低中頻接收器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種具有直流(DC)偏移校正的低中頻(IF)接收器。
【背景技術(shù)】
[0002]許多現(xiàn)代射頻(RF)接收器使用直接轉(zhuǎn)換或零中頻(ZIF)架構(gòu)。在這里，在天線接收的RF信號(hào)通過由本地振蕩器(L0)驅(qū)動(dòng)的混頻器饋送并隨后進(jìn)行過濾，以產(chǎn)生基帶信道解調(diào)的輸出信號(hào)。該ZIF接收器解決的主要問題之一是DC偏移的問題。接收器中的DC偏移具有許多來源，包括:
[0003]-接收器電路中的固有隨機(jī)錯(cuò)配；
[0004]-由泄漏回通過混頻級(jí)以反饋到天線輸入并然后再進(jìn)入混頻級(jí)的L0能量引起的自混合；和
[0005]-由于混合器階段的二階非線性引發(fā)的阻斷信號(hào)，引起緊密間隔頻率的兩個(gè)不需要的信號(hào)，以產(chǎn)生落在信道濾波器帶寬內(nèi)的差項(xiàng)。
[0006]如果未減輕，這些DC偏移可以增長(zhǎng)以消耗接收器的動(dòng)態(tài)范圍的顯著一部分或者全部。ZIF接收器的偏移校正方案可以使用純模擬或混合模擬/數(shù)字反饋或前饋方案以消除DC偏移。許多這樣的偏移消除方案已經(jīng)公布，例如公開于:
[0007]Feedforward Technique for Offset Cancellat1n in Broadband DifferentialAmplifiers Duy-Dong Pham, James Brinkhoff,Kai Kang,Chyuen-ffei Ang和Fujiang Lin ;和
[0008]A250MHz 14dB-NF 73dB-Gain 82dB-DR Analog Baseband Chain WithDigital-Assisted DC-Offset Calibrat1n for Ultra-Wideband Horng-YuanShih, Member, IEEE, Chien-Nan Kuo, Member, IEEE, ffe1-Hsien Chen，Tzu-Yi Yang 和Kai—Chenug Juang〇
[0009]US 8380149公開了一種DC偏移消除器，包括:第一數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換器，第一加法器，放大器，比較器，平均電路和逐次逼近寄存器。所述第一 DA轉(zhuǎn)換器被配置為將轉(zhuǎn)換第一校正數(shù)據(jù)DA轉(zhuǎn)換成第一校正電壓。所述第一加法器被配置為相加輸入信號(hào)和第一修正電壓，以輸出第一相加信號(hào)。所述放大器被配置為放大所述第一相加信號(hào)，以輸出放大的信號(hào)。所述比較器被配置為比較所述放大的信號(hào)和參考電壓，以輸出比較結(jié)果。所述平均電路被配置為接收所述比較器的比較結(jié)果，通過在預(yù)定的時(shí)間段上對(duì)比較結(jié)果的邏輯值執(zhí)行多數(shù)決定而獲得多數(shù)決定結(jié)果。所述逐次逼近寄存器被配置為基于多數(shù)決定結(jié)果而順序地設(shè)置第一修正數(shù)據(jù)的每一比特，使得放大信號(hào)中的DC偏移減小。
[0010]US 8478221公開了一種無線通信接收器，包括:大量查找表，每一個(gè)存儲(chǔ)與放大級(jí)的增益相關(guān)聯(lián)的多種DC偏移值，所述放大級(jí)布置在無線通信接收器中。每個(gè)查找表中的條目在校準(zhǔn)階段的階段期間進(jìn)行估計(jì)。在該校準(zhǔn)階段，對(duì)于放大級(jí)的每個(gè)選定增益，搜索邏輯估計(jì)當(dāng)前DC偏移數(shù)并將其與反饋到搜索邏輯的之前DC偏移估計(jì)進(jìn)行比較。如果當(dāng)前和之前估計(jì)之間的差小于預(yù)定閾值，則當(dāng)前估計(jì)被處理為與放大級(jí)的所選增益的DC偏移量相關(guān)聯(lián)，并存儲(chǔ)在查找表中。該過程對(duì)關(guān)注的每個(gè)放大級(jí)的每個(gè)選擇增益重復(fù)，直到查找表被填充。
[0011]另外，設(shè)備(諸如，來自Analog Devices收發(fā)器1C公司(諾伍德，MA)的ADF7242?低功耗IEEE 802.15.4設(shè)備/GFSK專有/FSK零IF 2.4GHz收發(fā)器1C ;和ADF7241TM低功耗IEEE 802.15.4零中頻2.4GHz)都配有偏移校正環(huán)路(0CL)，其取消在零中頻接收器的路徑的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的時(shí)變偏移電壓。
[0012]對(duì)于某些調(diào)制，例如通斷鍵控(00K)，ZIF不是合適的結(jié)構(gòu)并在這種情況下，低IF(LIF)架構(gòu)受到青睞。
[0013]在LIF架構(gòu)中，解調(diào)信號(hào)的中心在非零頻率。使用模擬復(fù)合濾波器的LIF接收器具有DC的固有衰減，衰減的電平依賴于濾波器的中心頻率、帶寬和滾降。
[0014]然而，根據(jù)該LIF架構(gòu)的實(shí)施方式，仍然要求限制DC偏移以便保持動(dòng)態(tài)范圍。
[0015]例如，在很窄頻帶信道的接收器中，信道濾波器典型地被實(shí)現(xiàn)在數(shù)字域中，以便拒絕非常大的近距離干擾。這涉及使用具有動(dòng)態(tài)范圍的ADC，足以線性處理希望信號(hào)和干擾信號(hào)。如果不處理，DC偏移(靜態(tài)和動(dòng)態(tài)(隨時(shí)間變化))可以潛在消耗ADC動(dòng)態(tài)范圍的顯著部分。
[0016]上文提到的DC偏移校正方案不適合于低IF接收器，其實(shí)現(xiàn)在數(shù)字域的信道濾波器中。在這種情況下，向下轉(zhuǎn)換的干擾源可在任何地方落入模擬抗混疊濾波器(AAF)的通帶內(nèi)，包括在比目標(biāo)信道(甚至包括直流)的較低頻率。因此，依賴于信號(hào)的低通濾波以提取直流信息以關(guān)閉糾錯(cuò)環(huán)路的任何反饋或前饋方案還可在其通帶內(nèi)具有大于目標(biāo)信道信號(hào)的干擾信號(hào)數(shù)量級(jí)。這對(duì)于校正電路本身的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)置令人無法接受的要求。
[0017]LIF接收器的DC抵消方案的例子包括:
[0018]A CMOS DC Offset Cancellat1n (DOC) Circuit for PGA of Low IF WirelessReceivers Fan Xiangning, Member IEEE, Sun Yutao, Feng Yangyang公開了一種基于DC負(fù)反饋技術(shù)的偏移消除器(D0C)，它可用于低中頻(IF)接收器(PGA)的CMOS直流可編程增益放大器。但是，這種方法只適用于模擬復(fù)合過濾器。
[0019]US 7215266公開了通過組合數(shù)字直流偏移校正方案與模擬DC偏移校正方案而消除靜態(tài)和動(dòng)態(tài)DC偏移。基于反饋的數(shù)字DC偏移校正方案提供了多個(gè)離散增益狀態(tài)的不同調(diào)整等級(jí)，以及模擬DC偏移校正方案工作于依賴幀結(jié)構(gòu)的不同取消模式。數(shù)字DC偏移校正方案收集DC偏移控制信息，并提供調(diào)整級(jí)別。另外，基于負(fù)反饋的可切換高通濾波器具有操作的多個(gè)模式，其中一種操作模式包括全通濾波器。
[0020]US 7221918公開了一種射頻接收器，包括射頻下變轉(zhuǎn)換器，用于接收和向下轉(zhuǎn)換輸入的RF信號(hào)到較低頻率的模擬信號(hào)(例如，IF信號(hào)或基帶信號(hào))，和模擬處理電路，用于從RF下轉(zhuǎn)換器接收低頻模擬信號(hào)，并且輸出處理的模擬信號(hào)。經(jīng)處理的模擬信號(hào)包括由RF下轉(zhuǎn)換器和模擬處理電路引入的DC偏移信號(hào)。RF接收器還包括ADC電路，用于將處理的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字采樣序列，和DC偏置校正電路，用于檢測(cè)在RF接收器的數(shù)字輸出信號(hào)中的DC偏移信號(hào)。直流偏置校正電路增加DC偏置校正信號(hào)到較低頻率的模擬信號(hào)。在模擬處理電路輸出中，加入DC偏置校正信號(hào)到較低頻率的模擬信號(hào)減少處理的模擬信號(hào)中的直流偏移信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種具有直流(DC)偏移校正的低中頻(IF)接收器。該接收器包括接收器路徑，包括:混頻器，用于混頻接收的射頻信號(hào)和本地振蕩器信號(hào)以提供比接收的RF信號(hào)較低的頻率的中頻(IF)信號(hào)；帶通濾波器，用于濾波所述IF信號(hào)；可編程增益放大器(PGA)，用于放大所述濾波IF信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，用于將所述放大濾波的IF信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號(hào)；以及自動(dòng)增益控制器(AGC)，響應(yīng)于所接收的RF信號(hào)的幅度而設(shè)定所述PGA的增益。該接收器進(jìn)一步包括可編程直流(DC)信號(hào)源，用于注入編程的DC偏移信號(hào)到由所述AD C轉(zhuǎn)換的放大濾波IF信號(hào)；信號(hào)傳感器，可操作地連接到所述PGA之后的接收器路徑，用于確定編程DC偏移信號(hào)的PGA信號(hào)輸出的劑型，以及控制器，用于確定編程直流偏移信號(hào)，用于在所述PGA的至少一個(gè)增益設(shè)置不存在接收的RF信號(hào)時(shí)，最小化所述基帶信號(hào)的幅度。
[0022]在第二方面，提供一種具有直流(DC)偏移校正的低中頻(IF)接收器。該接收器包括接收器路徑，包括:混頻器，用于混頻接收的射頻信號(hào)和本地振蕩器信號(hào)，以提供比所述接收的RF信號(hào)較低頻率的中頻(IF)信號(hào)；可編程增益放大器(PGA)，用于放大所述中頻信號(hào)，所述PGA提供差分信號(hào)輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，用于將所述放大的濾波的IF信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；轉(zhuǎn)換器，用于將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號(hào)；和自動(dòng)增益控制器(AGC)，響應(yīng)于所述接收的RF信號(hào)的幅度而設(shè)置所述PGA的增益。該接收器進(jìn)一步包括:可編程直流(DC)信號(hào)源，用于注入編程的DC偏移信號(hào)到由所述ADC轉(zhuǎn)換的放大濾波的IF信號(hào)；信號(hào)傳感器，其包括連接到所述PGA的差分信號(hào)輸出的比較器，以指示編程DC偏移信號(hào)的所述PGA輸出的極性；第二信號(hào)傳感器，可操作地連接到轉(zhuǎn)換器輸出，用于確定編程的DC偏移信號(hào)的基帶數(shù)字信號(hào)的極性；和控制器，用于在所述信號(hào)傳感器之間選擇地切換，用于確定編程的