CN105490663A - 一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器，输入信号由实部I与虚部Q组成，所述复数滤波器包括：I路信号通道上的第一级低通滤波器电路，Q路信号通道上的第二级低通滤波器电路，以及连接第一级低通滤波器电路与第二级低通滤波器电路的可重构切换电路。本发明的对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器，仅用开关选通进行高本振混频输入与低本振混频输入的切换，实现不同频率类型输入间复数滤波器的复用；本发明的对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器的实现，将有效简化高本振混频输入与低本振混频输入时，接收机通路内其他电路的切换复杂程度，从而降低整机设计难度。

Description

一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器

技术领域

本发明是一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器。目的是基于传统复数滤波器，使其可工作于不同输入类型。

背景技术

在现有的接收机方案中，低中频接收机是无线通信系统经常采用的一种方案。低中频接收机相比于零中频接收机，直流失调与闪烁噪声对整机性能的影响可以降到最低。在传统低中频接收机中，复数滤波器是其中一个重要的电路，复数滤波器可以同时抑制带外噪声和镜频干扰，对整体接收机的灵敏度的提高，起到至关重要的作用。

对于双模信号输入的单通道接收机而言，将本振频率放在两种射频输入信号的中间，会大大简化通道内电路设计的难度；此时，接收机通道内的锁相环电路、混频器电路以及中频可变增益放大器电路都可以完全复用，低噪声放大器电路也仅需要改变LC谐振网络，唯一需要改进的就是实现一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器。

发明内容

本发明的一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器，目的是基于传统复数滤波器，实现高本振混频输入与低本振混频输入都可以工作的可切换复数滤波器。

本发明的一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器，是通过以下技术方案来实现的：

一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器输入信号由实部I与虚部Q组成，所述复数滤波器包括：

I路信号通道上的第一级低通滤波器电路，Q路信号通道上的第二级低通滤波器电路，以及连接第一级低通滤波器电路与第二级低通滤波器电路的可重构切换电路。对于所述第一级低通滤波器电路，I路通道的输入信号高电平为V_IINP，I路通道的输入信号低电平为V_IINN；I路通道的输出信号高电平为V_IOUTP，I路通道的输出信号低电平为V_IOUTN；电阻R_I1P的正输入端与负输入端分别与I路输入信号高电平V_IINP与放大器A₁的负输入端V_IN相连，电阻R_I1N的正输入端与负输入端分别与I路输入信号低电平V_IINN与放大器A₁的正输入端V_IP相连；电阻R_I2P的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的负输入端V_IN与放大器A₁的正输出端V_IOUTP相连，电阻R_I2N的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的正输入端V_IP与放大器A₁的负输出端V_IOUTN相连；电容C_I1P的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的负输入端V_IN与放大器A₁的正输出端V_IOUTP相连，电容C_I1N的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的正输入端V_IP与放大器A₁的负输出端V_IOUTN相连。

对于所述第二级低通滤波器电路，Q路通道的输入信号高电平为V_QINP，Q路通道的输入信号低电平为V_QINN；Q路通道的输出信号高电平为V_QOUTP，Q路通道的输出信号低电平为V_QOUTN；电阻R_Q1P的正输入端与负输入端分别与Q路输入信号高电平V_QINP与放大器A₂的负输入端V_QN相连，电阻R_Q1N的正输入端与负输入端分别与Q路输入信号低电平V_QINN与放大器A₂的正输入端V_QP相连；电阻R_Q2P的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的负输入端V_QN与放大器A₂的正输出端V_QOUTP相连，电阻R_Q2N的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的正输入端V_QP与放大器A₂的负输出端V_QOUTN相连；电容C_Q1P的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的负输入端V_QN与放大器A₂的正输出端V_QOUTP相连，电容C_Q1N的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的正输入端V_QP与放大器A₂的负输出端V_QOUTN相连。

优选的，所述可重构切换电路为：

第一级低通滤波器电路中的V_IN与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTN通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第一级低通滤波器电路中的V_IN与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTP通过电阻R_MN以及开关SW_N相连；第一级低通滤波器电路中的V_IP与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTP通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第一级低通滤波器电路中的V_IP与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTN通过电阻R_MN以及开关SW_N相连。

第二级低通滤波器电路中的V_QN与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTP通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第二级低通滤波器电路中的V_QN与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTN通过电阻R_MN以及开关SW_N相连；第二级低通滤波器电路中的V_QP与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTN通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第二级低通滤波器电路中的V_QP与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTP通过电阻R_MN以及开关SW_N相连。

通过改变开关导通方式，来改变移频方向，从而改变复数滤波器的滤波特性，以达到对不同类型输入信号进行滤波的目的。

对于本发明提出的可重构切换电路，其不仅限于本发明所述的一阶复数滤波器有效，对于多阶复数滤波器，此可重构切换电路同样适用。

当射频输入信号频率ω_RF大于本振输入频率ω_LO时，射频输入信号频率ω_RF大于本振输入频率ω_LO，即ω_RF-ω_LO＝ω_IF＞0时，波特图呈带通滤波特性；射频输入信号频率ω_RF小于本振输入频率ω_LO，即ω_RF-ω_LO＝ω_IF＜0时，波特图呈带通镜频抑制特性。

当射频输入信号频率ω_RF小于本振输入频率ω_LO时，射频输入信号频率ω_RF小于本振输入频率ω_LO，即ω_RF-ω_LO＝ω_IF＜0时，波特图呈带通滤波特性；射频输入信号频率ω_RF大于本振输入频率ω_LO，即ω_RF-ω_LO＝ω_IF＞0时，波特图呈带通镜频抑制特性。

本发明的优点在于：

(1)本发明的对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器，仅用开关选通进行高本振混频输入与低本振混频输入的切换，实现不同频率类型输入间复数滤波器的复用。

(2)本发明的对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器的实现，将有效简化高本振混频输入与低本振混频输入时，接收机通路内其他电路的切换复杂程度，从而降低整机设计难度。

附图说明

图1是本技术方案的可重构的复数滤波器电路图；

图2是开关SW_P导通，开关SW_N关断时复数滤波器波特图；

图3是开关SW_P关断，开关SW_N导通时复数滤波器波特图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本技术方案进一步说明如下：

对于所述第一级低通滤波器电路，I路通道的输入信号高电平为V_IINP，I路通道的输入信号低电平为V_IINN；I路通道的输出信号高电平为V_IOUTP，I路通道的输出信号低电平为V_IOUTN；电阻R_I1P的正输入端与负输入端分别与I路输入信号高电平V_IINP与放大器A₁的负输入端V_IN相连，电阻R_I1N的正输入端与负输入端分别与I路输入信号低电平V_IINN与放大器A₁的正输入端V_IP相连；电阻R_I2P的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的负输入端V_IN与放大器A₁的正输出端V_IOUTP相连，电阻R_I2N的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的正输入端V_IP与放大器A₁的负输出端V_IOUTN相连；电容C_I1P的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的负输入端V_IN与放大器A₁的正输出端V_IOUTP相连，电容C_I1N的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的正输入端V_IP与放大器A₁的负输出端V_IOUTN相连。

对于所述第二级低通滤波器电路，Q路通道的输入信号高电平为V_QINP，Q路通道的输入信号低电平为V_QINN；Q路通道的输出信号高电平为V_QOUTP，Q路通道的输出信号低电平为V_QOUTN；电阻R_Q1P的正输入端与负输入端分别与Q路输入信号高电平V_QINP与放大器A₂的负输入端V_QN相连，电阻R_Q1N的正输入端与负输入端分别与Q路输入信号低电平V_QINN与放大器A₂的正输入端V_QP相连；电阻R_Q2P的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的负输入端V_QN与放大器A₂的正输出端V_QOUTP相连，电阻R_Q2N的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的正输入端V_QP与放大器A₂的负输出端V_QOUTN相连；电容C_Q1P的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的负输入端V_QN与放大器A₂的正输出端V_QOUTP相连，电容C_Q1N的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的正输入端V_QP与放大器A₂的负输出端V_QOUTN相连。

第一级低通滤波器电路中的V_IN与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTN通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第一级低通滤波器电路中的V_IN与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTP通过电阻R_MN以及开关SW_N相连；第一级低通滤波器电路中的V_IP与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTP通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第一级低通滤波器电路中的V_IP与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTN通过电阻R_MN以及开关SW_N相连。

第二级低通滤波器电路中的V_QN与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTP通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第二级低通滤波器电路中的V_QN与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTN通过电阻R_MN以及开关SW_N相连；第二级低通滤波器电路中的V_QP与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTN通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第二级低通滤波器电路中的V_QP与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTP通过电阻R_MN以及开关SW_N相连。

当射频输入信号频率ω_RF大于本振输入频率ω_LO时，开关SW_P导通，开关SW_N关断，相当于：第一级低通滤波器电路中的V_IN与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTN通过电阻R_MP相连,第一级低通滤波器电路中的V_IP与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTP通过电阻R_MP相连；第二级低通滤波器电路中的V_QN与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTP通过电阻R_MP相连；第二级低通滤波器电路中的V_QP与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTN通过电阻R_MP相连。此时这种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器的滤波特性如图2,射频输入信号频率ω_RF大于本振输入频率ω_LO，即ω_RF-ω_LO＝ω_IF＞0时，波特图呈带通滤波特性；射频输入信号频率ω_RF小于本振输入频率ω_LO，即ω_RF-ω_LO＝ω_IF＜0时，波特图呈带通镜频抑制特性。

当射频输入信号频率ω_RF小于本振输入频率ω_LO时，开关SW_P关断，开关SW_N导通，相当于：第一级低通滤波器电路中的V_IN与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTP通过电阻R_MN相连,第一级低通滤波器电路中的V_IP与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTN通过电阻R_MN相连；第二级低通滤波器电路中的V_QN与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTN通过电阻R_MN相连；第二级低通滤波器电路中的V_QP与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTP通过电阻R_MN相连。此时这种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器的滤波特性如图3,射频输入信号频率ω_RF小于本振输入频率ω_LO，即ω_RF-ω_LO＝ω_IF＜0时，波特图呈带通滤波特性；射频输入信号频率ω_RF大于本振输入频率ω_LO，即ω_RF-ω_LO＝ω_IF＞0时，波特图呈带通镜频抑制特性。

Claims (3)

1.一种对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器，输入信号由实部I与虚部Q组成，所述复数滤波器包括：

I路信号通道上的第一级低通滤波器电路，Q路信号通道上的第二级低通滤波器电路，以及连接第一级低通滤波器电路与第二级低通滤波器电路的可重构切换电路。

2.如权利要求1所述的对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器，其

特征在于：

所述第一级低通滤波器电路，I路通道的输入信号高电平为V_IINP，I路通道的输入信号低电平为V_IINN；I路通道的输出信号高电平为V_IOUTP，I路通道的输出信号低电平为V_IOUTN；电阻R_I1P的正输入端与负输入端分别与I路输入信号高电平V_IINP与放大器A₁的负输入端V_IN相连，电阻R_I1N的正输入端与负输入端分别与I路输入信号低电平V_IINN与放大器A₁的正输入端V_IP相连；电阻R_I2P的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的负输入端V_IN与放大器A₁的正输出端V_IOUTP相连，电阻R_I2N的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的正输入端V_IP与放大器A₁的负输出端V_IOUTN相连；电容C_I1P的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的负输入端V_IN与放大器A₁的正输出端V_IOUTP相连，电容C_I1N的正输入端与负输入端分别与放大器A₁的正输入端V_IP与放大器A₁的负输出端V_IOUTN相连；

所述第二级低通滤波器电路，Q路通道的输入信号高电平为V_QINP，Q路通道的输入信号低电平为V_QINN；Q路通道的输出信号高电平为V_QOUTP，Q路通道的输出信号低电平为V_QOUTN；电阻R_Q1P的正输入端与负输入端分别与Q路输入信号高电平V_QINP与放大器A₂的负输入端V_QN相连，电阻R_Q1N的正输入端与负输入端分别与Q路输入信号低电平V_QINN与放大器A₂的正输入端V_QP相连；电阻R_Q2P的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的负输入端V_QN与放大器A₂的正输出端V_QOUTP相连，电阻R_Q2N的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的正输入端V_QP与放大器A₂的负输出端V_QOUTN相连；电容C_Q1P的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的负输入端V_QN与放大器A₂的正输出端V_QOUTP相连，电容C_Q1N的正输入端与负输入端分别与放大器A₂的正输入端V_QP与放大器A₂的负输出端V_QOUTN相连。

3.如权利要求1所述的对应高本振混频输入与低本振混频输入可重构的复数滤波器，其

特征在于：所述可重构切换电路为：

第一级低通滤波器电路中的V_IN与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTN通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第一级低通滤波器电路中的V_IN与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTP通过电阻R_MN以及开关SW_N相连；第一级低通滤波器电路中的V_IP与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTP通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第一级低通滤波器电路中的V_IP与第二级低通滤波器电路中的V_QOUTN通过电阻R_MN以及开关SW_N相连；

第二级低通滤波器电路中的V_QN与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTP通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第二级低通滤波器电路中的V_QN与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTN通过电阻R_MN以及开关SW_N相连；第二级低通滤波器电路中的V_QP与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTN通过电阻R_MP以及开关SW_P相连,第二级低通滤波器电路中的V_QP与第一级低通滤波器电路中的V_IOUTP通过电阻R_MN以及开关SW_N相连。