用于接收器的跟踪滤波器的制作方法

专利名称：用于接收器的跟踪滤波器的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及电子器件，且更具体地说，涉及用于接收器的滤波器。
背景技术：
无线通信装置(例如，蜂窝式电话)可利用收发器来实现与无线通信系统的双向 通信。收发器可包括用于数据发射的发射器和用于数据接收的接收器。对于数据发射，所述 发射器可调制具有数据的射频(RF)载波信号以获得经调制的信号。发射器可进一步放大 经调制的信号以获得输出RF信号，且接着经由无线信道将此信号发射到无线系统中的基 站。对于数据接收，接收器可接收来自基站的RF信号，且可调节并处理接收到的RF信号， 以获得由基站发送的数据。无线装置可能够与不同无线系统通信，且/或可支持多个频带上的操作。这些能 力可允许无线装置接收来自较多系统的通信服务，且享有较大覆盖。无线装置可在接收器 中具有针对所有所支持的频带和系统的多个接收路径。每一接收路径可包括例如带通滤波 器、低噪声放大器(LNA)等的一组电路块。每一接收路径的电路块可经设计以特别用于所 述接收器路径所支持的频带和/或系统。无线装置可具有许多接收路径和许多电路块，以 便支持多个频带和/或多个系统。这些许多接收路径可增加无线装置的复杂性、大小、成本 和/或功率消耗，所有这些情形都可能是不可取的。

发明内容
无


图1展示与多个系统通信的无线装置。
图2展示无线装置的示范性设计的框图。
图3展示无线装置的另一示范性设计的框图。
图4展示RF后端的框图。
图5展示具有跟踪滤波器的接收路径的框图。
图6展示具有跟踪滤波器的另一接收路径的框图
图7展示具有另一跟踪滤波器的接收路径的框图
图8展示具有又一跟踪滤波器的接收路径的框图
图9展示微分器的框图。
图10展示跟踪滤波器对接收到的信号的处理。
具体实施例方式
词“示范性”在本文中用以表示“充当实例、例项或说明”。本文中描述为“示范性” 的任何示范性实施例不一定被解释为比其它示范性实施例优选或有利。
本文中所描述的跟踪滤波器可用于可支持任何数目的通信系统和任何数目的频 带的各种无线和有线通信装置。举例来说，跟踪滤波器可用于码分多址(CDMA)系统、时分 多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交FDMA(OFDMA)系统、单载波FDMA(SC-FDMA)系 统、无线局域网(WLAN)、广播系统、卫星定位系统等的无线通信装置。CDMA系统可实施例如 通用陆上无线电接入(UTRA)、cdma2000等无线电技术。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和其 它CDMA型式。cdma2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA系统可实施例如全球 移动通信系统(GSM)等无线电技术。OFDMA系统可实施例如演进的UTRA(E-UTRA)、超移动 宽带(UMB)、IEEE 802. Il(Wi-Fi)、IEEE 802. 16 (WiMAX)、IEEE 802. 20、Flash- OFDM 等 无线电技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。UTRA、E-UTRA、UMTS 和GSM描述于来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文献中。cdma2000和UMB 描述于来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文献中。这些各种无线电技术 和标准是此项技术中已知的。图1展示能够与多个无线通信系统120和122通信的无线通信装置110。无线系 统120可为可实施W-CDMA或cdma2000的CDMA系统。无线系统122可为GSM系统。为了 简单起见，图1展示包括一个基站130和一个移动交换中心(MSC) 140的无线系统120，以及 包括一个基站132和一个无线电网络控制器(RNC)的系统122。一般来说，每一系统可包 括任何数目的基站以及任一组网络实体。在系统120中，基站130支持在其覆盖下的无线 装置的无线电通信，且MSC 140提供对耦合到MSC的基站的协调和控制。在系统122中，基 站132支持在其覆盖下的无线装置的无线电通信，且RNC 142提供对耦合到RNC的基站的 协调和控制。基站也可被称作节点B、演进的节点B(eNB)、接入点等。MSC 140和RNC 142 也可由某一其它术语来指代。无线装置110可为蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、具有无线功能的计算机、无 线调制解调器、手持式装置、膝上型计算机、无绳电话等。无线装置110也可被称作用户装 备(UE)、移动台、终端、接入终端、订户单元、台等。无线装置110可配备有任何数目的天线。 在一个示范性设计中，无线装置110包括一个外部天线和一个内部天线。多个天线可用以 提供对抗例如衰落、多路径、干扰等不利路径效应的分集。无线装置110还可能够接收来自广播台的信号。为了简单起见，图1中仅展示一 个广播台134。无线装置110可支持MediaFLO 、针对手持式装置的数字视频广播(DVB-H)、 针对陆上电视广播的综合服务数字广播(ISDB-T)和/或其它陆上广播系统。无线装置110还可能够接收来自卫星150的信号。卫星150可属于例如美国全球 定位系统(GPS)、欧洲伽利略系统、俄国GL0NASS系统等卫星定位系统(SPS)。每一 GPS卫 星发射编码有信息的GPS信号，所述信息允许地球上的GPS接收器测量GPS信号的到达时 间(TOA)。足够数目的GPS卫星的测量结果可用以获得对GPS接收器的准确的三维位置估 计。一般来说，无线装置110可能够经由任何无线电技术(例如，W-CDMA, cdma2000, GSM、GPS等)与任何数目的无线系统通信。为了清楚起见，以下描述中的许多内容假定无线 装置110能够与GSM和CDMA (例如，W-CDMA和/或cdma2000)系统通信且接收GPS信号。 无线装置110还可支持任何数目的频带。图2展示作为图1中的无线装置110的一个示范性设计的无线装置IlOa的框图。
5无线装置IlOa包括模拟部分210和数字部分260。模拟部分210包括RF前端220和RF后 端250，两者共同支持针对GSM和CDMA的多个频带以及针对GPS的一个频带。GSM使用时分 双工(TDD)，且同一频道用于以不同时间间隔进行发射和接收。CDMA使用频分双工(FDD)， 且不同频道用以同时发射和接收。在RF前端220内，天线(Ant)切换模块222执行切换，以允许RF前端220处理GSM 或CDMA。模块222在RF前端220正处理GSM时进一步执行发射与接收之间的切换。模块 222具有耦合到主要天线202的天线端口，以及耦合到双工器240、功率放大器(PA) 228和 表面声波(SAW)滤波器230a到230d的多个输入端口。模块222在任一给定时刻将天线端 口耦合到输入端口中的一者。对于GSM，模块222在发射周期期间将来自PA 228的发射GSM信号耦合到天线 202，且在接收周期期间将从天线202接收到的RF信号耦合到SAW滤波器230a到230d中 的一者。每一 SAW滤波器230针对相应的频带而对其输入RF信号进行滤波。SAW滤波器 230a到230d将经滤波的RF信号分别提供给LNA 232a到232d。每一 LNA 232放大其经滤 波的RF信号，且将经放大的RF信号提供给RF后端250。对于发射路径，来自RF后端250 的输出GSM信号由滤波器226滤波且由PA 228放大，以获得由模块222耦合到天线202的 发射GSM信号。对于CDMA，模块222将天线202耦合到双工器240。双工器240将来自PA 248的 发射CDMA信号路由到模块222，且进一步将从模块222接收到的RF信号路由到LNA242。对 于接收路径，从双工器240接收到的RF信号由LNA 242放大且由滤波器244滤波，以获得 被提供给RF后端250的输入CDMA信号。对于发射路径，来自RF后端250的输出CDMA信 号由滤波器246滤波且由PA 248放大，以获得经由双工器240路由且由模块222耦合到天 线202的发射CDMA信号。为了简单起见，图2针对CDMA的一个频带展示双工器240、LNA 242、滤波器244和246以及PA 248的一个组。这些电路块的多个组可用以支持CDMA的多 个频带。天线切换模块224具有耦合到分集/次要天线204的天线端口，以及耦合到SAW 滤波器230e到230h的多个输入端口。模块224在任一给定时刻将从天线204接收到的RF 信号耦合到SAW滤波器230e到230h中的一者。每一 SAW滤波器230针对相应的频带而 对其输入RF信号进行滤波。SAW滤波器230e到230h将经滤波的RF信号分别提供给LNA 232e到232h。每一 LNA 232放大其经滤波的RF信号，且将经放大的RF信号提供给RF后 端 250。—般来说，接收器可包括用于任何数目的频带和任何频带的任何数目的SAW滤波 器。在图2中所展示的示范性设计中，SAff滤波器230a到230d分别支持GSM850、GSM900、 GSM1800和GSM1900频带。GSM850和GSM1900带通常在美国使用，且GSM900和GSM1800带 通常在欧洲使用。SAW滤波器230e到230f分别支持通常用于CDMA的蜂窝式带、PCS带和 IMT-2000带。SAW滤波器230g支持GPS带。SAW滤波器230a到230h还可支持其它频带， 例如 GSM450、GSM2600 等。RF后端250可包括各种电路块，例如降频转换器、可变增益放大器(VGA)、放大器、 缓冲器、低通滤波器等。RF后端250可对来自LNA 232a到232h以及滤波器244的RF信号 进行降频转换。RF后端250可进一步放大经降频转换的信号并对其进行滤波，且将基带信号提供给数字部分260。RF后端250还可放大基带GSM和CDMA信号、对所述信号进行滤波 并对所述信号进行升频转换，且将输出GSM和CDMA信号分别提供给滤波器226和246。在数字部分260内，调制器/解调器(调制解调器)处理器270可执行针对GSM和 CDMA的调制解调器处理。调制解调器处理器270可使基带信号数字化以获得样本，且可进 一步处理(例如，解调和解码)所述样本以获得经解码的数据。针对GSM和W-CDMA的调制 解调器处理描述于3GPP文献中，且针对cdma2000的调制解调器处理描述于3GPP2文献中。 3GPP和3GPP2文献是可公开获得的。控制器/处理器280可控制调制解调器处理器270和 RF后端250的操作。存储器282可存储用于调制解调器处理器270和控制器/处理器280 的数据和程序代码。可在一个或一个以上RFIC、混合信号IC等上实施RF前端220和RF后端250的全 部或部分。举例来说，可在单个RFIC上实施LNA 232a到232h以及RF后端250。可用外部 离散组件来实施模块222和224、双工器240以及SAW滤波器230a到230h。可在一个或一 个以上专用集成电路(ASIC)上实施调制解调器处理器270、控制器/处理器280以及存储 器 282 ο如图2中所展示，无线装置IlOa可包括许多SAW滤波器以支持多个系统、多个频 带和/或多个天线。SAW滤波器可用以衰减通常被称作人为干扰或阻挡信号(blocker)的 大振幅带外信号。人为干扰的振幅可比所要信号的振幅大得多。因此，LNA和后续混频器 可具有较高的线性要求，以便减轻人为干扰与所要信号的互调制。此互调制可导致互调制 失真产物，所述互调制失真产物可属于所要信号带宽，且充当可使性能降级的噪声。通过用 SAW滤波器衰减人为干扰，可放宽对LNA和混频器的线性要求。然而，SAW滤波器增加无线 装置IlOa的面积和成本。在一方面中，跟踪滤波器可用以在LNA之前衰减带外信号和邻近信道信号，且可 能够放宽对LNA和后续电路块的线性要求。跟踪滤波器还可被称作可调谐滤波器、可调 谐带通滤波器等。跟踪滤波器可支持多个频带和/或具有同一组电路组件的多个系统，这 可大大简化接收器的设计。还可用有源电路组件来实施跟踪滤波器，且可在RF集成电路 (RFIC)上高效地实施跟踪滤波器，以减少面积和成本两者。图3展示作为图1中的无线装置110的另一示范性设计的无线装置IlOb的框图。 无线装置IlOb包括模拟部分310和数字部分360。模拟部分310包括RF前端320和RF后 端350，两者共同支持针对多个系统(例如，GSM、CDMA和GPS)的多个频带。RF前端320包括天线切换模块322，其执行切换以允许RF前端320处理GSM或 CDMA。对于CDMA，模块322将主要天线302耦合到双工器340。对于接收路径，从双工器 340接收到的RF信号由LNA 342放大且由滤波器344滤波，以获得提供给RF后端350的 输入CDMA信号。对于发射路径，来自RF后端350的输出CDMA信号由滤波器346滤波且由 PA 348放大，以获得经由双工器340路由且由模块322耦合到天线302的发射CDMA信号。 一般来说，RF前端320可针对CDMA的任何数目的频带包括任何数目个组的双工器340、LNA 342、滤波器344和346以及PA348。对于GSM，模块322在发射周期期间将来自PA 328的发射GSM信号耦合到天线 302，且在接收周期期间将来自天线302的第一所接收RF信号耦合到跟踪滤波器330a。跟 踪滤波器330a基于跟踪或追踪所要信号的中心频率的频率响应对第一所接收RF信号进行滤波，且提供第一经滤波RF信号。LNA332a放大第一经滤波RF信号，且将第一经放大RF信 号提供给RF后端350。类似地，跟踪滤波器330b接收来自分集/次要天线304的第二所接 收RF信号，基于跟踪所要信号的中心频率的频率响应对第二所接收RF信号进行滤波，且提 供第二经滤波RF信号。LNA 332b放大第二经滤波RF信号，且将第二经放大RF信号提供给 RF后端350。可独立地操作跟踪滤波器330a和330b。跟踪滤波器330a和/或330b可在任一 给定时刻活动。跟踪滤波器330a和330b可在相同或不同频带上且从相同或不同系统接收 RF信号。跟踪滤波器330a和330b还可具有相同或不同设计。举例来说，跟踪滤波器330a 和330b可具有相同或不同带宽、相同或不同滤波器阶数以及频率响应等。下文描述跟踪滤 波器330a和330b的若干示范性设计。RF后端350可包括各种电路块，例如混频器、VGA、放大器、缓冲器、低通滤波器等。 RF后端350可对来自LNA 332a、332b和滤波器344的RF信号进行降频转换，放大经降频转 换的信号并对其进行滤波，且将基带信号提供给数字部分360。在数字部分360内，调制解调器处理器370可使基带信号数字化以获得样本，且可 进一步处理所述样本以获得经解码的数据。控制器/处理器380可控制调制解调器处理器 370和RF后端350的操作。存储器382可存储用于调制解调器处理器370和控制器/处理 器380的数据和程序代码。可在一个或一个以上RFIC、混合信号IC等上实施RF前端320和RF后端350的 全部或部分。举例来说，可在单个RFIC上实施跟踪滤波器330a和330b、LNA 332a和332b 以及RF后端350。可在一个或一个以上ASIC上实施调制解调器处理器370、控制器/处理 器380和存储器382。如图2和图3中所展示，可通过使用跟踪滤波器330代替SAW滤波器230来简化 无线装置110内的接收器。对于图2和图3中所展示的示范性设计，跟踪滤波器330的使 用可允许去除八个SAW滤波器、六个LNA、一个天线切换模块以及可能多个IC引脚和焊盘。 跟踪滤波器330的使用因此可大大减小接收器的面积和成本。一般来说，可用超外差式架构或直接转换架构来实施接收器。在超外差式架构中， 在多个级中将信号从RF降频转换到基带，例如在一个级中从RF降频转换到中频(IF)，且接 着在另一级中从IF降频转换到基带。在也被称作零IF(ZIF)架构的直接转换架构中，在一 个级中将信号从RF直接降频转换到基带。超外差式架构和直接转换架构可使用不同电路 块和/或具有不同要求。跟踪滤波器可用于超外差式架构和直接转换架构两者。为了清楚 起见，下文描述跟踪滤波器用于直接转换架构。图4展示RF后端350的实施直接转换架构的一部分的示范性设计的框图。在RF 后端350内，降频转换器352a接收来自LNA 332a的第一经放大RF信号，且用来自LO产生 器354a的第一本机振荡器(LO)信号对第一经放大RF信号进行降频转换，且提供第一经降 频转换信号。低通滤波器356a对第一经降频转换信号进行滤波，且提供第一经滤波信号。 放大器(Amp) 358a放大第一经滤波信号，且提供第一基带信号P·。类似地，混频器352b接 收来自LNA 332b的第二经放大RF信号，且用来自LO产生器354b的第二 LO信号对第二经 放大RF信号进行降频转换，且提供第二经降频转换信号。低通滤波器356b对第二经降频 转换信号进行滤波，且提供第二经滤的信号。放大器358b放大第二经滤波信号，且提供第二基带信号DOUT。图4展示特定RF后端设计。一般来说，对接收器中的信号的调节可由放大器、滤 波器、混频器等的一个或一个以上级来执行。可以不同于图4中所展示的配置的方式来布 置这些电路块。此外，图4中未展示的其它电路块(例如，VGA)也可用以调节接收器中的 信号。还可省略图4中的一些电路块。图5展示具有跟踪滤波器330x的接收路径500的示范性设计的框图。接收路径 500可用于主要或分集天线。跟踪滤波器330x可用于图3和图4中的跟踪滤波器330a和 330b中的每一者。在图5中所展示的示范性设计中，跟踪滤波器330x内的求和器522接收 跟踪滤波器的输入信号Vin以及反馈信号Vx，从所述输入信号中减去所述反馈信号，且提供 第一信号\。输入信号Vin可对应于图3中来自主要天线302的第一所接收RF信号或来自 分集天线304的第二所接收RF信号。LNA 332放大第一信号V1且提供第二信号V2。降频 转换器352用LO信号Vm对第二信号V2进行降频转换，且提供可处于基带或IF频率的输
出 目号V〇ut ο在跟踪滤波器330χ内，微分器524接收输出信号Vqut并对其求微分，且提供第三 信号v3。升频转换器528用LO信号Vmtf对第三信号V3进行升频转换，且提供第四信号V4。 LO信号Vm和Vultf可具有相同频率。单元530接收来自升频转换器528的第四信号，且提 供第四信号的实部作为给求和器522的反馈信号VFB。跟踪滤波器330x如下操作。输入信号Vin由LNA 332放大且由降频转换器352降 频转换以获得输出信号VOT。微分器524充当阻挡所要信号和放行较高频率分量的高通滤 波器。较高频率分量由升频转换器528升频转换，且由求和器522从输入信号减去。跟踪 滤波器330x的带外抑制的量因此可由微分器524的频率响应来决定。对于第一阶微分器524，如图5中所展示，来自跟踪滤波器330x的输出信号在降频 转换之后可表达为
等式⑴其中G为LNA 332的增益，k为微分器524的增益，fL0为用于降频转换的LO信号的频率，Vin(f)为随RF下的频率f而变的输入信号，且V0UT(f-fL0)为降频转换之后随频率f-U而变的输出信号。等式(1)指示可通过对输入信号进行降频转换以及应用低通滤波器来获得输出 信号。低通滤波器的转移函数H(f)可表达为
等式⑵等式⑵指示低通滤波器响应具有带宽BWut = Ι/Gk以及直流(DC)增益l/k。此 外，在降频转换之后应用低通滤波器，且可基于所要信号带宽来设置低通滤波器带宽。举例 来说，对于GSM，可将低通滤波器带宽设置为数百KHz，或对于CDMA，设置为若干MHz。低通 滤波器的转移函数由升频转换器528有效地升频转换到RF，且导致遵守等效带通滤波器的输入信号VIN。等效带通滤波器的带宽和响应由低通滤波器的带宽和响应决定。等效带通 滤波器的质量因子Q可表达为 可基于可为数百KHz或若干MHz的所要信号带宽来设置低通滤波器带宽BWu^ LO 频率由所要信号的中心频率决定，且可为数百MHz或若干GHz。因此，可为等效带通滤 波器实现非常高的Q。此外，可使用有源电路组件(例如，晶体管)来实现高Q，而无需高Q 无功组件(例如，电感器)。在图5中所展示的示范性设计中，在LNA 332之前从输入信号Vin减去反馈信号 VFB。来自求和器522的第一信号V1可具有较低的带外信号电平，其可放宽对LNA 332和降 频转换器352的线性要求。还可在降频转换器352之前的其它位置施加反馈信号。图6展示具有跟踪滤波器330x的接收路径600的示范性设计的框图。接收路径 600可用于主要或分集天线。在图6中所展示的示范性设计中，宽带带通滤波器612接收 所接收信号Vkx并对其进行滤波，且提供经滤波的信号。所接收信号Vkx可对应于图3中来 自主要天线302的第一所接收RF信号或来自分集天线304的第二所接收RF信号。滤波器 612可提供宽带频率选择性，且滤波器612的带宽可为数十或数百MHz。滤波器612还可提 供阻抗匹配。可用放大器614和616来实施图5中的LNA 332。放大器614以增益G1来放 大来自滤波器612的经滤波信号，且为跟踪滤波器330x提供输入信号VIN。求和器522从 输入信号Vin减去反馈信号Vfb，且提供第一信号义。放大器616以增益G2来放大第一信号 V1,且将第二信号V2提供给降频转换器352。图5中的LNA 332可具有增益G，其可分别在放大器614的增益G1与放大器616 的增益G2之间分割。放大器614可提供较小的增益，且可经设计以处理可能较大的带外信 号分量。放大器616可提供其余增益，且可以放宽的线性要求来设计。求和器522可更容 易地在放大器614之后实施。举例来说，可通过使来自单元530的输出电流Ifb反相且在求 和节点处对经反相的Ifb与来自放大器614的输出电流Iin进行求和来从Iin中减去IFB。图7展示具有跟踪滤波器330y的接收路径700的示范性设计的框图。接收路径 700可用于主要或分集天线。跟踪滤波器330y可用于图3和图4中的跟踪滤波器330a和 330b中的每一者。在接收路径700中，宽带带通滤波器712接收所接收信号Vkx并对其进 行滤波，且为跟踪滤波器330y提供输入信号VIN。在图7中所展示的示范性设计中，跟踪滤波器330y包括求和器722、升频转换器 728和实单元(real unit) 730，所述三者以分别与图5中的跟踪滤波器330x中的求和器 522、升频转换器528和实单元530类似的方式耦合。跟踪滤波器330y进一步包括高通滤 波器724和宽带低通滤波器726。高通滤波器724接收来自降频转换器352的输出信号Vqut 并对其进行滤波，且提供第三信号V3。高通滤波器724可阻挡所要信号且放行带外信号分 量。高通滤波器724可具有任何合适带宽和滤波器阶数，例如，第一阶、第二阶、第三阶或更 高阶数。可用较高阶导数来实现较高阶数，如下文所描述。低通滤波器726接收第三信号 V3并对其进行滤波，且将经滤波的第三信号V3提供给升频转换器728。低通滤波器726可 具有较宽的带宽，且可抑制分量以及LO信号的谐波。这些LO分量与反馈信号相比可相对较大。因此，抑制这些LO分量可改进输入信号中的带外信号分量的衰减。图5、图6和图7展示一些示范性跟踪滤波器设计以及并入有跟踪滤波器的一些示 范性接收器路径设计。跟踪滤波器和/或接收路径可包括可改进性能的其它电路块。举例 来说，可在图5中的微分器524之前之后、图7中的高通滤波器724之后、升频转换器528 或728之前等插入DC偏移去除块。DC偏移去除块可估计并去除DC偏移，DC偏移的去除可 改进性能。图8展示具有跟踪滤波器330z的接收路径800的示范性设计的框图。接收路径 800可用于主要或分集天线。跟踪滤波器330z还可用于图3和图4中的跟踪滤波器330a 和330b中的每一者。在跟踪滤波器330z内，求和器822从跟踪滤波器的输入信号Vin减去 反馈信号Vfb，且提供第一信号\。LNA 332放大第一信号V1,且将第二信号V2提供给降频 转换器352。在降频转换器352内，混频器852a用余弦信号cos来对第二信号V2进 行降频转换，且提供同相输出信号IOT。混频器852b用正弦信号Sin(Coujt)对第二信号V2 进行降频转换，且提供正交输出信号Qot。在跟踪滤波器330z内，微分器824a和824b分别对Iqut和Qqut信号求微分，且提供 I3和Q3信号。在升频转换器828内，混频器830a用余弦信号cos 对I3信号进行升 频转换，且混频器830b用正弦信号Sin(Coujt)对仏信号进行升频转换。求和器832对混 频器830a的输出与混频器830b的输出进行求和，且将反馈信号Vfb提供给求和器822。升 频转换器828使由13和Q3所组成的复合第三信号与由和Sin(Coujt)组成的复 合LO信号相乘，且提供所得乘积的实部。LO产生器354产生处于所要LO频率= 2 π fL0的余弦信号和正弦信号。缓冲 器854a和854b缓冲来自LO产生器354的余弦信号和正弦信号，且分别将经缓冲的余弦信 号和正弦信号提供给混频器852a和852b。缓冲器856a和856b缓冲来自LO产生器354的 余弦信号和正弦信号，且分别将经缓冲的余弦信号和正弦信号提供给混频器830a和830b。 因此，用于降频转换的复合LO信号具有与用于升频转换的复合LO信号的频率相同的频率。可用此项技术中已知的各种设计(例如，用吉尔伯特(Gilbert)乘法器)来实施 混频器830a、830b、852a和852b。为了减少Ι/f噪声，可用无源混频器(例如，切换场效晶 体管(FET))来实施混频器830a和830b。跟踪滤波器可经设计以确保稳定操作。这可通过对最高操作频率确保足够的闭环 相位容限来实现。可在需要时将延迟单元插入在跟踪滤波器内的适当位置处以确保稳定操 作。举例来说，可将延迟单元插入在缓冲器856a和856b之前或之后，以调整经提供给混频 器830a和830b的余弦信号和正弦信号的延迟或相位。图9展示微分器900的示范性设计的框图，微分器900可用于图5中的微分器524、 图7中的高通滤波器724以及图8中的微分器824a和824b中的每一者。在微分器900内， 将来自降频转换器的输出信号Vott提供给微分器912a到912η。微分器912a为第一阶微分 器，微分器912b为第二阶微分器，依此类推，且微分器912η为第η阶微分器，其中η可为一 或大于一的任何整数值。微分器912a到912η的输出分别由乘法器914a到914η以比例因 子h到kn进行按比例缩放。求和器916对乘法器914a到914η的输出进行求和，且提供第 三信号V3。一般来说，微分器900可实施任何数目的任何阶数的微分器。图10展示使用跟踪滤波器来处理信号的过程1000的示范性设计。可从输入信号减去反馈信号以获得第一信号(框1012)。可(例如，用LNA)放大第一信号以获得第二信 号(框1014)。可对第二信号进行降频转换以获得输出信号(框1016)。可对输出信号进 行滤波(例如，求微分)以获得第三信号(框1018)。可对第三信号进行升频转换以获得 第四信号(框1020)。可基于第一 LO信号对第二信号进行降频转换，且可基于具有与第一 LO信号的频率相同的频率的第二 LO信号对第三信号进行升频转换。可基于第四信号得出 反馈信号(框1022)。对于框1018，可通过对输出信号求微分、对输出信号进行高通滤波等来实现滤波。 框1018中的滤波可阻挡正被接收的所要信号且放行带外信号分量。还可对第三信号进行 低通滤波，以去除因用于降频转换和升频转换的LO信号而导致的伪分量。输入信号可来自天线，例如，如图5和图7中所展示。还可通过放大从天线接收到 的信号和/或对其进行带通滤波来获得输入信号，例如，如图6和图8中所展示。跟踪滤波 器可用以对用于GSM和/或其它系统中的多个频带的输入信号进行滤波。跟踪滤波器还可 对来自主要天线或分集天线的信号进行滤波。一般来说，设备可包括跟踪滤波器、LNA和降频转换器。跟踪滤波器可包括求和器、 滤波器和升频转换器。求和器可从输入信号中减去反馈信号且提供第一信号。LNA可放大 第一信号且提供第二信号。降频转换器可对第二信号进行降频转换且提供输出信号。滤波 器可对输出信号进行滤波(例如，求微分)且提供第三信号。滤波器可阻挡正接收的所要 信号且放行带外信号分量。升频转换器可对第三信号进行升频转换且提供从中得出反馈信 号的第四信号。降频转换可基于第一 LO信号，且升频转换可基于具有与第一 LO信号的频 率相同的频率的第二 LO信号。跟踪滤波器可具有等效带通滤波器响应和可基于所要信号 的频率而确定的可变中心频率。本文中所描述的跟踪滤波器可用于可能具有不同性能要求的各种系统。对于GSM， 接收器应能够处置具有OdBm的功率电平的带外阻挡信号，同时接收在约-112dBm下的所要 信号。跟踪滤波器可能够在LNA之前充分衰减阻挡信号，这可因而放宽对LNA和后续电路 的线性要求，且允许这些电路块以较小功率操作。对于CDMA主要天线，接收器应能够充分衰减由无线装置内的发射器产生的发射 RF信号。返回参看图3，来自PA 348的发射CDMA信号经由双工器340和模块322路由到 主要天线302，且在主要天线处可高达+23dBm。模块322还将从主要天线302接收到的RF 信号路由到跟踪滤波器330a。发射CDMA信号可经由模块322从TX输入泄漏到RX输入。 跟踪滤波器330a可能够充分衰减发射CDMA信号泄漏，这可因而放宽对LNA 332a和后续电 路的线性要求。对于CDMA次要天线和GPS，接收器应能够充分衰减由发射器产生的发射RF信 号。主要天线与次要天线之间的隔离度可为IOdB到15dB，且接收器应能够处置次要天线 处-5dBm到OdBm的发射RF信号分量。跟踪滤波器330b可能够充分衰减发射RF信号分量， 这可因而放宽对LNA 332b和后续电路的线性要求。可在IC、RFIC、混合信号IC、ASIC、印刷电路板(PCB)、电子装置等上实施本文中所 描述的跟踪滤波器。还可用例如互补金属氧化物半导体(CMOS)、N沟道MOS (N-MOS)、P沟道 MOS(P-MOS)、双极型结晶体管(BJT)、双极型CMOS (BiCMOS)、硅锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)等 各种IC工艺技术来制造跟踪滤波器。
实施本文中所描述的跟踪滤波器的设备可为独立装置或可为较大装置的一部分。 装置可为(i)独立IC、(ii)可包括用于存储数据和/或指令的存储器IC的一组一个或一 个以上IC、(iii)例如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR)等RFIC、(iv)例如移 动台调制解调器(MSM)等ASIC、(ν)可嵌入其它装置内的模块、(vi)接收器、蜂窝式电话、 无线装置、手持机或移动单元、(vii)等。提供本发明的先前描述以使得所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。对本 发明的各种修改对所属领域的技术人员来说将是显而易见的，且在不脱离本发明的范围的 情况下，本文中所定义的一般原理可适用于其它变型。因此，本发明无意限于本文中所描述 的实例和设计，而是应被赋予与本文中所揭示的原理和新颖特征一致的最宽范围。
权利要求
一种用于通信的设备，其包含求和器，其用以接收输入信号和反馈信号，且提供第一信号；降频转换器，其用以对基于所述第一信号而得出的第二信号进行降频转换，且提供输出信号；滤波器，其用以对所述输出信号进行滤波，且提供第三信号；以及升频转换器，其用以对所述第三信号进行升频转换，且提供从中得出所述反馈信号的第四信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含低噪声放大器(LNA)，其用以放大所述第一信号，且提供所述第二信号。
3.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含第一放大器，其用以放大接收到的信号，且提供所述输入信号；以及第二放大器，其用以放大所述第一信号，且提供所述第二信号。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述求和器包含用于从针对所述输入信号的第二 电流中减去针对所述反馈信号的第一电流的求和节点。
5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含带通滤波器，其用以对接收到的信号进行滤波，且提供所述输入信号。
6.根据权利要求1所述的设备，所述输入信号包含处于特定频率的所要信号，且所述 降频转换器将所述所要信号从所述特定频率降频转换到基带。
7.根据权利要求1所述的设备，所述降频转换器基于第一本机振荡器(LO)信号对所述 第二信号进行降频转换，且所述升频转换器基于具有与所述第一 LO信号的频率相同的频 率的第二 LO信号对所述第三信号进行升频转换。
8.根据权利要求1所述的设备，所述滤波器阻挡正被接收的所要信号，且放行带外信 号分量。
9.根据权利要求1所述的设备，所述滤波器包含微分器。
10.根据权利要求1所述的设备，所述滤波器包含不同阶数的多个微分器。
11.根据权利要求1所述的设备，所述滤波器包含高通滤波器。
12.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含低通滤波器，其用以对所述第三信号进行滤波，且提供经滤波的第三信号，所述低通 滤波器去除因用于所述降频转换器和所述升频转换器的本机振荡器(LO)信号而导致的分 量，且所述升频转换器对所述经滤波的第三信号进行升频转换。
13.根据权利要求1所述的设备，所述求和器、所述滤波器和所述升频转换器形成跟踪 滤波器，以对针对全球移动通信系统(GSM)中的多个频带而接收到的信号进行滤波。
14.根据权利要求1所述的设备，所述求和器、所述滤波器和所述升频转换器形成跟踪 滤波器，以对从分集天线接收到的信号进行滤波。
15.一种集成电路，其包含求和器，其用以接收输入信号和反馈信号，且提供第一信号；降频转换器，其用以对基于所述第一信号而得出的第二信号进行降频转换，且提供输 出信号；滤波器，其用以对所述输出信号进行滤波，且提供第三信号；以及升频转换器，其用以对所述第三信号进行升频转换，且提供从中得出所述反馈信号的 第四信号。
16.根据权利要求15所述的集成电路，其进一步包含低噪声放大器(LNA)，其用以放大所述第一信号，且提供所述第二信号。
17.根据权利要求15所述的集成电路，所述滤波器包含微分器。
18.一种用于通信的设备，其包含跟踪滤波器，其用以对输入信号进行滤波，且提供第一信号； 放大器，其用以放大所述第一信号，且提供第二信号；以及降频转换器，其用以对所述第二信号进行降频转换，且提供输出信号，所述跟踪滤波器 基于所述输出信号对所述输入信号进行滤波。
19.根据权利要求18所述的设备，所述跟踪滤波器具有基于正被接收的所要信号的频 率而确定的可变中心频率。
20.—种处理输入信号的方法，其包含从所述输入信号中减去反馈信号以获得第一信号；对基于所述第一信号而得出的第二信号进行降频转换，以获得输出信号；对所述输出信号进行滤波以获得第三信号；对所述第三信号进行升频转换以获得第四信号；以及基于所述第四信号得出所述反馈信号。
21.根据权利要求20所述的方法，所述对所述输出信号进行滤波包含 对所述输出信号求微分以获得所述第三信号。
22.根据权利要求 所述的方法，其进一步包含 放大所述第一信号以获得所述第二信号。
23.一种用于通信的设备，其包含用于从输入信号中减去反馈信号以获得第一信号的装置；用于对基于所述第一信号而得出的第二信号进行降频转换以获得输出信号的装置； 用于对所述输出信号进行滤波以获得第三信号的装置； 用于对所述第三信号进行升频转换以获得第四信号的装置；以及 用于基于所述第四信号得出所述反馈信号的装置。
24.根据权利要求23所述的设备，所述用于对所述输出信号进行滤波的装置包含用于 对所述输出信号求微分以获得所述第三信号的装置。
25.根据权 要求23所述的设备，其进一步包含 用于放大所述第一信号以获得所述第二信号的装置。
全文摘要
本发明描述接收器中的一种用于衰减带外信号和邻近信道信号的跟踪滤波器。在一个示范性设计中，一种设备包括跟踪滤波器、LNA和降频转换器。所述跟踪滤波器包括求和器、滤波器和升频转换器。所述求和器从输入信号中减去反馈信号且提供第一信号。所述LNA放大所述第一信号且提供第二信号。所述降频转换器对所述第二信号进行降频转换且提供输出信号。所述滤波器对所述输出信号进行滤波(例如，求微分)且提供第三信号。所述滤波器阻挡所要信号且放行带外信号分量。所述升频转换器对所述第三信号进行升频转换且提供第四信号，且从所述第四信号得出所述反馈信号。所述跟踪滤波器具有等效带通滤波器响应和基于所述所要信号的频率而确定的可变中心频率。
文档编号H03L7/085GK101897123SQ200880120265
公开日2010年11月24日 申请日期2008年12月11日 优先权日2007年12月12日
发明者居坎瓦尔·辛格·萨霍塔, 拉维·斯里达拉, 秋参·纳拉通 申请人:高通股份有限公司