接收器可使本地参考信号与输入信号混频以产生在中频(IF)的输出信号，所述中 频(IF)定义为输入信号与本地参考信号的输入的频率之间的差。直接转换接收器(DCR) 使本地参考信号的频率与输入信号的载波(carrier)的频率同步，使得混频器产生零中 频(IF)输出。因此，直接转换接收器也可被称为零-IF接收器、或同步机、或零差接收 器。
当使用直接转换接收器时，直接解调在所要的载波上调制的信号。可使用阻止在其 它载波的频率和本地参考信号的频率的信号的低通滤波器来去除在其它载波上调制的 信号。接收器具有较高的选择性且为精密解调器。
直接转换接收器可用于接收无线电信号，例如在蜂窝手机、电视、航空用电子设备 及医学成像设备的应用中。
直接转换接收器可能具有直流(DC)偏移问题。反向传输路径可能出现于直接转换 接收器中。本地振荡器能量可泄漏穿过混频器到输入端，且接着重新进入混频器，从而 使本地振荡器能量自混频且产生DC偏移。所述偏移可变得足够大，以充满基带放大器 且使从所要的载波解调的信号的接收劣化。
如果直流(DC)偏移没有得到很好的抑制，其可使接收器的灵敏度降低。传统解决 方案使用了要求用于DC偏移补偿的较大电容器(例如，10nH以上)的电路。如由传 统的模拟电路所要求的电容的大小如此大，以致所述电容器实施为离散组件。
对外部组件的需要增加了板空间和系统的成本。此外，外部电容器可能拾取噪音。 举例来说，Ramesh Harjani等人描述了用于抑制直流(DC)偏移的模拟反馈电路，见 “DC-Coupled IF Stage Design for a 900-MHz ISM Receiver”，IEEE J Solid-State Circuits， 38卷，第1期，第126-134页，2003年，其要求一外部集成电容器来检测直流(DC) 偏移。

本文中描述了使用数字信号处理的用于直流(DC)偏移消除的方法和设备。本发明 的某些实施例概述于此部分中。在一实施例中，电路包含模拟接收器；和反馈电路，其 包括与所述模拟按收器耦合的数字信号处理器以产生一反馈信号到所述模拟接收器。
所述模拟电路进一步包含模拟到数字转换器，其与所述模拟接收器耦合以将所述模 拟接收器的模拟信号数字化；和数字到模拟转换器，其与所述模拟接收器耦合以向所述 模拟接收器提供所述反馈信号。所述数字到模拟转换器包含sigma delta数字到模拟转换 器。
所述数字信号处理器包含数字累积器；且所述反馈信号使在所述模拟接收器中的直 流(DC)偏移减少。
所述数字解调器包含加法器；耦合到所述加法器的输出端的延迟元件；和从所述延 迟元件的输出端耦合到所述加法器的输入端的数字环路滤波器。
在本发明的一实施例中，所述数字累积器进一步包含与所述加法器耦合的增益控制 器。
所述反馈电路进一步包含低通滤波器，其与所述数字到模拟转换器耦合以产生反馈 信号。所述低通滤波器使用集成的MOS电容器来实施；且所述电路集成于单个芯片上。 所述电路不使用外部电容器。
所述模拟接收器包含直接转换接收器。
在本发明的一实施例中，一方法包含使模拟反馈信号与模拟输入相组合以产生模拟 信号；处理所述模拟信号以产生数字信号；和处理所述数字信号以产生所述模拟反馈信 号。
所述方法进一步包含从直接转换接收器产生所述模拟输入。所述模拟反馈信号消除 所述模拟输入中的直流(DC)偏移。
处理所述模拟信号包含放大所述模拟信号；和将所述放大的模拟信号数字化。放大 处理包含过滤所述模拟信号。
处理所述数字信号包含过滤所述数字信号；将所述过滤的数字信号转换为所述模拟 反馈信号。
过滤所述数字信号包含以所述数字信号的延迟型式来累积所述数字信号。
转换所述过滤的数字信号包含对从所述过滤的数字信号转换的模拟信号进行低通 过滤。
所述组合处理包含从所述模拟输入减去所述模拟反馈信号以产生所述模拟信号。
在本发明的一实施例中，电路包含用于使模拟反馈信号与模拟输入相组合以产生模 拟信号的构件；用于处理所述模拟信号以产生数字信号的构件；和用于处理所述数字信 号以产生所述模拟反馈信号的构件。
本发明包含方法和执行这些方法的设备，所述设备包含执行这些方法的数据处理系 统、和当执行于数据处理系统上时使所述系统执行这些方法的计算机可读媒介。
本发明的其它特征将从附图和下面的详细描述显而易见。

本发明通过实例说明且并不限于附图中的图式，其中类似的参考表示类似的元件。
图1展示了根据本发明的一实施例的提供模拟反馈的电路的方框图。
图2展示了根据本发明的一实施例的具有直流(DC)偏移消除环路的直接转换接收 器的方框图。
图3展示了根据本发明的一实施例的具有直流(DC)偏移消除环路的直接转换接收 器的另一方框图。
图4展示了可用于本发明的实施例的数字累积器。
图5展示了根据本发明的一实施例的将数字反馈信号转换成模拟反馈信号的电路。
图6展示了根据本发明的一实施例的提供模拟反馈的方法的流程图。
图7展示了根据本发明的一实施例的提供模拟反馈的方法的实例。

以下描述和图式说明了本发明且不解释为限制本发明。许多具体细节的描述在于提 供对本发明的彻底的理解。然而，在某些实例中，没有描述众所周知或常规的细节以避 免使本发明的描述模糊。对本揭示内容中的一个或一实施例的参考不必为对相同实施例 的参考；且所述参考意味至少一个。
直接转换为具有显着优点的接收器解决方案，例如减少了组件且因此降低了成本。 然而，直接转换接收器可在降频转换混频器的输出端处产生直流(DC)偏移。DC偏移 将充满随后的放大阶段且使接收器的可用的动态范围劣化。
为了消除DC偏移，传统的途径使用了模拟积分器来提供反馈。模拟积分器需要通 常作为离散的外部组件来实施的较大的集成电容器。在过渡期的途径中外部电容器的使 用增加了接收器芯片的引脚数、外部组件的数目且因此增加了系统的印刷电路板面积。 另外，外部电容器会拾取噪音且需要屏蔽。
本发明的一实施例寻求排除在直接转换接收器中使用例如在用于直流(DC)偏移消 除的电路中的外部集成电容器的外部组件。
将所述较大的集成电容器集成于集成电路芯片上是困难的。当所述较大的电容器使 用高密度的集成MOS电容器(例如，使用当前可用的技术)来实施时，电容器的实施 将耗用过大的晶粒面积。此外，归因于泄漏电流，较大的集成MOS电容器会损耗，尤 其是当使用深亚微米工艺(deep sub-micron process)来实施时。当使用深亚微米工艺来 实施时，所述电容器的泄漏电流可足够大以影响积分器的功能。所述有损耗的电容器作 为模拟积分器中的集成电容器将不会良好地运行，因为泄漏电流将成为直接转换接收器 的DC偏移的额外显着的来源。
本发明的一实施例将DC偏移消除环路集成于直接转换接收器中，以使用数字技术 来消除DC偏移。举例来说，使用数字技术来实施DC偏移消除环路的至少集成部分， 以排除模拟集成电容器的使用。
举例来说，可将模拟信号转换于数字域中。在对数字信号进行处理后，消除环路基 于数字处理提供适当的模拟反馈信号来消除偏移。
在本发明的一实施例中，减小了用于DC偏移消除环路中的电容器的大小(例如， 减小到低于1nH)，使得用于DC偏移消除环路中的电容器可实施于集成电路芯片上(例 如，作为使用深业微米工艺的高密度的集成MOS电容器)。因此，在不使用外部集成电 容器的情况下，直接转换接收器可与用于直流(DC)偏移消除的数字信号处理器(DSP) 一起集成于单个芯片上，所述芯片可使用深亚微米工艺(例如，具有小于0.5微米的特 征尺寸)来实施。
图1展示了根据本发明的一实施例的提供模拟反馈的电路的方框图。在图1中，接 收器(101)产生与来自数字到模拟转换器(109)的反馈相组合(111)的输出。所组 个的信号由放大器和滤波器(103)处理以产生模拟输出信号。模拟到数字转换器(105) 将模拟输出信号转换为数字信号，所述数字信号由数字信号处理器(107)处理以提供 数字反馈信号。数字反馈信号由数字到模拟转换器(109)转换返回到模拟域，以提供 与接收器(101)的输出相组合(111)的模拟反馈信号。
举例来说，当实施直接转换接收器时，接收器(101)可从可产生直流(DC)偏移 的混频器提供输出信号。为抑制DC偏移，可对数字信号处理器(DSP)(107)进行设 计以判定反馈信号。因为反馈信号在数字域中判定，所以可排除传统的反馈环路的外部 集成电容器。反馈信号施加到放大器和滤波器的输入端，以抑制由混频器所产生的DC 偏移，来改善系统的灵敏度和动态范围。
图2展示了根据本发明的一实施例的具有直流(DC)偏移消除环路的直接转换接收 器的方框图。
在图2中，锁相环路(203)提供被调谐到具有与所要信道的载波相同频率的本地 参考信号。混频器(201)解调在所要信道的载波上调制的信号。滤波器(209)用于排 斥在其它信道的载波上调制的信号。放大器(207和211)可用在滤波器(209)之前和 /或之后。滤波器和放大器可共享电路的一部分。
在图2中，直流(DC)偏移消除环路包含：一模拟到数字转换器(ADC)(213)、 一数字累积器(215)、一数字到模拟转换器(DAC)(217)、一滤波器(219)、和一具 有一跨导(221)的加法放大器(205)。
在图2中，使用了模拟到数字转换器(ADC)(213)，使得可数字地测量直流(DC) 偏移。模拟到数字转换器(ADC)(213)可为sigma-delta模拟到数字转换器(ADC)或 其它类型的模拟到数字转换器(ADC)。使用数字累积器(215)来集成ADC的输出以 用于DC偏移消除。
数字累积器(215 )的输出驱动数字到模拟转换器(DAC)(217)。举例来说，数字 到模拟转换器DAC可设计有高于15位的分辨率。数字到模拟转换器(DAC)(217)可 为sigma delta数字到模拟转换器(DAC)或其它类型的高分辨率数字到模拟转换器 (DAC)。
数字到模拟转换器(DAC)(217)在其输出端处使用一环路滤波器(219)。滤波器 (219)可为无源的或有源的。接着环路滤波器的输出用于消除直流(DC)偏移。
在图2中，加法放大器(205)的跨导(221)用于从混频器(201)的输出减去DC 偏移环路的输出。也可使用其它用于从混频器(201)的输出减去DC偏移坏路的输出信 号的构件。
在一实施例中，模拟到数字转换器的输出也可用于其它数字信号处理，例如用于解 调、过滤、增强等等，如图3中所说明的。
图4展示了可用于本发明的实施例的数字累积器。在图4中，数字累积器(300) 可包含一环路增益控制(301)、一加法器(303)、一延迟元件(305)和一环路滤波器 (307)。
环路增益控制(301)允许数字累积器的总增益和因此DC消除环路的增益的调谐。 环路增益控制(301)提供在数字域中的控制。或者，或在组合中，模拟环路增益控制 可用于DC消除环路中。
在一实施例中，数字环路增益控制(301)可通过动态变化增益来实施以缩短稳定 时间。数字累积器可使用环路滤波器(307)来数字地实施例如去除噪音的某些过滤动 作，或允许例如添加极点或/和零点以用于补偿目的的某些传递功能。
因为累积器实施于数字域中，所以可排除如在模拟积分器中所要求的较大外部集成 电容器的使用。
在一实施例中，数字累积器的使用允许在数字到模拟转换器(例如，217)之后的 滤波器(例如，219)中的低于1nH的电容器的使用。因此，直接转换接收器和DC消 除环路可使用深亚微米技术来实施，所述深亚微米技术允许使用高密度的集成MOS电 容器的使用以替代外部电容器而用于DAC的输出。
图5展示了根据本发明的一实施例的将数字反馈信号转换成模拟反馈信号的电路。 在图5中，sigma-delta数字到模拟转换器(331)将数字反馈信号转换成模拟信号，所 述模拟信号通过包含一电阻器(335)和一电容器(337)的低通滤波器(333)过滤。 因为使用数字电路来进行积分(例如，图4中所说明的数字累积器300)，所以用于低通 滤波器(333)的电容器(337)具有比在模拟积分器中所要求的尺寸小得多的尺寸。低 通滤波器(333)的电容器(337)可使用高密度的集成MOS电容器来实施且可使用深 亚微米半导体制造方法来实施。
图6展示了根据本发明的一实施例的提供模拟反馈的方法的流程图。在图6中，使 模拟反馈信号与模拟输入相组合(401)以产生模拟信号。对模拟信号进行处理(403) 以产生数字信号。对数字信号进行处理(405)以产生与模拟输入相组合以用于产生模 拟信号的模拟反馈信号。
在图6中，可对数字信号进行处理以在模拟信号中判定直流(DC)偏移，从而在可 从直接转换接收器的混频器产生的模拟输入中消除DC偏移。
数字处理可使用硬件电路来实施，或部分地实施于硬件中且部分地实施于软件(或 固件)中，或实施于软件(或固件)中。
图7展示了根据本发明的一实施例的提供模拟反馈的方法的实例。在图7中，使输 入信号与参考信号混频(421)以产生接收的模拟信号。放大和过滤(423)接收的模拟 信号以产生模拟输出信号。将模拟输出信号数字化(425)以产生数字信号。数字地累 积(427)数字信号以产生数字反馈信号。将数字反馈信号转换为(429)模拟反馈信号。 从接收的模拟信号减去模拟反馈信号(431)以减少在接收的模拟信号中的直流(DC) 偏移。
具有基于数字信号处理器(DSP)的直流(DC)偏移消除环路的直接转换接收器可 集成于具有深亚微米特征尺寸的单个硅半导电衬底芯片上。数字信号处理器用于判定并 消除在接收器的模拟部分中的DC偏移。所述直接转换接收器可用于高级的卫星通信接 收器芯片、数字视频卫星广播(DVB-S或DVB-S2)接收器、手持设备数字视频广播 (DVB-H)接收器、和数字视频地面广播(DVB-T)接收器中。其还可用于在包含(但 不限于)无线局域网(LAN)收发器、全球移动通信系统(GSM)收发器等等的应用中 的其它接收器/收发器中。
在本发明的一实施例中，在通过使用数字累积器而排除了用于DC偏移消除的较大 外部电容器之后，使用深亚微米工艺将DC偏移消除环路与直接转换接收器一起集成于 芯片上，从而减少了接收器的引脚数且降低了板空间的使用和系统的成本。此外，数字 累积器允许动态地调谐数字环路增益和快速的稳定时间。
在前述说明书中，已参考本发明的特定示范性实施例对本发明进行了描述。将变得 明显的是，可在不脱离如在所附的权利要求书中所陈述的本发明的更广泛的精神和范畴 的情况下，对本发明进行各种修改。因此，认为说明书和图式是说明性的而非限制性意 义。