具有占空比控制器的信號接收器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及信號接收器領域，更具體地說，涉及射頻信號接收器。本發明還涉及一種抑制信號接收器的中間信號中來自具有基準諧振器的振蕩器的至少一個高次諧波成分的相應的方法。
【背景技術】
[0002]為了電磁信號特別是射頻信號的傳送，需要適當的接收器。
[0003]傳統的接收器設計如圖1示出的實例。信號接收器I包括用于接收電磁信號的天線12。天線12與低噪聲放大器(LNA) 14相連，該低噪聲放大器適于放大天線12接收的信號。該LNA進一步與混和器16相連以將已放大和已接收的信號與由本地振蕩器或晶體振蕩器20提供的振蕩信號50混合。混和器16的輸出與帶通濾波器18相連以過濾混和器16的中間信號和下變頻(downconverted)的信號40。在圖1中，中間信號40的頻譜被示為頻率(f)上的振幅或功率⑵。
[0004]一般而言，本地振蕩器或晶體振蕩器20使用具有基準諧振器如石英諧振器的信號發生器24，從而提供界限清楚并且相當穩定的基準頻率信號。例如，對于典型的石英諧振器應用，具有基準諧振器24的信號發生器24在26MHz的基準頻率上運行。一般而言，本地振蕩器20進一步包括圖1中未示出的PLL單元，該單元連接在信號發生器24與混和器16之間，以便提供高頻振蕩信號。在射頻發送的情況下，信號接收器I例如可在藍牙范圍內工作，因此可使用在26MHz上工作的具有基于石英的基準諧振器22的信號發生器24在2.4GHz頻帶中工作。那么基于基準諧振器22的振蕩器20的頻率中的第93、94和95個高次諧波可與帶通濾波器18的頻帶41 一致。
[0005]雖然基于基準諧振器的振蕩器的這些高次諧波成分42可被抑制和衰減，天線所接收的電磁信號特別是在混和器16下變頻之后接收的中間信號40)可能仍受到嚴重的干擾。當在單獨的集成電路中實現信號接收器時，該問題變得更為突出。
[0006]另一具有高敏感度解調器的傳統FSK射頻信號接收器的實例在序號為2012/0164966 Al的美國專利申請中進行了描述。
[0007]序號為2012/0046005 Al的美國專利申請描述了具有振蕩器占空比控制的無線通信設備。該設備需要同時操作調諧用于調節占空比的發送路徑和接收路徑，這是一個缺點。
【發明內容】
[0008]因此本發明的目標是提供一種改進的信號接收器，特別是用于接收射頻信號的接收器，其中來自具有基準諧振器的振蕩器的高次諧波的影響可被有效地減弱或者甚至完全地得到補償。所述解決方案應該在空間和成本上是相當有效率的。此外，所述解決方法不會影響到信號接收器及其多種組件的常規操作和功能。
[0009]本發明的第一方面涉及信號接收器，特別是射頻信號接收器。所述信號接收器包括用于接收電磁信號的天線。此外，所述信號接收器包括至少一個用于放大所述天線接收的信號的低噪聲放大器(LNA)。因此，所述天線可直接與所述低噪聲放大器互連。此外，所述信號接收器包括至少一個晶體或MEMS振蕩器，其包括具有基準諧振器的信號發生器以生成具有預定占空比的振蕩信號。
[0010]一般而言，MEMS或晶體振蕩器是電子振蕩電路，其使用壓電材料的振蕩的晶體或振蕩的MEMS的機械諧振以創建具有相當精確的頻率的電信號。基準諧振器可為MEMS諧振器或包括石英晶體，就像其經常電子應用中使用的那樣。所述MEMS或晶體振蕩器，即電子振蕩電路，適于生成具有預定占空比的振蕩信號。占空比定義了振蕩信號的接通時間與關斷時間的比率。一般而言，振蕩信號以方形脈沖序列為特征，但是也可能以可被混和器處理的其它任何適當的波形為特征。
[0011]此外，信號接收器還包括混和器，其用于將從LNA獲取的已放大和已接收的信號與從MEMS或晶體振蕩器獲取的振蕩信號混合以生成中間信號，即下變頻信號。此外，所述晶體或MEMS振蕩器可在輸出包括PLL單元以便為混和器提供振蕩信號。混和器還可通過多種不同的方式實現。例如，混和器可包括或實現為二次采樣混和器、吉爾伯特單元或實現為無源(passive)混和器，這只是其中幾種。所述混和器從本地振蕩器或從MEMS或晶體振蕩器接收振蕩信號并從LNA接收放大的信號作為輸入信號。所述混和器然后在輸出提供和生成由帶通濾波器進一步處理的中間信號，該帶通濾波器適于過濾由所述混和器提供的所述中間信號。
[0012]所述信號接收器進一步包括占空比控制器，其被耦合至所述MEMS或晶體振蕩器，并且其進一步被耦合至所述帶通濾波器的輸出端。通過將所述占空比控制器連接到所述帶通濾波器的輸出，可使用所述占空比控制器分析在所述帶通濾波器的所述輸出獲取的已過濾的中間信號的頻譜。響應于該頻譜分析，可操作所述占空比控制器以修改所述振蕩信號的占空比。該修改可通過將所述占空比控制器耦合到所述MEMS或晶體振蕩器來實施。
[0013]通過修改所述振蕩信號的所述占空比，所述已過濾中間信號中來自具有擁有基準諧振器的所述信號發生器的所述振蕩器的頻率的高次諧波可被衰減或修改。因此，通過選擇性地修改所述振蕩信號的波形，其傅里葉頻譜和混和器的輸出被修改。通過這種方式，與所述帶通濾波器中感興趣的頻帶一致的特定高次諧波可在不修改所述振蕩信號的所述頻率的情況下在所述已過濾中間信號中被衰減。因此，所述振蕩信號的所述占空比的修改在根本上既不影響信號混合，也完全不影響信號接收器的正常行為和操作。所述振蕩信號的所述占空比的修改主要體現在所述振蕩信號的傅里葉頻譜的變化中，并且導致所述中間信號中來自具有所述基準諧振器的所述振蕩器的頻率的高次諧波的幅度分布的變化。
[0014]根據另一實施例，所述占空比控制器適于最小化所述已過濾中間信號中來自具有所述基準諧振器的所述振蕩器的至少一個高次諧波成分的振幅。例如，如果所述信號接收器中感興趣的頻帶為2.4GHz頻帶，則所述占空比控制器可操作以通過這樣的方式調整或修改所述MEMS或晶體振蕩器的振蕩信號的占空比:所述方式使得來自所述MEMS或晶體振蕩器的例如26MHz基準頻率的高次諧波至少在所述已過濾的中間信號中被衰減或抑制。例如，26MHz基準頻率的等于2.418GHz,2.444GHz和2.470GHz的第93、94和95個高次諧波可在所述已過濾中間信號中被有效地衰減或抑制。通過此方式，來自所述混和器下游的具有所述基準諧振器的所述振蕩器的高次諧波的影響可被補償或甚至被完全抑制。
[0015]根據另一實施例，所述占空比控制器包括測量單元以測量所述已過濾中間信號的選定諧波成分的幅度。所述測量單元通常與所述帶通濾波器的輸出相連和耦合。由于由所述占空比控制器、所述MEMS或晶體振蕩器以及所述混和器和/或所述帶通濾波器提供的調節環路可被操作以抑制來自具有所述基準諧振器的所述振蕩器的所述基準頻率的選定諧波，因此所述測量單元可特別適于測量所述幅度，即測量與來自具有所述基準諧振器的所述振蕩器的高次諧波一致的所述已過濾中間信號的預定義諧波成分的振幅。
[0016]例如，所述測量單元可適于專門檢測和感知所述基準頻率的第93、94或95個高次諧波的幅度或振幅。所述已過濾中間信號的其它頻率成分對于所述