[发明专利]用于产生正交采样时钟信号的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及在无线通信领域中使用的接收机，更具体地，涉及在正交采样接收机中使用的时钟信号产生方法和设备。

背景技术

在传统的无线通信接收机中，在将从天线接收的RF信号转换为数字信号之前，通常它们都要经受一系列处理，以提前成为基带或低中频信号。此外，所接收的RF模拟信号通常经过一系列滤波器，从而滤除带外干扰和抑制噪声。由于在信号处理期间以逐级方式过滤干扰，所以这种接收机的配置具有良好的性能，并对每个功能性模块有着简单的需求。然而，同时，由于元件的低集成水平，所以这种接收机产生高成本。

近来，另一种接收机配置在该领域引起极大的注意。这种接收机充分利用RF采样技术，其中在RF带中有限的滤波和放大之后，直接地对从天线所接收的信号进行采样，然后在离散域中处理采样信号，从而可以采用更先进的技术用于离散信号处理。这种接收机无需许多模拟电路，因此在电路设计上更加灵活，以及更适合多模式通信。此外，在生产期间，其模拟和数字电路可以使用相同的半导体处理，从而可以获得高集成水平和低成本。

图1示出了采用正交采样技术的RF采样接收机的配置，其中在通过RF滤波器10和低噪声放大器20对从天线接收到的RF信号进行处理之后，在两条路径分别地对其进行采样，以转化为离散域。在这两个路径中采样频率f_s都是RF信号的载波频率f_c的1/N，但是在两个采样时钟信号CLK₁、CLK₂之间存在固定的相对延迟τ，从而在这两个路径中的时钟信号的采样点处载波相位彼此之间相差90°。在离散域中，离散滤波器31、32分别地抑制采样信号中的带外干扰和噪声。然后通过模数转换器41、42分别将采样信号转换为数字信号。最后，将数字信号通过数字滤波器51，52发送到数字信号处理单元60，以进行基带信号处理。

图1中所示的接收机配置由于相对低的采样频率而更具吸引力。然而，这种接收机需要提供具有90°相移的两个时钟信号，从而可以分别地对RF信号进行采样。在实践中，一般地，通过用于产生图2中所示的时钟信号的设备来获得这两个时钟信号。来自压控振荡器(VCO，未示出)的初始时钟信号的频率是2f_c。初始时钟信号通过1/2分频器700分成具有相同频率f_c、但具有90°相移的两个中间时钟信号。接下来，这两个中间时钟信号分别经过两个1/N分频器701、702，以最终获得接收机所需的两个采样时钟信号，即，两个采样时钟信号具有f_s＝f_c/N的频率。

上述解决方案的缺点在于需要产生高频的初始时钟信号。以蓝牙系统为例，其载波频率f_c在2.4GHz左右。因而，需要VCO能够产生2f_c频率(即4.8GHz左右)的初始时钟信号。然而，以这样高频率操作的VCO不仅昂贵，并且十分耗电，因此，针对接收机采用这种VCO并不经济。

发明内容

本发明的目标之一是提供一种方法和设备，用于产生在接收机中使用的正交采样时钟信号，该方法和设备采用具有较低频率的初始时钟信号，从而降低VCO的成本和功耗。

一种方法，用于根据本发明，产生在接收机中使用的正交采样时钟信号，包括以下步骤：

获得初始时钟信号，所述初始时钟信号的频率比输入信号载波频率的预定倍数低。

对所述初始时钟信号进行二分频，以获得两个正交中间时钟信号；以及

分别对所述两个中间时钟信号进行分频，以输出两个正交采样时钟信号。

一种设备，用于根据本发明，产生在接收机中使用的正交采样时钟信号，包括：

初始时钟信号发生器，用于产生初始时钟信号，所述初始时钟信号的频率比输入信号载波频率的预定倍数低；

第一分频器，用于接收所述初始时钟信号，以及对所述初始时钟信号进行二分频，以获得两个正交中间时钟信号；以及

两个第二分频器，用于分别接收所述两个中间时钟信号，以及对所述两个中间时钟信号进行分频，以输出两个正交采样时钟信号。

此外，在本发明的用于产生正交采样时钟信号的上述方法和设备中，如果针对输入信号的接收机的采样因数是N，以及对所述两个中间时钟信号进行α分频，则所述初始时钟信号的频率将是输入信号载波频率两倍的1/p，其中p是奇数，且满足p α＝N。