CN114401022B - 信号处理电路、芯片以及接收机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种信号处理电路，包括：振荡电路，所述振荡电路用于产生第一脉冲信号；鉴相器，所述鉴相器用于接收无线设备输出的无线信号以及所述第一脉冲信号，并根据所述第一脉冲信号将所述无线信号转换为第一信号；相位跟踪电路，所述相位跟踪电路用于接收第一信号，并用于将所述第一信号转换为第二信号；量化器电路，所述量化器电路用于对所述第二信号进行解调，得到解调信号，所述解调信号用于指示所述无线信号中的数据。由此，本申请实施例提供的信号处理电路、芯片以及接收机，可以降低接收机的功耗，提高能量效率。

Description

信号处理电路、芯片以及接收机

技术领域

本申请涉及无线通信领域，尤其是一种信号处理电路、芯片以及接收机。

背景技术

随着无线通信的快速发展，无线传感网络也得到了广泛的应用，无线传感网络包括多个无线传感节点，无线传感节点通常使用电池进行供电，因此无线传感节点对低功耗要求较高。所述无线传感节点包括无线接收机，所述无线接收机用于接收并解调各个节点间传输的无线信号，然而，现有的无线接收机电路结构复杂、功耗较高，不利于大规模大范围应用于无线传感网络。

发明内容

鉴于以上问题，本申请实施例提供一种信号处理电路、芯片以及接收机，通过设置欠采样鉴相器、相位跟踪环路、振荡电路，降低接收机的工作频率及功耗。

本申请实施例第一方面提供一种信号处理电路，所述信号处理电路包括：振荡电路，用于产生第一脉冲信号；鉴相器，所述鉴相器电连接于所述振荡电路，所述鉴相器用于接收无线设备输出的无线信号以及所述第一脉冲信号，并根据所述第一脉冲信号将所述无线信号转换为第一信号；相位跟踪电路，所述相位跟踪电路电连接于所述鉴相器，所述相位跟踪电路用于接收第一信号，并用于将所述第一信号转换为第二信号；量化器电路，所述量化器电路电连接于所述相位跟踪电路，所述量化器电路用于解调所述第二信号，得到解调信号，所述解调信号指示所述无线信号中的数据。

在一些可能的实现方式中，所述信号处理电路还包括第一放大器，所述第一放大器电连接于所述鉴相器，所述第一放大器用于将所述无线信号进行放大后输出到所述鉴相器。

在一些可能的实现方式中，所述第一信号包括采样分量与相位差分量，所述鉴相器根据所述第一脉冲信号对所述无线信号进行采样，得到所述采样分量，所述鉴相器计算所述第一脉冲信号与所述无线信号的相位差，得到所述相位差分量。

在一些可能的实现方式中，所述相位跟踪电路包括：第二放大器，所述第二放大器电连接于所述鉴相器，所述第二放大器用于将所述第一信号中的所述相位差分量转换为电流脉冲信号；第一滤波器，所述第一滤波器电连接于所述第二放大器，所述第一滤波器用于对所述电流脉冲信号进行滤波，得到电压脉冲信号；第三放大器，所述第三放大器电连接于所述第一滤波器，所述第三放大器用于对所述电压脉冲信号进行放大，得到第二信号；载波频率跟踪单元，所述载波频率跟踪单元电连接于所述第三放大器，所述载波频率跟踪单元用于根据所述第二信号输出补偿信号；加法器，所述加法器电连接于所述载波频率跟踪单元以及所述第三放大器，所述加法器用于对所述补偿信号与所述第二信号进行求和，得到第二补偿信号。

在一些可能的实现方式中，所述量化器电路包括：第二滤波器，所述第二滤波器电连接于所述第三放大器，所述第二滤波器用于所述第二信号进行滤波；比较器，所述比较器电连接于所述第二滤波器，所述比较器用于对所述第二滤波器滤波后的所述第二信号进行量化，得到解调信号。

在一些可能的实现方式中，所述振荡电路包括：振荡器，所述振荡器电连接于所述加法器，所述振荡器用于根据所述第二补偿信号生成本振信号；频率校准单元，所述频率校准单元电连接于数模转换器，所述数模转换器电连接于所述振荡器，所述频率校准单元用于通过所述数模转换器对所述振荡器的初始频率进行预设或校准；脉冲产生器，所述脉冲产生器电连接于所述振荡器、所述鉴相器以及所述第二放大器，所述脉冲产生器用于根据所述本振信号产生第一脉冲信号以及第二脉冲信号，所述脉冲产生器输出所述第一脉冲信号到所述鉴相器，用于控制所述鉴相器对所述无线信号的采样，所述脉冲产生器输出第二脉冲信号到所述第二放大器，用于提供所述第二放大器的使能信号。

在一些可能的实现方式中，所述鉴相器包括：采样开关支路，电连接于所述第一放大器以及所述振荡电路，所述采样开关支路用于根据所述第一脉冲信号控制其自身导通或断开，以对所述无线信号进行采样；伪负载电容支路，电连接于所述采样开关支路以及所述第一放大器，所述伪负载电容支路用于当所述采样开关支路断开时，使得所述第一放大器的负载保持稳定；补偿开关支路，电连接于所述采样开关电路，所述补偿开关支路用于补偿由所述第一脉冲信号引起的电荷注入效应；不导通开关支路，电连接于所述采样开关支路以及所述伪负载电容支路，所述不导通开关支路用于降低馈通效应对所述无线信号采样精确度的影响。

在一些可能的实现方式中，所述第二放大器包括：差分放大开关组，电连接于所述鉴相器，所述差分放大开关组用于将所述第一信号进行差分放大；电流镜开关组，电连接于所述差分放大开关组，所述电流镜开关组用于复制所述差分放大开关组放大的所述第一信号，并将所述第一信号中的相位差分量转换为所述电流脉冲信号；控制开关组，电连接于所述电流镜开关组以及所述脉冲产生器，所述控制开关组用于根据所述第二脉冲信号控制所述电流镜开关组输出或不输出所述电流脉冲信号。

本申请实施例的第二方面提供一种芯片，所述芯片包括：如上述任一项所述的信号处理电路；以及匹配电路，电连接于天线与所述信号处理电路，用于使天线与所述信号处理电路的输入阻抗匹配。

本申请实施例的第三方面提供一种接收机，所述接收机包括如上述的芯片。

由此，本申请实施例提供的信号处理电路、芯片以及接收机结构简单，可以降低接收机的功耗，提高能量效率。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的接收机的应用场景图。

图2为本申请的一个实施例提供的芯片示意图。

图3为本申请的一个实施例提供的信号处理电路的电路图。

图4为本申请的一个实施例提供的信号处理电路处理无线信号的信号波形图。

图5为本申请的一个实施例提供的信号处理电路中鉴相器的电路图。

图6为本申请的一个实施例提供的鉴相器进行信号处理的示意图。

图7为本申请的一个实施例提供的信号处理电路中第二放大器的电路图。

主要元件符号说明

天线 10

匹配电路 20

第一放大器 30

鉴相器 40

伪负载电容支路 41

不导通开关支路 42

采样开关支路 43

补偿支路 44

相位跟踪电路 50

第二放大器 51

无线设备 400

接收机 300

第一滤波器 52

第三放大器 53

载波频率跟踪单元 54

加法器 55

振荡电路 60

频率校准单元 61

数模转换器 62

第一转换器 621

第二转换器 622

振荡器 63

脉冲产生器 64

量化器电路 70

第二滤波器 71

比较器 72

参考电源 80

电容 C_L、C₁、C₂、C₃

MOS管 M₁-M₄₀

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

本申请实施例中，“第一”、“第二”等词汇，仅是用于区别不同的对象，不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。例如，第一应用、第二应用等是用于区别不同的应用，而不是用于描述应用的特定顺序，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

请参阅图1，为本申请的一个实施例提供的接收机300的应用场景图。可以理解，接收机300可以用于接收无线设备400发送的无线信号，并对无线信号进行解调，还原出无线信号的数据。

在一些实施例中，无线设备400可以为基站、无线电台、终端装置等可以发送无线电以及无线信号的电子设备。

请参照图2，为本申请的一个实施例提供的芯片200的示意图。在一些实施例中，芯片200可以设置于接收机300内。

本实施例中，芯片200包括匹配电路20以及信号处理电路100，匹配电路20电连接于一天线10，天线10用于接收无线信号，并将无线信号传输到匹配电路20，匹配电路20用于对天线10与信号处理电路100的输入端的阻抗进行匹配，以减小无线信号的反射波与辐射干扰，提高无线信号的传输效率。

需要说明的是，天线10可以集成于芯片200上，也可以独立设置于接收机300上，本申请对天线10的位置关系不做限定。

在一些实施例中，天线10可以为单极天线、平面倒F型天线(Planar Inverted F-shaped Antenna，PIFA)、多支路天线等，匹配电路20可以为L型匹配电路、T型匹配电路、π型匹配电路或其他电容、电感以及电容与电感的组合。

本实施例中，信号处理电路100包括第一放大器30、鉴相器40、相位跟踪电路50、振荡电路60以及量化器电路70，其中，第一放大器30电连接于匹配电路20，用于接收天线10传输的无线信号，并将该无线信号进行放大，在一些实施例中，第一放大器30可以包括低噪声放大器，可以理解，第一放大器30的工作频率为无线信号的载波频率，且第一放大器30具有较低的噪声系数，可以提高无线信号的信噪比。

鉴相器40电连接于第一放大器30、振荡电路60，用于接收第一放大器30输出的放大后的无线信号，并对该无线信号进行采样以及相位差检测，输出第一信号。具体来说，鉴相器40可以根据振荡电路60生成的脉冲信号对无线信号进行采样，且鉴相器40可以接收振荡电路60输出的第一脉冲信号，并将无线信号的相位与第一脉冲信号的相位差进行比较，以得到第一信号，可以理解，第一信号可以包括采样分量以及相位差分量，其中采样分量指示无线信号的载波信息，相位差分量指示无线信号与第一脉冲信号的相位差信息。

需要说明的是，鉴相器40电连接于参考电源80，参考电源80可以为鉴相器40提供参考电压。鉴相器40输出的第一信号中采样分量与相位差分量均占第一信号整个周期的一半，且相位差分量为固定的电平信号。

在一些实施例中，鉴相器40可以为欠采样鉴相器，欠采样是指对无线信号进行采样时，采样频率小于无线信号最大频率的两倍(即奈奎斯特频率)，鉴相器40的工作频率小于奈奎斯特频率，即鉴相器40在欠采样状态下对无线信号进行采样。

可以理解，鉴相器40具有实现所述无线信号下变频及计算所述无线信号与第一脉冲信号的相位差的功能，所述下变频是指通过去除所述高频信号中的大部分载波频率，将高频信号转换为更低频率的信号，提高对所述无线信号进行信号处理的效率。其简化了信号处理电路100的电路结构，同时提高了信号处理电路100的能量效率。

相位跟踪电路50电连接于鉴相器40以及振荡电路60，用于提取鉴相器40输出的第一信号中的相位差分量，并将其转换为第二信号，其中，第二信号指示无线信号频率变化轨迹。

本实施例中，相位跟踪电路50还可以根据第二信号输出第三信号到振荡电路60，第三信号包括无线信号的频率变化轨迹，振荡电路60可以根据第三信号产生第一脉冲信号，并将第一脉冲信号输出到鉴相器40，可以理解，鉴相器40可以根据脉冲信号的频率控制其自身的采样频率。

在一些实施例中，振荡电路60还可以根据第三信号产生第二脉冲信号，并将第二脉冲信号输出到相位跟踪电路50，以提供相位跟踪电路50的工作频率。

量化器电路70电连接于相位跟踪电路50，用于接收相位跟踪电路50输出的第二信号，并将第二信号进行滤波以及量化，得到解调信号，从而获取无线信号中的数据。

可以理解，鉴相器40、相位跟踪电路50与振荡电路60相连构成闭合反馈环路，且鉴相器40、相位跟踪电路50与振荡电路60均工作于欠采样状态，与现有技术中的接收机相比，本申请实施例提供的信号处理电路100降低了工作频率，同时降低了功耗，以实现更好的工作性能。同时，鉴相器40、相位跟踪电路50与振荡电路60相连构成的闭合反馈环路可以显著降低现有技术中欠采样接收机的镜像信号混叠带来的干扰程度，以实现更大倍率的欠采样操作。

请参阅图3，为本申请的一个实施例提供的信号处理电路100的电路图，本实施例中，相位跟踪电路50包括第二放大器51、第一滤波器52、第三放大器53、载波频率跟踪单元54、加法器55，其中，第二放大器51可以包括动态跨导放大器，且第二放大器51可以提取鉴相器40输出的第一信号中的相位差分量，并将其转换为电流脉冲信号，可以理解，电流脉冲信号的脉冲幅度指示无线信号与第一参考电压的相位差大小。

第一滤波器52电连接于第二放大器51，在一些实施例中，第一滤波器52可以包括环路滤波器，且第一滤波器52用于对第二放大器51输出的电流脉冲信号进行低通滤波，从而输出电压脉冲信号，以滤除电流脉冲信号中残余的谐波及杂散信号。

第三放大器53电连接于第一滤波器52，在一些实施例中，第三放大器53可以包括可编程放大器，且第三放大器53用于放大经过滤波的电压脉冲信号，从而输出第二信号到量化器电路70以及载波频率跟踪单元54。

可以理解，第二放大器51、第一滤波器52、第三放大器53将第一信号转换为第二信号，以实现无线信号的直接解调，与现有技术中的接收机相比，省略了中频电路以及解调器电路，使得信号处理电路100的电路结构更加紧凑简单，实现更低的功耗特性。

载波频率跟踪单元54电连接于第三放大器53以及加法器55，加法器55还电连接于第三放大器53以及振荡电路60，载波频率跟踪单元54用于根据第二信号补偿振荡电路60中本振频率的低频漂移对无线信号中基带信号的影响。具体来说，载波频率跟踪单元54可以根据第二信号输出补偿信号到加法器55，加法器55可以将第二信号以及补偿信号进行求和，得到第二补偿信号，并将第二补偿信号输出到振荡电路60，振荡电路60可以根据第二补偿信号调节其本振频率，从而减少本振频率发生低频漂移时对无线信号中基带信号的影响。

本实施例中，振荡电路60包括频率校准单元61、数模转换器62、振荡器63以及脉冲产生器64，其中振荡器63电连接于加法器55以及脉冲产生器64，且振荡器63用于根据加法器55输出的第二补偿信号输出本振信号到脉冲产生器64，可以理解，本振信号的频率为本振频率，本振频率可以小于奈奎斯特频率，振荡器63可以工作于欠采样状态下。

需要说明的是，无线信号的载波频率与本振信号的频率满足公式(1)：

f_RF(t)＝N×f_s(t+t_loop) (1)

其中，f_RF(t)、f_S(t)分别表示无线信号的载波频率信息和本振信号的频率信息，t_loop表示相位跟踪电路50的环路延时，N为欠采样比例。可以理解，本振信号的频率为无线信号频率的N分之一，信号处理电路100中仅有第一放大器30工作于无线信号的载波频率。因此，本申请实施例提供的信号处理电路100可以降低接收机的工作频率，进而降低接收机的功耗。

频率校准单元61电连接于数模转换器62，数模转换器62电连接于振荡器63，频率校准单元61用于控制数模转换器62对振荡器63的初始频率进行预设以及校准。在一些实施例中，数模转换器62可以包括第一转换器621以及第二转换器622，频率校准单元61可以控制第一转换器621对振荡器63的频率进行粗调节，频率校准单元61可以控制第二转换器622对振荡器63的频率进行细调节。可选地，第一转换器621以及第二转换器622的调节精度均为5比特。

脉冲产生器64电连接于鉴相器40，用于根据振荡器63输出的本振信号生成第一脉冲信号，第一脉冲信号用于鉴相器40对无线信号进行脉冲采样，鉴相器40对无线信号的采样频率即为第一脉冲信号的频率。

在一些实施例中，脉冲产生器64还电连接于第二放大器51，用于根据振荡器63输出的本振信号产生第二脉冲信号，第二脉冲信号用于为第二放大器51提供使能信号，以使得第二放大器51根据第二脉冲信号将第一信号的相位差分量转换为电流脉冲信号。

本实施例中，量化器电路70包括第二滤波器71以及比较器72，第二滤波器71电连接于第三放大器53，用于对第三放大器53输出的第二信号进行滤波。可以理解，由于环路稳定性的限制，第一滤波器52不包括高阶的滤波电路，第二信号中依然会残留采样脉冲谐波及杂散信号，第二滤波器71可以将第二信号中残留的采样脉冲谐波及杂散信号滤除。

比较器72电连接于第二滤波器71，用于对经过第二滤波器71滤波后的第二信号进行量化。可以理解，比较器72可以设定一个预设阈值，当第二信号的电压值大于该阈值时，比较器72可以判定第二信号为高电平信号，当第二信号的电压值不大于该阈值时，比较器72可以判定第二信号为低电平信号。

可选地，第二信号可以包括多个二进制数据，比较器72可以根据预设阈值判定第二信号中二进制数据为0或1，以实现将模拟的第二信号转换为二进制数字信号，完成对无线信号的解调。

请参阅图4，为本申请的一个实施例提供的信号处理电路100处理无线信号的信号波形图。可以理解，无线信号如曲线S1所示，示出了其中的三个连续二进制符号，分别为0、1、0，对无线信号进行局部放大后如曲线S2，示出了无线信号在时域中高频载波的波形。

鉴相器40将经过第一放大器30放大的无线信号进行欠采样以及相位差检测，输出第一信号如曲线S3所示。

第二放大器51将第一信号中的相位差分量转换为电流脉冲信号如曲线S4所示，可以理解，电流脉冲信号的幅度关联于无线信号与第一脉冲信号的相位差大小，若无线信号与第一脉冲信号的相位差越大，则电流脉冲信号的幅度越大。

第一滤波器52和第三放大器53对电流脉冲信号进行滤波后，得到电压脉冲信号如曲线S5所示，可以理解，第三放大器53滤除了电流脉冲信号中残余的谐波及杂散信号。

第二滤波器71接收第三放大器53输出的电压脉冲信号，并对电压脉冲信号进行低通滤波，由于第三放大器53不包括高阶的滤波电路，电压脉冲信号中仍存在采样脉冲谐波及杂散信号，第二滤波器71可以将第二信号中残留的采样脉冲谐波及杂散信号滤除，得到滤波后的第二信号如曲线S6所示。

比较器72可以根据预设的阈值电压V将第二信号进行量化，以得到解调信号。具体地，如曲线S7所示，比较器72可以通过比较阈值电压V与第二信号的电平，若第二信号的电平大于阈值电压V，则判定第二信号为二进制码1，若第二信号的电平小于阈值电压V，则判定第二信号为二进制码0。可以理解，比较器72可以将模拟的第二信号经过量化得到数字的解调信号，以还原无线信号中的数据。

请参阅图5，为本申请的一个实施例提供的信号处理电路100中鉴相器40的电路图。本实施例中，鉴相器40包括伪负载电容支路41、不导通开关支路42、采样开关支路43以及补偿支路44，伪负载电容支路41包括MOS管M₁、MOS管M₂、电容C_L，MOS管M₁的栅极接收第一脉冲信号，MOS管M₁的源极电连接于MOS管M₂的漏极，且MOS管M₁的源极电连接于节点INN，节点INN用于接收无线信号，MOS管M₁的漏极电连接于电容C_L的第一端、MOS管M₂的源极，电容C_L的第二端接地，MOS管M₂的栅极接收第一脉冲反相信号，该第一脉冲反相信号为第一脉冲信号的反相信号。

采样开关支路43包括MOS管M₃、MOS管M₄，MOS管M₃的栅极接收第一脉冲反相信号，MOS管M₃的源极电连接于MOS管M₄的漏极，MOS管M₃的漏极电连接于MOS管M₂的漏极、MOS管M₄的源极，MOS管M₄的栅极接收第一脉冲信号。

补偿支路44包括MOS管M₅、MOS管M₆，MOS管M₅的栅极接收第一脉冲信号，MOS管M₅的漏极电连接于MOS管M₅的源极、MOS管M₃的源极、MOS管M₆的源极、MOS管M₆的漏极、电容C_L的第一端，电容C_L的第二端接地，MOS管M₆的栅极接收第一脉冲反相信号。

不导通开关支路42包括MOS管M₇、MOS管M₈、MOS管M₉、MOS管M₁₀，MOS管M₇的栅极接地，MOS管M₇的源极电连接于MOS管M₈的漏极、MOS管M₄的源极、电容C₁的第一端，MOS管M₇的漏极电连接于电容C₁的第二端、MOS管M₈的源极，MOS管M₈的栅极电连接于MOS管M₉的栅极，且MOS管M₈的栅极接收电压VDD，该电压VDD可以由外部电源提供。

MOS管M₉的漏极电连接于电容C₂的第一端，MOS管M₁₀的源极，且MOS管M₉的漏极电连接于节点INP，节点INP用于接收参考电源80输出的参考电压，MOS管M₉的源极电连接于电容C₂的第二端、MOS管M₁₀的漏极，MOS管M₁₀的栅极接地。

在一些实施例中，伪负载电容支路41可以包括MOS管M₁₂、MOS管M₁₁、电容C_L，MOS管M₁₂的栅极接收第一脉冲信号，MOS管M₁₂的源极电连接于MOS管M₁₁的漏极，MOS管M₁₂的漏极电连接于电容C_L的第一端、MOS管M₁₁的源极，电容C_L的第二端接地，MOS管M₁₁的栅极接收第一脉冲反相信号。

采样开关支路43可以包括MOS管M₁₄、MOS管M₁₃，MOS管M₁₄的栅极接收第一脉冲反相信号，MOS管M₁₄的源极电连接于MOS管M₁₃的漏极，MOS管M₁₄的漏极电连接于MOS管M₁₁的漏极、MOS管M₁₃的源极，且MOS管M₁₄的漏极接收参考电压，MOS管M₁₃的栅极接收第一脉冲信号。

补偿支路44可以包括MOS管M₁₆、MOS管M₁₅，MOS管M₁₆的栅极接收第一脉冲信号，MOS管M₁₆的漏极电连接于MOS管M₁₆的源极、MOS管M₁₄的源极、MOS管M₁₅的源极、MOS管M₁₅的漏极、电容C_L的第一端，电容C_L的第二端接地，MOS管M₁₅的栅极接收第一脉冲反相信号。

本实施例中，MOS管M₁、MOS管M₃、MOS管M₅、MOS管M₈、MOS管M₉、MOS管M₁₂、MOS管M₁₄、MOS管M₁₆为PMOS管，MOS管M₂、MOS管M₄、MOS管M₆、MOS管M₇、MOS管M₁₀、MOS管M₁₁、MOS管M₁₃、MOS管M₁₅为NMOS管。

可以理解，鉴相器40采用伪差分电路结构，MOS管M₁与MOS管M₂、MOS管M₃与MOS管M₄、MOS管M₅与MOS管M₆、MOS管M₇与MOS管M₈、MOS管M₉与MOS管M₁₀、MOS管M₁₁与MOS管M₁₂、MOS管M₁₃与MOS管M₁₄、MOS管M₁₅与MOS管M₁₆中的任一组中的两个MOS管均为互补性MOS管，可以降低导通电阻和电荷注入效应。

采样开关支路43可以根据第一脉冲信号对所述无线信号进行采样，并将所述无线信号转换为第一信号，从节点OUTP输出第一信号的正极差分信号，从节点OUTN输出第一信号的负极差分信号。

由于采样开关支路43在导通以及断开的过程中，第一放大器的实际负载发生较大变化，会严重影响其电路增益，因此伪负载电容支路41可以在采样开关支路43断开时导通，并且在采样开关支路43导通时断开，第一放大器在采样过程中的负载电容保持为电容C_L，从而使得第一放大器的负载保持稳定。

可以理解，补偿支路44与采样开关支路43采用相同尺寸的MOS管实现匹配，补偿支路44与采样开关支路43通过连接相反相位的采样脉冲，由于栅极寄生电容引起的注入电荷相互抵消，从而实现对第一脉冲信号引起的电荷注入效应的补偿。

请一并参阅图6，为本申请的一个实施例提供的鉴相器40进行信号处理的示意图。可以理解，第一脉冲信号的波形如曲线S8所示，第一脉冲反相信号的波形如曲线S9所示，第一脉冲信号与第一脉冲反相信号互为反相信号，在t0-t1时刻，第一脉冲信号为高电平，采样开关支路43开始工作，从节点OUTP输出第一信号的正极差分信号如曲线S10所示，可以理解，在t0-t1时刻，第一信号的正极差分信号为采样开关支路43对无线信号的采样结果，其与无线信号的波形一致。采样开关支路43从节点OUTN输出第一信号的负极差分信号如曲线S12所示，可以理解，在t0-t1时刻，第一信号的负极差分信号为采样开关支路43对参考电压的采样结果，其与参考电压的波形一致。第一信号可以表示为其正极差分信号与其负极信号的差分，如曲线S11所示。

可以理解，在t1-t2时刻，由于MOS管寄生电容的影响，会引起信号馈通效应，因此不导通开关支路42可以结合其伪差分结构的电路拓扑，降低馈通效应对采样精确度的影响。具体地，无论采样开关支路43导通与否，由于寄生电容C₄的影响，无线信号会通过寄生电容C₄馈通到节点OUTP，并产生较低幅度的馈通信号，如曲线S10的波形所示；不导通开关支路42的引入，使得无线信号可以通过寄生电容C₁馈通到节点OUTN，同样产生较低幅度的馈通信号，如曲线S12的波形所示。由于节点OUTP、节点OUTN输出的馈通信号均来源于无线信号，两者具有同相位、同幅度，因此节点OUTP与节点OUTN输出的信号进行差分后，彼此抵消，得到第一信号，第一信号在t1-t2时刻的波形为固定电平的相位差分量。同理，参考电压的噪声同样可以在差分输出端进行抵消，不影响输出信号质量。

请参阅图7，为本申请的一个实施例提供的第二放大器51的电路图。本实施例中，第二放大器51包括偏置电流开关组、差分放大开关组、电流镜开关组、控制开关组，偏置电流开关组包括MOS管M₁₇、MOS管M₁₈，差分放大开关组包括MOS管M₁₉、MOS管M₂₀，电流镜开关组包括MOS管M₂₁、MOS管M₂₂、MOS管M₃₃、MOS管M₃₄、MOS管M₃₅、MOS管M₃₆、MOS管M₂₉-M₃₂，控制开关组包括MOS管M₂₅-M₂₈，以及MOS管M₃₇-M₄₀，其中MOS管M₁₇、MOS管M₁₈、MOS管M₁₉、MOS管M₂₀、MOS管M₂₅、MOS管M₂₆、MOS管M₂₇、MOS管M₂₈、MOS管M₂₉、MOS管M₃₀、MOS管M₃₁、MOS管M₃₂为PMOS管，MOS管M₂₁、MOS管M₂₂、MOS管M₂₃、MOS管M₂₄、MOS管M₃₃-M₄₀为NMOS管，MOS管M₁₇的栅极电连接于MOS管M₁₈的栅极以及MOS管M₁₇的漏极，MOS管M₁₇的源极电连接于MOS管M₁₈的源极、MOS管M₂₅的源极、MOS管M₂₆的源极、MOS管M₂₇的源极、MOS管M₂₈的源极，且MOS管M₁₇的源极接收电压VDD，该电压VDD可以由外部电源提供。MOS管M₁₇的漏极接收参考电流，MOS管M₁₈的漏极电连接于MOS管M₁₉的源极、MOS管M₂₀的源极，MOS管M₁₉的栅极电连接于节点INN2，节点INN2用于接收第一信号的负极差分信号，MOS管M₁₉的漏极电连接于MOS管M₂₁的漏极、MOS管M₂₁的栅极、MOS管M₃₄的栅极、MOS管M₃₆的栅极，MOS管M₂₀的栅极电连接于节点INP2，节点INP2用于接收第一信号的正极差分信号，MOS管M₂₀的漏极电连接于MOS管M₂₂的漏极、MOS管M₂₂的栅极、MOS管M₃₃的栅极、MOS管M₃₅的栅极，MOS管M₂₁的源极电连接于MOS管M₂₃的漏极，MOS管M₂₃的栅极电连接于MOS管M₂₄的栅极，且MOS管M₂₃的栅极接收电压VDD，MOS管M₂₃的源极电连接于MOS管M₂₄的源极、MOS管M₃₇的源极、MOS管M₃₈的源极、MOS管M₃₉的源极、MOS管M₄₀的源极，且MOS管M₂₃的源极接地，MOS管M₂₂的源极电连接于MOS管M₂₄的漏极。

MOS管M₂₅的栅极电连接于MOS管M₂₆的栅极，MOS管M₂₅的栅极接收第二脉冲反向信号，MOS管M₂₅的漏极电连接于MOS管M₂₉的源极，MOS管M₂₉的栅极电连接于MOS管M₂₉的漏极、MOS管M₃₀的栅极、MOS管M₃₃的漏极，MOS管M₃₃的源极电连接于MOS管M₃₇的漏极，MOS管M₃₇的栅极电连接于MOS管M₃₈的栅极，MOS管M₃₇的栅极接收第二脉冲反相信号，MOS管M₂₆的漏极电连接于MOS管M₃₀的源极，MOS管M₃₀的漏极电连接于MOS管M₃₄的漏极、第一滤波器52，MOS管M₃₄的源极电连接于MOS管M₃₈的漏极。

MOS管M₂₇的栅极电连接于MOS管M₂₈的栅极，MOS管M₂₇的栅极接收第二脉冲反相信号，MOS管M₂₇的漏极电连接于MOS管M₃₁的源极，MOS管M₃₁的栅极电连接于MOS管M₃₂的栅极、MOS管M₃₂的漏极、MOS管M₃₆的漏极，MOS管M₃₁的漏极电连接于第一滤波器52、MOS管M₃₅的漏极，MOS管M₃₅的源极电连接于MOS管M₃₉的漏极，MOS管M₃₉的栅极电连接于MOS管M₄₀的栅极，MOS管M₃₉的栅极接收第二脉冲信号，MOS管M₂₈的漏极电连接于MOS管M₃₂的源极，MOS管M₃₆的源极电连接于MOS管M₄₀的漏极。

本实施例中，MOS管M₁₇、MOS管M₁₈、MOS管M₁₉、MOS管M₂₀、MOS管M₂₅、MOS管M₂₆、MOS管M₂₇、MOS管M₂₈、MOS管M₂₉、MOS管M₃₀、MOS管M₃₁、MOS管M₃₂为PMOS管，MOS管M₂₁、MOS管M₂₂、MOS管M₂₃、MOS管M₂₄、MOS管M₃₃、MOS管M₃₄、MOS管M₃₅、MOS管M₃₆、MOS管M₃₇、MOS管M₃₈、MOS管M₃₉、MOS管M₄₀为NOMS管。

在一些实施例中，第一滤波器52包括电容C₃、电阻R₁和电阻R₂，电阻R1的第一端电连接于MOS管M₃₄的源极，电阻R₁的第二端电连接于节点OUTP2以及电容C₃的第一端，节点OUTP2用于输出电压脉冲信号的正极差分信号，电容C₃的第二端电连接于节点OUTN2以及电阻R₂的第一端，电阻R₂的第二端电连接于MOS管M₃₅的漏极，节点OUTN2用于输出电压脉冲信号的负极差分信号。

可以理解，偏置电流开关组用于实现对差分放大开关组的电流偏置，MOS管M₂₁-M₂₄可以为差分放大开关组提供负载。

电流镜开关组中，MOS管M₂₁、MOS管M₃₄、MOS管M₃₆，以及MOS管M₂₂、MOS管M₃₃、MOS管M₃₅分别构成电流镜，精确复制MOS管M₃₅、MOS管M₃₆输出的差分电流信号到输出级。MOS管M₂₉、MOS管M₃₀和MOS管M₃₁、MOS管M₃₂分别构成电流镜，对MOS管M₃₃和MOS管M₃₆复制的差分电流信号进行换向，进而精确复制到MOS管M₃₀和MOS管M₃₁。MOS管M₃₀、MOS管M₃₄和MOS管M₃₁、MOS管M₃₅的漏极输出电流脉冲信号到第一滤波器52。

本实施例中，MOS管M₃₇-M₄₀、MOS管M₂₅-M₂₈分别被第二脉冲信号与第二脉冲反相信号控制，在第二脉冲信号为低电平时，第一信号中的采样分量将不被转换为电流脉冲信号。可以理解，第二放大器51采用全动态的电路结构，有利于降低电路功耗，提高能量效率。

可以理解，第一滤波器52可以将MOS管M₃₄的源极以及MOS管M₃₅的漏极输出的电流脉冲信号进行滤波，得到电压脉冲信号。电压脉冲信号可以表示为电压脉冲信号的正极差分信号与电压脉冲信号的负极差分信号之差。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种信号处理电路，其特征在于，所述信号处理电路包括：

振荡电路，所述振荡电路用于产生第一脉冲信号；

鉴相器，所述鉴相器电连接于所述振荡电路，所述鉴相器用于接收无线设备输出的无线信号以及所述第一脉冲信号，并根据所述第一脉冲信号将所述无线信号转换为第一信号；

相位跟踪电路，所述相位跟踪电路电连接于所述鉴相器及所述振荡电路，所述相位跟踪电路用于接收第一信号，并用于将所述第一信号转换为第二信号；

量化器电路，所述量化器电路电连接于所述相位跟踪电路，所述量化器电路用于对所述第二信号进行解调，得到解调信号，所述解调信号用于指示所述无线信号中的数据；

其中，所述第一信号包括采样分量与相位差分量，所述鉴相器根据所述第一脉冲信号对所述无线信号进行采样，得到所述采样分量，所述鉴相器计算所述第一脉冲信号与所述无线信号的相位差，得到所述相位差分量；

其中，所述第二信号由所述相位跟踪电路对所述相位差分量进行提取转换得到，所述第二信号用于指示所述无线信号频率变化轨迹。

2.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述信号处理电路还包括第一放大器，所述第一放大器电连接于所述鉴相器，所述第一放大器用于将所述无线信号进行放大后输出到所述鉴相器。

3.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述相位跟踪电路包括：

第二放大器，所述第二放大器电连接于所述鉴相器，所述第二放大器用于将所述第一信号中的所述相位差分量转换为电流脉冲信号；

第一滤波器，所述第一滤波器电连接于所述第二放大器，所述第一滤波器用于对所述电流脉冲信号进行滤波，得到电压脉冲信号；

第三放大器，所述第三放大器电连接于所述第一滤波器，所述第三放大器用于对所述电压脉冲信号进行放大，得到第二信号；

载波频率跟踪单元，所述载波频率跟踪单元电连接于所述第三放大器，所述载波频率跟踪单元用于根据所述第二信号输出补偿信号；

加法器，所述加法器电连接于所述载波频率跟踪单元以及所述第三放大器，所述加法器用于对所述补偿信号与所述第二信号进行求和，得到第二补偿信号，并输出到所述振荡电路。

4.如权利要求3所述的信号处理电路，其特征在于，所述量化器电路包括：

第二滤波器，所述第二滤波器电连接于所述第三放大器，所述第二滤波器用于所述第二信号进行滤波；

比较器，所述比较器电连接于所述第二滤波器，所述比较器用于对所述第二滤波器滤波后的所述第二信号进行量化，得到解调信号。

5.如权利要求3所述的信号处理电路，其特征在于，所述振荡电路包括：

振荡器，所述振荡器电连接于所述加法器，所述振荡器用于根据所述第二补偿信号生成本振信号；

频率校准单元，所述频率校准单元电连接于数模转换器，所述数模转换器电连接于所述振荡器，所述频率校准单元用于通过所述数模转换器对所述振荡器的初始频率进行预设或校准；

脉冲产生器，所述脉冲产生器电连接于所述振荡器、所述鉴相器以及所述第二放大器，所述脉冲产生器用于根据所述本振信号产生第一脉冲信号以及第二脉冲信号，所述脉冲产生器输出所述第一脉冲信号到所述鉴相器，用于控制所述鉴相器对所述无线信号的采样，所述脉冲产生器输出第二脉冲信号到所述第二放大器，用于提供所述第二放大器的使能信号。

6.如权利要求2所述的信号处理电路，其特征在于，所述鉴相器包括：

采样开关支路，电连接于所述第一放大器以及所述振荡电路，所述采样开关支路用于根据所述第一脉冲信号控制其自身导通或断开，以对所述无线信号进行采样；

伪负载电容支路，电连接于所述采样开关支路以及所述第一放大器，所述伪负载电容支路用于当所述采样开关支路断开时，使得所述第一放大器的负载保持稳定；

补偿开关支路，电连接于所述采样开关支路，所述补偿开关支路用于补偿由所述第一脉冲信号引起的电荷注入效应；

不导通开关支路，电连接于所述采样开关支路以及所述伪负载电容支路，所述不导通开关支路用于降低馈通效应对所述无线信号采样精确度的影响。

7.如权利要求5所述的信号处理电路，其特征在于，所述第二放大器包括：

差分放大开关组，电连接于所述鉴相器，所述差分放大开关组用于将所述第一信号进行差分放大；

电流镜开关组，电连接于所述差分放大开关组，所述电流镜开关组用于复制所述差分放大开关组放大的所述第一信号，并将所述第一信号中的相位差分量转换为所述电流脉冲信号；

控制开关组，电连接于所述电流镜开关组以及所述脉冲产生器，所述控制开关组用于根据所述第二脉冲信号控制所述电流镜开关组输出或不输出所述电流脉冲信号。

8.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括：

如权利要求1-7任一项所述的信号处理电路；以及

匹配电路，电连接于天线与所述信号处理电路，用于使天线与所述信号处理电路的输入阻抗匹配。

9.一种接收机，其特征在于，所述接收机包括如权利要求8所述的芯片。

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