CN101373980A - 无线接收机及直流失调电压的消除方法 - Google Patents
无线接收机及直流失调电压的消除方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101373980A CN101373980A CNA2007100940407A CN200710094040A CN101373980A CN 101373980 A CN101373980 A CN 101373980A CN A2007100940407 A CNA2007100940407 A CN A2007100940407A CN 200710094040 A CN200710094040 A CN 200710094040A CN 101373980 A CN101373980 A CN 101373980A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- analog
- digital
- signal
- offset voltage
- digital converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
本发明公开了一种无线接收机，包括主信号通道上设置增益放大器，和另一路反馈通道依次连接的模数转换器、DSP及数模转换器。本发明还公开了一种直流失调电压的消除方法，主信号经过主通道上的增益放大器放大，反馈通道上的模数转换器检测增益放大器输出的直流失调电压包括1/f噪声的大小，转换为数字信号，DSP将模数转换器转换后的数字信号进行低通滤波，并计算实际大小的数字信号，数模转换器将经过DSP滤波和计算后的数字信号转换为反馈模拟信号，与主信号的直流失调电压及1/f噪声抵消。本发明采用动态反馈的方法，动态、精确地测量直流失调电压和1/f噪声的大小，并随时进行实时消除，保证无线接收机的正确解调。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线接收机。本发明还涉及一种利用无线接收机的直流失调电压的消除方法。
背景技术
在现代无线通信收发集成电路中，需要将传输数据的信号从高频率变换到低频率以方便解调，这往往采用一个下变频混频器来实现，具体的说就是通过采用一个频率与无线接收信号频率相同或相近的本振信号与无线接收信号进行混频，得到零中频(Zero-IF)或低中频(Low-IF)的信号以便做解调。
一般来说，下变频到零中频是更为简单的方法，但是相比与低中频的方案，前者有一个最大的缺点，就是通过下混频，得到的零中频信号里面往往会存在一定大小的直流(DC)信号，称为直流失调电压(DC offset)。另外这个零中频信号里面还包含有1/f噪声。这个直流信号以及1/f噪声大到一定程度会严重影响有用信号的质量，导致无法正确解调接收到的信号，以至于影响通信的正常进行。因此，消除这个直流信号以及1/f噪声对于零中频的无线接收机来说是非常必须的。
其中，1/f噪声是一直存在的，其大小具有统计学特性。而直流失调电压既可能是静态的，即不随着接收信号而变化，但也可能是动态的，即随着接收信号的变化而变化的。前者在处理的时候比较容易，而后者处理就比较困难。
现有的两种常见解决方案如图1a和图1b所示。图1a的方案中，在增益放大器之后的主信号通路上直接加一个高通滤波器(high passfilter)来消除直流失调电压，这种方案的缺点是滤波器的带宽比较难控制，带宽比较窄，实现起来需要很大的滤波电容，而集成电路片上实现大电容会花比较大的面积，因此成本也比较高；另一方面，这种方法只适合于消除静态直流失调电压，由于其带宽很窄，所以消除动态直流失调电压时效果不明显。图1b的方案中，采用反馈的方法在反馈通路上增加一个低通滤波器(low pass filter)来消除直流失调电压来，其等效于在信号主通路上有一个高通滤波器，虽然实现的可能性更大，但是这种方法的实现也有与第一种方法类似缺点，主要是因为带宽要做的很窄，消除静态直流失调有一定效果。但是对动态直流失调电压，因为带宽太窄，响应时间比较长，所以效果也不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无线接收机，它可以消除静态和动态的直流失调电压。为此，本发明还要提供一种直流失调电压的消除方法。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种无线接收机，包括：
主信号通道上设置增益放大器，用于将主信号的增益放大；
另一路与所述主信号通道并行的反馈通道依次连接：∑-Δ模数转换器、DSP及数模转换器；
∑-Δ模数转换器，用于将增益放大器的输出信号的直流部分和非常低频的部分由模拟信号转换为数字信号；DSP包括数字低通滤波器，用于将∑-Δ模数转换器输出的数字信号进行滤波及计算；数模转换器用于将DSP输出的经过滤波及计算后的数字信号转换为模拟信号，并将该模拟信号反馈回增益放大器的输入端。
同时本发明还提供了一种利用上述无线接收机的直流失调电压的消除方法，主信号经过主通道上的增益放大器放大，反馈通道上的∑-Δ模数转换器检测增益放大器输出的直流失调电压以及1/f噪声，并把它们转换为数字信号，DSP将∑-Δ模数转换器转换后的数字信号进行低通滤波，并计算出直流失调电压和1/f噪声的实际大小，数模转换器将经过DSP滤波和计算后的数字信号转换为反馈模拟信号，该反馈模拟信号与主信号中的直流失调电压及1/f噪声相减抵消。
本发明在消除直流失调电压的过程中，采用动态反馈的方法，即，反馈通道与主信号通道同时工作，在反馈通道中采用模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)来动态、精确地测量直流失调电压和1/f噪声的大小，并随时进行实时消除，保证无线接收机正常工作时对主信号的正确解调。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是现有接收机消除直流失调电压的原理图；
图2是本发明的无线接收机及其消除直流失调电压的原理图；
图3是本发明的∑-Δ模数转换器的电路图。
如图2所示，本发明的无线接收机包括：在主信号通道上设置增益放大器，在另一路与所述主信号通道并行的反馈通道依次连接：∑-Δ模数转换器、数字信号处理单元(DSP)及数模转换器。
如图2，输入信号经过主通道上的增益放大器放大，反馈通道上的∑-Δ模数转换器检测增益放大器输出的直流失调电压包括1/f噪声的大小，转换为数字信号，DSP将∑-Δ模数转换器转换后的数字信号进行低通滤波，并计算实际大小的直流失调电压和1/f噪声的数字信号，数模转换器将经过DSP滤波和计算后的数字信号转换为反馈模拟信号，所述的反馈模拟信号与所述的主信号的直流失调电压及1/f噪声抵消。
如图2所示，在主信号通道上，下变频后的信号通过可编程增益放大器(program gain amplifier)放大后输出，并在后级进行解调。同时在反馈通道上，∑-Δ模数转换器检测增益放大器的输出，因为∑-Δ模数转换器的带宽是很窄的，所以只检测直流和非常低频率的信号。∑-Δ模数转换器检测到的模拟信号转换为数字信号后，送给数字处理单元(DSP)进行低通滤波，一来可以滤除∑-Δ模数转换器产生的高频量化噪声，同时也滤除了主信号里面的高频率信息，从而不会对主信号的高频率信息不会有任何影响。
经过DSP的低通滤波后，可以精确地计算得到实际直流和低频信号的电压幅度大小，因此，把计算得到的这个数字信号的量送给数模转换器，数模转换器就把这个数字的量转换为一个模拟的信号，这个模拟信号的量与主信号中需要消除的直流失调电压以及1/f噪声的量是一样大小的，然后在主信号通道上减去这个量，这样输出的主信号里面就不存在直流失调电压以及1/f噪声，这样获得的主信号就是一个干净的信号，不会影响后级正确地解调。
因为在主信号正常工作的时候，∑-Δ模数转换器也一直在工作，从而∑-Δ模数转换器能够一直检测主信号里面随时出现的直流失调电压和1/f噪声的大小，并且通过反馈通道进行处理并在增益放大器的输入端进行消除，因此，这种方法是一种动态的消除方法，能够同时消除静态和动态的直流失调电压和1/f噪声。又由于∑-Δ模数转换器的带宽是非常窄的，所以不会对主信号的高频率信息产生任何影响，因此采用这种方法实现的效果对于消除直流失调电压和1/f噪声是非常有效的。
在这种方案里面，一个重要的电路是∑-Δ模数转换器的实现。如图3所示为本发明中∑-Δ模数转换器的具体电路，其中∑-Δ模数转换器的电路结构如图3所示，包括：一阶积分电路、比较器、双路转向开关及两个电流方向相反的恒流源。其中一阶积分电路又包括：一个运算放大器，其正、负输入端前分别设有输入电阻Ri，其正、负输出端分别通过并联的电阻Rf和电容Cint反馈回其正、负输入端。两个恒流源，一端接地，另一端分别通过一个双路转向开关连接运算放大器的正、负输入端。比较器的输入端分别连接运算放大器的正、负输出端，输出端通过双路转向开关连接运算放大器的正、负输入端。
模拟输入信号经过一个一阶积分器后再通过比较器产生数字输出，这个数字输出送给DSP进行滤波和计算，同时，这个数字输出通过双路转向开关反馈回来控制一个电流模实现的数模转换，连接到积分器的运放输入。输出的数字信号为1时，通过双路转向开关控制-I电流反馈回∑-Δ模数转换器的运算放大器的正输入端，控制+I电流反馈回∑-Δ模数转换器的运算放大器的负输入端；输出的数字信号为0时，通过双路转向开关控制+I电流反馈回∑-Δ模数转换器的运算放大器的正输入端，控制-I电流反馈回∑-Δ模数转换器的运算放大器的负输入端。
Claims (7)
1.一种无线接收机，其特征在于，包括：
主信号通道上设置增益放大器，用于将主信号的增益放大；
另一路与所述主信号通道并行的反馈通道依次连接：Σ-Δ模数转换器、DSP及数模转换器；
所述的Σ-Δ模数转换器，用于将所述的增益放大器的输出信号的直流部分和非常低频的部分由模拟信号转换为数字信号；
所述的DSP包括数字低通滤波器，用于将所述Σ-Δ模数转换器输出的数字信号进行滤波及计算；
所述的数模转换器用于将所述DSP输出的经过滤波及计算后的数字信号转换为模拟信号，并将该模拟信号反馈回所述的增益放大器的输入端。
2.如权利要求1所述的无线接收机，其特征在于，所述的Σ-Δ模数转换器包括：一阶积分电路、一个比较器、双路转向开关及两个电流方向相反的恒流源；
所述的一阶积分电路包括：一个运算放大器，其正、负输入端前分别设有输入电阻Ri，其正、负输出端分别通过并联的电阻Rf和电容Cint反馈回其正、负输入端；
所述的两个电流方向相反的恒流源，一端接地，另一端分别通过一个双路转向开关连接所述的运算放大器的正、负输入端；
所述的比较器，其输入端分别连接所述的运算放大器的正、负输出端，其输出端通过所述的双路转向开关连接所述的运算放大器的正、负输入端。
3.如权利要求2所述的无线接收机，其特征在于，所述的Σ-Δ模数转换器采用窄的带宽。
4.一种利用权力要求1所述无线接收机的直流失调电压的消除方法，其特征在于，主信号经过主通道上的增益放大器放大，反馈通道上的Σ-Δ模数转换器检测增益放大器输出的直流失调电压以及1/f噪声，并把它们转换为数字信号，DSP将Σ-Δ模数转换器转换后的数字信号进行低通滤波，并计算出直流失调电压和1/f噪声的实际大小，数模转换器将经过DSP滤波和计算后的数字信号转换为反馈模拟信号，所述的反馈模拟信号与所述的主信号的直流失调电压及1/f噪声相减抵消。
5.如权利要求4所述的直流失调电压的消除方法，其特征在于，所述的反馈通道上的Σ-Δ模数转换器检测增益放大器输出的直流失调电压以及1/f噪声，并把它们转换为数字信号是指，所述的增益放大器的输出信号依次经过Σ-Δ模数转换器的一阶积分电路和比较器，其直流失调电压以及1/f噪声由模拟信号转换为数字信号输出，同时，输出的数字信号为1时，通过双路转向开关控制-I电流反馈回Σ-Δ模数转换器的运算放大器的正输入端，控制+I电流反馈回Σ-Δ模数转换器的运算放大器的负输入端；输出的数字信号为0时，通过双路转向开关控制+I电流反馈回Σ-Δ模数转换器的运算放大器的正输入端，控制-I电流反馈回Σ-Δ模数转换器的运算放大器的负输入端。
6.如权利要求4所述的直流失调电压的消除方法，其特征在于，所述的主信号的直流失调电压包括静态直流失调电压和动态直流失调电压。
7.如权利要求4所述的直流失调电压的消除方法，其特征在于，所述的反馈模拟信号与所述的主信号的直流失调电压及1/f噪声大小相等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100940407A CN101373980B (zh) | 2007-08-24 | 2007-08-24 | 无线接收机及直流失调电压的消除方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100940407A CN101373980B (zh) | 2007-08-24 | 2007-08-24 | 无线接收机及直流失调电压的消除方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101373980A true CN101373980A (zh) | 2009-02-25 |
| CN101373980B CN101373980B (zh) | 2012-05-02 |
Family
ID=40447949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007100940407A Expired - Fee Related CN101373980B (zh) | 2007-08-24 | 2007-08-24 | 无线接收机及直流失调电压的消除方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101373980B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102075154A (zh) * | 2011-01-18 | 2011-05-25 | 中国科学院半导体研究所 | 一种低功耗可编程增益放大器装置 |
| CN102281038A (zh) * | 2010-03-25 | 2011-12-14 | 雅马哈株式会社 | 信号处理装置 |
| CN102577289A (zh) * | 2009-08-13 | 2012-07-11 | 卡斯寇达有限公司 | 无线接收机 |
| CN103107780A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-05-15 | 清华大学深圳研究生院 | 一种斩波放大器 |
| CN103607206A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-02-26 | 四川和芯微电子股份有限公司 | 音频数模转换电路 |
| CN103731148A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 上海英威腾工业技术有限公司 | 一种电流采样处理装置及电机驱动器 |
| CN104380609A (zh) * | 2012-06-28 | 2015-02-25 | 意法-爱立信有限公司 | 一种直流消除方法、装置、接收机、计算机程序及存储介质 |
| CN104660213A (zh) * | 2013-11-19 | 2015-05-27 | 美国亚德诺半导体公司 | 模拟有源低通滤波器 |
| CN105680810A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 放大电路、信号放大方法及传感信号处理装置 |
| CN107968667A (zh) * | 2016-10-20 | 2018-04-27 | 国民技术股份有限公司 | 一种直流失调消除电路及方法 |
| CN108365830A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-08-03 | 深圳骏通微集成电路设计有限公司 | 一种功率检测电路 |
| CN110190862A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 苏州兆凯电子有限公司 | 一种直流失调校准电路、方法及高速串行链路接收机 |
| CN111257625A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-06-09 | 淮阴工学院 | 半导体激光器功率控制中微弱电压信号检测的积分比较器 |
| CN112688565A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 三垦电气株式会社 | 电流谐振电路的控制装置、方法以及电流谐振电源 |
| CN113381704A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-10 | 杭州智芯科微电子科技有限公司 | 可编程增益放大器及可编程增益放大电路 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5699011A (en) * | 1996-08-02 | 1997-12-16 | Zenith Electronics Corporation | DC offset compensation method and apparatus |
| US6191648B1 (en) * | 1999-04-19 | 2001-02-20 | National Semiconductor Corporation | Switched-capacitor cosine filter circuit |
| US6166668A (en) * | 1999-06-01 | 2000-12-26 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for providing DC offset correction and hold capability |
| US7864088B2 (en) * | 2006-01-27 | 2011-01-04 | Montage Technology Group Ltd. | Integrated DSP for a DC offset cancellation loop |
-
2007
- 2007-08-24 CN CN2007100940407A patent/CN101373980B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102577289B (zh) * | 2009-08-13 | 2014-12-17 | 卡斯寇达有限公司 | 无线接收机 |
| CN102577289A (zh) * | 2009-08-13 | 2012-07-11 | 卡斯寇达有限公司 | 无线接收机 |
| CN102281038A (zh) * | 2010-03-25 | 2011-12-14 | 雅马哈株式会社 | 信号处理装置 |
| CN102075154B (zh) * | 2011-01-18 | 2013-11-27 | 中国科学院半导体研究所 | 一种低功耗可编程增益放大器装置 |
| CN102075154A (zh) * | 2011-01-18 | 2011-05-25 | 中国科学院半导体研究所 | 一种低功耗可编程增益放大器装置 |
| CN104380609B (zh) * | 2012-06-28 | 2016-02-17 | 意法-爱立信有限公司 | 一种直流消除方法、装置和接收机 |
| CN104380609A (zh) * | 2012-06-28 | 2015-02-25 | 意法-爱立信有限公司 | 一种直流消除方法、装置、接收机、计算机程序及存储介质 |
| CN103107780A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-05-15 | 清华大学深圳研究生院 | 一种斩波放大器 |
| CN103107780B (zh) * | 2012-12-26 | 2015-10-14 | 清华大学深圳研究生院 | 一种斩波放大器 |
| CN104660213A (zh) * | 2013-11-19 | 2015-05-27 | 美国亚德诺半导体公司 | 模拟有源低通滤波器 |
| CN104660213B (zh) * | 2013-11-19 | 2017-11-21 | 美国亚德诺半导体公司 | 模拟有源低通滤波器 |
| CN103607206A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-02-26 | 四川和芯微电子股份有限公司 | 音频数模转换电路 |
| CN103607206B (zh) * | 2013-11-25 | 2016-06-01 | 四川和芯微电子股份有限公司 | 音频数模转换电路 |
| CN103731148A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 上海英威腾工业技术有限公司 | 一种电流采样处理装置及电机驱动器 |
| CN103731148B (zh) * | 2013-12-31 | 2017-04-26 | 上海英威腾工业技术有限公司 | 一种电流采样处理装置及电机驱动器 |
| CN105680810A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 放大电路、信号放大方法及传感信号处理装置 |
| CN105680810B (zh) * | 2015-12-31 | 2018-09-04 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 放大电路、信号放大方法及传感信号处理装置 |
| CN107968667B (zh) * | 2016-10-20 | 2020-04-17 | 国民技术股份有限公司 | 一种直流失调消除电路及方法 |
| CN107968667A (zh) * | 2016-10-20 | 2018-04-27 | 国民技术股份有限公司 | 一种直流失调消除电路及方法 |
| CN108365830A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-08-03 | 深圳骏通微集成电路设计有限公司 | 一种功率检测电路 |
| CN110190862A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 苏州兆凯电子有限公司 | 一种直流失调校准电路、方法及高速串行链路接收机 |
| CN110190862B (zh) * | 2019-06-28 | 2023-11-28 | 苏州兆凯电子有限公司 | 一种直流失调校准电路、方法及高速串行链路接收机 |
| CN112688565A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 三垦电气株式会社 | 电流谐振电路的控制装置、方法以及电流谐振电源 |
| CN112688565B (zh) * | 2019-10-18 | 2024-06-11 | 三垦电气株式会社 | 电流谐振电路的控制装置、方法以及电流谐振电源 |
| CN111257625A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-06-09 | 淮阴工学院 | 半导体激光器功率控制中微弱电压信号检测的积分比较器 |
| CN111257625B (zh) * | 2020-02-12 | 2022-03-11 | 淮阴工学院 | 半导体激光器功率控制中微弱电压信号检测的积分比较器 |
| CN113381704A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-10 | 杭州智芯科微电子科技有限公司 | 可编程增益放大器及可编程增益放大电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101373980B (zh) | 2012-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101373980B (zh) | 无线接收机及直流失调电压的消除方法 | |
| US7522900B2 (en) | DC offset correction for use in a radio architecture | |
| US20080187073A1 (en) | Transmitter Apparatus | |
| CN100426683C (zh) | 校正方法、校正电路及其相关的直接转换接收器 | |
| US7146141B2 (en) | Direct conversion receiver with DC offset compensation and method thereof | |
| US20070042740A1 (en) | Automatic selection of compensation value to reduce IM2 product in mixed signal output | |
| CN101895266A (zh) | 数模混合自动增益控制系统及其控制方法 | |
| US20090067555A1 (en) | Filter circuit, receiver using the same and filtering method | |
| KR20010022197A (ko) | 광대역 ｉｆ 신호를 복소(직교) 기지 대역 신호로변환하는 방법 및 장치 | |
| CN100517988C (zh) | 射频接收器与射频接收方法 | |
| CN110708082A (zh) | 一种无线通信发射机及发射方法 | |
| EP1172928A2 (en) | DC offset correction circuit and AGC in zero-if wireless receivers | |
| CN102771053A (zh) | 通信校正装置及方法 | |
| US7450665B2 (en) | Method and apparatus to implement DC offset correction in a sigma delta converter | |
| CN103457623B (zh) | 一种零中频直流对消的电路及方法 | |
| EP2562931A1 (en) | Integrated circuit and test method | |
| EP2067335B1 (en) | Method and system for calibrating an analogue I/Q-modulator of a transmitter | |
| US11057069B2 (en) | Radio frequency (RF) front end of low power consumption and fully automatic adjustable broadband receiver | |
| US20110045788A1 (en) | Calibration of communication apparatus | |
| US7702307B2 (en) | Frequency modulation radio receiver including a noise estimation unit | |
| JP2000295305A (ja) | データ無線受信器のフィルタバッファベースバンド路におけるｄｃオフセットの逐次近似修正 | |
| CN101977067A (zh) | 低功耗电力载波通信电路及方法 | |
| CN103001654A (zh) | 一种自适应变中频射频接收机 | |
| CN107919924B (zh) | 一种提高矢量网络分析仪接收机信噪比的系统及方法 | |
| CN106330353B (zh) | 一种本振相位噪声检测方法、装置及射频拉远单元 |
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 | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120502 Termination date: 20130824 |