专利名称：校正方法、校正电路及其相关的直接转换接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直接转换接收器(direct converter receiver；DCR)，特别涉及一种用于抑制直接转换接收器的二次谐波失真(second-order dis-tortion)的校正方法、校正电路及其相关的直接转换接收器。
背景技术：
于直接转换接收器(DCR)中，不需要设置中频级(intermediate frequencystage)，射频信号会直接被转换成基频信号(baseband signal)。因此，直接转换接收器相较于含有中频级的传统接收器会具有较少数量的中高频元件，并且由于其复杂度较低，相较于含有中频级的传统接收器具有较高的整合度。
然而，实现直接转换接收器的技术，相较于含有中频级的传统接收器会具有较小的动态范围。直接转换接收器的动态范围除了会受到接收频道(recep-tion channel)的高频信号的影响之外，混波器也会接收到来自邻近频道的高频信号。由于混波器不匹配所导致的非线性效应，将于混波器的输出端上产生直流偏移(DC offset)。在实务上差动电路的平衡度由所使用的元件是否匹配而决定。因此，为了得到较高的平衡度，混波器中所使用的晶体管要具有大体上相同的电特性与效能。
然而，随着晶体管尺寸的缩减，在半导体制造技术的限制下，要制造出具有同样电特性的晶体管变得十分困难。于是在各种混波器中，都有可能发生晶体管尺寸不匹配的问题，这些不匹配将导致偶次项非线性(even-ordernon-linearity)大量地增加，因而在混波器的输出端上造成直流偏移，并且让使用此混波器的系统的效能下降。除此之外，于邻近频道上较强的信号也会产生比接收频道传输的信号较高的直流偏移。
为了此问题，现有技术也试着去除直流偏移并传输接收频道中的信号，然而那些方法只能操作在直流偏移为定值或变化量很小的情形下。当邻近频道的信号的功率快速地变化时，直流偏移将因此随着变化，现有技术无法完全地消除干扰。举例而言，这是存在于分时多任务存取(TDMA)系统中典型的情况。
美国专利6115593揭示一消除直流偏移的方法，于所使用的接收频道的信号功率中推导出一修正信号，并且加入于接收频道所解调出的信号中。然而，当直流偏移很大时，解调出的信号将会使低频放大器达到饱和(saturate)状态，使得低频放大器的输出信号将会失真。在此情况下，修正信号并无法正确地补偿此失真的信号。
美国专利5794051揭示一零差接收器(homodyne receiver)中二次谐波失真的补偿方法。此方法利用功率检测器测量通过天线带通滤波器的所有接收功率，此瞬间功率测量会回授至一信号处理器，然而此信号处理器伴随着复杂的基频信号，因此需将此功率信号与复杂的基频信号作关连处理(correlat-ing)才能决定出一复杂的补偿系数。为了消除不想要的二次谐波，此系数会被用来由复杂的基频信号中减去功率信号的权重。然而，功率检测器连接于双向耦合器(directional coupler)，由于其操作在高频，因此功率消耗会很大。
发明内容
本发明的目的在于抑制直接转换接收器的二次谐波失真。
为达成上述目的，本发明提供一种校正方法，应用于抑制直接转换接收器的二次谐波失真，包括对一降频器所输出的信号进行滤波，以取得一干扰信号；检测所述干扰信号的强度，以得到一干扰信号强度；根据所述干扰信号强度，产生一校正码；以及根据所述校正码调整所述降频器。
所述降频器为一混波器。
所述降频器所输出的信号进行带通滤波而产生所述干扰信号。
所述校正码的产生包括下列步骤量化所述干扰信号强度，以产生一数字码；以及根据所述数字码以及一预设对照表，产生所述校正码。
所述数字码是通过具有磁滞特性的一模拟-数字转换器所产生。
所述数字码是作为一索引，用于检索所述预设对照表以找出所述校正码。
所述校正码通过一区间码作为一索引，用于检索所述预设对照表以找出所述校正码，其中所述区间码代表所述数字码所属的区间。
所述干扰信号的强度代表一接收信号的强度指示。
所述干扰信号的强度表示所述干扰信号的功率。
本发明还提供一种校正电路，应用于抑制直接转换接收器的二次谐波失真，包括一降频器，用以对一接收信号进行降频，并且输出一降频信号；一滤波单元，耦接所述降频器的输出端，用以输出一干扰信号；一检测单元，耦接所述滤波单元，用以检测所述干扰信号的强度，以得到一干扰信号强度；以及一校正码产生器，用以根据所述干扰信号强度，产生一校正码，其中所述校正码回授至所述降频器，使得所述降频器根据所述校正码进行调整。
所述滤波单元包含一带通滤波器。
所述降频器包含一混波器。
所述检测单元包括一接收信号强度指示检测器。
所述滤波单元为一功率检测器。
所述校正码产生器包括一模拟-数字转换器，用以接收所述干扰信号强度，且输出一数字码；一预设对照表；以及一数字信号处理单元，耦接所述预设对照表，输出所述校正码。
所述模拟-数字转换器包括至少一具有磁滞特性的比较器。
所述数字码作为一索引，用于检索所述预设对照表以找出所述校正码。
所述校正码是通过一区间码作为一索引，用于检索所述预设对照表以找出所述校正码，其中所述区间码代表所述数字码所在的区间。
本发明还提供一种直接转换接收器，包括一信号接收器，用以接收一输入信号；一降频器，用以对所接收的所述输入信号进行降频，并且输出一降频信号；一滤波单元，耦接所述降频器的输出端，用以输出一干扰信号；一检测单元，耦接所述滤波单元，用以检测所述干扰信号的强度，以得到一干扰信号强度；以及一校正码产生器，用以根据所述干扰信号强度，产生一校正码，其中所述校正码回授至所述降频器，使得所述降频器根据所述校正码进行调整。
所述检测单元包括一接收信号强度指示的检测器。
所述校正码产生器包括一模拟-数字转换器，用以接收所述干扰信号强度，且输出一数字码；一预设对照表；以及一数字信号处理单元，耦接所述预设对照表，输出所述校正码。
所述模拟-数字转换器包括至少一具有磁滞特性的比较器。
通过本发明的校正方法、校正电路及其相关直接转换接收器，抑制直接转换接收器的二次谐波失真。
图1为一直接转换接收器的一实施例；图2A为接收信号强度指示检测器的一示意图；图2B为整流器的一电路示意图；图2C为加总器的一电路示意图；图3A为校正码产生器的一实施例；
图3B为预设对照表的一实施例；图3C为预设对照表的另一实施例；图4为本发明的校正方法的一流程图。
具体实施例方式
图1为一直接转换接收器的一实施例，适用于抑制二次谐波失真(second-order distortion)。特别来说，直接转换接收器(direct converter receiver；DCR)100包括一校正电路20，用以根据来自降频器(down converter)22所输出的降频信号(down-converted signal)，来抑制二次谐波失真。
如图所示，直接转换接收器100包括一天线ANT、一低噪声放大器10、一校正电路20、一低通滤波器30以及一放大器40。射频(RF)信号通过天线ANT与低噪声放大器10传送至校正电路20。校正电路20耦接于低噪声放大器10的输出端，且包括一降频器22，用以将接收的射频信号降频成一降频信号(down-converted signal)SD，并且根据降频信号SD产生校正码来抑制直接转换接收器的二次谐波失真。由降频器22所产生的降频信号SD也会被传送至低通滤波器30，用以滤除基频(baseband)信号SB以外的成份。放大器40用以接收并放大来自低通滤波器30的基频信号SB，并且输出一解调信号Sout。
校正电路20包括降频器22、一滤波单元24、一检测单元26以及一校正码产生器28。
降频器22耦接于低噪声放大器10的输出端，用以将来自低噪声放大器10的信号，降频成一降频信号SD，且可根据校正码CC来抑制直接转换接收器100的二次谐波失真。举例而言，降频器22包括一可调式混波器(tunablemixer)，用以根据一外部振荡器所产生的一本地振荡频率(local oscillatorfrequency)LO，将所接收的射频信号，降频成一降频信号SD。另外，为了抑制直接转换接收器100的二次谐波失真，可调式混波器可根据来自校正码产生器28的校正码，而调整其参数例如偏压电压、偏压电流、负载阻值等，以进行调变来补偿直流偏移，使得可调式混波器的不匹配效应减小。举例而言，降频器22可为一可调式混波器，例如Kalle Kivekas等人于IEEE J.Solid-State Circuits，vol.37，No.6，JUNE 2002中所提出的CalibrationTechniques of Active BiCMOS Mixers。因此，其动作与结构于此不再赘述。
滤波单元24耦接于降频器22的输出端，用以输出一干扰信号SI。举例而言，滤波单元24包括一带通滤波器用以由降频信号SD中，滤出一具有既定频率(例如1MHz～10MHz)的信号，作为来自相邻信道的干扰信号SI。
检测单元26耦接滤波单元24的输出端，用以检测来自滤波单元24的干扰信号SI的强度。举例而言，检测单元26可为一接收信号强度指示(receivesignal strength indicator；RSSI)检测器、一功率放大器等。
校正码产生器28耦接检测单元26，用以根据检测所得的干扰信号SI强度产生一校正码CC，且输出至降频器22，使得降频器22可根据校正码CC降低其不匹配，以便仰制直接转换接收器100的二次谐波失真。
检测单元26耦接滤波单元24的输出端，用以检测来自滤波单元24的干扰信号SI的强度。举例而言，检测单元26可为一接收信号强度指示(receivesignal strength indicator；RSSI)检测器、一功率放大器等。如图2A所示为接收信号强度指示(RSSI)检测器的一示意图。接收信号强度指示检测器260包括两个高通滤波器261与263、两个限幅放大器(limiting amplifier)262、264、两个整流器(rectifier)265、266以及一加总器(summer)267。高通滤波器261的输入端耦接至滤波单元24，用以接收干扰信号SI，使得整流器可以取得信号的摆幅，且输出对应的电流至加总器267，以便产生一强度检测信号SS。
图2B为整流器265、266的一电路示意图。图2C为加总器267的一电路示意图。整流器265、266各包括晶体管M1～M8以及两电流源，其中晶体管M1与M8耦接至限幅放大器262或264的输出端，使得整流器265、266根据来自滤波单元24的干扰信号SI，产生一对应的电流IRSSI。如图2C中所示，加总器267包括晶体管M9～M13以及可选择的一运算放大器OP，其中运算放大器的非反相输入端耦接至一参考电压Vref，晶体管M13的漏极耦接来自整流器265与266的电流，以便产生强度检测信号SS(VRSSI)于电阻R1之上。
校正码产生器28耦接检测单元26，用以根据干扰信号SI的强度产生一校正码CC，且输出至降频器22，使得降频器22可根据校正码CC降低其不匹配，以便仰制直接转换接收器100的二次谐波失真。图3A为校正码产生器的一实施例。如图所示，校正码产生器28包括一模拟一数字转换器(ADC)281、一数字信号处理单元282以及一预设对照表283。模拟-数字转换器281接收并量化强度检测信号SS，以输出一数字码至数字信号处理单元282。举例而言，模拟-数字转换器281为一具有磁滞特性(hysteresis properties)的模拟-数字转换器。预设对照表283储存多个数字码与多个校正码(CC)，其中每一数字码对应的一校正码(CC)，如图3B中所示。
数字信号处理单元282用以根据来自模拟-数字转换器281的数字码以及预设对照表283，输出一对应的校正码CC。举例而言，数字信号处理单元282可使用数字元码作为索引，于预设对照表中找出对应的校正码CC。此校正码CC被回授至降频器22，以便降频器22根据校正码CC，调整其参数，例如偏压电压、偏压电流、负载电阻等，进而减少其元件不匹配的效应，以抑制直接转换接收器100的二次谐波失真。预设对照表283可存放于一外部储存单元，例如一非易失性内存，一只读存储器(ROM)、一罩幕式只读存储器(maskROM)、一次性只读存储器(one time ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammable ROM)、一电可擦除可编程只读存储器(electrically erasableprogrammable ROM)、一闪存等。
图3C为预设对照表的另一实施例。如图所示，预设对照表283’存放多个数字码、多个区间码RC1～RCN以及多个校正码CC，其中每一区间码RC1～RCN对应至一校正码CC，而两个数字码对应至一区间码。举例而言，数字信号处理单元282可利用区间码作为索引，于预设对照表283’中找出一对应的校正码CC，其中区间码代表数字码所属的区间。于此本发明中，若使用图3C中的预设对照表283’，模拟一数字转换器281则可为一般的模拟-数字转换器281，不须为具有磁滞特性的模拟-数字转换器。虽然于预设对照表283’中一个区间码对应至两个数字码，然并非用以限定本发明，一个区间码也可以对应三个、四个或者更多的数字码。
图4为本发明的校正方法的一流程图，此校正方法可抑制直接转换接收器的二次谐波失真。
于步骤S100中，对降频器所输出的信号进行滤波，以产生一干扰信号。降频器22根据所接收的射频信号而产生的降频信号SD是通过一带通滤波单元产生一干扰信号SI。举例而言，降频器22包括一可调式混波器，用以根据本地振荡器所产生的本地振荡频率，将射频信号转换成一降频信号。带通滤波单元24可包括一带通滤波器，用以由降频信号SD中取出一既定频率(例如1MHz～10MHz)内的信号，作为来自邻近频道的干扰信号。也就是说，接收频道上的信号会被滤除，以得到干扰信号SI。
于步骤S102中，检测干扰信号的强度。干扰信号SI的强度可通过检测单元26，例如接收信号强度指示检测器或一功率检测器来测得，并且输出一强度检测信号SS。
于步骤S104中，根据干扰信号的强度，取得一校正码。干扰信号SI的强度是通过检测单元26，并且输出至一校正码产生器28。校正码产生器28可包括一模拟-数字转换器281、一数字信号处理单元282以及一预设对照表283，模拟-数字转换器281接收并量化强度检测信号SS，并且输出一数字码至数字信号处理单元282。预设对照表283储存多个数字码与多个校正码(CC)，其中每一数字码对应一校正码(CC)，如图3B所示。数字信号处理单元282可根据来自模拟-数字转换器281的数字码以及预设对照表283，输出一对应的校正码CC。
举例而言，数字信号处理单元282可使用数字元码作为索引，于预设对照表283中找出对应的校正码CC。此校正码CC被回授至降频器22，以便降频器22根据校正码CC，调整其参数，例如偏压电压、偏压电流、负载电阻等，进而减少其元件不匹配的效应，以抑制直接转换接收器100的二次谐波失真。预设对照表283可存放于一外部储存单元，例如一非易失性内存，一只读存储器(ROM)、一罩幕式只读存储器(mask ROM)、一次性只读存储器(one timeROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable ROM)、一电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable ROM)、一闪存等。由校正码产生器28所产生的校正码CC回授至降频器22。
或着是说，如图3C所示的对照表283’存放多个数字码、多个区间码RC1～RCN以及多个校正码CC，其中每一区间码RC1～RCN对应至一校正码CC，而两个数字码对应至一区间码。举例而言，数字信号处理单元282可利用区间码作为索引，于预设对照表283’中找出一对应的校正码CC，其中区间码代表数字码所属的区间。于本发明中，若使用图3C中的预设对照表283’，模拟-数字转换器281则可为一般的模拟-数字转换器281，不须为具有磁滞特性的模拟-数字转换器。虽然于预设对照表283’中一个区间码对应至两个数字码，然并非用以限定本发明，一个区间码也可以对应三个、四个或者更多的数字码。
于步骤S106中，根据校正码调整降频器，以抑制二次谐波失真。降频器22不只根据一本地振荡频率LO，将所接收的射频信号转换成一基频信号SB，也可以根据校正码CC调整参数(例如偏压电压、偏压电流、负载电阻等)来补偿元件的不匹配，进而抑制二次谐波失真。
因此，于本发明中，当降频器22接收到校正码CC时，会根据校正码CC调整参数(例如偏压电压、偏压电流、负载电阻等)来补偿元件的不匹配，进而抑制直接转换接收器的二次谐波失真。举例而言，降频器22可通过一可调式混波器来实现，例如Kalle Kivekas等人于IEEE J.Solid-State Circuits，vol.37，No.6，JUNE 2002中所提出的Calibration Techniques of ActiveBiCMOS Mixers。
上述实施例仅用于说明本发明，而并非用于限定本发明。
权利要求
1.一种校正方法，应用于抑制直接转换接收器的二次谐波失真，其特征在于，包括对一降频器所输出的信号进行滤波，以取得一干扰信号；检测所述干扰信号的强度，以得到一干扰信号强度；根据所述干扰信号强度，产生一校正码；以及根据所述校正码调整所述降频器。
2.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述降频器为一混波器。
3.如权利要求2所述的校正方法，其特征在于，所述降频器所输出的信号进行带通滤波而产生所述干扰信号。
4.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述校正码的产生包括下列步骤量化所述干扰信号强度，以产生一数字码；以及根据所述数字码以及一预设对照表，产生所述校正码。
5.如权利要求4所述的校正方法，其特征在于，所述数字码是通过具有磁滞特性的一模拟-数字转换器所产生。
6.如权利要求4所述的校正方法，其特征在于，所述数字码是作为一索引，用于检索所述预设对照表以找出所述校正码。
7.如权利要求4所述的校正方法，其特征在于，所述校正码通过一区间码作为一索引，用于检索所述预设对照表以找出所述校正码，其中所述区间码代表所述数字码所属的区间。
8.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述干扰信号的强度代表一接收信号的强度指示。
9.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述干扰信号的强度表示所述干扰信号的功率。
10.一种校正电路，应用于抑制直接转换接收器的二次谐波失真，其特征在于，包括一降频器，用以对一接收信号进行降频，并且输出一降频信号；一滤波单元，耦接所述降频器的输出端，用以输出一干扰信号；一检测单元，耦接所述滤波单元，用以检测所述干扰信号的强度，以得到一干扰信号强度；以及一校正码产生器，用以根据所述干扰信号强度，产生一校正码，其中所述校正码回授至所述降频器，使得所述降频器根据所述校正码进行调整。
11.如权利要求10所述的校正电路，其特征在于，所述滤波单元包含一带通滤波器。
12.如权利要求10所述的校正电路，其特征在于，所述降频器包含一混波器。
13.如权利要求10所述的校正电路，其特征在于，所述检测单元包括一接收信号强度指示检测器。
14.如权利要求10所述的校正电路，其特征在于，所述滤波单元为一功率检测器。
15.如权利要求10所述的校正电路，其特征在于，所述校正码产生器包括一模拟-数字转换器，用以接收所述干扰信号强度，且输出一数字码；一预设对照表；以及一数字信号处理单元，耦接所述预设对照表，输出所述校正码。
16.如权利要求15所述的校正电路，其特征在于，所述模拟-数字转换器包括至少一具有磁滞特性的比较器。
17.如权利要求15所述的校正电路，其特征在于，所述数字码作为一索引，用于检索所述预设对照表以找出所述校正码。
18.如权利要求15所述的校正电路，其特征在于，所述校正码是通过一区间码作为一索引，用于检索所述预设对照表以找出所述校正码，其中所述区间码代表所述数字码所在的区间。
19.一种直接转换接收器，其特征在于，包括一信号接收器，用以接收一输入信号；一降频器，用以对所接收的所述输入信号进行降频，并且输出一降频信号；一滤波单元，耦接所述降频器的输出端，用以输出一干扰信号；一检测单元，耦接所述滤波单元，用以检测所述干扰信号的强度，以得到一干扰信号强度；以及一校正码产生器，用以根据所述干扰信号强度，产生一校正码，其中所述校正码回授至所述降频器，使得所述降频器根据所述校正码进行调整。
20.如权利要求19所述的直接转换接收器，其特征在于，所述检测单元包括一接收信号强度指示的检测器。
21.如权利要求19所述的直接转换接收器，其特征在于，所述校正码产生器包括一模拟-数字转换器，用以接收所述干扰信号强度，且输出一数字码；一预设对照表；以及一数字信号处理单元，耦接所述预设对照表，输出所述校正码。
22.如权利要求21所述的直接转换接收器，其特征在于，所述模拟-数字转换器包括至少一具有磁滞特性的比较器。
全文摘要
本发明提供一种校正方法、校正电路及其直接转换接收器。该校正方法应用于抑制直接转换接收器的二次谐波失真，包括对一降频器所输出的一信号进行滤波，以取得一干扰信号；检测干扰信号的强度；根据干扰信号的强度，产生一校正码；以及根据校正码调整降频器。通过本发明，可抑制直接转换接收器的二次谐波失真。
文档编号H03D7/00GK1805296SQ20051013230
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月19日 优先权日2005年1月13日
发明者屈庆勋, 王守琮 申请人:联发科技股份有限公司