谐波抑制电路及接收器的制作方法

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种谐波抑制电路及接收器。


背景技术：

2.在通信电路中，参见图1，混频器能够将输入的射频信号rf与输入的本振信号进行变频转换成中频基带信号if输出。但混频器会增加中频基带信号的杂散特性，杂散为接收机解调过程产生的新频率信号。故当某一干扰频率随射频信号一同进入接收机时，就会造成解调误差，严重时出现功率阻塞。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种谐波抑制电路及接收器。
4.第一方面，本发明提供一种谐波抑制电路，包括：相互连接的相位偏转电路、混频单元和相位对消电路，其中：所述相位偏转电路，用于对一路输入信号进行相位偏转，分两路输出偏转后的第一信号和第二信号，所述第一信号和第二信号为同频率且互为相位对消的信号；所述混频单元，用于基于第一本振信号和第二本振信号，对所述第一信号和所述第二信号进行混频处理，输出混频后的第三信号和第四信号；所述第一本振信号和所述第二本振信号为等幅度同相位的信号，所述第三信号和所述第四信号分别包含的二阶交调频率分量信号互为对消；所述相位对消电路，用于对输入的所述第三信号和所述第四信号进行相位对消，输出一路输出信号。
5.在一个实施例中，所述混频单元包括第一混频器和第二混频器，其中：所述第一混频器的输入端分别接入第一信号和第一本振信号，所述第一混频器的输出端接入所述相位对消电路的输入端；所述第二混频器的输入端分别接入第二信号和第二本振信号，所述第二混频器的输出端接入所述相位对消电路的输入端。
6.在一个实施例中，所述混频单元还包括功分电路，其中：所述功分电路的输入端接入预配置的基础本振信号；所述功分电路的第一输出端和第二输出端分别输出第一本振信号和第二本振信号。
7.在一个实施例中，所述相位偏转电路和所述相位对消电路均采用巴伦电路。
8.在一个实施例中，所述第一信号和所述第二信号分别偏转0度、180度。
9.在一个实施例中，所述谐波抑制电路还包括第一提升单元和第二提升单元，其中：所述第一提升单元的输入端与所述第一混频器的输出端连接，所述第一提升单元的输出端与所述相位对消电路的输入端连接；所述第二提升单元的输入端与所述第二混频器的输出端连接，所述第二提升单元
的输出端与所述相位对消电路的输入端连接；其中，所述第一提升单元和所述第二提升单元用于使第三信号和第四信号趋向等幅度且互为相反相位。
10.在一个实施例中，所述第一提升单元包括第一调幅电路和第一移相电路；所述第二提升单元包括第二调幅电路和第二移相电路。
11.在一个实施例中，所述谐波抑制电路还包括低通滤波器，所述低通滤波器的输入端与所述相位对消电路的输出端连接。
12.第二方面，本发明提供一种接收器，包括上述的谐波抑制电路。
13.本发明提供的谐波抑制电路及接收器，通过相位偏转电路、混频单元和相位对消电路对输入信号以两路进行偏转及混频处理，对处理后的信号采用相位对消方式，实现信号中杂散对消，改善混频器输出信号的特性。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是现有技术中混频器的信号处理示意图；图2是本发明提供的谐波抑制电路的结构示意图一；图3是混频器输出信号中各信号的幅度与频率关系图；图4是混频器输出信号中存在半杂散的幅度与频率关系图；图5是本发明提供的谐波抑制电路的结构示意图二；图6是本发明提供的谐波抑制电路的结构示意图三；图7是本发明提供的谐波抑制电路的结构示意图四；图8是本发明提供的谐波抑制电路的结构示意图五；图9是本发明提供的谐波抑制电路的结构示意图六。
具体实施方式
16.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.下面结合图2-图9描述本发明的谐波抑制电路及接收器。
18.图2示出了本发明一种谐波抑制电路的结构示意图，参见图2，该电路包括相互连接的相位偏转电路21、混频单元22和相位对消电路23，其中：相位偏转电路，用于对一路输入信号进行相位偏转，分两路输出偏转后的第一信号和第二信号，第一信号和第二信号为同频率且互为相位对消的信号；混频单元，用于基于第一本振信号和第二本振信号，对第一信号和第二信号进行混频处理，输出混频后的第三信号和第四信号；第一本振信号和第二本振信号为等幅度同
相位的信号，第三信号和第四信号分别包含的二阶交调频率分量信号互为对消；相位对消电路，用于对输入的第三信号和第四信号进行相位对消，输出一路输出信号。
19.对此，需要说明的是，在通信电路中，混频器能够将输入的射频信号rf与输入的本振信号进行变频转换成中频基带信号if输出。但混频器会增加中频基带信号的杂散特性，杂散为接收机解调过程产生的新频率信号。
20.如图3所示，混频器以本振信号lo驱动，将射频信号rf变频至中频基带信号if。由于混频器的非线性，混频器输出的信号中不只包含f(lo)、f(rf)、f(if)等频率分量，还有f(mlo
±
nrf)高阶交调分量（ m、n值越大，交调信号mlo
±
nrf输出的幅度越小）。其中二阶交调分量f(2lo-2rf)幅度较大，且距中频基带信号较近。
21.如图4所示，若射频信号存在一频率f(rf+if/2)，那么该信号与本振信号f(lo)混频产生的二阶交调分量恰好等于f(if)，该交调分量会叠加到主信号上，影响输出幅度误差。根据混频器射频端口测得信号幅度可由下式计算得到iip2。
22.iip2=p_rf+imr2+il其中，il为混频器变频损耗（db）。
23.由此可知，降低二阶交调分量f(2lo-2rf)的输出幅度即可改善混频器ip2特性。在本发明中，可使二次谐波分量的信号f(2lo
±
2rf)相互抵消，达到改善混频器ip2特性。
24.在本发明中，谐波抑制电路的作用是降低其输出信号的杂散，该谐波抑制电路采用谐波对消方式，为此，采用相位偏转电路对输入信号进行相位偏移，以产生能够进行信号“对消”处理的两路信号，即第一信号和第二信号。第一信号和第二信号互为相位对消的信号。例如第一信号为基于输入信号进行0度相位偏转的信号，第二信号为基于输入信号进行180度相位偏转的信号。
25.将第一信号和第二信号输入到混频单元中进行两路变频处理。在本发明中，混频单元基于第一本振信号和第二本振信号，对第一信号和第二信号进行混频处理，输出混频后的第三信号和第四信号。其中，第一本振信号和第二本振信号为等幅度同相位的信号，第三信号和第四信号分别包含的二阶交调频率分量信号互为对消。也就是说，第一本振信号和第一信号进行混频处理，得到的第三信号既包含所需的中频基带信号，还包含二阶交调频率分量信号。相应地，第二本振信号和第二信号进行混频处理，得到的第四信号既包含所需的中频基带信号，还包含二阶交调频率分量信号。在这里，第三信号和第四信号中的中频基带信号能够进行相位对消，得到合并后的中频基带信号，第三信号和第四信号中的二阶交调频率分量信号能够进行相位对消，但实际上是近似等幅度反相位，在这里，能够采用对消的处理方式，做到尽可能的使输出信号不受二阶交调频率分量信号影响，近似于做到互相抵消，从而降低合并后的中频基带信号的杂散。
26.在本发明中，采用相位对消电路对输入的第三信号和第四信号进行相位对消，输出一路输出信号，该输出信号为中频基带信号。
27.本发明提供的谐波抑制电路，通过相位偏转电路、混频单元和相位对消电路对输入信号以两路进行偏转及混频处理，对处理后的信号采用相位对消方式，实现信号中杂散对消，改善混频器输出信号的特性。
28.在上述电路的进一步电路中，参见图5，该混频单元包括第一混频器221和第二混
频器222，其中：第一混频器的输入端分别接入第一信号和第一本振信号，第一混频器的输出端接入相位对消电路的输入端；第二混频器的输入端分别接入第二信号和第二本振信号，第二混频器的输出端接入相位对消电路的输入端。
29.对此，需要说明的是，在本发明中，由于谐波抑制电路对输入信号的相位偏转为两路，为此，将混频单元分化为第一混频器和第二混频器，分别对各自的一路信号进行混频处理，实现对各路信号的单独控制，也能够后续对各路信号调控的故障检测。
30.在上述电路的进一步电路中，参见图6，该混频单元还包括功分电路223，其中：功分电路的输入端接入预配置的基础本振信号；功分电路的第一输出端和第二输出端分别输出第一本振信号和第二本振信号。
31.对此，需要说明的是，在本发明中，基础本振信号经过功分电路输出两路等幅度同相位的本振信号，该两路本振信号分别驱动两个混频器工作。
32.在上述电路的进一步电路中，相位偏转电路和相位对消电路均采用巴伦电路，巴伦（bulun）电路是平衡不平衡转换器。巴伦电路可以在差分信号与单端信号之间互相转换，巴伦电路有很多种形式，可以包括不必要的变换阻抗，平衡变压器也可以用来连接行不同的阻抗。由此可知，采用巴伦电路能够更好的对输入信号的相位偏转。
33.在上述电路的进一步电路中，参见图7，谐波抑制电路还包括第一提升单元24和第二提升单元25，其中：第一提升单元的输入端与第一混频器的输出端连接，第一提升单元的输出端与相位对消电路的输入端连接；第二提升单元的输入端与第二混频器的输出端连接，第二提升单元的输出端与相位对消电路的输入端连接；其中，第一提升单元和第二提升单元用于使第三信号和第四信号趋向等幅度且互为相反相位。
34.对此，需要说明的是，在本发明中，谐波对消环节比较重要的一点是要保证相位对消电路的两个输入信号幅度相等，相位相差180
°
。而在实际的印制板上，布线的长短会影响射频信号的功率损耗和时延，而且混频器本身的变频损耗特性和相位特性也会有所不同，这两种情况会导致输入的两个信号幅度和相位不是严格等幅反相。
35.为此，为了提升幅度和相位准确度，在每一路上增加一个提升单元，使第三信号和第四信号趋向等幅度且互为相反相位。
36.在上述电路的进一步电路中，参见图8，第一提升单元24包括第一调幅电路241和第一移相电路242；第二提升单元25包括第二调幅电路251和第二移相电路252。增设的调幅电路和移相电路能够对每一路上的信号进行幅度调整及相位变动，使第三信号和第四信号趋向等幅度且互为相反相位。
37.在上述电路的进一步电路中，参见图9，谐波抑制电路还包括低通滤波器26，低通滤波器的输入端与相位对消电路的输出端连接。
38.上述的谐波抑制电路可以应用于一种接收器中，使接收器能够接收或输出更为精确的工作信号。
39.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。