[发明专利]无线接收机及其信号处理方法

说明书

技术领域

本公开一般地涉及电技术领域，并且更具体地涉及无线电接收机。

背景技术

近年来已经致力于在保持性能规范的同时减小集成无线电接收机的功率。无线电接收机典型地包括混频器，混频器是根据对其供应的两个信号（即输入信号和本地振荡器(LO)信号）来产生新的频率的非线性电路。混频器可以是有源的（例如包括功率增益）或者无源的（例如输出功率小于或等于输入的功率）。有源混频器改善了端口之间的隔离性，但是会具有较高噪声并且消耗更多功率。另一方面，无源混频器在最小功耗量的情况下提供了将无线电频率（RF）信号下转换到中频（IF）或基带频率的频率转换。此外，无源混频器没有闪烁噪声，吸取零电流（除了用于驱动混频器开关的电流之外），并且具有优良的线性度。然而，无源混频器通常提供低（即小于1的）增益并且受高噪声系数（NF）影响。NF是由RF信号链中的各部件所引起的信号-噪声比（SNR）劣化的度量。因此，NF是以dB表达的实际输出噪声与将会保留的噪声（假设接收机本身不引入噪声）之比。

传统上，接收机包括天线与无源混频器之间的低噪声放大器（LNA）以提供电压增益（例如由天线提供的信号的放大率）。在另一方式中，混频器输入端被直接连接到天线的输出端，从而进一步减小功耗并且改善线性度（例如，包括了处于天线与无源混频器之间的LNA的整个系统）。然而，将天线直接连接到混频器会导致再辐射，其中混频器产生的经过下转换的RF信号的一部分回流至天线。这种损耗现象是导致低劣NF的重大助力。尽管存在已知的方法来改善NF（例如，8相混频器(8-phase mixer)、许多混频器开关和控制器等），然而这些方法均增加了相当大的功率负担。因此，期望的是具有一种消耗低功率并且具有低NF的无线电接收机。还期望的是，在无线电接收机的前端通路（即，从天线端口至基带或IF输出端口的前端通路）中具有增益使得前端的输出处的等效噪声电阻足够高，以便使各低功率块能够跟随前端。还期望的是提供适于各种无线通信标准的足够宽的带宽，这些无线通信标准包括窄带宽信号（802.15.4，蓝牙等）以及宽带信号WiFi（例如802.11.ac）。

发明内容

本发明提供了一种无线接收机，包括：第一无源混频器，其具有第一输入节点、第二输入节点和至少一个输出节点；振荡器，其耦接至第一无源混频器的第一输入节点；缓冲器，其具有与第一无源混频器的第二输入节点耦接的输出节点，其中所述缓冲器配置为提供与第一无源混频器的隔离；以及天线，其可操作地连接至所述缓冲器的输入节点。

其中，所述缓冲器包括至少一个有源器件，并且所述缓冲器的增益小于等于1。

其中，所述缓冲器的至少一个有源器件配置为源极跟随器。

所述无线接收机还包括第二无源混频器，第二无源混频器具有第一输入节点、第二输入节点和至少一个输出节点，其中，所述缓冲器耦接至第二无源混频器的第二输入节点。

其中，第二混频器配置为提供正交输出。

其中，所述缓冲器容性耦接至第一混频器。

其中，所述振荡器包括无电感型环形振荡器。

所述无线接收机还包括锁相环。

其中，所述缓冲器的输入阻抗大于所述缓冲器的输出阻抗。

其中，在至少一部分所选信道带宽上，所述缓冲器的输入节点的输入阻抗大于第一混频器的第二输入节点处的阻抗。

其中，所述缓冲器包括多个串联叠加的源极跟随器。

其中，所述多个源极跟随器包括一对或多对源极跟随器，每对源极跟随器包括N-沟道场效应晶体管（NFET）和P-沟道场效应晶体管（PFET）；以及N-沟道场效应晶体管的源极和P-沟道场效应晶体管的源极耦接在一起。

所述无线接收机还包括匹配电路，其耦接在所述天线和所述缓冲器的输入节点之间，其中，所述匹配电路配置为提供通过所述天线接收到的带内信号的电压增益。

所述无线接收机还包括滤波器，该滤波器耦接在所述天线和所述缓冲器的输入端之间，所述滤波器包括以下滤波器中的至少一种：声表面波（SAW）滤波器；体声波（BAW）滤波器；以及包括电感器和电容器的滤波器。

其中，所述匹配电路包括无源元件。

所述无线接收机还包括耦接至第一混频器的输出节点的无源升压器。

其中，所述无源升压器是电荷泵。

所述无线接收机还包括多个串联级联的无源升压器级。