CN105490690A - 一种高线性射频接收处理电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高线性射频接收处理电路，它包括压缩放大器、混频器、本地振荡器、滤波器、模数转换器和数字恢复电路；输入信号首先对其进行压缩，以降低后级电路的线性度要求和功耗，压缩后的信号通过混频器进行变频处理，再经过滤波器进行滤波，滤波后信号经过ADC进行模数转换后，采用数字恢复电路对压缩信号进行恢复，消除信号压缩时引起的信号失真。本发明通过对输入信号进行压缩、模数转换，之后再对信号进行数字恢复的处理方式，降低了对电路的线性度要求，也降低了电路的功耗和实现难度。

Description

一种高线性射频接收处理电路

技术领域

本发明涉及一种射频接收处理电路，尤其涉及一种高线性射频接收处理电路。

背景技术

接收机是接收并调理射频(RF)输入信号的电子单元，可执行各种类型的信号调理，诸如低噪声放大、滤波、下变频等。接收机的设计由于诸如性能、功耗等各种设计考虑而极具挑战性，对于许多应用而言，需要高性能来满足系统规范和达成良好的整体性能，接收机的性能可由诸如线性度、动态范围和噪声性能等各种参数来表征：线性度是指放大信号而不产生大量畸变的能力，动态范围是指接收机预期处理的收到信号电平的范围，噪声性能是指接收机生成的噪声量，对于某些应用，低功耗也是高度合需的。例如，接收机可用在诸如蜂窝电话等便携式设备中，并且低功耗可延长两次充电之间的电池寿命，这是高度合需的，因此，本领域需要能在低功耗下提供良好性能的接收机。

高线性高性能通用接收机可广泛应用于军事通信和民用通信中，具有深远的社会意义和巨大的研发价值。随着现代调制体制的快速发展，且无线频谱的利用率日益加剧，对接收及的线性度与功耗等方面性能和指标提出了越来越苛刻的要求。这就要求现代通用接收机载保证信号检测能力的前提下，尽可能的提高接收机的线性度，是信号失真最小、误码率最低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够降低高线性接收机中模块电路的线性度压力，在实现高线性设计的同时降低实现难度，减小电路功耗的一种高线性射频接收处理电路。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高线性射频接收处理电路，它包括压缩放大器、混频器、本地振荡器、滤波器、模数转换器和数字恢复电路；输入信号首先对其进行压缩，以降低后级电路的线性度要求和功耗，压缩后的信号通过混频器进行变频处理，再经过滤波器进行滤波，滤波后信号经过ADC进行模数转换后，采用数字恢复电路对压缩信号进行恢复，消除信号压缩时引起的信号失真。

本发明的有益效果是：本发明通过对输入信号进行压缩、模数转换，之后再对信号进行数字恢复的处理方式，降低了对电路的线性度要求，也降低了电路的功耗和实现难度。

附图说明

图1为本发明的电路原理图；

图2为本发明对信号的分辨率进行插值操作的原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种高线性射频接收处理电路，它包括压缩放大器、混频器、本地振荡器、滤波器、模数转换器和数字恢复电路；输入信号后对其进行压缩，压缩后的信号通过混频器和本地振荡器的作用对信号实现变频，之后将信号输入滤波器进行滤波，滤波后信号在通过ADC进行模数转换后，在数字恢复电路对压缩信号进行恢复，实现最后的信号输出。

压缩放大器采用对数信号压缩放大器，压缩后的小信号不容易被噪声干扰，同时降低了对电路的线性度压力。

混频器与本地振荡器结合，本激励信号(Lo,F_l)和接收到的信号(RF,f_s)经乘法器后的到很多频率成分的组合。

滤波器对变频后信号进行处理，得到中频信号。

滤波后信号通过ADC进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号。

信号压缩会造成信号失真，在ADC之后，引入数字恢复电路，在信号恢复的同时，对信号的分辨率进行插值，这用低分辨率的ADC实现高分辨率的最终输出。

压缩放大器的输入表示为x(t)，考虑频率响应以及增益与输入相关，从压缩放大器经过混频器以及滤波器、ADC到数字输入的传输函数为h(t,x)(其中h(t,x)可以是与x(t)相关的连续函数，也可以是与x(t)相关的分段函数，如果是分段函数则需要通过查找表的方式得到相应的传输函数)。这样数字输入表示为离散化的表达式再假设当i＜-m、i＞m的时候，h(i,x)→0，那么这样在数字恢复的时候，设计如下的表达式就能够实现输入信号的恢复，其中G表示系统增益。

$x\left(n\right)=G\frac{y\left(n\right)-\underset{i=-m}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\left[h(i,x)x(n-i)\right]}{h(m,x)}.$

如图2所示，信号恢复的同时对信号的分辨率进行插值的操作采用如下结构的ADC，ADC的采样率为F_S，参考电压V_REF，分辨率为N位，那么该ADC的量化噪声功率假设量化噪声为白噪声的情况下可得噪声功率谱密度再通过设计相应H(z)的可以有效抑制量化噪声。假设信号带宽为f_BW的情况下可得信号有效带宽内的量化噪声功率 $P_S={\∫}_0^{f_{\mathrm{BW}}}\frac{V_{\mathrm{REF}}^2}{2^{2N-1}{F}_S}{\left|H\left(\frac{2\mathrm{\πf}}{F_S}\right)\right|}^2\mathrm{df},$ 再假设f∈[0f_BW]的情况下， ${\left|H\left(\frac{2\mathrm{\πf}}{F_S}\right)\right|}^2=\frac{1}{A^2}$ (通常设计保证A＞＞1)；那么 $P_S=\frac{V_{\mathrm{REF}}^2}{2^{2N-1}}\frac{f_{\mathrm{BW}}}{A^2{F}_S},\frac{P_S}{P_Q}=\frac{1}{A^2}\frac{{2f}_{\mathrm{BW}}}{F_S};$

根据上面的描述可以在信号恢复的时候通过信号处理的方式去掉有效带宽外的干扰信号就能够得到更高的分辨率。

Claims (1)

1.一种高线性射频接收处理电路，其特征在于：它包括压缩放大器、混频器、本地振荡器、滤波器、模数转换器和数字恢复电路；输入信号首先对其进行压缩，以降低后级电路的线性度要求和功耗，压缩后的信号通过混频器进行变频处理，再经过滤波器进行滤波，滤波后信号经过ADC进行模数转换后，采用数字恢复电路对压缩信号进行恢复，消除信号压缩时引起的信号失真。