TWI441461B - 具可適應性濾波器的通用接收裝置 - Google Patents

Description

具可適應性濾波器的通用接收裝置

本發明係關於一種無線接收裝置，尤指一種具可適應性濾波器的通用接收裝置。

一般接收機(receiver)的架構可分為單轉換中頻輸出(Single Conversion with IF)、單轉換低中頻輸出(Single Conversion with Low IF)、單轉換零中頻輸出(Single Conversion with Zero IF)、雙轉換中頻輸出(Dual Conversion with IF)、雙轉換低中頻輸出(Dual Conversion with Low IF)、及雙轉換零中頻輸出(Dual Conversion with Zero IF)。其中，在單轉換中頻輸出及雙轉換中頻輸出及雙轉換低中頻輸出架構中，中頻濾波器執行頻率選擇及濾波的功能。由於表面聲波濾波器(SAW Filter)具有高品質因子(quality factor,Q)、低頻率漂移及不耗電的優點，但表面聲波濾波器需有特殊製程，難以整合至單一晶片中，因此接收機常外接一表面聲波濾波器。

圖1係一使用表面聲波濾波器的調諧器之示意圖，其係將一射頻訊號轉成中頻訊號，其中，表面聲波濾波器110係在調諧器120的外部。表面聲波濾波器具有極高品質因子Q值，有較佳的頻率選擇性。然而其卻需要較高的價格，導致整個調諧器的成本居高不下。同時，一般表面聲波濾波器的輸入阻抗被設計為50歐姆，故為了驅動低阻抗的外接式表面聲波濾波器，表面聲波濾波器驅動器(SAW filter driver)121就需要耗費數百毫瓦(mW)的耗電，再者表面聲波濾波器本身有極高的訊號損耗(loss)，損耗即代表訊號雜訊比(SNR)的降低。

為了取代表面聲波濾波器並整合至單一晶片中，濾波器的設計方法有很多種，其中有電阻-電容濾波器(resistor-capacitor filter,RC filter)、切換電容濾波器(switch-capacitor filter,SC filter)、及轉導電容濾波器(Gm-C filter)等技術。

電阻-電容濾波器因運算放大器受限於頻寬的原因，僅適用於KHz級濾波器的應用，並不適合中頻運用。切換電容濾波器其電路參數是依據電容之比例而設定，在CMOS製程中，電容之比例是可以被控制的很精確。切換電容濾波器雖然利用電容比率決定濾波器特性，不易受製程影響，但因為耗電及同樣有運算放大器頻寬的原因，不適用於10 MHz以上濾波器的應用。

轉導電容濾波器則是利用一轉導放大器及電容模擬出電阻及電感效應。圖2係一轉導放大器模擬電阻效應的示意圖。其中，模擬的電阻值為，當中之Gm為轉導放大器210的轉導值。圖3係二個轉導放大器及一電容模擬電感效應的示意圖，其中，模擬的電感值為，當中之C為電容310的電容值，G1、G2分別為轉導放大器320、330的轉導值。

當設計轉導電容濾波器時，需先設計出電阻、電感、電容(RLC)濾波器的電路，如圖4所示，其係一習知的RLC濾波器的電路圖。再將RLC濾波器的電路圖中的電阻及電感分別以圖2及圖3中的電路取代。因此，當中頻濾波器使用轉導電容濾波器設計時容易造成面積過大的問題。同時，因為轉導電容濾波器其係數是由兩種不同元件的乘積，例如，模擬的電感值為電容310的電容值除上為轉導放大器320、330的轉導值之乘積。前述的切換電容電容濾波器其係數可以準確到百分之零點一，然而轉導電容濾波器其係數在初始值僅能有百分之三十的準確。

因此，圖1中的調諧器使用表面聲波濾波器時，則有成本過高，且不易整合的缺點，若改使用轉導電容濾波器，則晶片面積過大的問題，亦產生成本過高的問題。同時，在許多的無線接收運用中，例如DVB-T，其中心頻率與頻寬均有所不同，不論是使用表面聲波濾波器或是轉導電容濾波器的調諧器，其中心頻率均是固定無法隨著運用調整，因此，習知的接收裝置仍有改善之處。

本發明之主要目的係在提供一種具可適應性濾波器的通用接收裝置，其無需使用表面聲波濾波器，以節省成本，可整合至單一晶片中且可運用於多種規格的無線接收系統中，具有極佳的性價比。

依據本發明之特色，本發明提出一種具可適應性濾波器的通用接收裝置，其具有一天線、一帶通追蹤濾波器(Bandpass Tracking filter)、一低雜訊放大器(Low Noise Amplifier,LNA)、一單端轉差動單元、一混波器、及一可適應性濾波器。該天線用以接收一射頻訊號，該射頻訊號具有多數個帶寬(band)，該每一個帶寬中包含有多數個頻道訊號(channel)。該低雜訊放大器連接至該天線，對該射頻訊號進行放大，以產生一放大射頻訊號，該帶通追蹤濾波器連接至該低雜訊放大器對該射頻訊號進行濾波，以產生一放大濾波射頻訊號。該單端轉差動單元連接該帶通追蹤濾波器，以將該放大濾波射頻訊號轉為一差動射頻訊號。該混波器連接至該單端轉差動單元，並接收一差動本地振盪信號，以產生一差動中頻訊號。該可適應性濾波器連接至該混波器，對該差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動中頻訊號。

依據本發明之另一特色，本發明提出一種具可適應性濾波器的通用接收裝置，包括一天線、一帶通追蹤濾波器、一低雜訊放大器、一單端轉差動單元、一第一混波器、一第一可適應性濾波器、一第二混波器、一第二可適應性濾波器、及一濾波中頻訊號自動增益放大器。該天線用以接收一射頻訊號，該射頻訊號具有多數個帶寬，該每一個帶寬中包含有多數個頻道訊號。該低雜訊放大器連接至該天線，對該射頻訊號進行放大，以產生一放大射頻訊號，該帶通追蹤濾波器連接至該低雜訊放大器對該射頻訊號進行濾波，以產生一放大濾波射頻訊號。該單端轉差動單元連接該帶通追蹤濾波器，以將該放大濾波射頻訊號轉為一差動射頻訊號。該第一混波器連接至該單端轉差動單元，並接收一第一差動本地振盪信號，以產生一第一差動中頻訊號。該第一可適應性濾波器連接至該第一混波器，對該差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動第一中頻訊號。該第二混波器連接至該第一可適應性濾波器，並接收一第二差動本地振盪信號，以產生一第二差動中頻訊號。該第二可適應性濾波器連接至該第二混波器，對該第二差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動第二中頻訊號。該濾波中頻訊號自動增益放大器連接至該第二可適應性濾波器，對該濾波差動第二中頻訊號進行放大，以產生一放大濾波差動中頻訊號。

圖5係本發明一種具可適應性濾波器的通用接收裝置500的方塊圖，該具可適應性濾波器的通用接收裝置500包含一天線510、一帶通追蹤濾波器(Bandpass Tracking filter)530、一低雜訊放大器(Low Noise Amplifier,LNA)520、一單端轉差動單元540、一混波器550、一可適應性濾波器560、一濾波中頻訊號自動增益放大器(IF AGC)570、及一本地振盪器580。

該天線510用以接收一射頻訊號，該射頻訊號具有多數個帶寬，該每一個帶寬中包含有多數個頻道訊號(channel)。

該低雜訊放大器520連接至該天線510，對該射頻訊號進行放大，以產生一放大射頻訊號。

該帶通追蹤濾波器530連接至該低雜訊放大器520，對該放大射頻訊號進行濾波，以產生一放大濾波射頻訊號。該帶通追蹤濾波器530係一頻帶選擇濾波器(band selective filter)，該放大濾波射頻訊號中只包含一個特定帶寬中的多數個頻道訊號，且該特定帶寬的中心頻率係為該帶通追蹤濾波器的中心頻率。圖6係本發明射頻訊號及濾波射頻訊號的頻譜示意圖。如圖6所示，該帶通追蹤濾波器530讓帶寬A中的多數個頻道訊號通過，並濾除其他帶寬的訊號(帶寬B、帶寬C)。亦即，該帶通追蹤濾波器530將鏡像信號濾除，以免鏡像信號經由該混波器550後需要的頻道訊號重疊在一起，而破壞需要的頻道訊號。

該單端轉差動單元540連接至帶通追蹤濾波器530，以將該放大濾波射頻訊號轉為一差動射頻訊號。藉由該單端轉差動單元540產生該差動射頻訊號，以讓後續的處理單元均以差動方式處理訊號，以拒絕共同雜訊、後續一數位電路的基板雜訊(substrate noise)、或是後續一數位電路的時序所產生的雜訊。

該混波器550連接至該單端轉差動單元540，並接收一差動本地振盪信號(LO)，以產生一差動中頻訊號。該混波器550係將該差動射頻訊號由射頻降至中頻。該混波 器550利用高於一倍中頻的該差動本地振盪信號進行混波，將差動射頻訊號降頻到中頻頻段。

該可適應性濾波器560連接至該混波器550，對該差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動中頻訊號。該可適應性濾波器560係一頻道選擇濾波器，該濾波差動中頻訊號係為該特定帶寬中的一個特定頻道訊號。該可適應性濾波器560讓需要的頻道訊號通過，並濾除其他頻道訊號。

該濾波中頻訊號自動增益放大器570連接至該可適應性濾波器560，對該濾波差動中頻訊號進行放大，以產生一放大濾波差動中頻訊號(IF1,IF2)，俾供後續處理單元，例如：解調器(demodulator)，進行後續處理。

該本地振盪器580連接至該混波器550，以產生該差動本地振盪信號。

該具可適應性濾波器的通用接收裝置500藉由該帶通追蹤濾波器530將鏡像信號去除，利用該混波器550和該差動本地振盪信號混出該差動中頻訊號，最後經由該可適應性濾波器560選擇出需要的頻道訊號，並去除其它不需要的頻道訊號。

圖7係本發明可適應性濾波器560的方塊圖，該係應用於一無線接收裝置中，該無線接收裝置較佳為一調諧器。可適應性濾波器560係由奇數個濾波器565串接而成，例如為3個、5個、7個濾波器565串接而成。為方便說明，本實施例僅以串接3個濾波器565說明，熟於該技術者應能基於本發明之技術輕易推廣至其他奇數個濾波器565串接而成的情形。

該可適應性濾波器560包括一第一濾波器1、一第二濾波器2、及一第三濾波器3。

該第一濾波器1具有一相對較低值的第一品質因子(quality factor，Q1)，用以定義該可適應性濾波器560的頻寬及中心頻率。該第二濾波器2連接至該第一濾波器1，具有一相對較高值的第二品質因子(Q2)，該第一濾波器1及該第二濾波器2的頻譜用以定義該可適應性濾波器560的頻寬中的低頻處f_L 的頻率及該頻寬中的低頻處的銳利度。該第三濾波器3連接至該第二濾波器2，具有一相對較高值的第三品質因子(Q3)，該第一濾波器1及該第三濾波器3的頻譜用以定義該可適應性濾波器560的頻寬中的高頻處的頻率f_H 及該頻寬中的高頻處的銳利度。其中，該第一品質因子Q1之值為5~15，該第二品質因子Q2及該第三品質因子Q3之值為15以上。

圖8係本發明可適應性濾波器560、第一濾波器1、第二濾波器2、及第三濾波器3的頻譜之示意圖。如圖8所示，線610為該第一濾波器1的頻譜，其第一品質因子Q1之值較低，約為5~15，因此其頻寬較大。由於該第一濾波器1可為對稱設計，故該第一濾波器1的中心頻率fc1可作為可適應性濾波器560的中心頻率fc。

線620為該第二濾波器2的頻譜。線630為該第三濾波器3的頻譜。線600為該可適應性濾波器560的頻譜。該第二濾波器2的中心頻率(Fc2)係小於該第一濾波器1的中心頻率(Fc1)，該第一濾波器1的中心頻率係小於該第三濾波器3的中心頻率(Fc3)。且由於該第二品質因子Q2及該第三品質因子Q3之值為15以上，因此其頻寬較小。

由圖8所示，該第一濾波器1的頻譜及該第二濾波器2的頻譜用以定義該可適應性濾波器560的頻寬中的低頻處的頻率f_L 及該頻寬中的低頻處的銳利度，如圖8圓圈A所示。同樣地，該第一濾波器1的頻譜及該第三濾波器3的頻譜用以定義該可適應性濾波器560的頻寬中的高頻處的頻率f_H 及該頻寬中的高頻處的銳利度，如圖8圓圈B所示。

圖9係本發明每一該第一濾波器1、第二濾波器2、及第三濾波器3的電路圖。由電路圖可知，第一濾波器1、第二濾波器2、及第三濾波器3的中心頻率及增益均為可調整。

如圖9所示，每一該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3係由一第一PMOS電晶體705、一第二PMOS電晶體710、一第一電感715、一第一可變電容720、一第一可變電阻725、一第二可變電阻730、一第三可變電阻735、一第一NMOS電晶體740、一第二NMOS電晶體745及一第三NMOS電晶體750所組成。

該第一PMOS電晶體705及該第二PMOS電晶體的源極710連接至一高電位)。該第一PMOS電晶體705及該第二PMOS電晶體710的閘極連接至一第一偏壓電位(Vbiasl)。

該第一PMOS電晶體705的汲極連接至該第一電感715的一端、該第一可變電容720的一端、該第一可變電阻725的一端、及該第一NMOS電晶體740的汲極。該第二PMOS電晶體710的汲極連接至該第一電感715的另一端、該第一可變電容720的另一端、該第一可變電阻725的另一端、及該第二NMOS電晶體745的汲極。

該第一NMOS電晶體740及該第二NMOS電晶體745的閘極接收一差動電壓(Vinp,Vinn)，該第一NMOS電晶體740的源極連接至該第二可變電阻730的一端，該第二NMOS電晶體745的源極連接至該第三可變電阻735的一端，該第二可變電阻730的另一端連接至該第三可變電阻735的另一端、及該第三NMOS電晶體750的汲極，該第三NMOS電晶體750的閘極連接至一第二偏壓電壓(Vbias2)，該第三NMOS電晶體750的源極連接至一低電位(Vss)。

於每一該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3中，該第一PMOS電晶體705、第二PMOS電晶體710、第一可變電容720、第一可變電阻725、第二可變電阻730、第三可變電阻735、第一NMOS電晶體740、第二NMOS電晶體745及第三NMOS電晶體750係整合在同一個積體電路中。該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3的第一電感715則外掛於該積體電路之外，或者也可整合在晶片中，但須注意電感製程變異性。

需注意的是，本案中該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3的結構相同，但每一個濾波器內的第一可變電容720、第一可變電阻725、第二可變電阻730、第三可變電阻735之值並不相同。同樣的，但每一個濾波器對應的該第一電感715其電感值亦可互異，藉此可調整該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3的增益、中心頻率及頻寬。

當要調整該濾波裝置500的增益時，可同時將每一濾波器的第二可變電阻730、第三可變電阻735之值一起調整變大，則該濾波裝置500的整體增益變小，反之則該濾波裝置500的整體增益變大。

當要調整該濾波裝置500的中心頻率且頻寬不改變時，可將每一個濾波器內的第一可變電容720一起調整，則濾波裝置500的中心頻率也跟著調整。亦即，當將每一個濾波器1、2、3內的第一可變電容720調整變小，如此該濾波裝置500的中心頻率fc即往高頻移動。反之，當將每一個濾波器1、2、3內的第一可變電容720調整變大，如此該濾波裝置500的中心頻率fc即往低頻移動

當要調整該濾波裝置500的頻寬且中心頻率不改變時，可將第二濾波器2中的第一可變電容720調整變小，如此第二濾波器2的中心頻率fc2即往高頻移動，將第三濾波器3中的第一可變電容720調整變大，如此第三濾波器3的中心頻率fc3即往低頻移動，其所產生的整體效果則是該濾波裝置500的頻寬變小且中心頻率不改變。反之，將第二濾波器2中的第一可變電容720調整變大，如此第二濾波器2的中心頻率fc2即往低頻移動，將第三濾波器3中的第一可變電容720調整變小，如此第三濾波器3的中心頻率fc3即往高頻移動，其所產生的整體效果則是該濾波裝置500的頻寬變大且中心頻率不改變。

如圖9所示，於每一該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3中，由於其為對稱設計，故該第二可變電阻730之阻值與該第三可變電阻735之阻值係相同。

該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3的結構可視為源極退化(source degeneration)，因此，該第一濾波器1的增益係為該第一濾波器1的第一可變電阻725之阻值比上該第一濾波器1的第二可變電阻730之阻值，該第二濾波器2的增益係為該第二濾波器2的第一可變電阻725之阻值比上該第二濾波器2的第二可變電阻730之阻值，該第三濾波器3的增益係為該第三濾波器3的第一可變電阻725之阻值比上該第三濾波器3的第二可變電阻730之阻值。

該第一濾波器1的頻寬及中心頻率係由該第一濾波器1的第一電感715、第一可變電容720、及第一可變電阻725所決定，該第二濾波器2的頻寬及中心頻率係由該第二濾波器2的第一電感715、第一可變電容720、及第一可變電阻725所決定，該第三濾波器3的頻寬及中心頻率係由該第三濾波器3的第一電感715、第一可變電容720、及第一可變電阻725所決定。

每一該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3的第一可變電容720係一電容庫(capacitor bank)。每一該第一濾波器1、該第二濾波器2、及該第三濾波器3之第一可變電阻725、第二可變電阻730、及第三可變電阻735係為一電阻庫(resistor bank)。

圖10係本發明電容庫的電路圖。如圖10所示，該電容庫包含多數組電容選擇裝置810及一電容庫控制器840，每一組電容選擇裝置810包含N個電容820及N個切換裝置830，其中N為大於1之整數。

該每一組電容選擇裝置810的N個切換裝置830係為NMOS電晶體，且其閘極連接至該電容庫控制器840。

於本實施例中，該每一組電容選擇裝置810中的電容可為基極-射極接面電容(base-emitter junction capacitor)、金氧半場效電晶體電容(MOSFET capacitor)、多晶-多晶電容(poly-poly capacitor)。於其他實施例中，該每一組電容選擇裝置810中的電容亦可為金屬-絕緣層-金屬形式電容(metal-insulator-metal capacitor，MIM cap)。

如圖10所示，該電容庫的電容可以下列公式表示：(C _Paracitic +B [1]×C _{B 1} +B [2]×C _{B 2} +B [3]×C _{B 3} +B [4]×C _{B 4} +B [5]×C _{B 5} )，當中，C _Paracitic 代表電路中的寄生電容，B [1],B [2],B [3],B [4],B [5]為該電容庫控制器840輸出至該電容庫的控制訊號，可以B[i]表示。其中，當B [i ]為0時，使對應的NMOS電晶體不導通，電容則可視為懸浮(floating)，而不具有電容的功效。當B [i ]為1時，使對應的NMOS電晶體導通，電容則可視為接地，而產生電容的功效。本發明藉由該電容庫控制器840輸出的控制訊號，即可調整第一可變電容720的電容值。基於本發明圖10，同樣地，該第一可變電阻725、第二可變電阻730、及第三可變電阻735亦為熟知該技術者依據本發明的技術所能輕易完成。

圖11係本發明可適應性濾波器560頻譜模擬之示意圖。該可適應性濾波器560係由三個濾波器所組成。習知表面聲波濾波器的頻譜中，在截止頻帶(stop band)處，其增益即不再下降，此會讓在截止頻帶處具有較高振幅而雜訊干擾欲接收的訊號。反觀本發明，如圖11所示，在圓圈C、D處，雖然為截止頻帶，其增益仍在下降，此可避免截止頻帶的雜訊干擾所欲接收訊號。

圖12係本發明第一濾波器、第二濾波器、及一第三濾波器頻譜之示意圖。如圖12所示，虛線部分係為該第一濾波器1的頻譜，其具有較大的頻寬，厚實線部分則為該第一濾波器1加上該第二濾波器2的頻譜，而實線部分則為該第一濾波器1加上該第二濾波器2在加上該第二濾波器3的頻譜。由於各濾波器均可調整增益，故由第一濾波器1、一第二濾波器2、及一第三濾波器3組成的濾波裝置500在頻率36MHz處其增益為20dB，在頻率40MHz處其增益為-5dB，在頻率32MHz處其增益仍有-12dB。

圖13係本發明一種具可適應性濾波器的通用接收裝置1200另一實施例的方塊圖，其係為雙轉換中頻輸出。該具可適應性濾波器的通用接收裝置1200包含一天線510、一帶通追蹤濾波器530、一低雜訊放大器520、一單端轉差動單元540、一第一混波器1210、一第一可適應性濾波器1220、一第二混波器1230、一第二可適應性濾波器1240、一濾波中頻訊號自動增益放大器570、一第一本地振盪器1250、及一第二本地振盪器1260。

其中，天線510、帶通追蹤濾波器530、低雜訊放大器520、單端轉差動單元540、及濾波中頻訊號自動增益放大器(IF AGC)570與圖5中的元件相同，不予贅述。

該第一混波器1210連接至該單端轉差動單元540，並接收一第一差動本地振盪信號，以產生一第一差動中頻訊號。該第一可適應性濾波器1220連接至該第一混波器1210，對該差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動第一中頻訊號。

該第二混波器1230連接至該第一可適應性濾波器1220，並接收一第二差動本地振盪信號，以產生一第二差動中頻訊號。該第二可適應性濾波器1240連接至該第二混波器1230，對該第二差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動第二中頻訊號。

該第一本地振盪器1250連接至該第一混波器1210，以產生該第一差動本地振盪信號。該第二本地振盪器1260連接至該第二混波器1230，以產生該第二差動本地振盪信號。藉由以上之結構，亦可達成與前一實施例的功效。

由前述說明可知，本發明可適應性濾波器的優點為：

1.沒有介入損失(Insertion loss)及在低雜訊下的可調整增益。

2.可適應性濾波器的參數為可調整：

■　可調整的增益；

■　可調整的頻寬；

■　可調整的中心頻率。

3.容易整合至單晶片中，且較習知Gm-C濾波器有著較小的面積。

4.無需使用表面聲波濾波器，以節省成本。

由於本發明的具可適應性濾波器的通用接收裝置使用該可適應性濾波器，該具可適應性濾波器的通用接收裝置具有可調整的中心頻率、增益等，故可運用於多種規格的無線接收系統中，且可整合至單一晶片中，並具有極佳的性價比(cost performance ratio)。

由上述可知，本發明無論就目的、手段及功效，均顯示其迥異於習知技術之特徵，極具實用價值。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

110．．．SAW濾波器

120．．．調諧器

121．．．表面聲波濾波器驅動器

210．．．轉導放大器

310．．．電容

320、330．．．轉導放大器

500．．．具可適應性濾波器的通用接收裝置

510．．．天線

530．．．帶通追蹤濾波器

520．．．低雜訊放大器

540．．．單端轉差動單元

550．．．混波器

560．．．可適應性濾波器

570．．．濾波中頻訊號自動增益放大器

580．．．本地振盪器

565．．．濾波器

565,1．．．第一濾波器

565,2．．．第二濾波器

565,3．．．第三濾波器

600‧‧‧濾波裝置的頻譜

610‧‧‧第一濾波器的頻譜

620‧‧‧第二濾波器的頻譜

630‧‧‧第三濾波器的頻譜

705‧‧‧第一PMOS電晶體

710‧‧‧第二PMOS電晶體

715‧‧‧第一電感

720‧‧‧第一可變電容

725‧‧‧第一可變電阻

730‧‧‧第二可變電阻

735‧‧‧第三可變電阻

740‧‧‧第一NMOS電晶體

745‧‧‧第二NMOS電晶體

750‧‧‧第三NMOS電晶體

810‧‧‧電容選擇裝置

820‧‧‧電容

830‧‧‧切換裝置

840‧‧‧電容庫控制器

1200‧‧‧具可適應性濾波器的通用接收裝置

510‧‧‧天線

530‧‧‧帶通追蹤濾波器

520‧‧‧低雜訊放大器

540‧‧‧單端轉差動單元

1210‧‧‧第一混波器

1220‧‧‧第一可適應性濾波器

1230‧‧‧第二混波器

1240‧‧‧第二可適應性濾波器

570‧‧‧濾波中頻訊號自動增益放大器

1250‧‧‧第一本地振盪器

1260‧‧‧第二本地振盪器

圖1係一使用表面聲波濾波器的調諧器之示意圖。

圖2係一轉導放大器模擬電阻效應的示意圖。

圖3係二個轉導放大器及一電容模擬電感效應的示意圖。

圖4係一習知的RLC濾波器的電路圖。

圖5係本發明一種具可適應性濾波器的通用接收裝置的方塊圖。

圖6係本發明射頻訊號及濾波射頻訊號的頻譜示意圖。

圖7係本發明可適應性濾波器的方塊圖。

圖8係本發明可適應性濾波器、第一濾波器、第二濾波器、及第三濾波器的頻譜之示意圖。

圖9係本發明第一濾波器、第二濾波器、及第三濾波器的電路圖。

圖10係本發明電容庫的電路圖。

圖11係本發明可適應性濾波器頻譜模擬之示意圖。

圖12係本發明第一濾波器、第二濾波器、及一第三濾波器頻譜之示意圖。

圖13係本發明一種具可適應性濾波器的通用接收裝置另一實施例的方塊圖。

500．．．具可適應性濾波器的通用接收裝置

510．．．天線

530．．．帶通追蹤濾波器

520．．．低雜訊放大器

540．．．單端轉差動單元

550．．．混波器

560．．．可適應性濾波器

570．．．濾波中頻訊號自動增益放大器

580．．．本地振盪器

Claims (13)

1. 一種具可適應性濾波器的通用接收裝置，包括：一天線，用以接收一射頻訊號，該射頻訊號具有多數個帶寬，該每一個帶寬中包含有多數個頻道訊號；一低雜訊放大器，連接至該天線，對該射頻訊號進行放大，以產生一放大射頻訊號；一帶通追蹤濾波器，連接至該低雜訊放大器，對該放大射頻訊號進行濾波，以產生一放大濾波射頻訊號；一單端轉差動單元，連接至該帶通追蹤濾波器，以將該放大濾波射頻訊號轉為一差動射頻訊號；一混波器，連接至該單端轉差動單元，並接收一差動本地振盪信號，以產生一差動中頻訊號；一可適應性濾波器，連接至該混波器，對該差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動中頻訊號；一濾波中頻訊號自動增益放大器，連接至該可適應性濾波器，對該濾波差動中頻訊號進行放大，以產生一放大濾波差動中頻訊號；以及一本地振盪器，連接至該混波器，以產生該差動本地振盪信號；其中，該帶通追蹤濾波器係一頻帶選擇濾波器，該放大濾波射頻訊號中只包含一個特定帶寬中的多數個頻道訊號，且該特定帶寬的中心頻率係為該帶通追蹤濾波器的中心頻率。
2. 如申請專利範圍第1項所述之通用接收裝置，其中，該可適應性濾波器係一頻道選擇濾波器，該濾波差動中頻訊號係為該特定帶寬)中的一個特定頻道訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之通用接收裝置，其中，該可適應性濾波器具有高的輸入阻抗。
4. 如申請專利範圍第3項所述之通用接收裝置，其中，該可適應性濾波器包含：一第一濾波器，具有一第一品質因子，用以定義該可適應性濾波器的頻寬及中心頻率；一第二濾波器，連接至該第一濾波器，具有一第二品質因子，該第一濾波器及該第二濾波器的頻譜用以定義該可適應性濾波器的頻寬中的低頻處的頻率及該頻寬中的低頻處的銳利度；以及一第三濾波器，連接至該第二濾波器，具有一第三品質因子，該第一濾波器及該第三濾波器的頻譜用以定義該可適應性濾波器的頻寬中的高頻處的頻率及該頻寬中的高頻處的銳利度；其中，該第一品質因子之值為5~15，該第二品質因子及該第三品質因子之值為15以上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之通用接收裝置，其中，每一該第一濾波器、該第二濾波器、及該第三濾波器係由一第一PMOS電晶體、一第二PMOS電晶體、一第一電感、一第一可變電容、一第一可變電阻、一第二可變電阻、一第三可變電阻、一第一NMOS電晶體、一第二NMOS電晶體及一第三NMOS電晶體所組成。
6. 如申請專利範圍第5項所述之通用接收裝置，其中，於每一該第一濾波器、該第二濾波器、及該第三濾波器中，該第一PMOS電晶體及該第二PMOS電晶體的源極連接至一高電位，該第一PMOS電晶體及該第二PMOS電晶體的閘極連接至一第一偏壓電位，該第一PMOS電晶體的汲極連接至該第一電感的一端、該第一可變電容的一端、該第一可變電阻的一端、及該第一NMOS電晶體的汲極，該第二PMOS電晶體的汲極連接至該第一電感的另一端、該第一可變電容的另一端、該第一可變電阻的另一端、及該第二NMOS電晶體的汲極，該第一NMOS電晶體及該第二NMOS電晶體的閘極接收一差動電壓，該第一NMOS電晶體的源極連接至該第二可變電阻的一端，該第二NMOS電晶體的源極連接至該第三可變電阻的一端，該第二可變電阻的另一端連接至該第三可變電阻的另一端、及該第三NMOS電晶體的汲極，該第三NMOS電晶體的閘極連接至一第二偏壓電壓，該第三NMOS電晶體的源極連接至一低電位。
7. 如申請專利範圍第6項所述之通用接收裝置，其中，於每一該第一濾波器、該第二濾波器、及該第三濾波器中，該第一濾波器、該第二濾波器、及該第三濾波器的第一PMOS電晶體、第二PMOS電晶體、第一可變電容、第一可變電阻、第二可變電阻、第三可變電阻、第一NMOS電晶體、第二NMOS電晶體及第三NMOS電晶體係整合在同一個積體電路中。
8. 如申請專利範圍第7項所述之通用接收裝置，其中，於每一該第一濾波器、該第二濾波器、及該第三濾波器中，該第二可變電阻之阻值與該第三可變電阻之阻值係相同。
9. 如申請專利範圍第8項所述之通用接收裝置，其中，該第一濾波器的增益係為該第一濾波器的第一可變電阻之阻值比上該第一濾波器的第二可變電阻之阻值，該第二濾波器的增益係為該第二濾波器的第一可變電阻之阻值比上該第二濾波器的第二可變電阻之阻值，該第三濾波器的增益)係為該第三濾波器的第一可變電阻之阻值比上該第三濾波器的第二可變電阻之阻值。
10. 如申請專利範圍第9項所述之通用接收裝置，其中，該第一濾波器的頻寬及中心頻率係由該第一濾波器的第一電感、第一可變電容、及第一可變電阻所決定，該第二濾波器的頻寬及中心頻率係由該第二濾波器的第一電感、第一可變電容、及第一可變電阻所決定，該第三濾波器的頻寬及中心頻率係由該第三濾波器的第一電感、第一可變電容、及第一可變電阻所決定。
11. 如申請專利範圍第10項所述之通用接收裝置，其中，該第二濾波器的中心頻率係小於該第一濾波器的中心頻率，該第一濾波器的中心頻率係小於該第三濾波器的中心頻率。
12. 一種具可適應性濾波器的通用接收裝置，包括：一天線，用以接收一射頻訊號，該射頻訊號具有多數個帶寬，該每一個帶寬中包含有多數個頻道訊號； 一低雜訊放大器，連接至該天線，對該射頻訊號進行放大，以產生一放大射頻訊號；一帶通追蹤濾波器，連接至該低雜訊放大器，對該放大射頻訊號進行濾波，以產生一放大濾波射頻訊號；一單端轉差動單元，連接至該帶通追蹤濾波器，以將該放大濾波射頻訊號轉為一差動射頻訊號；一第一混波器，連接至該單端轉差動單元，並接收一第一差動本地振盪信號，以產生一第一差動中頻訊號；一第一可適應性濾波器，連接至該第一混波器，對該差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動第一中頻訊號；一第二混波器，連接至該第一可適應性濾波器，並接收一第二差動本地振盪信號，以產生一第二差動中頻訊號；一第二可適應性濾波器，連接至該第二混波器，對該第二差動中頻訊號進行濾波，以產生一濾波差動第二中頻訊號；一濾波中頻訊號自動增益放大器，連接至該第二可適應性濾波器，對該濾波差動第二中頻訊號進行放大，以產生一放大濾波差動中頻訊號。
13. 如申請專利範圍第12項所述之通用接收裝置，其更包含：一第一本地振盪器，連接至該第一混波器，以產生該第一差動本地振盪信號；以及 一第二本地振盪器，連接至該第二混波器，以產生該第二差動本地振盪信號。