[发明专利]开关电容混频电路和具有开关电容混频电路的通信收发装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种实现信号混频的开关电容混频电路和具有开关电容混频电路的通信收发装置。

背景技术

通信收发机通常包括混频器，混频器即是乘法器，其功能就是将两个随时间变化的信号相乘，其中一个信号从外部得到(射频信号)，另一个由本地产生(本振信号)。如此，利用混频器，可以在发射中将发射信号从基带上变频到射频带，或者在接收中将接收信号从射频带下变频到基带。可选地，在一些实现中，接收的RF信号可以被转换到中频带。如果本地产生的信号是一个固定值的话，混频器就实现了一个固定放大或缩小的功能。如果本地产生的是一个固定频率正弦波的话，那么混频器就实现了频率搬移功能。

开关电容混频电路(Switched capacitor circuit)是由受时钟信号控制的开关和电容器组成的电路。它是利用电荷的存储和转移来实现对信号的各种处理功能。在实际电路中，有时仅用开关和电容器构成的电路往往不满足要求，所以多与放大器或运算放大器、比较器等组合起来，以实现电信号的产生、变换与处理。

开关电容混频电路是介于模拟电路和数字电路之间的一种电路，同时具有模拟电路的无限精度电压值特性和数字电路的离散操作特性。开关电容混频电路相比于普通连续时间的混频器有着特别的优势：a，操作接近理想，类似于数字信号处理；b，与模拟数字转换器(ADC)完全兼容，因为绝大多数模拟数字转换器(ADC)都是采用开关电容实现；c，失真小，几乎完全线性，正弦波产生容易等。因此，开关电容混频电路得到了较快的发展和广泛的应用。

公告号为4716375的美国发明专利文献提供了开关电容混频电路，在所述专利文献中使用了一组电容来实现混频器中乘数的系数。图1为所述开关电容混频电路的结构示意图，如图1所示，所述开关电容混频电路共设计了八条开关电容支路，其中每一条开关电容支路都包括一个电容206(k)以及位于电容206(k)两端的两个开关205(k，1)、205(k，2)，从x(t)到y(t)的每一条支路都实现了一个固定系数的乘法，随着时间的变化，不停地选通一条支路就达到了将输入信号与一个时变信号相乘的功能。

图2为本地正弦波的产生过程。由于使用开关电容混频电路，因此正弦波也是由离散的多点组成。另，正弦波是周期信号，因此只需重复有限的几个点序列就可以拟合出一个正弦波，例如0，0.707，1，0.707，0，-0.707，-1，-0.707，0。在这里，虽只用到了0，1，-1，0.707，-0.707这五个值，因此要实现这个序列的话，图1中仅需五个支路即可。

公告号为4789837的美国发明专利文献提供了开关电容混频电路。如图3所示，本专利文献的基本思路跟上述4716375号案的美国发明专利文献基本一致，只是做了些简化处理：正弦波取点时选取一些特殊点，同时将一些特殊点进行合并操作，同样采用了例如0，0.707，1，0.707，0，-0.707，-1，-0.707，0序列，这个序列只用到五个值，并且1和-1，0.707和-0.707仅相差符号，实现时改变方向即可，因此最终实现时其实只有三个系数0，1，0.707。因此在图3所示的开关电容混频电路的电路结构中，设计了两条开关电容支路，每一条开关电容混频电路包括一个电容(C1或C2)和位于所述电容(C1或C2)相对两侧的两个开关。所述两条开关电容支路可以分别实现系数0.707和1，而通过改变开关的顺序使得信号反向即可实现系数-0.707和-1。另外系数0则可以通过改变开关顺序，不采集输入信号即可实现。

上述两个专利文献存在如下缺点：a、实现复杂，有较多的时序控制；b、灵活性差，必须事先定义好一个周期采取哪几个点，确定之后不可更改。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关电容混频电路，解决现有技术中实现复杂，灵活性较差，需要较多时序控制的问题。

本发明提供一种开关电容混频电路，包括：开关混频电路，用于实现信号混频，输出具有多种开关状态的模拟信号；与所述开关混频电路连接的采样保持电路，用于对所述开关混频电路输出的模拟信号进行定时采样，并在一个采样脉冲内将所述采样值进行保持，拟合出与多种开关状态分别对应的时序波形。