谐波抑制转移滤波器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求如下申请的优先权:2014年3月13日递交的申请号为61/952,559的美 国临时案，在此合并参考上述申请案的全部内容。
技术领域
[0003] 本发明通常涉及一种滤波器，更特别地，涉及一种谐波抑制（harmonic-rejection)滤波器 ，其包括多条路径 ，每条路径具有转移滤波器 (translational filter) 。
【背景技术】
[0004] 对于宽带(wideband)接收器，如多标准的软件定义无线电（software defined radios，SDR)和多标准的电视(TV)接收器，若存在频率转换(translation)，则不管是单变 换(上变频或下变频)还是双变换(dual-conversion)，它们常常会受到谐波混频问题的影 响。谐波混频问题主要是由本地振荡器(local osci 1 lator，L0)的谐波造成的，进而导致不 想要的信号、干扰（interferer)或阻塞(blocker)伴随着期望信号一起而被转换至期望信 道中，从而降低了信噪比（signal-to-noise ratio)。
[0005] 例如，在下变频情况中，混频器(mixer)用于基于射频(radio frequency，IF)fRF上 的输入信号与本地振荡频率fLQ上的本地振荡信号的乘法(multiplication)，将信号从射频 fRF转换至中频（intermediate frequency，IF)fiF。由于大多数本地振荡信号是方波类型的 形式，其不仅包括本地振荡频率fici的基波分量(fundamental component)，而且还包括本地 振荡频率fL〇的谐波分量(components at harmonics)。因此，所述乘法将引入输入信号的额 外频谱分量至中频fIF，而这些频谱分量并不存在于期望的射频f RF上。
[0006] 传统的宽带接收器通常在混频器或LNA之前需要一个高Q的带通跟踪滤波器 (band-pass tracking filter)，以抑制全部不想要的信号、干扰或阻塞，进而缓减线性度 要求以及防止由于谐波混频而被转换至期望信道。此外，谐波抑制混频器（Harmonic-Rejection Mixer，HRM)对于更加严格的标准要求可能是需要的，以增强3阶和5阶的谐波抑 制比。此外，出于小尺寸、低成本和低功耗的考虑，如今的CMOS集成电路（1C)设计趋向于将 跟踪滤波器集成到一芯片上，而不是庞大而又高成本的外部元件。转移滤波器具有高Q、低 成本和精确可调的中心频率的优点，从而，对于这样的片上(on-chip)跟踪滤波器会是一个 很好的候选。然而，由于在宽带系统中使用的转移滤波器也要执行频率转换，因此仍然存在 谐波混频问题。此外，传统的谐波抑制技术只能被应用至一次仅进行下变频或上变频的混 频器，而不适用于可被视为同时进行下变频和上变频的转移滤波器。因此，有需要提供一种 新颖的技术，以实现转移滤波器对于宽带应用具有谐波抑制的能力。
【发明内容】
[0007] 如前所述，本发明的目的之一在于提供一种谐波抑制转移滤波器，能够实现由本 地振荡信号造成的高谐波抑制比，还能够保留转移滤波器的所有优点。通过使用本发明，所 述转移滤波器可在宽带系统中采用，且表现出良好的性能。
[0008] 根据本发明的一方面，提供了一种谐波抑制转移滤波器。该谐波抑制转移滤波器 包括:第一路径、第二路径和信号合路器。第一路径具有被多个第一振荡信号驱动的第一转 移滤波器，以及，用于根据输入信号产生第一输出信号。第二路径具有被多个第二振荡信号 驱动的第二转移滤波器，该多个第二振荡信号在相位上不同于所述多个第一振荡信号。第 二路径耦接于第一路径，以及，用于根据输入信号产生第二输出信号。信号合路器耦接于第 一路径和第二路径，以及，用于组合第一输出信号和第二输出信号，以产生具有谐波消除的 滤波信号。
[0009] 本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义 地理解本发明的这些目的及其它目的。
【附图说明】
[0010] 图1根据本发明之一实施例示出了一种转移滤波器；
[0011] 图2示出了如图1所示的转移滤波器的等效模型；
[0012] 图3A和图3B根据本发明之一实施例示出了一种转移回路滤波器的延伸架构；
[0013] 图4根据本发明一实施例示出了转移滤波器中的滤波器分支；
[0014] 图5示出了用以驱动滤波器分支的开关混频器的本地振荡信号的时序图；
[0015] 图6示出了一种常规的谐波抑制混频器的方块示意图和矢量图；
[0016] 图7A和图7B根据本发明实施例示出了包括一条谐波抑制路径的8-相(8-phase)谐 波抑制转移滤波器的方块示意图和详细实现；
[0017] 图8示出了如图7所示的本发明的矢量图；
[0018] 图9根据本发明实施例示出了包括三条谐波抑制路径的16-相谐波抑制转移滤波 器的方块示意图；
[0019] 图10根据本发明实施例示出了包括M条谐波抑制路径的广义N-相谐波抑制转移滤 波器的方块示意图。
【具体实施方式】
[0020] 在以下描述及权利要求书中通篇使用的某些词汇用来指称特定的系统元件。本领 域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本文件并不以名称 的差异来作为区别元件的方式。在以下的描述和权利要求书，所使用的术语"包含"和"包 括"为开放式用语，故应解释成"包含，但不限定于…"的意思。术语"耦接"（couple、 coupled)意指间接或直接的电气连接。因此，若第一装置耦接于第二装置，则连接可以是直 接的电气连接，或者，透过其它装置或连接的间接的电气连接。
[0021]为了实现具有高Q和精确可调的中心频率的性能的滤波器，本发明利用多个转移 滤波器来实现谐波抑制滤波器。这些转移滤波器分别关于输入信号构成(form)多条信号处 理路径，以及，不同路径的结果将被组合(combined)，以获得滤波信号(filtered signal)。 每条信号处理路径将提供特定的频率响应，用于对输入信号进行滤波，以及，在不同路径中 产生的谐波混频产物将大幅减少。
[0022]转移滤波器：
[0023] 请参照图1，图1示出了一种在本发明的谐波抑制滤波器中使用的转移滤波器的方 块示意图。如附图所示，转移滤波器100包括开关混频器(switching mixer) 110和阻抗模块 (impedance block) 120。开关混频器110对输入信号S_IN和本地振荡信号L0进行混频。阻抗 模块1 2 0响应于混频开关后的所有混频产物而提供特定的基带阻抗（b a s e b a n d impedance)。此基带阻抗将被转移至输入，以及，在本地振荡信号L0的频率fu)附近引入对称 的（symmetric)滤波器响应。因此，在输入信号S_IN所要被发送至的端子上产生滤波信号5_ Filtered。如图1的右手边所示，开关混频器110实际上包括多个M0S开关，被多相位 (multiple phase)的本地振荡信号L0驱动。更特别地，在本描述中的开关混频器110包括多