本發(fā)明屬微電子,涉及一種射頻接收器,特別是涉及一種射頻接收器及射頻接收方法。
背景技術:
1、超寬帶(uwb,ultra-wideband)是一種無線通信技術,利用3~10ghz的頻段,采用時域脈沖通信方式,它不采用正弦載波,而是利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),因此其所占的頻譜范圍很寬。uwb技術具有系統(tǒng)復雜度低,發(fā)射信號功率譜密度低,對信道衰落不敏感,截獲能力低,定位精度高等優(yōu)點,uwb在傳輸速度、空間定位和功耗性能上都優(yōu)于wifi和bluetooth等傳統(tǒng)的窄帶通信技術,它被廣泛應用于工業(yè)和汽車領域,實現(xiàn)無線傳感和空間感知的應用,尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入。
2、由于uwb的脈沖通信特點,其占用帶寬遠高于傳統(tǒng)短距離通信方式。因此,在射頻信號接收端的設計上,需要同時滿足高帶寬、帶內(nèi)線性延時、實時響應快、低成本和低功耗的要求。但現(xiàn)有技術中,uwb射頻接收器一般需要引入高頻寬帶混頻器,導致結(jié)構(gòu)復雜,功耗大、帶內(nèi)相移不等的問題,難以滿足uwb射頻信號接收的需求。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種射頻接收器及射頻接收方法,用于解決現(xiàn)有技術中結(jié)構(gòu)復雜、延時高和功耗大的技術問題。
2、第一方面,本發(fā)明提供一種射頻接收器,包括:
3、依次連接的天線模塊、電荷采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,所述電荷采樣模塊還與時鐘信號驅(qū)動模塊連接:
4、所述天線模塊,用于獲取射頻信號;
5、所述時鐘信號驅(qū)動模塊,用于產(chǎn)生時鐘信號,并將所述時鐘信號輸入至所述電荷采樣模塊進行驅(qū)動;
6、所述電荷采樣模塊,包括至少一個電荷采樣濾波器,用于在所述時鐘信號的驅(qū)動下,對所述射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣,以輸出采樣結(jié)果;
7、所述信號轉(zhuǎn)換模塊,用于對所述采樣結(jié)果進行轉(zhuǎn)換,以獲取轉(zhuǎn)換后的結(jié)果作為射頻接收結(jié)果。
8、于本發(fā)明的一實施例中,所述電荷采樣濾波器包括:
9、時鐘延時鏈單元,用于基于所述時鐘信號生成對應的多個小信號,相鄰兩個所述小信號之間的相位差為預設延時量;
10、加權(quán)單元,與所述時鐘延時鏈單元連接,用于根據(jù)所述多個小信號生成所述多個小信號的加權(quán)和,以作為偏置信號;
11、采樣單元,基于所述偏置信號對所述射頻信號進行加權(quán)并生成對應的電流,將所述電流積累在預設電容上,以所述預設電容保持的電壓作為采樣結(jié)果。
12、于本發(fā)明的一實施例中,所述預設延時量與所述射頻信號中時域數(shù)位的寬度相對應。
13、于本發(fā)明的一實施例中,所述加權(quán)單元包括xor門和晶體管集合;
14、所述xor門包括多個輸入端,每個所述輸入端用于根據(jù)一個所述小信號生成一個對應的控制信號;
15、所述晶體管集合包括多個pmos晶體管和多個nmos晶體管,每個所述輸入端均分別與一個pmos晶體管和一個nmos晶體管連接。
16、于本發(fā)明的一實施例中,所述輸入端的數(shù)量為至少三個。
17、于本發(fā)明的一實施例中,所述天線模塊和電荷采樣模塊之間還包括低噪聲放大模塊,
18、所述低噪聲放大模塊,用于將所述天線模塊獲取的射頻信號進行放大,并將放大后的射頻信號輸入至所述電荷采樣模塊。
19、于本發(fā)明的一實施例中,所述信號轉(zhuǎn)換模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和基帶處理單元,
20、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元,用于將接收到的采樣結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;
21、所述基帶處理單元,用于對數(shù)字信號進行基帶運算,并獲取基帶運算后的結(jié)果作為射頻接收結(jié)果。
22、第二方面,本發(fā)明還提供一種基于如上所述射頻接收器的射頻接收方法,包括:
23、獲取射頻信號;
24、產(chǎn)生時鐘信號,并將所述時鐘信號輸入至電荷采樣模塊;
25、利用電荷采樣模塊,基于所述時鐘信號的驅(qū)動對所述射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣,以輸出采樣結(jié)果;
26、利用信號轉(zhuǎn)換模塊,對所述采樣結(jié)果進行轉(zhuǎn)換,以獲取轉(zhuǎn)換后的結(jié)果作為射頻接收結(jié)果。
27、于本發(fā)明的一實施例中,利用電荷采樣模塊,基于所述時鐘信號的驅(qū)動對所述射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣,以輸出采樣結(jié)果包括:
28、基于所述時鐘信號生成對應的多個小信號,相鄰兩個所述小信號之間的相位差為預設延時量;
29、根據(jù)所述多個小信號生成所述多個小信號的加權(quán)和,以作為偏置信號;
30、基于所述偏置信號對所述射頻信號進行加權(quán)并生成對應的電流,將所述電流積累在預設電容上,以所述電容保持的電壓作為采樣結(jié)果。
31、如上所述,本發(fā)明所述的射頻接收器及射頻接收方法,具有以下有益效果:
32、1、本發(fā)明基于時鐘信號驅(qū)動電荷采樣濾波器,對射頻信號的處理具有線性相位延時特性,從而使得本發(fā)明實施例的射頻接收器相比現(xiàn)有技術而言,能更好的保持射頻信號在時間處理上的完整性和降低射頻接收延時。
33、2、本發(fā)明采用電荷積累的方式,避免了混頻器的設計引入的復雜性,同時高頻的射頻信號直接被采樣到電容上,可以直接被adc采用,顯著降低后續(xù)adc的實現(xiàn)難度,有利于降低adc的功耗和簡化其結(jié)構(gòu)。
34、3、本發(fā)明利用深亞微米工藝中mos管的高速開關能力,用時鐘延時的方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)fir濾波器中的同步延時(clocked)電路,可以實現(xiàn)更低的電壓和功耗和更精確的時間延時的控制。
1.一種射頻接收器,其特征在于,包括依次連接的天線模塊、電荷采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,所述電荷采樣模塊還與時鐘信號驅(qū)動模塊連接:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻接收器,其特征在于,所述電荷采樣濾波器包括:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻接收器,其特征在于,
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻接收器,其特征在于,
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻接收器,其特征在于,
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻接收器,其特征在于,
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻接收器,其特征在于,
8.一種基于權(quán)利要求1-7中任一項所述射頻接收器的射頻接收方法,包括:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的射頻接收方法,其特征在于,利用電荷采樣模塊,基于所述時鐘信號的驅(qū)動對所述射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣,以輸出采樣結(jié)果包括: