一种接收机及零中频收发机 |
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| 申请号 | CN202310215337.3 | 申请日 | 2023-03-08 | 公开(公告)号 | CN116260475B | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 杭州地芯科技有限公司; | 发明人 | 陈俊杰; 吴瑞砾; | ||||
| 摘要 | 本公开提供了一种接收机及零中频收发机，其中，该接收机包括： 混频器 电路 ，混频器电路包括：两路混频器、以及与每路混频器对应的加权反馈电路；每路混频器的输出端与对应加权反馈电路的输入端相连，任意一路加权反馈电路的输出端与另外一路加权反馈电路的输入端相连；每路混频器，用于接收基带 信号 ，对基带信号进行混频，并将混频 信号传输 至与该路混频器电性连接的加权反馈电路；加权反馈电路，用于接收对应混频器输出的混频信号，并对混频信号进行基于复数阻抗的反馈形式的调整，以补偿高带宽零中频接收机的不对称 频率 响应。本公开利用加权反馈电路进行反馈形式的调整，能够尽可能的缓解 正交 不平衡 的问题，且功耗和成本均较小。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种接收机，其特征在于，包括：混频器电路，所述混频器电路包括：两路混频器、以及与每路混频器对应的加权反馈电路；每路所述混频器的输出端与对应加权反馈电路的输入端相连，任意一路所述加权反馈电路的输出端与另外一路所述加权反馈电路的输入端相连，即每路加权反馈电路通过加权反馈的方式连接到另外一路混频器； |
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| 说明书全文 | 一种接收机及零中频收发机技术领域[0001] 本公开涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种接收机及零中频收发机。 背景技术[0002] 近年来，零中频技术被广泛应用在无线接收机中。零中频技术就是信号直接由射频（Radio Frequency，RF）变到基带，不经过中频的调制解调方法。零中频接收机虽然电路结构简单、易于集成、成本与功耗较低，但是，零中频架构存在在信号带宽较大时，信号带宽中的正频率偏移与负频率偏移之间的增益失衡 (gain imbalance)会引起显著的性能降级。 [0004] 本公开实施例至少提供一种接收机及零中频收发机，补偿高带宽零中频接收机的不对称频率响应。 [0005] 第一方面，本公开实施例提供了一种接收机，包括：混频器电路，所述混频器电路包括：两路混频器、以及与每路混频器对应的加权反馈电路；每路所述混频器的输出端与对应加权反馈电路的输入端相连，任意一路所述加权反馈电路的输出端与另外一路所述加权反馈电路的输入端相连； [0006] 每路所述混频器，用于接收基带信号，对所述基带信号进行混频，并将所述混频信号传输至与该路混频器电性连接的加权反馈电路； [0007] 所述加权反馈电路，用于接收对应混频器输出的所述混频信号，并对所述混频信号进行基于复数阻抗的反馈形式的调整，以补偿高带宽零中频接收机的不对称频率响应。 [0009] 在一种可能的实施方式中，所述跨阻放大器的第一输出端与另外一路所述加权反馈电路的第一输入端之间连接有第一加权反馈电阻；所述跨阻放大器的第二输出端与另外一路所述加权反馈电路的第二输入端之间连接有第二加权反馈电阻。 [0010] 在一种可能的实施方式中，所述加权反馈电路的加权反馈电阻为复阻抗，其使得混频器电路具备相位转换和增益调整的性能。 [0011] 在一种可能的实施方式中，所述两路混频器包括第一路混频器和第二路混频器，所述第一路混频器对应连接有第一加权反馈电路，所述第二路混频器对应连接有第二加权反馈电路； [0012] 所述第一加权反馈电路的两个输入端与所述第二加权反馈电路的两个输出端相连； [0013] 所述第二加权反馈电路的两个输入端与所述第一加权反馈电路的两个输出端相连。 [0014] 在一种可能的实施方式中，所述第一路混频器为I路混频器，所述第二路混频器为Q路混频器； [0015] 所述I路混频器，用于基于本频对所述基带信号进行混频，得到I路信号； [0016] 所述Q路混频器，用于基于本频偏移90°相位的频率对所述基带信号进行混频，得到Q路信号。 [0017] 在一种可能的实施方式中，所述第一加权反馈电路包括第一跨阻放大器； [0018] 所述第一跨阻放大器的第一输入端连接所述第二加权反馈电路的第二输出端，所述第一跨阻放大器的第二输入端连接所述第二加权反馈电路的第一输出端； [0019] 所述第一跨阻放大器的第一输出端连接所述第二加权反馈电路的第一输入端，所述第一跨阻放大器的第二输出端连接所述第二加权反馈电路的第二输入端。 [0020] 在一种可能的实施方式中，所述第二加权反馈电路包括第二跨阻放大器； [0021] 所述第二跨阻放大器的第一输入端连接所述第一加权反馈电路的第一输出端，所述第二跨阻放大器的第二输入端连接所述第一加权反馈电路的第二输出端； [0022] 所述第二跨阻放大器的第一输出端连接所述第一加权反馈电路的第二输入端，所述第二跨阻放大器的第二输出端连接所述第一加权反馈电路的第一输入端。 [0023] 第二方面，本公开还提供了一种零中频收发机，包括：第一方面及其各种实施方式中任一项所述的接收机。 [0024] 采用上述接收机及零中频收发机，其中的接收机包括：两路混频器、以及与每路混频器对应的加权反馈电路；每路混频器的输出端与对应加权反馈电路的输入端相连，任意一路加权反馈电路的输出端与另外一路加权反馈电路的输入端相连；这里的每路混频器接收基带信号，对基带信号进行混频，并将混频信号传输至与该路混频器电性连接的加权反馈电路；这样，加权反馈电路可以接收对应混频器输出的混频信号，并对混频信号进行基于复数阻抗的反馈形式的调整，以补偿高带宽零中频接收机的不对称频率响应。可知的是，本公开利用加权反馈电路进行反馈形式的调整，从而尽可能的缓解正交不平衡的问题，与此同时，相比增加复杂的补偿设备这样的电路设计所带来的较高功耗和成本，功耗及成本均较小。 [0026] 应当理解，上述说明仅是本公开技术方案的概述，以便能够更清楚地了解本公开的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施。为了让本公开的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举例说明本公开的具体实施方式。 附图说明[0027] 为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。而且在整个附图中，用相同的标号表示相同的部件。在附图中： [0028] 图1示出了相关技术中的一种频率响应不平衡示意图； [0029] 图2示出了本公开实施例所提供的一种接收机的装置示意图； [0030] 图3示出了本公开实施例所提供的一种接收机进行正负不平衡调整的前后对比图； [0031] 图4示出了本公开实施例所提供的一种接收机中，一种加权反馈电路的结构示意图； [0032] 图5示出了本公开实施例所提供的一种接收机中，另一种加权反馈电路的结构示意图； [0033] 图6示出了本公开实施例所提供的一种接收机的应用示意图。 具体实施方式[0034] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。 [0035] 在本公开实施方式的描述中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。 [0036] 除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。 [0037] 术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个这一特征。在本公开实施方式的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0038] 经研究发现，零中频架构存在在信号带宽较大时，信号带宽中的正频率偏移与负频率偏移之间的增益失衡(gain imbalance)会引起显著的性能降级。为了保证较小的正负频波动，往往会通过优化电路来实现，比如增加复杂的补偿设备实现，但这需要付出较大的功耗和成本。 [0039] 为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开提供了至少一种接收机及零中频收发机，以在尽可能补偿高带宽零中频接收机的不对称频率响应。 [0040] 在零中频接收机中，如果所需带宽（Bandwidth，BW）不是太宽（通常BW小于20MHz），则交流小信号AC频率响应在所需带宽上相对平坦。如果所需带宽更宽（BW>40MHz），很容易出现不对称频率响应。 [0041] 通常而言，可以用图表方式呈现出频率响应曲线，以表示设备在各个不同频率时输出是否相同。原则来讲，越是好的设备，其频率响应曲线应是愈平直愈好，表示此设备频率响应平整，这主要是考虑到频率响应是用于表示设备在处理不同频率声音的时候，音频特质(Frequency Characteristic)与波幅响应(Amplitude Response)间的复杂对应性，是一种表示设备对不同频率处理能力与其特性的方法。而在较大带宽的情况下，则会打破平衡状态，使得不同频率所对应的波幅产生较大的偏差，如图1所示的一种不对称频率响应的示例图，其横轴对应频率（单位：Hz），纵轴对应响应幅度（单位：m）。 [0042] 这里的频率响应特性主要指的是将频率不同的正弦信号输入系统，相应的输出信号的幅度和相位与频率之间的关系，频率响应特性可由频率响应函数表示，它由幅频特性（分贝）和相频（弧度）特性组成。可知的是，理想情况下频率响应特性是平整的正负对称的，也就是频率响应的保真度要达到要求，但由于高频率信号的正负不平衡，出现偏移，如图1所示，这将最终导致的是接收机中混频器的输出信号噪声过大。 [0043] 正是为了解决上述问题，本公开实施例才提供了一种应用于零中频架构中的接收机及零中频收发机，以通过在跨阻放大器（Trans‑Impedance Amplifier，TIA）上添加加权反馈电阻器的方式来调整复阻抗，可以补偿高带宽零中频架构中的接收机的不对称频率响应。 [0044] 接下来将分别针对接收机及零中频收发机进行具体介绍。 [0045] 如图2所示，为本公开实施例提供的接收机的结构示意图，需要说明的是，本发明所披露的接收机是零中频收发机的一个部分，而接收机中的重要组成是混频器。该接收机至少包括：混频器电路之两路混频器（即混频器1和混频器2）、以及与每路混频器对应的加权反馈电路（即加权反馈电路1和加权反馈电路2）。其中，每路所述混频器的输出端与对应加权反馈电路的输入端相连，如图混频器1与加权反馈电路1电性连接，混频器2与加权反馈电路2电性连接；另外，任意一路所述加权反馈电路的输出端与另外一路所述加权反馈电路的输入端相连，如图加权反馈电路1的输出端以虚线形式连接在混频器2的输出端（对应加权反馈电路2的输入端），加权反馈电路2的输出端以虚线形式连接在混频器1的输出端（对应加权反馈电路1的输入端）。 [0046] 每路所述混频器，用于接收基带信号，对所述基带信号进行混频，并将所述混频信号传输至与该路混频器电性连接的加权反馈电路； [0047] 所述加权反馈电路，用于接收对应混频器输出的所述混频信号，并对所述混频信号进行基于复数阻抗的反馈形式的调整，以补偿高带宽零中频接收机的不对称频率响应。 [0048] 这里，两路混频器中的每路混频器对应连接有一路加权反馈电路，且每路加权反馈电路不是反馈到对应的混频器，而是通过加权反馈的方式连接到另外一路混频器。假设将相同信号同时施加于两个输入，输入通道之间存在90°相移，通过加权反馈电路的跨阻反馈方式能够更大程度上消除信号路径上的相位和幅度不一致，可以补偿高带宽零中频接收机的不对称频率响应，使得零中频架构的性能提升到最优水平，调整前后的频率响应特性示意图如图3所示。 [0049] 上述混频器通常由非线性元件和选频回路构成，其输出信号频率等于两输入信号频率之和、差或为两者其他组合，从而能够更好的保持初始信号的其他特性。上述加权反馈电路主要是用于进行复数阻抗的反馈形式的调整，在本公开实施例中，可以是由跨阻放大器、以及至少一个加权反馈电阻构成的，与此同时，其中一路加权反馈电路的跨阻放大器可以是以反馈的方式连接在另一路加权反馈电路的输入端，有关加权反馈电路基础构造可参见图4，加权反馈电路1的加权反馈电阻可以反馈连接在加权反馈电路2的输入端，同理，加权反馈电路2的加权反馈电阻也可以反馈连接在加权反馈电路1的输入端（图中未示出），从而可以形成良好的反馈机制。 [0050] 在实际应用中，这里的跨阻放大器包括两个输入端，加权反馈电路也包括两个输入端，为了更好的满足反馈效果，跨阻放大器可以通过连接的加权反馈电阻实现反馈。这里，跨阻放大器的第一输出端与另外一路所述加权反馈电路的第一输入端之间可以连接有第一加权反馈电阻，跨阻放大器的第二输出端与另外一路所述加权反馈电路的第二输入端之间可以连接有第二加权反馈电阻，有关电路反馈机制的实现可具体参见图5所示的示意图，加权反馈电路1的跨阻放大器可以分别通过两个加权反馈电阻实现对加权反馈电路2的反馈，同理，加权反馈电路2的跨阻放大器可以分别通过两个加权反馈电阻实现对加权反馈电路1的反馈（图中未示出）。 [0051] 除了加权反馈电阻之外，本公开实施例提供的加权反馈电路还设置有基本电阻，该基本电阻连接在所述跨阻放大器的输入端与输出端之间，用于调整流经跨阻放大器的电流，例如，在基本电阻的阻值较大的情况下，所分得的电流越小，反之，在基本电阻的阻值较小的情况下，所分得的电流越大，这里可以通过具体的需要来设置基本电阻的阻值。 [0052] 本公开实施例中的两路混频器包括第一路混频器和第二路混频器，如图6所示，所述第一路混频器对应连接有第一加权反馈电路，所述第二路混频器对应连接有第二加权反馈电路。其中，所述第一加权反馈电路的两个输入端与所述第二加权反馈电路的两个输出端相连；所述第二加权反馈电路的两个输入端与所述第一加权反馈电路的两个输出端相连。 [0053] 为了便于进一步理解本公开实施例提供的反馈机制，这里可以结合图6进一步进行说明。 [0054] 如图6所示， 第一加权反馈电路包括有第一跨阻放大器、以及连接在第一跨阻放大器的输出端并以反馈形式连接在第二加权反馈电路的输入端的两个加权反馈电阻R1和R2，另外，第二加权反馈电路包括有第二跨阻放大器、以及连接在第二跨阻放大器的输出端并以反馈形式连接在第一加权反馈电路的输入端的两个加权反馈电阻R3和R4，通过四个加权反馈电阻R1、R2、R3和R4的动态调整，可以更大程度地缓解正负不平衡问题。 [0055] 与此同时，在第一跨阻放大器的输入端与输出端连接有两个基本电阻R5和R6，在第二跨阻放大器的输入端与输出端连接有两个基本电阻R7和R8，以更大程度地调整流经对应放大器的电流。 [0056] 如图6，第一跨阻放大器的第一输入端A连接第二加权反馈电路的第二输出端H（即第二跨阻放大器的第二输出端），第一跨阻放大器的第二输入端B连接第二加权反馈电路的第一输出端G（即第二跨阻放大器的第一输出端）； [0057] 第一跨阻放大器的第一输出端C连接第二加权反馈电路的第一输入端E（即第二跨阻放大器的第一输入端），第一跨阻放大器的第二输出端D连接第二加权反馈电路的第二输入端F（即第二跨阻放大器的第二输入端）。 [0058] 另外，第二跨阻放大器的第一输入端E连接第一加权反馈电路的第一输出端C（即第一跨阻放大器的第一输出端），第二跨阻放大器的第二输入端F连接第一加权反馈电路的第二输出端D（即第一跨阻放大器的第二输出端）； [0059] 第二跨阻放大器的第一输出端G连接第一加权反馈电路的第二输入端B（即第一跨阻放大器的第二输入端），第二跨阻放大器的第二输出端H连接第一加权反馈电路的第一输入端A（即第一跨阻放大器的第一输入端）。 [0060] 在实际应用中，本公开实施例中的第一路混频器及第二路混频器可以采用复数混频器，对应I路混频器和Q路混频器，其中，I路混频器，用于基于本频对所述基带信号进行混频，得到I路信号；所述Q路混频器，用于基于本频偏移90°相位的频率对所述基带信号进行混频，得到Q路信号。 [0061] 类似的，I路混频器所对应第一加权反馈电路的第一跨阻放大器可以连接有反馈至Q路混频器的两个加权反馈电路，Q路混频器所对应第二加权反馈电路的第二跨阻放大器可以连接有反馈至I路混频器的两个加权反馈电路，这里不再赘述。 [0062] 上述实施例主要提供的是一种零中频收发机方案，在实际应用中，可以参照接收机提供一套零中频收发机方案，在此也不再赘述。 [0063] 综上所述：采用上述接收机及零中频收发机，其中的接收机包括：两路混频器、以及与每路混频器对应的加权反馈电路；每路混频器的输出端与对应加权反馈电路的输入端相连，任意一路加权反馈电路的输出端与另外一路加权反馈电路的输入端相连；这里的每路混频器接收基带信号，对基带信号进行混频，并将混频信号传输至与该路混频器电性连接的加权反馈电路；这样，加权反馈电路可以接收对应混频器输出的混频信号，并对混频信号进行基于复数阻抗的反馈形式的调整，以补偿高带宽零中频接收机的不对称频率响应。可知的是，本公开利用加权反馈电路进行反馈形式的调整，从而尽可能的缓解正交不平衡的问题，与此同时，相比增加复杂的补偿设备这样的电路设计所带来的较高功耗和成本，功耗及成本均较小。 [0064] 在本说明书的描述中，参考术语“一些可能的实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。 [0065] 本申请实施方式提供的装置、设备和计算机可读存储介质与方法是一一对应的，因此，装置、设备和计算机可读存储介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述装置、设备和计算机可读存储介质的有益技术效果。 |
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