一種可同時用于無線接收機和發射機的中頻濾波器的制造方法

一種可同時用于無線接收機和發射機的中頻濾波器的制造方法
【專利摘要】本發明提出了一種可同時用于無線接收機和發射機的帶有直流失調校準和帶寬校準功能的中頻濾波器電路。該電路通過邏輯控制開關，實現中頻濾波器在接收機、發射機以及校準電路之間的切換，在滿足了收、發機系統功能和性能要求的同時，減小了芯片的面積和功耗。
【專利說明】—種可同時用于無線接收機和發射機的中頻濾波器
【技術領域】
[0001]本發明提出了一種可同時用于無線接收機和發射機的帶有直流失調校準和帶寬校準功能的中頻濾波器電路。其中，無線接收機采用零中頻結構，無線發射機采用直接上變頻結構。
【背景技術】
[0002]參見圖1所示，為一個現有的無線零中頻接收機系統結構示意圖。其工作原理如下:射頻信號由天線101接收，通過開關102至低噪聲運放103進行放大，放大的信號與本振信號L0(由頻率綜合器105產生)經混頻器104下變頻得到中頻模擬信號，經過中頻濾波器106的處理，對主要由本振泄漏產生的直流失調進行消除、對帶外相鄰信道干擾信號進行抑制以及為帶內信號提供足夠的增益，得到模擬基帶信號，并由模數轉換器107將之轉換為NI位數字信號，最終送至數字基帶處理器108進行處理。所以，根據上述分析，中頻濾波器電路的主要功能為直流失調消除、低通濾波和增益調節功能。
[0003]參見圖2所示，為一個現有的無線直接上變頻發射機系統結構示意圖。其工作原理如下:數字基帶處理器201將待發射的N2位數字基帶信號送給數模轉換器202，數模轉換器202將數字基帶信號轉為模擬基帶信號，由中頻濾波器203處理，對主要由數字基帶和數模轉換器產生的直流失調進行消除、對數模轉換器采樣時鐘引入的帶外諧波分量進行抑制以及為帶內信號提供適當的增益，之后依次經過混頻器204(本振信號LO由頻率綜合器205產生)進行上變頻、功率放大器206實現功率放大、開關207和天線208耦合傳導，最終實現射頻信號輸出。所以，根據上述分析，中頻濾波器電路的主要功能為直流失調消除、低通濾波和增益調節功能，與接收機中實現的功能相近。
[0004]但應注意到，在上述無線收、發機系統中所使用的中頻濾波器電路需要處理不同的非理想信號源，其技術指標要求不同，所以，在現有的電路實現中，接收機與發射機所使用的中頻濾波器電路往往是相互獨立的，從而占用了大量的芯片面積和功耗。
[0005]綜上所述，接收機和發射機中的中頻濾波器電路功能相近，均可實現直流失調消除、低通濾波和增益調節。基于此，參見圖3所示，本發明提出了一種可同時用于無線接收機和發射機的中頻濾波器電路320，當接收機或發射機工作時，中頻濾波器電路可相應在接收模式和發射模式間切換，實現了電路共享，從而節省了芯片的面積和功耗。

【發明內容】

[0006]本發明提出了一種可同時用于無線接收機和發射機的帶有直流失調校準和帶寬校準功能的中頻濾波器電路。該電路實現了接收機與發射機之間中頻電路的共享，節省了芯片的面積和功耗。
[0007]請參見圖4所示，本發明提出的中頻濾波器電路包括以下部分:輸入信號為接收鏈路濾波器輸入信號、帶寬校準輸入信號和發射鏈路濾波器輸入信號，它們分別對應于三選一輸入選通開關SI的輸入端口 1、2、3，輸入選通開關的輸出與中頻核心電路輸入端相連，核心電路的輸出與三選一輸出選通開關S2的輸入端相連,輸出選通開關的輸出端口 4、
5、6分別對應于整個中頻濾波器的輸出信號，依次為接收鏈路濾波器輸出信號、帶寬校準輸出信號和發射鏈路濾波器輸出信號。開關S1、S2在邏輯控制信號SEL[1:0]控制下，對輸入、輸出端口進行選擇。
[0008]上述中頻核心電路包括低通濾波器模塊、直流失調消除模塊和可變增益放大器模塊。三者的順序可調換，亦可相互組合或拆分，例如，將低通濾波器模塊與可變增益放大器模塊組合，得到增益可調的低通濾波器模塊，等等。
[0009]上述中頻濾波器要實現在接收機和發射機之間共享，且帶有帶寬校準和直流失調校準功能，需要經過以下步驟:
[0010]步驟1:系統上電或重啟后，在SEL[1:0]控制下，SI選通端口 2，S2選通端口 5，中頻濾波器開始帶寬校準；
[0011]步驟2:帶寬校準結束后，若接收機開始工作，則SI選通端口 1，S2選通端口 4，中頻濾波器進入接收模式；若發射機開始工作，則SI選通端口 3，S2選通端口 6，濾波器進入發射模式；不同模式下，濾波器的帶寬根據指標要求不同相應進行調整；
[0012]步驟3:接收或發射模式設置完成后，開始進行中頻濾波器直流失調校準；
[0013]步驟4:直流失調校準結束后，電路進入正常的接收或發射工作狀態。
[0014]經過上述步驟，中頻濾波器電路實現了在接收機和發射機之間的共享，并帶有帶寬校準和直流失調校準功能，在滿足了收、發機系統功能和性能要求的同時，減小了芯片的面積和功耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是現有無線零中頻接收機系統的電路結構示意圖；
[0016]圖2是現有無線直接上變頻發射機系統的電路結構示意圖；
[0017]圖3是本發明提出的中頻濾波器共享的無線收、發機系統的電路結構示意圖；
[0018]圖4是本發明的中頻濾波器的電路結構示意圖；
[0019]圖5是本發明的中頻濾波器的一種具體實現電路示意圖；
[0020]圖6是本發明的中頻濾波器工作流程圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合【專利附圖】

【附圖說明】本發明的【具體實施方式】。
[0022]請參見圖5所示，為本發明提出的中頻濾波器的一種具體實現電路的結構示意圖。中頻濾波器電路320具體包括以下部分:接收鏈路從輸入到輸出依次通過RX_FILTER_IN輸入端口、高通濾波器501、開關SI (經端口 I)、低通濾波器503、高通濾波器504、低通濾波器505、開關S2(經端口 4)、高通濾波器506、可變增益放大器507，最后通過端口 RX_FILTER_0UT輸出，與后級模數轉換器相連；發射鏈路從輸入到輸出依次通過TX_FILTER_IN輸入端口、可變增益放大器502、開關SI (經端口 3)、低通濾波器503、高通濾波器504、低通濾波器505、開關S2 (經端口 6)，最后通過端口 TX_FILTER_0UT輸出，與后級混頻器相連；帶寬校準鏈路從輸入到輸出依次通過CAL_IN輸入端口，開關SI (經端口 2)、低通濾波器503、高通濾波器504、低通濾波器505、開關S2 (經端口 5)，最后通過端口 CAL_0UT輸出。[0023]上述開關S1、S2均由邏輯控制信號SEL[1:0]控制端口選通。
[0024]上述高通濾波器501、504和506，主要用于直流失調消除，可采用有源電阻電容結構、無源電阻電容結構等多種方式實現，并可根據接收鏈路、發射鏈路以及校準鏈路的信號帶寬的不同，設置不同的帶寬值。
[0025]上述低通濾波器503、505，主要用于抑制帶外干擾信號，同時可實現對帶內信號的放大。在電路實現時，可采用有源或無源結構，并可根據校準鏈路、接收鏈路以及發射鏈路的信號帶寬的不同，設置不同的帶寬值，分別為BWl、BW2、BW3。
[0026]上述可變增益放大器502、507，主要用于調節信號通路的增益，包括為接收鏈路提供足夠的信號增益，以及為發射鏈路提供適當的信號增益或衰減。一般采用有源結構實現(但不局限于此)。
[0027]請參見圖6所示，上述中頻濾波器電路320要實現在接收機和發射機之間共享，且帶有帶寬校準和直流失調校準功能，需要經過以下步驟:
[0028]步驟1:系統上電或重啟后，在邏輯控制信號SEL[1:0]控制下，SI選通端口 2，S2選通端口 5，電路進行帶寬校準，中頻低通濾波器(模塊503和505)帶寬設為BWl。其中，帶寬校準可采用多種實現方式，校準電路可使用模塊503、504、505，亦可使用其它校準電路。
[0029]步驟2:帶寬校準結束后，若接收機開始工作，則SI選通端口 1，S2選通端口 4，中頻濾波器320進入接收模式，低通濾波器帶寬設為BW2 ;若發射機開始工作，則SI選通端口3，S2選通端口 6，中頻濾波器320進入發射模式，低通濾波器帶寬設為BW3 ；
[0030]步驟3:接收或發射模式設置完成后，開始進行中頻濾波器320直流失調校準，主要通過高通濾波器交流耦合濾除低頻分量來實現直流失調消除。
[0031]步驟4:直流失調校準結束后，中頻濾波器電路320開始正常的接收或發射工作。
[0032]經過上述步驟，中頻濾波器電路320實現了在接收機和發射機之間的共享，并同時帶有帶寬校準和直流失調校準功能，在滿足了收、發系統功能和性能要求的同時，減小了芯片的面積和功耗。
[0033]盡管本發明的內容已經通過上述【具體實施方式】進行了詳細的介紹，但應當認識到上述描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域的技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的各種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種可同時用于無線接收機和發射機的帶有直流失調校準和帶寬校準功能的中頻濾波器電路，其特征在于包括低通濾波模塊321、直流失調消除模塊322、可變增益模塊323、輸入選通開關SI和輸出選通開關S2，其中: 所述輸入選通開關SI將來自接收鏈路或發射鏈路或校準電路的信號，根據無線收發機當前的工作模式進行選通，作為中頻濾波器電路的輸入； 所述輸出選通開關S2根據收發機當前工作模式進行選通，作為中頻濾波器電路的輸出； 所述低通濾波模塊321用于實現對帶外相鄰信道干擾信號進行抑制； 所述直流失調消除模塊322用于實現對主要由本振泄漏產生的直流失調進行消除； 所述可變增益模塊323用于實現增益調節。
2.如權利要求1所述的電路，其特征在于在具體實現時，低通濾波模塊321、直流失調消除模塊322、可變增益模塊323之間能相互組合。
3.如權利要求1所述的電路，其特征在于工作步驟如下: 步驟1:系統上電或重啟后，輸入選通開關S1、輸出選通開關S2選通校準電路，中頻濾波器進行帶寬校準； 步驟2:帶寬校準結束后，若當前的工作模式為接收模式，則輸入選通開關S1、輸出選通開關S2選通接收機通路，中頻濾波器進入接收模式；若當前的工作模式為發射模式，則輸入選通開關S1、輸出選通開關S2選通發射機通路，中頻濾波器進入發射模式； 步驟3:接收模式或發射模式設置完成后，中頻濾波器利用直流失調消除模塊322進行直流失調校準； 步驟4:直流失調校準結束后，中頻濾波器進入正常的接收或發射工作狀態。
4.如權利要求1所述的電路，其特征在于不同工作模式下，中頻濾波器的帶寬設置值不同。
【文檔編號】H03H7/12GK103684330SQ201210351411
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月18日 優先權日:2012年9月18日
【發明者】郭丹丹, 李羅生 申請人:北京中電華大電子設計有限責任公司