專利名稱：有關(guān)相位接收機的或其中的改進的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相位接收機，具體地，涉及到(但不局限于)可以以集成電路實現(xiàn)的多相或序列-非對稱接收機。
背景技術(shù)：
用作為集成接收機的流行的結(jié)構(gòu)類型是零中頻(IF)結(jié)構(gòu)，其中輸入信號通過使用正交混頻器被下變頻成零中頻，通過使用低通濾波器從混頻的結(jié)果中選擇想要的信號，以及進一步處理想要的信號，以提供解調(diào)的輸出。
困擾零中頻(IF)接收機的大多數(shù)限制是直接或間接地由于以下事實造成的被下變頻成IF頻率的想要的信號分量由于固有的電路缺陷不能從出現(xiàn)在相同的頻率范圍中的不想要的信號分量中區(qū)分出來。
上面提到的零中頻接收機中的限制可以在低的IF超外差接收機中基本上消除掉，但這會受到鏡像響應(yīng)的損害，它不能由現(xiàn)實的前端濾波器加以消除。
另一種被稱為相位接收機的接收機結(jié)構(gòu)是基于鏡像干擾抑制混頻器原理的低的IF的接收機，在這種混頻器中，鏡像響應(yīng)是通過抵消而不是通過濾波而被除去的，但是鏡像干擾抑制的水平是嚴重地受到在標稱的相同元件之間的可以得到的一致性的程度的限制。相位接收機的特定例子是多相位或序列-非對稱接收機，其中傳統(tǒng)的IF濾波器，IF移相器和IF信號合成器由單個多相位IF濾波器代替。這就大大地增加了可以得到的鏡像干擾抑制的水平。盡管提高了鏡像干擾抑制水平，但可能仍舊需要進一步改進鏡像干擾抑制水平。

發(fā)明內(nèi)容
揭示本發(fā)明的一個目的是改進相位接收機的鏡像干擾抑制能力。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了具有多相位或序列-非對稱回轉(zhuǎn)濾波器的相位接收機，在濾波器中通過精細調(diào)整輸入信號的相位和/或幅度改進了鏡像干擾抑制的不足。
按照本發(fā)明的第二方面，提供了相位接收機，包括輸入的，第一和第二信號混頻裝置，用于提供正交的相對較低的IF頻率，多相位濾波器，具有被耦合到第一和第二信號混頻裝置輸出端的輸入端，被耦合到多相位濾波器的輸出端的信號解調(diào)裝置，以及調(diào)整裝置，用于進行精細調(diào)整被加到多相位濾波器的輸入端的信號的相位和/或幅度，以便補償未達到最佳的鏡像干擾抑制。
借助于本發(fā)明的精細調(diào)整加到多相位IF濾波器的IF信號對的幅度和或相位，可以進一步改進可得到的鏡像干擾抑制水平，典型地至少改進10dB。
附圖簡述現(xiàn)在將通過例子，參照附圖來描述本發(fā)明，其中

圖1是多相位接收機的示意方框圖，圖2是電流饋送多相位或序列-非對稱回轉(zhuǎn)濾波器的簡化電路圖，圖3A和3B顯示一種可以調(diào)整幅度的裝置，圖4A和4B顯示另一種可以調(diào)整幅度的裝置，圖5顯示一種可以調(diào)整相位的裝置，以及圖6到13是顯示由于在圖2所示的電阻R3，電容C6和交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC17中的誤差引起的鏡像干擾抑制的不足。
在附圖中，相同的參考數(shù)字被用來表示相應(yīng)的特性。
用于實現(xiàn)發(fā)明的模式參照圖1，所顯示的多相位接收機包括低的IF的接收機，其中本地振蕩器頻率偏離由天線10接收的輸入信號的標稱載頻，例如，半個信道帶寬。
忽略方塊100中的元件，天線10由RF放大器12耦合到信號分路器接頭14。第一和第二混頻器16，18，每個具有被耦合到接頭14的第一輸入端。本地振蕩器20被耦合到第一混頻器16的第二輸入端，并通過90度移相器22被耦合到第二混頻器18的第二輸入端。呈現(xiàn)在第一混頻器16的輸出端上的同相混頻產(chǎn)物I被加到電流饋送的多相位濾波器24的第一輸入端26。呈現(xiàn)在第二混頻器的輸出端上的正交相位混頻產(chǎn)物I被加到電流饋送多相位濾波器24的第二輸入端28。
多相位濾波器24起到鏡像干擾抑制濾波器和信道選擇濾波器的作用。濾波器24的輸出端30，32被耦合到具有輸出端36的解調(diào)器34。
參照方塊100中的元件，來自RF放大器12的信號被加到包括混頻器102的超外差下變頻級，來自本地振蕩器104的輸出被加到該混頻器102。帶通濾波器106選擇IF信號，該信號在IF放大器108中被放大，并被提供給接頭14。這樣，正交下變頻級不是對RF信號作用而是對IF信號作用，這將是不存在超外差級的情況。為便于描述，假定不存在超外差級。
雖然多相位濾波器24已被看作為電流饋送的，但它可以是電壓饋送的，取決于應(yīng)用。
圖2顯示了5階多相位濾波器24的實施例。濾波器包括2個級組，每組中的相應(yīng)的級是相同的。為便于描述，將只描述一個級組，在未描述的組中的相應(yīng)的元件將被顯示在括號中。濾波器的第一級包括源電阻R1(R3)，電容C1(C6)和跨導(dǎo)體JC1(JC9)，被并聯(lián)耦合在信號軌38，40之間。包括跨導(dǎo)體JC26和JC17的交叉耦合回轉(zhuǎn)器被耦合到信號軌38，40。代表輸入的電流源J1(J2)被耦合到信號軌38，40。電流源J1，J2分別相應(yīng)于圖1中的輸入26，28。
第二、第三和第四級具有相同的配置，將合在一起加以描述?？鐚?dǎo)體JC2(JC10)，JC4(JC12)，JC6(JC14)與電容C2(C7)，C3(C8)，C4(C9)和另一個跨導(dǎo)體JC3(JC11)，JC5(JC13)，JC7(JC15)一起被并聯(lián)耦合在信號軌42，44之間。交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC19(JC18)，JC21(JC20)和JC23(JC22)被耦合到各自的級的信號軌42，44。濾波器的第五級包括跨導(dǎo)體JC8(JC16)，電容C5(C10)和電阻R2(R4)被并聯(lián)連接在信號軌46，48之間。交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC25(JC24)被耦合到信號軌46，48。輸出30，32從第五級得出。
多相位濾波器24的響應(yīng)是以低的IF頻率為中心的，例如在25kHz信道間隔的情況下，IF頻率是12.5kHz。元件值可由多種已知的技術(shù)來確定，可以參考Anatol I.Zverev的“Handbook of Filter Synthesis(濾波器綜合手冊)”，John Wiley and Sons Inc.，June 1967。一旦電阻值R1，R2，R3，R4和跨導(dǎo)體的跨導(dǎo)值JC1到JC16被設(shè)定，電容C1到C5(C6到C10)就確定濾波器響應(yīng)的形狀和濾波器帶寬。濾波器的中心頻率(在本例中是12.5kHz)由交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC17到JC26確定，如在J.O.Voorman，“TheGyrator as a Monolithic Circuit in Electronic Systems(電子系統(tǒng)中作為單片電路的回轉(zhuǎn)器)”Catholic University of Nijmegen博士論文，The Netherlands，16 June 1977，pp.91-103，中所討論的。
多相位濾波器通常被做成為集成電路，如果元件是完全相同的，則響應(yīng)將是如所設(shè)計的那樣理想。然而，由于元件的有限的一致性能力，由多相位濾波器達到的鏡像干擾抑制將比理想的差。
本發(fā)明力圖通過預(yù)失真驅(qū)動信號的幅度和/或相位而減小(如果不能去除的話)元件數(shù)值的不一致性，以便于校正由不一致性產(chǎn)生的與頻率無關(guān)的誤差。
對這些不一致性的影響的檢驗表明，在前面的幾級(特別是第一級)中元件的不一致是對鏡像干擾抑制的惡化起主要作用的。然而，因為這些元件是在前面的一些級中，它們產(chǎn)生的誤差在濾波器帶寬內(nèi)并不快速變化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有可能通過被插入在RF信號路徑、本振信號路徑、或低的IF路徑中的幾乎恒定的相位和/或幅度校正而基本上校正這些誤差。如果存在超外差級，校正將在更高的IF路徑、本振信號路徑、或低的IF路徑中進行。
參照圖2，所考慮的不一致是在(a)源電阻R1和R3，(b)第一電容C1和C6，(c)第一交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC17的前向和反向路徑的幅度一致性，和(d)第一交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC17的前向和反向路徑的相位一致性之間的不一致。以上的由于(a)的不一致性可通過精細調(diào)整IF輸入信號的相位而被減小。以上的由于(b)的不一致性可通過精細調(diào)整IF信號的幅度而被減小。以上的由于(c)的不一致性可通過精細調(diào)整IF輸入信號的幅度而被減小，以及最后，以上的由于(d)的不一致性可通過精細調(diào)整IF輸入信號的相位而被減小。
參照圖1，IF輸入信號的幅度和/或相位的調(diào)整可在輸入到第一和第二混頻器16，18的RF信號路徑中實行，例如在接頭14處實行，相位調(diào)整也可在本地振蕩器20的輸出路徑中實行，但并不是認為進行幅度調(diào)整是可行的，因為混頻器16，18通常故意地由本地振蕩器20過驅(qū)動。幅度調(diào)整也可以在分別在混頻器16，18的輸出端與濾波器輸入端26，28之間的低的IF信號路徑中實施。雖然相位調(diào)整理論上在這些后面的信號路徑中是可能的，但事實上這是不實際的。
圖3A和3B顯示了以模擬方式實施幅度調(diào)整的方法。圖3A顯示一種固定的電位計，包括串聯(lián)地跨接在信號路徑之一的輸入端的電阻R1，R2，與被連接到輸出端的這些電阻的接頭50。圖3B顯示可變電位計，包括與固定的電阻R3串聯(lián)的電阻性電位計VR1。輸出可從電位計VR1的滑臂處取出。電位計VR1的數(shù)值和電阻R3可被統(tǒng)計地確定，以便引入足夠的調(diào)整范圍。電阻R1，R2的數(shù)值然后被選擇成達到在電位計VR1處在其中間值時與VR1和R3相同的衰減，電位計VR1允許在每個單獨接收機中進行幅度誤差調(diào)整，以便使鏡像干擾抑制最大化。
圖4A和4B中所示的幅度調(diào)整安排與圖3A和3B所示的不同之處在于，使用了數(shù)字控制的電位計VR2，以代替電位計VR1和固定電阻R3的組合。數(shù)字值是通過測量鏡像干擾抑制和調(diào)整衰減到鏡像干擾抑制最大化而被確定的。
圖5顯示用于調(diào)整相位的安排。在一條信號路徑中，提供了可調(diào)整的標稱45度相位領(lǐng)先網(wǎng)絡(luò)PA1，以及在另一條信號路徑中，提供了可調(diào)整的標稱45度相位滯后電路PA2。電路PA1和PA2，每個包括變?nèi)荻O管VAD和固定電阻R4。相位調(diào)整是通過改變各個變?nèi)荻O管的電容值而被實施的。這可數(shù)字地實行，在其中存儲的數(shù)字值被加到數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器DAC，它把模擬信號提供給控制器52?？刂破?2產(chǎn)生控制電壓VCI和VCQ，以便以相同方向電子地調(diào)整變?nèi)荻O管數(shù)值。雖然圖5表示90度的標稱的相對相位差，但這可被改變，以給出更小的和更大的相位差，取決于接收機中的各自的相位不一致性。
實際上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在電容C1和C6之間的不一致性通過調(diào)整幅度而被校正，而在源電阻之間的不一致性通過相位調(diào)整而被校正。換句話說，幅度調(diào)整和相位調(diào)整以實質(zhì)上正交的方式進行，它能使每種調(diào)整實質(zhì)上互相獨立地實行。
圖6到13是顯示不一致性的影響和通過進行所討論的調(diào)整而能得到的改進的圖。所有的圖是以Hz表示的頻率對電阻R2上的輸出(以dBA計)的圖。它們都顯示300kHz的頻移和80kHz的-3dB帶寬。
在圖6到13上，圖形是以零頻率對折的，它包括正頻率部分P和負頻率部分N。圖上顯示了在特性的負頻率部分處的任何不完美點。
以圖6為例，顯示了電阻R3中的不一致性的影響為，當電阻值以5％增量增加直到25％的最大值時達到增加幅度的峰值。
在圖7中，實線顯示由于電阻R3的5％的誤差，而在虛線上顯示了由精細調(diào)整輸入相位所得到的改進的效果。虛線上的點是由于誤差依賴于頻率的事實。
圖8是顯示通過增加圖2所示的電容C6的數(shù)值的25％(以5％的步長)而造成的鏡像干擾抑制的缺少的圖。
圖9是用實線顯示通過增加圖2所示的電容C6的5％的誤差所造成的鏡像干擾抑制的缺少，及通過精細調(diào)整輸入幅度而改進(虛線)的圖。
圖10是顯示通過增加圖2所示的交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC17的幅度值25％(以5％的步長)而造成的鏡像干擾抑制的缺少的圖。
圖11是用實線顯示通過增加圖2所示的交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC17的幅度5％的誤差所造成的鏡像干擾抑制的缺少，及通過精細調(diào)整輸入幅度而改進(虛線)的圖。
圖12是顯示由圖2所示的交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC17的5度的相位領(lǐng)先/滯后而造成的鏡像干擾抑制的缺少的圖。
最后，圖13是用實線顯示由圖2所示的交叉耦合回轉(zhuǎn)器JC17的相位的5度的誤差所造成的鏡像干擾抑制的缺少，及通過精細調(diào)整輸入幅度而改進(虛線)的圖。
一般地，這些不一致性是按照鏡像干擾抑制的最終的缺少來說最重要的一些不一致性，雖然在這些例子中所使用的不一致性的實際程度比通常在實際上預(yù)計的大得多。它們僅僅被用來使得鏡像干擾抑制的最終缺少更明顯。
通過閱讀本揭示內(nèi)容，其它的改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是很明顯的。這樣的修改可涉及在相位接收機及其部件的設(shè)計、制造、和使用上已熟知的其它特性，它們可被用來代替或附加到這里已描述的特性。
工業(yè)可應(yīng)用性以集成電路制造的相位接收機，使用于電信產(chǎn)品中。
權(quán)利要求
1.具有多相位濾波器的相位接收機，其中鏡像干擾抑制的缺少通過精細調(diào)整輸入信號的相位和/或幅度而被改進。
2.相位接收機包括用于提供互相正交的低的IF頻率的輸入的，第一和第二信號混頻裝置，多相位濾波器，具有被耦合到的輸出端的輸入端，和被耦合到多相位濾波器的輸出端的信號解調(diào)裝置，以及調(diào)整裝置，用于對加到多相位濾波器的輸入端上的信號的相位和/或幅度進行精細調(diào)整，以便補償未達到最佳的鏡像干擾抑制。
3.權(quán)利要求2中所要求的相位接收機，其特征在于，調(diào)整裝置被提供來調(diào)整輸入到至少一個第一和第二信號混頻裝置的輸入信號的相位和/或幅度。
4.權(quán)利要求2中所要求的相位接收機，其特征在于，本地振蕩器信號產(chǎn)生裝置被耦合到第一和第二信號混頻裝置，以及調(diào)整裝置包括被提供在本地振蕩器信號路徑中的相位調(diào)整裝置。
5.權(quán)利要求2中所要求的相位接收機，其特征在于，本地振蕩器信號產(chǎn)生裝置被耦合到第一和第二信號混頻裝置，以及調(diào)整裝置包括被提供在本地振蕩器信號路徑中的幅度調(diào)整裝置。
6.權(quán)利要求2中所要求的相位接收機，其特征在于，調(diào)整裝置包括被提供在到多相位濾波器的至少一個輸入端的信號路徑中的幅度調(diào)整裝置。
7.權(quán)利要求2中所要求的相位接收機，其特征在于，調(diào)整裝置包括被提供在到多相位濾波器的至少一個輸入端的信號路徑中的相位調(diào)整裝置。
8.權(quán)利要求2到7的任一項中所要求的相位接收機，其特征在于，多相位濾波器具有N級，其中N是整數(shù)，以及相位調(diào)整裝置被提供來補償在輸入級中的不一致性。
9.權(quán)利要求1到8中的任一項中所要求的相位接收機，其特征在于，它被制造成集成電路。
全文摘要
相位接收機包括混頻裝置(16,18,20,22),用于把輸入信號變頻到互相正交的低的IF信號(I,Q)。低的IF信號被加到多相位濾波器(24),和相鄰信道抑制濾波器。用于精細調(diào)整輸入信號的相位和/或幅度的裝置(圖3到圖5－未示出)被提供用來改進由于多相位濾波器(24)的輸入級中的失配引起的鏡像干擾抑制。
文檔編號H04B1/10GK1244315SQ98801986
公開日2000年2月9日 申請日期1998年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月25日
發(fā)明者P·A·穆爾, A·J·達維 申請人:皇家菲利浦電子有限公司