专利名称：用于去除直接转换接收器中直流偏移的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在直接转换接收器中，用以去除(settling)直流 偏移以及控制电阻-电容(Resistance-Capacitance， RC)时间常数的电 路，尤其是关于一种去除直流偏移的可变电阻单元。
背景技术：
在无线通信系统中，发射器是用以传送调变的射频(RF， Radio Frequency)信号，接收器则是用以接收并处理射频信号。零中频无 线电装置(zero intermediate frequency radio device)， 即所谓的零中 频，又称为"直接转换"，常用于一射频通信系统当中。零中频接 收器使用本地振荡器产生载波频率，将射频信号降频转换为基频信 号。然而，在射频通信系统中，当射频信号直接转换成基频信号时 常常发生直流偏移。
图1是例示美国第6,442,380号专利所揭露的具有交流耦合级 的直接转换降频器的示意图。具体是揭露一种用以提供具有交流耦 合级的直才妄寿争才奐P条频器(direct conversion down converter)的零中频 无线电装置。降频器1包含低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)101、混合器(mixer)102以及交流耦合器103。交流耦合器103 包含电容器C以及可变电阻器R。电容器C的第一端连接至输出节 点Vout，电容器C的第二端则连接至混合器102的输出端。可变 电阻器R的第 一 端连接至输出节点Vout，可变电阻器R的第二端 则连接至节点120用以接收一偏压。交流耦合器103还包含接收端 112用以接收一控制信号，以控制可变电阻器R的等效电阻值。低 噪声放大器101包含输入端与输出端，其中输入端连接至输入节点Vsig，用以接收交流信号，以及输出端连接至混合器102的输入端。 混合器102还包括接收端111用以接收本地振荡器信号。电容器C 以及电阻器R组合成交流耦合器103,用以提供高通滤波器的功能。
图2是例示美国第6,784,727号专利所揭露的用以快速去除直 流偏移的连续截止(cut-off)频率切换电路2的示意图。连续截止频 率切换电路2包含第一电容器Cl、第二电容器C2、第一可变电阻 器R1、第二可变电阻器R2以及连续可变电阻控制电路201。第一 电容器Cl的第一端连接至第一输入节点Vinl,而第一电容器Cl 的第二端连接至第一输出节点Voutl。第二电容器C2的第一端连 接至第二输入节点Vin2,而第二电容器C2的第二端连接至第二输 出节点Vout2。第一可变电阻器Rl的第一端连接至第一输出节点 Voutl ，而第 一可变电阻器Rl的第二端连接至共才莫电压源(common mode voltage source)Vcm。第二可变电阻器R2的第 一 端连接至第 二输出节点Vout2,而第二可变电阻器R2的第二端连接至共模电 压源Vcm。连续可变电阻控制电^各201连4妄至共才莫电压源Vcm, 用以控制可变电阻器Rl以及R2的电阻值。连续截止频率切换电 路2的输入信号为差动信号对(differential signal pair),连续截止频 率切换电路2能消除输入信号内的直流偏移。
在无线通信中，直流偏移去除电路可视为一种高通滤波电路。 在直接转换接收器中，需要直流偏移去除电路以提供可控制的可变 电阻值，以快速地消除直流偏移。
发明内容
为消除输入信号中的直流偏移，特提供以下技术方案 本发明揭露一种用于去除直接转换接收器中直流偏移的电路， 包含第一电容器，具有一第一端连接至第一输入节点，以及一第 二端连接至第一输出节点；第二电容器，具有一第一端连接至第二 输入节点，以及一第二端连接至第二输出节点；第一电阻器，具有 一第 一 端连接至偏压节点，以及第二端连接至所述第 一 输出节点；第二电阻器，具有一第一端连接至所述偏压节点，以及一第二端连
接至所述第二输出节点；以及可变电阻单元，具有一第一端连接至
所述第一输出节点，以及一第二端连接至所述第二输出节点。 本发明揭露一种用于去除直接转换接收器中直流偏移的电路，
所述电路包含电压节点，用以接收偏压； 一对输入节点，用以接 收差动信号对； 一对输出节点，用以输出所述电路所产生的输出信 号对； 一对电阻器，用以保护所述电路避免过载，每一电阻器具有 一第一端连接至所述电压节点，以及一第二端连接至各相对应的输 出节点； 一对电容器，每一电容器具有一第一端连接至各相对应的 输入节点，以及 一 第二端连接至各相对应的输出节点；以及可变电 阻单元，用以提供等效电阻值，所述可变电阻单元连接在所述输出 节点之间。
实施本发明提供的用于去除直接转换接收器中直流偏移的电 路，能够快速解决存在于直接转换接收器中的直流偏移的问题。
图1是例示美国第6,442,380号专利所揭露的具有交流耦合级 的直接转换降频器的示意图。
图2是例示美国第6,784,727号专利所揭露的用以快速去除直 流偏移的连续截止频率切换电路的示意图。
图3是例示用于直接转换接收器中的直流偏移去除电路3的示 意图。
图4a是例示图3中可变电阻单元的第 一 实施例的示意图。 图4b是例示图3中可变电阻单元的第二实施例的示意图。 图5是例示根据本发明实施例离散模式的可变电阻单元401的 示意图。
图6a是例示本发明实施例连续模式的可变电阻单元的示意图。
图6b是例示本发明实施例连续模式的可变电阻单元的示意图。
图7是例示信号控制单元的示意图。 图8例示本发明直流频率响应波形图。 图9例示本发明交流频率响应波形图。
具体实施例方式
将结合附图对本发明较佳实施例作详细描述。要注意的是，以 下描述本发明的较佳实施例仅为方便举例说明，并非对本发明申请 专利范围的限制。
图3是例示用于直接转换接收器中的直流偏移去除电路3的示 意图。可变电阻单元301连接在两输出节点Voutl以及Vout2之间。 直流偏移去除电路3包含节点320用以接收偏压、 一对输入节点 Vinl以及Vin2用以接收差动信号对、 一对输出节点Voutl以及 Vout2用以输出 一输出信号对、 一对电阻器Rl以及R2用以保护直 流偏移去除电路3避免过载(overloading)、两电容器C1以及C2用 以调整上述偏压的逻辑准位，以及可变电阻单元301用以提供可变 电阻值。电容器Cl连接在输入节点Vinl以及节点A之间。电容 器C2连接在输入节点Vin2以及节点B之间。电阻器Rl具有一第 一端连接至节点320,以及一第二端连接至节点A。电阻器R2具 有一第一端连接至节点320，以及一第二端连接至节点B。可变电 阻单元301具有一第一端连接至节点A,以及一第二端连接至节点 B。节点A以及节点B分别连接至输出节点Voutl以及Vout2。直 流偏移去除电路3包括可变电阻单元301的等效电阻、电阻器Rl 以及电阻器R2配合电容器C1以及电容器C2 ，即能实现高通滤波 器电路的功能。因此，直流偏移去除电路3可以视为一具有可变电 阻值的高通滤波器，换而言之，直流偏移去除电路3具有可变的 RC时间常数，用以4是供一可变的截止频率。所以，当直流偏移去 除电路3应用在射频直接转换接收器时，具有可变截止频率的直流 偏移去除电路3能够快速消除直接降频转换信号中的直流偏移。以
8上所举实施例中电容器C1的电容值也可等于电容器C2的电容值。 同样地，电阻器Rl的电阻值也可等于电阻器R2的电阻值。
图4a与图4b是分别例示图3中可变电阻单元301的第一实施 例与第二实施例的示意图。在图4a中，离散模式的可变电阻单元 401提供非连续可变电阻值。离散模式的可变电阻单元401连接在 节点A以及节点B之间，提供节点A以及节点B之间非连续可变 电阻值，细节将于后文加以描述。在图4b中，连续模式的可变电 阻单元402提供一连续可变电阻值。信号控制单元403提供节点C 一控制信号410,用以决定连续模式的可变电阻单元402的等效电 阻值。连续才莫式的可变电阻单元402连接在节点A以及节点B之 间，提供节点A以及节点B之间连续可变的电阻值，细节将于后 文加以描述。
图5是例示根据本发明实施例离散模式的可变电阻单元 401(请参阅图4a)的示意图。可变电阻单元401a包含多个电阻器组。 这些电阻器组是以并联方式连接，其中每一电阻器组包含至少一开 关以及多个串联的电阻器。开关数量与电阻器组的组数一致。在本 实施例中，可变电阻单元401a包含多个电阻器R511至R516,以 及多个开关SW51至SW53。在第一电阻器组中，电阻器R511与 电阻器R514串联，开关SW51与电阻器R511、 R514串联。在第 二电阻器组中，电阻器R512与电阻器R515串联，开关SW52与 电阻器R512、 R515串联。在第三电阻器组中，电阻器R513与电 阻器R516串联，开关SW53与电阻器R513、 R516串联。第一电 阻器组、第二电阻器组以及第三电阻器组是在节点A及节点B之 间以并联方式连接(请同时参阅图3)。这些开关(如开关SW51至 SW53)是用以选择性决定可变电阻单元401a的等效电阻值。通过 控制各开关SW51至SW53的开/关状态，可变电阻单元401a能够 提供多个不同的电阻值。因此，可变电阻单元401a能够根据SW51 至SW53的开/关状态，提供节点A与节点B之间非连续的可变电 阻值。图6a与图6b是分别例示本发明不同实施例连续模式的可变电 阻单元402(请参阅图4a)的示意图。在图6a中，可变电阻单元402a 包含一晶体管601用以提供节点A以及节点B之间一连续可变电 阻值，其中晶体管601可以是 一 场效晶体管(FET ， field-effect transistor)。晶体管601的源极以及漏极分别连接至节点A以及节 点B。晶体管601的栅极连接至节点C,信号控制单元403(请参阅 图4b)的控制信号施加至晶体管601，用以决定晶体管601的等效 电阻值。在图6b中，可变电阻单元402b包含晶体管602 、两电阻 器R611以及R612,用以提供节点A以及节点B之间 一连续可变 电阻值，其中晶体管601可以是场效应晶体管。电阻器R611连接 在晶体管602的源极/漏极与节点A之间，而电阻器R612连接在晶 体管602的漏极/源极与节点B之间。晶体管602的栅极连接至节 点C，信号控制单元403的控制信号施加至晶体管602，用以决定 晶体管602的等效电阻值。
图7是例示信号控制单元403(请参阅图4b)的示意图。信号控 制单元403包含p型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)701 、 n型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管702、 二电阻器R701、 R702、电容器C701以及电流源704。 p型沟道金属氧化物半导体 场效应晶体管701的源极以及电阻器R701的 一 第 一 端连接至节点 720。 p型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管701的栅极、漏极 以及电阻器R701的一第二端共同连接至节点C。电容器C701的第 一端与p型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管701的栅极、漏极 连接，电容器C701的第二端连接至节点720。 p型沟道金属氧化物 半导体场效应晶体管701的漏极也与电阻器R702的第一端连接。 电阻器R702的第二端连接至n型沟道金属氧化物半导体场效应晶 体管702的漏极。n型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管702的 4册才及连接至一开关节点711。电流源704连接在n型沟道金属氧化 物半导体场效应晶体管702的源极以及接地之间。此外，节点720是用以接收 一 稳定电压，如VCC电压。
n型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管702的栅极接收来自 于开关节点711的导通信号，信号控制单元403开始输出控制信号 710至节点C,其中导通信号是用以导通n型沟道金属氧化物半导 体场效应晶体管702。当n型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管 702导通之后，电容器C701将会放电，用以输出控制信号710至 节点C。节点C连接至连续模式的可变电阻单元402(请参阅图4b)， 用以调整连续模式的可变电阻单元402的等效电阻值。因此，图 6a的晶体管601以及图6b的晶体管602的栅极能接收来自节点C 的控制信号，用以调整可变电阻单元402a以及402b的等效电阻值。
图8以及图9分别显示本发明直流频率响应波形图以及交流频 率响应波形图。在Tl期间(Ops到2/is)尚未产生直流偏移。在T2 期间开始(2jtis处起始)时发生直流偏移之后，为了消除直流偏移， 可变电阻单元301开始改变等效电阻值J艮明显的，直流偏移在 到4jns时快速地减弱，换而言之，通过本发明最快可以在2/is期间 内减弱直流偏移。因此，直流偏移在T3期间开始时(5/xs开始)几乎 已经消除。
与现有技术相比，本发明的电路能够提供可变的RC时间常数。 此具有可变的RC时间常数的电路能够通过可变的RC时间常数形 成可变的截止频率，进而快速地消除直接降频转换信号中的直流偏 移。因此，将本发明的电路应用在直接转换接收器中，能够去除直 流偏移以及控制交流耦合的RC时间常数。
根据本发明实施例记载的方法及技术能以硬件电路或是软件 方式完成。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要 求范围所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。
ii
权利要求
1.一种用于去除直接转换接收器中直流偏移的电路，包含第一电容器，具有一第一端连接至第一输入节点，以及一第二端连接至第一输出节点；第二电容器，具有一第一端连接至第二输入节点，以及一第二端连接至第二输出节点；第一电阻器，具有一第一端连接至偏压节点，以及第二端连接至所述第一输出节点；第二电阻器，具有一第一端连接至所述偏压节点，以及一第二端连接至所述第二输出节点；以及可变电阻单元，具有一第一端连接至所述第一输出节点，以及一第二端连接至所述第二输出节点。
2. 如权利要求1所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移 的电路，其特征在于，所述第一电容器的电容值与所述第二电容器 的电容值相等。
3. 如权利要求1所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移 的电路，其特征在于，所述第一电阻器的电阻值与所述第二电阻器 的电阻值相等。
4. 如权利要求1所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移 的电路，其特征在于，所述可变电阻单元提供非连续可变电阻值。
5. 如权利要求4所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移 的电路，其特征在于，所述可变电阻单元包含多个电阻器组。
6. 如权利要求5所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移 的电路，其特征在于，每一电阻器组包含多个电阻器，所述多个电 阻器组是并联连接。
7. 如权利要求6所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移 的电路，其特征在于，所述可变电阻单元还包含多个开关，于每一 电阻器组中，所述开关连接所述电阻器并选择性决定所述可变电阻单元的等效电阻值。
8. 如权利要求1所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移 的电路，其特征在于，所述可变电阻单元提供连续可变电阻值。
9. 如权利要求8所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移的电路，其特征在于，所述可变电阻单元包含信号控制单元，其中 所述信号控制单元用于提供控制信号以决定所述可变电阻单元的 等效电阻值。
10. 如权利要求9所述的用于去除直接转换接收器中直流偏移 的电路，其特征在于，所述可变电阻单元包含晶体管，其中所述晶 体管用以接收所述控制信号以及提供所述可变电阻单元的所述等 效电阻值。
11. 一种用于去除直接转换接收器中直流偏移的电路，所述电 路包含电压节点，用以接收偏压；一对输入节点，用以接收差动信号对；一对输出节点，用以输出所述电路所产生的输出信号对；一对电阻器，用以保护所述电路避免过载，每一电阻器具有一 第一端连接至所述电压节点，以及一第二端连接至各相对应的输出 节点；一对电容器，每一电容器具有一第 一端连接至各相对应的输入 节点，以及一第二端连接至各相对应的输出节点；以及可变电阻单元，用以提供等效电阻值，所述可变电阻单元连接 在所述输出节点之间。
12. 如权利要求11所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，每一电容器的电容值相等。
13. 如权利要求11所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，每 一 电阻器的电阻值相等。
14. 如权利要求11所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，所述可变电阻单元提供非连续可变电阻值。
15. 如权利要求14所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，所述可变电阻单元包含多个电阻器组，且 所述多个电阻器组并联连接。
16. 如权利要求15所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，所述可变电阻单元还包含多个开关，在每 一电阻器组中，所述开关连接所述电阻器并选择性决定所述可变电 阻单元的等效电阻值。
17. 如权利要求11所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，所述可变电阻单元与所述电容器组成高通 滤波器。
18. 如权利要求11所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，所述可变电阻单元提供连续可变电阻值。
19. 如权利要求18所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，所述可变电阻单元包含信号控制单元，其 中所述信号控制单元用于提供控制信号以决定所述可变电阻单元 的等效电阻值。
20. 如权利要求19所述的用于去除直接转换接收器中直流偏 移的电路，其特征在于，所述可变电阻单元包含晶体管，其中所述 晶体管用以接收所述控制信号以及提供所述可变电阻单元的等效 电阻值。
全文摘要
本发明揭露一种用于去除直接转换接收器中直流偏移的电路，包含电压节点，用以接收偏压；一对输入节点，用以接收差动信号对；一对输出节点，用以输出电路所产生的输出信号对；一对电阻器，用以保护电路避免过载，每一电阻器具有一第一端连接至此电压节点，以及一第二端连接至各相对应的输出节点；一对电容器，每一电容器具有一第一端连接至各相对应的输入节点，以及一第二端连接至各相对应的输出节点；以及可变电阻单元，用以提供等效电阻值，可变电阻单元连接在此对输出节点之间。实施本发明提供的用于去除直接转换接收器中直流偏移的电路，能够快速解决存在于直接转换接收器中的直流偏移的问题。
文档编号H04L25/06GK101515808SQ20081018084
公开日2009年8月26日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年2月21日
发明者吴家欣, 王守琮, 钟元鸿 申请人:联发科技股份有限公司