专利名称：伺服回路电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于移除接收器中的直流偏移的伺服回路，特别是有关 于一种包含低通滤波装置的伺服回路电路。
背景技术：
直接转换接收器(Direct Conversion Receiver, DCR),接收一射频信号 并通过一混频器(mixer)将其降频转换为一基频信号。混频器利用操作频率 接近射频频率的本地振荡器(local oscillator, LO)所提供的本地振荡信号来 降频转换射频信号。图1是直接转换接收器的简单结构示意图。如图所示，被接收的射频信 号通过可变增益放大器(variable gain amplifier, VGA)110放大，然后通过混频 器125利用本地振荡器120所提供的本地振荡信号将其降频转换为基频信号。 接着，基频信号经低通滤波器130过滤以滤除高频成分，高频成分是由混合 射频信号和本地振荡信号引起的，同时保留基频信号成分。然后基频信号通 过放大器150放大。然而，本地振荡信号容易漏入射频输入端，并导致自混频现象。接着， 很大的直流偏移成分被导入混频器的输出端。如果直流偏移成分通过放大器 150放大，可能会导致后续阶段，例如一模数转换器饱和。因此，如何处理直 流偏移是一个必要的课题。 一种消除直流偏移的方法是在接收器中设置一个 伺服回路。 1如图1所示，放大器150的输出反馈到低通滤波器160。低通滤波器160 只让基频信号中的直流成分通过。低通滤波器160的输出传输至直流放大器 170被放大。接下来，已放大的直流成分反馈至减法器140。减法器140从低
通滤波器130的输出中减去反馈的直流信号以消除其中的直流偏移。为了滤除基频信号中的直流偏移成分，具有反馈低通滤波器的伺服回路表现出了高频滤波器的效果。可以很容易了解到，转折频率(comer fr叫uency) 必须非常低。这表示时间常数RC的响应时间非常长，这种情况是不希望有的。一种可以解决这个问题的方法是切换转折频率。转折频率不是一次就设 定在所要求的最低频率上，而是先设定成一高转折频率，并经过几次切换而 转变到所要求的低转折频率上。举例来说，转折频率在第一次被设定成1MHz， 而后从lMHz切换到300KHz,从300KHz切换到lOOKHz，再从lOOKHz切 换到10KHz等等。最后，获得低转折频率。通过这种方法，可以将设定时间 限制在可接受的较短时间内。切换操作能通过电阻器网络实施，电阻器网络 可以被控制以提供多个不同的电阻值。然而，电阻值的不连续切换导致了多余的直流偏移产生，稍后将作进一 步的说明。发明内容本发明提供了一种可以解决以上技术问题的伺服回路电路。本发明提供了一种用以消除直流偏移的伺服回路电路。所述的伺服回路 电路包含信号路径，用以传输信号；低通滤波装置，用以对信号路径上传 输的信号进行低通滤波处理，低通滤波装置的一个输出反馈到信号路径，低 通滤波装置具有等效电容及可变等效电阻，转折频率取决于等效电容值和等 效电阻值，且随着等效电阻值的连续改变而连续变化。根据本发明的具体实施例，伺服回路电路使用在直接转换接收器上。伺 服回路具有一个低通滤波装置平稳及连续改变转折频率，以便将低通滤波装 置的响应时间限制在较短时间内，而不会导入多余的直流偏移。根据本发明的另一具体实施例，伺服回路中低通滤波装置的转折频率平 稳且连续改变，是通过低通滤波装置所提供的连续可变电阻来实施的。
在本发明的另一具体实施例中，低通滤波装置包括一连续可变电阻性单 元。连续可变电阻性单元的电阻值是通过平稳控制所施加的电压信号的电平 而连续改变的。连续可变电阻性单元可以利用晶体管技术来提供连续可变电 阻值。在本发明的另一具体实施例中，伺服回路电路进一步包括一个增益装置 用以向输入信号提供增益。本发明所提供的消除连续时间直流偏移的伺服回路电路，通过控制低通 滤波装置的电阻值连续改变，以平稳改变截止频率，可以消除直流偏移的产 生。因此，伺服回路电路的转折频率响应时间可以被限制，而不会导入多余 的直流偏移。
图1是现有技术的伺服回路中直接转换接收器的基本结构示意图。图2是本发明一实施例的伺服回路电路的示意图。 图3是本发明另一实施例的伺服回路电路的示意图。 图4是本发明一实施例的具有伺服回路电路的直流偏移消除器的示意图。 图5是本发明一实施例的伺服回路电路中连续可变电阻器的实施示意图。 图6是有关图5中连续可变电阻性装置的等效电阻值及所施加的控制电 压两者间关系的曲线图。图7是本发明一实施例的伺服回路电路的低通滤波装置的示意图。
具体实施方式
图2是依据本发明一实施例的伺服回路电路200的示意图。伺服回路电 路200被用于移除低频信号成分(例如，直接转换接收装置上的直流偏移)。伺 服回路电路200具有一个信号路径，信号路径具有输入端口201，用以输入输 入信号Vin，及输出端口 207，用以将输出信号V。ut传送至后续阶段。伺服回 路电路200进一步包含低通滤波装置209。输出信号V。ut被反馈回低通滤波装
置209，因此只有低频信号成分(如直流偏移)才可能通过。反馈低频信号成分Vft(例如反馈直流偏移)通过减法器203从输入信号Vin中减去，以移除其中的直流偏移。低通滤波装置209能以任何适当的技术来实施，例如传统低通滤波器或 者积分器。低通滤波装置209的转折频率通过其电容值和电阻值决定。依据本发明， 低通滤波装置209的电阻值是连续改变的。以下会进行进一步的描述。图3是依据本发明另一实施例的伺服回路电路的示意图。伺服回路电路 300包含用以输入输入信号Vin的输入端口 301及输出端口 307，用以将输出 信号V。ut传送至后续阶段。伺服回路电路300进一步包含增益装置305用以提供增益A。因此，Vin与V。ut之间的理想关系为Vout= A' Vin (1)与伺服回路电路200 —样，伺服回路电路300也具有低通滤波装置309， 低通滤波装置309具有连续可变电阻值。输出信号V。ut反馈到低通滤波装置 309，因此，只有低频信号成分(如直流偏移)才可能通过。反馈低频信号成 分Vfb (例如反馈直流偏移)通过减法器303从输入信号Vin中减去，以移 除输入信号Vin中的直流偏移。图4是依据本发明一实施例的伺服回路电路400的示意图。举例来说， 伺服回路电路400可以用以平衡输入信号Vin—n及Vinj3。伺服回路电路400包含具有差分放大器410的增益装置405,其用于放大输入端411和413提供的输入信号(输入信号差动成分Vin—n及Vin』)。输入信号差动成分Vin—n及Vinj)，分别通过电阻器421和423反馈到放大器410。 电阻器421和423的电阻值为Rl。放大器410的输出信号成分V。uLp及V。ut_n， 分别通过电阻器425和427反馈到放大器410的输入端。电阻器425和427 的电阻值为R2。放大器410的输出信号成分V。utJ^B V。ut』输出至低通滤波装 置409。
在低通滤波装置409中，放大器430、连续可变电阻性单元431、 433及 电容器441 、443构成了积分器。积分器的输出Xp和Xn通过电阻器435和437 反馈到增益装置405的放大器410。电阻器435和437的电阻值为Rf。输入信号Vin和输出信号V。ut之间的关系基本满足下列方程式<formula>formula see original document page 8</formula>其中"j"为虚数单位，"co"为角频率)输入信号Vin和输出信号V。ut之间的关系也基本满足下列方程式<formula>formula see original document page 8</formula> (3)其中X (t)是放大器430的输出，可以表示为:<formula>formula see original document page 8</formula>(4)<formula>formula see original document page 8</formula>方程式(3)可以表示为:(6)假定V她(t)的初始条件是v。，则
<formula>formula see original document page 9</formula>(7)如果截止频率定义为<formula>formula see original document page 9</formula>(8)输入信号Vin(t)可表示成:rt-0其中An是信号的振幅。此时，输出信号V。ut (t)是<formula>formula see original document page 9</formula>(9)<formula>formula see original document page 9</formula>(10)从方程式(10)中看出，直流偏移(指出"直流"项)是与R2/Rl、An及(C0 -C0T) 成比例的。(O)t，-斷)是指截止频率之间的切换步骤。因此，当伺服回路电路中的低通滤波装置的转折频率是不连续切换时，将产生直流偏移问题。当切换幅度非常大时，例如从lMHz切换到300KHz，这个问题特别严重。因此，最好能平稳改变截止频率。通过使用具有连续可变电阻值Rv的连 续可变电阻性单元431和433，便可以达成此目标。
图5是依据本发明一实施例的伺服回路电路中低通滤波装置409的连续 可变电阻性单元431的示意图。如图所示，连续可变电阻性单元431包含晶 体管501，其电阻值为Rch，电阻器511，其电阻值为RA，及电阻器523和525， 其电阻值分别为RB/2。因此，连续可变电阻性单元431的等效电阻值Req是 RA〃 (Rch+RB)。晶体管501最好能用MOS晶体管来实施，晶体管501的电 阻值Rch通过控制施加在栅极的电压而改变。当连续受控电压信号施加在晶体 管501上时，连续可变电阻性单元431的等效电阻值连续改变。施加在晶体 管501上的控制电压相对于连续可变电阻性单元431的等效电阻值Req的变化 如图6所示。在本实施例中，假设1^>>118。连续可变电阻性单元431的结构仅作为实施例来描述，其它能提供连续 可变电阻值的结构也属于本发明的范围。图7是本发明一实施例的伺服回路电路的低通滤波装置的示意图。在图7 中，低通滤波装置具有一个积分器结构，包含差分放大器730、连续可变电阻 性单元731、 733和电容器741、 743及电压控制器750。如图7所示，电压控制器750包括放大器751，晶体管753以及电流源 755。放大器751的输入端连接于积分器的一个输入端，并且其另一个输入端 连接于其输出端。在本实施例中，晶体管753是以MOS晶体管来实施，晶体 管753耦接于放大器751及电流源755之间。晶体管753的栅极与源极连接 在一起并连接到电流源755,漏极连接到放大器751的输出端。应注意电压控 制器750是作为范例而加以描述。任何适用的电压控制器类型都可使用。通 过调整电流源755的电流，连续可变电阻性单元73K 733中的晶体管的导通 电阻值Rch可被改变。因此，可获得连续可变电阻性单元731， 733的连续变 化的总电阻值。通过控制低通滤波装置的电阻值连续改变，平稳改变截止频率，可以消 除直流偏移的产生。因此，伺服回路电路的转折频率响应时间可以被限制， 而不会导入多余的直流偏移。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的范围内，可以做一些改动， 因此本发明的保护范围应与权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种伺服回路电路，其特征在于，该伺服回路电路包含一信号路径，用以传输一信号；以及一低通滤波装置，用以对所述的信号路径上传输的信号进行低通滤波处理，所述的低通滤波装置的一输出反馈到所述的信号路径，所述的低通滤波装置包含一等效电容及一可变等效电阻，一转折频率取决于所述的等效电容值和所述的等效电阻值，且随着所述的等效电阻值的连续改变而连续变化。
2. 如权利要求1所述的伺服回路电路，其特征在于，该伺服回路电路进 一步包含所述的信号路径上的一增益装置，用以提供具有一增益的所述的传 输信号。
3. 如权利要求1或2所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的低通滤 波装置包含一低通滤波器。
4. 如权利要求3所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的低通滤波器 包含至少一连续可变电阻性单元，该连续可变电阻性单元包含一可连续改变 的可变电阻。
5. 如权利要求4所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的连续可变电 阻性单元包含一晶体管， 一与该晶体管串联的第一电阻性元件，及一第二电 阻性元件，与相互连接的所述的晶体管及所述的第一电阻性元件并联。
6. 如权利要求5所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的第一电阻性 元件包含两个电阻器，该两个电阻器是分别与所述的晶体管串联。
7. 如权利要求5所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的第二电阻性 元件包含一电阻器。
8. 如权利要求5所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的晶体管的电 阻值是通过施加一受控可变电压至所述的晶体管的一控制端而连续改变的。
9. 如权利要求8所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的低通滤波装 置进一步包含一用以提供所述的受控可变电压的电压控制器，该电压控制器包含一电流源， 一与该电流源连接的晶体管，及与该晶体管连接的一差分放 大器。
10. 如权利要求4所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的连续可变电 阻性单元的可变电阻值根据一施加在其上的受控可变电压而改变。
11. 如权利要求IO所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的低通滤波 装置进一步包含一用以提供所述的受控可变电压的电压控制器，该电压控制 器包含一电流源， 一与该电流源连接的晶体管，以及一与该晶体管连接的差 分放大器。
12. 如权利要求1或2所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的低通滤 波装置包含一积分器。
13. 如权利要求12所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的积分器包 含至少一连续可变电阻性单元，该连续可变电阻性单元包含能连续改变的可 变电阻。
14. 如权利要求13所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的连续可变 电阻性单元的可变电阻值通过一施加在其上的受控可变电压而改变。
15. 如权利要求14所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的低通滤波 装置进一步包含一电压控制器，用以提供所述的受控可变电压。
16. 如权利要求15所述的伺服回路电路，其特征在于，所述的电压控制 器包含一电流源， 一与该电流源连接的晶体管，及一与该晶体管连接的差分 放大器。
全文摘要
本发明涉及一种伺服回路电路，用于消除直接转换接收器上的直流偏移。伺服回路电路具有一个可平稳及连续改变转折频率的低通滤波装置，所以低通滤波装置的响应时间可以被限制在很短的时间内，而不会导入多余的直流偏移。转折频率的平稳及连续改变，通过至少一个连续可变电阻性单元提供的连续可变电阻实施，连续可变电阻性单元可通过晶体管技术实施。连续可变电阻性单元的电阻值通过平稳控制所施加的电压信号的电平而连续改变。本发明所提供的消除连续时间直流偏移的伺服回路电路，通过控制低通滤波装置的电阻值连续改变，以平稳改变截止频率，可以消除直流偏移的产生。因此，伺服回路电路的转折频率响应时间可以被限制，而不会导入多余的直流偏移。
文档编号H04L25/06GK101159724SQ200710107458
公开日2008年4月9日 申请日期2007年5月14日 优先权日2006年10月4日
发明者钟元鸿 申请人:联发科技股份有限公司