直流偏移校准电路的制作方法

本发明涉及一校准电路，特别涉及通过共用模拟及数字直流偏移校准方式的一直流偏移校准电路。

背景技术：

一般的无线通信系统大多是直接转换(directconversion)收发器架构，因此常有直流偏移(dcoffset)的问题发生。直流偏移主要是在变频过程中由于震荡信号的混频所产生，且直流偏移会使得后级电路(如滤波器/放大器)的信号失真或放大器饱和，而降低了无线通信系统的整体效能。

传统方法大多是采用纯数字的方式来消除滤波器或放大器的直流偏移。举例来说，数字消除直流偏移的方式，是逐级利用比较器(comparator)来判断直流偏移量的大小，并且利用数字电路判断完结果后，再回去调整放大器的直流偏移量。数字消除直流偏移的优点是处理快速，但缺点就是当温度变化或是输入信号有变化时，输出的直流偏移量的大小也会改变，因此需要随着接收信号的改变，一直调整放大器的直流偏移量。因此，传统数字直流偏移校准电路仍有其缺失存在。

技术实现要素：

本发明公开一种直流偏移校准电路，用来通过多层级方式校正直流偏移(dcoffset)，包含有：一模拟直流偏移消除单元，包含一模拟积分器及一第一放大器，其中该第一放大器用来接受具有一直流偏移量的一模拟信号，以及该模拟积分器用来接收该第一放大器的一输出信号，并输出一第一回授信号至该第一放大器，使该第一放大器输出具有固定直流偏移量的一放大信号；以及一数字直流偏移消除单元，连接该模拟直流偏移消除单元，用来接收从该模拟直流偏移消除单元输出具有固定直流偏移量的该放大信号，该数字直流偏移消除单元包含一比较器、一数字电路、一数字至模拟转换器及一第二放大器，其中该第二放大器用来接收具有固定直流偏移量的该放大信号，该比较器接收该第二放大器的一输出信号，用来判断该输出信号的一直流偏移量大小并输出至该数字电路，该数字电路用来根据该直流偏移量，产生一逻辑结果并输出至该数字至模拟转换器，以及该数字至模拟转换器用来根据该逻辑结果，输出相对应的一第二回授信号至该第二放大器，用以校正该第二放大器的直流偏移量。

本发明另公开一无线信号收发器，包含有：一信号处理单元，包含一混频器，用来将接收到的一高频信号与局部震荡频率经过混频后，转换为一中频信号；以及一直流偏移校准电路，用来通过多层级方式校正该中频信号的直流偏移(dcoffset)，其包含有：一模拟直流偏移消除单元，包含一模拟积分器及一第一放大器，其中该第一放大器用来接受具有一直流偏移量的一模拟信号，以及该模拟积分器用来接收该第一放大器的一输出信号，并输出一第一回授信号至该第一放大器，使该第一放大器输出具有固定直流偏移量的一放大信号；以及一数字直流偏移消除单元，连接该模拟直流偏移消除单元，用来接收从该模拟直流偏移消除单元输出具有固定直流偏移量的该放大信号，该数字直流偏移消除单元包含一比较器、一数字电路、一数字至模拟转换器及一第二放大器，其中该第二放大器用来接收具有固定直流偏移量的该放大信号，该比较器接收该第二放大器的一输出信号，用来判断该输出信号的一直流偏移量大小并输出至该数字电路，该数字电路用来根据该直流偏移量，产生一逻辑结果并输出至该数字至模拟转换器，以及该数字至模拟转换器用来根据该逻辑结果，输出相对应的一第二回授信号至该第二放大器，用以校正该第二放大器的直流偏移量。

附图说明

图1为本发明实施例一收发器的模块图

图2为本发明实施例一直流偏移校准电路的示意图

附图标记说明：

rf高频信号

lo局部振荡器频率

in放大信号

output输出信号

if中频信号

clk时脉信号

fb回授信号

10信号处理单元

20直流偏移校准电路

20a模拟直流偏移消除单元

20b数字直流偏移消除单元

30信号输出单元

100收发器

102混频器

200滤波器或放大器

202转导放大器

204积分器

206比较器

208数字电路

210静态电流产生器

具体实施方式

请参见图1，图1为本发明实施例一无线通信装置中的一收发器的模块图。本发明提出的直流偏移校准电路可应用于收发器，用来校正收发器内部电路的直流偏移，以使收发器输出真实信号。如图1所示，收发器100包含有信号处理单元10、直流偏移校准电路20(包含有模拟直流偏移消除单元20a及数字直流偏移消除单元20b)及信号输出单元30。值得注意的是，本发明的直流偏移校准电路20是通过多层级的直流偏移校正方式，来消除收发器100内部电路的直流偏移。简单来说，直流偏移校准电路20中的模拟直流偏移消除单元20a，用来提供具有固定直流偏移量的一模拟信号至数字直流偏移消除单元20b。由于数字直流偏移消除单元20b接收到的信号为固定直流偏移量的信号，因此，数字直流偏移消除单元20b仅需要校正一次直流偏移量，即可输出真实信号至后级电路(未示于图中)，而不会因为接收到的信号有不同的直流偏移量(如温度影响信号变化)，而需要不断的进行校正。

详细来说，请参见图2，图2为本发明实施例一直流偏移校准电路20的示意图。高频信号rf与局部震荡器频率lo经过混频器102混频后，将信号转为中频信号if(此程序可由图1所示的信号处理单元10执行)，同时会带有直流偏移量(dcoffset)。此直流偏移量会随着放大器放大信号的同时，也放大直流偏移量,而使放大器的输出饱和或是影响滤波器的处理失真。因此，本发明通过模拟直流偏移消除单元20a，首先对中频信号if进行第一级的直流偏移校正。模拟直流偏移消除单元20a包含一转导放大器202及一模拟积分器204。为了消除转导放大器202输出信号的直流偏移量，模拟积分器204设置于转导放大器202的输出端与输入端之间，模拟积分器204的输入端连接转导放大器202的输出端，用来接收转导放大器202的输出信号，并将输出信号的直流偏移量撷取出来，然后拉回到转导放大器202的输入端与中频信号if作相消，以取得具有固定直流偏移量的放大信号in。简单来说，当具有直流偏移的中频信号if输入转导放大器202后，通过模拟积分器204依据转导放大器202的输出信号，输出回授信号fb至转导放大器202的输入端，以消除转导放大器202输出的直流偏移。

如图2所示，放大信号in接着输入数字直流偏移消除单元20b。本发明通过数字直流偏移消除单元20b，进行第二级的直流偏移校正。数字直流偏移消除单元20b包含比较器206(comparator)、数字电路208、静态电流产生器210及滤波器/放大器200。比较器206用来比较滤波器/放大器200的输出信号与一参考电平的大小，用以输出比较结果。数字电路208依据比较器206的比较结果，进行二元搜寻运算(binarysearch)，并依序由最高位(msb)至最低位(lsb)逐步设定各个位值，如设定为0或1。接着，静态电流产生器210会相对应地根据数字电路208所设定的位值，来调整输出的电流大小，以消除滤波器/放大器200输出的直流偏移208。值得注意的是，数字电路可利用线性搜寻或是二元搜寻算法来实现，此为本领域者所熟知，在此不再赘述。

由上述可知，本发明主要的概念在于通过模拟积分器204，用来累积关于转导放大器202的直流偏移信息，将转导放大器202的输出端拉回输入端去跟混频器102做比较，以去除转导放大器202之前累积的直流偏移量(即第一级的直流偏移校正)。如此一来，在滤波器/放大器200的接收端看到的直流偏移量是一个固定值，并不会随着前级信号变化而变化(如温度或造成的变化)，等效就是锁住了前级的直流偏移量。接着滤波器/放大器200的直流偏移量就是依靠比较器206、数字电路208与静态电流产生器210去作消除(即第二级的直流偏移校正)。

综上所述，本发明提出共用模拟及数字的方式来校正直流偏移量。本发明的直流偏移校准电路可以兼顾在进行直流偏移校正时，保有数字方式校正速度快的特性，及模拟方式校正稳定性高的特性，因此，本发明的直流偏移校准电路不会在收发信号时进行，因为高频信号端增益一直改变，导致放大器的输出端的直流偏移量一直变，进而整个系统需要随时作校正。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。