低中频接收器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及一种具有直流(DC)偏移校正的低中频(IF)接收器。
【背景技术】
[0002]许多现代射频(RF)接收器使用直接转换或零中频(ZIF)架构。在这里，在天线接收的RF信号通过由本地振荡器(L0)驱动的混频器馈送并随后进行过滤，以产生基带信道解调的输出信号。该ZIF接收器解决的主要问题之一是DC偏移的问题。接收器中的DC偏移具有许多来源，包括:
[0003]-接收器电路中的固有随机错配；
[0004]-由泄漏回通过混频级以反馈到天线输入并然后再进入混频级的L0能量引起的自混合；和
[0005]-由于混合器阶段的二阶非线性引发的阻断信号，引起紧密间隔频率的两个不需要的信号，以产生落在信道滤波器带宽内的差项。
[0006]如果未减轻，这些DC偏移可以增长以消耗接收器的动态范围的显著一部分或者全部。ZIF接收器的偏移校正方案可以使用纯模拟或混合模拟/数字反馈或前馈方案以消除DC偏移。许多这样的偏移消除方案已经公布，例如公开于:
[0007]Feedforward Technique for Offset Cancellat1n in Broadband DifferentialAmplifiers Duy-Dong Pham, James Brinkhoff,Kai Kang,Chyuen-ffei Ang和Fujiang Lin ;和
[0008]A250MHz 14dB-NF 73dB-Gain 82dB-DR Analog Baseband Chain WithDigital-Assisted DC-Offset Calibrat1n for Ultra-Wideband Horng-YuanShih, Member, IEEE, Chien-Nan Kuo, Member, IEEE, ffe1-Hsien Chen，Tzu-Yi Yang 和Kai—Chenug Juang〇
[0009]US 8380149公开了一种DC偏移消除器，包括:第一数模(DA)转换器，第一加法器，放大器，比较器，平均电路和逐次逼近寄存器。所述第一 DA转换器被配置为将转换第一校正数据DA转换成第一校正电压。所述第一加法器被配置为相加输入信号和第一修正电压，以输出第一相加信号。所述放大器被配置为放大所述第一相加信号，以输出放大的信号。所述比较器被配置为比较所述放大的信号和参考电压，以输出比较结果。所述平均电路被配置为接收所述比较器的比较结果，通过在预定的时间段上对比较结果的逻辑值执行多数决定而获得多数决定结果。所述逐次逼近寄存器被配置为基于多数决定结果而顺序地设置第一修正数据的每一比特，使得放大信号中的DC偏移减小。
[0010]US 8478221公开了一种无线通信接收器，包括:大量查找表，每一个存储与放大级的增益相关联的多种DC偏移值，所述放大级布置在无线通信接收器中。每个查找表中的条目在校准阶段的阶段期间进行估计。在该校准阶段，对于放大级的每个选定增益，搜索逻辑估计当前DC偏移数并将其与反馈到搜索逻辑的之前DC偏移估计进行比较。如果当前和之前估计之间的差小于预定阈值，则当前估计被处理为与放大级的所选增益的DC偏移量相关联，并存储在查找表中。该过程对关注的每个放大级的每个选择增益重复，直到查找表被填充。
[0011]另外，设备(诸如，来自Analog Devices收发器1C公司(诺伍德，MA)的ADF7242?低功耗IEEE 802.15.4设备/GFSK专有/FSK零IF 2.4GHz收发器1C ;和ADF7241TM低功耗IEEE 802.15.4零中频2.4GHz)都配有偏移校正环路(0CL)，其取消在零中频接收器的路径的静态和动态的时变偏移电压。
[0012]对于某些调制，例如通断键控(00K)，ZIF不是合适的结构并在这种情况下，低IF(LIF)架构受到青睐。
[0013]在LIF架构中，解调信号的中心在非零频率。使用模拟复合滤波器的LIF接收器具有DC的固有衰减，衰减的电平依赖于滤波器的中心频率、带宽和滚降。
[0014]然而，根据该LIF架构的实施方式，仍然要求限制DC偏移以便保持动态范围。
[0015]例如，在很窄频带信道的接收器中，信道滤波器典型地被实现在数字域中，以便拒绝非常大的近距离干扰。这涉及使用具有动态范围的ADC，足以线性处理希望信号和干扰信号。如果不处理，DC偏移(静态和动态(随时间变化))可以潜在消耗ADC动态范围的显著部分。
[0016]上文提到的DC偏移校正方案不适合于低IF接收器，其实现在数字域的信道滤波器中。在这种情况下，向下转换的干扰源可在任何地方落入模拟抗混叠滤波器(AAF)的通带内，包括在比目标信道(甚至包括直流)的较低频率。因此，依赖于信号的低通滤波以提取直流信息以关闭纠错环路的任何反馈或前馈方案还可在其通带内具有大于目标信道信号的干扰信号数量级。这对于校正电路本身的动态范围设置令人无法接受的要求。
[0017]LIF接收器的DC抵消方案的例子包括:
[0018]A CMOS DC Offset Cancellat1n (DOC) Circuit for PGA of Low IF WirelessReceivers Fan Xiangning, Member IEEE, Sun Yutao, Feng Yangyang公开了一种基于DC负反馈技术的偏移消除器(D0C)，它可用于低中频(IF)接收器(PGA)的CMOS直流可编程增益放大器。但是，这种方法只适用于模拟复合过滤器。
[0019]US 7215266公开了通过组合数字直流偏移校正方案与模拟DC偏移校正方案而消除静态和动态DC偏移。基于反馈的数字DC偏移校正方案提供了多个离散增益状态的不同调整等级，以及模拟DC偏移校正方案工作于依赖帧结构的不同取消模式。数字DC偏移校正方案收集DC偏移控制信息，并提供调整级别。另外，基于负反馈的可切换高通滤波器具有操作的多个模式，其中一种操作模式包括全通滤波器。
[0020]US 7221918公开了一种射频接收器，包括射频下变转换器，用于接收和向下转换输入的RF信号到较低频率的模拟信号(例如，IF信号或基带信号)，和模拟处理电路，用于从RF下转换器接收低频模拟信号，并且输出处理的模拟信号。经处理的模拟信号包括由RF下转换器和模拟处理电路引入的DC偏移信号。RF接收器还包括ADC电路，用于将处理的模拟信号转换成数字采样序列，和DC偏置校正电路，用于检测在RF接收器的数字输出信号中的DC偏移信号。直流偏置校正电路增加DC偏置校正信号到较低频率的模拟信号。在模拟处理电路输出中，加入DC偏置校正信号到较低频率的模拟信号减少处理的模拟信号中的直流偏移信号。
【发明内容】
[0021]根据本发明的第一方面，提供一种具有直流(DC)偏移校正的低中频(IF)接收器。该接收器包括接收器路径，包括:混频器，用于混频接收的射频信号和本地振荡器信号以提供比接收的RF信号较低的频率的中频(IF)信号；带通滤波器，用于滤波所述IF信号；可编程增益放大器(PGA)，用于放大所述滤波IF信号；模数转换器(ADC)，用于将所述放大滤波的IF信号转换为数字信号；转换器，用于将数字信号转换为基带数字信号；以及自动增益控制器(AGC)，响应于所接收的RF信号的幅度而设定所述PGA的增益。该接收器进一步包括可编程直流(DC)信号源，用于注入编程的DC偏移信号到由所述AD C转换的放大滤波IF信号；信号传感器，可操作地连接到所述PGA之后的接收器路径，用于确定编程DC偏移信号的PGA信号输出的剂型，以及控制器，用于确定编程直流偏移信号，用于在所述PGA的至少一个增益设置不存在接收的RF信号时，最小化所述基带信号的幅度。
[0022]在第二方面，提供一种具有直流(DC)偏移校正的低中频(IF)接收器。该接收器包括接收器路径，包括:混频器，用于混频接收的射频信号和本地振荡器信号，以提供比所述接收的RF信号较低频率的中频(IF)信号；可编程增益放大器(PGA)，用于放大所述中频信号，所述PGA提供差分信号输出；模数转换器(ADC)，用于将所述放大的滤波的IF信号转换为数字信号；转换器，用于将所述数字信号转换为基带数字信号；和自动增益控制器(AGC)，响应于所述接收的RF信号的幅度而设置所述PGA的增益。该接收器进一步包括:可编程直流(DC)信号源，用于注入编程的DC偏移信号到由所述ADC转换的放大滤波的IF信号；信号传感器，其包括连接到所述PGA的差分信号输出的比较器，以指示编程DC偏移信号的所述PGA输出的极性；第二信号传感器，可操作地连接到转换器输出，用于确定编程的DC偏移信号的基带数字信号的极性；和控制器，用于在所述信号传感器之间选择地切换，用于确定编程的