信号处理装置的制作方法

1.本发明涉及一种处理装置，特别是涉及一种信号处理装置。


背景技术：

2.无人驾驶的时代即将到来，辅助无人驾驶的蜂窝车联网(cellular vehicle-to-everything，c-v2x)通信便显得尤为重要。对于蜂窝车联网通信的射频信号传输线而言，较高的载波频率意味着较大的线损。
3.然而，由于移动装置(例如汽车)的设计和体积的原因，天线的安装位置和通信模块的安装位置往往相距较远，较长的射频传输线可能会导致一定程度的信号损耗(例如5～10db)，这将意味着通信距离和质量的下降，且信号衰减导致射频产品覆盖范围低甚至不能正常工作，并对后续的技术发展造成制约。因此，如何有效地对射频信号的信号衰减损耗进行调整及补偿是当前重要的课题。
4.因此，需要提供一种信号处理装置来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种信号处理装置，藉以对射频信号进行双向线性闭环(close loop)控制来调整及补偿信号传输损耗，以增加信号线性度及信号覆盖范围，并增加使用上的便利性。
6.本发明提供一种信号处理装置，包括近端装置、连接单元与远端装置。近端装置产生第一射频信号。连接单元耦接近端装置，接收并传输第一射频信号。远端装置耦接连接单元，接收第一射频信号，并对第一射频信号进行功率检测，以产生检测信号，且依据检测信号与预设参考值的比较结果，产生控制信号。远端装置将控制信号传输至连接单元。近端装置还通过连接单元接收控制信号，并依据控制信号，调整第一射频信号，以产生第二射频信号。
7.本发明所公开的信号处理装置，可以有效地对射频信号进行双向线性闭环控制来调整及补偿信号传输损耗，以增加信号线性度及信号覆盖范围，并增加使用上的便利性。
附图说明
8.图1为依据本发明的一实施例的信号处理装置的示意图。
9.图2为图1的信号处理装置的详细电路图。
10.主要组件符号说明：
11.100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理装置
12.110
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
近端装置
13.120
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接单元
14.130
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
远端装置
15.140
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一天线单元
16.150
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二天线单元
17.202
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一控制信号传输模块
18.203
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一控制信号传输单元
19.204
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
射频信号传输模块
20.205
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
射频信号传输单元
21.206
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一控制模块
22.208
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电源模块
23.209
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电源单元
24.210
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开关模块
25.212
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滤波模块
26.213
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滤波器
27.214
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
检测模块
28.216
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二控制模块
29.218
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号输出模块
30.220
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二控制信号传输模块
31.221
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二控制信号传输单元
32.222
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
耦合器
33.224
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
衰减器
34.c1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一电容
35.c2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二电容
36.c3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三电容
37.c4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第四电容
38.l1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一电感
39.l2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二电感
40.v1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电源信号
具体实施方式
41.本说明书的技术用语参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释以本说明书的说明或定义为准。本发明的各个实施例分别具有一个或多个技术特征。在可能实施的前提下，本技术领域的普通技术人员可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将这些实施例中部分或全部的技术特征加以组合。
42.必须了解的是，使用于本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用以表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、元件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、元件、组件，或以上的任意组合。
[0043]“第一”、“第二”等词是用来修饰元件，并非用来表示之间优先级或先行关系，而仅用来区别具有相同名字的元件。
[0044]
在本发明的一些实施例中，用语“耦接”除非特别定义，否则可包含任何直接及间接的电性连接手段。
[0045]
在以下所列举的各实施例中，将以相同的标号代表相同或相似的元件或组件。
[0046]
图1为依据本发明的一实施例的信号处理装置的示意图。本实施例的信号处理装置100适用于具有射频信号传输(例如蜂窝车联网通信)的移动装置(例如汽车)，但本发明实施例不限于此。请参考图1，信号处理装置100可以包括近端装置110、连接单元120与远端装置130。
[0047]
近端装置110可以产生第一射频信号。在本实施例中，第一射频信号的频率范围例如为2ghz至10ghz，但本发明实施例不限于此。
[0048]
连接单元120耦接近端装置110。连接单元120可以接收并传输第一射频信号。在本实施例中，连接单元120例如为射频电缆(radio frequency cable，rf cable)。
[0049]
远端装置130耦接连接单元120。远端装置130可以接收连接单元120所传输的第一射频信号，并对第一射频信号进行功率检测，以产生检测信号。举例来说，当远端装置130接收到连接单元120所传输的第一射频信号时，远端装置130可以对第一射频信号进行功率检测，例如将第一射频信号的功率值转换为一电压信号，并将此电压信号作为检测信号，以产生对应此电压信号的检测信号。
[0050]
接着，远端装置130可以依据检测信号与预设参考值的比较结果，产生控制信号。举例来说，远端装置130可以先将检测信号与预设参考值进行比较，以产生比较结果，进而确认检测信号与预设参考值是否相同或相似。当远端装置130确认比较结果为检测信号与预设参考信号相同或相似时，远端装置130不会产生控制信号。
[0051]
另外，当远端装置130确认比较结果为检测信号与预设参考值不相同或不相似时，远端装置130会产生控制信号。之后，远端装置130可以将控制信号传输至连接单元120。
[0052]
举例来说，远端装置130可以将控制信号以指令的形式传输至连接单元120，且上述信号传输的通信协议例如包括内部集成电路(inter-integrated circuit，i2c)协议、通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)等，但本发明实施例不限于此。
[0053]
接着，近端装置110还可以通过连接单元120接收控制信号。也就是说，在远端装置130产生控制信号后，远端装置130可以通过连接单元120将控制信号反馈至近端装置110。之后，近端装置110可以依据控制信号，调整第一射频信号(例如调整第一射频信号的信号参数)，以产生第二射频信号。上述信号参数例如包括信号增益、功率索引值等，但本发明实施例不限于此。
[0054]
接着，近端装置110可以将第二射频信号再通过连接单元120传输至远端装置130，使得远端装置130发送的射频信号的参数满足需求。如此一来，本实施例可以通过一个连接单元120达成射频信号的主要功率的双向线性闭环控制来调整及补偿信号传输损耗，以增加信号线性度及信号覆盖范围，并增加使用上的便利性。
[0055]
在一些实施例中，当远端装置130确认比较结果为检测信号与预设参考值不相同或不相似时，远端装置130还可依据控制信号，调整第一射频信号的增益，以产生第三射频信号。另外，在一些实施例中，当远端装置130确认比较结果为检测信号与预设参考值不相同或不相似时，远端装置130可以同时将控制信号传输至连接单元120以反馈给近端装置110，以及调整第一射频信号的增益，以产生第三射频信号。
[0056]
在本实施例中，信号处理装置100还包括第一天线单元140与第二天线单元150。第
一天线单元140可以通过射频电缆耦接近端装置110，第二天线单元150可以通过射频电缆耦接远端装置130。在本实施例中，近端装置110可以选择将第一射频信号传输至第一天线单元140，或是将第一射频信号或第二射频信号传输至连接单元120。进一步来说，近端装置110可以依据近端装置110与第一天线单元140、第二天线单元150之间的距离(例如近端装置110与第一天线单元140之间的射频电缆的长度)，选择将第一射频信号传输至第一天线单元140或是将第一射频信号或第二射频信号传输至连接单元120。
[0057]
举例来说，当近端装置110与第一天线单元140之间的距离较近(例如近端装置110与第一天线单元140之间的射频电缆的长度小于或等于一预设长度)时，近端装置110可以选择将第一射频信号传输至第一天线单元140，以通过第一天线单元140发射第一射频信号至对应的装置。另外，当近端装置110与第二天线单元150之间的距离较远(例如近端装置110与第二天线单元150之间的射频电缆的长度大于上述预设长度)时，近端装置110可以选择将第一射频信号或第二射频信号通过连接单元120传输至远端装置130。第二天线单元150可以接收并发射远端装置130所产生的第三射频信号或远端装置130所传输的第二射频信号，使得第二射频信号或第三射频信号可以传输至对应的装置，以便进行后续的处理。在本实施例中，上述预设长度例如为50cm，但本发明实施例不限于此。
[0058]
图2为图1的信号处理装置的详细电路图。请参考图2，信号处理装置100包括近端装置110、连接单元120、远端装置130、第一天线单元140与第二天线单元150。在本实施例中，连接单元120、第一天线单元140和第二天线单元150与图1的连接单元120、第一天线单元140和第二天线单元150相同或相似，可参考图1的实施例的说明，故在此不再赘述。
[0059]
近端装置110可以包括第一控制信号传输模块202、射频信号传输模块204与第一控制模块206。
[0060]
第一控制信号传输模块202耦接连接单元120。第一控制信号传输模块202可以通过连接单元120接收并传输控制信号。进一步来说，第一控制信号传输模块202可以包括第一电容c1与第一控制信号传输单元203。第一电容c1具有第一端与第二端。第一电容c1的第一端耦接连接单元120。在本实施例中，第一电容c1的电容值范围例如为10pf至100nf，但本发明实施例不限于此。第一控制信号传输单元203耦接第一电容c1的第二端与第一控制模块206，并通过第一电容c1接收并传输控制信号至第一控制模块206。在一些实施例中，第一控制信号传输单元203例如可将控制信号通过中频信号进行解调制。在本实施例中，上述中频信号的频率范围例如为10mhz至200mhz，且上述解调制方式包括调频(frequency modulation，fm)、频移键控(frequency shift keying，fsk)、振幅键控(amplitude shift keying，ask)，但本发明实施例不限于此。
[0061]
射频信号传输模块204耦接连接单元120。射频信号传输模块204可以接收并传输第一射频信号或第二射频信号。进一步来说，射频信号传输模块204可以包括第二电容c2与射频信号传输单元205。第二电容c2具有第一端与第二端。第二电容c2的第一端耦接连接单元120。在本实施例中，第二电容c2的电容值范围例如为7pf至33pf，但本发明实施例不限于此。射频信号传输单元205耦接第二电容c2的第二端与第一控制模块206，且射频信号传输单元205接收第一控制模块206产生的第一射频信号或第二射频信号，并通过第二电容c2将第一射频信号或第二射频信号传输至连接单元120。
[0062]
第一控制模块206耦接射频信号传输模块204与第一控制信号传输模块202。第一
控制模块206可以产生第一射频信号，且第一射频信号可以通过射频信号传输模块204传输至连接单元120。另外，第一控制模块206可以通过第一控制信号传输模块202接收控制信号，并依据控制信号，调整第一射频信号，以产生第二射频信号。在本实施例中，第一控制模块206可以包括微控制器(micro control unit，mcu)或微处理器(micro-processor)，但本发明实施例不限于此。
[0063]
进一步来说，在一些实施例中，近端装置110还包括电源模块208。电源模块208耦接第一控制模块206与连接单元120。电源模块208可以通过第一控制模块206的控制，以产生电源信号v1，且电源信号v1通过连接单元120传输至远端装置130，以便提供远端装置130与其内部元件(例如第二控制模块216、信号输出模块218、第二控制信号传输单元221等)运作所需的电源。
[0064]
进一步来说，电源模块208可以包括第一电感l1与电源单元209。第一电感l1具有第一端与第二端。第一电感l1的第一端耦接连接单元120。在本实施例中，第一电感l1的电感值范围例如为6.8nh至15.2nh，但本发明实施例不限于此。
[0065]
电源单元209耦接第一电感l1的第二端与第一控制模块206。电源单元209可以通过第一控制模块206的控制，产生电源信号v1，且电源信号v1可以通过连接单元120传输至远端装置130，以便提供远端装置130与其内部元件(例如第二控制模块216、信号输出模块218、第二控制信号传输单元221等)运作所需的电源。
[0066]
另外，在一些实施例中，近端装置110还包括开关模块210。开关模块210耦接于第一控制模块206以及射频信号传输模块204与连接单元120之间。开关模块210可以依据第一控制模块206的控制，选择将第一射频信号传输至第一天线单元140，或是将第一射频信号或第二射频信号传输至连接单元120。
[0067]
举例来说，当近端装置110与第一天线单元140之间的距离较近(例如近端装置110与第一天线单元140之间的射频电缆的长度小于或等于预设长度)时，第一控制模块206可以控制开关模块210将第一射频信号传输至第一天线单元140，以通过第一天线单元140发射第一射频信号至对应的装置。另外，当近端装置110与第二天线单元150之间的距离较远(例如近端装置110与第二天线单元150之间的射频电缆的长度大于上述预设长度)时，第一控制模块206可以控制开关模块210将第一射频信号或第二射频信号通过连接单元120传输至远端装置130，使得远端装置130可以进行后续的处理，再传输至第二天线单元150。在本实施例中，上述预设长度例如为50cm，但本发明实施例不限于此。
[0068]
远端装置130可以包括滤波模块212、检测模块214、第二控制模块216、信号输出模块218与第二控制信号传输模块220。
[0069]
滤波模块212耦接连接单元120。滤波模块212可以接收连接单元120所传输的第一射频信号或第二射频信号，并对第一射频信号或第二射频信号进行滤波，以产生滤波后的第一射频信号或滤波后的第二射频信号。进一步来说，滤波模块212可以包括第三电容c3与滤波器213。第三电容c3具有第一端与第二端。第三电容c3的第一端耦接连接单元120。在本实施例中，第三电容c3的电容值范围例如为7pf至33pf，但本发明实施例不限于此。
[0070]
滤波器213耦接第三电容c3的第二端与检测模块214。滤波器213可以通过第三电容c3接收第一射频信号或第二射频信号，并对第一射频信号或第二射频信号进行滤波，以产生滤波后的第一射频信号或滤波后的第二射频信号，且滤波后的第一射频信号可以传输
至检测模块214。在本实施例中，滤波器213例如为带通滤波器(band pass filter)，但本发明实施例不限于此。
[0071]
检测模块214耦接滤波模块212。检测模块214可以对滤波后的第一射频信号进行功率检测，以产生检测信号。也就是说，检测模块214可以对上述第一射频信号进行功率检测，以将第一射频信号的功率值转换为电压信号，并将此电压信号作为检测信号，以产生检测信号。在本实施例中，检测模块214对第一射频信号的少部分进行检测，而第一射频信号的其余部分会一直传输给天线单元(例如第二天线单元150)。
[0072]
第二控制模块216耦接检测模块214。第二控制模块216可以接收检测模块214所产生的检测信号，并依据检测信号与预设参考值的比较结果，产生控制信号。举例来说，第二控制模块216可以通过查询表，将检测信号与预设参考值进行比较，以产生比较结果，进而确认检测信号与预设参考值是否相同或相似。在本实施例中，第二控制模块216例如为微控制器或微处理器，但本发明实施例不限于此。进一步来说，第二控制模块216还包括模拟数字转换器(analog-to-digital converter，adc)，以将检测进行模拟-数字转换，并对转换后的数字信号与预设参考值进行比较。
[0073]
信号输出模块218耦接滤波模块212与第二控制模块216。在一些实施例中，信号输出模块218可以接收滤波后的第一射频信号，并依据控制信号，调整第一射频信号的增益，以产生第三射频信号。也就是说，当第二控制模块216确认比较结果为检测信号与预设参考值是不相同或不相似时，第二控制模块216会将上述控制信号传输至信号输出模块218，使得信号输出模块218调整第一射频信号的增益，以产生第三射频信号。接着，第三射频信号便可通过第二天线单元150发射至对应的装置。在一些实施例中，信号输出模块218可以接收滤波后的第二射频信号，并输出第二射频信号。接着，第二射频信号便可通过第二天线单元150发射至对应的装置。如此一来，远端装置130发送的射频信号的参数可以满足需求。
[0074]
第二控制信号传输模块220耦接第二控制模块216与连接单元120。第二控制信号传输模块220可以接收并传输第二控制模块216所产生的控制信号。也就是说，当第二控制模块216确认比较结果为检测信号与预设参考值不相同或不相似时，第二控制模块216可以将控制信号传输至第二控制信号传输模块220，使得第二控制信号传输模块220将控制信号传送至连接单元120，进而将控制信号反馈至近端装置110的第一控制模块206，使得第一控制模块206可以依据控制信号对第一射频信号进行调整，以产生第二射频信号。进一步来说，第二控制信号传输模块220可以包括第四电容c4与第二控制信号传输单元221。
[0075]
第四电容c4具有第一端与第二端。第四电容c4的第一端耦接连接单元120。在本实施例中，第四电容c4的电容值范围例如为10pf至100nf，但本发明实施例不限于此。第二控制信号传输单元221耦接第四电容c4的第二端与第二控制模块216。第二控制信号传输单元221可以接收第二控制模块216所产生的控制信号，且控制信号再通过第四电容c4传输至连接单元120。在一些实施例中，第二控制信号传输单元221例如可将控制信号通过中频信号进行调制。上述中频信号的频率范围例如为10mhz至200mhz，且上述调制方式包括调频(fm)、频移键控(fsk)、振幅键控(ask)，但本发明实施例不限于此。
[0076]
接着，中频调制后的控制信号通过连接单元120传输至第一控制信号传输单元203。之后，第一控制信号传输单元203对上述控制信号进行中频信号解调制，并将解调制后的控制信号传输至第一控制模块206，使得第一控制模块206可以依据上述控制信号，调整
第一射频信号，以产生第二射频信号。
[0077]
进一步来说，在一些实施例中，远端装置130还包括耦合器222与衰减器224。耦合器222耦接于滤波模块212与信号输出模块218之间。耦合器222可以将滤波模块212所产生的滤波后的第一射频信号或滤波后的第二射频信号进行耦合处理，并将经耦合处理的第一射频信号或第二射频信号传送至信号输出模块218，以便进行后续的处理。在本实施例中，耦合器222的耦合频率范围例如为10db，但本发明实施例不限于此。
[0078]
衰减器224耦接于耦合器222与检测模块214之间。衰减器224可以对耦合器222所产生的经耦合处理的第一射频信号进行信号衰减处理，并将经信号衰减处理的第一射频信号传输至检测模块214，以便检测模块214可以对第一射频信号进行功率检测。在本实施例中，衰减器224的衰减频率范围例如为20db，但本发明实施例不限于此。
[0079]
另外，在一些实施例中，远端装置130还包括第二电感l2。第二电感l2具有第一端与第二端。第二电感l2的第一端耦接连接单元120。第二电感l2的第二端耦接电源信号v1，且此电源信号v1例如可以提供至第二控制模块216、信号输出模块218、第二控制信号传输单元221等。
[0080]
在图1与图2中，信号处理装置100包括第一天线单元140与第二天线单元150，但本发明实施例不限于此。在一些实施例中，信号处理装置100可以仅包括第二天线单元150，亦即信号处理装置100可以不包括第一天线单元140。当信号处理单元100不包括第一天线单元140时，近端装置110可以不包括开关模块210，亦即射频信号传输模块204可以不用通过开关模块210耦接连接单元120。
[0081]
综上所述，本发明所公开的信号处理装置，通过近端装置产生第一射频信号，连接单元传输第一射频信号，且远端装置接收第一射频信号，并对第一射频信号进行功率检测，以产生检测信号，且依据检测信号与预设参考值的比较结果，产生控制信号。远端装置将控制信号传输至连接单元。近端装置还通过连接单元接收控制信号，并依据控制信号，调整第一射频信号的信号参数。另外，控制信号、电源信号、射频信号(第一射频信号或第二射频信号)皆以同一连接单元(射频电缆)进行传输。如此一来，可以有效地对射频信号进行双向线性闭环控制来调整或补偿信号损耗，以增加信号线性度及信号覆盖范围，并增加使用上的便利性。
[0082]
本发明虽以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。