CN1067193C - 对通信接收机的改进 - Google Patents

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Abstract

诸如集成零IF接收机那样的通信接收机，它包括用于接收输入信号的一个输入和一个连接到所述输入并构造为提供基本在零中频段的正交相关信号(IQ)的零IF下变频装置。为了平衡信号通路，在下变频装置的每个正交相关零IF信号通路中至少一个电容(C-图3未示出)包括至少两个反相并联的集成电容(C1C2-图4中未示出)。通过以这种方法构造集成电容，保持了电路的平衡，这显著提高了二阶中间调制的性能。

Description

对通信接收机的改进
本发明涉及一种通信接收机，更具体地但不限于可以制成集成电路的零中频接收机，在本文中“零IF”或“零中频”可解释为包括低中频和零中频。
零中频接收机的一个优点是它们能够用只有很少的芯片外元件的集成电路来实现。但是，一个严重的缺陷影响了这种接收机在更大范围的应用，即由不足的二阶互调特性造成的直接检测。这种不足的二阶互调物性允许在接收机的前端频带内任意点上的强输入信号，以有效地旁路所有其它由相邻的信道选择滤波器的中频产生的鉴别信号。
本发明的一个目的是提高通信接收机的二阶互调特性。
根据本发明的一个方面，提供了一种通信接收，机它有将信号下变频至中频的装置，该装置至少有一个输出通路是平衡的。
根据本发明的另一个方面，提供了一种可制成集成电路的通信接收机，包括：将信号下变频至中频的装置，该装置至少有一个输出；与至少一个上述输出连接的低通滤波装置以及使上述至少一个输出基本平衡的平衡装置。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种零中频接收机，包括一个接收输入信号的输入端、一个与该输入端相连接的下变频装置，它提供基本在零中频附近的正交相关信号，其中下变频装置的每个正交相关输出通路都是平衡的。
下变频装置的至少一个输出可通过将至少两个电容反向并联连接而得到平衡。这些至少两个电容的电容值大致相等，并能集成在一起
已经发现在输出通路上采用电容，即成对的以反向并联连接的方式集成起来的电容，能有效地减少整个接收机的平衡电路和减小以前由与基片的不平衡和非线性的寄生电容带来的二阶互调失真。它能大幅度地提高二阶互调特性。
附图简述
下面将通过例子并结合附图介绍本发明，其中：
图1是零中频接收机的一个实施例的方框示意图；
图2是零中频接收机的第二个实施例的方框示意图；
图3是一种已知的双平衡晶体管树混频器的电路示意图；和
图4示意地示出由两个反向并联连接的电容器制成的电容的一个集成电路的剖面。
在附图中，相同的标号指示相应的特征。
参照图1，天线10将接收到的输入信号送往信号分路器12，后者有一对输出分别连接至第一和第二混频器14、16。一个本地振荡信号源18直接连接至混频器14的第二输入端，并经过一个90度移相器20连接至混频器16的第二输入端。信号源18的频率一般对应于输入信号频带的标称中点。经混频器14混频后的结果被送往一个低通滤波器22，它选择一个同相差信号I送往解调器26。经混频器16混频后的结果被送往一个低通滤波器24，它选择一个正交相关差信号Q送往解调器26。解调器恢复原始调制并将其送往输出28。
图2所示的零中频接收机的第二个实施例与图1所示的不同之处在于，天线10接收到的输入信号首先被一个混频器30下变频至75MHz中频，混频器30与一本地振荡器32相连。一带通滤波器34选出75M中频信号并将其送往信号分路器12。以后对信号的处理与图1所述相同。在这个实施例中，本地振荡器18的频率被置为75M中频，这样混频器14、16输出的信号属零中频范围。
图1和2的电路有很多种变型，如信号分路器12包括90度移相装置，从而送往混频器14、16的信号之间有90度的相位差。此时90度的移相器20可省去。其它的变型包括对本地振荡器18的信号增减45度而进行移相并将其一送往混频器14而另一送往混频器16。也可对输入信号做同样的操作。
图3显示一种已知的双平衡晶体管树混频器M。由于这种混频器是已知的，因此仅做一个简要的介绍。
混频器M包括第一和第二长尾对NPN晶体管电路36、38，它们的集电极电路并联连接。一个长尾对是一对匹配的晶体管，它们或者是双极性晶体管，或者是场效应晶体管，连接成为一个射极耦合对或一个源极耦合对，在共同连接处具有提供偏置的一个恒流源。一个本地振荡器LO信号分别送往第一和第二长尾对电路36、38。第三长尾对NPN晶体管电路将射频(或输入)信号送往晶体管40、42的基极。晶体管40、42的集电极分别起到作为第一和第二长尾对电路36、38的恒流源的作用。44、46为负载电阻中频信号经这些电阻引入，输出信号分别由交叉点48、50提出并被送往放大器52。与交叉点48相连的电容C可起一些低通滤波作用。但是如果电容器C使用一个单独的集成电容器，将对基片产生一个寄生电容SC，如图中的虚线所示。这此寄生电容在多数情况下是非线性的，其结果是使在其它条件下基本平衡的电路不平衡。
混频器14、16的输出和低通滤波器22、24的点一般都是分散的，它们之间存在的不平衡导致了二阶互调的失真。这种失真的产生是由于强干扰信号被直接检入音频使得不能把它们与所要的中频信号区分开来，这些中频信号是通过混频器14、16的动作被变换到音频的。虽然调谐本地振荡器18可选出所要的射频(或输入)信号，但直接检测的问题是，它突破了而与本地振荡器18的调谐无关，因此不能被解调。
通过用两个并联连接的电容值为C/2的电容器替换图中圈出的单独的集成电容器C，恢复电路的对称或平衡，能大大减少这种二阶互调失真。
图4示出电容C包括电容器c1，其两极为a,b；电容器c2，其两极为c,d。b极和c极相连，a极和d极相连。如图中虚线所示，电极b和基片SUB之间以及电极d和基片之间存在着寄生电容SC。这些寄生电容本来是非平衡和非线性的，但通过上述交叉连接的特性这些寄生电容变成平衡的，从而使经过附图1或2中所示的接收机的零中频部分的信号通路中有平衡电路。
正如已知的，集成电容器的电容基本上等于其表面面积，电容器C(附图4)分为2个具有一半电容值的电容器c1,c2不会对芯片面积有大的负担。
尽管进一步细分电容器c1,c2是可能的，但这在电气上并没有什么好处，只是在那些需要在大量不同值的电容之间保持精确匹配的应用如低通滤波器中能得到好处。
集成介电电容对基片产生非平衡寄生电容的问题与所用的集成电路处理技术无关。本发明在实现零中频接收机时使用了QUBiC处理技术来生产电容器。
本发明涉及生产集成电容器的过程中产生的问题的解决方案。
尽管本发明是用零中频接收机来做的描述和说明，但它也适用于其它类型的接收机中与分散的滤波装置相连的混频器的平衡输出。
本领域的技术人员在阅读本发明后可容易地对它进行改进。这种改进可能包括在设计、生产和使用集成通信接收机中熟知的特征和元件，它们可能扩充或替代了本文所描述的特征。尽管本专利申请提出了具体的特征组合，但应注意本专利申请公开的范围也包括这里显式或隐式公开或派生的所有新特性或新的特性的组合，而不管它是否与权利要求中要求的相同发明有关，也不管它是否和本发明缓解了同样的技术问题。在这里申请人提请注意：在实施本申请或由此派生的进一步的申请的过程中有可能提出新的关于以上特性及其组合的权利要求。
本发明工业适应范围是集成的通信接收机，特别是零中频接收机。

Claims (5)

1．一种用于通信接收机的装置，所述装置包括平衡的变频装置，所述变频装置的至少一个输出通路是平衡的并且连接至平衡的滤波装置，所述滤波装置包括电容装置，其特征在于，所述电容装置包括至少两个反向并联连接的电容，据此平衡与所述至少两个电容的每一个相关的寄生电容。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个电容基本上是等值的。
3．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少两个电容被制成一个包括一个基片的集成电路，所述寄生电容是对于所述基片而言的。
4．根据权利要求1至3的其中任一所述的装置，其特征在于，所述装置被构造成一个集成电路。
5．一种通信接收机，包括平衡的变频装置，所述变频装置的至少一个输出通路是平衡的并且连接至平衡的滤波装置，所述滤波装置包括电容装置，其特征在于，所述电容装置包括至少两个反向并联连接的电容，据此平衡与所述至少两个电容的每一个相关的寄生电容。
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