專利名稱：具有多個信號處理工作模式的收發(fā)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種收發(fā)機，例如具有多個信號處理工作模式的
調(diào)頻(FM)收發(fā)機。
背景技術(shù)：
諸如專用MPEG音頻層3 (MP3)的音樂播放器和能夠播放音樂 下載的多功能便攜設(shè)備(例如蜂窩電話)之類的便攜音樂播放器，正 在日益普及。由于受限于典型便攜音樂播放器的揚聲器功能，為了通 過立體揚聲器系統(tǒng)播放歌曲，播放器可向附近的立體聲系統(tǒng)的FM接 收機發(fā)送功率相對低的射頻(RF)、調(diào)頻(FM)信號。
便攜音樂播放器可以執(zhí)行各種信號處理工作。例如，播放器可以 執(zhí)行FM調(diào)制，以便向附近的立體聲系統(tǒng)發(fā)送音頻內(nèi)容；可以執(zhí)行FM 解調(diào)，以便從FM無線通道接收內(nèi)容；以及可以與無線電通信和歌曲 重放相結(jié)合，來執(zhí)行各種模-數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)-模轉(zhuǎn)換。上述所有功能一 般增大了播放器的半導(dǎo)體封裝或"芯片，，的管芯面積，并增加了它們 的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實施例中，收發(fā)機包括處理器和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。處理 器適于在收發(fā)機的發(fā)送模式下，響應(yīng)于第一數(shù)字信號產(chǎn)生調(diào)制信號； 在接收模式下，響應(yīng)于第二數(shù)字信號產(chǎn)生解調(diào)信號。模-數(shù)轉(zhuǎn)換器在 發(fā)送模式下提供第一數(shù)字信號，在接收模式下提供第二數(shù)字信號。
在本發(fā)明的另一實施例中，收發(fā)機包括處理器和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。
處理器適于在收發(fā)機的發(fā)送模式下產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制信號，以及在收發(fā)機
的接收模式下產(chǎn)生數(shù)字解調(diào)信號。數(shù)-模轉(zhuǎn)換器在發(fā)送模式下將數(shù)字
調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號，在接收模式下將數(shù)字解調(diào)信號轉(zhuǎn)換為 模擬解調(diào)信號。
在本發(fā)明的另一實施例中，收發(fā)機包括通信電路和數(shù)字接口，它 們都在相同的單片(monolithic)半導(dǎo)體管芯上制作。所述通信電路適于用作發(fā)送機和接收機中的至少一個。所述數(shù)字接口適于在除半導(dǎo)體 壓模以外的電路和通信電路之間傳輸音頻信號。
在本發(fā)明的又一實施例中，模-數(shù)轉(zhuǎn)換器包括第一 delta sigma 調(diào)制器，其包括第一濾波網(wǎng)絡(luò)；以及笫二 delta sigma調(diào)制器，其包括 第二濾波網(wǎng)絡(luò)。模-數(shù)轉(zhuǎn)換器包括這樣的電路，其控制在第一濾波網(wǎng) 絡(luò)和第二濾波網(wǎng)絡(luò)之間的交叉耦合，以便控制所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器是處 于處理獨立實信號的第一模式，還是處于處理正交信號的第二模式。
本發(fā)明的優(yōu)點及其他特征，將從下列附圖、說明書和權(quán)利要求中 得以理解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的多模式FM收發(fā)機的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的無線系統(tǒng)的示意圖。
圖3是多模式FM收發(fā)機的示意圖，根據(jù)本發(fā)明實施例說明了收 發(fā)機在FM接收模式下的操作。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例說明了多模式FM收發(fā)機的FM接收模 式下的不同子模式的表。
圖5是多模式FM收發(fā)機的示意圖，根據(jù)本發(fā)明實施例說明了收 發(fā)機在FM發(fā)送模式下的操作。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例說明了多模式FM收發(fā)機的FM發(fā)送模 式下的不同子模式的表。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例說明了多模式FM收發(fā)機的音頻模式的 示意圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例說明了多模式FM收發(fā)機的音頻模式下 的不同子模式的表。
圖9根據(jù)本發(fā)明的實施例說明了實數(shù)離散時間delta sigma調(diào)制器 的噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的復(fù)數(shù)離散時間delta sigma調(diào)制器的正 頻率的噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)。
圖ll是根據(jù)本發(fā)明實施例的復(fù)數(shù)離散時間delta sigma調(diào)制器的負(fù) 頻率的噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)。
圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的示意圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖12的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的環(huán)路濾 波器的示意圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例說明了在被配置成處理正交信號時的圖 13的環(huán)路濾波器的示意圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明實施例的在被配置成處理實信號時的圖13的 環(huán)路濾波器的示意圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明實施例的多模式FM收發(fā)機的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器的 示意圖。
具體實施例方式
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明于此所述的實施例，可以在單片集成電路半 導(dǎo)體芯片11上制作的多模式調(diào)頻(FM)收發(fā)機10，具有幾種不同的 信號處理工作模式，其中，收發(fā)機10執(zhí)行FM發(fā)射、FM接收、模擬 混合、數(shù)字混合、和編解碼器功能。更具體而言，如此所述，多模式 FM收發(fā)機10具有收發(fā)機10用作FM發(fā)送機的FM發(fā)送模式；收發(fā)機 10用作FM接收機的FM接收模式；以及收發(fā)機10用作編解碼器的音 頻模式。在每種工作模式下，多媒體FM收發(fā)機10可以執(zhí)行各種的模 擬和/或數(shù)字混合功能。另外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，多模式FM 收發(fā)機10包括數(shù)字音頻接口 16，其允許數(shù)字音頻信號在收發(fā)機10和 在收發(fā)機10外部的電路(例如"芯片外"電路)之間通信數(shù)字音頻信 號。
根據(jù)于此所述的本發(fā)明實施例，F(xiàn)M發(fā)送模式、FM接收模式以及 音頻模式是直交的(orthogonal),因為多模式FM收發(fā)機10在一個時 間只能處于其中的一種模式。然而，可以理解的是，在本發(fā)明的其他 的實施例中，多模式FM收發(fā)機可以同時工作在FM接收模式、FM發(fā) 送模式以及音頻模式中的兩種或更多模式下。
通常，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，多模式FM收發(fā)機10可以接收 一個或多個下列輸入源信號數(shù)字音頻(稱為"DIN")，其通過數(shù)字音 頻接口 16接收；進入的射頻(RF)信號，其從外部接收天線80接收； 數(shù)字音頻段信號，其從數(shù)字聲頻接口 16接收；以及左通道(稱為"LIN，，) 和右通道(稱為"RIN，，)模擬立體聲通道信號，其分別在輸入端子40 和42接收。取決于多模式FM收發(fā)機10的具體配置，收發(fā)機10能夠?qū)⑵鋬?個或更多的輸入源信號混合，以便產(chǎn)生一個或多個下列輸出信號驅(qū) 動外部發(fā)射天線60的輸出FM發(fā)射信號；左通道(稱為"LOUT")和 右通道(稱作"ROUT")模擬立體聲信號，其分別出現(xiàn)在輸出端子52 和50;以及通過數(shù)字音頻接口 16路由的數(shù)字輸出信號(稱作"DOUT")。 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，多模式FM收發(fā)機IO還可以在輸出端子64 提供低阻抗RF輸出信號(稱作"TXB")，以驅(qū)動低阻抗負(fù)載(load )。
如此所述，為了降低收發(fā)機的復(fù)雜度和大小，以及減少設(shè)計收發(fā) 機10所消耗的總時間，多模式FM收發(fā)機10重復(fù)使用它的一些硬件 部件。例如，根據(jù)本發(fā)明一些實施例，多模式FM收發(fā)機IO的數(shù)字信 號處理器(DSP ) 20都執(zhí)行收發(fā)機10的數(shù)字FM調(diào)制(針對FM發(fā)送 模式)和數(shù)字FM解調(diào)(針對FM接收模式)。作為硬件重復(fù)使用的另 一示例，多模式FM收發(fā)機10的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC ) 24和26在模 擬域和數(shù)字域之間執(zhí)行復(fù)信號(在收發(fā)機10處于FM接收模式時)和 實信號(在收發(fā)機10處于FM發(fā)送模式時)的變換。另外，ADC 24 和ADC 26可在音頻模式下使用，以^f更數(shù)字化LEN和RIN立體聲通道 信號。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，作為被多模式FM收發(fā)機10重復(fù)使用 的硬件的另一示例，對于FM接收和音頻這兩個模式，收發(fā)機IO的數(shù) -模轉(zhuǎn)換器(DAC) 32和36將數(shù)字音頻段信號從數(shù)字域轉(zhuǎn)換到模擬 域。DAC 32和36同樣在FM發(fā)送模式期間使用，以便將中頻(IF) 段信號從數(shù)字域轉(zhuǎn)換到模擬域。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到多模式FM收發(fā)機10的整體拓樸結(jié)構(gòu)，收發(fā)機10包括 多路復(fù)用器100，以便向ADC24和26路由適宜的模擬信號用于轉(zhuǎn)換。 例如，多路復(fù)用器100可以在FM接收模式期間選擇進入的模擬IF信 號，在FM發(fā)送模式和音頻模式期間選擇LIN和RIN立體聲通道信號。 由ADC 24和26提供的數(shù)字信號被路由至DSP 20。
對于FM接收模式，多模式FM收發(fā)機10包括模擬混合器90，其 耦合于可調(diào)本地振蕩器92，可調(diào)本地振蕩器92的頻率選擇了收發(fā)機 IO被調(diào)諧到的期望的FM通道。響應(yīng)于進入的RF FM信號，混合器 90產(chǎn)生相應(yīng)的模擬IF、 FM正交(quadrature)信號，這些信號在被 路由到ADC24和26之前通過可編程序增益放大器(PGA)94。因此，ADC24和26將來自PGA94的模擬IF正交信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所 述數(shù)字信號被提供到DSP20。 DSP20解調(diào)接收的復(fù)信號，以在其輸出 端子上提供相應(yīng)的數(shù)字左、右通道立體聲信號，這些數(shù)字立體聲信號 由DAC 32和36分別轉(zhuǎn)換為模擬對應(yīng)部(counterpart )。還如下所述， 接下來的混合可通過混合器或模擬加法器54來執(zhí)行，其在輸出端子50 和52分別提供ROUT和LOUT立體聲信號。注意，數(shù)字解調(diào)立體聲 信號還可以從DSP 20被路由到數(shù)字音頻接口 16,以便產(chǎn)生DOUT數(shù) 字信號。
在多模式FM收發(fā)機的FM發(fā)送模式中，即將通過FM通道(例 如，通過本地振蕩器92的頻率選擇的FM通道)發(fā)送的內(nèi)容，可用 DIN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號、LIN和RIN立體聲通道信號或這些信號的組合來 產(chǎn)生。因此，取決于模擬信號是通信一些還是所有的發(fā)送內(nèi)容，多模 式FM收發(fā)機10可以4吏用ADC 24和26。 DSP 20對將通過FM通道 來發(fā)送的內(nèi)容執(zhí)行FM調(diào)制，以便產(chǎn)生數(shù)字直交(orthogonal) FM信 號，這些信號被提供給DAC32和36,來產(chǎn)生處于IF范圍內(nèi)的對應(yīng)模 擬直交FM信號。多模式FM收發(fā)機10的模擬混合器68 (其將模擬直 交FM信號與通過本地振蕩器92選擇的頻率相混合)，對這些信號進 行頻率轉(zhuǎn)換并組合，以便產(chǎn)生提供給發(fā)送天線60的RF FM信號。通 過多模式FM收發(fā)機10執(zhí)行的FM調(diào)制的更多細(xì)節(jié)，可以在題為 "TRANSMITTER ARCHITECTURE"的美國專利申請11/394， 716 中找到，該申請具有相同的受讓人，與本文共同申請，并因此合并其 全部內(nèi)容作為參考。
在多模式FM收發(fā)機10的音頻模式下，DSP 20可被用于執(zhí)行數(shù)字 混合。在音頻模式下的模擬混頻可利用加法器54來執(zhí)行，如下進一步 所述。
在多模式FM收發(fā)機10的其他特征中，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例， 收發(fā)機10包括控制接口 38，用于接收控制收發(fā)機10工作的模式(FM 發(fā)送、FM接收或音頻)，以及所述模式的具體子模式配置的各種信號 39，如下面進一步所述。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，多模式FM收發(fā) 機10還可以包括微控制器單元(MCU) 110，其協(xié)調(diào)收發(fā)機10的一般 操作，例如配置ADC24和26以及DAC32和36,配置通過多路復(fù)用 器100的數(shù)據(jù)流等，如下面進一步所述。參見圖2，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，多模式FM收發(fā)機10可以 是多媒體便攜無線設(shè)備126的一部分，而多媒體便攜無線設(shè)備126可 以是無線系統(tǒng)120的一部分。作為示例，無線設(shè)備126可以是專用MP3 播放器、具有播放音樂下栽能力的蜂窩電話或個人數(shù)字助理(PDA)、 衛(wèi)星天線和FM接收機之間的無線鏈路的一部分等。
在無線設(shè)備126的其他各種功能中，無線設(shè)備126可在存儲器166 上存儲數(shù)字歌曲，存儲器166可以是閃存或硬盤驅(qū)動器(僅作為一些 示例)。無線設(shè)備126通常包括應(yīng)用子系統(tǒng)160，其例如可以接收來自 無線設(shè)備126的鍵區(qū)162的輸入，并在顯示器168上顯示信息。此外， 應(yīng)用子系統(tǒng)160通常可以控制在存儲器166中進行歌曲的檢索和存儲， 并控制與多模式FM收發(fā)機10之間的歌曲通信(例如，經(jīng)由DIN數(shù)據(jù) 信號(參見圖1)。如所示，多模式FM收發(fā)機10可以直接連接到功率 相對低的左通道140揚聲器和右通道150揚聲器，用于播放存儲的歌 曲、混合版本的歌曲以及其他的聲音，如下面進一步所述。如圖2所 述，多模式FM收發(fā)機IO可以由匹配的網(wǎng)絡(luò)130耦合到接收天線60， 且可以由匹配的網(wǎng)絡(luò)132耦合到發(fā)送天線80。
雖然無線設(shè)備126可以包括揚聲器140和150，但可能希望經(jīng)由更 復(fù)雜的揚聲器系統(tǒng)播放無線設(shè)備126產(chǎn)生的聲音。因此，根據(jù)本發(fā)明 一些實施例，無線設(shè)備126可以經(jīng)由多模式FM收發(fā)機10,通過FM 通道向鄰近的立體聲系統(tǒng)200(作為示例)的接收機廣播待播放的內(nèi)容。 如所示，立體聲系統(tǒng)200包括RF天線204,用于從無線設(shè)備126接收 發(fā)送的內(nèi)容。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，無線設(shè)備126可以具有通過通信網(wǎng)絡(luò) (例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò))進行通信的能力。針對本發(fā)明的這些實施例，無 線設(shè)備126可以包括耦合于應(yīng)用子系統(tǒng)160的基帶子系統(tǒng)170，用于編 碼和解碼此無線網(wǎng)絡(luò)的基帶信號?；鶐ё酉到y(tǒng)170可以耦合于收發(fā)機 174，而收發(fā)機174連接到對應(yīng)的發(fā)送天線176和接收天線178。針對 本發(fā)明的這些實施例，多模式FM收發(fā)機10可用于混入音頻內(nèi)容，以 便指示基帶子系統(tǒng)170的操作。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，響 應(yīng)于進入的電話呼叫，多模式FM收發(fā)機10可以混合可聞鈴聲信號， 讓無線設(shè)備126的聽眾察覺到進來的電話正在被接收。其他實施例是 可能的，并處于后附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，當(dāng)處于FM接收模式下時，多模式FM 收發(fā)機10可以建立圖3所述的普通信號流。多模式FM收發(fā)機10在 FM接收模式期間可以提供的各種功能(即，F(xiàn)M接收模式的子模式)， 通常由四個比特控制，這四個比特可經(jīng)由控制接口 38 (見圖1)寫入 1個比特(稱為"DI")，控制DIN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號的使能 (enablement); 1個比特(稱為"DO"),控制DOUT數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出 信號的使能；1個比特(稱為"LO，，)，控制LOUT和ROUT立體聲通 道信號的使能；以及1個比特(稱為"LT")，控制RIN和LIN立體聲 通道輸入信號的使能。還可以經(jīng)由控制接口 38寫入稱為"RX"的比 特，其被用于選擇FM接收模式。
概念上，DI信號通?？刂崎_關(guān)264的狀態(tài)，而開關(guān)264控制DIN 信號與DSP20的通信。DO信號通?？刂崎_關(guān)266，而開關(guān)266控制 DOUT信號從DSP 20的傳輸。LO信號控制兩個開關(guān)254和256:開 關(guān)254控制DAC32的輸出端子和混合器54之間的通信，開關(guān)256控 制DAC 36的輸出端子和混合器54之間的通信。LT信號控制兩個開關(guān) 260和262的狀態(tài)LT信號控制開關(guān)260的狀態(tài)，而開關(guān)260耦合在 RIN右立體聲通道信號輸入端子40和混合器54之間；LT信號還控制 開關(guān)262的狀態(tài)，開關(guān)262耦合在LIN立體聲通道輸入信號端子42 和混合器54之間。
LT、 LO、 DO和DI信號的組合對于FM接收模式提供了高達(dá)十 六個可能的子模式，如圖4表中所述。然而， 一些子模式也許不被使 用并因而在圖4中表示為被"無效"。例如，對于圖4所描述的子模式 一 ("無效模式")，LT、 LO、 DO和DI比特都被禁用(de-asserted), 以禁止(disable)所有去往/來自多模式FM收發(fā)機10的輸入/輸出信 號。
作為FM接收模式的可能子模式的示例，LT信號可被啟用(assert) (例如，邏輯"1"比特)，以便將RIN和LIN立體聲通道信號耦合到 模擬混合器54。如果LO信號也被啟用(例如，邏輯"1"比特)，那 么RIN和LIN立體聲通道信號可以與來自選擇的FM通道的接收內(nèi)容 進行混合。如果LT信號被啟用，然而，LO信號被禁用(例如，邏輯 "0"比特)，那么(連接到端子40和42的)麥克風(fēng)可被用于直接通 過無線設(shè)備126的輸出揚聲器140和150 (例如，見圖2)播放用戶的語音。作為另一示例，如果DI信號被啟用，則多模式FM IO可用于 數(shù)字混合，其中，DIN數(shù)字輸入信號可以與從FM通道接收的內(nèi)容相 混合。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，DI信號可以被啟用，用于將 數(shù)字鈴聲音調(diào)信號與接收的FM內(nèi)容相混合，以便以聽覺方式通知有 電話呼叫進來。DO信號的啟用可以用于數(shù)字記錄。因此，根據(jù)本發(fā)明 的一些實施例，混合的FM內(nèi)容和DIN數(shù)字輸入信號可以被發(fā)送給 DOUT數(shù)字輸出信號，用于允許應(yīng)用子系統(tǒng)160 (參見圖2)數(shù)字地記 錄混合的信號。其他的變化也是可能的。
如圖3所述，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，除執(zhí)行FM解調(diào)(如方 框280所示)外，DSP20還可以執(zhí)行數(shù)字混合，如通過混合器270和 272所述的那樣。因此，混合器270可以用于左立體聲通道的混合，混 合器272可以用于右立體聲通道的混合。如圖3所示，DOUT數(shù)字輸 出信號從混合器270和272的輸出導(dǎo)出。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，對于FM收發(fā)模式，多模式FM收發(fā) 機10具有普通的信號流，如圖5所示。還參照描述所有可能子模式的 圖6, FM發(fā)送模式的具體子模式通常響應(yīng)于四個信號被編程LT信 號、DO信號、DI信號和稱為"LI"的信號。LI信號在被啟用時，能 夠4吏LIN左通道立體聲輸入端子42和RIN右通道立體聲輸入端子40 分別連接至ADC 24和ADC 26。另外，稱為"TX"的信號用于將多 模式FM收發(fā)機10置于FM發(fā)送模式下。
如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，F(xiàn)M發(fā)送模式的十二個可 能"有效，，子模式，可以通過操縱LT、 LI、 DO和DI信號的狀態(tài)來獲 得。回頭參照圖5和圖6，例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，LI信號 可以被啟用，以使開關(guān)290和292將LIN和RIN立體聲通道信號耦合 于ADC 24和26。接下來，ADC 24和26向DSP 20提供LIN和RIN 立體聲通道信號的數(shù)字化表示。例如，DSP 20的數(shù)字加法器270和272 數(shù)字地將數(shù)字化LIN和RIN信號與進來的DIN信號(如果DI信號被 要求)相混合，然后執(zhí)行FM調(diào)制，以<更通過FM通道向鄰近的立體 聲系統(tǒng)發(fā)送混合的內(nèi)容。因此，LI信號可以被啟用，用于通過所選的 FM通道將LIN和RIN信號內(nèi)容發(fā)送出去。例如，這可以用于混合從 麥克風(fēng)(連接到端子40和42)輸出的信號，從而從用戶輸入的音頻可 以與重放的歌曲(經(jīng)由DIN信號接收)相混合，并通過立體聲通道播放。
如另一示例，LIN和RIN立體聲通道信號可用于通信待通過RF FM通道發(fā)送出去的音頻內(nèi)容，同時DIN信號指示通過該通道播放的 鈴聲音調(diào)。再如另一示例，LI信號可以被禁用，而DI信號可被啟用， 從而便于多模式FM收發(fā)機10直接進行數(shù)字傳送。仍如另一示例，DO 信號可被啟用，用于數(shù)字記錄通過混合器270和272提供的數(shù)字信號。 因此，根據(jù)本發(fā)明許多不同可能的實施例，許多組合是可能的。
圖7描述了多模式FM收發(fā)機10在音頻模式下的普通信號流。在 音頻模式下，收發(fā)機10可以執(zhí)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)-模轉(zhuǎn)換、線路旁路、 模擬混合和數(shù)字混合。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，音頻模式的子模式 由LT、 LO、 LI、 DO和DI信號來控制。具體而言，在音頻模式下， 32個子模式是可能的，如圖8所述。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，音頻 模式通?？捎山肨X和RX信號來選擇。
作為可能的子模式示例，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，RIN和LIN 立體聲通道信號的模-數(shù)轉(zhuǎn)換可通過啟用LI和DO信號來完成。因此， 此子模式的DOUT信號指示RIN和LIN立體聲通道信號的數(shù)字化版 本。如另一示例，DIN信號的數(shù)-模轉(zhuǎn)換，可通過啟用的DI和LO信 號來完成。在此模式下，DAC32和36形成了 LOUT和ROUT信號， 其指示從DIN數(shù)字輸入信號導(dǎo)出的模擬左通道信號和右通道信號。關(guān) 于混合，數(shù)字混合可以通過啟用DI和LI信號來完成。因此，RIN和 LIN立體聲通道信號被數(shù)字化，并且經(jīng)由混合器270和272與DIN數(shù) 據(jù)信號相混合。數(shù)字輸出然后可通過啟用DO信號而獲得，從而DOUT 信號指示數(shù)字混合的信號。模擬混合可以同樣地被執(zhí)行。例如，可以 啟用DI、 LO和LT信號，使得DIN信號的模擬表示出現(xiàn)在混合器54 中，而混合器54將RIN和LIN信號與這些模擬信號相混合來產(chǎn)生模 擬的LOUT和ROUT信號。作為另一變化，線旁路可通過啟用LT信 號和禁用LO信號來執(zhí)行，以便將立體聲輸入端子40和42分別耦合 于立體聲輸出端子50和52。因此，許多變化是可能的，并處于后附權(quán) 利要求的范圍之內(nèi)。
回頭參照圖1 ，根據(jù)本發(fā)明的 一些實施例，ADC 24、 26可以是delta sigma調(diào)制器(DSM)。由于在多模式FM收發(fā)機10的不同工作模式 下ADC 24和26的重復(fù)^f吏用，ADC 24和26才艮據(jù)所選的模式來處理一對獨立的立體聲實信號，或者一對相互關(guān)聯(lián)的I和Q正交信號。
實信號可被定義為隨時間變化的(現(xiàn)實世界的)電物理量，即， 電壓、電流或功率。實信號用正頻率和負(fù)頻率的對稱頻譜表征，即其 頻譜的中心頻率可以用以大小相等方向相反的旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)的振幅相
同的兩個相量表示。復(fù)數(shù)或正交信號可被定義為這樣的信號，其可以 用兩個實信號，實數(shù)或同相(I)部或虛數(shù)或正交(Q)部表示，使得 其頻譜的中心頻率可由以正或負(fù)旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)的單個相量表示。如果 帶寬的一半小于它的中心頻率，則信號頻譜只有正、負(fù)頻率分量。反 之，存在關(guān)于DC不對稱的頻譜，其擴展到DC本身?；诖硕x，不 對稱(即，沒有擴展到DC)的通帶(passband)頻譜的情況不被認(rèn)為 是復(fù)信號，但被認(rèn)為是兩個復(fù)信號的疊加。實際上，兩個通帶頻譜的 中心頻率可由振幅不同、反向旋轉(zhuǎn)的兩個相量表示。此情況發(fā)生在例 如I和Q路徑出現(xiàn)不匹配時這兩個中心頻率分量可以由相等反向旋 轉(zhuǎn)、振幅不同的兩個相量來表示。還應(yīng)注意，實信號本身可以被認(rèn)為 是兩個復(fù)信號的疊加。
對于降頻變頻正交(I/Q )低IF或零IF無線電信號，DSM可以要 么在實數(shù)配置下進行工作，要么在復(fù)數(shù)配置下進行工作，因為同相(I) 和正交(Q)實信號表示同一復(fù)信號的實部和虛部。具體而言，就低 IF信號的信噪比(SNR)而言，尤其是如果IF頻率相對于信號帶寬不 是那么低的話，復(fù)數(shù)配置是尤其有利的。反之，由于LIN和RIN立體 聲通道信號是兩個完全獨立的實信號，對于立體聲音頻信號只能使用 實數(shù)配置。
雖然下面的論述只考慮了基于離散時間(DT)的DSM，但是本發(fā) 明的實施例還可以包括連續(xù)時間DSM (CT-DSM)，因為CT DSM等 效于具有抗混疊(anti-aliasing)濾波器(AAF )前端的DT-DSM。
圖9示出了實數(shù)離散時間(DT)DSM的可能的四階噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù) (NTF )，其中零已經(jīng)針對信號的帶寬進行了優(yōu)化。如所示，實數(shù)塊(real block)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的幅度是頻率的偶函數(shù)，即關(guān)于DC對稱。同時， 信號關(guān)于DC對稱。角頻率Ws表示信號的中心頻率。此結(jié)構(gòu)還可用于 處理復(fù)信號，用兩個相同系統(tǒng) 一個用于I， 一個用于Q。對于正或負(fù) 頻率而言，NTF的復(fù)數(shù)表示將是相同的而所述信號將只具有一行頻譜。
圖10和11示出了復(fù)數(shù)DSM的可能的四階噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)(NTF)，其中零已經(jīng)針對信號的帶寬進行了優(yōu)化。如可以看到的，函數(shù)關(guān)于DC 不對稱，但關(guān)于信號帶寬的中心頻率是對稱的。在復(fù)信號情況下，這 允許在所關(guān)心的BW中放置所有四個零，通過這樣做， 一般會獲得更 好的信噪比。
參見圖12，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，ADC 24和26可一起具有 數(shù)-模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)399。具體而言，該結(jié)構(gòu)可包括兩個delta sigma調(diào) 制器(DSM )400和450,其中每個DSM都具有相似的設(shè)計。DSM 400、 450每個都接收模擬信號并將該模擬信號轉(zhuǎn)換成其數(shù)字對應(yīng)部。例如， DSM 400接收模擬信號(稱為"Ul(z)")并提供數(shù)字信號(稱為"Y1 (z)")。類似地，DSM 450接收稱為"U2(z)"的模擬信號，并提供 稱為"Y2(z)"的數(shù)字信號。如圖12所示，交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460可能將 DSM 400和450耦合在一起，取決于ADC 24和26是處理獨立的實信 號還是處理表示復(fù)信號的I和Q分量的兩個相互關(guān)聯(lián)的信號。
更具體而言，當(dāng)ADC24和26處理獨立的實信號(例如，LIN和 RIN立體聲通道信號)時，交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460與DSM 400和450去耦， 從而DSM400和450是各自獨立的，產(chǎn)生出對應(yīng)的數(shù)字對應(yīng)信號。然 而，當(dāng)Ul (z)和U2 (z)信號是正交信號(即，表示復(fù)信號的I和Q 分量的相互關(guān)聯(lián)的實信號)時，交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460將DSM 400和450 耦合在一起，以便產(chǎn)生出表現(xiàn)為Yl (z)和Y2 (z)信號的對應(yīng)的正交 數(shù)字信號。如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460 接收信號(稱為"I/Q")，可被啟用(例如)以使得交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460 有效"消失"、并且可被禁用(例如)以交叉耦合DSM 400和450來 處理正交信號的信號。
如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明一些實施例，DSM400包括從DAC402 接收輸出信號的求和節(jié)點404, DAC 402將Yl ( z)數(shù)字輸出信號轉(zhuǎn)換 為模擬信號。求和節(jié)點404從輸入信號Ul (z)中減去由DAC 402提 供的信號。這產(chǎn)生了被提供給DSM400的濾波網(wǎng)絡(luò)410的信號(稱為 "A1 (z)")。接下來，濾波網(wǎng)絡(luò)410提供被提供給量化器412的輸出 信號(稱為"Bl(z)"),而量化器412提供Y1 (z)輸出信號。注意， 量化器412執(zhí)行噪聲整形，從而DSP 20 (見圖1)可以輕易地從數(shù)字 化信號中消除噪聲。濾波網(wǎng)絡(luò)410還接收I/Q信號，并經(jīng)由總線411 接收濾波網(wǎng)絡(luò)410的系數(shù)的表示。因此，取決于I/Q信號的狀態(tài)，濾波網(wǎng)絡(luò)410相應(yīng)地使其結(jié)構(gòu)適應(yīng)。此外，經(jīng)由總線411被編程到濾波 網(wǎng)絡(luò)410中的系數(shù)，根據(jù)DSM 400是正在處理獨立的實信號還是正在 處理正交信號而改變。
根據(jù)本發(fā)明 一些實施例，DSM 450可具有與DSM 400相似的結(jié)構(gòu)。
作為更具體的示例，圖13在Z域中描述了 DSM 400的濾波器41(h (即，濾波器410的實施例)，DSM 450的濾波器4102 (即，濾波器 410的實施例)，以及耦合于其間的交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460。根據(jù)本發(fā)明的 一些實施例，濾波網(wǎng)絡(luò)410i和4102每個都是四階實數(shù)Chebychev型濾 波器。每個濾波網(wǎng)絡(luò)41(h、 4102包括系數(shù)增益470，系數(shù)增益470在 DSM400和450正在處理獨立實信號時是非零的，在DSM 400和450 正在處理復(fù)信號的相互關(guān)聯(lián)的正交信號時被設(shè)置為零(從而實際上除 去該增益)。交叉耦合網(wǎng)絡(luò)460還包括增益480,增益480在DSM400 和450正在處理相互關(guān)聯(lián)的正交信號時是非零的，在DSM 400和450 正在處理獨立的實信號時為零。
因此，同樣參照圖14，對于DSM 400和450正在處理正交信號的 情況，增益470實際上消失了，如圖14所述。注意，濾波網(wǎng)絡(luò)41(h 和4102的各種剩余增益被編程，或被調(diào)整，用于正交信號的處理，以 便調(diào)整有效環(huán)路濾波器的零和中心頻率。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，MCU 110 (圖1 )可以控制濾1/Q信號 的產(chǎn)生以及濾波器系數(shù)的編程，這取決于多模式RF收發(fā)機10的模式。
圖15描述了 DSM處理實信號期間的濾波網(wǎng)絡(luò)410n 4102和460。 在圖15中，增益480 (見圖13 )為零，并且調(diào)整增益470以處理獨立 的實信號。因此，在DSM 400和450正在處理獨立的實信號時，交叉 耦合網(wǎng)絡(luò)460實際上就消失了。
參照圖16，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每個DAC 32、 36可以具 有下面的設(shè)計。DAC 32、 36包括數(shù)字側(cè)500和模擬側(cè)510。數(shù)字側(cè)500 包括可編程內(nèi)插器502和二階delta sigma調(diào)制器504。模擬側(cè)510包 括一階開關(guān)電容濾波器512和二階有源RF濾波器514。
對于多模式FM收發(fā)機10的FM接收模式，來自DSP的信號具 有16kHz的帶寬(作為示例)，該帶寬的Nyquist(尼奎斯特)頻率/wc,/t 是32kHz (作為示例)?？删幊虄?nèi)插器502內(nèi)插該信號96次(作為示 例)，這意味著過采樣率是96，過采樣頻率/^tt大約為3MHz。然后，此過采樣的信號由二階delta sigma調(diào)制器504進行處理，產(chǎn)生一個比 特的流。
上述部件用數(shù)字硬件來實現(xiàn)。 一個比特的流由一階開關(guān)電容濾波 器512進行過濾，以便消除頻帶外的量子化噪聲并重構(gòu)成模擬信號。 有源RF濾波器514進一步使所述信號平滑。選擇濾波器的階，以便最 小化面積和功率。高階濾波器可用于改進性能。來自時間有源RF濾波 器514的信號，可以發(fā)送給頭戴受話器放大器，以便驅(qū)動揚聲器。
對于多模式FM收發(fā)機10的FM發(fā)送模式，信號經(jīng)歷相同的處理 過程。但是由于更寬的信號帶寬，/&汰此刻為456kHz(作為示例)。過 采樣率是26次(作為示例)，而/yc儀大概是12MHz(作為示例)。這是 可能的，因為FM的發(fā)射SNR要求比接收路徑更寬松。delta sigma調(diào) 制器504仍然是二階的，但被配置成使帶寬為200kHz、中心在128kHz 的信號通過。
對于接收機的調(diào)制器，噪聲傳遞函數(shù)的零點位置被置于DC，但是 對于發(fā)送機的調(diào)制器，零點位置被優(yōu)化并被置于128kHz左右。開關(guān)電 容(switched cap )有源濾波器512的帶寬，可以通過關(guān)斷集成電容器 的一部分來變成容納所述信號。有源RF濾波器514的帶寬也相應(yīng)地進 行編程。
雖然本發(fā)明已經(jīng)針對數(shù)量有限的實施例進行了描述，但是受益于 該公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員，從中將理解眾多的修改和變化。而附加權(quán) 利要求意欲在于覆蓋在本發(fā)明真實精神和范圍之內(nèi)的所有這些修改和 變化。
權(quán)利要求
1. 一種收發(fā)機，包括處理器，其適于在收發(fā)機的發(fā)送模式下，響應(yīng)于第一數(shù)字信號產(chǎn)生調(diào)制信號；以及在收發(fā)機的接收模式下，響應(yīng)于第二數(shù)字信號產(chǎn)生解調(diào)信號；以及，下列裝置中的至少一個模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，在發(fā)送模式下提供第一數(shù)字信號以及在接收模式下提供第二數(shù)字信號；和數(shù)-模轉(zhuǎn)換器，在發(fā)送模式下將數(shù)字調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號，并且響應(yīng)于接收模式將數(shù)字解調(diào)信號轉(zhuǎn)換為模擬解調(diào)信號。
2. 權(quán)利要求l的收發(fā)機，其中，所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器適于在接收 模式下處理正交信號以及在發(fā)送模式下處理非正交信號。
3. 權(quán)利要求l的收發(fā)機，其中，所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器適于基于收 發(fā)機是處于發(fā)送模式還是接收模式，來改變該轉(zhuǎn)換器的頻率響應(yīng)。
4. 權(quán)利要求l的收發(fā)機，其中，第一數(shù)字信號包括音頻頻段信號。
5. 權(quán)利要求l的收發(fā)機，其中，第二數(shù)字信號包括中頻信號。
6. 權(quán)利要求1的收發(fā)機，其中，所述處理器適于在收發(fā)機的音頻 模式下將第一數(shù)字信號與第二數(shù)字信號混合，以及所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器適于在音頻模式下提供第一數(shù)字信號。
7. 權(quán)利要求6的收發(fā)機，其中，所述收發(fā)機在一個時間只能處于 發(fā)送模式、接收模式和音頻模式之一。
8. 權(quán)利要求1的收發(fā)機，其中，所述數(shù)-模轉(zhuǎn)換器適于基于收 發(fā)機是處于發(fā)送模式還是接收模式，來調(diào)整該轉(zhuǎn)換器的采樣頻率。
9. 權(quán)利要求1的收發(fā)機，其中，所述數(shù)-模轉(zhuǎn)換器適于基于收 發(fā)機是處于發(fā)送模式還是接收模式，來調(diào)整該轉(zhuǎn)換器的帶寬。
10. 權(quán)利要求l的收發(fā)機，其中，所述處理器適于在收發(fā)機的音頻 模式下，將第一數(shù)字信號與第二數(shù)字信號混合以產(chǎn)生第三數(shù)字信號， 以及所述數(shù)-模轉(zhuǎn)換器適于在音頻模式下將第三數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬 信號。
11. 一種模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括 包括第一濾波網(wǎng)絡(luò)的第一 delta sigma調(diào)制器； 包括第二濾波網(wǎng)絡(luò)的第二 delta sigma調(diào)制器；以及電路，用于控制第 一 濾波網(wǎng)絡(luò)和第二濾波網(wǎng)絡(luò)之間的交叉耦合、 以便調(diào)節(jié)該模-數(shù)轉(zhuǎn)換器處理獨立的實信號還是處理正交信號。
12. 權(quán)利要求11的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述電路適于交叉耦合 第 一濾波網(wǎng)絡(luò)和第二濾波網(wǎng)絡(luò)，以使該模-數(shù)轉(zhuǎn)換器處理正交信號。
13. 權(quán)利要求11的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述電路適于使第一濾 波網(wǎng)絡(luò)和笫二濾波網(wǎng)絡(luò)去耦，以使該模-數(shù)轉(zhuǎn)換器處理獨立的實信號。
14. 權(quán)利要求ll的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述電路適于，基于模 -數(shù)轉(zhuǎn)換器處理獨立的實信號還是處理正交信號，來調(diào)節(jié)第一濾波網(wǎng) 絡(luò)和第二濾波網(wǎng)絡(luò)的濾波器參數(shù)。
15. —種方法，包括使用收發(fā)機的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器和收發(fā)機的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器中的至少一 個，在該收發(fā)機的發(fā)送模式和接收模式下都處理信號。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中，使用的動作包括 在收發(fā)機的接收模式下處理正交信號；以及 在收發(fā)機的發(fā)送模式下處理非正交信號。
17. 權(quán)利要求16的方法，還包括基于收發(fā)機是處于發(fā)送模式還是接收模式，調(diào)整模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的 頻率響應(yīng)。
全文摘要
一種包括處理器和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的收發(fā)機。處理器適于在收發(fā)機的發(fā)送模式下，響應(yīng)于第一數(shù)字信號產(chǎn)生調(diào)制信號；在收發(fā)機的接收模式下，響應(yīng)于第二數(shù)字信號產(chǎn)生解調(diào)信號。模-數(shù)轉(zhuǎn)換器在發(fā)送模式下提供第一數(shù)字信號，在接收模式下提供第二數(shù)字信號。
文檔編號H04B1/40GK101416403SQ200780012404
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者A·皮奧瓦卡里, C·辛, D·卡沙, G·T·塔特爾, J·埃爾內(nèi)斯, L·德爾, P·范科倫蘭, S·哈班 申請人:硅實驗室公司