CN101345537A - 可实现本振泄漏校准的射频发射机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可实现本振泄漏校准的射频发射机，在分频器和输入缓冲器中分别加入一系列偏置电流源及用作开关的晶体管。其中加入到分频器中的偏置电流源及开关晶体管，可以用于调节本振信号的占空比，从而调整本振信号的相位以弥补由于制程变化而造成的相位失配；而加入到输入缓冲器中的偏置电流源及开关晶体管，可以用于调整输出差分信号的幅度，从而减小制程变化所引入的幅度失配。因此，实现了对输出调制信号的幅度和相位失配进行弥补的作用，从而改善了发射机镜像抑制与本振泄漏性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频发射机，尤其涉及一种可实现本振泄漏校准的射频发射机。
背景技术
对低成本的射频收发机的需求推动无线工业领域的技术进步。获取低成本的无线收发机的解决方案之一是用高度集成的电路取代昂贵的外部元件。因此在射频发射机中常用低中频(Low IF)结构或直接调制(directmodulation)结构。然而这两种结构都存在一个共同的严重问题，就是本振泄漏(LO Leakage)的问题。
在直接调制结构中，由于本振信号和调制信号的频率相同，从而使得本振泄漏将直接出现在载波频带，严重的破坏传输信号的质量，降低误差矢量幅度(EVM)和邻近信道功率比(ACPR)方面的性能。
而对于低中频结构，由于，如图1所示，镜频信号频率fIM与调制信号频率fRF(即发射机应输出的载波信号的频率)之间的间距只有2fBB(fBB为输入基带信号频率)，而在低中频结构中输入基带信号的频率通常只有几百KHz，所以输出镜频信号与调制信号间的频差也只有几百KHz，也就是说镜频信号频率与本振泄漏信号频率非常接近载波信号频率，从而也容易对对信号的质量造成影响。
为了抑制低中频结构射频发射机中的镜频信号与本振泄漏信号，现在常用的一种解决方法是：在射频发射机中采用一个双平衡的Gilber结构混频器来调制信号。图2所示即为采用双平衡混频器来调制信号的射频发射机的结构示意图，其工作原理是：由压控振荡器(VCO)产生一个2*fLO频率的信号，然后经一个分频器进行2分频后产生一对正交本振信号；正交输入基带信号则首先经输入缓冲器进行放大，再与所述正交本振信号在双平衡混频器中进行混频，从而产生一对差分射频信号。如果如上所述的射频发射机电路完全对称，则镜频信号与泄漏的本振信号可以被完全地去除。但是，由于半导体器件本身工艺制作的限制，电路器件失配、版图失配以及工艺制程失配等各种问题在所难免，致使所输出的调制信号存在幅度与相位的失配，从而降低了该电路对镜频信号与本振泄漏信号的抑制程度。图3a和图3b分别为现有技术中，所述采用双平衡混频器来调制信号的射频发射机中分频器和输入缓冲器的结构示意图，其中，图3a中的晶体管Q3、Q4、Q5以及Q6，电阻R1、R2、R3和R4之间的任何失配都会导致正交信号间的幅度和相位失配；同样，图3b中，晶体管Q7、Q8、Q9和Q10、Q11，及电阻R5和R6间的任何失配也都会导致中频信号间幅度与相位的失配，从而恶化镜像抑制及本振泄漏抑制方面的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现本振泄漏校准的射频发射机，可以弥补采用双平衡混频器来调制信号的射频发射机中由于工艺制程造成的电路器件失配、版图失配等问题所引起的输出调制信号的幅度和相位的失配，从而改善发射机抑制镜像信号和本振泄漏性能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种可实现本振泄漏校准的射频发射机，包括：分频器、输入缓冲器和双平衡混频器；其中，所述分频器由两个锁存器实现，每个锁存器均为由一个带负反馈环路的主从触发器构成；所述输入缓冲器包括晶体管Q9和Q10组成的差分电路，电流尾管Q7和Q8及晶体管Q11和多个电阻；
在所述分频器中，在电源Vcc与负向偏置电压VBN之间还并联有多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路(IR11，b11)、(IR12，b12)…(IR1n，b1n)；在电源Vcc与正向偏置电压VBP之间也并联有多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路(IR21，b21)、(IR22，b22)…(IR2n，b2n)；
在所述输入缓冲器中，在所述晶体管Q7的集电极与电源Vcc之间还并联有多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路(IR31，b31)、(IR32，b32)…(IR3n，b3n)；在所述晶体管Q8的集电极与电源Vcc之间也并联有多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路(IR41，b41)、(IR42，b42)…(IR4n，b4n)。
本发明由于采用了上述技术方案，具有这样的有益效果，即通过在分频器和输入缓冲器中分别加入一系列偏置电流源及用作开关的晶体管，其中加入到分频器中的偏置电流源及开关晶体管，可以用于调节本振信号的占空比，从而调整本振信号的相位以弥补由于制程变化而造成的相位失配；而加入到输入缓冲器中的偏置电流源及开关晶体管，可以用于调整输出差分信号的幅度，从而减小制程变化所引入的幅度失配；因此，实现了对输出调制信号的幅度和相位失配进行弥补的作用，从而改善了发射机镜像抑制与本振泄漏性能。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为一般低频发射机的频率分配示意图；
图2为采用双平衡混频器来调制信号的射频发射机的结构示意图；
图3a为图2所述射频发射机中现在常用的分频器的电路结构图；
图3b为图2所述射频发射机中现在常用的输入缓冲器的电路结构图；
图4a为根据本发明一个实施例的分频器的电路结构图；
图4b为根据本发明一个实施例的输入缓冲器的电路结构图。
具体实施方式
如图4a和图4b所示，本发明所述射频发射机通过分别在分频器和输入缓冲器中添加了本振泄漏校准电路，从而实现本振泄漏校准和镜像电流抑制的。
分频器的2分频电路一般由两个锁存器实现，其中每个锁存器均为由一个带负反馈环路的主从触发器构成；其中第一锁存器为由晶体管Q1、Q3、Q4和电阻R1、R2组成的主从触发器；第二锁存器为由晶体管Q2、Q5、Q6和电阻R3、R4组成的主从触发器。一全差分振荡器产生一对占空比为50％的本振信号时钟(CKP与CKN)，该对时钟信号用于驱动分频器以获得准确的正交信号，任何对于50％占空比的偏移以及两个锁存器间的失配都会导致输出正交信号相位失衡。因此，在一个实施例中，如图5所示，在本发明中，在分频器的电源Vcc与负向偏置电压VBN之间，再并联多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路，如图4a中的(IR11，b11)、(IR12，b12)…(IR1n，b1n)；在电源Vcc与正向偏置电压VBP之间，也再并联多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路，如图4a中的(IR21，b21)、(IR22，b22)…(IR2n，b2n)；其中所述开关b11、b12…b1n及b21、b22…b2n可以由晶体管构成，而各电流源IR11、IR12…IR1n及IR21、IR22…IR2n的电流分配比例则取决于射频发射机的具体应用要求。例如，在一个实施例中，为了满足数字控制的定义，IR11到IR1n及IR21到IR2n各支路电流的大小比例通常按权重为2的比例增大，即比例为1∶2∶4∶8∶16…。这样，通过通断开关管b11、b12…b1n和b21、b22…b2n，就可以分别调整晶体管Q1和Q2的偏置电流，从而调整占空比以补偿由于占空比偏移以及器件失配造成的相位失衡。
在一个实施例中，如图4b所示，本发明所述输入缓冲器包括晶体管Q9和Q10组成的差分电路，电流尾管Q7和Q8及晶体管Q11和多个电阻，其中晶体管Q9的发射极与晶体管Q10的发射极之间串接有两个电阻R7及一开关k2；在晶体管Q7的集电极和晶体管Q8的集电极之间串接有两个电阻R8及一开关k1，并且晶体管Q9的发射极与晶体管Q7的集电极连接在一起，晶体管Q10的发射极与晶体管Q8的集电极也连接在一起；而晶体管Q9的集电极则通过电阻R5连接电源Vcc，其基极则用于接收相位为0°或90°的基波输入信号(正半周期)；而晶体管Q10的集电极则通过电阻R6连接电源Vcc，其基极也用于接收相位为0°或90°的基波输入信号(负半周期)。由于晶体管Q7、Q8、Q9以及Q10、Q11之间，电阻R5和R6之间的任何失配，都会导致输出信号幅度和相位失配，因此需对该情况进行弥补。在一个实施例中，所述弥补方法是：在晶体管Q7的集电极与电源Vcc之间再并联多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路，如该图4b中的(IR31，b31)、(IR32，b32)…(IR3n，b3n)；在晶体管Q8的集电极与电源Vcc之间也再并联多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路，如该图4b中的(IR41，b41)、(IR42，b42)…(IR4n，b4n)；其中所述开关b31、b32…b3n及b41、b42…b4n可以由晶体管构成，而各电流源IR31、IR32…IR3n及IR41、IR42…IR4n的电流分配比例则取决于具体应用。例如，在一个实施例中，为了满足数字控制的定义，IR11到IR1n及IR21到IR2n各支路电流的大小比例通常按权重为2的比例增大，即比例为1∶2∶4∶8∶16…。这样通过调节通断开关管b31、b32…b3n和b41、b42…b4n，就可以分别调整该输入缓冲器差分支路的偏置电流--即通过Q7和Q8支路的电流，从而可以调整输出差分信号的幅度，从而减小制程变化引入的幅度失配。
因此，综上所述，本发明所述本振泄漏校准电路通过调整2分频电路的偏置电流，可以调节本振信号的占空比，从而调整本振信号的相位以弥补由于制程变化而造成的相位失配；通过调整输入缓冲差分支路的偏置电流，可以调整输出差分信号的幅度，从而减小制程变化引入的幅度失配，这两种调整机制是互相独立的，可以由此获得一个准确的正交信号，从而改善发射机的镜象抑制与本振泄漏性能。
本发明可应用于含有数字控制位的任何低中频与直接调制结构的发射机。数字控制位可由寄存器输出或内在校准机制产生。
Claims (3)
1、一种可实现本振泄漏校准的射频发射机，包括：分频器、输入缓冲器和双平衡混频器；其中，所述分频器由两个锁存器实现，每个锁存器均由一个带负反馈环路的主从触发器构成；所述输入缓冲器包括晶体管Q9和Q10组成的差分电路，电流尾管Q7和Q8及晶体管Q11和多个电阻；
其特征在于：
在所述分频器中，在电源Vcc与负向偏置电压VBN之间还并联有多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路(IR11，b11)、(IR12，b12)…(IR1n，b1n)；在电源Vcc与正向偏置电压VBP之间也并联有多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路(IR21，b21)、(IR22，b22)…(IR2n，b2n)；
在所述输入缓冲器中，在所述晶体管Q7的集电极与电源Vcc之间还并联有多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路(IR31，b31)、(IR32，b32)…(IR3n，b3n)；在所述晶体管Q8的集电极与电源Vcc之间也并联有多路由电流源和开关串联而成的电流偏置电路(IR41，b41)、(IR42，b42)…(IR4n，b4n)。
2、根据权利要求1所述的可实现本振泄漏校准的射频发射机，其特征在于，所述开关b11、b12…b1n及b21、b22…b2n由晶体管构成，而各电流源IR11、IR12…IR1n及IR21、IR22…IR2n的电流分配比例则取决于射频发射机的应用要求。
3、根据权利要求1或2所述的可实现本振泄漏校准的射频发射机，其特征在于，所述开关b31、b32…b3n及b41、b42…b4n由晶体管构成，而各电流源IR31、IR32…IR3n及IR41、IR42…IR4n的电流分配比例则取决于射频发射机的应用要求。
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|---|---|
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012136093A1 (zh) * | 2011-04-02 | 2012-10-11 | 华为技术有限公司 | 混频电路和混频电路中抑制本振泄露的方法 |
| US8536926B2 (en) | 2010-11-30 | 2013-09-17 | Nxp B.V. | Gilbert mixer |
| CN103762945A (zh) * | 2014-01-20 | 2014-04-30 | 复旦大学 | 一种相位可调的精确正交压控振荡器电路 |
| CN104811212A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-29 | 上海工程技术大学 | 一种基于相位控制器的outphase功放发射机 |
| CN107425862A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-12-01 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 一种rf芯片本振镜像自动校准方法 |
| CN107579711A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-01-12 | 杭州暖芯迦电子科技有限公司 | 一种用于吉尔伯特单元混频器的电路 |
| WO2018121111A1 (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 中兴通讯股份有限公司 | 消除本振泄漏的装置及方法 |
| CN111490801A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 上海川土微电子有限公司 | 一种镜像抑制比可调节的射频接收机架构 |
| CN112305321A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-02-02 | 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 | 一种awg直流信号振幅稳定度调试系统及方法 |
| CN115840215A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-24 | 宁波飞芯电子科技有限公司 | 探测方法和探测设备 |
-
2007
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8536926B2 (en) | 2010-11-30 | 2013-09-17 | Nxp B.V. | Gilbert mixer |
| WO2012136093A1 (zh) * | 2011-04-02 | 2012-10-11 | 华为技术有限公司 | 混频电路和混频电路中抑制本振泄露的方法 |
| US8947151B2 (en) | 2011-04-02 | 2015-02-03 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Frequency mixing circuit and method for suppressing local oscillation leakage in frequency mixing circuit |
| CN103762945A (zh) * | 2014-01-20 | 2014-04-30 | 复旦大学 | 一种相位可调的精确正交压控振荡器电路 |
| CN104811212B (zh) * | 2015-03-23 | 2017-12-29 | 上海工程技术大学 | 一种基于相位控制器的outphase功放发射机 |
| CN104811212A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-29 | 上海工程技术大学 | 一种基于相位控制器的outphase功放发射机 |
| WO2018121111A1 (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 中兴通讯股份有限公司 | 消除本振泄漏的装置及方法 |
| CN107425862A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-12-01 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 一种rf芯片本振镜像自动校准方法 |
| CN107425862B (zh) * | 2017-07-25 | 2019-12-10 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 一种rf芯片本振镜像自动校准方法 |
| CN107579711A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-01-12 | 杭州暖芯迦电子科技有限公司 | 一种用于吉尔伯特单元混频器的电路 |
| CN111490801A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 上海川土微电子有限公司 | 一种镜像抑制比可调节的射频接收机架构 |
| CN112305321A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-02-02 | 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 | 一种awg直流信号振幅稳定度调试系统及方法 |
| CN115840215A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-24 | 宁波飞芯电子科技有限公司 | 探测方法和探测设备 |
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