泛用于收发器系统中。混频器实质上是用于实现信号的频谱搬移，也就是说，将信号从一个频率搬移到另一个频率。对于发射机而言，其需要将待混频信号从中低频频段搬移至射频频段，这个过程被称为上混频(或“上变频”)。对于接收机而言，其需要将待混频信号从射频频段搬移至中低频频段，这个过程被称为下混频(或“下变频”)。在实际应用中，混频器通常可以由乘法器来实现。混频器通常基于本振信号来实现对待混频信号的变频操作。在直接转换接收机中，对于下变频操作，待混频信号的频率与本振信号的本振频率相同；对于上变频操作，混频器输出信号的频率与本振频率相同。本振信号通常是通过对压控振荡器(VCO)信号进行分频或者倍频得到的，而本振频率fLO与VCO信号频率fVCO存在倍频关系，即：fLO/fVCO＝N或者fLO/fVCO＝1/N。因此，待混频信号或混频信号与VCO信号频率存在同样的倍频关系。然而，由于电子器件的非线性特性，在收发器工作过程中会不可避免地产生谐波。当待混频或混频信号的频率与VCO信号频率存在倍频关系或者近似倍频关系时，两者中频率较低者的谐波信号不可避免地会耦合到频率较高者中并对其产生干扰，即出现所谓的“VCO牵引”。VCO牵引会严重影响收发器的性能。当将放大器与VCO集成在一起时，这种情况将变得更加严重，甚至导致输出信号被严重破坏。因此，有必要提供一种信号混频方法以解决上述问题。
技术实现思路
本申请的一个目的在于提供一种信号混频方法和混频器，以减少混频信号中的谐波干扰。在本申请的一个方面，提供了一种混频器，其包括：加权模块，其被配置为接收待混频信号，并且以多个加权增益对所述待混频信号进行加权，以生成多个加权信号和/或其反相信号；以及切换模块，其被配置为接收所述多个加权信号和/或其反相信号、以及2N个周期性切换控制信号中的至少一部分周期性切换控制信号；其中，每个周期性切换控制信号的周期均为2N*TVCO且每个周期包括一个最大宽度为TVCO的使能脉冲，并且其中所述2N个周期性切换控制信号的使能脉冲不相互重叠；在所接收的周期性切换控制信号的控制下，所述切换模块周期性地输出所述多个加权信号和/或其反相信号，从而得到混频信号，相比于所述待混频信号，所述混频信号的频率被搬移预定频率m/(2N*TVCO)，其中0<m<N。在一些实施例中，所述切换模块包括多个切换单元，其中，每个切换单元被配置为接收一对周期性切换控制信号，并且接收所述多个加权信号中的一个加权信号和/或其反相信号，所述切换单元响应于其所接收的一对周期性切换控制信号输出所述加权信号和/或其反相信号。在一些实施例中，所述多个切换单元的数量至多为N个。在一些实施例中，所述多个切换单元中的每个切换单元具有用于输出其所接收的加权信号和/或其反相信号的输出端，并且所述多个切换单元的输出端相互耦接。在一些实施例中，所述切换模块包括多个切换单元，其中，每个切换单元被配置为接收一个周期性切换控制信号，并且接收所述多个加权信号中的一个加权信号，所述切换单元响应于其所接收的周期性切换控制信号输出所述加权信号或其反相信号。在一些实施例中，所述多个切换单元的数量至多为2N个。在一些实施例中，所述多个切换单元中的每个切换单元具有用于输出其所接收的加权信号和/或其反相信号的输出端，并且所述多个切换单元的输出端相互耦接。在一些实施例中，所述多个加权增益选自加权系数集合或其子集，其中，所述加权系数集合是对函数和/或进行量化后的参数集合，其中i＝0,1,2,...,(2N-1)，A,B和θ均为预定实数。在一些实施例中，所述混频信号由下述表达式表示： s OUT ( t ) = s IN ( t ) · Σ j Σ i = 0 2 N - 1 k i p ( t - ( i + 2 Nj ) · T VCO ) ]]>其中，sIN(t)为待混频信号，sOUT(t)为混频信号，ki为加权系数，并且 k i = A cos ( 2 πm · i 2 N + θ ) + B ]]>或 k i = A sin ( 2 πm · i 2 N + θ ) + B , ]]>p(t)表示脉冲函数，i＝0,1,2,...,(2N-1)。在一些实施例中，所述2N个周期性切换控制信号由周期为TVCO的本地振荡信号生成。在一些实施例中，所述加权模块包括多个加权单元，其中每个加权单元以一加权增益对所述待混频信号进行加权。在本申请的另一个方面，提供了一种混频器，其包括：切换模块，其被配置为接收待混频信号、以及2N个周期性切换控制信号中的至少一部分周期性切换控制信号，其中，每个周期性切换控制信号的周期均为2N*TVCO且每个周期包括一个最大宽度为TVCO的使能脉冲，并且其中所述2N个周期性切换控制信号的使能脉冲不相互重叠；在所接收的周期性切换控制信号的控制下，所述切换模块周期性地输出所述待混频信号和/或其反相信号；以及加权模块，其被配置为接收所述待混频信号和/或其反相信号，并且以多个加权增益对所述待混频信号和/或其反相信号进行加权处理，从而得到混频信号，相比于所述待混频信号，所述混频信号的频率被搬移预定频率m/(2N*TVCO)，其中0<m<N。在本申请的另一个方面，提供了一种信号混频方法，其包括：接收待混频信号；以多个加权增益对所述待混频信号进行加权处理，以生成多个加权信号和/或其反相信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混频器，其特征在于，包括：加权模块，其被配置为接收待混频信号，并且以多个加权增益对所述待混频信号进行加权，以生成多个加权信号和/或其反相信号；以及切换模块，其被配置为接收所述多个加权信号和/或其反相信号、以及2N个周期性切换控制信号中的至少一部分周期性切换控制信号；其中，每个周期性切换控制信号的周期均为2N*TVCO且每个周期包括一个最大宽度为TVCO的使能脉冲，并且其中所述2N个周期性切换控制信号的使能脉冲不相互重叠；在所接收的周期性切换控制信号的控制下，所述切换模块周期性地输出所述多个加权信号和/或其反相信号，从而得到混频信号，相比于所述待混频信号，所述混频信号的频率被搬移预定频率m/(2N*TVCO)，其中0<m<N。

【技术特征摘要】
2015.05.07 CN 20151023084161.一种混频器，其特征在于，包括：加权模块，其被配置为接收待混频信号，并且以多个加权增益对所述待混频信号进行加权，以生成多个加权信号和/或其反相信号；以及切换模块，其被配置为接收所述多个加权信号和/或其反相信号、以及2N个周期性切换控制信号中的至少一部分周期性切换控制信号；其中，每个周期性切换控制信号的周期均为2N*TVCO且每个周期包括一个最大宽度为TVCO的使能脉冲，并且其中所述2N个周期性切换控制信号的使能脉冲不相互重叠；在所接收的周期性切换控制信号的控制下，所述切换模块周期性地输出所述多个加权信号和/或其反相信号，从而得到混频信号，相比于所述待混频信号，所述混频信号的频率被搬移预定频率m/(2N*TVCO)，其中0<m<N。2.根据权利要求1所述的混频器，其特征在于，所述切换模块包括多个切换单元，其中，每个切换单元被配置为接收一对周期性切换控制信号，并且接收所述多个加权信号中的一个加权信号和/或其反相信号，所述切换单元响应于其所接收的一对周期性切换控制信号输出所述加权信号和/或其反相信号。3.根据权利要求2所述的混频器，其特征在于，所述多个切换单元的数量至多为N个。4.根据权利要求2所述的混频器，其特征在于，所述多个切换单元中的每个切换单元具有用于输出其所接收的加权信号和/或其反相信号的输出端，并且所述多个切换单元的输出端相互耦接。5.根据权利要求1所述的混频器，其特征在于，所述切换模块包括多个切换单元，其中，每个切换单元被配置为接收一个周期性切换控制信号，并且接收所述多个加权信号中的一个加权信号，所述切换单元响应于其所接收的周期性切换控制信号输出所述加权信号或其反相信号。6.根据权利要求5所述的混频器，其特征在于，所述多个切换单元的数量至多为2N个。7.根据权利要求2所述的混频器，其特征在于，所述多个切换单元中的每个切换单元具有用于输出其所接收的加权信号和/或其反相信号的输出端，并且所述多个切换单元的输出端相互耦接。8.根据权利要求1所述的混频器，其特征在于，所述多个加权增益选自加权系数集合或其子集，其中，所述加权系数集合是对函数和/或进行量化后的参数集合，其中i＝0,1,2,...,(2N-1)，A,B和θ均为预定实数。9.根据权利要求8所述的混频器，其特征在于，所述混频信号由下述表达式表示： s OUT ( t ) = s IN ( t ) · Σ j Σ i = 0 2 N - 1 k i p ( t - ( i + 2 Nj ) · T VCO ) ]]>其中，sIN(t)为待混频信号，sOUT(t)为混频信号，ki为加权系数，并且 k i = A cos ( 2 πm · i 2 N + θ ) + B ]]>或 k i = A sin ( 2 πm · i 2 N + θ ) + B , ]]>p(t)表示脉冲函数，i＝0,1,2,...,(2N-1)。10.根据权利要求1所述的混频器，其特征在于，所述2N个周期性切换控制信号由周期为TVCO的本地振荡信号生成。11.根据权利要求1所述的混频器，其特征在于，所述加权模块包括多个加权单元，其中每个加权单元以一加权增益对所述待混频信号进行加权。12.一种混频器，其特征在于，包括：切换模块，其被配置为接收待混频信号、以及2N个周期性切换控制信号中的至少一部分周期性切换控制信号，其中，每个周期性切换控制信号的周期均为2N*TVCO且每个周期包括一个最大宽度为TVCO的使能脉冲，并且其中所述2N个周期性切换控制信号的使能脉冲不相互重叠；在所接收的周期性切换控制信号的控制下，所述切换模块周期性地输出所述待混频信号和/或其反相信号；以及加权模块，其被配置为接收所述待混频信号和/或其反相信号，并且以多个加权增益对所述待混频信号和/或其反相信号进行加权处理，从而得到混频信号，相比于所述待混频信号，所述混频信号的频率被搬移预定频率m/(2N*TVCO)，其中0<m<N。13.根据权利要求12所述的混频器，其特征在于，所述切换模块包括多个切换单元，其中，每个切换单元被配置为接收一对周期性切换控制信号，所述切换单元响应于其所接收的一对周期性切换控制信号输出所述待混频信号和/或其反相信号。14.根据权利要求13所述的混频器，其特征在于，所述多个切换单元的数量至多为N个。15.根据权利要求12所述的混频器，其特征在于，所述切换模块包括多个切换单元，其中，每个切换单元被配置为接收一个周期性切换控制信号，所述切换单元响应于其所接收的周期性切换控制信号输出所述待混频信号或其反相信号。16.根据权利要求15所述的混频器，其特征在于，所述多个切换单元的数量至多为2N个。17.根据权利要求12所述的混频器，其特征在于，所述加权模块包括多个加权单元，每个加权单元包含输出端，每个加权单元以所述多个加权增益中的中的一个加权增益对所述待混频信号和/或其反相信号进行加权处理并在其输出端输出所述加权信号。18.根据权利要求17所述的混频器，其特征在于，所述多个加权单元的输出端相互耦接。19.根据权利要求17所述的混频器，其特征在于还包括负载模块，所述负载模块包括多个晶体管对，每个晶体管对的源极耦接于所述多个切换单元中的一个切换单元的信号输出端，而每个晶体管的漏极相互耦接。20.根据权利要求19所述的混频器，其特征在于还包括LC谐振电路，所述LC谐振电路与所述晶体管对的漏极耦接。21.根据权利要求12所述的混频器，其特征在于，所述多个加权增益选自加权系数集合或其子集，其中，所述加权系数集合是对函数和/或进行量化后的参数集合，其中i＝0,1,2,...,(2N-1)，A,B和θ均为预设实数。22.根据权利要求21所述的混频器，其特征在于，所述混频信号由下述表达式表示： s OUT ( t ) = s IN ( t ) · Σ j Σ i = 0 2 N - ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振彪，
申请(专利权)人：澜起科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31