專(zhuān)利名稱：具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器及其補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接轉(zhuǎn)換接收器，特別是涉及一種具有直流偏移補(bǔ)償功能、用于移動(dòng)電話中的直接轉(zhuǎn)換接收器。
背景技術(shù)：
在數(shù)字通訊系統(tǒng)中，發(fā)射信號(hào)通過(guò)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)制處理后與一載波混合而產(chǎn)生。數(shù)字信號(hào)通常是以數(shù)據(jù)組(burst)的方式傳送，每一個(gè)數(shù)據(jù)組都含有多個(gè)數(shù)據(jù)位。當(dāng)發(fā)射信號(hào)被接收時(shí)，必需經(jīng)由解調(diào)的步驟才能將數(shù)據(jù)回復(fù)。
無(wú)線接收器的基本架構(gòu)通常是使用了直接轉(zhuǎn)換接收器(directconversion receiver)來(lái)進(jìn)行接收信號(hào)的解調(diào)。其使用了一具有相同載波頻率的本地振蕩器(local oscillator)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行降頻，而產(chǎn)生了同相(in-phase)與正交(quadrature)基頻信號(hào)。直接轉(zhuǎn)換接收器具有低成本及低耗能的優(yōu)點(diǎn)。直接式降頻的主要目的即是將所接收的射頻信號(hào)一次直接降頻至基頻信號(hào)(含有同相及正交成份)，而不使用任何中頻頻帶。然而，直接轉(zhuǎn)換接收器也有缺點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，在接收信號(hào)的直流電位上會(huì)產(chǎn)生偏移現(xiàn)象。這個(gè)直流偏移主要來(lái)自三個(gè)原因(1)在信號(hào)路徑中晶體管未完全匹配效應(yīng)；(2)本地振蕩器的信號(hào)漏失并自我降頻至直流信號(hào)的現(xiàn)象；(3)大量的近信道干擾漏電流流入本地振蕩器中并自我降頻至直流信號(hào)。因此，所接收的信號(hào)會(huì)失真，而使得數(shù)據(jù)譯碼時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。此外，直流偏移電位可能會(huì)大于數(shù)據(jù)信號(hào)的電位，使得這些直流偏移必需被消除，才能在譯碼器中將數(shù)據(jù)還原。
補(bǔ)償這些直流偏移最簡(jiǎn)單及直接的方法是，將已接收數(shù)據(jù)組中電位的平均值估測(cè)出來(lái)，再自接收信號(hào)中減去此估測(cè)值，最后才將信號(hào)傳送至譯碼器。然而，由于在估測(cè)直流偏移時(shí)只能使用有限的數(shù)據(jù)量，這個(gè)估測(cè)卻會(huì)產(chǎn)生一個(gè)直流偏壓偏移。這個(gè)直流偏壓偏移的大小足以使接收器的信號(hào)噪聲比提高，反而沒(méi)有降低數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率的效果。因此，直流偏壓偏移決定了數(shù)據(jù)所含噪聲的最小量值。
再者，由于被發(fā)射的數(shù)據(jù)是未知的，在所接收數(shù)據(jù)量不夠大、或是被發(fā)射的位符號(hào)及頻道未知的情況下，是不可能在譯碼器處理之前就對(duì)接收信號(hào)中的直流偏移進(jìn)行補(bǔ)償。解決此一問(wèn)題的方法之一是直接在譯碼器中對(duì)直流偏移進(jìn)行補(bǔ)償。然而，雖然此法可以解決直流偏移的問(wèn)題，但是由于直流偏移電位可能大于數(shù)據(jù)信號(hào)達(dá)數(shù)分貝，譯碼器需要提供很大的輸入信號(hào)電位范圍才能實(shí)現(xiàn)。此外，由于頻道參數(shù)與直流成份間存在著量值上的差異，在同時(shí)進(jìn)行頻道及直流偏移估測(cè)時(shí)會(huì)發(fā)生數(shù)字計(jì)算上的問(wèn)題。
美國(guó)第6298226號(hào)專(zhuān)利中披露了一種具有直流偏移補(bǔ)償功能的射頻信號(hào)接收器，如圖1所示。接收器1包括了一混合器模塊12及一放大器模塊17?；旌掀髂K12具有一輸入端13及輸出端15將混合器模塊12連接至天線11及放大器模塊17。放大器模塊17具有一輸出端19可連接至一信號(hào)處理模塊(圖未顯示)。放大器模塊17的組件安排于一正向(forward path)及反饋路徑(feedback path)中。反饋路徑及部份的正向路徑形成一反饋循環(huán)。
正向路徑中包括了一放大器14、一低通濾波器(low-pass filter)16及一放大器18，以串聯(lián)的方式連接，使得來(lái)自放大器14的信號(hào)被低通濾波器16過(guò)濾后再由放大器18再放大。放大器18連接至輸出端19且具有一約40分貝的增益值。放大器14連接至一控制線L1以自一中央控制器(圖未顯示)接收一自動(dòng)增益控制(AGC)信號(hào)。此控制信號(hào)控制了放大器16使用所需的增益增進(jìn)行放大。放大器14可使用的增益值范圍為20到40分貝之間。
反饋路徑中包括了兩個(gè)放大器20、22以及一接地電容C連接于放大器20與22連接點(diǎn)上。放大器20的一輸入端21連接至放大器18的輸出端23，放大器22的輸出端25連接至一位于放大器14及低通濾波器16間的加法器24。放大器20具有一輸出端39與電容C連接。加法器的輸出端27連接至一接地電阻R以及低通濾波器16的一輸入端29。加法器將來(lái)自放大器14及22的信號(hào)加總并產(chǎn)生一加總信號(hào)輸出至輸出端27。放大器22的輸出是一電流I1，而放大器14的輸出為電流I2，加總電流則為I3。
放大器20、22及電容C形成一追蹤及保持電路，可以在一個(gè)接收周期中，追蹤其中可變的直流偏移量。追蹤及保持電路在接收器不作用的發(fā)射周期中，將直流偏移維持于電容上。這個(gè)直流偏移量即為補(bǔ)償值。當(dāng)下一個(gè)接收周期來(lái)到時(shí)，前一個(gè)周期中的補(bǔ)償值仍然「儲(chǔ)存」于電容C中，且可直接被加法器24取得。這個(gè)被儲(chǔ)存的補(bǔ)償值便用來(lái)補(bǔ)償目前接收周期中的直流偏移量。如此可使得接收器穩(wěn)定的時(shí)間縮短。
放大器22即為常見(jiàn)的互導(dǎo)(transconductance)放大級(jí)，輸出電流11與I2的總和被送至同樣的負(fù)載電阻R。相對(duì)地，放大器22與電阻R的組合可視為一電壓放大器，其增益值約為0.75。電容C的選擇必需使反饋路徑在所需的頻率下的增益值為1。
然而，由于在追蹤及保持電路中的電容的充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，上述的接收器需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能完成直流偏移的補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種在移動(dòng)電話直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償?shù)姆椒把b置，可以更快速及準(zhǔn)確地對(duì)直流偏移進(jìn)行補(bǔ)償。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，包括一天線，接收一具有一載波頻率的射頻信號(hào)；一混合器模塊，將該射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一基頻信號(hào)；一自動(dòng)增益控制放大器，將來(lái)自該混合器模塊的基頻信號(hào)使用一增益值放大，該增益值是由一自動(dòng)增益控制信號(hào)控制；一加法器，在一第一周期中，自該被放大的基頻信號(hào)中減去一第一直流偏移電流，且在一第二周期中，自該被放大的基頻信號(hào)中減去一第一及第二直流偏移電流；一直流偏移消除電路，將來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)，取得該數(shù)字信號(hào)中的一直流偏移值，并將該直流偏移值轉(zhuǎn)換為該第一直流偏移電流；一追蹤及保持電路，具有一電容，自該加法器接收該基頻信號(hào)，將一直流偏移電壓維持于該電容上，并將該直流偏移電壓轉(zhuǎn)換為該第二直流偏移電流；以及一切換電路，在該第一周期中，將該直流偏移消除電路耦合接收來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)，并切斷該追蹤及保持電路對(duì)來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)接收，而在該第二周期中，切斷該直流偏移消除電路對(duì)來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)接收，并將該追蹤及保持電路耦合接收來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種在一直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償?shù)姆椒ǎㄒ韵虏襟E接收一具有一載波頻率的射頻信號(hào)；將該射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一基頻信號(hào)；將該基頻信號(hào)使用一增益值放大，該增益值是由一自動(dòng)增益控制信號(hào)控制；將該被放大的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)；取得該數(shù)字信號(hào)中的一直流偏移值；將該直流偏移值轉(zhuǎn)換為一第一直流偏移電流；自該被放大的基頻信號(hào)中減去該第一直流偏移電流；維持已減去該第一直流偏移電流的被放大基頻信號(hào)的直流偏移值；將該直流偏移值轉(zhuǎn)換為一第二直流偏移電流；以及將已減去該第一直流偏移電流的被放大基頻信號(hào)中再減去該第二直流偏移電流。
藉此，經(jīng)由先使用一數(shù)字控制器來(lái)取得直流偏移值而進(jìn)行快速的粗調(diào)補(bǔ)償，再使用一追蹤及保持電路進(jìn)行較慢但精確的補(bǔ)償，使得本發(fā)明的直接轉(zhuǎn)換接收器可以實(shí)現(xiàn)快速且精確的直流偏移補(bǔ)償效果。
以下，結(jié)合


本發(fā)明的一種具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器及其補(bǔ)償方法的實(shí)施例。

圖1示出了美國(guó)第6298226號(hào)專(zhuān)利中披露的具有直流偏移補(bǔ)償功能的射頻信號(hào)接收器；圖2示出了一移動(dòng)電話的接收路徑；圖3示出了本發(fā)明一實(shí)施例中的直接轉(zhuǎn)換接收器；圖4示出了直流偏移消除電路56；圖5示出了混合器模塊42；圖6示出了本發(fā)明一實(shí)施例中在直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償方法的流程圖；圖7示出了本發(fā)明另一實(shí)施例中的直接轉(zhuǎn)換接收器；圖8示出了本發(fā)明一實(shí)施例中在直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償方法的流程圖。
附圖符號(hào)說(shuō)明1、4-接收器；
11、61-天線12、42-混合器模塊；13、29、43、51-輸入端；14、18、20、22、44、48、50、52、422-放大器；15、19、23、25、27、45、49、53、55、57、69-輸出端；16、46、425-低通濾波器；17、47-放大器模塊；24、54-加法器；423、79-混合器；421-帶通濾波器；424-本地振蕩器；56-直流偏移消除電路；561、742-模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；562-控制器；563、744-數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器；581、582、583-開(kāi)關(guān)；7-信號(hào)處理模塊；71-低噪聲放大器；72-中頻增益放大器；74-粗調(diào)直流偏移消除電路；76-細(xì)調(diào)直流偏移消除電路；762、764-互導(dǎo)裝置；766-電容；8-發(fā)射器；9-揚(yáng)聲器；具體實(shí)施方式
圖2示出了一移動(dòng)電話的接收路徑。此接收路徑中包括了一天線61、一射頻接收器4、一信號(hào)處理模塊7及一揚(yáng)聲器9。接收器4連接于天線61及信號(hào)處理模塊7之間，信號(hào)處理模塊7連接至揚(yáng)聲器9。移動(dòng)電話還包括了一由連接至天線61的發(fā)射器8所構(gòu)成的發(fā)射路徑。接收器4通常包括數(shù)組放大器，這些放大器由變頻電路(如混合器)分隔，以擷取天線輸出端上出現(xiàn)的微弱信號(hào)電壓所載有的信息。接收器4輸出一基頻信號(hào)至信號(hào)處理模塊7以進(jìn)行進(jìn)一步的信號(hào)處理。
圖3示出了本發(fā)明一實(shí)施例中的直接轉(zhuǎn)換接收器。其包括了一混合器模塊42及一放大器模塊47?；旌掀髂K42具有一輸入端43及一輸出端45以將混合器模塊42連接至天線61以及放大器模塊47。放大器模塊47則具有可連接至信號(hào)處理模塊7(圖2所示)的輸出端49，且含有多個(gè)組成一個(gè)正向及兩個(gè)反饋路徑的組件。正向路徑和部份的反饋路徑共同形成一反饋循環(huán)。
正向路徑中包括了一放大器44、一低通濾波器46及一放大器48，以串聯(lián)的方式連接，使得來(lái)自放大器44的信號(hào)被低通濾波器46過(guò)濾后再由放大器48再放大。放大器48連接至輸出端49且具有一約40分貝的增益值。放大器44連接至一控制線L1以自一中央控制器(圖未顯示)接收一自動(dòng)增益控制(AGC)信號(hào)。此控制信號(hào)控制了放大器46使用所需的增益增進(jìn)行放大。放大器44可使用的增益值范圍為20到-40分貝之間。
上反饋路徑中包括了兩個(gè)放大器50、52、一連接于放大器50與52連接點(diǎn)上的接地電容C、以及兩個(gè)開(kāi)關(guān)581及582。開(kāi)關(guān)581連接于放大器50的輸入端51與放大器58的輸出端53之間，而開(kāi)關(guān)582則是連接于放大器52的輸出端55及一加總節(jié)點(diǎn)(一加法器54)之間。加法器54設(shè)置于放大器44及低通濾波器46之間。放大器50的一輸出端69與電容C連接。加法器54的輸出端57連接至一接地電阻R及低通濾波器46的一端點(diǎn)59。
放大器50、52及電容C形成一追蹤及保持電路，可以在一個(gè)接收周期中，追蹤其中可變的直流偏移量。追蹤及保持電路利用來(lái)自放大器50的輸出電流對(duì)電容進(jìn)行充電而維持一直流偏移電壓。放大器50及52即為常見(jiàn)的互導(dǎo)(transconductance)放大級(jí)，輸出電流I1與來(lái)自放大器44及一直流偏移消除電路56(稍后說(shuō)明)的電流I2及I4的總和饋送至同樣的負(fù)載電阻R。放大器52將維持于電容C上的直流偏移電壓轉(zhuǎn)換成直流偏移電流I1。
下反饋路徑中則包括了一直流偏移消除電路56及一開(kāi)關(guān)583。當(dāng)開(kāi)關(guān)583閉合時(shí)，直流偏移消除電路56將自放大器48接收的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)，自該數(shù)字信號(hào)中取得一直流偏移值并將其轉(zhuǎn)換成直流偏移電流I4。
圖4示出了直流偏移消除電路56。其包括了一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器561、一控制器562及一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器563。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器561將自放大器48接收的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)?？刂破?62取得數(shù)字信號(hào)中的直流偏移值。電流型數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器563將直流偏移值轉(zhuǎn)換成直流偏移電流I4。
圖5示出了混合器模塊42。一般來(lái)說(shuō)，射頻信號(hào)的接收器通常包括放大器及混合器的組合，以對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大及變頻的操作。放大器通常為一低噪聲放大器，接收射頻信號(hào)后將其放大，并送至混合器中?；旌掀鬟€接收一來(lái)自本地振蕩器的本地振蕩信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，本地振蕩信號(hào)可以是一正弦波信號(hào)，其具有固定的振幅及頻率?；旌掀魉a(chǎn)生的輸出信號(hào)具有所需頻率的成份以及其它不必要頻率成份。此輸出信號(hào)通常會(huì)送至濾波器將不必要的頻率成份濾除。混合器模塊42包括了兩個(gè)濾波器421、425、一放大器422及一混合器423。濾波器421連接于輸入端43與放大器422之間。如圖所示，濾波器421為一帶通濾波器(band-pass filter)，只允許自天線61所接收的必要頻率成份通過(guò)，而濾除其它信號(hào)成份。在一實(shí)施例中，此通帶頻率的寬度可以是約25MHz，允許900MHz至930MHz(更精確地說(shuō)是902-928MHz)間的信號(hào)成份通過(guò)，而將此頻帶以外的信號(hào)成分濾除。過(guò)濾后的射頻信號(hào)被送至(低噪聲)放大器422?；旌掀?23接收來(lái)自低噪聲放大器422的射頻信號(hào)以及由一本地振蕩器424產(chǎn)生的振蕩信號(hào)LO。在一實(shí)施例中，振蕩信號(hào)的頻率可以是約900MHz?；旌掀?23的輸出端連接至低通濾波器425。低通濾波器425的切斷頻率(cut-off frequency)可以是約600kHz。雖然在圖4中示出了本地振蕩器424屬于混合器模塊42，但其亦可設(shè)置于混合器模塊42之外或移動(dòng)電話中的任何適當(dāng)位置。
以常見(jiàn)的移動(dòng)電話系統(tǒng)為例，射頻信號(hào)的載波頻率約為900MHz。射頻信號(hào)是由一遠(yuǎn)程的無(wú)線發(fā)射器產(chǎn)生(基地臺(tái))，其將一900MHz的信號(hào)與一數(shù)據(jù)或是語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。在本實(shí)施例中，移動(dòng)電話被設(shè)定為一900MHz的數(shù)字展頻(spread spectrum)系統(tǒng)。接收器4是一直接轉(zhuǎn)換接收器，接收其頻率范圍落于900至930MHz的射頻信號(hào)，并將其降頻至基頻信號(hào)?；旌掀?23接收約900MHz的振蕩信號(hào)LO及射頻信號(hào)，并產(chǎn)生一中心頻率為0Hz的輸出信號(hào)(基頻信號(hào))。低通濾波器425連接于混合器423及輸出端45之間，只允許所需頻帶的信號(hào)成份通過(guò)而濾除其頻率超過(guò)一預(yù)設(shè)切斷頻率(約600Hz)的信號(hào)成份。這個(gè)切斷頻率是可以調(diào)整的，只要能夠?qū)⒉槐匾盘?hào)成份濾除即可。
由本地振蕩器424產(chǎn)生的振蕩信號(hào)LO可以是一正弦波信號(hào)，其頻率位于500MHz至2.5GHz之間。在本實(shí)施例中，振蕩信號(hào)LO的頻率落于903-927MHz之間。其它的移動(dòng)電話系統(tǒng)亦可操作于不同的頻率，例如1800或1900MHz。此外，移動(dòng)電話可以是雙頻移動(dòng)電話，例如可切換操作于900及1800MHz的移動(dòng)電話。在直接轉(zhuǎn)換接收器中，振蕩信號(hào)LO的頻率選擇通常是以產(chǎn)生基頻信號(hào)為目的。在本實(shí)施例中所指的移動(dòng)電話是以900MHz的移動(dòng)電話為例，當(dāng)然，本發(fā)明亦可應(yīng)用于其它頻率的移動(dòng)電話系統(tǒng)，如800、1800或1900MHz的移動(dòng)電話。
在上述的接收器4中，一開(kāi)始，在一第一周期中，開(kāi)關(guān)583處于閉合狀態(tài)，而開(kāi)關(guān)581及582處于斷開(kāi)狀態(tài)。加法器將分別來(lái)自直流偏移消除電路56及放大器52的電流I4及I2進(jìn)行加總，而產(chǎn)生一加總電流信號(hào)I3。直流偏移電流I4會(huì)自射頻電流信號(hào)I2中減去。由于直流偏移消除電路56使用的電流式數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器563具有有限的位數(shù)(如3位)，在電流I3仍然會(huì)存在有一個(gè)較小的直流偏移電流量。
之后，在一第二周期中，開(kāi)關(guān)583被斷開(kāi)，而開(kāi)關(guān)581及582處于閉合狀態(tài)。直流偏移消除電路56中的電流式數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器繼續(xù)輸出直流偏移電流I4。追蹤及保持電路開(kāi)始作用而輸出直流偏移電流I1。追蹤及保持電路可以更精確地找出在電流I3中仍殘留的小量直流偏移電流量。因此，經(jīng)過(guò)此細(xì)調(diào)的操作后，電流I3中的直流偏移電流量便可完全被去除。
圖6示出了本發(fā)明一實(shí)施例中在直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償方法的流程圖。
在步驟S1中，接收一具有一載波頻率的射頻信號(hào)。
在步驟S2中，所接收的射頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換為一中心頻率為0Hz的基頻信號(hào)。
在步驟S3中，基頻信號(hào)經(jīng)由一自動(dòng)增益控制放大器進(jìn)行放大。自動(dòng)增益放大器所使用的增益值是由一自動(dòng)增益控制信號(hào)所控制。
在步驟S4中，將放大后的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)。
在步驟S5中，取得在該數(shù)字信號(hào)中的一直流偏移值。
在步驟S6中，將所取得的直流偏移值轉(zhuǎn)換為一第一直流偏移電流。
在步驟S7中，自放大后的基頻信號(hào)中減去第一直流偏移電流量。
在步驟S8中，在被減去第一直流偏移電流的放大后基頻信號(hào)中，再取得其直流偏移電壓并將其維持于一電容上。
在步驟S9中，將維持于電容上的直流偏移電壓轉(zhuǎn)換為一第二直流偏移電流。
在步驟S10中，自被減去第一直流偏移電流的放大后基頻信號(hào)中，再減去第二直流偏移電流。
圖7示出了本發(fā)明另一實(shí)施例中的直接轉(zhuǎn)換接收器。其包括了一低噪聲放大器71、一混合器79、一中頻增益放大器72、一粗調(diào)直流偏移消除電路74及一細(xì)調(diào)直流偏移消除電路76。增益放大器72具有一正及負(fù)輸出端In1及In2，用以接收來(lái)自接收器前端電路中低噪聲放大器71的差動(dòng)射頻信號(hào)。粗調(diào)直流偏移消除電路74具有兩個(gè)分別連接至增益放大器72的輸出端O1及O2的輸入端、以及兩個(gè)分別連接至增益放大器72輸入端In1及In2的輸出端。粗調(diào)直流偏移消除電路74包括了一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器744、一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器742及兩個(gè)連接于其間的開(kāi)關(guān)Sa及Sb。細(xì)調(diào)直流偏移消除電路76具有兩個(gè)分別連接至增益放大器72輸出端O1及O2的輸入端、以及兩個(gè)分別連接至增益放大器輸入端In1及In2的輸出端。細(xì)調(diào)直流偏移消除電路76兩個(gè)互導(dǎo)裝置764及762、兩個(gè)連接于互導(dǎo)裝置764及762間的開(kāi)關(guān)Sc及Sd、以及一連接于互導(dǎo)裝置764兩個(gè)差動(dòng)輸入端間的電容766。
在上述的接收器4中，一開(kāi)始，在一第一周期中，開(kāi)關(guān)Sa及Sb處于閉合狀態(tài)，而開(kāi)關(guān)Sc及Sd處于斷開(kāi)狀態(tài)。數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器744及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器742進(jìn)行初步的直流偏移消除操作。之后，在一第二周期中，開(kāi)關(guān)Sa及Sb被斷開(kāi)，而開(kāi)關(guān)Sc及Sd處于閉合狀態(tài)?；?dǎo)裝置762及764、以及電容766進(jìn)行細(xì)微的直流偏移消除操作。由于電路76負(fù)責(zé)進(jìn)行細(xì)調(diào)直流偏移消除操作，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器764及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器762便不需要很高的位數(shù)。如此在接收器中便可避免使用一大面積的數(shù)字-模擬或模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。此外，由于電路76僅進(jìn)行細(xì)調(diào)直流偏移消除的操作，電容的充電時(shí)間亦可縮短。舉例來(lái)說(shuō)，在所接收的差動(dòng)射頻信號(hào)中若存有1伏特的直流偏移，且補(bǔ)償?shù)木_度要求達(dá)1毫伏特，在不使用電路76的情況下，數(shù)字-模擬及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位數(shù)必需高達(dá)10位。但使用電路76后，只需要5位即可。在經(jīng)過(guò)粗調(diào)直流偏移消除電路74的處理后，只有大約30毫伏特的直流偏移仍殘留于信號(hào)中，細(xì)調(diào)直流消除電路76可以輕易地將其消除。
圖8示出了本發(fā)明一實(shí)施例中在直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償方法的流程圖。
在步驟S81中，自接收器接收一差動(dòng)射頻信號(hào)。開(kāi)啟接收器并關(guān)閉或部份關(guān)閉接收器的前端電路中的低噪聲放大器。
在步驟S82中，將匹配裝置及本地振蕩器自我混合所產(chǎn)生的直流偏移經(jīng)由一增益放大器進(jìn)行放大，并含有一約1伏特的直流偏移。
在步驟S83中，將一粗調(diào)直流消除電路耦合至增益放大器，以使放大后的信號(hào)經(jīng)由一5位的數(shù)字-模擬、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器而送回至放大器的輸入端。如此，使得所接收的射頻信號(hào)中的直流偏移降至30毫伏特。
在步驟S84中，一細(xì)調(diào)直流偏移消除電路被耦合至增益放大器72，且將粗調(diào)直流偏移消除電路與放大器的連接切斷，使得放大信號(hào)經(jīng)由互導(dǎo)裝置及電容，而送回放大器的輸入端。如此，使得直流偏移更進(jìn)一步地由30毫伏特減低1毫伏特。
在步驟S85中，將細(xì)調(diào)直流偏移消除電路與放大器的連接切斷。
綜合上述，本發(fā)明提供一種在移動(dòng)電話直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償?shù)姆椒把b置。經(jīng)由先使用一數(shù)字控制器來(lái)取得直流偏移值而進(jìn)行快速的粗調(diào)補(bǔ)償，再使用一追蹤及保持電路進(jìn)行較慢但精確的補(bǔ)償，使得本發(fā)明的直接轉(zhuǎn)換接收器可以實(shí)現(xiàn)快速且精確的直流偏移補(bǔ)償效果。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，包括一天線，接收一具有一載波頻率的射頻信號(hào)；一混合器模塊，將該射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一基頻信號(hào)；一自動(dòng)增益控制放大器，將來(lái)自該混合器模塊的基頻信號(hào)使用一增益值放大，該增益值由一自動(dòng)增益控制信號(hào)控制，；一加法器，在一第一周期中，自該被放大的基頻信號(hào)中減去一第一直流偏移電流，且在一第二周期中，自該被放大的基頻信號(hào)中減去一第一及第二直流偏移電流；一直流偏移消除電路，將來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)，取得該數(shù)字信號(hào)中的一直流偏移值，并將該直流偏移值轉(zhuǎn)換為該第一直流偏移電流；一追蹤及保持電路，具有一電容，自該加法器接收該基頻信號(hào)，將一直流偏移電壓維持于該電容上，并將該直流偏移電壓轉(zhuǎn)換為該第二直流偏移電流；以及一切換電路，在該第一周期中，將該直流偏移消除電路耦合接收來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)，并切斷該追蹤及保持電路對(duì)來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)接收，而在該第二周期中，切斷該直流偏移消除電路對(duì)來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)接收，并將該追蹤及保持電路耦合接收來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該自動(dòng)增益控制信號(hào)是由一移動(dòng)電話的中央控制器所輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中還包括一電阻，連接于該加法器與一接地點(diǎn)之間；一低通濾波器，其輸入端連接至該加法器；以及一放大器，其輸入端連接至該低通過(guò)濾器，而輸出端連接至該切換電路。
4.如權(quán)利要求3所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該切換電路包括一第一開(kāi)關(guān)，連接于該放大器與該追蹤及保持電路之間，在該第一及第二周期中分別進(jìn)行斷開(kāi)及閉合的操作；一第二開(kāi)關(guān)，連接于該加法器及該追蹤及保持電路之間，在該第一及第二周期中分別進(jìn)行斷開(kāi)及閉合的操作；以及一第三開(kāi)關(guān)，連接于該加法器與該直流偏移消除路之間，在該第一及第二周期中分別進(jìn)行閉合及斷開(kāi)的操作。
5.如權(quán)利要求1所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該混合器模塊包括一帶通濾波器，自該天線接收該射頻信號(hào)；一低噪聲放大器，接收被經(jīng)該帶通濾波器過(guò)濾后的射頻信號(hào)；一混合器，將被該低噪聲放大器放大的射頻信號(hào)與一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混合；以及一低通濾波器，將來(lái)自該混合器的混合后射頻信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾并輸出該基頻信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該本地振蕩信號(hào)是由一本地振蕩器輸出。
7.如權(quán)利要求1所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該直流偏移消除電路包括一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為該數(shù)字信號(hào)；一控制器，取得該數(shù)字信號(hào)中的該直流偏移值；以及一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，將該直流偏移值轉(zhuǎn)換為該第一直流偏移電流。
8.如權(quán)利要求7所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器是一3位的電流數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器。
9.如權(quán)利要求1所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該追蹤及保持電路還包括一第一互導(dǎo)放大器，接收來(lái)自該加法器的基頻信號(hào)并輸出一相對(duì)的電流對(duì)該電容進(jìn)行充電而產(chǎn)生該直流偏移電壓；以及一第二互導(dǎo)放大器，接收維持于該電容上的直流偏移電壓并輸出該第二直流偏移電流。
10.如權(quán)利要求1所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中經(jīng)由該接收器處理后的基頻信號(hào)被送至一移動(dòng)電話的信號(hào)處理模塊。
11.如權(quán)利要求1所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該載波頻率為900MHz。
12.如權(quán)利要求1所述的具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中該載波頻率為1800MHz。
13.一種在一直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償?shù)姆椒?，包括以下步驟接收一具有一載波頻率的射頻信號(hào)；將該射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一基頻信號(hào)；將該基頻信號(hào)使用一增益值放大，該增益值由一自動(dòng)增益控制信號(hào)控制；將該被放大的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)；取得該數(shù)字信號(hào)中的一直流偏移值；將該直流偏移值轉(zhuǎn)換為一第一直流偏移電流；自該被放大的基頻信號(hào)中減去該第一直流偏移電流；維持已減去該第一直流偏移電流的被放大基頻信號(hào)的直流偏移值；將該直流偏移值轉(zhuǎn)換為一第二直流偏移電流；以及將已減去該第一直流偏移電流的被放大基頻信號(hào)中再減去該第二直流偏移電流。
14.一種直流偏移消除電路，包括一增益放大器，將一基頻信號(hào)使用一增益值進(jìn)行放大，該增益值由一自動(dòng)增益控制信號(hào)控制；粗調(diào)偏移消除裝置，連接至該增益放大器，包括一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器及一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，該模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器將一來(lái)自該增益放大器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)，以取得一直流偏移值，且該數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器將該直流偏移值轉(zhuǎn)換為一第一直流偏移電流；細(xì)調(diào)偏移消除裝置，具有一電容，接收該基頻信號(hào)，在該電容上維持一直流偏移電壓，并將該直流偏移電壓轉(zhuǎn)換為一第二直流偏移電流；以及一切換裝置，在一第一周期中，將該粗調(diào)偏移消除裝置耦合接收來(lái)自該基頻信號(hào)，并切斷該細(xì)調(diào)偏移消除裝置對(duì)該基頻信號(hào)的接收，而在一第二周期中，切斷該粗調(diào)偏移消除裝置對(duì)該基頻信號(hào)的接收，并將該細(xì)調(diào)偏移消除裝置耦合接收該基頻信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的直流偏移消除電路，其中還包括一天線，接收一具有一載波頻率的射頻信號(hào)；一混合器模塊，將該射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為該基頻信號(hào)；以及一加法器，在該第一周期中，自該被放大的基頻信號(hào)中減去該第一直流偏移電流，且在該第二周期中，自該被放大的基頻信號(hào)中減去該第一及第二直流偏移電流。
16.如權(quán)利要求14所述的直流偏移消除電路，其中還包括一混合器，連接至該增益放大器；以及一低噪聲放大器，位于該接收器的一前端電路中，連接至該混合器。
17.如權(quán)利要求14所述的直流偏移消除電路，其中該細(xì)調(diào)偏移消除裝置包括一第一互導(dǎo)放大器，接收該基頻信號(hào)并輸出一相對(duì)的電流對(duì)該電容進(jìn)行充電而產(chǎn)生該直流偏移電壓；以及一第二互導(dǎo)放大器，接收維持于該電容上的直流偏移電壓并輸出該第二直流偏移電流。
18.一種直流偏移消除方法，包括以下步驟提供一輸入電壓，該輸入電壓包括一直流偏移電壓；藉由一粗調(diào)直流偏移消除裝置消除該直流偏移電壓；以及藉由一細(xì)調(diào)直流偏移消除裝置消除該直流偏移電壓。
19.一種直流偏移消除電路，包括一放大器，其輸入端自一接收器接收一差動(dòng)射頻信號(hào)；一粗調(diào)直流偏移消除電路，具有一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器、一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器及兩個(gè)第一開(kāi)關(guān)連接于其間；以及一細(xì)調(diào)直流偏移消除電路，具有一第一及第二互導(dǎo)裝置、一電容及兩個(gè)第二開(kāi)關(guān)，該電容連接于該第二互導(dǎo)裝置的兩個(gè)輸入端之間，該兩個(gè)第二開(kāi)關(guān)系連接于該第一及第二互導(dǎo)裝置之間；其中，在一粗調(diào)時(shí)間區(qū)間中，該第一及第二開(kāi)關(guān)分別斷開(kāi)及閉合，而在一微調(diào)時(shí)間區(qū)間中，該第一及第二開(kāi)關(guān)分別閉合及斷開(kāi)。
20.一種在一直接轉(zhuǎn)換接收器中進(jìn)行直流偏移補(bǔ)償?shù)姆椒?，包括以下步驟開(kāi)啟該接收器并關(guān)閉該接收器的前端電路中的一低噪聲放大器；產(chǎn)生一直流偏移并經(jīng)由一增益放大器放大；使用一直流偏移消除電路消除該直流偏移，該直流偏移消除電路具有一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器、一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器及兩個(gè)連接于其間的第一開(kāi)關(guān)；使用一細(xì)調(diào)直流偏移消除電路消除該直流偏移，該細(xì)調(diào)直流偏移消除電路具有一第一及第二互導(dǎo)裝置、一電容以及兩個(gè)第二開(kāi)關(guān)，該電容連接于該第二互導(dǎo)裝置的兩個(gè)輸入端之間，該兩個(gè)第二開(kāi)關(guān)系連接于該第一及第二互導(dǎo)裝置之間；其中，在一粗調(diào)時(shí)間區(qū)間中，該第一及第二開(kāi)關(guān)分別斷開(kāi)及閉合，而在一微調(diào)時(shí)間區(qū)間中，該第一及第二開(kāi)關(guān)分別閉合及斷開(kāi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有直流偏移補(bǔ)償功能的直接轉(zhuǎn)換接收器，包括一天線、一混合器模塊、一自動(dòng)增益控制放大器、一加法器、一直流偏移消除電路、一追蹤及保持電路以及一切換電路。天線接收具有一載波頻率的射頻信號(hào)?；旌掀髂K將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基頻信號(hào)。自動(dòng)增益控制放大器將基頻信號(hào)放大。加法器自基頻信號(hào)中減去直流偏移電流。直流偏移消除電路取得數(shù)字信號(hào)中的直流偏移值，并將其轉(zhuǎn)換為直流偏移電流。追蹤及保持電路接收基頻信號(hào)，將直流偏移電壓維持于電容上，并將其轉(zhuǎn)換為直流偏移電流。切換電路輪流切換直流偏移消除電路及追蹤及保持電路對(duì)基頻信號(hào)進(jìn)行接收。
文檔編號(hào)H03G3/30GK1536770SQ20041003287
公開(kāi)日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者陳培煒 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司