DE102004059207A1 - Polyphase filter arrangement, e.g. for superheterodyne receiver, has N filter subsections connected between inputs and outputs of polyphase filter, and N coupled filter subsections connected between inputs and outputs of subsections - Google Patents

Polyphase filter arrangement, e.g. for superheterodyne receiver, has N filter subsections connected between inputs and outputs of polyphase filter, and N coupled filter subsections connected between inputs and outputs of subsections Download PDF

Info

Publication number
DE102004059207A1
DE102004059207A1 DE200410059207 DE102004059207A DE102004059207A1 DE 102004059207 A1 DE102004059207 A1 DE 102004059207A1 DE 200410059207 DE200410059207 DE 200410059207 DE 102004059207 A DE102004059207 A DE 102004059207A DE 102004059207 A1 DE102004059207 A1 DE 102004059207A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filter
input
output
complex
polyphase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410059207
Other languages
German (de)
Inventor
Hans Georg Brachtendorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brachtendorf Hans Georg Dr-Ing
Original Assignee
Brachtendorf Hans Georg Dr-Ing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brachtendorf Hans Georg Dr-Ing filed Critical Brachtendorf Hans Georg Dr-Ing
Priority to DE200410059207 priority Critical patent/DE102004059207A1/en
Publication of DE102004059207A1 publication Critical patent/DE102004059207A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/16—Networks for phase shifting
    • H03H11/22—Networks for phase shifting providing two or more phase shifted output signals, e.g. n-phase output
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H03H2011/0494—Complex filters

Landscapes

  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

The arrangement has N inputs for receiving input signals and K outputs for derivation of the signals. A polyphase filter (101) has N number of filter subsections (FF1-FFN) respectively connected between inputs and outputs of the polyphase filter. N-coupled filter subsections are connected between inputs and outputs of the subsections and connect the subsections, where outputs of the subsections transfer a polyphase signal. An independent claim is also included for a device for frequency conversion comprising a polyphase filter arrangement.

Description

1 Hintergrund der Erfindung1 Background of the invention

Polyphasenfilter empfangen ein N-phasiges (oder mehrphasiges oder polyphasiges) Eingangssignal und erzeugen ein M-phasiges Ausgangssignal, wobei in der Regel M = N ist. Speziell das Quadraturfilter ist ein 4-phasiges Polyphasenfilter, welches eine breite Anwendung in der Entwicklung von Transmittern und Receivern aufgrund der Fähigkeit zur Unterdrückung von Spiegelfrequenzen gefunden hat. Quadratur-Polyphasenfilter verwenden gewöhnlich differentielle Verdrahtung, d.h. die Signalverläufe treten ebenfalls auf korrespondierenden Pfaden negiert auf. Folglich ist das Quadraturtilter im wesentlichen ein 2-phasiges Filter mit differentieller Verdrahtung. Daher wird nachfolgend das Quadraturfilter als spezielle Form eines 2-phasigen Filters angesehen. Nichtsdestotrotz wird der eingebürgerte Begriff des Quadraturfilters nachfolgend beibehalten. Ferner wird aufgrund der weiten Verbreitung das Quadraturtilter detailliert betrachtet. Sämtliche Herleitungen und Argumente gelten entsprechend für für beliebige N-phasige Filter und können von fachkundigen Personen geradewegs verallgemeinert werden.polyphase receive an N-phase (or polyphase or polyphasic) input signal and generate an M-phase output signal, usually M = N is. Specifically, the quadrature filter is a 4-phase polyphase filter, which is widely used in the development of transmitters and receivers due to the ability for suppression from image frequencies found. Use quadrature polyphase filter usually differential wiring, i. the signal curves also occur on corresponding ones Paths negates. Consequently, the quadrature filter is substantially a 2-phase filter with differential wiring. Therefore, will below the quadrature filter as a special form of a 2-phase Filters viewed. Nonetheless, the naturalized term is used of the quadrature filter is subsequently maintained. Further, due The widespread use of the quadrature filter is considered in detail. All Derives and arguments apply accordingly to any N-phase filters and can be generalized by experts.

In einem Quadraturfilter sind die Signale nachfolgend um 90 Grad phasenverschoben. Die einzelnen Filtersektionen sind im wesentlichen gleich und miteinander gekoppelt. Die 1 zeigt exemplarisch den Frequenzgang des Betrages der Übertragungsfunktion A = |H(f)| in Dezibel dar. Offenbar besitzt die Übertragungsfunktion eines 4-phasigen Polyphasenfilters eine Asymmetrie des Durchlassbereichs für positive und negative Frequenzen um die Mittenfrequenzen f0 und –f0, wohingegen für traditionelle Bandpassfilter die Betrags-Übertragungsfunktion symmetrisch bezüglich des Ursprungs ist, d.h. |H(f)| = |H(–f)|. Hingegen können Polyphasenfilter derart konstruiert werden, so dass. |H(f)| ungleich |H(–f)| gilt. Eine wichtige Anwendung von Polyphasenfiltern ist daher die Fähigkeit, Spiegelfrequenzen mit relativ geringfügigem Realisierungsaufwand unterdrücken zu können, wie nachfolgend dargestellt.In a quadrature filter, the signals are subsequently phase-shifted by 90 degrees. The individual filter sections are essentially the same and coupled together. The 1 shows by way of example the frequency response of the amount of the transfer function A = | H (f) | Apparently, the transfer function of a 4-phase polyphase filter has an asymmetry of the passband for positive and negative frequencies around the center frequencies f0 and -f0, whereas for traditional bandpass filters the magnitude transfer function is symmetric with respect to the origin, ie | H (f) | = | H (-f) |. On the other hand, polyphase filters can be constructed such that | | H (f) | unequal | H (-f) | applies. An important application of polyphase filters is therefore the ability to suppress image frequencies with a relatively small implementation effort, as shown below.

Das Spiegelfrequenzsignal ist das unerwünschte Signal, welches sich bei der Umsetzung der Mittenfrequenzlage des Wunschsignals in das Band des Nutzsignals überfaltet. Dieses Spiegelfrequenzsignal muss daher vor der Umsetzung hinreichend gefiltert werden. Traditionelle Bandpassfilter, für die für die Betrags-Übertragungsfunktion. |H(f)| = |H(–f)| gilt, benötigen i.d.R. eine sehr hohe Filterordnung, da eine hohe Flankensteilheit beim Übergang vom Durchlass- in den Sperrbereich erforderlich ist. Häufig müssen solche Filter durch Trimming aufwendig nachbearbeitet werden.The Image frequency signal is the unwanted signal which is in the implementation of the center frequency position of the desired signal in the Band of the wanted signal overfolded. This image frequency signal must therefore be sufficient before the implementation be filtered. Traditional bandpass filters for which for the amount transfer function. | H (f) | = | H (-f) | applies, need i.d.R. a very high filter order, as a high edge steepness at the transition from the passband to the stopband is required. Often, such must Filter be reworked by trimming consuming.

Andererseits können asymmetrische Bandpassfilter Signalanteile auf der negativen Frequenzhälfte, wie in 1 dargestellt, mit wesentlich geringerem Aufwand unterdrücken; für die Ausgangssignale des asymmetrischen Bandpassfilters gilt: |X(f)| >> |X(–f)|. Insbesondere das unerwünschte Spiegelfrequenzsignal kann mit deutlich geringerem Aufwand unterdrückt werden.On the other hand, asymmetric bandpass filters can carry signal components on the negative half of the frequency, as in 1 shown, suppress with much less effort; for the output signals of the asymmetric bandpass filter: | X (f) | >> | X (-f) |. In particular, the unwanted image frequency signal can be suppressed with significantly less effort.

Ein weiterer Vorteil von Polyphasenfiltern kann bei Low-IF Empfängern, d.h. Empfängern, die mit niedrigen Zwischenfrequenzen arbeiten, vorteilhaft genutzt werden: Die asymmetrischen Bandpassfilter können derart parametrisiert werden, so dass Nachbarkanäle stark unterdrückt werden können.One Another advantage of polyphase filters can be found in low IF receivers, i. recipients which work with low intermediate frequencies, advantageously used The asymmetric bandpass filters can be parameterized in this way be, so that neighboring channels strongly suppressed can be.

Bekannte Polyphasenfilter besitzen eine Anzahl von im wesentlichen identischen Filtersektionen, die zwischen den N Eingängen und N Ausgängen zwischengeschaltet sind. Diese Filtersektionen werden an ausgewählten Punkten durch ein Koppelnetzwerk miteinander derart verbunden, so dass sich ein physikalisch asymmetrisches Netzwerk ergibt. Ein Mehrphasen-Eingangssignal wird an die N Eingänge angelegt.Known Polyphase filters have a number of substantially identical ones Filter sections interposed between the N inputs and N outputs are. These filter sections become at selected points through a coupling network connected to each other so that a physically asymmetric Network results. A polyphase input signal is applied to the N inputs.

Solch ein asymmetrisches Polyphasenfilter ist beispielsweise aus dem zitierten Artikel von Gingell bekannt. Es handelt sich bei dem dort beschriebenen Filter um ein sogenanntes passives Polyphasenfilter, bestehend aus Widerständen und Kapazitäten. Die Freiheitsgerade für den Schaltungsentwickler sind bei diesem Filter jedoch sehr eingeschränkt, da nur die Verhältnisse der Widerstände und Kapazitäten verändert werden können. Ferner sollten bei integrierten Schaltungen Induktivitäten aufgrund der aufwendigen Realisierung vermieden werden.Such an asymmetric polyphase filter is for example from the cited Article known by Gingell. It is in the described there Filter around a so-called passive polyphase filter, consisting of resistors and capacities. The freedom line for However, the circuit designer are very limited in this filter because only the conditions the resistances and capacities changed can be. Furthermore, inductors should be used in integrated circuits the elaborate realization can be avoided.

Aktive Filter sind andererseits wesentlich einfacher zu entwerfen und herzustellen als passive Filter. Aktive Polyphasenfilter sind aufgrund der Patente von Voorman, Essink und Vinn et al wohlbekannt und oben zitiert.active On the other hand, filters are much easier to design and manufacture as passive filters. Active polyphase filters are due to the patents by Voorman, Essink and Vinn et al., and cited above.

Eine bekannte Realisierung gemäß der Patentschrift von Voorman zeigt 2. Ein erster und ein zweiter Filterabschnitt (oder Inphase- und Quadraturfilterabschnitt) FP und FP' werden durch ein Widerstandsnetzwerk miteinander gekoppelt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Realisierung besteht darin, dass das Koppelnetzwerk aus Widerständen besteht. Integrierte Widerstände sind schwer zu realisieren und weisen eine hohe Streuung auf. Darüber hinaus führt diese resistive Kopplung zu unerwünschten Gleichspannungs-Offsets in den SignalpfadenA known realization according to the patent of Voorman shows 2 , First and second filter sections (or in-phase and quadrature filter sections) FP and FP 'are coupled together by a resistor network. A major disadvantage of this implementation is that the coupling network consists of resistors. Integrated resistors are difficult to realize and have a high dispersion. In addition, this resistive coupling leads to unwanted DC offsets in the signal paths

In der Patentschrift von Essink werden daher die Widerstände durch Gyratoren ersetzt, wie in 3 dargestellt. Gyratoren können als Transkonduktanzverstärker bzw. gm-C Zellen realisiert werden, wie aus der Patentschrift von Vinn et al bekannt ist. Die ersten und zweiten Filterabschnitte (4) werden durch einen asymmetrischen G-block verkoppelt. Die Bauelemente des G-blocks bestehen aus Transkonduktanzverstärker (G-C Zellen) (5).In the Essink patent, therefore, the resistors are replaced by gyrators, as in 3 shown. Gyrators can be realized as transconductance amplifiers or gm-C cells, as is known from the patent of Vinn et al. The first and second filter sections ( 4 ) are coupled by an asymmetric G-block. The components of the G block consist of transconductance amplifiers (GC cells) ( 5 ).

Die zitierten bekannten Schaltkreise haben teilweise folgende Nachteile:

  • 1. Resistive Kopplungsnetzwerke führen zu DC-Offsetspannungen und unterliegen erheblichen Prozessstreuungen.
  • 2. Gyratoren und Transkonduktanzverstärker sind aufwendig zu realisieren.
  • 3. Mit den bekannten Schaltungen lassen sich beliebige Pole aber keine beliebigen Nullstellen realisieren, damit können beispielsweise keine Filter realisiert werden, die auf einem elliptischen Filter basieren.
The cited known circuits have some disadvantages:
  • 1. Resistive coupling networks lead to DC offset voltages and are subject to significant process variations.
  • 2. Gyrators and transconductance amplifiers are expensive to implement.
  • 3. With the known circuits can be any poles but no arbitrary zeros realize, so that, for example, no filter can be realized, which are based on an elliptical filter.

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Realisierung von Polyphasenfiltern.The The invention relates to an improved realization of polyphase filters.

Die Vorteile von komplexen Filteranordnungen, wie beispielsweise Polyphasenfilter, lassen sich vorteilhaft zur Umsetzung eines Signals von einer ersten Mittenfrequenz auf eine zweite Mittenfrequenz durch einen Mischvorgang einsetzen. Bei einem Mischvorgang eines Nutzsignals von der ersten auf die zweite Mittenfrequenz wird ein weiteres Signal, das Spiegelfrequenzsignal, auf die gleiche zweite Mittenfrequenz gemischt wie das Nutzsignal. Das unerwünschte Spiegelfrequenzsignal führt zu Störungen, die die Bitfehlerrate (BER) drastisch erhöhen können. Das ist insbesondere der Fall, wenn das Leistungsdichtespektrum des Nutzsignals geringer als dasjenige des Spiegelfrequenzsignals ist und die Mittenfrequenzen beider Signale nahe benachbart sind, da dann eine Filterung sehr aufwendig ist. Bestehende Empfängerarchitekturen erfordern aufwendige Filter mit sehr hoher Filterordnung, um das Spiegelfrequenzsignal vor der Frequenzumsetzung ausreichend zu bedämpfen. Typischerweise werden zu diesem Zweck SAW-Filter (Surface acoustic waves) eingesetzt.The Advantages of complex filter arrangements, such as polyphase filters, can be advantageous for the implementation of a signal from a first Center frequency to a second center frequency through a mixing process deploy. In a mixing process of a useful signal from the first to the second center frequency is another signal, the image frequency signal, mixed to the same second center frequency as the wanted signal. The unwanted Image frequency signal leads to disturbances, which can drastically increase the bit error rate (BER). That is in particular the case when the power density spectrum of the wanted signal is lower than that of the image frequency signal and the center frequencies Both signals are closely adjacent, since then a very filtering is expensive. Existing receiver architectures require elaborate filters with very high filter order to the Sufficiently dampen the image frequency signal before the frequency conversion. typically, For this purpose, SAW (Surface Acoustic Wave) filters are used.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur verbesserten Unterdrückung von Spiegelfrequenzsignalen unter Einsatz von komplexen Filtermitteln, beispielsweise Polyphasenfilter. Ein komplexes Filter sei dabei in dem hier gewählten Kontext ein Filter mit wenigstens zwei Ausgängen. Diese Filter unterdrücken unerwünschte Signale mit einem reduzierten Gesamtaufwand, verglichen mit bekannten Filterarchitekturen.The The invention further relates to an apparatus and a method for improved suppression of image frequency signals using complex filter means, for example, polyphase filter. A complex filter is included in the one chosen here Context a filter with at least two outputs. These filters suppress unwanted signals at a reduced overall cost compared to known filter architectures.

Ferner können komplexe Filter als asymmetrische Bandpassfilter realisiert werden. Asymmetrische Bandpassfilter sind symmetrischen Filtern bei der Unterdrückung von Nachbarkanälen bei Low-IF Empfängern überlegen.Further can complex filters can be realized as asymmetric bandpass filters. Asymmetrical bandpass filters are symmetric filters in the suppression of neighboring channels superior to low-IF receivers.

Ein Anwendungsgebiet, aber nicht darauf beschränkt, ist Digital Radio Mondiale (DRM). Bei dieser Applikation kann u.U. das Spiegelfrequenzsignal eine um 50 dB höhere mittlere Leistung als das Nutzsignal aufweisen.One Application area, but not limited to, is Digital Radio Mondiale (DRM). With this application u.U. the image frequency signal one 50 dB higher have average power as the useful signal.

1.1 Zusammenfassung der Erfindung1.1 Summary of the invention

Es ist ein Gegenstand der Erfindung, asymmetrische Polyphasenfilter in einer symmetrischen Schaltungskonfiguration zu konstruieren, die einfach integriert werden können und deren Übertragungsfunktionen relativ unabhängig gegenüber Prozessvariationen sind.It is an object of the invention, asymmetric polyphase filter in a symmetrical circuit configuration, which can be easily integrated and their transfer functions relative independently across from Process variations are.

Es ist ferner Gegenstand der Erfindung, Polyphasenfilter zu konstruieren, mit denen sich sowohl asymmetrische Pole als auch asymmetrische Nullstellen realisieren lassen.It is also an object of the invention to construct polyphase filters, with which are both asymmetrical poles as well as asymmetric Zeroing can be realized.

Es ist ferner Gegenstand der Erfindung, ein Polyphasenfilter derart zu konstruieren, so dass Gleichspannungs-Offsets reduziert werden.It is also the subject of the invention, a polyphase filter such to construct so that DC offsets are reduced.

Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist die Reduzierung der Anzahl von Komponenten.One Another object of the invention is the reduction of the number of components.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Konstruktion eines Filters mit einer Anzahl von Pfaden für nacheinanderfolgend verschobene Phasen eines Signals, wobei jeder genannte Pfad von einem respektiven Eingang zu einem respektiven Ausgang führt und mit dem nachfolgenden genannten Pfad derart gekoppelt ist, so dass die genannten Pfade jeweils zum nächsten Pfad in einer zyklischen Anordnung gekoppelt sind; und einen Rückkopplungspfad von jedem genannten Ausgang zum korrespondierenden genannten Eingang.One Another aspect of the invention is the construction of a filter with a number of paths for successively shifted phases of a signal, each named path of leads a respective input to a respective output and is coupled to the following named path such that the named paths each to the next path in a cyclic Arrangement are coupled; and a feedback path of each mentioned Output to the corresponding named input.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Konstruktion eines aktiven Polyphasenfilters mit einer reduzierten Anzahl von Widerständen und Transkonduktanzverstärkern. Es ist ferner Gegenstand der Erfindung, Widerstände soweit möglich durch Kapazitäten zu ersetzen und Polyphasenfilter zu konstruieren, deren korrespondierende Übertragungsfunktionen beliebige Pole und Nullstellen besitzt.One Another aspect of the invention is the construction of an active Polyphase filter with a reduced number of resistors and Transconductance amplifiers. It is also an object of the invention, as far as possible by resistors capacities and to construct polyphase filters whose corresponding transfer functions has any poles and zeros.

Es ist ferner Gegenstand der Erfindung ein aktives Polyphasenfilter zu konstruieren, das durch einen Vorwärtskoppelabschnitt mit einem Eingang und einem Ausgang für jede Phase, einen Rückwärtskoppelabschnitt mit einem Eingang und einem Ausgang für jede Phase, wobei die genannten Eingänge mit den respektiven Ausgängen des Vorwärtskoppelabschnitts und die Ausgänge des Rückwärtskoppelabschnitts mit den korrespondierenden Eingängen des Vorwärtskoppelabschnitts verbunden sind, charakterisiert ist.It is also the subject of the invention an active polyphase filter to be constructed by a forward coupling section with a Input and an output for every phase, a backward coupling section with an input and an output for each phase, the said inputs with the respective outputs of the forward coupling section and the outputs of the reverse coupling section with the corresponding inputs of the forward coupling section are characterized is characterized.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Konstruktion eines Schaltkreises zur Unterdrückung von Spiegelfrequenzsignalen bei einer Zwischenfrequenz.One Another aspect of the invention is the construction of a circuit for suppression of image frequency signals at an intermediate frequency.

Es ist ferner Gegenstand der Erfindung, ein verbessertes Polyphasenfilter zu konstruieren mit einer kapazitiven Kreuz-Verkopplung der einzelnen Filterabschnitte. Das Filter besitzt einen ersten und einen zweiten Vorwärtskoppelabschnitt, einen ersten und einen zweiten Rückkoppelabschnitt und einem ersten und einem zweiten Kreuzkoppelabschnitt.It is also the subject of the invention, an improved polyphase filter to construct with a capacitive cross-coupling of the individual Filter sections. The filter has a first and a second Forward coupling section, a first and a second feedback section and a first and a second cross-coupling section.

Die Kreuzkopplungsabschnitte können einige oder alle der nachfolgend gelisteten Bauelemente enthalten: Gyratoren, Transkonduktanzverstärkerpaare, Paare von Kapazitäten und Paare von Widerständen. Jedes Paar besteht aus im wesentlichen identischen Bauelementen. Jedes Paar wird zwischen korrespondierenden Klemmen gekoppelt.The Cross coupling sections can Some or all of the following listed components include: Gyrators, transconductance amplifier pairs, Pairs of capacities and pairs of resistors. Each pair consists of essentially identical components. Each pair is coupled between corresponding terminals.

Die Reaktanzen jedes Abschnitts können aktive integrierende Schaltkreise enthalten, wobei die Pfadauslegung einfach oder differentiell erfolgen kann.The Reactances of each section can contain active integrating circuits, where the path design can be done simply or differentially.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein Filter zu konstruieren, mit dem unerwünschte Spiegelfrequenzsignale unterdrückt werden können.One Another object of the invention is to construct a filter with the unwanted Mirror frequency signals suppressed can be.

1.2 Zusammenfassung der Zeichnungen1.2 Summary of the drawings

1 zeigt schematisch die Betrags-Übertragungsfunktion eines Polyphasenfilters. 1 schematically shows the magnitude transfer function of a polyphase filter.

2 illustriert ein bekanntes Polyphasenfilter gemäß Offenlegung des Voorman-Patents, wobei ein resistives Koppelnetzwerk zwischen Inphase- und Quadraturfilterabschnitt verwendet wird. 2 illustrates a known polyphase filter according to the disclosure of the Voorman patent, wherein a resistive coupling network is used between in-phase and quadrature filter sections.

3 zeigt ein bekanntes Polyphasenfilter, wobei das Koppelnetzwerk zwischen Inphase- und Quadraturnetzwerk aus Gyratoren besteht. 3 shows a known polyphase filter, wherein the coupling network between in-phase and quadrature network consists of gyrators.

4 zeigt ein bestehendes Polyphasenfilter, wobei das Koppelnetzwerk zwischen Inphase- und Quadraturnetzwerk aus einen Trankonduktanzverstärkerblock (G-Block) zwischen Inphase- und Quadraturnetzwerk besteht. 4 shows an existing polyphase filter, the coupling network between in-phase and quadrature network consists of a Trancheonduktanzverstärkerblock (G-block) between in-phase and quadrature network.

5 illustriert eine spezielle Realisierung des G-Blocks gemäß bekannten Polyphasenfilter wie es in 4 gezeigt wird. 5 illustrates a specific implementation of the G-block according to known polyphase filters as shown in FIG 4 will be shown.

6 zeigt eine Darstellung des Erfindungsgegenstands. 6 shows a representation of the subject invention.

7 zeigt eine detaillierte Darstellung des Erfindungsgegenstands. 7 shows a detailed illustration of the subject invention.

8 zeigt die Schaltungsanordnung eines Polyphasenfilters 1. Ordnung, das gemäß dieser Erfindung entworfen wurde. 8th shows the circuit arrangement of a first-order polyphase filter designed according to this invention.

9 zeigt die Betrags-Übertragungsfunktion eines Polyphasenfilters gemäß Schaltungsanordnung nach 8 für einen speziellen Parametersatz. 9 shows the magnitude transfer function of a polyphase filter according to the circuit arrangement 8th for a special parameter set.

10 zeigt die Schaltungsanordnung eines Polyphasenfilters 1. Ordnung unter Verwendung von Gm-C Zellen, das gemäß dieser Erfindung entworfen wurde. 10 shows the circuit arrangement of a first-order polyphase filter using Gm-C cells designed according to this invention.

11 zeigt die Schaltungsanordnung eines Polyphasenfilters 2. Ordnung mit zwei Operationsverstärkern, wobei die 11a die Schaltungsanordnung 2. Ordnung mit einfacher Signalführung und 11b die Schaltungsanordnung eines Polyphasenfilters 2. Ordnung mit differentieller Signalführung zeigt, die gemäß dieser Erfindung entworfen wurden. 11 shows the circuit arrangement of a polyphase filter 2nd order with two operational amplifiers, wherein the 11a the circuit arrangement 2nd order with simple signal management and 11b shows the circuitry of a second-order polyphase filter with differential signal routing designed according to this invention.

12 zeigt eine Schaltungsanordung eines Polyphasenfilters 3. Ordnung, mit dem sich beliebige Nullstellen und beliebige Polstellen einstellen lassen, das gemäß dieser Erfindung entworfen wurde. 12 shows a circuit arrangement of a 3rd order polyphase filter, with which can be set any zeros and any poles that has been designed according to this invention.

13 zeigt die Architektur eines bekannten Superheterodyne-Empfängers. 13 shows the architecture of a known superheterodyne receiver.

14 illustriert das Problem der Spiegelfrequenzsignale anhand eines Spektrum-Plots. 14 illustrates the problem of image frequency signals using a spectrum plot.

15 zeigt schematisch die Filtercharakteristik eines passiven (15a) und eines aktiven Polyphasenfilters (15b). 15 schematically shows the filter characteristic of a passive ( 15a ) and an active polyphase filter ( 15b ).

16 zeigt schematisch die Methode der Frequenzumsetzung gemäß dieser Erfindung. 16 schematically shows the method of frequency conversion according to this invention.

2 Detaillierte Beschreibung der Erfindung2 Detailed description the invention

Wie in 6 dargestellt, besitzt das Polyphasenfilter eine N-phasigen Vorwärtskoppelabschnitt FF mit einem Eingang 10 und einen Ausgang 20 für das N-phasige Eingangssignal x und einen M-phasigen Ausgang für das M-phasige Ausgangssignal y. Nachfolgend wird der typische Fall N = M näher behandelt. Die Verallgemeinerungen für den generischen Fall, bei dem N ungleich M ist, ist für fachkundige Personen unmittelbar einsichtig.As in 6 4, the polyphase filter has an N-phase feedforward section FF with an input 10 and an output 20 for the N-phase input signal x and an M-phase output for the M-phase output signal y. In the following, the typical case N = M is dealt with in more detail. The generalizations for the generic case, where N is not M, are immediately obvious to skilled persons.

Ferner besitzt der besagte Vorwärtskoppelabschnitt optionale Eingänge 30_1, ..., 30_N für optionale Rückoppelsignalpfade z1, ..., zN, die die Ausgänge eines Rückoppelabschnitts FB darstellen. Das besagte Rückkoppelnetzwerk FB hat einen M-phasigen Eingang 50 zum Empfang des M-phasigen Ausgangssignals y und einen N-phasigen Ausgang 40_1, ..., 40_N für die Ausgangssignale z1, ..., zN.Further has the said forward coupling section optional inputs 30_1, ..., 30_N for optional feedback signal paths z1, ..., zN, which are the outputs a Rückoppelabschnitts FB represent. The said feedback network FB has a M-phase Input 50 for receiving the M-phase output signal y and a N-phase output 40_1, ..., 40_N for the output signals z1, ..., zN.

Die Beschreibung setzt sich fort für den speziellen Fall N = 2, der auch als der Fall der Quadratur bezeichnet wird. Bei Verwendung einer differentiellen Signalführung erhält man physikalisch ein 4-phasigen Schaltkreis, was zur Namensgebung dieses speziellen Falls führte. Die Verallgemeinerung auf beliebige N-phasige Systeme ist für fachkundige Personen unmittelbar einsichtig.The Description continues for the special case N = 2, also called the case of squaring becomes. When using a differential signal management is obtained physically a 4-phase circuit, resulting in the naming of this particular If led. The generalization to any N-phase systems is for specialized ones Persons immediately understandable.

Die 7 stellt eine detaillierte Darstellung des genannten Vorwärtskoppelabschnitts und des genannten Rückwärtskoppelabschnitts für den Spezialfall N = 2 dar. Ein erster Vorwärtskoppelschaltkreis FFI hat Eingangsklemmen zum Empfang der Eingangsignale xI und xQ, zusätzliche Klemmen 12_1, ..., 12_L zum Empfang von L Signalen zI1, ..., zIL vom Rückkoppelnetzwerk FBI. Die Eingangssignale xI und xQ werden als Inphase- und Quadratursignale (I/Q) bezeichnet und stellen den Real- und den Imaginärteil des Signals dar.The 7 FIG. 12 illustrates a detailed representation of said feed forward section and said feedback section for the special case N = 2. A first feedforward circuit FFI has input terminals for receiving the input signals xI and xQ, additional terminals 12_1,..., 12_L for receiving L signals zI1,. .., zIL from the feedback network FBI. The input signals xI and xQ are referred to as in-phase and quadrature signals (I / Q) and represent the real and imaginary parts of the signal.

Ein zweites Vorwärtskoppelnetzwerk FFQ, das im wesentlichen identisch mit FFI ist, besitzt Eingangsklemmen zum Empfang von Eingangssignalen xI/xQ und Klemmen zum Empfang von L Signalen zQ1, ..., zQL vom Rückkoppelnetzwerk FBQ.One second feedforward network FFQ, which is essentially identical to FFI, has input terminals for receiving input signals xI / xQ and terminals for receiving L signals zQ1, ..., zQL from the feedback network FBQ.

Ein erstes Koppelnetzwerk CCI besitzt M Eingangsklemmen und M Ausgangsklemmen und ein zweites Koppelnetzwerk CCQ mit M Eingangsklemmen und M Ausgangsklemmen zur Kreuz-Verkopplung der besagten ersten und zweiten Vorwärtskoppelnetzwerke. Die besagten Koppelnetzwerke CCI, CCQ bestehen aus im wesentlichen paarweise identischen Schaltkreisen.One first coupling network CCI has M input terminals and M output terminals and a second coupling network CCQ with M input terminals and M output terminals for cross coupling the said first and second feedforward networks. The said switching networks CCI, CCQ consist essentially of pairs of identical circuits.

Die 7 zeigt ferner den besagten Rückkoppelabschnitt FB mit den Eingangsklemmen 50_1, ..., 50_L und 51_1, ..., 51_L zum Empfang der Ausgangssignale yI und yQ und Ausgangsklemmen, um die Signale auf den Rückkoppelzweigen zI1, ..., zIL und zQ1, ..., zQL an die respektiven Eingänge des Vorwärtskoppelabschnitts FFI und FFQ weiterzuleiten. Die Schaltkreise können sowohl in einfacher Signalführung (k = 1) oder differentieller Signalführung (k = 2) realisiert werden. In den meisten Anwendungen wird die differentielle Signalführung bevorzugt, daher die Bezeichnung Quadraturfilterung für ein 4-phasiges Filter mit differentieller Signalführung, wohingegen hier der eingebürgerte Begriff der Quadraturfilterung für den Fall N = 2 verwendet wird. Die Schaltkreise FFI, FFQ; CCI, CCQ und FBI, FBQ sind paarweise im wesentlichen identisch.The 7 also shows the said feedback section FB with the input terminals 50_1,. 50_L and 51_1, ..., 51_L for receiving the output signals yI and yQ and output terminals for passing the signals on the feedback branches zI1, ..., zIL and zQ1, ..., zQL to the respective inputs of the feedforward section FFI and FFQ , The circuits can be realized both in simple signal routing (k = 1) or differential signal routing (k = 2). In most applications, differential signal routing is preferred, hence the term quadrature filtering for a 4-phase differential signal filtering filter, whereas here the naturalized concept of quadrature filtering is used for the case N = 2. The circuits FFI, FFQ; CCI, CCQ and FBI, FBQ are essentially identical in pairs.

Insbesondere bestehen die Kopplungsnetzwerke CCI und CCQ aus einigen oder allen der folgenden paarweise identischen Bauelemente: Widerstände, Kapazitäten, Transkonduktanzverstärker und Gyratoren. In der hier beschriebenen Erfindung wird die Verwendung von Kapazitäten aufgrund der guten Integrationsfähigkeit und der geringen Prozessschwankungen bevorzugt. Wenn die beschriebenen Maßnahmen dieser Erfindung eingesetzt werden, kann der Durchlassbereich des Polyphasenfilters symmetrisch um eine zentrale Mittenfrequenz fc beliebigen Wertes gewählt werden und gleichzeitig die erwünschte Asymmetrie hinsichtlich des Ursprungs für eins hohe Spiegelfrequenzunterdrückung erzielt werden.Especially The coupling networks CCI and CCQ consist of some or all the following pairs of identical components: resistors, capacitors, transconductance amplifiers and Gyrators. In the invention described herein is the use of capacities due to the good integration ability and the low process variations preferred. If the described activities of this invention, the pass band of the Polyphase filter symmetric about a central center frequency fc any value chosen and at the same time the desired Asymmetry in terms of origin for a high image rejection achieved become.

Zum Zwecke der Illustration ist eine Realisierung in 8 gezeigt. Das Filter umfasst zwei differentiell ausgelegte Integratoren (k = 2) in den respektiven Vorwärtskoppelzweigen FFI und FFQ und gegenseitige Kreuzkopplungen durch paarweise identische Kapazitäten. Aufgrund der kapazitiven Kreuz-Verkoppelungen können unerwünschte Gleichspannungs-Offsets signifikant reduziert werden, verglichen mit einer resistiven Kreuzkopplung. Die Verschaltung der Kopplungsnetzwerke CCI/CCQ, die eine asymmetrische aber zyklische Struktur aufweisen, wird durch nachfolgende Tabelle illustriert:

Figure 00060001
For the purpose of illustration is a realization in 8th shown. The filter comprises two differentially designed integrators (k = 2) in the respective forward coupling branches FFI and FFQ and mutual cross-coupling through pairwise identical capacitances. Due to capacitive cross-coupling, unwanted DC offsets can be significantly reduced compared to resistive cross talk. The interconnection of the coupling networks CCI / CCQ, which have an asymmetric but cyclic structure, is illustrated by the following table:
Figure 00060001

Die zyklische Kopplungen der I+ Klemme des Inphase-Filterschaltkreises FFI mit der Q+ Klemme des Quadraturfilterschaltkreises FFQ und so weiter kann alternativ durch eine anti-zyklische Kopplung durch Verknüpfung der I+ Klemme des Inphasefilterschaltkreises mit der Q– Klemme des Quadraturfilterschaltkreises und so weiter ersetzt werden. Die Vertauschung resultiert in einer Vertauschung des Durchlassbandes von der positiven Frequenzachse, wie in 1 dargestellt, zur negativen Frequenzachse.The cyclic coupling of the I + terminal of the in-phase filter circuit FFI to the Q + terminal of the quadrature filter circuit FFQ and so on may alternatively be replaced by anti-cyclic coupling by coupling the I + terminal of the in-phase filter circuit to the Q terminal of the quadrature filter circuit and so on. The permutation results in an interchange of the passband from the positive frequency axis, as in FIG 1 represented to the negative frequency axis.

Die Vorwärtskoppelnetzwerke FFI/FFQ alleine besitzen eine Tiefpasscharakteristik. Die Amplitudencharakteristik in Abhängigkeit der Frequenz zeigt die 9. Durch die Kreuzkopplungsnetzwerke CCI/CCQ wird der Durchlassbereich aus der Tiefpasslage (f0 = 0Hz) zu einer positiven Mittenfrequenz (f0 = 1 MHz in diesem Beispiel) verschoben. Das ist gleichbedeutend mit der Realisierung eines asymmetrischen Poles in der Transfercharakteristik.The feedforward networks FFI / FFQ alone have a low-pass characteristic. The amplitude characteristic as a function of the frequency shows the 9 , The cross-coupling networks CCI / CCQ shift the passband from the lowpass position (f0 = 0Hz) to a positive center frequency (f0 = 1 MHz in this example). This is synonymous with the realization of an asymmetric pole in the transfer characteristic.

Abhängig vom Schaltungsdesign können Polyphasenfilter mit einer gewünschten Charakteristik entworfen werden. Die Charakteristiken umfassen Bessel, Butterworth, Chebychev oder elliptische Filter. Die Werte der Koppelkapazitäten müssen derart eingestellt werden, so dass der Durchlassbereich des Filters um eine erwünschte Mittenfrequenz f0 eingestellt wird. Das entspricht einer Verschiebung sämtlicher Polstellen und Nullstellen der Übertragungsfunktion des Filters über wechselseitig identische Abstände entlang der imaginären Achse.Depending on Circuit design can Polyphase filter with a desired Characteristics are designed. The characteristics include Bessel, Butterworth, Chebychev or elliptical filters. The values of the coupling capacities must be such be set so that the passband of the filter by one desirable Center frequency f0 is set. That corresponds to a shift all Poles and zeros of the transfer function the filter over mutually identical distances along the imaginary Axis.

Eine andere Realisierung dieser Erfindung wird in 10 dargestellt, wobei wiederum differentielle Verdrahtung Verwendung findet (k = 2). Die Schaltungen besteht aus Trankonduktanzverstärkern (gm-C Zellen), die Transkonduktanzen unterscheiden sich abhängig von den Parametern k0, k1, respektive I0, I1. Die Transkonduktanzverstärker in den FFI und FFQ Filtersektionen sind gegenseitig im wesentlichen identisch, ebenso wie die paarweise zusammengehörenden Koppelkapazitäten CCI/CCQ. Die Parameter ki und Ii, i = 0,1, hängen von der Bandbreite und der Mittenfrequenz als auch vom C/gm Verhältnis ab.Another realization of this invention will be in 10 shown, again using differential wiring (k = 2). The circuits consist of Trankonduktanzverstärkern (gm-C cells), the transconductances differ depending on the parameters k0, k1, respectively I0, I1. The transconductance amplifiers in the FFI and FFQ filter sections are mutually essentially identical, as is the paired coupling capacitances CCI / CCQ. The parameters ki and Ii, i = 0,1, depend on the bandwidth and the center frequency as well as the C / gm ratio.

Eine weitere Realisierung der Erfindung ist in 11 dargestellt. 11a zeigt die Realisierung mit Einfachverdrahtung (k = 1), wohingegen 11b die differentielle Realisierung darstellt. Die i.a. aufwendigere differentielle Realisierung erspart jedoch Inverter in den Kreuzkopplungsnetzwerken einfach durch Vertauschen der Zweige.Another realization of the invention is in 11 shown. 11a shows the realization with single wiring (k = 1), whereas 11b represents the differential realization. However, the more complex differential implementation saves inverters in the cross-coupling networks simply by relying on them the branches.

Das Filter von 11 besteht aus zwei im wesentlichen identischen integrierenden passiven Schaltkreisen 100/110 (ersten und zweiten) und zwei im wesentlichen identischen aktiven integrierenden Schaltkreisen 120/130 (dritten und vierten), die zusammengenommen einen integrierenden Schaltkreis zweiter Ordnung bilden. Die Ausgänge des dritten und vierten integrierenden Schaltkreises werden auf die Ausgänge des ersten und zweiten integrierenden Schaltkreises mittels Reaktanzen zurückgekoppelt (140a, b), im Speziellen, der Ausgang des dritten integrierenden Schaltkreises auf den Ausgang des zweiten und der Ausgang des vierten integrierenden Schaltkreises auf den Ausgang des ersten. In ähnlicher Weise werden die Ausgänge des dritten und des vierten aktiven integrierenden Schaltkreises auf den vierten und den dritten aktiven integrierenden Schaltkreis zurückgekoppelt (150). Ferner sind für k = 2 (differentielle Verdrahtung) die Klemmen der zusammengehörenden Reaktanzen der Koppelnetzwerke zyklisch verschoben, wobei die differentiellen Inphase- und Quadraturausgänge wie oben diskutiert und in der Tabelle dargestellt, verknüpft sind und umgekehrt. Für eine Einfachverdrahtung (k = 1) wird die Invertierung des Signals in den Kreuzkoppelzweigen durch Inverter realisiert.The filter of 11 consists of two essentially identical integrating passive circuits 100 / 110 (first and second) and two substantially identical active integrating circuits 120 / 130 (third and fourth), which together form a second order integrating circuit. The outputs of the third and fourth integrating circuits are fed back to the outputs of the first and second integrating circuits by means of reactances ( 140a , b), in particular, the output of the third integrating circuit to the output of the second and the output of the fourth integrating circuit to the output of the first. Similarly, the outputs of the third and fourth active integrating circuits are fed back (150) to the fourth and third active integrating circuits. Further, for k = 2 (differential wiring), the terminals of the co-pending reactances of the switching networks are cyclically shifted, the differential in-phase and quadrature outputs being as discussed above and shown in the table, and vice versa. For a single wiring (k = 1), the inversion of the signal in the cross coupling branches is realized by inverters.

12 zeigt eine Filteranordnung, mit der beliebige Nullstellen als auch beliebige Polstellen in der Übertragungsfunktion realisiert werden können. Die Schaltungsanordnung nach 12 zeigt die Realisierung mittels differentieller Verdrahtung. Die Realisierung für eine Einfachverdrahtung ist für einen Fachmann unmittelbar einsichtig. 12 shows a filter arrangement with which arbitrary zeros as well as arbitrary poles in the transfer function can be realized. The circuit arrangement 12 shows the realization by means of differential wiring. The realization for a single wiring is immediately obvious to a person skilled in the art.

Die Schaltung nach 12 umfaßt eine Kaskade von Integratoren in den ersten und zweiten Vorwärtskoppelnetzwerken FFI und FFQ, wobei die Ausgänge der Integratoren mittels Widerstände mit den Eingängen der Operationsverstärker verbunden sind, ferner Rückkoppelnetzwerke FBI und FBQ, die die Ausgänge des Filters mit den Eingängen der Verstärker verbinden. Die Ausgänge der Verstärker werden mit den Eingängen mittels zyklisch angeordneter Kapazitäten (oder Widerstände) gemäß obiger Tabelle verknüpft; die Kapazitäten des CCI Kopplungsnetzwerkes verkoppeln die Ausgänge der Verstärker des Quadraturnetzwerks mit den Eingängen des Inphase-Netzwerks und umgekehrt die Kapazitäten des CCQ Kopplungsnetzwerks verknüpfen die Ausgänge der Verstärker des Inphasenetzwerks mit den Eingängen der Verstärker des Quadraturnetzwerks.The circuit after 12 comprises a cascade of integrators in the first and second feedforward networks FFI and FFQ, the outputs of the integrators being connected by resistors to the inputs of the operational amplifiers, further feedback networks FBI and FBQ connecting the outputs of the filter to the inputs of the amplifiers. The outputs of the amplifiers are linked to the inputs by means of cyclically arranged capacitances (or resistors) according to the above table; the CCI coupling network capacitances link the outputs of the quadrature network amplifiers to the inphase network inputs, and vice versa the CCQ coupling network capacitances connect the outputs of the inphase network amplifiers to the inputs of the quadrature network amplifiers.

Die Verallgemeinerung auf Filter mit einer beliebigen Anzahl von asymmetrischen Nullstellen und Polstellen in der Übertragungsfunktion ist für einen Fachmann offenkundig.The Generalization to filters with any number of asymmetric ones Zeros and poles in the transfer function is for one Skilled in the art.

Die 13 zeigt exemplarisch die Architektur des klassischen Superheterodyne-Empfängers. Die Antenne 101 empfängt ein Signal und leitet dieses Signal an ein Bandpassfilter 102 weiter. Das gefilterte Signal wird nachfolgend durch den LNA (low noise amplifier) verstärkt 103. Die Mischerstufe 104 einschließlich Lokaloszillator 105 setzt das empfangene Signal aus der Radio-Empfangslage f_RF in eine Zwischenfrequenzlage f_IF um, wobei die Oszillatorfrequenz des Lokaloszillators LO1 genau
f0 = f_RF – f_IF ist. In der Zwischenfrequenzstufe wird das Signal zusätzlich gefiltert 106 und verstärkt 107.The 13 shows an example of the architecture of the classic superheterodyne receiver. The antenna 101 receives a signal and passes this signal to a bandpass filter 102 further. The filtered signal is subsequently amplified by the LNA (low noise amplifier) 103 , The mixer stage 104 including local oscillator 105 converts the received signal from the radio reception position f_RF into an intermediate frequency position f_IF, wherein the oscillator frequency of the local oscillator LO1 is accurate
f0 = f_RF - f_IF. In the intermediate frequency stage, the signal is additionally filtered 106 and reinforced 107 ,

Es existiert ein weiteres Signal, das Spiegelfrequenzsignal, zentriert um die Mittenfrequenz f0 – f_IF, das auf dieselbe Zwischenfrequenzlage gemischt wird. Daher wird neben der erforderlichen Rauschunterdrückung das Bandpassfilter 102 für eine hinreichende Unterdrückung des Spiegelfrequenzsignals vor der Mischerstufe benötigt. Da bei sehr niedrigen Zwischenfrequenzen, wie sie bei modernen Empfängerarchitekturen eingesetzt werden, das Nutzsignal und das Spiegelsignal sehr eng benachbart sind, werden Bandpassfilter mit einen scharfen Übergang vom Durchlass- in den Sperrbereich erforderlich. Solche Filter, wie beispielsweise SAW Filter, sind kostenaufwendig und können nicht integriert werden. Sogar aufwendiges Trimming der Komponenten ist häufig notwendig. Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Frequenzumsetzung anzugeben, die in einer integrierten Schaltung implementiert werden kann.There is another signal, the image frequency signal, centered around the center frequency f0-f_IF, which is mixed to the same intermediate frequency position. Therefore, besides the required noise reduction, the band pass filter becomes 102 needed for a sufficient suppression of the image frequency signal before the mixer stage. Since at very low intermediate frequencies, as used in modern receiver architectures, the payload and the mirror signal are very close to each other, bandpass filters with a sharp transition from the passband to the stopband are required. Such filters, such as SAW filters, are expensive and can not be integrated. Even expensive trimming of the components is often necessary. It is therefore an object of the invention to provide a frequency conversion device which can be implemented in an integrated circuit.

Betrachtet man das Problem der Spiegelfrequenzen näher, erhält man das nachfolgende Ergebnis, das am besten anhand eines Plots des Leistungsdichtespektrums des Wunsch- und Spiegelfrequenzsignals verstanden werden kann (14): Das Spektrum des Wunschsignals 100 ist frequenzbegrenzt um eine Mittenfrequenzlage des Radio-Signals f_RF = f0 + f_IF. Die Mischerstufe, einschließlich eines breitbandigen Filters, übersetzt das Signal auf die Zwischenfrequenzlage f_IF 104, während das Breitbandfilter Artefakte bei der doppelten Radio-Frequenz unterdrückt. Das Spiegelsignal 101 des Nutzsignals 100 selbst wird auf die negative Zwischenfrequenz umgesetzt.Looking closer at the problem of image frequencies, one obtains the following result, which can best be understood from a plot of the power density spectrum of the desired and image frequency signal ( 14 ): The spectrum of the desired signal 100 is frequency-limited by a center frequency position of the radio signal f_RF = f0 + f_IF. The mixer stage, including a wideband filter, translates the signal to the intermediate frequency position f_IF 104 while the broadband filter suppresses artefacts at twice the radio frequency. The mirror signal 101 the useful signal 100 itself is converted to the negative intermediate frequency.

Die Umsetzung des Spiegelfrequenzsignals ist genau umgekehrt: Der Spektralanteil 102 um die Mittenfrequenz f_S = f0 – f_IF wird auf die negative Zwischenfrequenz –f_IF umgesetzt, wohingegen der Spektralanteil 103 um die Mittenfrequenz –f_S auf die positive Zwischenfrequenz f_IF umgesetzt wird. Die Empfängerarchitektur sollte daher derart entworfen werden, dass das Nutzsignal hinreichend verstärkt und das Spiegelfrequenzsignal hinreichend vor der Frequenzumsetzung gefiltert wird. Andernfalls erhält man Inband-Störungen in der Nähe der Zwischenfrequenz 104, hervorgerufen durch das Spiegelfrequenzsignal 103. Die Störungen hängen offensichtlich von der Leistung des Spiegelfrequenzsignals ab, die bis zu 50dB höher als die Leistung des Nutzsignals sein können.The conversion of the image frequency signal is exactly the opposite: the spectral component 102 around the co frequency f_S = f0 - f_IF is converted to the negative intermediate frequency -f_IF, whereas the spectral component 103 is converted by the center frequency -f_S to the positive intermediate frequency f_IF. The receiver architecture should therefore be designed so that the useful signal sufficiently amplified and the image frequency signal is filtered sufficiently before the frequency conversion. Otherwise, in-band interference is obtained near the intermediate frequency 104 , caused by the image frequency signal 103 , The disturbances obviously depend on the power of the image frequency signal, which can be up to 50 dB higher than the power of the useful signal.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, dass der vollständige Informationsgehalt in der positiven Spektralhälfte 100 oder umgekehrt in der negativen Spektralhälfte 101 enthalten ist. Zur Vereinfachung der Darstellung wird nur das Nutzsignal 100 auf der positiven Frequenzachse betrachtet. Dieselben Betrachtungen sind gültig für das Eigen-Spiegelfrequenzsignal 101. Die Herleitungen können von einem Fachmann unmittelbar durchgeführt werden. Ferner wird angenommen, dass die Oszillatorfrequenz f0 niedriger als die Radiofrequenz f_RF ist. Alle Betrachtungen können durch einen Fachmann auf den Fall f0 > f_RF ebenfalls verallgemeinert werden.The invention makes use of the fact that the full information content in the positive spectral half 100 or vice versa in the negative spectral half 101 is included. To simplify the presentation, only the useful signal 100 considered on the positive frequency axis. The same considerations apply to the eigen-image frequency signal 101 , The derivations can be performed directly by a person skilled in the art. Further, it is assumed that the oscillator frequency f0 is lower than the radio frequency f_RF. All considerations can also be generalized by a person skilled in the case f0> f_RF.

Die Erfindung beschreibt eine Methode die die Überfaltung des Spiegelfrequenzsignals auf das Nutzsignal durch ein asymmetrisches Bandpassfilter vermeidet oder zumindest reduziert. Das asymmetrische Bandpassfilter wird als komplexes Filter bezeichnet und kann beispielsweise durch ein Polyphasenfilter realisiert werden. Die Unterdrückung des Spiegelfrequenzsignals kann durch eine voll-komplexe Mischerstufe weiter verbessert werden.The The invention describes a method of overfolding the image frequency signal to the useful signal by an asymmetric bandpass filter avoids or at least reduced. The asymmetric bandpass filter is as a complex filter and can, for example, by a Polyphase filter can be realized. The suppression of the image frequency signal can be further improved by a fully-complex mixer stage.

Komplexe Filter können durch asymmetrische Bandpassfilter realisiert werden. Die Übertragungsfunktion eines aktiven und eines passiven Polyphasenfilters ist in 15 exemplarisch dargestellt. Passive Polyphasenfilter (15a) besitzen ein begrenztes Stopband 101, wohingegen aktive Polyphasenfilter ein begrenzten Durchlassbereich aufweisen (15b).Complex filters can be realized by asymmetrical bandpass filters. The transfer function of an active and a passive polyphase filter is in 15 exemplified. Passive polyphase filters ( 15a ) have a limited stop band 101 whereas active polyphase filters have a limited passband ( 15b ).

Solche komplexen Filtervorrichtungen können durch Schaltungen realisiert werden, die eine 90 Grad Phasenverschiebung des Signals innerhalb eines passenden Frequenzbereichs erzeugen. Neben Polyphasenfiltern kommen spezielle Allpassfilter in Betracht, die eine 90 Grad Phasenverschiebung innerhalb eines passenden Frequenzbandes mit hinreichender Genauigkeit realisieren. Solche Filter sind Stand der Technik.Such complex filtering devices can be realized by circuits having a 90 degree phase shift of the signal within a suitable frequency range. In addition to polyphase filters, special all-pass filters can be considered. the one 90 degree phase shift within a suitable frequency band realize with sufficient accuracy. Such filters are state of the technique.

Ferner können gekoppelte Leitungen zu diesem Zweck eingesetzt werden. In der verwiesenen Arbeit von Schiffman wurden 90 Grad Phasenschieber entwickelt. Verschiedene Varianten dieser Phasenschieber sind in der Literatur als Schiffman-Phasenschieber bekannt.Further can coupled lines are used for this purpose. In the referred Schiffman's work has developed 90 degree phase shifters. Various Variants of these phase shifters are known in the literature as Schiffman phase shifters.

Das Ausgangsspektrum eines solchen Filters ist in 14 dargestellt, wenn ein solches komplexes Filter vor der Frequenzumsetzung eingesetzt wird. Das Spiegelfrequenzsignal 106 ist bedämpft, so dass die Störungen des Nutzsignals 107 im Verlauf der Frequenzumsetzung drastisch gegenüber den in 104 dargestellten Fall reduziert wird.The output spectrum of such a filter is in 14 represented when such a complex filter is used before the frequency conversion. The image frequency signal 106 is attenuated, so the interference of the wanted signal 107 in the course of the frequency conversion drastically compared to the in 104 illustrated case is reduced.

Wie erwähnt, wird nur eine positive Zwischenfrequenz f_IF und eine Frequenz des Lokaloszillators f0 < f_RF betrachtet. Ähnliche Überlegungen gelten, wenn das Nutzsignal auf der negativen Zwischenfrequenz und die Radio-Frequenz niedriger als die Frequenz des Lokaloszillators sind.As mentioned, is only a positive intermediate frequency f_IF and a frequency of Local oscillator f0 <f_RF considered. Similar considerations apply when the wanted signal on the negative intermediate frequency and the radio frequency is lower than the frequency of the local oscillator are.

Die 16 zeigt die Filter- und Umsetzungsvorrichtungen. Weil die Filtervorrichtung eine komplexe Filtervorrichtung darstellt, besitzen die Filter 101 und 109 zwei Eingangsklemmen 102/103, respektive 106/107 und Ausgangsklemmen 104/105, respektive 110/111. Wenn das Eingangssignal ein reelles Signal ist, wie da beispielsweise für Filter 101 der Fall ist, kann man alternativ das reelle Signal an beide Eingangsklemmen 102/103 wie dargestellt anlegen oder eine Klemme erden. Das Ausgangssignal ist ein komplexes Signal das einen Realteil 104 und einen Imaginärteil 105 umfasst.The 16 shows the filter and conversion devices. Because the filter device is a complex filter device, the filters have 101 and 109 two input terminals 102 / 103 , respectively 106 / 107 and output terminals 104 / 105 , respectively 110 / 111 , If the input signal is a real signal, such as for filters 101 the case is, you can alternatively the real signal to both input terminals 102 / 103 Apply as shown or ground a terminal. The output signal is a complex signal that is a real part 104 and an imaginary part 105 includes.

Die Frequenzumsetzungseinheit umfasst einen Oszillator 108 und einen Mischer 115. Der komplexe Mischer 115 besteht aus zwei einzelnen Mischern, die ein komplexes Ausgangssignal 106/107 aus dem komplexen Eingangssignal 104/105 erzeugen. Das komplexe Ausgangssignal ist um eine Zwischenfrequenz zentriert. Die Zwischenfrequenzfilter 109 kann wahlweise als komplexes Filter, wie in 16 gezeigt oder durch zwei Tiefpassfilter realisiert werden. Die Realisierung als komplexes Filter ist derjenigen durch Tiefpassfilter hinsichtlich Nachbarkanalunterdrückung überlegen.The frequency conversion unit comprises an oscillator 108 and a mixer 115 , The complex mixer 115 consists of two individual mixers, which is a complex output signal 106 / 107 from the complex input signal 104 / 105 produce. The complex output signal is centered around an intermediate frequency. The intermediate frequency filters 109 Optionally as a complex filter, as in 16 shown or realized by two low pass filters. The realization as a complex filter is superior to that of low-pass filters with respect to adjacent channel suppression.

Das komplexe Filter 101 besitzt nur eine endliche Unterdrückung des Spiegelfrequenzsignals, die durch die Filterordnung und die Filterparameter festgelegt ist. Ein typischer Wert für die Spiegelfrequenzunterdrückung, der mit nicht allzu großem Aufwand realisiert werden kann, ist 30 dB. Wenn eine höhere Unterdrückung erzielt werden soll, muss die Filterordnung höher sein oder alternativ eine volle komplexe Frequenzumsetzungsvorrichtung eingesetzt werden, wie sie in 16b gezeigt ist. In 16b wird die halb-komplexe Mischerstufe aus 16a durch eine voll-komplexe Mischerstufe ersetzt, die auch als Quadraturmischerstufe bezeichnet wird und vier individuelle Mischer benötigt. Anders als die halb-komplexe Mischerstufe mit zwei individuellen Mischern kann mittels voll-komplexer Frequenzumsetzung eine zusätzliche Spiegelfrequenzunterdrückung von 20 dB mit nicht allzu großem Aufwand erzielt werden. Die voll-komplexe Frequenzumsetzung benötigt eine Quadraturoszillatorvorrichtung 113/114, die Stand der Technik darstellt.The complex filter 101 has only a finite suppression of the image frequency signal, which is determined by the filter order and the filter parameters. A typical value for the image frequency below Pressing, which can be realized with not too much effort, is 30 dB. If a higher suppression is to be achieved, the filter order must be higher or, alternatively, a full complex frequency conversion device as used in US Pat 16b is shown. In 16b is the half-complex mixer stage off 16a is replaced by a fully-complex mixer stage, also referred to as a quadrature mixer stage, which requires four individual mixers. Unlike the semi-complex mixer stage with two individual mixers, an additional image rejection of 20 dB can be achieved with not too much effort by means of fully complex frequency conversion. The fully-complex frequency conversion requires a quadrature oscillator device 113 / 114 , which represents state of the art.

In den nachfolgenden Patentansprüchen bedeutet die Verwendung der Einzahl nicht, dass eine Mehrzahl der bezeichneten Elemente ausgeschlossen ist. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von kaskadierten komplexen Filtern den Effekt der Spiegelfrequenzunterdrückung verbessern. Ebenso können parallelgeschaltete Filter mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen vorteilhaft für den Entwurf von Empfängern für unterschiedliche Standards eingesetzt werden. Ferner können andere Vorrichtungen, wie beispielsweise Verstärker, zwischen die in der Erfindung beschriebenen Vorrichtungen zum Vorteil geschaltet werden. Diese Modifikationen sind Stand der Technik im Entwurf von Empfängern und werden durch die nachfolgenden Patentansprüche abgedeckt. Darüber hinaus können einige oder alle Vorrichtungen auf derselben Hardware realisiert werden, insbesondere als integrierte Schaltung.In the following claims The use of the singular does not mean that a majority of the designated elements is excluded. For example, a Plurality of cascaded complex filters improve the effect of image rejection. Likewise parallel filters with different center frequencies advantageous for the design of receivers for different Standards are used. Furthermore, other devices, such as amplifiers, between the devices described in the invention to advantage be switched. These modifications are state of the art Design of receivers and are covered by the following claims. Furthermore can implemented some or all devices on the same hardware be, especially as an integrated circuit.

Claims (48)

Eine Filteranordnung, die N Eingänge zum Empfang von Eingangssignalen und K Ausgänge zur Ableitung von Signalen aufweist; einen ersten Polyphasenfilterabschnitt FF, dessen N Eingänge mit den besagten Eingängen verknüpft sind und N Ausgängen, wobei K Ausgänge dieses genannten ersten Filterabschnitts mit besagten Ausgängen der Filteranordnung verknüpft sind und worin K kleiner oder gleich N ist; besagter erster Filterabschnitt umfasst N Filterunterabschnitte FF1 bis FFN, jeder zwischen einen des ersten bis N-ten Eingänge und einen der ersten bis N-ten Ausgänge besagten ersten Filterabschnitts geschaltet; besagte Filterunterabschnitte FF1 bis FFN weisen ferner M Eingänge zum Empfang und M Ausgänge zum weiterleiten eines Polyphasensignals auf; N Koppel-Filterunterabschnitte CC1 bis CCN, jeder zwischen den besagten M Eingängen und der M besagten Ausgänge der besagten Filterunterabschnitte geschaltet und die zyklisch die N besagten Filterunterabschnitte FF1 bis FFN verkoppeln.A filter arrangement that has N inputs to the Reception of input signals and K outputs for the derivation of signals having; a first polyphase filter section FF whose N inputs with the said entrances connected are and N outputs, where K outputs said first filter section having said outputs of Filter arrangement linked and K is less than or equal to N; said first Filter section includes N filter subsections FF1 to FFN, each between one of the first to Nth inputs and one of the first to Nth outputs switched said first filter section; said filter subsections FF1 to FFN also have M inputs to the reception and M exits for forwarding a polyphase signal; N coupling filter subsections CC1 to CCN, each between the said M inputs and the M said outputs of the switched said filter subsections and cyclically the N couple said filter subsections FF1 to FFN. Ein Polyphasenfilter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der genannten Vorwärtskoppelunterabschnitte FF1 bis FFN ferner L Eingänge zum Empfang eines L-phasigen Eingangssignals von einem Polyphasenfilterabschnitt FB aufweist, besagter Filterabschnitt FB ist zwischen dem respektiven Ausgang besagten ersten Polyphasenfilterabschnitts FF und den respektive L besagten Eingängen der besagten ersten Filterunterabschnitte FF1 bis FFN beschaltet.A polyphase filter according to claim 1, characterized that each of said feedforward subsections FF1 to FFN also L inputs for receiving an L-phase input signal from a polyphase filter section FB, said filter section FB is between the respective Output of said first polyphase filter section FF and the respectively L said entrances the said first filter subsections FF1 to FFN connected. Ein Polyphasenfilter gemäß Anspruch 2, worin besagter zweiter Filterabschnitt FB N Filterunterabschnitte FB1 bis FBN aufweist, jedes dieser Unterabschnitte ist zwischen den N Ausgängen des ersten Filterabschnitts FB und den respektiven L besagten Eingängen jedes der besagten ersten Filterunterabschnitte FF1 bis FFN geschaltet, wobei eine Schleife entsteht.A polyphase filter according to claim 2, wherein said second filter section FB has N filter subsections FB1 to FBN, each of these subsections is between the N outputs of the first filter section FB and the respective L of said inputs each the first filter subsections FF1 to FFN are switched, where a loop is created. Eine Filteranordnung gemäß eines der vorigen Ansprüche, worin die Kopplungsunterabschnitte CC1-CCN aus Kapazitäten bestehen.A filter assembly according to any one of the preceding claims, wherein the coupling subsections CC1-CCN consist of capacities. Eine Filteranordnung gemäß eines der vorigen Ansprüche, worin die besagten Abschnitte differentielle Eingangssignale erhalten und differentielle Ausgangssignale weiterleiten.A filter assembly according to any one of the preceding claims, wherein said sections receive differential input signals and forward differential output signals. Eine Filteranordnung gemäß Ansprüchen 1-4, worin die Eingänge und Ausgänge der besagten Abschnitte eine Einfachverdrahtung aufweisen.A filter assembly according to claims 1-4, wherein the inputs and outputs said sections have a single wiring. Eine Filteranordnung gemäß 10, die einen ersten Vorwärtskoppelabschnitt FFI und einen zweiten Vorwärtskoppelabschnitt FFQ aufweist, jeder Filterabschnitt umfasst einen Eingang zum Empfang und einen Ausgang zur Weiterleitung eines Signals; wobei wenigstens ein Eingang zum Empfang eines Signals angeschlossen ist; wobei der erste und der zweite Vorwärtskoppelabschnitt Filterunterabschnitte enthält, die in einer Kaskade angeordnet sind; wobei die Filterunterabschnitte Transkonduktanzverstärker aufweisen; wobei die Eingänge der ersten und zweiten Filterabschnitte mit den Eingängen der besagten Filterunterabschnitte mittels Transkonduktanzverstärker verknüpft sind; worin die Ausgänge der besagten ersten und zweiten Filterabschnitte FFI, FFQ mit den Eingängen der besagten Filterunterabschnitte der besagten Vorwärtskoppelfilterabschnitte FFI, FFQ mittels Transkonduktanzverstärker (FBI, FBQ) verknüpft sind; ein erster Koppelschaltkreis CCQ zur Kopplung des Ausgangs des besagten ersten Filterunterabschnitts des ersten Vorwärtskoppelabschnitts mit den Eingängen des besagten Filterunterabschnitts des zweiten Vorwärtskoppelabschnitts; einen zweiten Koppelschaltkreis CCI zur Kopplung des invertierten Ausgangs des besagten Filterunterabschnitts des zweiten Vorwärtskoppelfilters mit den Eingängen der besagten Transkonduktanzverstärker des zweiten Vorwärtskoppelfilterabschnitts.A filter arrangement according to 10 comprising a first feedforward section FFI and a second feedforward section FFQ, each filter section comprising an input for receiving and an output for passing a signal; wherein at least one input is connected to receive a signal; wherein the first and second feedforward sections include filter subsections arranged in a cascade; the filter subsections having transconductance amplifiers; wherein the inputs of the first and second filter sections are connected to the inputs of said filter subsections by means of transconductance amplifiers; wherein the outputs of said first and second filter sections FFI, FFQ are connected to the inputs of said filter subsections of said feedforward filter sections FFI, FFQ by means of transconductance amplifiers (FBI, FBQ); a first coupling circuit CCQ for coupling the output of said first filter subsection of the first feedforward section to the inputs of said filter subsection of the second feedforward section; a second coupling circuit CCI for coupling the inverted output of said filter sub-section of the second feedforward filter to the inputs of said transconductance amplifiers of the second feedforward filter section. Das Polyphasenfilter nach Anspruch 7, dadurch charakterisiert, dass jedes der genannten ersten und zweiten Koppelnetzwerke CCI, CCQ ein kapazitives Koppelnetzwerk ist.The polyphase filter according to claim 7, characterized that each of said first and second switching networks CCI, CCQ is a capacitive coupling network. Das Polyphasenfilter nach Anspruch 7, dadurch charakterisiert, dass die Transkonduktanzverstärker gm-C Zellen sind.The polyphase filter according to claim 7, characterized that the transconductance amplifiers gm-C Cells are. Ein Polyphasenfilter 11, das einen ersten Filterschaltkreis (120) umfasst, bestehend aus einen ersten Verstärkerschaltkreis OP1, wobei der Ausgang besagten Verstärkerschaltkreises mit einem Ausgang des besagten ersten Filterschaltkreises verbunden ist und ein erstes passives Netzwerk (R21, R31, C11), besagtes erstes passives Netzwerk verbindet einen Eingang und den Ausgang des besagten ersten Filterschaltkreises und den Eingang des besagten Verstärkerschaltkreises, um eine Tiefpasscharakteristik 1. Ordnung des besagten ersten Filterschaltkreises (120) zu erhalten; ein zweiter Filterschaltkreis (130), der einen zweiten Verstärkerschaltkreis OP2 umfasst, der Ausgang des besagten Verstärkerschaltkreises ist mit einem Ausgang des besagten zweiten Filterschaltkreises verbunden und ein zweites passives Netzwerk (R22, R32, C12), das mit einem Eingang und dem Ausgang des besagten zweiten Filterschaltkreises und dem Eingang des besagten Verstärkerschaltkreises verbunden ist, um eine Tiefpasscharakteristik 1. Ordnung des besagten zweiten Filterschaltkreises (130) zu erhalten; ein erstes Koppelnetzwerk (150a) um den Ausgang des besagten zweiten Filternetzwerks (130) mit dem Eingang des besagten ersten Verstärkerschaltkreises OP1 zu verbinden; ein zweites Koppelnetzwerk (150b) um den invertierten Ausgang des besagten ersten Filterschaltkreises (120) mit dem Eingang des besagten zweiten Verstärkerschaltkreises OP2 zu verbinden; die Ausgänge des besagten ersten Filterschaltkreises (120) bilden eine erste Phase (I) des Ausgangs des Polyphasenfilters und der Ausgang des besagten zweiten Filterschaltkreises bilden eine zweite Phase (Q) des Ausgangs des Polyphasenfilters; ferner charakterisiert durch: ein erstes passives Netzwerk (100) mit einer Tiefpasscharakteristik 1. Ordnung; ein zweites passives Netzwerk (110) mit einer Tiefpasscharakteristik 2. Ordnung; wenigstens eines der besagten ersten und zweiten passiven Netzwerke (100, 110) besitzt einen Eingang, das den Eingang des besagten Polyphasenfilters bildet; einen Ausgang des besagten ersten passiven Netzwerks (100), das mit dem Eingang des besagten ersten Filterschaltkreises (120) verbunden ist und einen Ausgang des besagten zweiten passiven Netzwerks (110), das mit dem Eingang des besagten zweiten Filterabschnitts (130) verknüpft ist; ein drittes Koppelnetzwerk (140a), um den Ausgang des besagten ersten Filterschaltkreises (120) mit dem Eingang des besagten zweiten Filterabschnitts (130) zu verknüpfen; ein viertes Koppelnetzwerk (140b), um den invertierten Ausgang des besagten zweiten Filterabschnitts (130) mit dem Eingang des besagten ersten Filterabschnitts (120) zu verbinden.A polyphase filter 11 having a first filter circuit ( 120 comprising a first amplifier circuit OP1, the output of said amplifier circuit being connected to an output of said first filter circuit and a first passive network (R21, R31, C11), said first passive network connecting an input and the output of said first one Filter circuit and the input of said amplifier circuit to a first order low-pass characteristic of said first filter circuit ( 120 ) to obtain; a second filter circuit ( 130 ), which comprises a second amplifier circuit OP2, the output of said amplifier circuit is connected to an output of said second filter circuit and a second passive network (R22, R32, C12) connected to an input and the output of said second filter circuit and the input of the said amplifier circuit is connected to a first-order low-pass characteristic of said second filter circuit ( 130 ) to obtain; a first coupling network ( 150a ) around the output of said second filtering network ( 130 ) to the input of said first amplifier circuit OP1; a second coupling network ( 150b ) around the inverted output of said first filter circuit ( 120 ) to the input of said second amplifier circuit OP2; the outputs of said first filter circuit ( 120 ) form a first phase (I) of the output of the polyphase filter and the output of said second filter circuit form a second phase (Q) of the output of the polyphase filter; further characterized by: a first passive network ( 100 ) with a low-pass characteristic of 1st order; a second passive network ( 110 ) with a 2nd order low pass characteristic; at least one of said first and second passive networks ( 100 . 110 ) has an input which forms the input of said polyphase filter; an output of said first passive network ( 100 ) connected to the input of said first filter circuit ( 120 ) and an output of said second passive network ( 110 ) connected to the input of said second filter section ( 130 ) is linked; a third coupling network ( 140a ) to the output of said first filter circuit ( 120 ) with the input of said second filter section ( 130 ) to link; a fourth coupling network ( 140b ) to the inverted output of said second filter section ( 130 ) with the input of said first filter section ( 120 ) connect to. Das Polyphasenfilter nach Anspruch 10, ferner charakterisiert dadurch, dass besagtes erstes passives Netzwerk einen ersten Widerstand R31 besitzt, dieser erste Widerstand verbunden ist zwischen dem Eingang des ersten aktiven Filterschaltkreises (120) und dem Eingang des besagten ersten Verstärkerschaltkreises OP1; und besagtes zweites passives Netzwerk, das einen zweiten Widerstand R32 umfasst, besagter Widerstand ist verbunden zwischen dem Eingang des besagten zweiten aktiven Filterschaltkreises 130 und dem Eingang des besagten zweiten Verstärkerschaltkreises OP2; besagtes erstes passives Netzwerk umfasst eine Kapazität C11, die zwischen dem Eingang und dem Ausgang des besagten ersten Verstärkerschaltkreises OP1 verbunden ist und einen dritten Widerstand R21, der zwischen dem Ausgang des besagten ersten Verstärkerschaltkreises OP1 und dem Eingang des besagten ersten Filterschaltkreises 120 verbunden ist; und besagtes zweites passives Netzwerk umfasst eine zweite Kapazität C12, die mit dem Eingang und dem Ausgang des besagten zweiten Verstärkerschaltkreises OP2 verbunden ist, einen vierten Widerstand R21, der zwischen dem Ausgang des besagten zweiten Verstärkerschaltkreises OP2 und dem Eingang des besagten zweiten Filterabschnitts 130 verbunden ist.The polyphase filter according to claim 10, further characterized in that said first passive network has a first resistor R31, said first resistor being connected between the input of the first active filter circuit ( 120 ) and the input of said first amplifier circuit OP1; and said second passive network comprising a second resistor R32, said resistor being connected between the input of said second active filter circuit 130 and the input of said second amplifier circuit OP2; said first passive network comprises a capacitor C11 connected between the input and the output of said first amplifier circuit OP1 and a third resistor R21 connected between the output of said first amplifier circuit OP1 and the input of said first filter circuit 120 connected is; and said second passive network comprises a second capacitor C12 connected to the input and the output of said second amplifier circuit OP2, a fourth resistor R21 connected between the output of said second amplifier circuit OP2 and the input of said second filter section 130 connected is. Das Polyphasenfilter gemäß Ansprüchen 10 und 11, dadurch charakterisiert dass jedes der besagten ersten und zweiten passiven Schaltkreise (100; 110) eine Kapazität umfasst, die zwischen dem Ausgang der respektiven Netzwerke (100; 110) und Masse verbunden ist und einen Widerstand R1, der zwischen dem Eingang und dem Ausgang der respektiven Netzwerke (100; 110) verbunden ist.The polyphase filter according to claims 10 and 11, characterized in that each of said first and second passive circuits ( 100 ; 110 ) comprises a capacity between the output of the respective networks ( 100 ; 110 ) and ground and a resistor R1 connected between the input and the output of the respective networks ( 100 ; 110 ) connected is. Ein Polyphasenfilter gemäß Ansprüchen 10 bis 12, dadurch charakterisiert dass jedes der ersten, zweiten, dritten und vierten Koppelnetzwerke (140a, 140b, 150a, 150b) ein resistives Koppelnetzwerk ist.A polyphase filter according to claims 10 to 12, characterized in that each of the first, second, third and fourth coupling networks ( 140a . 140b . 150a . 150b ) is a resistive coupling network. Ein Polyphasenfilter gemäß Ansprüchen 10 bis 13, dadurch charakterisiert dass jedes der besagten ersten, zweiten, dritten und vierten Koppelnetzwerke (140a, 140b, 150a, 150b) ein kapazitives Koppelnetzwerk ist.A polyphase filter according to claims 10 to 13, characterized in that each of said first, second, third and fourth coupling networks ( 140a . 140b . 150a . 150b ) is a capacitive coupling network. Ein Polyphasenfilter gemäß irgendeines der Ansprüche 10 bis 14, dadurch charakterisiert dass die Eingänge des besagten ersten und zweiten passiven Netzwerks ein Polyphaseneingang des besagten Polyphasenfilters bilden.A polyphase filter according to any one of claims 10 to 14, characterized in that the inputs of said first and second passive network, a polyphase input of said polyphase filter form. Eine Filteranordnung 12, die einen ersten Vorwärtskoppelfilterabschnitt FFI und einen zweiten Vorwärtskoppelfilterabschnitt FFQ umfasst, jeder Filterabschnitt hat einen Eingang zum Empfang und einen Ausgang zum weiterleiten eines Signals; wobei wenigstens ein Eingang für den Empfang eines Signals beschaltet ist; wobei besagte erste und zweite Vorwärtskoppelfilter Integratorschaltkreise 1. Ordnung enthalten, die in einer Kaskade angeordnet sind; die aktiven Integratorschaltkreise bestehen aus einem Verstärker und einer Kapazität, die zwischen Eingang und Ausgang des Verstärkerschaltkreises geschaltet ist, so dass sich eine Schleife ergibt; und wobei die aktiven Filter in Serie mittels Widerständen verknüpft sind, die Ausgänge der besagten Verstärker mit den Eingängen der besagten Verstärker, die in der Kaskade nachfolgend angeordnet sind; wobei die Eingänge des ersten und des zweiten Filterabschnitts mit den Eingängen der besagten Verstärker der besagten Integratorschaltkreise mittels Widerstände verbunden sind; und wobei die Ausgänge der besagten ersten und zweiten Filterabschnitte mit den Eingängen der besagten Verstärker mittels Widerständen verbunden sind; ein erstes Koppelnetzwerk, um die Ausgänge der besagten Verstärker des ersten Vorwärtskoppelfilterabschnitts mit den Eingängen der besagten Verstärker des zweiten Vorwärtskoppelfilterabschnitts zu verbinden; ein zweites Koppelnetzwerk, um die invertierten Ausgänge der besagten Verstärker des zweiten Vorwärtskoppelfilterabschnitts mit den Eingängen der besagten Verstärker des ersten Vorwärtskoppelfilterabschnitts zu verbinden.A filter arrangement 12 comprising a first feedforward filter section FFI and a second feedforward filter section FFQ, each filter section having an input for receiving and an output for passing a signal; wherein at least one input is connected to receive a signal; said first and second feedforward filters including first order integrator circuits arranged in a cascade; the active integrator circuits consist of an amplifier and a capacitor connected between the input and output of the amplifier circuit, resulting in a loop; and wherein the active filters are connected in series by means of resistors, the outputs of said amplifiers are connected to the inputs of said amplifiers arranged subsequently in the cascade; the inputs of the first and second filter sections being connected to the inputs of said amplifiers of said integrator circuits by means of resistors; and wherein the outputs of said first and second filter sections are connected to the inputs of said amplifiers by means of resistors; a first coupling network for connecting the outputs of said amplifiers of the first feedforward filter section to the inputs of said amplifiers of the second feedforward filter section; a second coupling network for connecting the inverted outputs of said amplifiers of the second feedforward filter section to the inputs of said amplifiers of the first feedforward filter section. Ein Polyphasenfilter gemäß Anspruch 16, dadurch charakterisiert, dass jedes der besagten ersten und zweiten Koppelnetzwerke ein resistives Koppelnetzwerk ist.A polyphase filter according to claim 16, characterized that each of said first and second switching networks is a resistive one Coupling network is. Ein Polyphasenfilter gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Integrationsschaltkreise Widerstände umfassen, die die Eingänge und Ausgänge der Verstärker verbinden.A polyphase filter according to claim 16, characterized in that the integration circuits comprise resistors comprising the inputs and outputs the amplifier connect. Die Polyphasenfilter gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der besagten ersten, zweiten Koppelnschaltnetzwerke ein kapazitives Koppelnetzwerk ist.The polyphase filter according to claim 16, characterized in that that each of said first, second switching networks is a capacitive coupling network is. Ein Polyphasenfilter gemäß Ansprüchen 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet dass eines der besagten ersten und zweiten Vorwärtskoppelfilterabschnitte den Eingang mit Masse verbunden hat.A polyphase filter according to claims 7 to 19, characterized in that one of said first and second feed forward filter sections terminates Input connected to ground. Ein Polyphasenfilter gemäß Ansprüchen 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingänge der besagten ersten und zweiten Vorwärtskoppelfilterabschnitte einen Polyphaseneingang des besagten Polyphasenfilters für ein Polyphasensignal bilden.A polyphase filter according to claims 7 to 19, characterized that the inputs said first and second feedforward filter sections one Polyphase input of said polyphase filter for a polyphase signal form. Ein Polyphasenfilter gemäß Ansprüchen 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der besagten ersten und zweiten Vorwärtskoppelfilterabschnitte und jedes der besagten ersten und zweiten Rückkoppelnetzwerke und Kreuzkoppelnetzwerke differentielle Signalpfade besitzen.A polyphase filter according to claims 7 to 19, characterized that each of said first and second feedforward filter sections and each of said first and second feedback networks and cross-coupled networks possess differential signal paths. Ein Polyphasenfilter gemäß Ansprüchen 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass besagter zweiter Koppelschaltkreis den Ausgang des besagten ersten Filterschaltkreises invertiert, indem die differentiellen Signalpfade vertauscht werden.A polyphase filter according to claims 7 to 19, characterized that said second coupling circuit is the output of said one first filter circuit inverted by the differential Signal paths are reversed. Eine Vorrichtung zur Frequenzumsetzung und Filterung 16, die aus einen ersten komplexen Filter 101 und einen zweiten komplexen Filter 109 besteht, wobei besagtes erstes komplexes Filter einen ersten und einen zweiten Eingang und einen ersten und einen zweiten Ausgang besitzt; wobei das erste komplexe Filter derart entworfen ist, dass es Nutzsignale passieren und Nachbarsignale und Spiegelfrequenzsignale unterdrückt; eine komplexe Frequenzumsetzungseinheit um ein Nutzsignal aus einer ersten Mittenfrequenz auf eine zweite Mittenfrequenz umzusetzen, besagte komplexe Vorrichtung bestehend aus einen ersten und einen zweiten Eingang und einen ersten und einen zweiten Ausgang; besagte komplexe Vorrichtung ist derart entworfen, dass ein empfangenes Eingangssignal mit besagter erster Mittenfrequenz auf die besagte zweite Mittenfrequenz verschoben wird und an den Ausgang weitergereicht wird.A device for frequency conversion and filtering 16 that made a first complex filter 101 and a second complex filter 109 wherein said first complex filter has first and second inputs and first and second outputs; wherein the first complex filter is designed to pass payload signals and suppress adjacent and mirror frequency signals; a complex frequency conversion unit to convert a useful signal from a first center frequency to a second center frequency, said complex device comprising a first and a second input and a first and a second output; said complex device is designed so that a received input signal having said first center frequency is shifted to said second center frequency and passed to the output. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei wenigstens ein Eingang des besagten ersten komplexen Filters zum Empfang einen Signals verbunden ist; wobei der erste Ausgang des besagten ersten komplexen Filters mit dem Eingang der besagten komplexen Vorrichtung und wobei der zweite Ausgang des besagten komplexen Filters mit dem zweiten Eingang der besagten komplexen Vorrichtung verbunden sind; wobei der erste Eingang des besagten zweiten komplexen Filters mit dem ersten Ausgang der besagten komplexen Vorrichtung und der zweite Eingang des besagten zweiten komplexen Filters mit dem zweiten Ausgang der besagten komplexen Vorrichtung verbunden sind.An apparatus according to claim 24, wherein at least an input of said first complex filter for receiving a Signal is connected; the first output of said first complex filter with the input of said complex device and wherein the second output of said complex filter with connected to the second input of said complex device are; being the first input of said second complex Filters with the first output of said complex device and the second input of said second complex filter connected to the second output of said complex device are. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei besagte erste komplexe Filtervorrichtung ein Polyphasenfilter ist.An apparatus according to claim 24, wherein said first complex filter device is a polyphase filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei besagtes Polyphasenfilter ein aktives Polyphasenfilter ist.An apparatus according to claim 26, wherein said Polyphase filter is an active polyphase filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei besagtes erstes komplexes Filter ein Allpassfilter ist.An apparatus according to claim 24, wherein said first complex filter is an all-pass filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Allpassfilter ein aktives Allpassfilter ist.A device according to claim 28, characterized said allpass filter is an active allpass filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei besagtes Allpassfilter ein passives Allpassfilter ist.An apparatus according to claim 28, wherein said Allpass filter is a passive all-pass filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei besagtes erstes komplexes Filter ein Schiffman-Phasenschieber ist.An apparatus according to claim 24, wherein said first complex filter is a Schiffman phase shifter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei besagtes zweites komplexe Filter ein Polyphasenfilter ist.An apparatus according to claim 24, wherein said second complex filter is a polyphase filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei besagtes zweites komplexe Filter ein Allpassfilter ist.An apparatus according to claim 24, wherein said second complex filter is an allpass filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei besagter zweiter Eingang des besagten ersten komplexen Filters mit Masse verbunden ist.An apparatus according to claim 24, wherein said second input of said first complex filter to ground connected is. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei besagte erste und zweite Eingänge besagten ersten komplexen Filters das gleiche Eingangssignal empfangen.An apparatus according to claim 24, wherein said first and second inputs said first complex filter receive the same input signal. Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die komplexe Vorrichtung eine volle komplexe Vorrichtung darstellt, 16, 112.An apparatus according to claim 24, wherein the complex device is a full complex device, 16 . 112 , Eine Vorrichtung zur Frequenzumsetzung und Filterung, das einen komplexen Filter; wobei besagtes komplexes Filter einen ersten und einen zweiten Eingang und einen ersten und einen zweiten Ausgang besitzt; wobei das erste komplexe Filter derart entworfen ist, dass es Nutzsignale passieren lässt und Nachbarsignale und die Spiegelfrequenzsignale unterdrückt; eine komplexe Vorrichtung zur Umsetzung eines Nutzsignals aus einer ersten Mittenfrequenz auf eine zweite Mittenfrequenz, besagte komplexe Vorrichtung besteht aus einen ersten und einen zweiten Eingang und einen ersten und einen zweiten Ausgang; besagte komplexe Vorrichtung ist derart entworfen, dass es ein Eingangssignal um die besagte erste Mittenfrequenzlage empfangen und das auf die besagte zweite Mittenfrequenzlage verschobene Signal an den Ausgang weiterleiten kann; ein erstes und ein zweites Filter; wobei wenigstens ein Eingang des besagten ersten komplexen Filters zum Empfang eines Signals verbunden ist; wobei der erste Ausgang des besagten ersten komplexen Filters mit dem ersten Eingang der besagten komplexen Vorrichtung und wobei der zweite Ausgang des besagten ersten komplexen Filters mit dem zweiten Eingang der besagten komplexen Vorrichtung verbunden sind; wobei der Eingang des besagten ersten Filters mit dem ersten Ausgang der besagten komplexen Vorrichtung und wobei der Eingang des besagten zweiten Filters mit dem zweiten Ausgang der besagten komplexen Vorrichtung verbunden sind.A device for frequency conversion and filtering, which is a complex filter; wherein said complex filter has first and second inputs and first and second outputs; wherein the first complex filter is designed to allow useful signals to pass and to suppress adjacent signals and the image frequency signals; a complex device for converting a useful signal from a first center frequency to a second center frequency, said complex device consists of a first and a second input and a first and a second output; said complex device is designed so that it can receive an input signal around said first center frequency position and forward the signal shifted to said second center frequency position to the output; a first and a second filter; wherein at least one input of said first complex filter is connected to receive a signal; wherein the first output of said first complex filter is connected to the first input of said complex device and the second output of said first complex filter is connected to the second input of said complex device; the input of said first filter being connected to the first output of said complex device and the input of said second filter being connected to the second output of said complex device. Eine Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei besagte komplexe Filtervorrichtung ein Polyphasenfilter ist.An apparatus according to claim 37, wherein said complex filter device is a polyphase filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 38, wobei besagte komplexe Filtervorrichtung ein aktives Polyphasenfilter ist.An apparatus according to claim 38, wherein said complex filter device is an active polyphase filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei besagte erste komplexe Filtervorrichtung ein Allpassfilter ist.An apparatus according to claim 37, wherein said first complex filter device is an all-pass filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 40, wobei besagtes Allpassfilter ein aktives Allpassfilter ist.An apparatus according to claim 40, wherein said Allpass filter is an active all-pass filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 40, wobei besagtes Allpassfilter ein passives Allpassfilter ist.An apparatus according to claim 40, wherein said Allpass filter is a passive all-pass filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei besagtes komplexes Filter ein Schiffman-Phasenschieber ist.An apparatus according to claim 37, wherein said complex filter is a Schiffman phase shifter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei das erste und das zweite Filter ein Tiefpassfilter ist.An apparatus according to claim 37, wherein the first and the second filter is a low-pass filter. Eine Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei besagter zweiter Eingang des besagten komplexen Filters mit Masse verbunden ist.An apparatus according to claim 37, wherein said second input of said complex filter connected to ground is. Eine Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei besagte erste und zweite Eingänge des besagten komplexen Filters dasselbe Signal empfangen.An apparatus according to claim 37, wherein said first and second inputs of the said complex filter receive the same signal. Eine Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei die komplexe Vorrichtung eine vollkomplexe Vorrichtung ist.An apparatus according to claim 37, wherein the complex Device is a fully complex device. Eine Realisierung irgendeins der vorhergehenden Ansprüche als integrierte Schaltung.A realization of any of the preceding ones claims as an integrated circuit.
DE200410059207 2004-12-09 2004-12-09 Polyphase filter arrangement, e.g. for superheterodyne receiver, has N filter subsections connected between inputs and outputs of polyphase filter, and N coupled filter subsections connected between inputs and outputs of subsections Withdrawn DE102004059207A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410059207 DE102004059207A1 (en) 2004-12-09 2004-12-09 Polyphase filter arrangement, e.g. for superheterodyne receiver, has N filter subsections connected between inputs and outputs of polyphase filter, and N coupled filter subsections connected between inputs and outputs of subsections

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410059207 DE102004059207A1 (en) 2004-12-09 2004-12-09 Polyphase filter arrangement, e.g. for superheterodyne receiver, has N filter subsections connected between inputs and outputs of polyphase filter, and N coupled filter subsections connected between inputs and outputs of subsections

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004059207A1 true DE102004059207A1 (en) 2006-06-14

Family

ID=36500142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410059207 Withdrawn DE102004059207A1 (en) 2004-12-09 2004-12-09 Polyphase filter arrangement, e.g. for superheterodyne receiver, has N filter subsections connected between inputs and outputs of polyphase filter, and N coupled filter subsections connected between inputs and outputs of subsections

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004059207A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011090490A1 (en) * 2009-02-05 2011-07-28 Qualcomm Incorporated Passive switched-capacitor filters conforming to power constraint
CN109728793A (en) * 2019-02-28 2019-05-07 南开大学 A kind of multi-pass band complex filter circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011090490A1 (en) * 2009-02-05 2011-07-28 Qualcomm Incorporated Passive switched-capacitor filters conforming to power constraint
US8768997B2 (en) 2009-02-05 2014-07-01 Qualcomm Incorporated Passive switched-capacitor filters conforming to power constraint
CN109728793A (en) * 2019-02-28 2019-05-07 南开大学 A kind of multi-pass band complex filter circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60112724T2 (en) Low voltage transconductance AMP / FILTER
EP1374428B1 (en) Transceiver
DE10352642B4 (en) Circuit with reduced insertion loss and device with the circuit
DE60300311T2 (en) Symmetrical high frequency device with a surface acoustic wave filter.
DE60310569T2 (en) MIXER ASSEMBLY USING SOME OSCILLATORS AND SYSTEMS BASED ON THE SAME
DE10393482T5 (en) Multimode receiver
DE102011012927B4 (en) amplifier module
WO1992010031A1 (en) Universal filter
DE602004000320T2 (en) Direct conversion receiver with DC offset reduction and transmitter
DE102006004951A1 (en) Integrated circuit arrangement for converting a high-frequency bandpass signal into a low-frequency quadrature signal
DE2645950A1 (en) RADIO RECEIVER FOR FREQUENCY MODULATED SIGNALS
DE102012112106A1 (en) Adaptive filtering of blocking signals in demodulators
DE2252195A1 (en) DIVERSITY RECIPIENT
DE3875713T2 (en) OSCILLATOR CIRCUIT AND SQUARE NETWORK FOR RADIO RECEIVERS.
EP1405413B1 (en) Multiplier circuit
DE102012007714B4 (en) A circuit for use in a radio frequency receiver, radio frequency receiver and method for processing a radio frequency signal
WO2015128006A1 (en) Combined impedance adjustment and hf filter circuit
DE102019108852A1 (en) Micro-acoustic band stop filter
DE3213513C2 (en)
DE60008030T2 (en) frequency converter
DE102016006404A1 (en) TRANSFORMER-BASED DUPLEXER
DE102013101771A1 (en) Transmission arrangement of mobile radio transceiver, has differential feedback path which supplies amplified transmitting signal in differential form to analysis circuitry
DE102004059207A1 (en) Polyphase filter arrangement, e.g. for superheterodyne receiver, has N filter subsections connected between inputs and outputs of polyphase filter, and N coupled filter subsections connected between inputs and outputs of subsections
DE102005045592B4 (en) Frequency converter unit
DE102018101219A1 (en) Adaptive RF filter and method for switching an adaptive RF filter

Legal Events

Date Code Title Description
ON Later submitted papers
8122 Nonbinding interest in granting licenses declared
8139 Disposal/non-payment of the annual fee