[发明专利]频率合成器及频率合成方法

说明书

技术领域

本发明是有关于频率合成器(Frequency synthesizer)，且特别有关于一种多频带正交频分多工(Multi-Band Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing；MB-OFDM)超宽频(Ultra Wideband；UWB)系统的频率合成器。

背景技术

多频带正交频分多工超宽频系统(以下简称为MB-OFDM UWB系统)是将3.1至10.6G赫兹的频带区分成十个频宽为528M赫兹的次频带。图1是显示MB-OFDM UWB系统的频带图。如图所示，频带的中心频率由左至右(以下称为第一至第十四频率fl至f14)是3432M赫兹、3960M赫兹、4488M赫兹、5016M赫兹、5544M赫兹、6072M赫兹、6600M赫兹、7128M赫兹、7656M赫兹、8184M赫兹、8712M赫兹、9240M赫兹、9768M赫兹、10296M赫兹，任两相邻的该等频率相隔有基本间隔频率fdm(528M赫兹)。

根据MB-OFDM UWB系统的需求，产生此十四个频带的频率合成器必须具有高的频带切换速度，切换时间必须低于9.5ns。已有数个超宽频频率合成器揭露以产生3～8G赫兹的频带，当中具有代表性的为已知技术[1]：J.Lee，and D.W.Chiu，“A 7-Band 3-8GHz frequency synthesizer with lnsband-switching time in 0.18um CMOS technology，”ISSCC Dig of Tech.Papers，pp.204-205，Feb.2005、已知技术[2]：C.C.Lin，and C.K Wang，“A regenerative semi-dynamic frequency divider for mode-1 MB-OFDM UWBhopping carrier generation，”ISSCC Dig of Tech.Papers，pp.206-207，Feb.2005、已知技术[3]：A.Ismail，and A.Abidi，“A 3.1 to 8.2GHz directconversion receiver for MB-OFDM UWB communications，”ISSCC Dig of Tech.Papers，pp.206-207，Feb.2005，以及已知技术[4]：D.Leenaerts et al.，“A SiGe BiCMOS lns frequency hopping frequency synthesizer for UWBradio，”ISSCC Dig of Tech.Papers，pp.202-203，Feb.2005。

然而，当中没有任何一个频率合成器能够产生MB-OFDM UWB系统中全部的十四个次频带。这是因为要涵盖如此宽广的频带，往往需要相当多的锁相回路及混频器。这不仅导致芯片面积过大，功率耗损过高，还产生边频(spur)能量过高与切换时间难低于9.5ns的问题。

高速率无线传输势必是未来通讯发展的目标，加上超宽频装置具有通讯以外的功能。因此，一种能尽量涵盖MB-OFDM UWB系统内第一至第十四频率、频率切换快速、边频能量不要过高的MB-OFDM UWB频率合成器是有所必要。

发明内容

本发明是提供一种频率合成方法，用以产生MB-OFDM UWB系统的十四个频率，以及一种应用此频率合成方法的频率合成器。本发明的频率合成器不仅只包括两个锁相回路及三个混频器，并且具有边频能量低，功率耗损低，切换速率快的优点。

本发明是提供一种频率合成方法，用以产生MB-OFDM UWB系统的多个频率，该等频率由低至高包含第一至第十四频率，任两相邻的该等频率相隔有基本间隔频率，该方法包括：将该等频率分成第一至第五频率组，其中该第一至第五频率组分别包含该第一至第三频率、该第四至第六频率、该第七至第九频率，以及该第十三至十四频率，继而产生该第一频率组，继而对该第一频率组执行混频程序以产生该第二、三及五频率组，以及最后对该第五频率组执行混频程序以产生该第四频率组。