CN217824947U - 一种零中频接收机及其正负频增益失配校正电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种零中频接收机正负频增益失配校正电路，包括电容，电容接在零中频接收机的IQ路滤波器之间。本实用新型涉及一种零中频接收机，包括射频低噪声放大器、I路混频器、Q路混频器、I路滤波器、Q路滤波器、I路可编程增益放大器、Q路可编程增益放大器、IQ正交时钟产生电路、零中频接收机正负频增益失配校正电路。本实用新型针对于现有的零中频架构接收机，在硬件结构上，只需要在滤波器模块IQ支路之间增加电容。只需要极少的附加电路(电容)，即可校准零中频接收机中由射频前端引入的正负频增益失配的问题，方案简单方便，且不消耗额外的功耗，占有面积小。

Description

一种零中频接收机及其正负频增益失配校正电路

技术领域

本实用新型涉及校正正负频增益失配装置技术领域，尤其涉及一种零中频接收机正负频增益失配校正电路。

背景技术

在现代的无线通信领域里，低中频和零中频接收机在低功耗和高集成度方面具有较大优势，而零中频接收机因为只需要一次变频因此结构更加简单，因而零中频系统越来越多的应用于如今的无线设备中。但射频低噪放大器，混频器等电路的有限带宽，片外匹配不佳，bonding线的寄生等等因素都会导致射频电路模块的信号带宽内增益波动，下变频以后直接导致正负频信号幅度失配，特别是大宽带应用中，而这些波动都会影响基带的解调，因此校正正负频带内失配可以极大的提升接收机的性能。

通常，为了保证较小的正负频波动，往往会通过优化电路来实现，比如增大带宽等，但需要付出较大的代价，如功耗，而且带宽越大，带内波动往往越大。因此，急需一种不需要消耗额外的功耗，只用少量电路就可以校正正负频增益波动失配的方案。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种零中频接收机正负频增益失配校正电路，不需要额外的功耗，不改变原有电路，只需要少量电路就可以实现正负频通道增益失配校正，可以一定程度上降低射频对带内增益波动的要求。

本实用新型提供一种零中频接收机正负频增益失配校正电路，包括电容，所述电容接在零中频接收机的I路滤波器和Q路滤波器之间；所述电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容接在I路滤波器中运算放大器的输出端和Q 路滤波器的运算放大器的负输入端之间，所述第二电容接在I路滤波器中运算放大器的负输入端和Q路滤波器的运算放大器的输出端之间。

一种零中频接收机，包括射频低噪声放大器、I路混频器、Q路混频器、I 路滤波器、Q路滤波器、I路可编程增益放大器、Q路可编程增益放大器、IQ正交时钟产生电路、零中频接收机正负频增益失配校正电路，所述射频低噪声放大器输出端与所述I路混频器、所述Q路混频器连接，所述I路混频器与所述I 路滤波器连接，所述I路滤波器与所述I路可编程增益放大器连接，所述Q路混频器与所述Q路滤波器连接，所述Q路滤波器与所述Q路可编程增益放大器连接、所述IQ正交时钟产生电路接在所述I路混频器和所述Q路混频器之间，所述零中频接收机正负频增益失配校正电路包括电容，所述电容接在所述I路滤波器和所述Q路滤波器之间。

进一步地，所述电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容接在I路滤波器中运算放大器的输出端和Q路滤波器的运算放大器的负输入端之间，所述第二电容接在I路滤波器中运算放大器的负输入端和Q路滤波器的运算放大器的输出端之间。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型针对于现有的零中频架构接收机，在硬件结构上，只需要在滤波器模块IQ支路之间增加电容。只需要极少的附加电路(电容)，即可校准零中频接收机中由射频前端引入的正负频增益失配的问题，方案简单方便，且不消耗额外的功耗，占有面积小。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种零中频接收机架构示意图；

图2为本实用新型的一阶滤波器示意图；

图3为本实用新型的无正负频增益失配校准零中频接收机各个节点幅频特性示意图；

图4为本实用新型的正负频增益失配校准后零中频接收机最后中频输出幅频特性对比示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种零中频接收机，如图1所示，包括射频低噪声放大器LNA、I路混频器 MIXER、Q路混频器MIXER、I路滤波器FILTER、Q路滤波器FILTER、I路可编程增益放大器PGA、Q路可编程增益放大器PGA、IQ正交时钟产生电路Phase、零中频接收机正负频增益失配校正电路，射频低噪声放大器输出端与I路混频器、Q路混频器连接，I路混频器与I路滤波器连接，I路滤波器与I路可编程增益放大器连接，Q路混频器与Q路滤波器连接，Q路滤波器与Q路可编程增益放大器连接、IQ正交时钟产生电路接在I路混频器和Q路混频器之间，零中频接收机正负频增益失配校正电路包括电容，电容接在I路滤波器和Q路滤波器之间。接收机射频输入信号RF_IN从射频低噪声放大器LNA输入，射频低噪声放大器LNA 的输出信号v_{LNA_OUT}输出至I路混频器MIXER、Q路混频器MIXER，本振信号经过 IQ正交时钟产生电路Phase产生正交本振信号LO_I，LO_Q输出至I路混频器 MIXER、Q路混频器MIXER，混频器下变频输出信号v_{Mixer_OUT_I},v_{Mixer_OUT_Q}经I路滤波器FILTER、Q路滤波器FILTER、I路可编程增益放大器PGA、Q路可编程增益放大器PGA得到接收机最终中频输出信号IF_{OUT_I},IF_{OUT_Q}。

如图2所示，电容包括第一电容和第二电容，第一电容接在I路滤波器中运算放大器的输出端和Q路滤波器的运算放大器的负输入端之间，第二电容接在I路滤波器中运算放大器的负输入端和Q路滤波器的运算放大器的输出端之间。

在一实施例中，I路输入信号v_{in_i}经电阻R₁输入I路滤波器中运算放大器OTA的负输入端，I路滤波器中运算放大器OTA的负输入端和输出端之间并联电阻R₁和电容C，运算放大器OTA的输出端输出vout_i。Q路输入信号vin_q经电阻R1输入Q路滤波器中运算放大器OTA的负输入端，Q路滤波器中运算放大器 OTA的负输入端和输出端之间并联电阻R1和电容C，运算放大器OTA的输出端输出vout_q。1阶滤波器的vin_q＝j*vin_i，vout_q＝j*vout_i。当没有馈通支路，即没有图2虚线框中的部分时，传输函数如下，假定OTA为理想运放：

其中，v_out为v_{out_i}或者v_{out_q}，v_in为v_{in_i}或者vi_{n_q}；

为直流增益，

为极点，其幅频特性与频率极性无关，也就是正负频增益曲线完全对称。

当存在馈通支路时：

将v_{in_q}＝j*v_{in_i，}v_{out_q}＝j*v_{out_i}传输函数变为如下：

其中，v_out为v_{out_i}或者v_{out_q}，v_in为v_{in_i}或者v_{in_q}；

从上述推导可以看出，H(j*ω)幅频特性和ω相关，也与ω的极性相关，从而实现正负频幅频曲线的差异，通过调整反馈系数g的极性来调整增益的波动方向，通过调整C_x的大小实现正负频增益波动大小，从而反向补偿由接收机射频前端带来的增益波动。

无正负频增益失配校准零中频接收机各个节点幅频特性如图3所示，f_LO：本振信号频率；BW：有用信号带宽；P：功率，图示纵坐标；f：频率，图示横坐标；RF_IN，v_{LNA_OUT}，v_{Mixer_OUT_I},v_{Mixer_OUT_Q}，IF_{OUT_I},IF_{OUT_Q}：对应附图二中各个节点信号。图3中a：RF_IN信号，除了有用信号外，还有白噪声成分；图3中b：由于LNA 有限带宽，LNA前不理想的匹配，封装绑线等非理想因素导致的射频模块带内增益波动带来的输出信号幅度波动；图3中c：经过本振信号下变频后产生IQ正交中频信号，射频信号带内幅度波动转变为正负频幅度波动；图3中d：滤波器和PGA后，信号被放大，白噪声被滤除，但是正负频信号幅度失配依旧存在。

如图4所示，使用正负频增益适配校准技术后，正负频信号幅度失配被补偿，IQ路中频输出正负频信号幅度对称，失配被校准。此技术可扩展至多阶滤波器。

LNA，Mixer模块有限带宽，LNA前不理想的匹配，封装绑线都会导致射频模块的增益波动，下变频到零频后，将直接导致正负频的增益失配；本实用新型通过IQ之间的信号馈通进行正负频增益失配的校准。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种零中频接收机正负频增益失配校正电路，其特征在于：包括电容，所述电容接在零中频接收机的I路滤波器和Q路滤波器之间；

所述电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容接在I路滤波器中运算放大器的输出端和Q路滤波器的运算放大器的负输入端之间，所述第二电容接在I路滤波器中运算放大器的负输入端和Q路滤波器的运算放大器的输出端之间。

2.一种零中频接收机，其特征在于：包括射频低噪声放大器、I路混频器、Q路混频器、I路滤波器、Q路滤波器、I路可编程增益放大器、Q路可编程增益放大器、IQ正交时钟产生电路、零中频接收机正负频增益失配校正电路，所述射频低噪声放大器输出端与所述I路混频器、所述Q路混频器连接，所述I路混频器与所述I路滤波器连接，所述I路滤波器与所述I路可编程增益放大器连接，所述Q路混频器与所述Q路滤波器连接，所述Q路滤波器与所述Q路可编程增益放大器连接、所述IQ正交时钟产生电路接在所述I路混频器和所述Q路混频器之间，所述零中频接收机正负频增益失配校正电路包括电容，所述电容接在所述I路滤波器和所述Q路滤波器之间。

3.如权利要求2所述的一种零中频接收机，其特征在于：所述电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容接在I路滤波器中运算放大器的输出端和Q路滤波器的运算放大器的负输入端之间，所述第二电容接在I路滤波器中运算放大器的负输入端和Q路滤波器的运算放大器的输出端之间。

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