TWI420832B - 雙頻帶接收系統及其應用之電子裝置 - Google Patents

Description

雙頻帶接收系統及其應用之電子裝置

本發明涉及一種雙頻帶接收系統及其應用之電子裝置。

目前，公眾無線通訊網路包括GSM、CDMA、PHS、WCDMA等多種頻帶。不同之通信網路，其覆蓋範圍及服務內容也不同。為了滿足使用者對不同通信網路之服務需求，許多行動電話上設有雙頻雙模模組或多頻多模模組，用以在不同通信網路之間進行切換。目前之雙頻雙模模組一般有兩種實現方式。一種方式是採用同一電路架構對兩種不同頻帶之信號進行分頻處理，即當行動電話處於第一種頻帶模式時，該電路架構對第一種頻帶模式對應之頻帶信號進行處理，而當行動電話處於第二種頻帶模式時，該電路架構對第二種頻帶模式對應之頻帶信號進行處理。該方式之缺點在於，該電路架構不能同時處理兩種不同頻帶之信號，即使用者不能同時使用兩種不同之通信網路。另一種方式是針對兩種不同之頻帶，分別設置兩組相互獨立之電路架構，分別用於處理該兩種頻帶之信號。該方式之缺點在於，由於採用兩組獨立之電路架構，因此造成電路元件較多，功耗及成本較高。

有鑑於此，有必要提供一種可在同一電路中同時處理兩種不同頻 帶信號之雙頻帶接收系統及其應用之電子裝置。

一種雙頻帶接收系統，其包括依次耦接之一雙頻天線、一雙頻濾波器、一雙頻低雜訊放大器及一雙頻同時直接降頻模組。所述雙頻天線接收來自通信基站之第一頻帶和第二頻帶之無線電波信號，將該無線電波信號分別轉化為相應頻帶之電信號並輸出至所述雙頻濾波器。所述第一頻帶內具有一第一頻道f_L，所述第二頻帶內具有一第二頻道f_H。所述第一頻道f_L和第二頻道f_H之頻率範圍為0<f₁≦f_L≦f₂<f₃≦f_H≦f₄，且f₃-f₂>f₂-f₁，f₃-f₂>f₄-f₃。所述雙頻濾波器將所述雙頻天線輸出之電信號進行濾波，以濾除所述第一頻帶和第二頻帶之外之電信號。所述雙頻低雜訊放大器放大所述雙頻濾波器濾波後之電信號並輸出到所述雙頻同時直接降頻模組。所述雙頻同時直接降頻模組包括一雙頻頻率合成器及分別與該雙頻頻率合成器耦接之一第一降頻電路和一第二降頻電路。所述雙頻頻率合成器同時產生具有一第一本振頻率f_O1之信號和具有一第二本振頻率f_O2之信號，其中f₁≦f_O1≦f₂<f₃≦f_O2≦f₄。所述雙頻頻率合成器將具有所述第一本振頻率f_O1之信號和具有第二本振頻率f_O2之信號分別輸出到所述第一降頻電路和第二降頻電路。所述第一降頻電路和第二降頻電路接收來自所述雙頻低雜訊放大器之第一頻道f_L和第二頻道f_H之電信號，並分別根據公式(1)、(2)和公式(3)、(4)將所述第一頻道f_L和第二頻道f_H之電信號進行降頻，f _L1=|f _L -f _O1| (1)，f _H1=|f _H -f _O1| (2)， f _L2=|f _L -f _O2| (3)，f _H2=|f _H -f _O2| (4)。

其中，f_L1、f_H1代表所述第一降頻電路中之第一頻道f_L及第二頻道f_H之電信號在降頻後對應之頻道，f_L2、f_H2代表所述第二降頻電路中之第一頻道f_L及第二頻道f_H之電信號在降頻後對應之頻道。所述第一降頻電路將降頻後得到之f_H1頻道之電信號濾除，而將f_L1頻道之電信號輸出，所述第二降頻電路將降頻後得到之f_L2頻道之電信號濾除，而將f_H2頻道之電信號輸出。

一種應用雙頻帶接收系統之電子裝置，其包括一所述雙頻帶接收系統、一數位訊號處理器及一人機介面。所述雙頻帶接收系統用於接收來自通信基站之第一頻帶和第二頻帶之無線電波信號，將該無線電波信號分別轉化為相應頻帶之電信號。所述第一頻帶內具有一第一頻道f_L，所述第二頻帶內具有一第二頻道f_H。所述雙頻帶接收系統將該第一頻道f_L和第二頻道f_H之電信號分別降頻為f_L1頻道和f_H2頻道後輸出到所述數位訊號處理器。所述數位訊號處理器用於將所述f_L1頻道和f_H2頻道之電信號處理後輸出到所述人機介面。所述人機介面用於將所述數位訊號處理器處理後之電信號轉化為使用者可接收之資訊並輸出。

相較於先前技術，所述雙頻帶接收系統及其應用之電子裝置根據所述雙頻頻率合成器輸出之兩個本振頻率，對分別位於第一頻帶和第二頻帶內之第一頻道和第二頻道之電信號同時進行降頻，然後濾波得到經降頻後對應所述第一頻道和第二頻道之電信號並輸 出，使得所述電子裝置可在同一電路中同時處理兩個不同頻帶之電信號。

1‧‧‧雙頻帶接收系統

10‧‧‧雙頻天線

12‧‧‧雙頻濾波器

14‧‧‧雙頻低雜訊放大器

16‧‧‧雙頻同時直接降頻模組

160‧‧‧雙頻頻率合成器

1600‧‧‧雙頻壓控振盪器

161‧‧‧第一降頻電路

162‧‧‧第二降頻電路

163‧‧‧第一同相信道

1630‧‧‧第一混頻器

1632‧‧‧第一可變增益放大器

1634‧‧‧第一低通濾波器

165‧‧‧第一正交通道

1650‧‧‧第二混頻器

2‧‧‧電子裝置

3‧‧‧數位訊號處理器

4‧‧‧人機介面

5‧‧‧訊號發射系統

圖1為本發明實施方式提供之雙頻帶接收系統之架構圖。

圖2為圖1中之雙頻帶接收系統之第一降頻電路之工作原理示意圖。

圖3為圖1中之雙頻帶接收系統之第二降頻電路之工作原理示意圖。

圖4為應用圖1中之雙頻帶接收系統之電子裝置之功能模組圖。

下面將結合附圖與實施例對本技術方案作進一步詳細說明。

圖1所示為本發明實施方式提供之雙頻帶接收系統1。該雙頻帶接收系統1包括依次耦接之一雙頻天線10、一雙頻濾波器12、一雙頻低雜訊放大器14及一雙頻同時直接降頻模組16。

所述雙頻天線10接收來自通信基站(圖未示)之第一頻帶和第二頻帶之無線電波信號，將所述無線電波信號分別轉化為相應頻帶之電信號，並輸出到所述雙頻濾波器12。所述第一頻帶內具有一第一頻道f_L，該第一頻道f_L之頻率範圍為0<f₁≦f_L≦f₂。所述第二頻帶內具有一第二頻道f_H，所述第二頻道f_H之頻率範圍為f₃≦f_H≦f₄。其中，f₂<f₃，且f₃-f₂>f₂-f₁，f₃-f₂>f₄-f₃。優選地，所述第一頻帶和第二頻帶均為射頻。

所述雙頻濾波器12用於將所述雙頻天線10輸出之電信號進行濾波，以濾除所述第一頻帶和第二頻帶之外之電信號。

所述雙頻低雜訊放大器(Low Noise Amplifier，LNA)14用於將所述雙頻濾波器12濾波後得到之電信號進行放大，並輸出到所述雙頻同時直接降頻模組16。

所述雙頻同時直接降頻模組16包括一雙頻頻率合成器(Frequency Synthesizer)160及分別與該雙頻頻率合成器160耦接之一第一降頻電路161和一第二降頻電路162。

所述雙頻頻率合成器160包括一雙頻壓控振盪器1600(Voltage Controlled Oscillator，VCO)。該雙頻壓控振盪器1600可同時產生一第一本振頻率f_O1和一第二本振頻率f_O2，其中，f₁≦f_O1≦f₂<f₃≦f_O2≦f₄。優選地，f _O1=(f ₁+f ₂)/2，f _O2=(f ₃+f ₄)/2。

所述雙頻頻率合成器160生成具有第一本振頻率f_O1之第一同相信號I₁(In-Phase)和第一正交信號Q₁(Quardrature)並輸出到所述第一降頻電路161，以及生成具有第二本振頻率f_O2之第二同相信號I₂和第二正交信號Q₂並輸出到所述第二降頻電路162。

所述第一降頻電路161用於接收來自所述雙頻低雜訊放大器14之電信號，並將該電信號將降頻、放大、濾波並輸出。該第一降頻電路161包括一用於傳輸同相信號之第一同相信道163及一用於傳輸正交信號並與所述第一同相信道163並聯之第一正交通道165。

所述第一同相信道163包括依次耦接之第一混頻器(Mixer)1630、第一可變增益放大器(Variable Gain Amplifier，VGA)1632 及第一低通濾波器(Low-pass Filter，LPF)1634。該第一混頻器1630與所述雙頻低雜訊放大器14及雙頻頻率合成器160連接，接收來自該雙頻低雜訊放大器14之電信號及來自雙頻頻率合成器160之第一同相信號I₁。請參閱圖2，該第一混頻器1630根據公式(1)和(2)將所述第一頻道f_L及第二頻道f_H之電信號分別降頻，即：f _L1=|f _L -f _O1| (1)，f _H1=|f _H -f _O1| (2)。

其中，f_L1、f_H1代表所述第一頻道f_L及第二頻道f_H之電信號在降頻後對應之頻道。結合公式(1)、(2)及條件f₁≦f_O1≦f₂、f₃-f₂>f₂-f₁可知，f_L1<f_H1。來自所述雙頻低雜訊放大器14之電信號在該第一混頻器1630內經所述第一同相信號I1調製後變成同相信號。所述第一可變增益放大器1632將所述第一混頻器1630輸出之信號進行增益放大。所述第一低通濾波器1634將經所述第一可變增益放大器1632放大後之信號進行濾波，使f_L1頻道之信號可以通過該第一低通濾波器1634，而f_H1頻道之信號則被濾除。優選地，f_L1頻道位於該第一低通濾波器1634之通帶(passband)內，而f_H1頻道位於該第一低通濾波器1634之阻帶(stopband)內，因此f_L1頻道之電信號可以通過該第一低通濾波器1634，而f_H1頻道之電信號則不能通過。

所述第一正交通道165與所述第一同相信道163之不同之處在於，該第一正交通道165包括一第二混頻器1650，該第二混頻器1650 接收來自所述雙頻頻率合成器160之第一正交信號Q₁，以將來自所述雙頻低雜訊放大器14之信號降頻並調製成正交信號。

請參閱圖3，所述第二降頻電路162與所述第一降頻電路161之不同之處在於，所述第二降頻電路162接收來自所述雙頻低雜訊放大器14之電信號以及來自所述雙頻頻率合成器160、具有第二本振頻率f_O2之第二同相信號I₂和第二正交信號Q₂，並根據公式(3)和(4)將來自所述雙頻低雜訊放大器14之電信號分別降頻，即：f _L2=|f _L -f _O2| (3)，f _H2=|f _H -f _O2| (4)。

其中，f_L2、f_H2分別代表所述第一頻道f_L及第二頻道f_H之電信號在降頻後對應之頻道。結合公式(3)、(4)及條件f₃≦f_O2≦f₄、f₃-f₂>f₄-f₃可知，f_L2>f_H2。f_L2頻道之信號在該第二降頻電路162中被低通濾波器濾除，而f_H2頻道之信號則在該第二降頻電路162內被放大後輸出。

圖4所示為應用所述雙頻帶接收系統1之電子裝置2。在本實施方式中，該電子裝置2為行動電話。該電子裝置2包括一所述雙頻帶接收系統1、一數位訊號處理器3、一人機介面4及一訊號發射系統5。

所述雙頻帶接收系統1用於接收來自通信基站(圖未示)之第一頻帶和第二頻帶之無線電波信號，將該無線電波信號分別轉化為相應頻帶之電信號。所述第一頻帶內具有一第一頻道f_L，所述第 二頻帶內具有一第二頻道f_H。所述雙頻帶接收系統1將該第一頻道f_L和第二頻道f_H之電信號分別降頻為f_L1頻道和f_H2頻道後輸出到所述數位訊號處理器3。

所述數位訊號處理器3用於將所述f_L1頻道和f_H2頻道之電信號處理後輸出到所述人機介面4，以及將來自所述人機介面4之電信號處理後輸出到所述訊號發射系統5。該數位訊號處理器3可將所述f_L1頻道和f_H2頻道之電信號同時輸出，亦可依使用者之選擇而輸出其中一頻道之電信號。

所述人機介面4用於將所述數位訊號處理器3處理後之電信號轉化為使用者可接收之資訊並輸出給使用者，以及根據使用者之操作將電信號輸入到所述數位訊號處理器3。該人機介面4包括顯示器、麥克風及聽筒。

所述訊號發射系統5用於所述人機介面4輸入之並經所述數位訊號處理器3處理後之電信號轉化為無線電波信號，並將該無線電波信號發送到所述通信基站。

相較於先前技術，所述雙頻帶接收系統及其應用之電子裝置根據所述雙頻頻率合成器輸出之兩個本振頻率，對分別位於第一頻帶和第二頻帶內之第一頻道和第二頻道之電信號同時進行降頻，然後濾波得到經降頻後對應所述第一頻道和第二頻道之電信號並輸出，使得所述電子裝置可在同一電路中同時處理兩個不同頻帶之電信號。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限 制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

1‧‧‧雙頻帶接收系統

10‧‧‧雙頻天線

12‧‧‧雙頻濾波器

14‧‧‧雙頻低雜訊放大器

16‧‧‧雙頻同時直接降頻模組

160‧‧‧雙頻頻率合成器

1600‧‧‧雙頻壓控振盪器

161‧‧‧第一降頻電路

162‧‧‧第二降頻電路

163‧‧‧第一同相信道

1630‧‧‧第一混頻器

1632‧‧‧第一可變增益放大器

1634‧‧‧第一低通濾波器

165‧‧‧第一正交通道

1650‧‧‧第二混頻器

Claims (8)

1. 一種雙頻帶接收系統，其包括依次耦接之一雙頻天線、一雙頻濾波器、一雙頻低雜訊放大器及一雙頻同時直接降頻模組，所述雙頻天線接收來自通信基站之第一頻帶和第二頻帶之無線電波信號，將該無線電波信號分別轉化為相應頻帶之電信號並輸出至所述雙頻濾波器，所述第一頻帶內具有一第一頻道f_L，所述第二頻帶內具有一第二頻道f_H，所述第一頻道f_L和第二頻道f_H之頻率範圍為0<f₁≦f_L≦f₂<f₃≦f_H≦f₄，且f₃-f₂>f₂-f₁，f₃-f₂>f₄-f₃，其中，f₁和f₂為第一頻帶的下限和上限，f₃和f₄為第二頻帶的下限和上限；所述雙頻濾波器將所述雙頻天線輸出之電信號進行濾波，以濾除所述第一頻帶和第二頻帶之外之電信號，所述雙頻低雜訊放大器放大所述雙頻濾波器濾波後之電信號並輸出到所述雙頻同時直接降頻模組，其中，所述雙頻同時直接降頻模組包括一雙頻頻率合成器及分別與該雙頻頻率合成器耦接之一第一降頻電路和一第二降頻電路，所述雙頻頻率合成器同時產生具有一第一本振頻率f_O1之信號和具有一第二本振頻率f_O2之信號，其中f₁≦f_O1≦f₂<f₃≦f_O2≦f₄，所述雙頻頻率合成器將具有所述第一本振頻率f_O1之信號和具有第二本振頻率f_O2之信號分別輸出到所述第一降頻電路和第二降頻電路，所述第一降頻電路和第二降頻電路接收來自所述雙頻低雜訊放大器之第一頻道f_L和第二頻道f_H之電信號，並分別根據公式(1)、(2)和公式(3)、(4)將所述第一頻道f_L和第二頻道f_H之電信號進行降頻，f _L1=|f _L -f _O1| (1)，f _H1=|f _H -f _O1| (2)， f _L2=|f _L -f _O2| (3)，f _H2=|f _H -f _O2| (4)，其中，f_L1、f_H1代表所述第一降頻電路中之第一頻道f_L及第二頻道f_H之電信號在降頻後對應之頻道，f_L2、f_H2代表所述第二降頻電路中之第一頻道f_L及第二頻道f_H之電信號在降頻後對應之頻道，所述第一降頻電路將降頻後得到之f_H1頻道之電信號濾除，而將f_L1頻道之電信號輸出，所述第二降頻電路將降頻後得到之f_L2頻道之電信號濾除，而將f_H2頻道之電信號輸出；所述第一降頻電路及第二降頻電路均包括一同相信道和一正交通道，所述雙頻頻率合成器分別輸出具有第一本振頻率f_O1之同相信號和正交信號到所述第一降頻電路之同相信道和正交通道，以及分別輸出具有第二本振頻率f_O2之同相信號和正交信號到所述第二降頻電路之同相信道和正交通道，所述第一降頻電路、第二降頻電路之同相信道和正交通道分別根據所述雙頻頻率合成器提供之同相信號和正交信號，將來自所述雙頻低雜訊放大器之電信號調製成同相信號和正交信號，並分別根據公式(1)、(2)和公式(3)、(4)將所述第一頻道f_L和第二頻道fH之電信號進行降頻。
2. 如請求項1所述之雙頻帶接收系統，其中，所述第一降頻電路和第二降頻電路均包括至少一混頻器，所述混頻器與所述雙頻低雜訊放大器及雙頻頻率合成器連接，所述第一降頻電路和第二降頻電路之混頻器分別根據公式(1)、(2)和公式(3)、(4)將所述第一頻道f_L和第二頻道f_H之電信號進行降頻。
3. 如請求項1所述之雙頻帶接收系統，其中，所述第一降頻電路及第二降頻電路均包括至少一低通濾波器，且所述f_L1頻道和fH2頻道位於該低通濾波器之通帶內，f_H1頻道和f_L2頻道位於該低通濾波器之阻帶內。
4. 如請求項1所述之雙頻帶接收系統，其中，所述第一本振頻率f_O1和第二本振頻率f_O2滿足以下條件：f _O1=(f ₁+f ₂)/2，f _O2=(f ₃+f ₄)/2。
5. 如請求項1所述之雙頻帶接收系統，其中，所述第一降頻電路、第二降頻電路之同相信道和正交通道相互並聯。
6. 一種應用如請求項1所述之雙頻帶接收系統之電子裝置，其包括一所述雙頻帶接收系統、一數位訊號處理器及一人機介面；所述雙頻帶接收系統用於接收來自通信基站之第一頻帶和第二頻帶之無線電波信號，將該無線電波信號分別轉化為相應頻帶之電信號，所述第一頻帶內具有一第一頻道f_L，所述第二頻帶內具有一第二頻道f_H，所述雙頻帶接收系統將該第一頻道f_L和第二頻道f_H之電信號分別降頻為f_L1頻道和f_H2頻道後輸出到所述數位訊號處理器；所述數位訊號處理器用於將所述f_L1頻道和f_H2頻道之電信號處理後輸出到所述人機介面；所述人機介面用於將所述數位訊號處理器處理後之電信號轉化為使用者可接收之資訊並輸出。
7. 如請求項6所述之電子裝置，其中，所述電子裝置還包括一訊號發射系統，所述人機介面根據使用者之操作將電信號輸入到所述數位訊號處理器，所述數位訊號處理器將來自所述人機介面之電信號處理後輸出到所述訊號發射系統，所述訊號發射系統將所述人機介面輸入之並經所述數位訊號處理器處理後之電信號轉化為無線電波信號，並將該無線電波信號發送到所述通信基站。
8. 如請求項6所述之電子裝置，其中，所述數位訊號處理器依使用者之選擇，將降頻後得到之f_L1頻道和f_H2頻道之至少其中一之電信號輸出到所述人機介面。