具有占空比控制器的信号接收器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号接收器领域，更具体地说，涉及射频信号接收器。本发明还涉及一种抑制信号接收器的中间信号中来自具有基准谐振器的振荡器的至少一个高次谐波成分的相应的方法。
【背景技术】
[0002]为了电磁信号特别是射频信号的传送，需要适当的接收器。
[0003]传统的接收器设计如图1示出的实例。信号接收器I包括用于接收电磁信号的天线12。天线12与低噪声放大器(LNA) 14相连，该低噪声放大器适于放大天线12接收的信号。该LNA进一步与混和器16相连以将已放大和已接收的信号与由本地振荡器或晶体振荡器20提供的振荡信号50混合。混和器16的输出与带通滤波器18相连以过滤混和器16的中间信号和下变频(downconverted)的信号40。在图1中，中间信号40的频谱被示为频率(f)上的振幅或功率⑵。
[0004]一般而言，本地振荡器或晶体振荡器20使用具有基准谐振器如石英谐振器的信号发生器24，从而提供界限清楚并且相当稳定的基准频率信号。例如，对于典型的石英谐振器应用，具有基准谐振器24的信号发生器24在26MHz的基准频率上运行。一般而言，本地振荡器20进一步包括图1中未示出的PLL单元，该单元连接在信号发生器24与混和器16之间，以便提供高频振荡信号。在射频发送的情况下，信号接收器I例如可在蓝牙范围内工作，因此可使用在26MHz上工作的具有基于石英的基准谐振器22的信号发生器24在2.4GHz频带中工作。那么基于基准谐振器22的振荡器20的频率中的第93、94和95个高次谐波可与带通滤波器18的频带41 一致。
[0005]虽然基于基准谐振器的振荡器的这些高次谐波成分42可被抑制和衰减，天线所接收的电磁信号特别是在混和器16下变频之后接收的中间信号40)可能仍受到严重的干扰。当在单独的集成电路中实现信号接收器时，该问题变得更为突出。
[0006]另一具有高敏感度解调器的传统FSK射频信号接收器的实例在序号为2012/0164966 Al的美国专利申请中进行了描述。
[0007]序号为2012/0046005 Al的美国专利申请描述了具有振荡器占空比控制的无线通信设备。该设备需要同时操作调谐用于调节占空比的发送路径和接收路径，这是一个缺点。
【发明内容】
[0008]因此本发明的目标是提供一种改进的信号接收器，特别是用于接收射频信号的接收器，其中来自具有基准谐振器的振荡器的高次谐波的影响可被有效地减弱或者甚至完全地得到补偿。所述解决方案应该在空间和成本上是相当有效率的。此外，所述解决方法不会影响到信号接收器及其多种组件的常规操作和功能。
[0009]本发明的第一方面涉及信号接收器，特别是射频信号接收器。所述信号接收器包括用于接收电磁信号的天线。此外，所述信号接收器包括至少一个用于放大所述天线接收的信号的低噪声放大器(LNA)。因此，所述天线可直接与所述低噪声放大器互连。此外，所述信号接收器包括至少一个晶体或MEMS振荡器，其包括具有基准谐振器的信号发生器以生成具有预定占空比的振荡信号。
[0010]一般而言，MEMS或晶体振荡器是电子振荡电路，其使用压电材料的振荡的晶体或振荡的MEMS的机械谐振以创建具有相当精确的频率的电信号。基准谐振器可为MEMS谐振器或包括石英晶体，就像其经常电子应用中使用的那样。所述MEMS或晶体振荡器，即电子振荡电路，适于生成具有预定占空比的振荡信号。占空比定义了振荡信号的接通时间与关断时间的比率。一般而言，振荡信号以方形脉冲序列为特征，但是也可能以可被混和器处理的其它任何适当的波形为特征。
[0011]此外，信号接收器还包括混和器，其用于将从LNA获取的已放大和已接收的信号与从MEMS或晶体振荡器获取的振荡信号混合以生成中间信号，即下变频信号。此外，所述晶体或MEMS振荡器可在输出包括PLL单元以便为混和器提供振荡信号。混和器还可通过多种不同的方式实现。例如，混和器可包括或实现为二次采样混和器、吉尔伯特单元或实现为无源(passive)混和器，这只是其中几种。所述混和器从本地振荡器或从MEMS或晶体振荡器接收振荡信号并从LNA接收放大的信号作为输入信号。所述混和器然后在输出提供和生成由带通滤波器进一步处理的中间信号，该带通滤波器适于过滤由所述混和器提供的所述中间信号。
[0012]所述信号接收器进一步包括占空比控制器，其被耦合至所述MEMS或晶体振荡器，并且其进一步被耦合至所述带通滤波器的输出端。通过将所述占空比控制器连接到所述带通滤波器的输出，可使用所述占空比控制器分析在所述带通滤波器的所述输出获取的已过滤的中间信号的频谱。响应于该频谱分析，可操作所述占空比控制器以修改所述振荡信号的占空比。该修改可通过将所述占空比控制器耦合到所述MEMS或晶体振荡器来实施。
[0013]通过修改所述振荡信号的所述占空比，所述已过滤中间信号中来自具有拥有基准谐振器的所述信号发生器的所述振荡器的频率的高次谐波可被衰减或修改。因此，通过选择性地修改所述振荡信号的波形，其傅里叶频谱和混和器的输出被修改。通过这种方式，与所述带通滤波器中感兴趣的频带一致的特定高次谐波可在不修改所述振荡信号的所述频率的情况下在所述已过滤中间信号中被衰减。因此，所述振荡信号的所述占空比的修改在根本上既不影响信号混合，也完全不影响信号接收器的正常行为和操作。所述振荡信号的所述占空比的修改主要体现在所述振荡信号的傅里叶频谱的变化中，并且导致所述中间信号中来自具有所述基准谐振器的所述振荡器的频率的高次谐波的幅度分布的变化。
[0014]根据另一实施例，所述占空比控制器适于最小化所述已过滤中间信号中来自具有所述基准谐振器的所述振荡器的至少一个高次谐波成分的振幅。例如，如果所述信号接收器中感兴趣的频带为2.4GHz频带，则所述占空比控制器可操作以通过这样的方式调整或修改所述MEMS或晶体振荡器的振荡信号的占空比:所述方式使得来自所述MEMS或晶体振荡器的例如26MHz基准频率的高次谐波至少在所述已过滤的中间信号中被衰减或抑制。例如，26MHz基准频率的等于2.418GHz,2.444GHz和2.470GHz的第93、94和95个高次谐波可在所述已过滤中间信号中被有效地衰减或抑制。通过此方式，来自所述混和器下游的具有所述基准谐振器的所述振荡器的高次谐波的影响可被补偿或甚至被完全抑制。
[0015]根据另一实施例，所述占空比控制器包括测量单元以测量所述已过滤中间信号的选定谐波成分的幅度。所述测量单元通常与所述带通滤波器的输出相连和耦合。由于由所述占空比控制器、所述MEMS或晶体振荡器以及所述混和器和/或所述带通滤波器提供的调节环路可被操作以抑制来自具有所述基准谐振器的所述振荡器的所述基准频率的选定谐波，因此所述测量单元可特别适于测量所述幅度，即测量与来自具有所述基准谐振器的所述振荡器的高次谐波一致的所述已过滤中间信号的预定义谐波成分的振幅。
[0016]例如，所述测量单元可适于专门检测和感知所述基准频率的第93、94或95个高次谐波的幅度或振幅。所述已过滤中间信号的其它频率成分对于所述