專利名稱：接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接收機，并且尤其涉及能夠接收在多個不同的頻帶中的信號的接收機。
背景技術(shù)：
被配置為接收導航服務(wù)信號(例如來自GPLS系統(tǒng)、GL0NASS系統(tǒng)、伽利略(Galileo)系統(tǒng)或北斗(Compass)系統(tǒng)的導航服務(wù)信號)的導航服務(wù)接收機和定位服務(wù)(location-based service)接收機可受益于機會信號(signal of opportunity)的幫助，其中定位服務(wù)接收機將使用從該機會信號得到的信息例如來進行定位輔助、頻率輔助和時間輔助。定位服務(wù)接收機使用的機會信號的示例包括分別使用標準化850MHz、900MHz、1800MHz 和 1900MHz 頻帶的 GSM850、GSM900、GSM1800 和 GSM1900 以及使用標準化 2. 4GHz頻帶的WiFi。 多頻帶無線電接收機，即能夠接收在兩個或多個頻率范圍內(nèi)的信號的無線電接收機促進了機會信號的接收。多頻帶無線電接收機常常需要濾波器來減小強烈的頻帶外阻塞信號對接收機的性能的影響。例如可以從極為接近接收機的發(fā)射機(例如移動電話的發(fā)射機，如果接收機被用于移動電話中)接收到該信號。通常，SAW(表面聲波)濾波器被用于濾除該阻塞信號。圖I示意性示出了具有三個接收路徑的典型接收機架構(gòu)，在任一時間只有一個接收路徑在工作。在圖I的架構(gòu)10中，多諧振天線12能夠接收在三個不同的頻率范圍內(nèi)的信號。該天線12的輸出端可以經(jīng)由開關(guān)或三通天線轉(zhuǎn)發(fā)開關(guān)(triplexer) 13連接到在集成電路(芯片)外部的三個并聯(lián)的SAW濾波器14、16、18中的ー個，該集成電路(芯片)中實現(xiàn)了并聯(lián)的低噪聲放大器(LNA) 20、22,24οLNA 20,22,24中的每ー個被配置為在天線12的多個頻率范圍中的ー個頻率范圍內(nèi)工作，并在該LNA的輸入端接收SAW濾波器14、16、18中相應ー個的輸出，該SAW濾波器14、16、18被配置為使在感興趣的頻率范圍內(nèi)的信號通過并且強烈地衰減頻帶外的信號。LNA 20,22,24的輸出經(jīng)由公共輸出諧振器或振蕩電路饋送到公共緩沖器26的輸入端，該公共輸出諧振器或振蕩電路由并聯(lián)連接在電源電壓和緩沖器26的輸入端之間的可變電容器28和電感器20構(gòu)成。可以使用可變電容器28來調(diào)諧公共輸出振蕩電路，以選擇其中心頻率。諸如圖I所示的架構(gòu)之類的架構(gòu)的問題是物料清單(BOM)成本可能是高的，這是因為該成本由芯片外部的部件來主導，并且特別是由SAW濾波器14、16、18來主導。然而，SAW濾波器14、16、18能夠保護LNA 20、22、24以防極大的共址發(fā)射信號(co-locatedtransmit signal),這是因為它們在發(fā)射帶和接收帶在頻率上分離的情況下對鄰近頻率具有非常好的排斥。在該多頻帶接收機中，當發(fā)射存在于第一頻帶上時，在頻率充分分離的不同頻帶上接收是可接受的，或者簡單地等待直到發(fā)射信號不再存在是可接受的。因此，期望提供下面的接收機架構(gòu)，即該接收機架構(gòu)提供對頻帶外的阻塞信號的衰減，且不使用昂貴的SAW濾波器但仍然提供保護來防止有害的發(fā)射信號。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種接收機，其包括天線，其用于接收在多個頻率范圍內(nèi)的信號；多個放大器，該多個放大器中的每ー個被配置為放大在該多個頻率范圍中的ー個頻率范圍內(nèi)的信號；多個接收路徑，該多個接收路徑中的每個接收路徑將該天線的輸出端連接到該多個放大器中之一的 輸入端，其中該多個接收路徑中的每個接收路徑包括用于監(jiān)測該接收路徑中的信號功率的功率檢測器和能夠進行操作以激活或去激活該接收路徑的開關(guān)，其中如果每個接收路徑的功率檢測器檢測到過載狀況，則該接收路徑的開關(guān)可操作地去激活該接收路徑。本發(fā)明提供了ー種不需要SAW濾波器但在發(fā)生過載狀況時提供對放大器的保護的多頻帶接收機架構(gòu)。所述多個接收路徑中的每個接收路徑可以包括用于對在天線處接收的信號進行濾波的諧振電路。所述多個接收路徑中的每個接收路徑的諧振電路可以包含僅ー個或多個電感器和ー個或多個電容器。該接收機還可以包括用于放大器的輸出進行濾波的諧振電路。當向開關(guān)提供電源時，該多個接收路徑中的每個接收路徑的開關(guān)可以被偏置到去激活該接收路徑的位置。該多個接收路徑中的每個接收路徑的開關(guān)可以設(shè)置有總是接通的電源?？商娲?，該多個接收路徑中的每個接收路徑的功率檢測器可以具有連接到該接收路徑的開關(guān)的電源輸入端的輸出端，使得如果功率檢測器檢測到過載狀況，則該開關(guān)接收電源以使該開關(guān)回復到其偏置位置并且去激活該接收路徑。在該情況下，該多個接收路徑中的每個接收路徑可以包括阻抗以確保開關(guān)保持在其偏置位置并且該接收路徑保持被去激活，直到過載狀況停止。在可替代的實施方式中，當不向開關(guān)提供電源時，所述多個接收路徑中的每個接收路徑的開關(guān)可以被偏置到去激活該接收路徑的位置。該多個接收路徑中的每個接收路徑的開關(guān)可用于當該接收路徑不處于使用中時去激活該接收路徑。接收機還可以包括過載控制器，其被配置為接收來自該多個接收路徑中的每個接收路徑的功率檢測器的輸入，并根據(jù)從該功率檢測器接收的輸入來控制該多個接收路徑中的每個接收路徑的開關(guān)的操作。該接收機還可以包括用于將該多個接收路徑中的每個接收路徑調(diào)諧到期望頻率范圍的裝置。用于調(diào)諧該多個接收路徑中的每個接收路徑的裝置可以包括用于檢測接收機所接收的信號中的最大值的裝置和用于調(diào)節(jié)該接收路徑的諧振電路以調(diào)節(jié)該接收路徑的調(diào)諧的控制器。該接收機還可以包括信號源，該信號源生成能夠由接收機用于調(diào)諧調(diào)節(jié)目的的信號。
可以利用BPSK、AM或方波FM來調(diào)制該信號。該接收機還可以包括用于調(diào)諧該諧振電路以對放大器的輸出進行濾波的裝置。


現(xiàn)在將參考附圖，僅僅嚴格通過示例的方式來描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中圖I是使用外部SAW濾波器來衰減頻帶外阻塞信號的現(xiàn)有技術(shù)的多頻帶接收機架構(gòu)的圖示；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的接收機的一部分的示意性框圖； 圖3是示出了用于對圖2中的接收機的LNA進行保護的系統(tǒng)的一部分的示意圖；以及圖4是示出了用于對圖2中的接收機的接收路徑進行校準的系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式首先參考圖2，一般性地以50示出多頻帶接收機前端。圖2中的接收機50具有一些與圖I中的接收機10相同的部件，并且因此利用與圖I中使用的附圖標記相同的附圖標記來在圖2中指示接收機50、10兩者共有的那些部件。與在圖I的接收機10中一祥，圖2所示的接收機50具有能夠接收在多個(例如3個)不同的頻率范圍內(nèi)的信號的多諧振天線12，雖然本發(fā)明同樣適用于具有多個單獨的天線的接收機，該單獨的天線例如是用于可以由接收機接收的每個頻率范圍的ー個天線。接收機50還具有并聯(lián)的低噪聲放大器(LNA) 20、22、24，該低噪聲放大器20、22、24可以在圖2中一般性以52示出的集成電路(芯片)中實現(xiàn)。LNA 20,22,24中的每ー個被配置為在天線12的頻率范圍中的一個頻率范圍中操作，并且具有連接到多個接收路徑54、56、58中的一個的輸入端，接收路徑54、56、58依次連接到天線12的輸出端。下面詳細描述接收路徑54、56、58。在圖2示出的示例中，接收機50—次僅可以接收在單個頻率范圍內(nèi)的信號。然而，應當認識到，本發(fā)明的原理同樣適用于可以同時接收兩個或多個頻率范圍內(nèi)的信號的接收機。LNA 20,22,24的輸出經(jīng)由公共輸出諧振器電路饋送到公共緩沖器26的輸入端，該公共輸出諧振器電路由在電源電壓和緩沖器26的輸入端之間并聯(lián)連接的可變電容器28和電感器30構(gòu)成?？梢允褂每勺冸娙萜?8來調(diào)諧公共輸出諧振器電路以選擇其中心頻率。如上文所解釋的，天線12的輸出端連接到并聯(lián)的第一接收路徑54、第二接收路徑56和第三接收路徑58，該第一接收路徑54、第二接收路徑56和第三接收路徑58每個均連接到片上(on-chip)LNA 20、22、24中的一個的輸入端。接收路徑54、56、58中的每ー個均包括若干個無源部件。在LNA 20、22、24在芯片52中實現(xiàn)的情況下，可以在該芯片52上提供無源部件中的ー些或全部。該示例中的第一接收路徑54包括第一電感器60和第二電感器62，在該示例中，第 一電感器60和第二電感器62都位于芯片52的外部。第一電感器60具有連接到天線12的輸出端的輸入端子以及連接到第二電感器62的輸入端的輸出端，第二電感器62的輸出端接地。第一電感器60的輸出端也連接到第一電容器64的輸入端和第二電容器66 (在該不例中，第二電容器66是可變電容器)的輸入端,第二電容器62的輸出端接地。因此,第一電感器60和第一電容器64形成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)(S卩，串聯(lián)LC濾波器)，同時第二電感器62和第二電容器66形成并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)(即，并聯(lián)LC濾波器)，可以通過調(diào)節(jié)可變電容器66的電容來調(diào)節(jié)該并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率以將第一接收路徑54調(diào)諧到期望的頻率范圍。應當理解的是，圖2所示的由第二電感器62和第二電容器66構(gòu)成的諧振電路僅僅是可能的諧振電路的ー個示例。實際上，用于調(diào)諧第一接收路徑54(以及第二接收路徑56和第三接收路徑58)所需要的諧振電路的構(gòu)成將依賴于很多因素，這些因素包括接收路徑54(56、58)的期望頻率范圍、LAN 20(22,24)的輸入阻抗和天線12的輸出阻抗。典型地，諧振電路將僅由一個或多個電感器和ー個或多個電容器構(gòu)成。然而，不管諧振電路的構(gòu)成如何，在其它接收路徑的輸入諧振電路的通帶處應當存在高阻杭。第一電容器64的輸出端連接到稱合電容器68的輸入端,該稱合電容器68將第一電容器64的輸出端稱合到LNA 20的輸入端。 如下文更詳細地解釋的那樣，可以例如是晶體管的開關(guān)70連接在地與形成于耦合電容器68的輸出端和LNA 20的輸入端之間的節(jié)點之間，使得當開關(guān)70被閉合時，第一接收路徑54終止于地而不是LNA 20。第二接收路徑56和第三接收路徑58采用與第一接收路徑54相同的形式。因此，第二接收路徑56具有由第一電感器80和第一電容器84形成的串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)以及由第二電感器82和第二電容器86形成的并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，在該示例中第二電容器86是可變電容器。第一電容器84的輸出端連接到稱合電容器88的輸入端,稱合電容器88將第一電容器84的輸出端耦合到LNA 22的輸入端。如下文更詳細地解釋的那樣，可以例如是晶體管的開關(guān)90連接在耦合電容器88的輸出端與地之間，使得當開關(guān)90被閉合時，第二接收路徑56終止于地而不是LNA 22。類似地，第三接收路徑58具有由第一電感器100和第一電容器104形成的串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)以及由第二電感器102和第二電容器106形成的并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，在該示例中第二電容器106是可變電容器。第一電容器104的輸出端連接到稱合電容器108的輸入端,I禹合電容器108將第一電容器104的輸出端耦合到LNA 24的輸入端。如下文更詳細地解釋的那樣，可以例如是晶體管的開關(guān)110連接在耦合電容器108的輸出端與地之間，使得當開關(guān)110被閉合時，第三接收路徑58終止于地而不是LNA 24。第一接收路徑54、第二接收路徑56和第三接收路徑58每個均被調(diào)諧以便使得在天線12能夠接收的特定離散頻率范圍之一中的信號通過，并且使得在天線12能夠接收的其它頻率范圍內(nèi)的信號衰減。例如，天線12可以能夠接收在850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz和2. 4GHz的標準化頻帶(其按照頻率范圍來定義，例如GSM900頻帶在頻率范圍890-960MHZ內(nèi)操作)內(nèi)的信號。因此，可以通過對第一電感器60和第一電容器64的值的選擇來調(diào)諧第一接收路徑54，以通過提供從天線12到LAN 20的輸入端的低阻抗路徑同時呈現(xiàn)對第一頻帶も之外的信號的高阻抗路徑來使第一頻帶も中的信號通過，第一頻帶も可以例如是GSM900頻帶?？梢酝ㄟ^對第一電感器80和第一電容器84的值的選擇來調(diào)諧第二接收路徑56，以通過提供從天線12到LAN 22的輸入端的低阻抗路徑同時呈現(xiàn)對第二頻帶f2之外的信號的高阻抗路徑來使第二頻帶f2中的信號通過，第二頻帶f2可以例如是GSM1800頻帶。
類似地，可以通過對第一電感器100和第一電容器104的值的選擇來調(diào)諧第三接收路徑58，以通過提供從天線12到LAN 24的輸入端的低阻抗路徑同時呈現(xiàn)對第三頻帶f3之外的信號的高阻抗路徑來使第三頻帶f3中的信號通過，第三頻帶f3可以例如是2. 4GHz頻帶。第一接收路徑54包括第一功率檢測器112，第一功率檢測器112具有連接到耦合電容器68的輸出端的輸入端，并且被配置為監(jiān)測存在于第一接收路徑54中的信號的功率水平。類似地，第二接收路徑56包括第二功率檢測器114，第二功率檢測器114的輸入端連接到耦合電容器88的輸出端，第二功率檢測器114用于監(jiān)測存在于第二接收路徑56中的信號的功率水平，同時第三接收路徑58包括第三功率檢測器116，第三功率檢測器116的輸入端連接到耦合電容器88的輸出端，第三功率檢測器116用于監(jiān)測存在于第三接收路徑 58中的信號的功率水平。第一功率檢測器112、第二功率檢測器114和第三功率檢測器116具有連接到過載控制器118的輸入端的輸出端，過載控制器118具有控制開關(guān)70、90、110的操作的輸出端。過載控制器118從第一功率檢測器112、第二功率檢測器114和第三功率檢測器116接收信號，并且如果輸入到接收機50的信號的功率具有可能損壞LNA 20、22、24中的一個或多個的幅度(即，過載狀況)，則過載控制器118使對應的接收路徑54、56、58的開關(guān)70,90,110閉合，由此為接收的這樣的信號提供到地的直接路徑以使它們不到達LNA 20、22,24,并且去激活對應的接收路徑54、56、58。當接收路徑54、56、58未處于使用中吋，過載控制器118也可以通過命令它們各自的開關(guān)70、90、110閉合來去激活未使用的接收路徑54、56、58，并且由此保護未使用的接收路徑54、56、58。此外，如果在使用的接收路徑54、56、58中發(fā)生過載狀況，則過載控制器118可以激活未使用的路徑以允許過載信號的部分由未使用的接收路徑54、56、58接收，并且去激活過載的接收路徑54、56、58，這可以允許從過載信號中獲得有用的信息且又不會冒損壞LAN 20、22、24的危險。過載控制器118還能夠接收來自更高級別的控制器的命令或者來自發(fā)射機的命令，其中該更高級別的控制器例如是位干與其中實現(xiàn)接收機50的集成電路的管芯(die)不同的管芯上的移動電話控制器，而該發(fā)射機位于與接收機50的管芯相同的管芯上。例如在移動電話發(fā)射機將進行高功率發(fā)射時，可以發(fā)出該命令，以使過載控制器118通過去激活接收路徑54、56、58中的ー個或多個來保護LNA 20、22、24。因此，功率檢測器112、114、116、過載控制器118和開關(guān)70、90、110構(gòu)成用于LNA20、22、24的輸入保護系統(tǒng)。在諸如包含接收機50的移動電話之類的設(shè)備的正常操作中，該設(shè)備依據(jù)待接收的信號的頻帶來確定接收路徑54、56、58中的哪個將被激活。通過斷開相關(guān)的開關(guān)70、90、110來激活所選擇的接收路徑54、56、58，同時閉合閑置(inactive)的接收路徑54、56、58的開關(guān)70、90、110，由此通過為在閑置的接收路徑54、56、58的頻帶中接收的信號提供到地的路徑來去激活它們，由此保護閑置的接收路徑54、56、58的LNA 20,22,24以防備潛在有害的高功率信號。如上所述，功率檢測器112、114、116和過載控制器118通過以下操作來保護活動(active)的接收路徑54、56、58的LNA20、22、24，即檢測由該活動的接收路徑54、56、58接收的信號的功率，并且如果所接收的信號的功率具有可能損壞LNA 20、22、24的幅度，則閉合該接收路徑54、56、58的開關(guān)70、90、110。應當認識到，即使接收機50是不活動的，LNA 20、22、24也必須被保護，這是因為在該情況下高功率的頻帶內(nèi)信號仍然可能由天線12接收并且經(jīng)由接收路徑52、54、56被傳送到LNA 20、22、24。因此，開關(guān)70、90、110必須默認在其閉合位置，由此使接收路徑52、54,56短路，使得在接收路徑52、54、56被調(diào)諧到的頻帶中的所接收的潛在有害的信號不會到達 LNA 20、22、24。在一個實施例中，開關(guān)70、90、110設(shè)置有總是接通的電源，即使當接收機50閑置吋。在該實施例中，當電源存在時，開關(guān)70、90、110被偏置到其閉合位置，并且僅當被來自過載控制器118的控制信號命令斷開時才斷開。因此，在沒有來自過載控制器118的該控制信號的情況下，當電源存在時，開關(guān)70、90、110被保持在其閉合位置中，并且LNA 20、22、24被保護以防備潛在有害的接收信號?？商娲?，當電源不存在時，開關(guān)70、90、110可以被偏置到其閉合位置，使得當沒有電源時或者當電源被移除時接收路徑54、56、58默認被去 激活，由此保護LNA 20、22、24。在另ー個實施方式中，功率檢測器112、114、116用作開關(guān)70、90、110的電源，使得在接收路徑54、56、58之一中發(fā)生過載狀況時(S卩，輸入信號具有可能損壞接收路徑54、56、58的LNA 20、22、24的功率水平)，被檢測到過載狀況的接收路徑54、56、58的開關(guān)70、90、110接收電源，該電源使該開關(guān)回復到其默認閉合位置，由此為所接收的高功率信號提供直接到地的路徑，因而防止該信號到達LNA 20、22、24。在圖3中示出了該布置，圖3是包括第一功率檢測器112、第一 LNA 20和開關(guān)70的第一接收路徑54的一部分的示意圖。應當認識到，相同的布置可以用于其它接收路徑56、58。在圖3的布置中，第一功率檢測器112具有連接到過載控制器118的輸入端的輸出端。第一功率檢測器的另ー輸出端用作開關(guān)70的電源。如果第一接收路徑54接收到具有可能損壞LNA20的功率水平的信號，則第一功率檢測器112輸出信號到過載控制器118和開關(guān)70。第一功率檢測器112對高功率輸入信號足夠快地作出響應，以提供輸出信號來給開關(guān)70供電，該開關(guān)70立即采用其默認閉合位置，由此通過防止所接收的信號到達LNA 20來保護該LNA 20。應當認識到，第一功率檢測器112檢測到的功率水平的快速下降將使第一功率檢測器112停止向開關(guān)70輸出信號，開關(guān)70可以轉(zhuǎn)而采用其斷開位置，從而允許所接收的輸入信號到達LNA 20。在該情況下，在第一功率檢測器112能夠通過提供用作開關(guān)70的電源的信號以作出響應之前，所接收的信號的功率水平可能再次上升到有害水平，并且由此LNA20可能被損壞。為了緩和這個問題，在圖3的布置中，在耦合電容器68和第一 LNA 20的輸入端之間串聯(lián)設(shè)置額外的阻抗120。該額外的阻抗120可以例如是電容器，且其目的在于防止當開關(guān)70閉合時第一功率檢測器112所檢測的電壓過度下降，由此確保第一功率檢測器112繼續(xù)提供輸出以用作開關(guān)70的電源，直到所接收的信號的功率已經(jīng)降低到安全水平，由此確保LNA 20依然被保護。圖2所示的接收機50包括低IF或零IF接收機122、輸入調(diào)諧校準控制器124、處理器126、輸出調(diào)諧校準控制器128、振蕩器130和第四功率檢測器132。如下文將描述的，這些部件用于校準接收路徑54、56、58以及由電容器28和電感器30形成的輸出諧振器。在集成電路管芯上，電感器和電容器的值一般不是非常精確，具體而言，電感器和電容器的值沒有足夠準確到允許使用最窄的可能帶寬。為了接收在感興趣的頻帶中的信號，必須通過調(diào)節(jié)第一接收路徑54、第二接收路徑56和第三接收路徑58中的第二(可變)電容器66、86、106來調(diào)諧或校準接收路徑54、56、58。這是使用低IF或零IF接收機122來實現(xiàn)的，該低IF或零IF接收機122的操作由輸入調(diào)諧校準控制器124控制。此外，需要該調(diào)諧或校準過程使得功率檢測器112、114、116將在該感興趣的頻率范圍內(nèi)而非別處是最靈敏的。圖4是在第一接收路徑54的校準或調(diào)諧中使用的接收機50的部件的圖示。低IF或零IF接收機22包括混頻器140，該混頻器140接收來自本地振蕩器的處于頻率的信號，該頻率位于第一接收路徑的期望中心頻率或其附近，并且該混頻器140將由緩沖器26的輸出和本地振蕩器信號組成的混頻信號輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 142。 使用BPSK調(diào)制方案來調(diào)制本地振蕩器信號的低功率樣本，并經(jīng)由由電容器144、146、148構(gòu)成的電容器網(wǎng)絡(luò)將該低功率樣本施加于LNA 20的輸入端，該電容器144、146、148用于兩個目的。ー個目的是使調(diào)諧校準信號極大地衰減以使經(jīng)過BPSK調(diào)制的信號通過天線12的泄漏最小化，并且另一目的是使歸因于校準信號發(fā)生器的存在所致的電感器60、62與電容器66的調(diào)諧頻率的變化以及來自其的源阻抗(source impedance)的任何變化最小化。在經(jīng)過BPSK調(diào)制的信號與本地振蕩器信號在混頻器140中混頻之前，該經(jīng)過BPSK調(diào)制的信號由LNA 20和緩沖器26放大。模擬的混頻信號被ADC 142轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并且將該數(shù)字信號傳送到檢測器150，該檢測器150被配置為將所檢測的信號電平報告給輸入調(diào)諧校準控制器124。該輸入調(diào)諧校準控制器124分析從檢測器150接收的信號以檢測在數(shù)字化混頻信號中的最大值。輸入調(diào)諧校準控制器124被配置為針對接收的I. 5MHz的BPSK信號來檢測數(shù)字化混頻信號中的最大值。如果該最大值未被檢測到，則輸入調(diào)諧校準控制器124調(diào)節(jié)第一接收路徑54的第二(可變)電容器66的值。重復這個過程直到檢測器150檢測到最大值，此時第一接收路徑54被校準了，并且處理器126存儲第二電容器66的校準值。通過將本地振蕩器頻率調(diào)節(jié)到在第二或第三接收路徑56、58的期望中心頻率處或其附近的頻率并且將本地振蕩器信號的經(jīng)過BPSK調(diào)制的樣本施加到適當?shù)腖AN 22,24,以相同的方式校準第二和第三接收路徑56、58。緩沖器26放大LNA 22,24的輸出，分別由混頻器140和ADC 142將該緩沖器26的輸出與本地振蕩器信號混頻和數(shù)字化。然后檢測器150尋找數(shù)字化的混頻信號中的最大值，并且將控制信號輸出到輸入調(diào)諧校準控制器124，該控制信號指示第二或第三接收路徑56、58的第二(可變)電容器86、106的值應當被調(diào)節(jié)。重復這個過程，直到檢測器150檢測到最大值，此時第二或第三接收路徑56、58被校準了，并且處理器126存儲第二電容器86、106的校準值。從上面的描述將認識到，低IF或零IF接收機122、檢測器150和輸入調(diào)諧校準控制器124能夠?qū)崿F(xiàn)對接收機50的接收路徑54、56、58的自動調(diào)諧。在可替代的實施例中，本地振蕩器信號的低功率樣本可以是振幅調(diào)制的，在該情況下，檢測器150尋找由ADC142輸出的數(shù)字化的混頻信號的振幅中的最大值。
在另外的可替代的實施例中，本地振蕩器信號的低功率樣本可以是方波頻率調(diào)制的。在該實施例中，檢測器150分析接收機50的瞬態(tài)響應，以通過比較接收機50的瞬態(tài)響應中的正峰的振幅和負峰的振幅來檢測何時接收路徑被校準。在上述的示例中，本地振蕩器生成的信號的樣本被調(diào)制以生成在校準該接收路徑時所使用的信號。然而，應當認識到，未調(diào)制的信號也可以被用于該校準過程；實際上，任何可以由接收路徑接收的信號都可以用于該校準過程中。在另外的可替代的實施例中，處于輸入路徑54、56、58的期望頻帶的中心頻率處的低功率信號被發(fā)送到接收機50。將適當?shù)慕邮章窂?4、56、58的第二(可變)電容器66、68,106的值進行調(diào)節(jié)以最大化在適當?shù)慕邮章窂?4、56、58中所接收的信號。也必須針對接收路徑54、56、58中的每ー個來調(diào)諧或校準由電容器28和電感器30 構(gòu)成的輸出諧振器電路。如將在下文描述的，該輸出諧振器的校準使用輸出調(diào)諧校準控制器128、振蕩器130和第四功率檢測器132?？梢岳门c如上所述的接收路徑54、56、58的方式相同的方式來校準輸出諧振器電路，在該情況下，振蕩器130提供本地振蕩器信號。應當認識到，必須針對接收路徑54、56、58中的姆ー個來校準輸出諧振器電路。因此，首先針對第一輸入路徑54來校準輸出諧振器，并且由處理器126存儲電容器28的校準值。針對第二和第三接收路徑56、68重復該過程，并且由處理器126存儲用于第二和第三接收路徑56、68的電容器28的校準值。以該方式，電容器28的適當值可以從處理器126中獲取，并且依據(jù)使用的接收路徑來應用電容器28的適當值。在可替代的實施例中，可以通過利用電容器28和電感器30建立振蕩器來校準輸出諧振器電路。該技術(shù)在2008年12月22日的No. US2009/0325521的美國專利申請中詳細地描述了，而該技術(shù)主要涉及使用頻率計數(shù)器并且調(diào)節(jié)電容器28或/和電感器30的值來劃分并且測量由電容器28和電感器30形成的振蕩器所產(chǎn)生的信號的頻率，直到該振蕩器所產(chǎn)生的信號的頻率盡可能接近于該輸出諧振器的期望中心頻率。電容器28和電感器30形成的輸出諧振器與第四功率檢測器132相關(guān)聯(lián)，第四功率檢測器132被配置為監(jiān)測LNA 20、24、26所輸出的信號的功率，并且如果LNA 20、22、24所輸出的功率處于潛在有害的水平(即，過載狀況)，則第四功率檢測器132將控制信號輸出到過載控制器118，使得可以閉合適當?shù)慕邮章窂?4、56、58的開關(guān)70、90、110以保護LNA 20、22、24。在接收機50的操作中，不考慮接收路徑54、56、58以及輸出諧振器電路的校準狀態(tài)，并且不考慮處理器126、輸入調(diào)諧校準控制器124或輸出調(diào)諧校準控制器128是否是活動的或者被上電，第一、第二和第三功率檢測器112、114、116總是起作用的。這確保LNA20、22、24 —直被保護。當電カ施加到接收機50吋，輸出諧振器電路在接收路徑54、56、58之前被校準。這是必須的，原因在干由于輸出諧振器電路在接收路徑校準過程中被使用，所以輸出諧振器電路的校準影響接收路徑的校準，并且因此輸出諧振器電路的校準中的任何誤差都可能導致接收路徑54、56、58中的校準誤差。如果過載狀況存在于接收路徑54、56、58中的任意ー個中，那么輸出諧振器電路的校準不能開始，這是因為接收路徑中的過載可能阻止輸出諧振器電路的精確校準。
假定沒有過載狀況存在于任何接收路徑54、56、58中，則順次針對接收路徑54、56、58中的姆ー個來校準輸出諧振器電路，由處理器126存儲用于姆個接收路徑54、56、58的電容器58的校準值。一旦這個過程結(jié)束，就依次校準各個接收路徑54、56、58，由處理器126存儲第二電容器66、86、106的校準值。應當認識到，本發(fā)明的接收機50消除了在多頻帶接收機的輸入端中對昂貴的SAW 濾波器的需要，同時提供對接收機的LNA的保護和對各個接收頻帶的精確調(diào)諧和校準。
權(quán)利要求
1.一種接收機，包括 天線，其用于接收在多個頻率范圍內(nèi)的信號； 多個放大器，所述多個放大器中的每個放大器被配置為放大在所述多個頻率范圍之ー中的信號； 多個接收路徑，所述多個接收路徑中的每個接收路徑將所述天線的輸出端連接到所述多個放大器之一的輸入端，其中 所述多個接收路徑中的每個接收路徑包括用于監(jiān)測該接收路徑中的信號功率的功率檢測器以及能夠進行操作以激活或去激活所述接收路徑的開關(guān)，其中每個接收路徑的所述開關(guān)用于在該接收路徑的所述功率檢測器檢測到過載狀況的情況下可操作地去激活該接收路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收機，其中，所述多個接收路徑中的每ー個包括用于對在所述天線處接收的信號進行濾波的諧振電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收機，其中，所述多個接收路徑中的每ー個的所述諧振電路包含僅ー個或多個電感器和ー個或多個電容器。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的接收機，還包括用于對所述放大器的輸出進行濾波的諧振電路。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的接收機，其中，當向所述開關(guān)提供電源時，所述多個接收路徑中的每個接收路徑的所述開關(guān)被偏置到去激活該接收路徑的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收機，其中，所述多個接收路徑中的每個接收路徑的所述開關(guān)設(shè)置有總是接通的電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收機，其中，所述多個接收路徑中的每個接收路徑的所述功率檢測器具有連接到該接收路徑的所述開關(guān)的電源輸入端的輸出端，使得如果所述功率檢測器檢測到過載狀況，則所述開關(guān)接收電源以使所述開關(guān)回復到其偏置位置并且去激活該接收路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收機，其中，所述多個接收路徑中的每ー個包括阻抗以確保所述開關(guān)保持在其偏置位置并且所述接收路徑保持被去激活，直到所述過載狀況停止。
9.根據(jù)權(quán)利要求I到4中的任意一項所述的接收機，其中，當不向所述開關(guān)提供電源時，所述多個接收路徑中的每ー個的所述開關(guān)被偏置到去激活該接收路徑的位置。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的接收機，其中，所述多個接收路徑中的每個接收路徑的所述開關(guān)用于當該接收路徑不處于使用中時可操作地去激活該接收路徑。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的接收機，還包括過載控制器，所述過載控制器被配置為接收來自所述多個接收路徑中的每個接收路徑的所述功率檢測器的輸入，井根據(jù)從所述功率檢測器接收的所述輸入來控制所述多個接收路徑中的每個接收路徑的所述開關(guān)的操作。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的接收機，還包括用于將所述多個接收路徑中的每個接收路徑調(diào)諧到期望頻率范圍的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接收機，其中，用于調(diào)諧所述多個接收路徑中的每個接收路徑的所述裝置包括用于檢測由所述接收機接收的信號中的最大值的裝置以及用于調(diào)節(jié)所述接收路徑的所述諧振電路以調(diào)節(jié)所述接收路徑的調(diào)諧的控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收機，還包括信號源，所述信號源生成能夠由所述接收機用于調(diào)諧調(diào)節(jié)目的的信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接收機，其中，使用BPSK、AM或方波FM來調(diào)制所述信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求4到16中的任意一項所述的接收機，還包括用于調(diào)諧所述諧振電路以對所述放大器的輸出進行濾波的裝置。
全文摘要
接收機(50)包括用于接收在多個頻率范圍內(nèi)的信號的天線(12)；多個放大器(20、22、24)，該多個放大器(20、22、24)中的每一個被配置為放大在該多個頻率范圍之一中的信號；多個接收路徑(54、56、58)，該多個接收路徑(54、56、58)中的每一個將天線(12)的輸出端連接到該多個放大器(22、24、26)之一的輸入端，其中該多個接收路徑(54、56、58)中的每一個均包括用于監(jiān)測該接收路徑中的信號功率的功率檢測器(112、114、116)和能夠進行操作以激活或去激活該接收路徑(54、56、58)的開關(guān)(70、90、110)，其中每個接收路徑(54、56、58)的開關(guān)(70、90、110)可用于在該接收路徑(54、56、58)的功率檢測器(112、114、116)檢測到過載狀況的情況下去激活該接收路徑。
文檔編號G01S19/22GK102692631SQ20121007831
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者B·舍伊霍爾斯拉米, D·巴比奇, J·蘭德馬克, P·托珀姆 申請人:劍橋硅無線電通信有限公司