用于混频器的系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开大体涉及电子装置，并且更具体地涉及用于混频器的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在其中使用单频变换将射频(RF)信号下变频的零拍接收机在许多应用中已经变为普遍的，这是由于用来实施这样的系统的RF部件的减少的复杂性。与将RF信号下变频到中频(IF)、对IF信号滤波、并且然后执行一个或多个附加的频率变换来将IF信号下变频到基带的外差接收机相比，零拍接收机可以使用单频变换级来实施，从而消除一个或多个混频和滤波级以及它们关联的电路。
[0003]零拍混频器所面临的一个问题是LO信号的自混频，其可以导致下变频的基带信号中的显著的DC偏移电压。在一些情况下，这些DC偏移电压的幅度可以超过无线电接收机中的接收信号的幅度。在这样的系统中，单个变换混频器的输出处的DC分量通过使用高通滤波网络被移除，该高通滤波网络包含阻断DC信号的所使用的串联电容器。
[0004]在其中所接收的基带信号具有明显的低频含量的系统中，DC阻断网络的截止频率可以被选择以允许低频含量通过。在一些情况下，串联DC阻断电容器的值可以是相对较大的值并且占据明显数量的硅和/或电路板面积。
【发明内容】
[0005]依照实施例，一种电路包含混频器、低通滤波器电路和差分电路，该混频器具有信号输入端口、本地振荡器输入端口和输出端口，该低通滤波器电路具有耦合到混频器的输出端口的输入和被配置成连接到分流电容器的端子，该差分电路具有耦合到混频器的输出端口的第一输入和耦合到低通滤波器的输出的第二输入。差分电路的输出基本上抑制混频器的输出端口处的DC信号分量。
【附图说明】
[0006]为了更全面理解本发明及其优点，现在参考与附图结合进行的下面的描述，其中:
图1图示常规的零拍接收机系统；
图2图示实施例零拍接收机系统；
图3a — b图示实施例DC阻断电路；
图4a — b图示实施例雷达系统；
图5图示实施例单个IQ接收机系统；
图6图示实施例雷达收发机集成电路；以及图7图不实施例方法的流程图。
[0007]除非另外指示，否则不同附图中的对应数字和符号大体指代对应的部分。附图被绘制为清楚地图示优选的实施例的相关方面，并且不必按比例绘制。为了更清楚地图示某些实施例，指示相同结构、材料或过程步骤的变体的字母可以跟在附图编号后面。
【具体实施方式】
[0008]下面详细地讨论本优选的实施例的制作和使用。然而，应当意识到的是，本发明提供能够在广泛的各种特定上下文中具体化的许多可适用的发明概念。所讨论的特定实施例仅仅说明制作和使用本发明的特定方式，并且不限制本发明的范围。
[0009]将关于特定上下文(用于可以在零拍接收机中使用的DC阻断电路的系统和方法)中的优选的实施例来描述本发明。本发明的实施例还可以应用到包含利用DC阻断电容器的其它电路的其它系统和应用，诸如RF通信系统、雷达收发机和实施RF系统的集成电路。
[0010]在本发明的实施例中，DC阻断电路被耦合到单个变换或零拍接收机的输出。这个DC阻断电路使用低通滤波器和减法网络来实施，该减法网络从零拍接收机的未经滤波的输出中减去零拍接收机的输出的经低通滤波的版本以形成高通或DC阻断的输出。低通滤波器可以使用位于与接收机相同的娃衬底上的电容器来实施或可以在芯片外(例如在电路板上)被实施。在一些实施例中，可以在基带信号的信号路径中不使用串联DC阻断电容器的情况下实施零拍接收机的输出。
[0011]本发明的一些实施例涉及被用于工业和汽车的调频连续波(FMCW)雷达应用的单片微波集成电路(MMIC)的实施。FMCW雷达系统在“全双工模式”下操作，这意味着它们同时发送和接收。这样的FMCW系统可以针对汽车应用操作在24 GHz或77/79 GHz下，可以具有几个接收通道，其中每个接收通道可以具有每个接收机链路两个基带输出。还应当理解的是，实施例可以涉及除了 24 GHz和77/79 GHz以外的其它频率。为了减少存在于这样的雷达系统中的电路的数目，许多实施方式使用单个变换或零拍下变频混频器而不是外差混频器。然而，由于LO泄露到接收机输入中,这样的系统倾向于大DC偏移。在常规的系统中，DC阻断电容器被插入在下变频混频器的基带输出中。在一些常规的FMCW系统中，当慢FMCW频率斜坡(啁啾)被使用时，这些电容器可以是大的。例如，具有大约100 Hz的转角频率的高通滤波器可以使几百毫微法拉的大DC阻断电容器成为必要。
[0012]图1图示包含耦合到集成电路102的天线126的常规零拍接收机系统100。例如，LNA 104接收来自天线126的雷达信号并且使用正交混频器106将接收的信号下变频，该正交混频器106包含I混频器108、Q混频器110和移相器112。外部耦合的电容器116、118、120和122被使用，以致减少或阻断正交混频器106的输出处的DC分量。如所示出，总共八个接口引脚被用来将正交混频器106的差分输出路由到电容器116、118、120和112并回到芯片上以用于耦合到基带电路124。
[0013]图2图示包含LNA 202、混频器204和实施例DC阻断电路206的实施例零拍接收机系统200的方块图。在实施例中，混频器204的DC输出通过使用低通滤波器实施高通传递功能而被衰减和/或消除。如所示出，DC阻断电路206通过经由加法模块212从增益模块208中减去低通滤波器210的输出来产生高通响应。在一些实施例中，可以使用分流RC滤波器网络来实施低通滤波器210，该分流RC滤波器网络不与混频器204的输出串联耦合。通过从低通功能中创建高通功能，可以消除串联DC阻断电容器。在通过使用外部分流电容来部分实施低通功能的实施例中，仅单个封装引脚可以被分派用于每个外部的电容器，而不是在一些实施例中两个外部的引脚被使用于DC阻断电容器。
[0014]图3a图示电路300的示意图，该电路300使用运算放大器(OPAMP )302来实施实施例DC阻断功能。如所示出，OPAMP 302的反相路径包含反馈电阻器308和输入电阻器304，而OPAMP 302的正相路径包含由电阻器306和310以及电容器312所形成的低通滤波器。参考电压Vref经由电阻器310被耦合到OPAMP 302的正相输入。如所示出，DC阻断电路300实施具有较低拐角频率的高通或DC阻断，该较低拐角频率由电阻器306和310以及电容器312的RC时间常数所确定。在一些实施例中，电阻器310和306的比率具有与电阻器308和304基本上相同的比率，其定义了电路300的电压增益。在一些实施例中，DC阻断电路300被设置在集成电路上并且电容器312经由外部引脚ClI耦合到OPAMP 302的正相输入。可替代地，电容器312可以被设置在与OPAMP 302和电阻器/304、306、308和310相同的集成电路上。
[0015]图示的运算放大器电路配置具有馈送到OPAMP 302的两个输入的一个共同的输入信号VIN。在OPAMP 302的截止频率以下，输入信号在反相输入处以恒定和频率无关的放大率被放大。在正相输入处，输入信号在它以与在反相输入处相同的因子被放大之前被低通滤波。两个特性在输出处相加。结果，由于电路的低通到高通的变换，信号响应具有高通特性。
[0016]图3b图示进一步实施例电路320，该进一步实施例电路320实施合适于与电流模式输入一起使用的高通滤波器响应。电流源322和324表示与正的信号电流成比例的输入电流，并且电流源326和328表示与负的信号电流成比例的输入电流。这些电流源322、324,326和328可以例如表示混频器的输出，该混频器具有产生电流模式信号的电流模式输出级或其它电路。如所示出，电流源322和326以及电阻器308耦合到OPAMP 302的反相节点并且形成反相信号路径，