CN1677843A - 能折衷直流偏移抑制和像频干扰抑制的可编程中频滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明通过使用具有可调节中心频率的带通滤波器在直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷。

Description

能折衷直流偏移抑制和像频干扰抑制的可编程中频滤波器

技术领域

本发明涉及无线通信***，尤其是，但不是专有地，涉及使直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷的可编程中频频率滤波器。

背景技术

众所周知，通信***支持无线和/或有线通信设备之间进行无线和有线通信。这样的通信***从国家和/或国际的移动电话***到国际互联网、到点到点的室内无线网络。每一种通信***根据一个或多个通信标准建立并据此而运行。例如，无线通信***可以根据一个或多个标准而运行，该标准包括，但不限于，IEEE802.11、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、移动通信全球***(GSM)、码多分址(CDMA)、和/或以上标准的变异。

根据无线通信***的类型，无线通信设备，例如移动电话、双向无线电接收装置、个人数字助理(PDA)、个人电脑(PC)、膝上型电脑、家庭娱乐设备等，直接或间接地与其他无线通信设备进行通信。对于直接通信(也称为点到点通信)，参与通信的无线通信设备调整其接收器和发射器到同一信道或信道对(例如，无线通信***的多个射频(RF)载波之一)，并通过该信道或信道对来通信。对于间接通信，每一无线通信设备通过相关联的基站(例如，对于蜂窝业务)和/或相关联的接入点(例如，对于室内或建筑物内的无线网络)通过指定的信道进行直接通信。为了完成无线通信设备之间的通信连接，相关联的基站和/或接入点相互之间，通过***控制器、公用电话交换网、互联网、和/或通过一些其它广域网，直接通信。

对于每一参与无线通信的无线通信设备，都包括内置的无线收发器(亦即，接收器和发射器)或耦合到相关联的无线收发器(例如，用于室内或建筑物内的无线网络基站，RF调制解调器，等)。如大家所知，接收器接收RF信号，直接或通过一个或多个中频级从RF信号中移除载波频率，并根据特定的无线通信标准解调信号，从而恢复发射的数据。发射器根据该特定的无线通信标准将数据调制到RF载波上，从而将数据转换为RF信号，并直接或通过一个或多个中频级产生RF信号。

然而，直流偏移抑制和像频干扰抑制这两个问题使得RF接收器IF频率的选择变得复杂。增大IF频率可以改善直流偏移抑制，而减小IF频率将改善像频干扰抑制。

因此，需要一种新的电路和方法，以使直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷。

发明内容

本发明的实施例通过使用具有可变中心频率的带通滤波器使直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷。

在本发明的一个实施例中，一种方法包括：使用带通滤波器对信号进行滤波；测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制；以及调整带通滤波器的中心频率。

在本发明的一个实施例中，一种***(例如电路)包括：能够对接收到的信号进行滤波及能够调整中心频率的带通滤波器；以及至少一个测量电路，该电路与该滤波器通信连接，能够测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制。

根据本发明的一方面，提供一种方法，包括：

使用带通滤波器对信号进行滤波；

测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制；以及

调整带通滤波器的中心频率。

作为优选，该带通滤波器包括两个交叉耦合低通滤波器。

作为优选，该交叉耦合包括交叉耦合的可变电阻器。

作为优选，该调整通过改变该交叉耦合的可变电阻器的阻值来完成。

作为优选，重复该滤波、测量和调整步骤，直到在直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷。

作为优选，所述直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷包括：直流偏移抑制在可接受的公差内、且像频干扰抑制满足最小预定的要求。

根据本发明的另一方面，提供一种***，包括：

用于对信号进行滤波的装置；

用于测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制的装置；以及

用于调整用于滤波的装置的中心频率的装置。

作为优选，提供一种***，包括：

能够对接收到的信号进行滤波和能够调整中心频率的带通滤波器；以及

至少一个测量电路，该电路与该滤波器通信连接，能够测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制。

作为优选，该带通滤波器包括两个交叉耦合低通滤波器。

作为优选，该交叉耦合包括交叉耦合的可变电阻器。

作为优选，该调整通过改变该交叉耦合的可变电阻器的阻值来完成。

作为优选，该带通滤波器和至少一个测量电路连续地滤波、测量和调整，直到使直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷。

作为优选，该直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷包括：直流偏移抑制在可接受的公差内、且像频干扰抑制满足最小预定的要求。

附图说明

以下结合附图对本发明的非限制的和非穷尽的实施例进行详细说明。其中，除非另有指定，各幅图中相同的标号表示相同的元件。

图1是根据本发明实施例的网络***的示意图；

图2是接收器的电路图；

图3是IF频率移动，将低通滤波器变换成带通滤波器的示意图。

图4A和4B分别是图2所示接收器IF部分的信道选择滤波器(带通滤波器)及其等效电路示意图；

图5A和5B分别是移动信道选择滤波器(带通滤波器)的IF频率，以克服直流偏移抑制和像频干扰抑制的示意图；以及

图6是根据本发明的实施例，选择IF频率的方法的流程图。

具体实施方式

为使所属技术领域的普通技术人员能够制造和使用本发明，在特定的应用和需求情况下，对本发明进行以下描述。所属技术领域人员可以容易地对实施例进行各种修改，并且在不违背本发明的精神和范围的情况下，此处定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。因此，本发明要求的保护范围并不局限于所给出实施例，而是与本文所公开的原理、特征和教导相一致的最宽的范围。

图1是根据本发明的实施例的网络***10的示意图。该***10包括多个基站和/或接入点12-16，多个无线通信设备18-32和网络硬件34。无线通信设备18-32可以为膝上型电脑主机18和26、个人数字助理主机20和30、个人电脑主机24和32和/或移动电话主机22和28。

基站或接入点12-16通过局域网连接36、38和40可操作地耦合到网络硬件34。网络硬件34可以为路由器、交换机、桥接器、调制解调器、***控制器等，为通信***10提供广域网连接42。每一个基站或接入点12-16具有一个相关联的天线或天线阵列来与在其区域内的无线通信设备进行通信。通常，无线通信设备在特定的基站或接入点12-16注册，以接收来自通信***10的服务。对于直接连接(即，点对点通信)，无线通信设备通过分配的信道直接通信。

一般来说，基站用于移动电话***和类似的***，而接入点用于室内或建筑物内的无线网络。无论通信***为何种特定类型，每一无线通信设备都包括一个内置的无线收发装置和/或耦合到一个无线收发装置。该无线收发装置包括一个发射器，该发射器能够调整功率放大器的输出功率，因此具有功率需求降低的特点，从而延长了相关电源的寿命。

图2是低中频接收器200的电路图，本实施例中IF为100KHz。如图所示，天线205耦合到低噪音放大器(LNA)210，该低噪音放大器耦合到降频转换器(混频器)220和225。该降频转换器220和225分别耦合到通带滤波器(BPF)230和235，该带通滤波器230和235分别耦合到可编程增益级240和245。增益级240和245分别耦合到增益级250和255，增益级250和255分别输出模拟信号到测量电路285和290。此外，LO发生器280耦合到降频转换器220和225。在降频转换器220和225和带通滤波器230和235之间耦合有宽带无线信号强度指示器(WRSSI)215。

天线205接收信号并将该信号传递到LNA210，该LNA210放大接收信号并将其传递到降频转换器220和225，该降频转换器将接收信号的频率向下移动。带通滤波器(BPF)230和235将不想要的频率排斥在被选频带之外。带通滤波器(BPF)230和235还执行信道选择任务，以折衷像频干扰抑制和直流偏移抑制，有关这方面的详细内容将在下面进一步描述。

在本发明的一个实施例中，每个带通滤波器(BPF)230和235可以包括3个双二阶滤波器，其配置如以下表1所示。

	双二阶滤波器1	双二阶滤波器2	双二阶滤波器3
				中心频率	100KHz	186KHz	13.4KHz
BW	200KHz	100KHz	100KHz
				Q	0.5	1.866	1.34
增益设置	20dB.0dB	10dB，0dB	0dB
				30dB	20dB	10dB	0dB
20dB	20dB	0dB	0dB
				10dB	0dB	10dB	0dB
0dB	0dB	0dB	0dB
				电流	1.7mA(I and Q)	1.7mA(I and Q)	1.7mA(I and Q)

                          表1(100KHz的中心频率)

每一带通滤波器(BPF)230和235可具有30dB、20dB、10dB和0dB的增益设置。IF可位于112KHz、108KHz、104KHz和100KHz中心。另外，该带通滤波器(BPF)230和235能够改变IQ极性。

控制字码将改变耦合电阻器410的阻值，该电阻在图4中用Rx表示，从而改变信道选择滤波器400的IF频率。用于改变带通滤波器(BPF)230和235的信道选择(频率选择)的控制字码如以下表2所示。

BPF中心频率	中心频率控制字码(4bit)
		112KHz	1000
108KHz	0100
		104KHz	0010
100KHz	0001

         表2

LO发生器280决定如何将天线205接收到的进入RF信号降频至100KHz。增益级240-255增大带通滤波器(BPF)230和235输出的增益。测量电路285和290测量滤波信号的直流偏移抑制和像频干扰抑制，并将结果反馈到带通滤波器(BPF)230和235，从而可以选择一个新的IF频率，以使直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到进一步折衷。

图3是IF频率移动300，将低通滤波器变换成带通滤波器的示意图。该变换可以通过改变带通滤波器(BPF)230和235中电阻(见图4A和图4B所示电路)的阻值来完成。该变换还能够使IF频率移动，以折衷直流偏移抑制和像频干扰抑制。

对于低通滤波器： $\frac{y}{x}=\frac{\mathrm{Gain}}{1+j\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_0}},$ 其中ω₀是转角频率。

对于带通滤波器： $\frac{y}{x}=\frac{\mathrm{Gain}}{1+j\frac{(\mathrm{\ω}-{\mathrm{\ω}}_c)}{{\mathrm{\ω}}_0}},$ 其中ω_c是中心频率。

因此，对于信道选择滤波器的等效电路420(图4B)：

$\frac{y}{x}=\frac{1}{j\frac{W}{W_0}+1-j2Q}=\frac{1}{1+j(\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_0}-2Q)}=\frac{1}{1+j\frac{\mathrm{\ω}-2Q{\mathrm{\ω}}_0}{{\mathrm{\ω}}_0}}=\frac{1}{1+j\frac{\mathrm{\ω}-{\mathrm{\ω}}_c}{{\mathrm{\ω}}_0}};$

因此，

${\mathrm{\ω}}_0=\frac{1}{R_{f}C}$

${\mathrm{\ω}}_c=\frac{1}{R_{x}C}$

$Q=\frac{{\mathrm{\ω}}_c}{2{\mathrm{\ω}}_0}$

图4A和图4B分别为信道选择滤波器400(如带通滤波器230和235)及其等效电路的示意图。该滤波器400是一个有源RC滤波器，能够达到高的动态范围。该滤波器400包括两个交叉耦合的低通滤波器，这两个交叉耦合低通滤波器具有交叉耦合的可变电阻器410，其中每一个可变电阻器具有阻抗Rx。从上面得知，Rx的改变将使带通滤波器的IF频率升高或降低。特别是，该滤波器400的IF频率与Rx成反比变化。

在滤波器400工作过程中，电阻器410设定为初始默认值的滤波器400对信号进行滤波。该滤波信号然后传递到测量电路285和290，后者对像频干扰抑制和直流偏移抑制进行测量。该电路285和290提供反馈到电阻器410，然后调整阻值，并再次滤波和重复测量。重复这个过程直到在直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷(例如，其中像频干扰抑制达到最小设定的要求，且直流偏移抑制在可接受的公差内)。

图5A和5B分别是移动信道选择滤波器(例如，带通滤波器230和235)的IF频率，以克服直流偏移抑制和像频干扰抑制的示意图500A和500B。在滤波器400的工作过程中，向上移动滤波器400的IF频率，以改善直流偏移抑制(如图5A所示)；向下移动IF频率，以改善像频干扰抑制(如图5B所示)，直到两者达到折衷。

图6是根据本发明的实施例，选择IF频率的方法的流程图。IF接收部分200可以执行该方法600。首先，在步骤610，通过改变电阻器410的阻值调整IF中心频率。然后在步骤620，利用已调整频率的带通滤波器对接收信号进行滤波。之后，进行步骤630、640，测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制。接下来，在步骤650，确定测量值是否在指定的公差内(例如，直流偏移抑制在可接受的公差内，并且像频干扰抑制达到最小预定的需求)。如果测量值在公差内，该方法600结束。否则，再次调整中心频率(步骤610)并重复方法600。

上面描述的本发明的实施例仅仅是作为例子，并且通过上述的教导，可以得到对上述例子和方法的其他的变形和修改。本发明的元件可以使用程控通用数字计算机、专用集成电路、或常规的元件和电路互连成的网络来实现。连接可以是有线的、无线的、调制解调等。这里描述的实施例并不作为了穷举或限制。本发明仅受限于权利要求书中所列的权利要求。

Claims (10)

1、一种方法，包括：

使用带通滤波器对信号进行滤波；

测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制；以及

调整带通滤波器的中心频率。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，该带通滤波器包括两个交叉耦合低通滤波器。

3、根据权利要求2所述的方法，其中，该交叉耦合包括交叉耦合的可变电阻器。

4、根据权利要求3所述的方法，其中，该调整通过改变该交叉耦合的可变电阻器的阻值来完成。

5、根据权利要求1所述的方法，其中，重复该滤波、测量和调整步骤，直到直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷。

6、根据权利要求5所述的方法，其中，所述直流偏移抑制和像频干扰抑制之间达到折衷包括：直流偏移抑制在可接受的公差内、且像频干扰抑制满足最小预定的要求。

7、一种***，包括：

用于对信号进行滤波的装置；

用于测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制的装置；以及

用于调整用于滤波的装置的中心频率的装置。

8、一种***，包括：

能够对接收到的信号进行滤波且具有可调整中心频率的带通滤波器；以及

至少一个测量电路，该电路与该滤波器通信连接，能够测量滤波信号的像频干扰抑制和直流偏移抑制。

9、根据权利要求8所述的***，其中，该带通滤波器包括两个交叉耦合低通滤波器。

10、根据权利要求9所述的***，其中，该交叉耦合包括交叉耦合的可变电阻器。

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