CN101199117B - 调节滤波器的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
按照本发明的***和方法通过提供通过经由(多个)滤波器发送信号音来直接测量滤波器衰减量的滤波器调节方法和设备来满足这一需求和其它的需求。将测量到的衰减量与滤波器的期望频率响应进行比较。使用比较结果来调节(多个)滤波器。
Description
技术领域
通常来说本发明涉及滤波器,并且更加具体地讲,涉及调节可以用在例如无线电通信装置中的滤波器的***和方法。
背景技术
与信息通信相关的技术在过去几十年当中得到了迅猛发展。例如,在过去二十年当中,无线通信技术已经从提供原本视为新鲜事物的产品演变成了为移动通信提供基本手段的产品。这些无线技术中最有影响力的可能要算蜂窝电话***和产品了。蜂窝技术的出现是为了对已有有线通信***提供移动扩展,使用传统的电路切换无线电路径为用户提供无处不达的覆盖范围。不过,近来,在几乎通信的每个领域中,无线通信技术已经开始取代有线连接。无线局域网(WLAN)正在迅速变成家庭、办公室和公共场所(例如,咖啡馆、餐饮连锁店、机场、飞机等)中传统有线网络的流行替代产品。
在通信技术的很多不同应用中,都会使用滤波器来例如从正在加以处理的信号中除去与一个或多个频谱范围相关的信号能量。这样的滤波器可以用于例如除掉通过信号的上转换和下转换创建的图像或者将信号限制在所定义的通信信道存在于其中的频带内。这样的滤波器也可以用于除掉相邻信道的干扰信号或者任何不希望有的带外信号。在图1(A)中示出了一个示范性的RC低通滤波器。这个滤波器会进行衰减频率的操作,如图1(B)的标绘图表示,其中滤波器8的拐点频率ωc等于1/RC。
处理和温度的变化会造成与用来构成滤波器的电阻器R和电容器C相关的电阻和电容值不同于它们的设计规格,导致拐点频率发生漂移。如果这些变化足够明显,则滤波器可以衰减期望的信号,反之,将无法衰减干扰信号。由此,采用了滤波器调节电路来调整与滤波器相关的电阻和/或电容值,以使这些值进入指定的设计范围之内。由滤波器调节电路采用的一种技术是测量与正在调节的滤波器相关的实际RC时间常数,并且将测量值与设计值进行比较。这种技术可以通过例如测量取决于电阻的电流进入电容器的充电时间或者通过对RC网络充电并且测量电荷的衰退来进行。在任何一种情况下,都要使用精确的时间基准(例如,晶体振荡器基准)来测量时间周期并且将其与RC的设计规格进行比较。然后通过例如改变电容值C(在滤波器中使用可变电容器)来获得期望的RC值。
这种针对滤波器调节的解决方案严重依赖于滤波器与测量电路的RC时间常数之间的匹配。而且,这些技术还依赖于可在装置中得到的时间基准的精确度。此外,这些技术在调节滤波器之前需要一定的时间来测量RC时间常数,这一时间会在装置中造成额外的能耗。
因此,开发克服了前述缺点的用于调节滤波器的技术和装置应该是人们所期待的。
发明内容
按照本发明的***和方法通过提供通过经由(多个)滤波器发送信号音来直接测量滤波器衰减量的滤波器调节方法和设备来满足这一需求和其它的需求。将测量到的衰减量与滤波器的期望频率响应进行比较。使用比较结果来调节(多个)滤波器。
按照本发明的一种示范性实施方式,用于调节滤波器的方法包括步骤:生成多个音调,所述多个音调中的至少一个音调的频率应被选择处于这样的频率范围之内:收发机中的发射滤波器和接收滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;使用发射滤波器对所述多个音调进行滤波,以生成第一滤波信号;通过收发机的接收部分回送所述第一滤波信号;使用接收滤波器对所述第一滤波信号进行滤波,以生成第二滤波信号;确定与所述第二滤波信号中的所述多个音调相关的衰减量;并且根据所述衰减量有选择地调节所述发射滤波器和所述接收滤波器中的至少一个。
按照本发明的另一种示范性实施方式,一种收发机包括:滤波器;和数字信号处理器,该数字信号处理器用于生成至少一个信号音和通过所述滤波器发出所述至少一个信号音,所述至少一个信号音包括处于这样的频率范围之内的一个频率:所述滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;其中所述数字信号处理器测量与来自所述滤波器的所述至少一个信号音的输出相关的衰减量,将测量到的衰减量与期望衰减量进行比较并且根据比较的结果调整所述滤波器。
按照本发明的再另一种示范性实施方式,一种用于调节滤波器的方法包括步骤:通过滤波器发送至少一个信号音,所述至少一个信号音包括处于这样的频率范围之内的一个频率:所述滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;测量与来自所述滤波器的所述至少一个信号音的输出相关的衰减量;将测量到的衰减量与期望衰减量进行比较;并且根据比较步骤的结果调整所述滤波器。
附图说明
附图图解说明本发明的示范性实施方式,其中:
图1(A)图解说明低通RC滤波器;
图1(B)图解说明与图1(a)的RC滤波器相关的传递函数;
图2绘制出了示范性的WLAN***,其中可以采用按照本发明的示范性实施方式的用于调节滤波器的技术;
图3图解说明按照本发明的示范性实施方式的收发机;
图4图解说明按照本发明的示范性实施方式的用于调节滤波器的方法;和
图5(A)-5(E)绘制出了处于按照本发明的示范性实施方式的图3的收发机内信号处理的不同阶段的用于调节滤波器的信号音。
具体实施方式
下面本发明的详细说明会参照附图。不同附图中的相同附图标记代表相同或相近的元件。而且,下面的详细说明并不对本发明有限制作用。而是,本发明的范围是由所附权利要求限定。
为了给本次讨论提供一定的背景,将首先参照图2介绍示范性WLAN***。不过。本领域技术人员会意识到,本发明并不局限于在WLAN***中实现,而是可以用在很多不同的装置和***中,包括例如,射频(RF)应用、蜂窝应用、蓝牙应用和其它采用模拟滤波器的应用。这里,有线网络10(例如,以太网)有文件服务器12和工作站14与其相连。本领域技术人员将会意识到,典型的有线网络会为众多固定工作站14提供服务,不过为了简明,在图2中仅仅画出了一个工作站。有线网络10还经由路由器18与WLAN 16相连。路由器18将WLAN 16的接入点(AP)与有线网络相互连接起来,通过这个路由器18,接入点可以例如与文件服务器12进行通信。在图2的示范性WLAN***中,示出了三个发射区20、22和23(有时也称为基本服务集(BBS)或基本服务区(BSA)),这三个发射区各自具有各自的AP,不过本领域技术人员会再一次意识到,在WLAN 16中可以提供或多或少的发射区。在各个发射区内,各自的AP经由无线连接为多个无线站(W)服务。
按照本发明的示范性实施方式,AP与各自的无线站W之间的信号传输是按照802.11标准之一使用无线通信信号来实现的。不过,本领域技术人员将会意识到,本发明并不局限于此,而是可以与遵照其它格式和标准的信号的通信以及除了通信之外的其它应用相结合地使用。在图3中示出了示范性收发机的一部分。这里,该电路的一部分是在模拟集成电路(IC)30上提供的,而该电路的另一部分是在数字集成电路32上提供的。更加具体地讲,模拟IC 30包括构成接收信号链路的一部分的低噪声放大器(LNA)34、下混频器36和接收滤波器38,以及构成发射信号链路的一部分的发射滤波器40、上混频器42和功率放大器(PA)44。此外,模拟IC 30包括本机振荡器45,该本机振荡器45为混频器36和42提供载波频率基准。数字IC 32包括用于执行与要被发射和接收的数据相关的基带信号处理任务的数字信号处理器(DSP)46以及接收信号链路中的模数转换器(ADC)48和发射信号链路中的数模转换器(DAC)50。
按照本发明的示范性实施方式,滤波器38和40的衰减量可以通过经由这些滤波器发射信号音来直接进行测量。将测得衰减量与滤波器的期望频率响应进行比较。然后使用比较结果来调节滤波器38和40,例如,通过改变与滤波器36和40之一或二者相关的电容值来进行调节。在图4的流程图中图解说明了按照本发明的示范性实施方式的用于滤波器调节的方法。其中,在步骤60中,由DSP 46生成多个信号音调。按照一种示范性实施方式,可以生成分别处于频率f1和f2上的两个音调。可以将一个频率f1例如选择成处于带内,即,低于拐点频率,从而该频率不应由滤波器38和40衰减。可以将另一个频率f2选择成处于带外,例如,在滤波器38和40提供较少dB衰减量的频率范围内高于f1。图5(A)概念性地图解说明按照本发明的示范性实施方式的生成时的两个音调。这两个信号音调可以具有相同的幅度或不同的幅度,只要知道生成时的幅度即可。此外,在步骤60中也可以生成多于两个或少于两个信号音调。
如图4中的步骤62所示,然后由DSP 46经由DAC 50将这些信号音调发送出去,然后由发射滤波器40对这些信号音调进行滤波。这具有衰减至少音调之一的效果,例如,如图5(B)中所示,将第二信号音调f2衰减了一个量TxAtt。然后信号音调经过上混频器42和功率放大器44,此后经过上变频的音调将会处于载波频带内,如图5(C)所示。按照本发明的一种示范性实施方式,然后使用由图3中连接PA 44的输出端与下混频器36的输入端的虚线代表的回送电路,将这两个信号音调通过接收链路回送(步骤64)。然后由混频器36将这两个信号音调下变频到它们的原始音调频率f1和f2,如图5(D)所示。
在下变频之后,由接收滤波器38对这两个信号音调进行滤波,如图4中的步骤66所示。这为至少一个信号音调(在这个例子中是第二信号音调f2)引入了额外的衰减量RxAtt,如图5(E)所示。将接收滤波器38的输出送给数字IC 32,来由ADC 48进行AD转换并且由DSP 50进行处理。DSP 50确定总衰减量(TxAtt+RxAtt)。如果与音调通过发射和接收链路的传输相关的总衰减量大于接收和发射滤波器衰减量的级联设计值的总衰减量,则可以增大与接收和发射滤波器38和40之一或二者相关的滤波器拐点频率。这可以由DSP50调节可调电容器(图3中未示出)来实现。反之,如果与音调通过发射和接收链路的传输相关的总衰减量小于接收和发射滤波器衰减量的级联设计值的总衰减量,则可以减小接收和发射滤波器38和40之一或二者相关的滤波器拐点频率。
由于可能无法表征与发射和接收信号处理链路中的组成部分相关的增益,因此信号音调之一(在这个例子中是f1)可以对由DSP 50进行的处理起到控制的作用。这样,信号音调f2的总衰减量是例如相对于信号音调f1的衰减量计算出来的,而不是按照绝对值来计算的。另一方面,如果可以以可接受的精度表征***的增益,则可以使用信号音调f2代替两个音调。
还可以设想出依据按照本发明的用于调节滤波器的技术的其它变化方式。例如,可以有选择地将发射滤波器40的输出直接送到接收滤波器38的输入或输出端。这会直接实现发射滤波器40的调节,而不用使信号音调经历上变频和下变频,结果会为该电路结构带来更多的功率节省,因为在滤波器调节处理期间可以不为其它信号处理部件供电。
上面介绍的示范性实施方式在本发明的所有方面都是用来达到图解说明的目的的,而不是要达到约束限制的目的。这样,本发明可以在细节实现方面有很多的可以由本领域技术人员从本文包含的说明中导出的变化形式。例如,虽然在前面给出的示范性实施方式中介绍的是硬件装置,但是本领域技术人员将会意识到,前面介绍的所有或部分功能可以用软件来代替实现。所有这些变化形式或修改形式都要看成是处于由所附权利要求定义的本发明的范围和思想之内的。本申请的说明书中使用的元件、动作或指令都不应解释为对本发明是关键的或必不可少的,除非对此有明确说明。而且,如本文所用,冠词“一个”本意是包括一个或多个项目。
Claims (15)
1.一种调节收发机中的滤波器的方法,包括步骤:
生成多个音调(60),所述多个音调中的至少一个音调的频率应被选择处于这样的频率范围之内:所述收发机中的发射滤波器和接收滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;
使用发射滤波器对所述多个音调进行滤波(62),以生成第一滤波信号;
通过所述收发机的接收部分回送所述第一滤波信号(64);
使用接收滤波器对所述第一滤波信号进行滤波(66),以生成第二滤波信号;
确定与所述第二滤波信号中的所述多个音调相关的衰减量(68);并且
根据所述衰减量有选择地调节(70)所述发射滤波器和所述接收滤波器中的至少一个。
2.按照权利要求1所述的方法,此外,在生成所述第二滤波信号之前,所述方法还包括步骤:
在生成第一滤波信号之后,将所述第一滤波信号进行上变频(42),以生成上变频信号;
随后对所述上变频信号进行放大(44),以生成放大信号;
随后,通过所述收发机的接收部分回送所述第一滤波信号(64),并且其中,在此步骤中,第一滤波信号(64)即所述放大信号,
之后,对所述放大信号进行下变频(36),以得到随后被用于使用接收滤波器对所述第一滤波信号进行滤波(66)步骤的第一滤波信号(64)。
3.按照权利要求1所述的方法,其中所述生成多个音调的步骤还包括步骤:
生成第一频率上的第一音调,该第一频率处于这样的频率范围之外:所述发射滤波器和所述接收滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;并且
生成第二频率上的第二音调,该第二频率处于所述频率范围之内。
4.按照权利要求1所述的方法,其中所述多个音调具有相同的幅度。
5.按照权利要求1所述的方法,其中所述多个音调具有不同的幅度。
6.一种调节滤波器的方法,包括步骤:
通过滤波器发送至少一个信号音,所述至少一个信号音中的至少一个音调的频率应被选择处于这样的频率范围之内:所述滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;
测量与来自所述滤波器的所述至少一个信号音的输出相关的衰减量;
将测量到的衰减量与期望衰减量进行比较;并且
根据比较步骤的结果调整所述滤波器。
7.按照权利要求6所述的方法,其中所述至少一个信号音包括第一音调和第二音调。
8.按照权利要求7所述的方法,其中:
第一音调处于第一频率上,该第一频率处于这样的频率范围之外:所述滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;并且
第二音调处于第二频率上,该第二频率处于所述频率范围之内。
9.按照权利要求7所述的方法,其中所述两个音调具有相同的幅度。
10.按照权利要求7所述的方法,其中所述两个音调具有不同的幅度。
11.一种收发机,包括:
滤波器(38;40);和
数字信号处理器(46),该数字信号处理器用于生成至少一个信号音和通过所述滤波器发出所述至少一个信号音,并且所述至少一个信号音中的至少一个音调的频率应被选择处于这样的频率范围之内:所述滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;
其中所述数字信号处理器测量与来自所述滤波器的所述至少一个信号音的输出相关的衰减量,将测量到的衰减量与期望衰减量进行比较,并且根据比较的结果调整所述滤波器。
12.按照权利要求11所述的收发机,其中所述至少一个信号音包括第一音调和第二音调。
13.按照权利要求12所述的收发机,此外其中所述数字信号处理器生成第一频率上的第一音调,该第一频率处于这样的频率范围之外:所述滤波器会对该频率范围内的信号进行衰减;并且所述数字信号处理器生成第二频率上的第二音调,该第二频率处于所述频率范围之内。
14.按照权利要求12所述的收发机,其中所述两个音调具有相同的幅度。
15.按照权利要求12所述的收发机,其中所述两个音调具有不同的幅度。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |