CN107579745A - 接收电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提出接收电路，其包含：第一接收端，用于接收射频信号；第二接收端，用于接收外部振荡电路所产生的外部振荡信号；低噪声放大器，耦接于第一接收端与第二接收端，用于产生输出信号；第一开关组件，设置于第二接收端与低噪声放大器之间；同相信号处理电路，用于依据输出信号产生同相侦测信号；正交相信号处理电路，用于依据输出信号产生正交相侦测信号；以及校正电路，用于控制第一开关组件，并能够在第一开关组件导通时依据同相侦测信号与正交相侦测信号进行同相/正交相不匹配校正运作。
Description
技术领域
本发明有关接收电路，尤指一种可依据外部振荡信号进行同相/正交相不匹配校正的接收电路。
背景技术
在许多无线通信装置的接收电路中，同相信号(in-phase signal，简称I信号)与正交相信号(quadrature signal，简称Q信号)两者间常会存在增益不匹配(gainmismatch)和/或相位不匹配(phase mismatch)的情况，也就是所谓的同相/正交相不匹配(I/Q mismatch)。
同相/正交相不匹配的情况会产生镜像频率干扰(mirror frequencyinterference)，导致接收电路的讯噪比(signal-to-noise ratio，SNR)下降，进而降低整体系统的数据传输量(throughput)。
发明内容
有鉴于此，如何减轻或消除接收电路中的同相/正交相不匹配的情况，实为业界有待解决的问题。
本说明书提供一种接收电路的实施例，用于处理一外部天线传来的一射频信号，并能够依据一外部振荡器所产生的一外部振荡信号进行同相/正交相不匹配校正。该接收电路包含：一第一接收端，用于耦接该外部天线，以接收该射频信号；一第二接收端，用于耦接该外部振荡器的一输出端，以接收该外部振荡信号；一低噪声放大器，耦接于该第一接收端与该第二接收端，用于依据一输入信号产生一输出信号；一第一开关组件，设置于该第二接收端与该低噪声放大器之间的该信号路径上；一同相信号处理电路，耦接于该低噪声放大器的一输出端，用于依据该输出信号产生一同相侦测信号；一正交相信号处理电路，耦接于该低噪声放大器的该输出端，用于依据该输出信号产生一正交相侦测信号；以及一校正电路，耦接于该第一开关组件、该同相信号处理电路、以及该正交相信号处理电路，用于控制该第一开关组件，并能够在该第一开关组件导通时依据该同相侦测信号与该正交相侦测信号进行一同相/正交相不匹配校正运作。
上述实施例的优点之一，是接收电路能够在第一开关组件关断时利用外部振荡器产生的外部振荡信号进行同相/正交相不匹配校正运作，无须依赖任何传送电路传来的信号，所以无需在接收电路与相关的传送电路之间设置额外的信号传递电路，可简化电路设计的复杂度。
上述实施例的另一优点，是接收电路的架构可应用在没有设置传送电路的通信装置中，所以应用范围相当广泛。
本发明的其他优点将搭配以下的说明和图式进行更详细的解说。
附图说明
图1为本发明第一实施例的接收电路简化后的功能方块图。
图2为本发明第二实施例的接收电路简化后的功能方块图。
图3为本发明第三实施例的接收电路简化后的功能方块图。
图4为本发明第四实施例的接收电路简化后的功能方块图。
图5为本发明第五实施例的接收电路简化后的功能方块图。
具体实施方式
以下将配合相关图式来说明本发明的实施例。在图式中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。
图1为本发明一实施例的接收电路100简化后的功能方块图。接收电路100用于处理外部天线102传来的射频信号RF，并能够依据外部振荡器104所产生的外部振荡信号ES进行同相/正交相不匹配校正(IQ mismatch calibration)。外部振荡器104可用接收电路100所属的通信装置中现有的各种架构的振荡电路来实现。
在图1的实施例中，接收电路100包含第一接收端112、第二接收端114、低噪声放大器120、带通滤波器130、第一开关组件142、第二开关组件144、本地振荡器150、相位调整电路160、同相信号处理电路170、正交相信号处理电路180、以及校正电路190。
第一接收端112用于耦接外部天线102，以接收射频信号RF。第二接收端114用于耦接外部振荡器104的输出端，以接收外部振荡信号ES。
低噪声放大器120的输入端耦接于第一接收端112与第二接收端114，用于依据接收到的输入信号产生噪声较低的输出信号SA。
带通滤波器130设置于第二接收端114与低噪声放大器120之间的一信号路径上，用于依据外部振荡信号ES产生一校正信号CS。例如，在射频信号RF的理想中心频率与外部振荡信号ES的第N倍频谐波(Nth harmonic)信号的频率相同或接近的实施例中，带通滤波器130可输出外部振荡信号ES的第N倍频谐波信号作为校正信号CS。
第一开关组件142设置于第二接收端114与低噪声放大器120之间的信号路径上，且受控于校正电路190。例如，可将第一开关组件142设置于第二接收端114与带通滤波器130之间的信号路径上，如图1所示。
第二开关组件144设置于第一接收端112与低噪声放大器120之间的信号路径上，且受控于校正电路190。
本地振荡器150耦接于同相信号处理电路170，用于产生并输出一本地振荡信号LS至同相信号处理电路170。
相位调整电路160耦接于本地振荡器150与正交相信号处理电路180，用于产生与本地振荡信号LS之间具有一预定相位差(例如90度)的一相位调整信号PA，并将相位调整信号PA输出至正交相信号处理电路180。实际上，相位调整电路160可用延迟电路、缓冲电路、锁相回路等各种能调整信号相位的现有电路架构来实现。
同相信号处理电路170耦接于低噪声放大器120的输出端，用于依据本地振荡信号LS及低噪声放大器120产生的输出信号SA产生同相侦测信号DI。
正交相信号处理电路180耦接于低噪声放大器120的输出端，具有与同相信号处理电路170基本上相同的电路架构，用于依据相位调整信号PA及低噪声放大器120产生的输出信号SA产生正交相侦测信号DQ。
在图1的实施例中，校正电路190耦接于第一开关组件142、第二开关组件144、同相信号处理电路170、以及正交相信号处理电路180。校正电路190用于控制第一开关组件142和第二开关组件144的运作。例如，校正电路190可在导通第一开关组件142时关断第二开关组件144，并可在导通第二开关组件144时关断第一开关组件142。
当接收电路100要进行同相/正交相不匹配校正时，校正电路190可导通第一开关组件142并关断第二开关组件144。在此情况下，低噪声放大器120的输入端所接收到的信号，是带通滤波器130依据外部振荡信号ES所产生的校正信号CS，而不是外部天线102传来的射频信号RF。
此时，前述的输出信号SA、同相侦测信号DI、以及正交相侦测信号DQ，都会与带通滤波器130产生的校正信号CS相对应。因此，校正电路190可依据同相侦测信号DI与正交相侦测信号DQ进行一同相/正交相不匹配校正运作。例如，校正电路190可依据同相侦测信号DI与正交相侦测信号DQ，计算出因同相/正交相不匹配所造成的镜像频率分量(imagefrequency component)的功率大小，并执行各种现有的校正算法来调整校正电路190中的相关补偿系数和/或低噪声放大器120的增益值，以将前述的镜像频率分量的功率极小化。
当校正电路190将前述的镜像频率分量的功率降到极小值时，便完成同相/正交相不匹配校正，并可将此时获得的补偿系数和/或低噪声放大器120的增益值，储存在适当的储存电路(图1中未绘示)中，以供后续运作时使用。
接着，接收电路100可进行正常的信号接收运作。此时，校正电路190可导通第二开关组件144并关断第一开关组件142，使得低噪声放大器120的输入端所接收到的信号是外部天线102传来的射频信号RF，而非校正信号CS。
实际上，校正电路190可用具有运算能力的各种数字处理电路来实现。
另外，可将接收电路100中的所有功能方块整合在一单一接收器芯片(receiverIC)中。在此情况下，可以将前述的外部天线102与外部振荡器104设置在与该接收器芯片相连接的电路板上。
前述接收电路100的架构可应用许多领域中，例如，采用WiMAX、GSM、UMTS、HSPA、LTE、LTE-Advanced、或其他的3GPP无线存取技术的无线通信装置，采用IEEE 802.11系列技术标准或蓝牙通信标准的无线通信装置，或全球卫星定位系统(Global PositioningSystem，GPS)接收器、北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)接收器、辅助卫星定位系统(Assisted GPS，AGPS)接收器、室内GPS(indoor GPS)接收器等各种应用中。
实际上，亦可将前述接收电路100中的第一开关组件142改设置于带通滤波器130与低噪声放大器120之间的信号路径上，如图2所示。
图3为本发明另一实施例的接收电路100简化后的功能方块图。如图3所示，亦可在前述的接收电路100中额外设置一放大器320，以放大外部振荡器104所产生的外部振荡信号ES，进而提升校正电路190校正同相/正交相不匹配时的准确度。
例如，可将放大器320设置于第一开关组件142与带通滤波器130之间，如图3所示。
或者，亦可将放大器320改设置于第二接收端114与第一开关组件142之间，如图4所示。
或者，亦可将放大器320改设置于第二接收端114与带通滤波器130之间，如图5所示。
前述有关图1中的其他组件的连接关系、实施方式、运作方式、以及相关优点等说明，亦适用于图2至图5的实施例。为简洁起见，在此不重复叙述。
请注意，前述接收电路100的架构只是一示范性的实施例，并非局限本发明的实际实施方式。例如，在前述的全球卫星定位系统接收器、北斗卫星导航系统接收器等某些应用中，射频信号RF的信号强度通常都远低于外部振荡信号ES的信号强度，所以即使射频信号RF与外部振荡信号ES同时被耦接到低噪声放大器120的输入端，也不会对校正电路190校正同相/正交相不匹配的运作造成严重影响。在此情况下，可将前述接收电路100中的第二开关组件144省略，使得第一接收端112与低噪声放大器120之间的信号路径上没有任何开关组件存在，进而简化接收电路100的电路架构并降低校正电路190的控制复杂度。
又例如，在某些实施例中可将前述的带通滤波器130省略，以简化电路架构。
由前述说明可知，接收电路100能够在第一开关组件142关断时依据外部振荡器104产生的外部振荡信号ES来进行同相/正交相不匹配校正运作，而无须依赖任何传送电路产生的信号，所以无需在接收电路100与相关的传送电路(图1中未绘示)之间设置额外的信号传递电路，可简化通信装置的电路架构与设计复杂度。
由于外部振荡器104可利用接收电路100所属的通信装置中现有的各种架构的振荡电路来实现，所以也无需为接收电路100设置额外的专用振荡器电路。
另外，在外部天线102无法接收到射频信号RF的环境或时段中，接收电路100同样能进行前述的同相/正交相不匹配校正运作，而不会局限于外部天线102当时的信号接收状况。
再者，由于前述接收电路100无须依赖任何传送电路产生的信号便能进行同相/正交相不匹配校正运作，因此，接收电路100的架构可应用在许多没有设置传送电路的通信装置中，例如，前述的全球卫星定位系统接收器、北斗卫星导航系统接收器等等。
以上仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明请求项所做的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。
【符号说明】
100 接收电路
102 外部天线
104 外部振荡器
112 第一接收端
114 第二接收端
120 低噪声放大器
130 带通滤波器
320 放大器
142 第一开关组件
144 第二开关组件
150 本地振荡器
160 相位调整电路
170 同相信号处理电路
180 正交相信号处理电路
190 校正电路。
Claims (10)
1.一种接收电路(100)，用于处理一外部天线(102)传来的一射频信号(RF)，并能够依据一外部振荡器(104)所产生的一外部振荡信号(ES)进行同相/正交相不匹配校正，该接收电路(100)包含：
一第一接收端(112)，用于耦接该外部天线(102)，以接收该射频信号(RF)；
一第二接收端(114)，用于耦接该外部振荡器(104)的一输出端，以接收该外部振荡信号(ES)；
一低噪声放大器(120)，耦接于该第一接收端(112)与该第二接收端(114)，用于依据一输入信号产生一输出信号(SA)；
一第一开关组件(142)，设置于该第二接收端(114)与该低噪声放大器(120)之间的一信号路径上；
一同相信号处理电路(170)，耦接于该低噪声放大器(120)的一输出端，用于依据该输出信号(SA)产生一同相侦测信号(DI)；
一正交相信号处理电路(180)，耦接于该低噪声放大器(120)的该输出端，用于依据该输出信号(SA)产生一正交相侦测信号(DQ)；以及
一校正电路(190)，耦接于该第一开关组件(142)、该同相信号处理电路(170)、以及该正交相信号处理电路(180)，用于控制该第一开关组件(142)，并能够在该第一开关组件(142)导通时依据该同相侦测信号(DI)与该正交相侦测信号(DQ)进行一同相/正交相不匹配校正运作。
2.如权利要求1所述的接收电路(100)，其另包含：
一本地振荡器(150)，耦接于该同相信号处理电路(170)，用于产生并输出一本地振荡信号(LS)至该同相信号处理电路(170)；以及
一相位调整电路(160)，耦接于该本地振荡器(150)与该正交相信号处理电路(180)，用于产生与该本地振荡信号(LS)之间具有一预定相位差的一相位调整信号(PA)，并将该相位调整信号(PA)输出至该正交相信号处理电路(180)。
3.如权利要求1所述的接收电路(100)，其另包含：
一带通滤波器(130)，设置于该第二接收端(114)与该低噪声放大器(120)之间的一信号路径上，用于依据该外部振荡信号(ES)产生一校正信号(CS)。
4.如权利要求3所述的接收电路(100)，其中，该第一开关组件(142)设置于该第二接收端(114)与该带通滤波器(130)之间的一信号路径上。
5.如权利要求4所述的接收电路(100)，其另包含：
一放大器(320)，设置于该第一开关组件(142)与该带通滤波器(130)之间，用于放大该外部振荡信号(ES)。
6.如权利要求4所述的接收电路(100)，其另包含：
一放大器(320)，设置于该第二接收端(114)与该第一开关组件(142)之间，用于放大该外部振荡信号(ES)。
7.如权利要求3所述的接收电路(100)，其中，该第一开关组件(142)设置于该带通滤波器(130)与该低噪声放大器(120)之间的一信号路径上。
8.如权利要求7所述的接收电路(100)，其另包含：
一放大器(320)，设置于该第二接收端(114)与该带通滤波器(130)之间，用于放大该外部振荡信号(ES)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的接收电路(100)，其另包含：
一第二开关组件(144)，设置于该第一接收端(112)与该低噪声放大器(120)之间的一信号路径上，且受控于该校正电路(190)；
其中，该校正电路(190)能够在导通该第一开关组件(142)时，关断该第二开关组件(144)。
10.如权利要求1至8中任一项所述的接收电路(100)，其中，在该第一接收端(112)与该低噪声放大器(120)之间的一信号路径上并未设置任何开关组件。
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