CN101166038A - 多相滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够消除应用于移动通信终端的、具有低中频结构的陆地数字多媒体广播接收器的虚量频率的多相滤波器和具有该多相滤波器的接收器。多相滤波器包括：校准控制模块，其用于响应包括用于改变多相滤波器的特性并保持改变值的指令的控制信号，产生决定滤波器的电特性的第一滤波器特性控制信号和第二滤波器特性控制信号；以及多相滤波器模块，其用于响应第一滤波器特性控制信号和第二滤波器特性控制信号，对相互间具有不同相位的多个输入信号进行过滤。因此，多相滤波器具有不受制造工艺和温度变化影响的固定电特性以及高性能的虚量抑制功能的优点。

Description

多相滤波器

技术领域

本发明涉及应用于移动通信终端(如手机)的、具有低中频结构的陆地数字多媒体广播接收器的多相滤波器，特别涉及能够保持预期电特性值、而不受制造工艺或温度改变影响的多相滤波器。

背景技术

以下参照图1描述应用于低IF(intermediate frequency，中频)结构的接收器的传统多相滤波器。

图1为传统低中频接收器的电路图。

参照图1，传统的低中频接收器100包括天线110、放大器120、压控振荡器170、分配器160、混频单元130、虚量抑制信道滤波器140和中频放大器150。

天线110接收射频(RF)信号。

放大器120使由天线110接收的射频信号的噪声降到最小，并对射频信号进行放大。在某些情况下，射频信号是通过控制放大增益的值而被放大的。

压控振荡器170产生具有预定频率的振荡频率信号。

分配器160分配振荡频率信号，从而产生多个局部(local)振荡频率信号，这些局部振荡频率信号将被用于与放大的射频信号进行频率合成。

混频单元130包括第一混频器131和第二混频器132。第一混频器131将放大器120的输出信号与第一局部振荡频率信号进行混频，其中，第一局部振荡频率信号包括由分配器160产生，并具有180°的相差的两个信号。第二混频器132将放大器120的输出信号与第二局部振荡频率信号进行混频，其中，第二局部振荡频率信号包括由分配器160产生，并且比第一局部振荡频率信号的两个信号的相位延迟90°的两个信号。

虚量抑制信道滤波器140抑制混频单元130输出的中频信号中的虚量成分。抑制了虚量成分的中频信号通过中频放大器150输出。

低中频接收器的作用是将射频信号转换为中频信号。在这里，除了预期的实量成分，中频信号还包括虚量成分，所以为了在之后的操作中进行精确的信号处理，低中频接收器需要具有抑制虚量成分的功能。为了完成抑制虚量成分的功能，混频单元130利用了两个混频器131和132，并控制包括I通道和Q通道的两个通道的相位，其中第一混频器131的输出信号传输通过I通道，第二混频器132的输出信号传输通过Q通道。在这里，通过预期的实量成分，而I通道中的虚量成分的相位与Q通道中的虚量成分的相位相反而相互抵消。抑制虚量成分的功能由虚量抑制信道滤波器140完成。

然而，多相处理滤波器电路通常包括电阻器和电容器。当多相处理电路以集成电路(IC)实现时，电阻器和电容器可容易地实现。然而，电阻器的电阻和电容器的电容分别具有30％和10％的工艺变化。当电阻器的电阻和电容器的电容改变时，滤波器的频率特性也将改变。除了工艺变化，当IC的温度或包括IC的系统的温度改变时，电阻器的电阻和电容器的电容也将改变。如上所述，为了遏制滤波器的频率特性发生改变(如环境的改变和工艺变化)，提出了设计多级多相滤波器的方案。

然而，为了设计多级多相滤波器，需要设定很大的频率范围，从而覆盖实际需要的频率范围，这将导致面积的增大。

发明内容

本发明提供了一种多相滤波器，其具有固定的频率特性，而不受制造工艺或温度改变的影响。

本发明还提供了一种接收器，其具有固定的电学特性，而不受制造工艺或温度改变的影响。

根据本发明的一个方面，提供了一种多相滤波器，包括校准控制模块和多相滤波器模块。校准控制模块210响应第一控制信号CON1和第二控制信号CON2，产生用于决定所述滤波器的电特性的第一滤波器特性控制信号R_cal和第二滤波器特性控制信号C_cal。多相滤波器模块240响应所述第一滤波器特性控制信号R_cal和所述第二滤波器特性控制信号C_cal，对相互间具有不同相位的多个输入信号进行过滤。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用具有校准控制模块和多相滤波器模块的多相滤波器的接收器。

附图说明

以下将参照附图，通过对本发明的示例性实施方式进行详细地描述，从而明确地阐述本发明的上述特性和优点以及其他特性和优点，其中：

图1为传统低中频接收器的电路图；

图2为根据本发明的多相滤波器的示意图；以及

图3为示出了根据本发明的多相滤波器电路的具体结构的电路图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。

图2为根据本发明的多相滤波器的示意图。

参照图2，根据本发明的多相滤波器包括校准控制模块210和多相滤波器模块240。

校准控制模块210包括第一控制信号发生器220和第二控制信号发生器230。第一控制信号发生器220响应第一控制信号CON1，产生第一滤波器特性控制信号R_cal，用以控制包含于多相滤波器模块240中的至少一个第一类型装置的值。第二控制信号发生器230响应第二控制信号CON2，产生第二滤波器特性控制信号C_cal，用以控制包含于多相滤波器模块240中的至少一个第二类型装置的值。

多相滤波器模块240包括一个或多个多相滤波器电路250-270。

第一多相滤波器电路250响应第一和第二滤波器特性控制信号R_cal和C_cal，对相互间具有不同相位的四个输入信号IP0、QP0、IM0和QM0进行过滤，并将经过过滤的四个信号传输至第二多相滤波器电路260。重复上述操作，从而使作为最后一个多相滤波器电路的第三多相滤波器电路270产生预期的信号IPK、QPK、IMK和QMK。

图3为示出了根据本发明的多相滤波器电路250的具体结构的电路图。

参照图3，根据本发明的多相滤波器电路250包括与相互间相差90°相位的第一至第四输入信号IP0、QP0、IM0和QM0相对应的多个相位滤波器310-340。

第一相位滤波器310响应第一和第二滤波器特性控制信号R_cal和C_cal，基于第二输入信号QP0对第一输入信号IP0进行过滤。第二相位滤波器320响应第一和第二滤波器特性控制信号R_cal和C_cal，基于第三输入信号IM0对第二输入信号QP0进行过滤。第三相位滤波器330响应第一和第二滤波器特性控制信号R_cal和C_cal，基于第四输入信号QM0对第三输入信号IM0进行过滤。第四相位滤波器340响应第一和第二滤波器特性控制信号R_cal和C_cal，基于第一输入信号IP0对第四输入信号QM0进行过滤。

第一至第四相位滤波器310-340均为包含可变电阻器和可变电容器的电阻电容(RC)滤波器。第一滤波器特性控制信号R_cal决定了可变电阻器的电阻，第二滤波器特性控制信号C_cal决定了可变电容器的电容。

第一相位滤波器310包括第一可变电阻器R1和第一可变电容器C1。第一可变电阻器R1的一端连接至第一输入信号IP0，其另一端产生第一输出信号IP1。第一可变电容器C1的一端连接至第一可变电阻器R1产生第一输出信号IP1的一端，第一可变电容器C1的另一端连接至第二输入信号QP0。

第二相位滤波器320包括第二可变电阻器R2和第二可变电容器C2。第二可变电阻器R2的一端连接至第二输入信号QP0，其另一端产生第二输出信号QP1。第二可变电容器C2的一端连接至第二可变电阻器R2产生第二输出信号QP1的一端，第二可变电容器C2的另一端连接至第三输入信号IM0。

第三相位滤波器330包括第三可变电阻器R3和第三可变电容器C3。第三可变电阻器R3的一端连接至第三输入信号IM0，其另一端产生第三输出信号IM1。第三可变电容器C3的一端连接至第三可变电阻器R3产生第三输出信号IM1的一端，第三可变电容器C3的另一端连接至第四输入信号QM0。

第四相位滤波器340包括第四可变电阻器R4和第四可变电容器C4。第四可变电阻器R4的一端连接至第四输入信号QM0，其另一端产生第四输出信号QM1。第四可变电容器C4的一端连接至第四可变电阻器R4产生第四输出信号QM1的一端，第四可变电容器C4的另一端连接至第一输入信号IP0。

如上所述，第一至第四相位滤波器310-340均为包括可变电阻器和可变电容器的RC滤波器。多相滤波器电路250中的电阻器和电容器可被设计为通过校准控制模块210控制和调节电阻和电容，具有在不受工艺参数影响的情况下，在预期频带内抑制虚量成分的功能。

如上所述，根据本发明的多相滤波器具有不受制造工艺和温度的改变影响的固定频率特性，从而使该多相滤波器具有高性能的虚量抑制功能和显著降低芯片变异(chip variation)的优点。

此外，多相滤波器的虚量频率为不受制造工艺改变影响的恒量，从而无需额外的级，减小模片区(die area)，可防止信号衰减超过预定的水平，减少了缓冲端(buffer end)，以及相对地减少了功率消耗。

虽然已结合本发明的示例性实施方式对本发明进行了详细地说明和描述，但对于本领域技术人员而言，在不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对本发明进行各种形式和细节上的变化是可以理解的。

Claims (9)

1.一种多相滤波器，包括：

校准控制模块(210)，响应第一控制信号(CON1)和第二控制信号(CON2)，产生用于决定所述滤波器的电特性的第一滤波器特性控制信号(R_cal)和第二滤波器特性控制信号(C_cal)；以及

多相滤波器模块(240)，响应所述第一滤波器特性控制信号(R_cal)和所述第二滤波器特性控制信号(C_cal)，对相互间具有不同相位的多个输入信号进行过滤。

2.如权利要求1所述的多相滤波器，其中

所述多相滤波器模块(240)包括多个第一类型装置和多个第二类型装置，

所述校准控制模块(210)包括：

第一控制信号发生器(220)，产生所述第一滤波器特性控制信号(R_cal)；以及

第二控制信号发生器(230)，产生所述第二滤波器特性控制信号(C_cal)，并且

所述第一滤波器特性控制信号(R_cal)控制所述第一类型装置的值，所述第二滤波器特性控制信号(C_cal)控制所述第二类型装置的值。

3.如权利要求1所述的多相滤波器，其中所述多相滤波器模块(240)包括至少一个多相滤波器电路(250)，所述多相滤波器电路响应所述第一滤波器特性控制信号(R_cal)和所述第二滤波器特性控制信号(C_cal)，对相互间具有不同相位的多个输入信号进行过滤。

4.如权利要求3所述的多相滤波器，其中

所述多相滤波器电路(250)包括与所述多个输入信号相对应的多个相位滤波器(310-340)，并且

所述多个输入信号为相互间相差90°相位的第一至第四输入信号。

5.如权利要求4所述的多相滤波器，其中

所述多个相位滤波器(310-340)包括：

第一相位滤波器(310)，基于所述第二输入信号(QP0)对所述第一输入信号(IP0)进行过滤；

第二相位滤波器(320)，基于所述第三输入信号(IM0)对所述第二输入信号(QP0)进行过滤；

第三相位滤波器(330)，基于所述第四输入信号(QM0)对所述第三输入信号(IM0)进行过滤；以及

第四相位滤波器(340)，基于所述第一输入信号(IP0)对所述第四输入信号(QM0)进行过滤；并且

四个所述相位滤波器的滤波器特性由所述第一滤波器特性控制信号(R_cal)和所述第二滤波器特性控制信号(C_cal)控制。

6.如权利要求5所述的多相滤波器，其中

所述第一至第四相位滤波器(310-340)均包括所述第一类型装置和所述第二类型装置，

所述第一类型装置为可变电阻器，所述可变电阻器具有由所述第一滤波器特性控制信号(R_cal)决定的电阻，并且

所述第二类型装置为可变电容器，所述可变电容器具有由所述第二滤波器特性控制信号(C_cal)决定的电容。

7.如权利要求6所述的多相滤波器，其中

所述第一相位滤波器(310)包括第一可变电阻器(R1)和第一可变电容器(C1)，所述第一可变电阻器具有连接至所述第一输入信号(IP0)的一端和产生第一输出信号(IP1)的另一端，所述第一可变电容器具有连接至所述第一可变电阻器(R1)的所述另一端的一端和连接至所述第二输入信号(QP0)的另一端；

所述第二相位滤波器(320)包括第二可变电阻器(R2)和第二可变电容器(C2)，所述第二可变电阻器具有连接至所述第二输入信号(QP0)的一端和产生第二输出信号(QP1)的另一端，所述第二可变电容器具有连接至所述第二可变电阻器(R2)的所述另一端的一端和连接至所述第三输入信号(IM0)的另一端；

所述第三相位滤波器(330)包括第三可变电阻器(R3)和第三可变电容器(C3)，所述第三可变电阻器具有连接至所述第三输入信号(IM0)的一端和产生第三输出信号(IM1)的另一端，所述第三可变电容器具有连接至所述第三可变电阻器(R3)的所述另一端的一端和连接至所述第四输入信号(QM0)的另一端；并且

所述第四相位滤波器(340)包括第四可变电阻器(R4)和第四可变电容器(C4)，所述第四可变电阻器具有连接至所述第四输入信号(QM0)的一端和产生第四输出信号(QM1)的另一端，所述第四可变电容器具有连接至所述第四可变电阻器(R4)的所述另一端的一端和连接至所述第一输入信号(IP0)的另一端。

8.如权利要求1所述的多相滤波器，其中所述第一控制信号和所述第二控制信号包括用于改变所述多相滤波器的特性和保持改变后的值的指令。

9.一种用于将射频信号转换为中频信号的接收器，其利用如权利要求1所述的多相滤波器，从而抑制来自于被接收的射频信号的虚量成分。

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