[发明专利]直接转换接收器及其校正方法

说明书

技术领域

本发明与无线通信技术相关，并且尤其与降低通信系统中的二阶交互调变失真的技术相关。

背景技术

目前射频通信系统的发展趋势之一是希望将电路简化，以缩小芯片尺寸并节省硬件成本。直接转换(direct-conversion)接收器的架构较超外差式(superheterodyne)接收器单纯许多，但先前受限于硬件技术，未被广泛应用。近年来，随着制程及电路技术的进步，能实际提供良好效能的直接转换接收器逐渐成为可能，因此在通信领域中日益受到重视。

图1所示者为典型的直接转换接收器局部架构图。初步滤波器11首先负责移除射频信号中在目标频带之外的噪声。低噪声放大器12接着提供一特定增益，放大该射频信号。随后，该射频信号会经混波器13、14解调，利用本地振荡信号LO产生基频同相信号I和基频正交信号Q。直接转换接收器的缺点之一是，由于射频信号经过一次混波即转换为基频信号，混波器13、14造成的直流偏移(DC offset)、闪变噪声(flicker noise)和二阶交互调变失真(second-order inter-modulation distortion，IMD2)都会进入基频信号频段中，导致信号噪声比下降。

图2绘示了混波器13的一阶信号及二阶信号的输入/输出功率关系图范例。较上方的曲线为一阶信号的输入/输出功率对应关系，较下方者则为二阶信号的输入/输出功率对应关系。此二曲线的虚拟延长线的交点所对应的输入功率一般称为二阶输入截点(second-order input intercept point，IIP2)。IIP2愈大，表示混波器所输出的二阶信号功率愈小，是较理想的状况。

图3为混波器13的一输入/输出信号频谱范例。进入混波器13之前，带有实际数据的目标信号分布在中心频率f_L0的两侧，以斜线区块表示。如图3所示，中心频率f_L0邻近有两个干扰信号分别出现在频率为f_L0+f₁及f_L0+f₂的位置。如果频率f₁及f₂差异不大，由于混波器13必然存在的二阶非线性特性，经过混波器13之后，这两个干扰信号所造成的IMD2(频率为f₁-f₂与f₂-f₁)就会落在直流频段附近，显然会对数据信号造成负面影响。更糟的是，后续的基频信号处理程序并无法滤除IMD2。此问题也同样会发生在混波器14。

IMD2的成因多样。除了上述来自外部的噪声干扰，射频信号本身的二次谐波和混波器13、14中的元件不匹配也是造成IMD2的原因。承上所述，如果IIP2愈大，图3中IMD2的能量就会愈低。因此，许多直接转换接收器的电路规格对于IIP2的最小值都订有严格限制。IIP2特性亦为评估直接转换接收器性能的重要指标。如何降低直接转换接收器中的IMD2以相对提高IIP2是不可忽视的议题。

目前被广泛采用的WCDMA通信装置对于IIP2的要求尤其严格，因为其中的传送电路和接收电路彼此相邻且通常为同时运作，若接收电路的IIP2特性不够好，传送电路发送数据时所造成的干扰就可能使接收电路无法顺利接收外部数据。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种直接转换接收器及其校正方法。利用开关式混波器的开关工作周期(switch duty cycle)与IMD2能量间的特定相对关系，毋须经过大测量试，根据本发明的接收器及校正方法即可快速校正开关式混波器的开关工作周期，有效降低直接转换接受器中的IMD2。

根据本发明的一具体实施例为一直接转换接收器，其中包含开关式混波器、测量模块及校正模块。当校正模块将开关式混波器的开关工作周期调整为短于一标准周期，测量模块测得的二阶失真量为第一二阶失真量。当校正模块将开关式混波器的开关工作周期调整为长于一标准周期，测量模块测得的二阶失真量为第二二阶失真量。校正模块根据这些失真量决定提供至开关式混波器的校正信号，使开关式混波器具有一校正后工作周期。