[发明专利]切换电路、以及包括这种电路的调制器、解调器或混频器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用在调制器或解调器或混频器(mixer)内部的切换电路，以及包括这种电路的调制器或解调器或混频器。

背景技术

许多传输方案通过调制载波的幅度和相位对数据进行编码以表示图1所示类型的星座图内的码元。该星座图具有在实方向和虚方向上延伸的轴。该实方向和虚方向是正交的。在实际表达式中，如果实方向由正弦曲线sin(ωt)表示，则虚方向由表示。因此，诸如由标号2指定的任意码元能够由信号sinωt和cosωt的合适组合表示。适于进行如此操作的调制器被称为I-Q调制器，并且图2示出了这种调制器的一个例子。尽管这种调制器能够良好地进行工作，但是其表现出显著的输出噪声，当试图以增加的输出功率运行时，由于需要更大电流驱动切换晶体管(switching transisitor)的栅极，该输出噪声将变得严重。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种切换电路，包括：第一控制开关(steering switch)和第二控制开关，可操作以形成或阻断第一控制开关和第二控制开关各自的第一端子和第二端子之间的路径，并且每个控制开关还具有用于控制第一控制开关和第二控制开关的控制端子，该第一控制开关的控制端子由第一切换信号驱动，该第二控制开关的控制端子由第二切换信号驱动，该第一切换信号和第二切换信号具有第一频率并且该第二切换信号与该第一切换信号的反相；第一斩波开关，其可操作以形成或阻断其第一端子和第二端子之间的路径并与该第一控制开关和第二控制开关串联连接，并在其第一端子接收要进行调制的输入，其中，该斩波开关的控制端子由第一切换控制信号驱动从而当该第一驱动开关和第二驱动开关在导通与不导通之间进行改变的过程中该斩波开关不导通；第三控制开关和第四控制开关以及第二斩波开关，其中，第一控制开关和第二控制开关形成具有第一公共节点的第一差动，第三控制开关和第四控制开关形成具有第二公共节点的第二差动，并且第一斩波开关和第二斩波开关形成具有第三公共节点的第三差动，并且其中，第一斩波开关具有连接到第一公共节点的第二端子，而第二斩波开关具有连接到第二公共节点的第二端子，其中，第二斩波开关的控制端子由第二切换控制信号驱动，当第三控制开关和第四控制开关在导通与不导通之间变化时，第二斩波开关不导通。

优选的是，该控制开关和该斩波开关是晶体管。

因此，可以使用这种切换电路通过确保第一控制开关和第二控制开关(它们可以实现为第一切换晶体管和第二切换晶体管)在不承载电流的时间内进行切换来提高例如调制器的噪声性能。这又会减小控制所述控制开关的信号的抖动的影响，并由此使得可以在时基与第一切换晶体管和第二切换晶体管之间使用更多的缓冲器电路，由此允许使用更大的切换晶体管。这又意味着该调制器能够产生更多的功率并且因此该调制器之后的放大器不需要太大增益。这又意味着在该调制器中产生的噪声被较少地放大，并且因此在放大的信号中将存在较小噪声。

优选的是，控制第一斩波开关(其可使用第三晶体管实现)的切换控制信号的频率是第一切换信号和第二切换信号的频率的两倍。在优选的实施方式中，该切换控制信号从振荡器获得并且被提供到二分频计数器(divide by two counter)以产生该第一切换信号和第二切换信号。

有利的是，提供了多个切换电路以形成I-Q调制器。对于I-Q调制器，两个另外的切换信号(即第三和第四信号)的频率需要与该第一切换信号的频率相同。该第三切换信号与第一切换信号的相位差是90°(弧度)，并且该第四切换信号与第一切换信号的相位差是270°(弧度)。

在优选的实施方式中，提供了I-Q调制器，在该I-Q调制器中具有第一切换电路到第四切换电路。该第一切换电路被布置为沿着由图1的星座图表示的相位空间的正实轴提供调制后的输出信号。该第二切换电路被布置为沿着该相位空间的负实轴提供调制后的输出信号。该第一切换电路和第二切换电路由该第一切换信号和第二切换信号驱动。类似地，该第三切换电路和第四切换电路分别由该第三切换信号和第四切换信号驱动，并且用于分别沿着该星座图表示的相位空间的正虚轴和负虚轴提供调制后的输出。

与图1中所示传输方案相比，这里描述的调制器能够用于对更加复杂的传输方案进行编码，并且能够例如用于对16 QAM和64 QAM传输方案进行编码，或者还可以产生相位调制、频率调制、幅度调制、单边带、正交频分复用、以及任何其它调制方案。

有利的是，提供了一种分析电路，用于分析该第一切换信号、第二切换信号(以及可选的第三切换信号和第四切换信号)与该切换控制信号之间的相对时序。