[发明专利]一种动态偏置超再生接收机

说明书

技术领域

本发明属于模拟电路，涉及一种带反馈控制的动态偏置超再生无线接收机技术。

背景技术

超再生接收机是一种依靠内部振荡器起振时间的改变来识别输入信号强弱的装置，典型的超再生接收机主要由接收天线、低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)、超再生振荡器(Super Regeneration Oscillator, SRO)、包络检波解调电路以及熄灭信号产生电路等构成,如图1所示。

超再生接收机的核心是超再生振荡器。而超再生振荡器实际上是一个工作在间歇振荡状态的振荡器，间歇频率由熄灭信号决定（受低频率熄灭信号产生器或熄灭振荡器控制）。当没有接收到信号时，振荡器在每个间歇周期内的起振时间是相对稳定的一个值；当接收到信号时，振荡器在每个间歇周期内的起振时间将缩短，因此，振荡器输出信号的包络在有、无信号时会出现差异，输入的调制信号可以由后级包络检波电路根据包络差解调出来。超再生接收机的关键就是利用超再生振荡器在有、无信号时起振时间的差异来接收和判断信号，因此，起振时间的差异也在很大程度上决定了接收机的灵敏度。

此外，超再生接收机中的振荡器一般为LC-VCO。一个典型的CMOS工艺实现的LC-VCO如图2所示，其等效分析电路如图3所示。在图3中，L和C是频率选择网络中的电感和电容，构成并联谐振回路，G₀是LC谐振回路的等效电导，表征回路自身的能量耗散，-G_a是由图2中的有源器件M1、M2、M3、M4形成的差分耦合放大器提供的负电导。当G₀-G_a为负时，有源器件消耗能量提供负电导足以弥补LC回路自身的能量耗散，使得该回路能够起振。-Ga由M1-M4晶体管的尺寸大小及尾电流源大小决定。在图2中LC-VCO中尾电流越大，M1、M2、M3、M4形成的差分耦合放大器提供的-G_a绝对值越大，回路也就越容易起振。

传统超再生无线接收机中LC-VCO的尾电流偏置对“1”，“0” 输入信号是固定的，起振时间主要取决于输入信号的强度差。该时间差决定了接收机的灵敏度和抗干扰能力。

发明内容

所要解决的技术问题：

本发明的目的是针对上述问题，设计一种具有自检测加速起振功能的动态偏置超再生接收机。

技术方案：

为了实现以上功能，本发明提供了一种动态偏置超再生接收机，其特征在于：该超再生接收机采用了一种自检测加速起振超再生震荡器，所述超再生振荡器在常规超再生振荡器的基础上加入了峰值检测器、比较器以及辅助尾电流源电路；所述超再生振荡器的输出端连接峰值检测器连接比较器，比较器的输出端作为辅助尾电流源电路的控制信号。

所述常规超再生振荡器包括电容、电感、电阻以及若干MOS管，其中，NMOS管M5和NMOS管M6构成电流镜负载，并联电容、电感和PMOS管M7；NMOS管M5支路连接输入信号端Vin1的漏极，NMOS管M6支路连接输入信号端Vin2的漏极，PMOS管M7的源极连接NMOS管M6支路，漏极连接NMOS管M5支路输入信号端Vin1、Vin2的源极相连，并且连接PMOS管M3的漏极；外部电源串联电阻和PMOS管M1，PMOS管M1支路镜像得到PMOS管M3支路。

作为本发明的改进，所述常规的超再生振荡器与辅助尾电流源电路构成了具有辅助尾电流源的自检测动态偏置振荡器电路，其中辅助电流源包括PMOS管M2支路，其由PMOS管M1支路镜像到PMOS管M2支路构成，传输门和M4开关管构成控制开关，比较器输的控制信号CON控制该支路的开启；具体的，传输门由一个PMOS管M8和一个NMOS管M9并联组成，NMOS管M9的漏极以及PMOS管M8的源极连接PMOS管M1的栅极，PMOS管M8的漏极以及NMOS管M9的源极连接PMOS管M2的栅极以及PMOS管M4的源极，NMOS管M9的栅极连接PMOS管M4的栅极，PMOS管M8的栅极连接比较器输的控制信号CON再连接PMOS管M4的栅极；PMOS管M2的漏极连接输入信号端，源极接地；PMOS管M4漏极接地。

作为本发明的改进，所述峰值检测器包括二极管、电阻、电容，所述二极管的正极连接输入信号，负极并联电阻以及电感，电阻和电感的另一端接地；所述二极管的负极作为输出信号端；当二极管导通时，输入信号通过二极管向电容充电，电容上的电位升高；当二极管截止时，电容通过电阻放电，电位降低。