CN103378872B - 在发射器频率具有陷波的无表面声波接收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在发射器频率具有陷波的无表面声波接收器。一种电路，包括：发射器的本地振荡器，该本地振荡器用于产生发射器本地振荡器信号。受发射器本地振荡器信号控制的开关连接至基带阻抗元件以产生陷波频率信号。陷波频率信号被加入至发射器泄漏信号以在期望的接收器信号被接收器解调之前衰减该发射器泄漏信号。

Description

在发射器频率具有陷波的无表面声波接收器

技术领域

本公开总体上涉及通信系统和方法。更具体地，其涉及具有在发射器频率的陷波（notch）的无表面声波（SAW-less）接收器，该陷波用于衰减至接收器的发射器泄漏信号。

背景技术

接收器包括接收无线电波并且将该无线电波所承载的信息转换成有用形式的电子器件。接收器使用天线，该天线截取无线电波并且将他们转换成应用于接收器的交流电。接收器可从该交流电提取期望的信息。通过接收器产生的信息可以是以声音（例如音频信号）、图像（例如视频信号）或数据（例如数字信号）的形式。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种电路，其包括：发射器的本地振荡器，所述本地振荡器用于产生发射器本地振荡器信号；以及受所述发射器本地振荡器信号控制的开关，所述开关被连接至阻抗元件以产生陷波频率信号，所述陷波频率信号被加入至发射器泄漏信号以在期望的接收器信号被接收器解调之前衰减所述发射器泄漏信号。

在上述电路，优选所述阻抗元件包括与RC滤波器和限制电容器连接的反相器。

在上述电路，优选所述阻抗元件包括与反馈电阻器和限制电容器连接的运算放大器。

在上述电路，优选还包括：用以存储所述陷波频率信号的缓冲器和与所述缓冲器连接的数模转换器。

在上述电路，优选所存储的陷波频率信号被加入至所述数模转换器的通信信息以预失真所述通信信息。

在上述电路，优选所述通信信息是在所述模数转换器被预失真。

在上述电路，优选还包括：低噪声放大器，其中，所述陷波频率信号在所述发射器泄漏信号穿过所述低噪声放大器之后被加入所述发射器泄漏信号。

在上述电路，优选所述陷波频率通过发射器本地振荡器频率的I+、I-、Q+以及Q-产生。

在上述电路，优选应用所产生的陷波频率以节省所述接收器和所述发射器的功率。

本发明的另一方面涉及一种射频集成电路，其包括：发射器，包括发射器混合器，所述发射器混合器基于本地振荡器信号产生被调制的发射器信号；接收器，包括接收器混合器，所述接收器混合器解调被调制的发射器信号，所述接收器还从所述发射器接收发射器泄漏信号；以及阻抗元件，与所述接收器混合器连接，所述阻抗元件用于产生陷波频率信号，所述陷波频率信号被加入至所述发射器泄漏信号以在所述被调制的发射器信号由接收器解调之前衰减所述发射器泄漏信号。

在上述电路，优选所述发射器还包括与所述发射器混合器连接的数模转换器，其中，所述数模转换器将通信信号发送至所述发射器混合器，并且其中，所述陷波频率信号被加入至所述通信信号以预失真所述通信信号。

在上述电路，优选还包括与所述发射器混合器连接以驱动所述被调制的发射器信号的2级功率放大器驱动器（Class 2 power amplifier driver）。

在上述电路，优选还包括与所述接收器混合器连接的低噪声放大器，其中，所述陷波频率信号在所述发射器泄漏信号穿过所述低噪声放大器之后被加入至所述发射器泄漏信号。

在上述电路，优选应用所产生的陷波频率以节省所述接收器和所述发射器的功率。

在上述电路，优选所述阻抗元件包括与RC滤波器和限制电容器连接的反相器。

在上述电路，优选所述阻抗元件包括与反馈电阻器和限制电容器连接的运算放大器。

本发明的又一方面涉及一种电路，其包括：数模转换器，用于将模拟通信信号转换成数字通信信号；数字缓冲器，与所述数模转换器连接，所述数字缓冲器用于存储与所述数字通信信号相关的预失真信息并且用将所述预失真信息应用于所述数字通信信号以产生被预失真的数字通信信号，其中所述预失真信息从产生在发射器泄漏频率的陷波频率信号的阻抗元件确定；以及功率放大器驱动器，用于驱动被预失真的数字通信信号。

在上述电路，优选所述功率放大器包括B级功率放大器。

在上述电路，优选所述陷波频率信号被加入至发射器泄漏信号以在期望的接收器信号由接收器解调之前衰减所述发射器泄漏信号。

在上述电路，优选所述阻抗元件包括运算放大器。

附图说明

参照下面的附图和描述可更好的理解本系统。在附图中，相似的参考号在所有不同示图中标示相应的部件。

图1是示例性通信环境的框图。

图2是示例性全双工收发机的电路图。

图3是示例性双工收发机的电路图。

图4是示例性陷波电路的电路图。

图5是用以产生针对陷波信号的基带阻抗的示例性反相器电路的电路图。

图6是用以产生基带阻抗的示例性运算放大器的电路图。

图7是示例性全双工收发机的电路图。

具体实施方式

在全双工或其他频分双工（FDD）（例如3G宽带码分多址移动通信系统（WCDMA）和4G长期演进（LTE））中，无线电发射器和接收器（例如收发机等）可同时操作。由于接收器与发射器之间有限的物理和/或电隔离，发射器信号可能会泄漏至接收器。泄漏的发射器信号会堵塞或阻碍接收器输入，从而对接收器的线性度要求提出了挑战。线性度要求会比在不存在泄漏的情况下要求更多的功率以满足它们。此外，由于接收器本地振荡器（RX-LO）相位噪声，来自发射器的强阻碍信号会在基带中的期望信号上被相反地下变频（down-convert），其结果是，会对RX-LO提出严格的相位噪声要求。

挑战性相位噪声要求会导致在接收器电压控制振荡器（VCO）以及在接收器的本地振荡器发生器（LOGEN）模块（block）中的大功耗。发射器泄漏信号的存在可能要求大型接收器混合器二阶输入截取点（IIP2）。大型IIP2可能要求大尺寸的混合器开关，其可加入LOGEN功率消耗。因此，在一种实施方案中，由发射器本地振荡器（TX-LO）控制的陷波滤波可在下变频混合器之前引入接收器RF前端，以衰减发射器阻碍者（transmitter blocker）。此衰减技术会造成在RX-VCO中以及在RXLOGEN中更低的功率消耗。

图1是示例性通信环境100的框图。可在终端之间发送通信信号。在一个例子中，终端是通信装置110，诸如，手机、个人数字助理、平板电脑、便携式电子邮件装置、智能手机或便携式游戏系统。通信装置可包括发射器112、接收器114、存储器116、处理器118以及天线120以与其他终端无线地交换诸如电子邮件、文本消息、广播、音乐、电视、视频、视频游戏、数字信息等信息。发射器112和接收器114可分开配置或配置在一起，例如收发机。通信装置110还可无线地连接至无线电接收器或诸如听筒122的其他音频装置。

通信环境100还可包括诸如交通工具130（例如汽车、飞机、船只以及太空船）的其他终端。通信环境100还可以是用以提供终端之间的通信链路的装置，例如蜂窝塔140和人造卫星150。发射器112还可以是通过无线电通信的许多电子装置（诸如无线计算机网络、蓝牙使能装置、车库门遥控开关、雷达设备以及导航信标）的部件。天线120可被密封在盒体内或被附接至如在以手机、步谈机以及自动无钥匙遥控为例的便携式装置中的发射器112与接收器114的外部。

图2是示例性全双工收发机200的电路图。收发机200可包括射频集成电路（RFIC）210和外部电路板220。RFIC210可包括功率放大器驱动器，例如，用于发射通信信号的PA驱动器222。PA驱动器222可接收来自发射混合器224的被调制发射器本地振荡器信号。发射混合器224可将基带中的被调制信号上变频至发射器本地振荡器频率（TX_LO）226。RFIC还可包括用于接收通信信号并且放大被天线234接收的可能微弱通信信号的低噪声放大器（LNA）232。LNA232可连接至混合器236和238以例如通过分别利用针对I和Q信道的接收器本地振荡器（LO）产生的频率信号237和239来解调所接收的调制信号。

除了天线234之外，外部电路板220还可包括发射器功率放大器240以放大要被发射的信号。外部电路板220还可包括双工机242以同时处理被发射和被接收的信号。

在WCDMA中，发射器和接收器可在约80至100兆赫的高频带中或在约45兆赫的低频带中被分开。在没有位于双工机242与LNA232之间的表面声波（SAW）滤波器的情况下，LNA232可从发射器功率放大器240接收约﹣20dBM的泄漏。另外，LO相位噪声可在期望信号（期望的RX250）之上相反地下变频泄漏246。因此，LO信号可能需要满足不会使其影响期望的RX250（在VCO和本地振荡发生器（LOGEN）模块中可要求约20mA功率）的高相位噪声标准。TX泄漏还可造成针对大型接收器混合器IIP2（其可包括针对LOGEN的大混合器开关或更大的功率消耗以降低相位噪声）的需求以及严格的刻度要求。

图3是示例性全双工收发机300的电路图。可通过利用来自发射器本地振荡器频率（TX_LO）226的纯净发射频率信号产生在发射器频率fTX的陷波频率信号fTX310。为了衰减TX泄漏信号245，陷波信号310可在TX泄漏信号245穿过LNA232之后并且在混合器236和238之前在该电路的A点插入。因此，被衰减的TX泄漏信号320可避免在通过混合器236和238解调期望的接收器信号fRX之前干扰期望的接收器信号fRX。替代地或附加地，陷波可被结合进LNA232，而不是在LNA232之后施加。对于1dB的衰减，RX中的LO相位噪声可被减轻约1dB。例如，通过TX泄漏245衰减很少的约3dB，可节省接收器的约一半的VCO功率。对于使TX泄漏245衰减约6dB，在接收器的VCO中可降低达约3/4的功率。

附加地或可替换地，被衰减的TX泄漏信号245可放宽IIP2要求。下变频混合器236和238的放宽的IIP2要求可允许实体更小的混合器开关，其可带来对LOGEN更小的负载从而节省功率消耗。

图4是示例性陷波滤波电路400的电路图。该电路可包括针对I+、I-、Q+以及Q-信道被本地振荡器LO1、LO2、LO3以及LO4以25%的占空因数以及类似于混合器LO236和238的相位延迟而驱动的开关402、404、406以及408。开关402、404、406以及408可分别与阻抗元件ZBB410、412、414以及416连接。滤波器陷波可基于低质量因素（Q）基带阻抗ZBB(f)442的频率转移或变换来操作，以获得高Q带通滤波陷波Zin(f)420。

因此，可从基带阻抗ZBB(f)442（例如从阻抗元件ZBB410、412、414以及416）来产生Zin(f)420。可例如通过发射器本地振荡器LO1、LO2、LO3以及LO4的频率将Zin(f)420频率转移至射频。TX_LO可对应于图3中的发射器本地振荡器LO1、LO2、LO3以及LO4。因此，在射频侧，频率陷波信号可在频率fTX产生并且被施加在电路400中的点A以衰减TX泄漏信号。在期望的接收器信号fRX通过混合器236和238下变频之前TX泄漏信号可被衰减，同时基本上不影响期望的接收器信号fRX的RX频率。陷波信号的产生可与LNA232结合或在LNA232之后实施（例如利用图5中的电路）。

图5是用以产生用于产生陷波信号fTX的基带阻抗ZBB(f)的示例性反相器电路500的电路图。反相器电路500可被实施为图4中的阻抗元件ZBB410、412、414以及416。电路500可包括具有开关512和514的反相器510、具有开关522和524的反相器520以及具有开关532和534的反相器530。为了向反相器510、520以及530供电，它们可被连接至电源VDD。电路500还可包括被连接在反相器之间的电阻器/电容器（RC）滤波器540。通过反馈，反相器可在期望的操作点（例如VDD/2）被偏置。R的示例性值是约10K欧姆而C的示例性值是约8pF。电路500还可包括被连接至反相器510的输入端的限制电容器C’550（例如约200毫微微法拉）以及将最后的反相器530连接至反相器510的输入端的反馈电阻器Rf560。

在高频（例如约20MHZ<f＜200MHZ），电路500可充当被电容器C’限制的带通滤波器。（例如，图表570）。在低频（例如约5MHZ以下），电路500包括大环增益（例如，约大于1000），因此包括低输入阻抗ZBB。输入阻抗ZBB(f)可被确定为除以(1+A)的反馈电阻Rf，其中A是环路增益。

例如，约1k欧姆的反馈电阻器在低频将提供约1欧姆基带阻抗ZBB。在更高频率，基带阻抗ZBB会较大。例如，环路增益可能在约1/2πRC开始下降并且基带阻抗ZBB可能开始增加。因此，电路500可被配置成使得在约80兆赫环路增益约为0，这提供了非常高的基带阻抗ZBB，例如约500欧姆以上。此电路500可被用于产生图4的基带阻抗ZBB。

图6是用以产生基带阻抗ZBB的示例性运算放大器（OpAmp）电路600的电路图。电路600可包括OpAmp610、反馈电阻器Rf620和630、电容器640以及限制电容器C’650。

在高频，例如约20MHz<f＜200MHz，电路600可充当被电容器C’限制的带通滤波器。（例如，参见图表670）。在低频，例如约5MHZ以下，电路600包括大增益，例如，约大于1000，因此包括低输入阻抗ZBB。输入阻抗ZBB(f)是被OpAmp(1+A)的增益除的反馈电阻Rf。例如，约1K欧姆的反馈电阻Rf将在低频提供约1欧姆基带阻抗ZBB。在更高频率，基带电阻ZBB会较大。例如，环路增益会在约1/2πRC开始下降并且基带阻抗ZBB会开始增加。因此，电路600可被配置成使得在约80兆赫环路增益约为0，这提供了非常高的基带阻抗ZBB，诸如约500欧姆以上。此电路600可被用于产生图4的基带阻抗ZBB。

图7是示例性全双工收发机700的电路图。PA驱动器22可在B级（Class B）而不是A级中被偏置。A级模式会比B级模式（其具有比A级差的线性度但却具有更好的功率效率）要求更多的功率消耗。然而，由于接近的发射信号和接收信号的线性度要求，FDD发射通常要求A级PA驱动器。为了使用B级PA驱动器，可确定涉及基带阻抗ZBB(f)的电压信息VBB I和VBB Q，例如，图4、图5和图6中涉及VBB(f)的电压。陷波的电压信息VBB I和VBB Q可表示下变频的TX泄漏信号。因此，可从阻抗元件ZBB来确定TX泄漏信号失真信息。

可从陷波的基带侧的误差矢量幅度（EVM）和相邻信道泄漏率（ACLR）来确定电压信息VBB I和VBB Q。然后可用模数转换器将电压信息VBB I和VBB Q数字化。数字化的信息可被用于确定通信信号被失真了多少或通过PA驱动器22造成多大的非线性。失真信息可作为预失真信息存储在数字缓冲器710中。

预失真信息可被输入至数模转换器（DAC）720，以预失真存储在DAC720中的TX信号数据。预失真的TX信号数据可从DAC720发送至低通滤波器730。由于基带阻抗信息被用于确定发射器泄漏和PA驱动器失真，所以基带阻抗信息可被用于节省发射器和接收器终端的功率。

取决于不同的实施方案，可使用替代的或附加的组件。例如，接收器可与各种类型的通信系统一起使用。通信系统可包括利用接收器以硬件、软件或硬件和软件二者的不同结合实施的方法、装置以及逻辑。例如，可利用被编程的硬件或固件元件（例如专用集成电路（ASIC）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、控制器、微处理器、元件的组合等）或其他相关组件来实现通信功能。

可利用可访问代码存储器（其存储用于计算装置的操作的计算机可读程序代码）的计算装置来实现该功能，在这种情况下，计算机可读程序代码可被存储在固定的、有形的以及直接可读的介质（例如可移动磁盘、只读存储型光盘（CD-ROM）、随机访问存储器（RAM）、动态随机访问存储器（DRAM）、只读存储器（ROM）、固定磁盘、USB驱动、或诸如磁盘或光盘的其他机器可读介质）上，或者计算机可读程序代码可被远程地存储，但可经由通过传输介质（其可以是有线介质（例如光学通信线或模拟通信线）或无线介质（例如微波、红外或其他传输方案）或其结合）连接至网络（包括但不限于因特网）的调制解调器或其他接口装置（例如通信适配器）传输。

尽管已描述了本公开的各种实施方式，但显而易见的是在本公开的范围内也可以有许多其他的实施方式和实施方案。因此，本公开不受除了所附权利要求及其等同方案之外的描述的限制。

Claims (10)

1.一种电路，包括：

发射器的本地振荡器，所述本地振荡器产生发射器本地振荡器信号；

受所述发射器本地振荡器信号控制的开关，所述开关被连接至阻抗元件以产生陷波频率信号；以及

数模转换器，其中，所述陷波频率信号被加入至所述数模转换器的通信信息，以在所述数模转换器处预失真所述通信信息。

2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述阻抗元件包括与RC滤波器和限制电容器连接的反相器。

3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述阻抗元件包括与反馈电阻器和限制电容器连接的运算放大器。

4.根据权利要求1所述的电路，还包括：用以存储所述陷波频率信号的缓冲器，其中，所述数模转换器与所述缓冲器连接。

5.根据权利要求1所述的电路，还包括：低噪声放大器，其中，所述陷波频率信号在所述发射器泄漏信号穿过所述低噪声放大器之后被加入所述发射器泄漏信号。

6.根据权利要求1所述的电路，其中，所述陷波频率通过发射器本地振荡器频率的I+、I-、Q+以及Q-产生。

7.一种射频集成电路，包括：

发射器，包括发射器混合器，所述发射器混合器基于本地振荡器信号产生被调制的发射器信号；

接收器，包括接收器混合器，所述接收器混合器解调被调制的发射器信号，所述接收器还从所述发射器接收发射器泄漏信号；

阻抗元件，与所述接收器混合器连接，所述阻抗元件产生陷波频率信号；以及

数模转换器，其中，所述陷波频率信号被加入至所述数模转换器的通信信息，以在所述数模转换器处预失真所述通信信息。

8.根据权利要求7所述的电路，还包括与所述发射器混合器连接以驱动所述被调制的发射器信号的B级功率放大器驱动器。

9.根据权利要求7所述的电路，其中，所述阻抗元件包括与RC滤波器和限制电容器连接的反相器。

10.一种电路，包括：

数模转换器，将模拟通信信号转换成数字通信信号；

数字缓冲器，与所述数模转换器连接，所述数字缓冲器存储与所述数字通信信号相关的预失真信息并且用于将所述预失真信息应用于所述数字通信信号以产生被预失真的数字通信信号，其中所述预失真信息从在发射器泄漏频率产生陷波频率信号的阻抗元件确定；以及

功率放大器驱动器，驱动被预失真的数字通信信号。