[发明专利]低中频接收器、IQ接收器和收发器

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种具有直流(DC)偏移校正的低中频(IF)接收器。

背景技术

许多现代射频(RF)接收器使用直接转换或零中频(ZIF)架构。在这里，在天线接收的RF信号通过由本地振荡器(LO)驱动的混频器馈送并随后进行过滤，以产生基带信道解调的输出信号。该ZIF接收器解决的主要问题之一是DC偏移的问题。接收器中的DC偏移具有许多来源，包括：

-接收器电路中的固有随机错配；

-由泄漏回通过混频级以反馈到天线输入并然后再进入混频级的LO能量引起的自混合；和

-由于混合器阶段的二阶非线性引发的阻断信号，引起紧密间隔频率的两个不需要的信号，以产生落在信道滤波器带宽内的差项。

如果未减轻，这些DC偏移可以增长以消耗接收器的动态范围的显著一部分或者全部。ZIF接收器的偏移校正方案可以使用纯模拟或混合模拟/数字反馈或前馈方案以消除DC偏移。许多这样的偏移消除方案已经公布，例如公开于：

Feedforward Technique for Offset Cancellation in Broadband Differential Amplifiers Duy-Dong Pham，James Brinkhoff，Kai Kang，Chyuen-Wei Ang和Fujiang Lin；和

A 250MHz 14dB-NF 73dB-Gain 82dB-DR Analog Baseband Chain With Digital-Assisted DC-Offset Calibration for Ultra-Wideband Horng-Yuan Shih，Member，IEEE，Chien-Nan Kuo，Member，IEEE，Wei-Hsien Chen，Tzu-Yi Yang和Kai-Chenug Juang。

US 8380149公开了一种DC偏移消除器，包括：第一数模(DA)转换器，第一加法器，放大器，比较器，平均电路和逐次逼近寄存器。所述第一DA转换器被配置为将转换第一校正数据DA转换成第一校正电压。所述第一加法器被配置为相加输入信号和第一修正电压，以输出第一相加信号。所述放大器被配置为放大所述第一相加信号，以输出放大的信号。所述比较器被配置为比较所述放大的信号和参考电压，以输出比较结果。所述平均电路被配置为接收所述比较器的比较结果，通过在预定的时间段上对比较结果的逻辑值执行多数决定而获得多数决定结果。所述逐次逼近寄存器被配置为基于多数决定结果而顺序地设置第一修正数据的每一比特，使得放大信号中的DC偏移减小。

US 8478221公开了一种无线通信接收器，包括：大量查找表，每一个存储与放大级的增益相关联的多种DC偏移值，所述放大级布置在无线通信接收器中。每个查找表中的条目在校准阶段的阶段期间进行估计。在该校准阶段，对于放大级的每个选定增益，搜索逻辑估计当前DC偏移数并将其与反馈到搜索逻辑的之前DC偏移估计进行比较。如果当前和之前估计之间的差小于预定阈值，则当前估计被处理为与放大级的所选增益的DC偏移量相关联，并存储在查找表中。该过程对关注的每个放大级的每个选择增益重复，直到查找表被填充。

另外，设备(诸如，来自Analog Devices收发器IC公司(诺伍德，MA)的ADF7242^TM低功耗IEEE 802.15.4设备/GFSK专有/FSK零IF 2.4GHz收发器IC；和ADF7241 TM低功耗IEEE 802.15.4零中频2.4GHz)都配有偏移校正环路(OCL)，其取消在零中频接收器的路径的静态和动态的时变偏移电压。

对于某些调制，例如通断键控(OOK)，ZIF不是合适的结构并在这种情况下，低IF(LIF)架构受到青睐。

在LIF架构中，解调信号的中心在非零频率。使用模拟复合滤波器的LIF接收器具有DC的固有衰减，衰减的电平依赖于滤波器的中心频率、带宽和滚降。

然而，根据该LIF架构的实施方式，仍然要求限制DC偏移以便保持动态范围。

例如，在很窄频带信道的接收器中，信道滤波器典型地被实现在数字域中，以便拒绝非常大的近距离干扰。这涉及使用具有动态范围的ADC，足以线性处理希望信号和干扰信号。如果不处理，DC偏移(静态和动态(随时间变化))可以潜在消耗ADC动态范围的显著部分。