一种无线接收机电路的制作方法

本发明涉及无线接收机电路领域，尤其涉及包含具备滤波特性adc的无线接收机电路。

背景技术

随着通信技术的发展，越来越多的不同标准的通信系统同时并存。这就使得无线接收系统的工作环境变得越来越复杂，要求adc具有抵抗各种干扰信号的能力。例如在现在无线接收器中，在本信道有用信号的周围，往往还存在着其他通信设备产生的强干扰信号。这就要求系统必须具有较强的抗干扰能力，避免被干扰信号阻塞。为了达到这一目的，传统的做法，是在adc的前面设置滤波电路，将干扰信号提前衰减掉，以保证adc正常工作。通常模拟滤波器是通过使用积分器来实现的，而sdmadc也是通过模拟积分器来实现的。例如一个三阶滤波器接一个二阶60db的sdmadc,总共需要五个积分器，考虑到复数信号处理则积分器多达十个，这样带来额外的功耗、成本开销。另一种方法是提高adc的动态范围，保证它可以同时处理大信号和小信号，这也不可避免地提高了设计的复杂度，同时也要增加积分器个数。

技术实现要素：

本发明的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处，调整部分极点的位置，使其在通带内或者在通带附近，参与滤波，其余极点保持远离通带，保持对量化噪声的抑制。

为实现上述目的，第一方面本发明提供一种模数转换器电路，该电路具有一个工作通带,该电路对输入信号进行模数转换，输入信号的频率位于工作通带内，电路的信号传递函数包含多个极点，多个极点中的至少一个极点位于工作通带内，或者虽然位于工作通带外但与工作通带的距离小于工作通带带宽的100％。

优选地，该电路包括环路滤波器，环路滤波器包括积分器，前向放大器，内部反馈电路，反馈放大器，该电路至少包括以下参数：积分器的增益，前向放大器的系数，内部反馈电路的系数，反馈放大器的系数，通过调整参数中的至少一个，使得多个极点中的至少一个极点位于工作通带内，或者虽然位于工作通带外但与工作通带的距离小于工作通带带宽的100％。

优选地，该电路还受到m个干扰信号的干扰，电路的信号传递函数还包括n个零点，n个零点分别与m个干扰信号中的n个干扰信号的中心频率相等，其中，m≥n,m和n都是正整数。

优选地，该电路包括环路滤波器，环路滤波器包括积分器，前向放大器，内部反馈电路，反馈放大器，电路至少包括以下参数：积分器的增益，前向放大器的系数，内部反馈电路的系数，反馈放大器的系数，根据干扰频率，通过调整参数中的至少一个，使得n个零点分别与m个干扰信号中的n个干扰信号的中心频率相等。

第二方面本发明提供一种模数转换器电路，该电路的信号传递函数包含多个极点，该电路还受到至少一个干扰信号的干扰，该电路对低于第一频率的信号进行模数转换，该电路呈现一个上限频率为第二频率的低通滤波特性，至少一个干扰信号的频率中最小的频率为干扰频率，通过调整多个极点中的至少一个极点,使得第二频率大于或等于第一频率，且小于干扰频率。

优选地，电路包括环路滤波器，环路滤波器包括积分器，前向放大器，内部反馈电路，反馈放大器，电路至少包括以下参数：积分器的增益，前向放大器的系数，内部反馈电路的系数，反馈放大器的系数，调整多个极点中的至少一个极点具体包括：调整参数中的至少一个。

优选地，该电路的信号传递函数还包括至少n个陷波点，n个陷波点分别与至少一个干扰信号中的n个干扰信号的中心频率相等，其中，陷波点的个数小于或者等于干扰信号的个数，n为正整数。

优选地，电路包括环路滤波器，环路滤波器包括积分器，前向放大器，内部反馈电路，反馈放大器，电路至少包括以下参数：积分器的增益，前向放大器的系数，内部反馈电路的系数，反馈放大器的系数，通过调整所述参数中的至少一个，使得n个陷波点分别与至少一个干扰信号中的n个干扰信号的中心频率相等。

第三方面本发明提供一种，无线接收机电路，包括第一方面或者第二方面的模数转换器电路。

本发明通过调整部分极点，参与滤波，同时保留部分极点保持度噪声的抑制,实现adc自带滤波特性，使得在无线接收机电路中，使用该adc时不需要另外设置滤波器，在调整极点的基础上，还可以在干扰信号频率附近引入零点，增加陷波特性，增加对较大干扰信号的抗干扰能力。

附图说明

图1为一种模数转换器电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种离散时间四阶adc结构示意图；

图3为一种传统dsmadc零极点分布示意图；

图4为本发明实施例提供的一种具备滤波特性dsmadc零极点分布示意图；

图5为本发明实施例提供的一种传统adc与具有率波特性的dsmadc的信号传递函数的对比图；

图6为本发明实施例提供的一种传统adc与具有陷波特性的dsmadc的信号传递函数极点分布的对比图；

图7为本发明实施例提供的一种传统adc与具有陷波特性的dsmadc的stf,ntf的对比图；

图8为本发明实施例提供的一种具有陷波特性的dsmadc的时域仿真结果图；

图9为本发明实施例提供的一种具有陷波特性的dsmadc的时域仿真结果图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种无线接收机电路，包含一种带滤波特性的模数转换器(analogtodigitalconverter,adc)电路，该adc电路由于本身自带滤波特性，不再需要另外设置滤波器和adc组合使用。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

该带滤波特性的adc电路可以是通过调整极点分布的方法得到的一种adc电路。

图1为一种模数转换器(analogtodigitalconverter,adc)电路结构示意图。如图1，该电路包括环路滤波器和量化器，其中，环路滤波器由多级积分器串联组成，其中l0表征信号通路的传递函数，l1表征反馈信号的传递函数。环路滤波器的输出y是模拟信号，经过量化器转换为数字信号，同时引入量化噪声。

可以调整ntf的极点可以相应的影响stf的频率响应，实现特定的滤波特性。stf极点的调整与ntf的零点分布相互独立，二者分别优化，实现滤波特性与量化噪声抑制的折中。

以一个离散时间四阶adc为例，如图2所示，adc的环路滤波器由四级串联积分器(其中c1-c4为积分器增益)、前向放大器(b1-b5)，反馈放大器(a1-a4)以及内部反馈电路(g1,g2)组成。输入信号u经各级前向放大器(b1–b5)馈入信号通路，调制后的信号进入量化器q转换成离散数字信号v，在这个过程中引入量化噪声。数字信号v再经由反馈电路(a1-a4)反馈回各级积分器，组成一个完整的混合信号回路。通过配置各级积分器的增益(c1-c4)、前向放大器系数以及反馈系数，可以实现特定的噪声传递函数ntf和信号传递函数stf，分别表征adc的量化噪声特性和信号传输特性。通过设定内部反馈系数(g1,g2)可以使得ntf中的零点在adc带宽内按最优方式分布，实现对量化噪声的最大抑制。ntf和stf共享四个极点。在传统dsmadc中，这些极点通常远离adc通带，只对高频量化噪声起一定的抑制作用。对于输入信号来说，由于这些极点远离通带，stf表现为宽带特性，对adc通带外信号并没有抑制能力。其零极点分布如图3所示。

本发明实施例通过调整传递函数中极点的分布，将极点分为两部分，一部分用以保证adc的stf滤波特性，另一部分用以尽量减少对ntf的影响，从而实现了滤波和噪声抑制的完美结合。

在一个示例中，调整多个极点中的至少一个极点与通带的位置关系，使至少一个极点位于通带内或者与通带距离小于通带带宽的100％，这部分极点参与保证adc的stf滤波特性，其余极点保持远离通带，使得ntf在通带内保持对量化噪声的足够抑制。

在一个示例中，以四阶dsmadc为例，保持其ntf中零点在通带内的最优分布，选取其中两个极点按照二阶低通滤波器进行布置，而其他极点保持远离通带。重新设计后的零极点分布如图4所示。在图4中，两个极点位于通带内，另外两个极点保持远离通带，由于只选取了部分极点组成滤波器，调整之后的ntf在通带内保持了对量化噪声的足够抑制。而相应的stf则具备了滤波特性。

在一个示例中，adc电路包括环路滤波器和量化器，环路滤波器包括积分器，前向放大器，内部反馈电路和反馈放大器，adc电路的参数包括：积分器的增益，前向放大器的系数，内部反馈电路的系数，以及反馈放大器的系数，可以通过调整参数中的至少一个，使得多个极点中的至少一个极点位于工作通带内，或者虽然位于工作通带外但与工作通带的距离小于工作通带带宽的100％。

传统dsmadc与上述具有滤波特性的四阶dsmadc的信号传递函数的对比如图5所示。从图5中，可以看出，新的dsmadc具备了低通滤波的特性。

需要说明的是，根据实际设计需求中抗干扰能力和精度的不同，对于选取的参与滤波的极点的个数，参与滤波的极点是离通带较近还是在通带内,以及要调整哪个参数，参数调整的幅度，都是可以改变的。

同时组成滤波器的极点也可以根据要求自由选取butterworth、chebyshev等滤波器类型，适应不同的抗干扰要求。

在一个实施例中，该电路还受到干扰信号的干扰，为了增加对较大干扰信号的抗干扰能力，在上述调整极点的基础上，还可以在干扰信号附近引入零点，使得dac具有陷波功能。

在一个示例中，该电路受到m个干扰信号的干扰，电路的信号传递函数还包括n个零点，n个零点分别与m个干扰信号中的n个干扰信号的中心频率相等，其中，m≥n,m和n都是正整数。其中，零点的位置可以选择在干扰信号的中心频率处，具体是引入几个零点，是根据应用设计需求来确定的。

在一个示例中，当只有一个干扰信号时，零点只有一个，该零点与该唯一的干扰信号的中心频率相等。

在一个示例中，当有三个干扰信号时，零点可以有一个，两个或者三个。当只有一个零点时，该零点等于三个干扰信号中任意一个干扰信号的中心频率；当有两个零点时，这两个零点可以分别等于三个干扰信号中的任意两个干扰信号的中心频率；当有三个零点时，三个零点分别等于三个干扰信号的中心频率。

在一个示例中，可以通过调整积分器的增益，前向放大器的系数，内部反馈电路的系数，反馈放大器的系数中的至少一个，使得n个零点分别与m个干扰信号中的n个干扰信号的中心频率相等。

在一个示例中，零点的位置可以选择在干扰信号的中心频率附近。

本发明实施例还提供一种adc电路，该电路的信号传递函数包含多个极点，该电路还受到至少一个干扰信号的干扰，该电路对低于第一频率的信号进行模数转换，该电路呈现一个上限频率为第二频率的低通滤波特性，多个干扰信号的频率中最小的频率为干扰频率，通过调整多个极点中的至少一个极点,使得第二频率大于或等于第一频率，且小于干扰频率。

在这里，第二频率大于第一频率，且小于干扰频率，是为了保证adc电路接收到的信号的波段范围和其有用信号的范围相匹配，能过滤掉干扰信号,使得adc电路本身能带有滤波特性。

在一个示例中，adc电路包括环路滤波器和量化器，环路滤波器包括积分器，前向放大器，内部反馈电路和反馈放大器，adc电路的参数包括：积分器的增益，前向放大器的系数，内部反馈电路的系数，以及反馈放大器的系数。可以通过调整参数中的至少一个，来调整多个极点中的至少一个极点，使得第二频率大于第一频率，且小于干扰频率。

在一个实施例中，该电路的信号传递函数还包括陷波点，陷波点出现在干扰信号附近。

在一个示例中，该电路的信号传递函数还包括至少n个陷波点，n个陷波点分别与至少一个干扰信号中的n个干扰信号的中心频率相等，其中，陷波点的个数小于或者等于干扰信号的个数，n为正整数。其中，陷波点的位置可以选择在干扰信号的中心频率处，具体是引入几个陷波点，是根据应用设计需求来确定的。

在一个示例中，当只有一个干扰信号时，陷波点只有一个，该陷波点与该唯一的干扰信号的中心频率相等。

在一个示例中，当有三个干扰信号时，陷波点可以有一个，两个或者三个。当只有一个陷波点时，该陷波点等于三个干扰信号中任意一个干扰信号的中心频率；当有两个陷波点时，这两个陷波点可以分别等于三个干扰信号中的任意两个干扰信号的中心频率；当有三个陷波点时，三个陷波点分别等于三个干扰信号的中心频率。

在一个示例中，可以通过调整积分器的增益，前向放大器的系数，内部反馈电路的系数，以及反馈放大器的系数中的一个或者多个，使得n个陷波点分别与至少一个干扰信号中的n个干扰信号的中心频率相等。

在一个具体的实施例中，以一个五阶的dsmadc电路为例，选取3个极点参与滤波，在干扰频率附近引入两个stf的实数零点。该电路的信号传递函数的的极点如图6所示，在图6中，没有被“○”圈起来的点为现有技术中的极点位置，被“○”圈起来的点为有极点参与滤波的极点位置，其stf，ntf如图7所示，在图7中，带有“×”标记的和带有“○”的曲线分别代表现有技术中的stf,ntf，带有“□”标记的和带有“☆”的曲线分别代表本发明实施例中的stf,ntf，从图7中可以看出，在频率为0.2×10⁷hz和0.4×10⁷hz处，出现了陷波，从而将adc的通带范围压缩到和adc的工作频段相匹配的范围，使得adc本身就自带滤波功能。

此电路的时域仿真结果图8中可以算出表它的动态范围达到了91db,在图8的基础上加入滤波特性得到图9，从图9中可以看出，同时在有强干扰情况下干扰信号被滤除而信号动态范围还保持在91db，和常规的滤波器加adc的结构相比，同样的五个积分器电路，我们实现了滤波陷波功能同时极大的提高了adc的信噪比接近30db。换言之，我们可以降低电路功耗节省电路面积。

本发明可以应用于离散时间与连续时间dsmadc，对于无线接收机电路，连续时间的dsmadc具备本身抗混叠效应，同时电路增益可以通过调整adc输入电阻大小来实现，从而无需另外使用滤波器/pga电路，极大地简化了接收机电路的设计，降低了功耗减小了面积。

采用本发明所述dsmadc，可以省去传统adc所需的滤波器电路，节省功耗与成本。同时，具有滤波器特性的dsmadc凭借对带外强干扰信号的抑制能力，相较传统dsmadc，可以以更少的阶数实现同等的干扰环境下的信号处理能力，自身也具有更高的能耗和成本优势。本发明所述dsmadc非常适合于低功耗、低成本的应用场景。

通过调整adc输入电阻实现增益调整，无线接收机不再需要传统的增益可调电路。

本发明实施例提供的无线接收机电路，使用带滤波特性的adc电路，该adc电路由于本身自带滤波特性，不再需要另外设置滤波器和adc组合使用。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。