專利名稱：濾波電路和無線電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種濾波電路和無線電裝置，尤其是例如用于數(shù)字無線通信系統(tǒng)的高頻帶的濾波電路和無線電裝置。
背景技術：
有些傳統(tǒng)的使用放大器的濾波電路利用放大器的電導和電容來實現(xiàn)濾波特性。根據(jù)這種濾波電路，組成有源濾波器的前段的電導放大器的正相輸入端通過第1電阻器連接到第1輸入端，并通過第2電阻器連接到接地點。此外，第1電導放大器的負相輸入端通過第3電阻器連接到第2輸入端，并通過第4電阻器連接到外部輸出端。然后，使第1電阻器和第2電阻器之間的電阻值比與第3電阻器和第4電阻器之間的電阻值比相等，并且含有同相信號分量的信號被加到第1輸入端，另一個信號被加到第2輸入端。通過這種方法，傳統(tǒng)濾波電路采用每段由電容和電導放大器構成的多段結構，從而能夠得到急劇的衰減特性。
然而，傳統(tǒng)濾波電路和無線電裝置只是實現(xiàn)了低通型結構的濾波器，為在高頻帶實現(xiàn)帶通型結構需要組合低通型結構和高通型結構，此外，要獲得急劇衰減特性需要多段的結構，因此存在電容和電導放大器數(shù)量的增加帶來的電路的大型化造成電路集成化困難的問題。另一方面，為避免電路的大型化并減少濾波電路的段數(shù)而減少期望頻率分量的衰減量時，又帶來在高頻帶中難以實現(xiàn)急劇衰減特性或通過特性的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種濾波電路和無線電裝置，通過利用差分放大器的同相消除效果而在高頻帶中能夠保持衰減特性和通過特性。
該目的可通過如下方法來達到將輸入信號分配成兩個系統(tǒng)的分配信號，對其中一個分配信號進行頻率選擇，并輸出另外一個沒有進行頻率選擇的分配信號與進行了頻率選擇的分配信號之間的振幅分量的差。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的濾波電路的結構的方框圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖4A是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖4B是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖4C是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖5A是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖5B是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖5C是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的信號的功率和頻率的關系示意圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明實施例2的濾波電路結構的方框圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明實施例3的濾波電路結構的方框圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明實施例4的濾波電路結構的方框圖；圖11是表示根據(jù)本發(fā)明實施例5的無線電裝置結構的方框圖；圖12是表示根據(jù)本發(fā)明實施例6的無線電裝置結構的方框圖；圖13是表示根據(jù)本發(fā)明實施例7的無線電裝置結構的方框圖；以及圖14是表示根據(jù)本發(fā)明實施例8的無線電裝置結構的方框圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
實施例1圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實施例1的濾波電路108的結構的方框圖。
圖1中的信號輸入端101接收輸入信號并將其發(fā)送到分配器103。信號輸出端102輸出來自差分放大器107的輸出信號。分配器103將從信號輸入端101輸入的任意頻帶的信號分配為等振幅和等相位的兩個系統(tǒng)的分配信號，并將分配信號分別輸出到緩沖器104和緩沖器105。緩沖器104對從分配器103輸入的分配為兩個系統(tǒng)的分配信號之間的干擾進行抑制，并將信號輸出到差分放大器107。緩沖器105對從分配器103輸入的分配為兩個系統(tǒng)的分配信號之間的干擾進行抑制，并將信號輸出到濾波器106。濾波器106對從緩沖器105輸入的分配信號進行頻率選擇，并輸出到差分放大器107。差分放大器107將從緩沖器104向非反相輸入端輸入的分配信號與從濾波器106向反相輸入端輸入的分配信號之間的振幅分量的差輸出到信號輸出端102。
下面將根據(jù)圖2到圖6說明上述結構中的濾波電路108的操作。
首先，將對濾波器106的衰減特性是低通型、高通型或帶通型的情況進行說明。
一開始，如圖2所示，從信號輸入端101由輸入功率為P1的f1，f2，f3頻率分量所構成的信號。然后，由分配器103將該信號分配為等振幅的、功率為P2(P1＞P2)并且振幅減半的多個部分，并在濾波器106中對如圖3所示的這些信號輸出中的一個進行頻率選擇。結果，當濾波器106是低通型時，便得到如圖4A所示的功率按f1，f2，f3的順序遞減的輸出信號。另一方面，當濾波器106是高通型時，便得到如圖4B所示的功率按照f3，f2，f1的順序遞減的輸出信號。此外，當濾波器106是帶通型時，便得到如圖4C所示的f2功率最高而f1和f3的功率小于f2功率的信號。另一方面，分配器103輸出的另一個不進行任何頻率選擇，因此圖3中的信號被輸入到差分放大器107的非反相輸入端，而圖4中的信號被以相同相位輸入到反相輸入端。由于差分放大器107的同相信號消除作用，在信號輸出端102得到如圖5中所示的由分配器103分配并輸入到差分放大器107的分配信號之間的振幅分量的差的輸出信號。也就是說，當濾波器106采用低通型濾波器時，便得到如圖5A所示的低域振幅分量被消除并且功率按照f3，f2，f1的順序遞減的輸出信號。另一方面，當濾波器106采用高通型濾波器時，便得到如圖5B所示的高域振幅分量被消除并且振幅分量功率按照f1，f2，f3的順序遞減的輸出信號。另外，當濾波器106采用帶通型濾波器時，便得到如圖5C所示的f2功率最小而f1和f3的功率比f2功率大的輸出信號。如圖5所示，差分放大器107的每種頻率的輸出信號功率變?yōu)槊總€最大頻率的接收信號的功率乘以差分放大器增益而得到的P3(如果增益小于0[dB]則P2＞P3，如果增益等于或大于0[dB]則P2≤P3)。
接下來將對濾波器106的衰減特性為帶阻型時的情況進行說明。
如圖2所示，由功率為P1的頻率分量f1，f2，f3構成的信號從信號輸入端101輸入。然后，由分配器103將該信號分配為等振幅的、功率為P2(P1＞P2)并且振幅減半的多個部分，并在濾波器106中對如圖3所示的這些信號輸出中的一個進行頻率選擇。結果，便得到如圖6所示的f2功率最低而f1和f3的功率比f2功率高的輸出信號。另一方面，分配器103的其他信號輸出不進行任何頻率選擇，因此圖3中的信號被輸入到差分放大器107的非反相輸入端，圖6中的信號被以相同相位輸入到反相輸入端。由于差分放大器107的同相信號消除作用，在信號輸出端102得到如圖7所示的由分配器103分配并輸入到差分放大器107的分配信號之間的振幅分量的差的輸出信號。也就是說，得到如圖7中所示的f2功率最大而f1和f3的功率小于f2功率的輸出信號。這里，圖7中所示的差分放大器107的輸出信號功率變?yōu)閒2的接收信號的功率乘以差分放大器增益而得到的P3(如果增益小于0[dB]則P2＞P3，如果增益等于或大于0[dB]則P2≤P3)。
因此，當濾波器106的阻帶設定為期望頻帶并且對接收部分采用濾波電路1 08時，將濾波器106的通帶設定為干擾波頻帶；而當濾波電路108用于發(fā)送部分和本地振蕩部分時，將濾波器106的通帶設定為不必要的頻率分量頻帶，從而能夠僅將期望頻率分量提取出來。
來自信號輸出端102的輸出信號存在于濾波器106的阻帶，即使在阻帶的接收信號被阻止時產(chǎn)生一些損失，該損失對通帶的接收信號只有很小的影響而已。
因此，根據(jù)本實施例1，輸入信號被分配為兩個系統(tǒng)，差分放大器輸出由濾波器進行頻率選擇的一個分配信號與沒有進行頻率選擇的另一個分配信號之間的振幅分量的差，從而能夠保持高頻帶的衰減特性或通過特性。此外，根據(jù)本實施例1，當濾波器106采用阻止預定頻帶的帶阻型濾波器時，可以在高頻帶中實現(xiàn)具有急劇衰減特性的帶通型結構的集成化。此外，本實施例1在分配器103的兩個輸出端和后面的電路之間具有緩沖器104和105，并抑制來自分配器103的兩個輸出信號之間的干擾，從而改進衰減特性的穩(wěn)定性。
根據(jù)實施例1，沒有通過濾波器的分配信號被輸入到差分放大器107的反相輸入端，而通過濾波器的分配信號被輸入到非反相輸入端，但本實施例并不限于此，也可以適用于如下方式將差分放大器107的輸入端的極性反向，并將沒有通過濾波器的分配信號輸入到非反相輸入端，而將通過濾波器的分配信號輸入到反相輸入端。
實施例2圖8是表示根據(jù)本發(fā)明實施例2的濾波電路800結構的方框圖。
本實施例2中的濾波電路800對應于圖1中所示的實施例1中的濾波電路108中，增加了圖8中所示的調整電路801，比較器802，基準信號源803以及開關804。在圖8中，與圖1中相同的部分附以同樣的附圖標記進行標注，并省略其相關說明。
在圖8中，當調整電路801作為校正電路運作時，它對從緩沖器104輸入的分配信號進行與濾波器106對通帶的信號進行的相位旋轉量或振幅衰減量等量的相位旋轉或振幅衰減，并將結果信號輸出到比較器802和差分放大器107。此外，當調整電路801不作為校正電路運作時，它對從緩沖器104輸入的分配信號進行預定量的相位旋轉，從而使得從差分放大器107輸出的輸出信號的頻帶可變。也就是說，調整電路801將對緩沖器104輸入的分配信號進行相位旋轉的量設定為預定的值，從而使得從差分放大器107輸出的輸出信號的頻帶可變。
當調整電路801作為校正電路運作的情況下，在校正時比較器802檢測出差分放大器107的同相輸入信號之間的相位差或振幅差，將指示調整電路801校正量的第一控制信號輸出到調整電路801，從而調整調整電路801的校正量并在校正完成之后保存校正數(shù)據(jù)。另一方面，當調整電路801不作為校正電路運行的情況下，在相位旋轉量調整時比較器802檢測出差分放大器107的同相輸入信號之間的相位差，并將用于設定相位旋轉量而使差分放大器107輸出的輸出信號頻帶成為預定頻帶的第一控制信號輸出到調整電路801，從而調整由調整電路801設定的相位旋轉量，并保存在相位旋轉量調整完成之后設定的相位旋轉量。
更具體地說，在調整電路801作為校正電路運作和調整電路不作為校正電路運作的兩種情況下，比較器802都會將連接調整電路801和差分放大器107的非反相輸入端的傳輸路徑中點(連接中點)的電壓(第1電壓)與連接濾波器106和差分放大器107的反相輸入端的傳輸路徑中點(連接中點)的電壓(第2電壓)進行比較，并對調整電路801的校正量或相位旋轉量進行調整，從而使電壓差低于預定值。此外，在調整電路801作為校正電路運作和調整電路801不作為校正電路運作這兩種情況下，比較器802都控制開關804的切換。當分配器103的輸入信號頻率較高并超過比較器802的允許比較操作范圍時，比較器802內部提供了分頻電路來降低比較頻率。
這里，“校正時”是指將相位旋轉或振幅衰減設定為與濾波器106為通帶的信號給出的相位旋轉或振幅衰減的量相等的調整階段，“校正完成時”是指完成了設定相位旋轉或振幅衰減的階段，“相位旋轉量調整時”是指設定相位旋轉量以從差分放大器107得到期望頻帶的輸出信號的調整階段，“相位旋轉量調整完成時”是指完成了設定相位旋轉量的階段。當調整電路801作為校正電路運作時，在校正時，每次從調整電路801和濾波器106輸入分配信號時比較器802都反復檢測相位差或振幅差，并調整校正量以使檢測出的相位差或振幅差減少到預定值。
另一方面，在調整電路801不作為校正電路運作的情況下，在相位旋轉量調整時，每次從調整電路801和濾波器106輸入分配信號時比較器802都反復檢測相位差，并調整相位旋轉量直到相位差達到預定值為止，從而能夠得到預定頻帶的輸出信號。在調整電路801的校正時以及相位旋轉量調整時，基準信號源803以一定的輸出電平進行掃頻，并輸出到分配器103?；诒容^器802的控制，在校正完成時和相位旋轉量調整完成時，開關804在信號輸入端101和分配器103之間短路；在校正時和相位旋轉量調整時，開關804在基準信號源803和分配器103之間短路。
此外，在校正時和相位旋轉量調整時從差分放大器107輸出的振幅分量被丟棄，而在校正完成時和相位旋轉量調整完成時比較器802置于休止狀態(tài)并且不向比較器輸出任何信號。
基于到達本發(fā)明過程中的研究得知，當差分放大器107的兩個輸入端的同相輸入信號的相位誤差或振幅誤差等于或高于預定值時，同相信號消除效果會降低，可以說在實現(xiàn)濾波電路800的急劇衰減特性中減少上述相位誤差和振幅誤差是很重要的。
因此，下面將對一種能夠高精度地校正上述相位誤差和振幅誤差的方法和過程進行說明。
在理想環(huán)境下并當濾波電路800的組成部件間沒有差異時，調整電路801設定為能夠提供與濾波器106所產(chǎn)生的相等的相位旋轉量和振幅衰減量。
當濾波電路800由離散的部件構成時，調整電路801可以針對用于濾波器106的每個部件進行調整，然而當濾波電路800的組成部件形成于同一半導體襯底時，不能根據(jù)各組成部件的特性差異進行個別調整，因此本實施例2當濾波電路800的電源打開時首先使用開關804將到分配器103的信號的輸入路徑切換到基準信號源803這一側，并使用比較器802對輸入到差分放大器107的兩信號之間的相位誤差和振幅誤差進行監(jiān)視，控制調整電路801以使得相位誤差和振幅誤差收斂到預定的誤差范圍。此外，當下一次以后打開電源時，可以采用再次進行校正操作的方法，或者采用將在這次校正時輸出到校正電路的第一控制信號保存在比較器802中并固定調整電路801的狀態(tài)的方法，并且以能夠處理上述兩種情況為目的來組成調整電路801。
接著，在如溫度變化等環(huán)境變化的情況下，在濾波器106產(chǎn)生的相位旋轉量和振幅衰減量可能會從電源打開時的值發(fā)生變化，從而可以在濾波電路800被設定為休止狀態(tài)的時刻通過執(zhí)行類似于當電源打開時的校正來提高校正精度。其余的操作與實施例1中的相同，因此省略其相關說明。此外，各輸出信號與圖2～圖7中的相同，因此省略其相關說明。
接下來將對調整電路801給出與濾波器106的通帶中相等的振幅衰減量并調整相位旋轉量的情況進行說明。
如上所述，當由調整電路801給出的相位旋轉量與濾波器106的通帶中的相等時，濾波器106和濾波電路800的頻率特性反轉。另外，濾波器106的截止頻率(3dB衰減點)和濾波電路800相同。
當由調整電路801給出的相位旋轉量不同于濾波器106的通帶中同一頻率的相位旋轉量時，無法得到差分放大器107的同相消除效果，甚至濾波器106的通帶內的區(qū)域也不再是濾波電路800的阻帶。因此，可以使濾波電路800的截止頻率可變。
如上所述，除了上述實施例1的效果之外，本實施例2通過采用了用于校正的基準信號源803、調整電路801和比較器802，將差分放大器107的兩個輸入端的同相輸入信號的相位誤差或振幅誤差抑制成低于預定值的值，從而實現(xiàn)非常急劇的衰減特性。此外，實施例2在調整電路801的校正時在基準信號源和分配器之間短路，并對基準信號源的輸出頻率進行掃頻，從而能夠實現(xiàn)更高精度的校正。
當調整電路801不作為校正電路運作時，本實施例2僅調整相位旋轉量，但本發(fā)明并不限于此，也可適用于如下方式調整電路801調整振幅衰減量并調整相位旋轉量，對從緩沖器104輸入的分配信號給出與濾波器106對通帶的信號給出的相位旋轉量和振幅衰減量相等的相位旋轉和振幅衰減，并同時調整從差分放大器107輸出的輸出信號的頻帶。在這種情況下，調整輸出信號頻帶的調整電路可以不同于給出相位旋轉量和振幅衰減量的校正電路，或者也可以將這兩個電路作為共用的一個電路。
實施例3圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例3的濾波電路900的結構方框圖。
如圖9所示，根據(jù)本實施例3的濾波電路900對應于圖8中所示的根據(jù)實施例2的濾波電路800，增加了選擇器903，用濾波器901代替了濾波器106，用調整電路902代替了調整電路801。在圖9中，與圖1和圖8相同的組成部分附以同樣的附圖標記進行標注，將省略其相關說明。
在圖9中，濾波器901具有由電感器和電容構成的帶阻型結構，并通過使電感值或電容值可變從而使得阻帶可變。也就是說，濾波器901阻止預定通信頻帶內的一部分頻率分量的通過，并僅允許預定的頻率分量通過。接著，濾波器901將從緩沖器105輸入的分配信號的通帶內，阻帶以外的通帶內的頻率分量輸出到差分放大器107。當調整電路902作為校正電路運作的情況下，調整電路902對緩沖器104的輸出信號給出與由濾波器901對通帶的信號給出的相位旋轉量和振幅衰減量相等的相位旋轉和振幅衰減，并輸出到差分放大器107和比較器802。另一方面，當調整電路902不作為校正電路運作的情況下，調整電路902對從緩沖器104輸入的分配信號給出預定的相位旋轉量，從而能夠使差分放大器107輸出的輸出信號的頻帶可變。也就是說，調整電路902將要對從緩沖器104輸入的分配信號給出的相位旋轉量設定為預定的相位旋轉量，從而能夠使從差分放大器107輸出的輸出信號的頻帶可變，就像使通過濾波器106的分配信號的頻帶可變的情況那樣。選擇器903基于從檢波電路(未示出)輸入的選擇濾波器901的頻帶的頻帶選擇信號而控制濾波器901的阻帶，同時向調整電路902輸出用于根據(jù)濾波器901的阻帶變化產(chǎn)生的相位旋轉量和振幅衰減量的變化來控制調整電路902的相位旋轉量和振幅衰減量的第2控制信號。此外，在校正時差分放大器107輸出的振幅分量被丟棄，并且在校正完成時比較器802被設定為休止狀態(tài)，不向比較器輸出任何信號。
下面將對上述結構的濾波電路900的操作進行說明。
通過應用濾波電路900的無線電設備的用戶手動選擇或者基于所述無線電設備檢測到的接收電場強度以及基站控制信道信息的自動選擇，頻帶選擇信號被輸入到選擇器903。頻帶可變信號從接收到頻帶選擇信號的選擇器903輸出到濾波器901，并且濾波器901的阻帶被固定。
當接收到選擇不同于上次的頻帶的頻帶選擇信號時，在濾波器901中由于阻帶的改變，通帶內的相位旋轉量和振幅衰減量也發(fā)生變化。當調整電路902對輸入信號給出固定的相位旋轉量和振幅衰減量時，濾波電路900不能維持衰減特性，因此調整電路902保存隨著頻帶可變信號變化而變化的濾波器901的通帶的相位旋轉量和振幅衰減量相應的輸入信號校正數(shù)據(jù)，或者提供對應于每種相位旋轉量和振幅衰減量的個別電路，基于頻帶可變信號，選擇器903根據(jù)第二控制信號改變調整電路902的狀態(tài)。在上述改變完成之后，通過與實施例2種相同的過程，將差分放大器107兩個輸入端的同相輸入信號的相位誤差或振幅誤差抑制到低于預定值。此外，當調整電路902不作為校正電路運作時，調整電路902對從緩沖器104輸入的分配信號給出預定的相位旋轉的量，從而可以通過與濾波器901改變阻帶同樣的方式來改變從差分放大器107輸出的輸出信號的頻帶。其余的操作與實施例1和實施例2中相同，因此省略其相關說明。此外，各輸出信號與圖2、圖3、圖6和圖7中的相同，因此省略其相關說明。
如上所示，除了實施例1和實施例2的效果之外，本實施例3的濾波器901采用了帶阻型結構，從而能夠使通帶可變的帶通型濾波器集成化。此外，根據(jù)本實施例3，控制濾波器901的阻帶的同時也根據(jù)濾波器901的阻帶控制調整電路902的相位旋轉量和振幅衰減量，從而能夠靈活的處理期望頻帶的改變，并實現(xiàn)更急劇的衰減特性。此外，本實施例3能夠采用濾波器901和調整電路902來改變從差分放大器107輸出的輸出信號的頻帶，從而能夠高速地得到期望頻帶的輸出信號。
根據(jù)本實施例3，頻帶選擇信號從濾波電路900的外部輸入進來，但本實施例并不限于此，也可以適用于如下方式生成頻帶選擇信號的功能與濾波電路900的功能合為一體，提供頻帶選擇信號生成部分，并且頻帶選擇信號從濾波電路900內部的頻帶選擇信號生成部分輸入到選擇器903。
實施例4圖10是表示根據(jù)本發(fā)明實施例4的濾波電路結構的方框圖。
如圖10所示，根據(jù)本實施例4的濾波電路1000在根據(jù)圖1所示的實施例1的濾波電路108中增加了檢波電路1001，開關1002，開關1005和開關1006，并且用差分放大器1007代替了原來的差分放大器107。此外，在圖10中，與圖1中相同的組成部分附以同樣的附圖標記進行標注，并省略其相關說明。
在圖10中，檢波電路1001檢測期望頻帶以外的干擾波或不必要的頻率分量，并且當檢測到干擾波或不必要的頻率分量時，檢波電路1001改變開關1002使得信號輸入端101和分配器103相連；而當沒有檢測到干擾波或不必要的頻率分量時，檢波電路1001改變開關1002使得信號輸入端101與差分放大器1007的非反相輸入端相連。開關1002包括開關端1003和開關端1004，基于檢波電路1001的檢測結果在信號輸入端101和開關端1003或開關端1004之間短路，從而當信號輸入端101連接到差分放大器1007的非反相輸入端時和信號輸入端101連接到分配器103時切換路徑。開關1005基于檢波電路1001的檢測結果當緩沖器104連接到差分放大器1007的非反相輸入端的情況下和當緩沖器104不連接到任何電路的情況下切換路徑。開關1006基于檢波電路1001的檢測結果，當差分放大器1007的反相輸入端接地和反相輸入端連接到濾波器106的情況下切換路徑。差分放大器1007將從緩沖器104輸入到非反相輸入端的分配信號與從濾波器106輸入到反相輸入端的分配信號之間的振幅分量之差或者從信號輸入端101輸入到非反相輸入端的輸入信號和接地反相輸入端之間的振幅分量之差輸出到信號輸出端102。此外，差分放大器1007基于檢波電路1001的檢測結果改變增益。也就是說，差分放大器1007為輸入的分配信號給出補償當分配器103分配輸入信號時所產(chǎn)生的輸入信號衰減的增益。
下面將對如上所示構成的濾波電路的操作進行說明。
當檢波電路1001沒有檢測到干擾波或不必要的頻率分量時，開關1002在開關端1003和信號輸入端101之間短路，開關1005斷開輸入端和輸出端，開關1006在輸入端和輸出端之間短路，并將差分放大器1007的反相輸入端接地，同時將差分放大器1007的增益設定為G1[dB]。另一方面，當檢波電路1001檢測到干擾波或不必要的頻率分量時，開關1002在開關端1004和信號輸入端101之間短路，開關1005在輸入端和輸出端之間短路，開關1006斷開輸入端與輸出端，同時將差分放大器1007的增益設定為G2(G2＝G1+3)[dB]來補償濾波器106的衰減，從而抑制切換電路時信號輸出端102的電平變化。其他操作與實施例1中的相同，將省略其相關說明。另外，各輸出端信號與圖2～圖7中的相同，因此省略其相關說明。
因此，除了實施例1中的效果之外，在沒有干擾波和不必要的頻率分量存在時，本實施例4切換開關1002以使得信號輸入端101直接連接到差分放大器1007的非反相輸入端，從而在濾波器106的操作/非操作之間進行切換，防止期望頻率的接收信號衰減，從而抑制差分放大器1007的增益并減少電流消耗。此外，當檢波電路1001檢測到期望頻率之外的頻率分量時，本實施例4將差分放大器1007的設定切換為補償信號分配時衰減的增益，從而能夠保持輸出電平不變。
在本實施例4中，從緩沖器104輸出的分配信號直接輸入到差分放大器1007的非反相輸入端，但本發(fā)明并不限于此，如同在實施例2中的情況那樣，也可以在緩沖器104和差分放大器1007的非反相輸入端之間增加校正電路來將差分放大器1007的兩個輸入端的同相輸入信號的相位誤差或振幅誤差抑制到低于預定值，或者在濾波器106采用阻帶可變的帶阻型濾波器，同時增加校正電路來將差分放大器1007的兩個輸入端的同相輸入信號的相位誤差或振幅誤差抑制到低于預定值或增加以可變方式改變?yōu)V波器106的頻帶的選擇器。這便允許濾波電路實現(xiàn)更急劇的衰減特性。此外，在實施例4中，通過濾波器106的分配信號頻帶是固定的，但本發(fā)明并不限于此，也可以適用于如下方式濾波器106采用帶阻型結構，并且像實施例3中的情況那樣備有選擇器，并且使濾波器106的阻止通過的頻帶可變。此外，當檢波電路1001檢測到干擾波或不必要的頻率分量時，本實施例4將差分放大器1007的增益增加3[dB]，但本實施例并不限于此，增益也可以設定為任意值。
實施例5圖11是表示根據(jù)本發(fā)明實施例5的無線電裝置1100的結構的方框圖。低噪聲放大器1101，濾波電路1102和混頻器1103構成了高頻部分1104。
在圖11中，低噪聲放大器1101將天線1105接收到的接收信號進行放大，并將放大的信號輸出到濾波電路1102。濾波電路1102允許從低噪聲放大器1101輸入的接收信號的期望頻率分量通過，并輸出到混頻器1103。這里，對于濾波電路1102，圖1中濾波電路108、圖8中的濾波電路800、圖9中的濾波電路900以及圖10中的濾波電路1000之中的任何一個都可以適當?shù)貞?。混頻器1103轉換從濾波電路1102輸入的接收信號的頻率，并將接收信號輸出到解調器1106。解調器1106將從混頻器1103輸入的接收信號解調，并得到接收數(shù)據(jù)。
下面將對如上所示構成的無線電裝置1100的操作進行說明。
存在于低噪聲放大器1101的輸出中的期望頻帶以外的干擾波或不必要的頻率分量被濾波1102衰減以防止混頻器1103的飽和。濾波電路1102的操作與實施例1～實施例4中任意一個中所描述的相同，將省略其相關說明。
除了實施例1～實施例4的效果之外，本實施例5采用濾波電路1102對存在于低噪聲放大器1101之中的期望頻帶以外的干擾波或不必要的頻率分量進行衰減，防止混頻器1103的飽和，從而能夠抑制解調器1106的敏感度惡化。此外，通過在濾波電路1102中采用與濾波電路108、800、900、1000之中的任何一個相同的結構，本實施例5使高頻部分1104在相同的半導體襯底上形成更加容易，因為所有這些濾波電路都具有高度的集成性和親和性(affinity)，從而能夠實現(xiàn)無線電裝置1100的小型化，并減少部件數(shù)量。
在本實施例5中，濾波電路1102配置于低噪聲放大器1101和混頻器1103之間，但本實施例并不限于此，也可以適合于如下方式濾波電路1102在高頻部分1104中配置于低噪聲放大器1101和混頻器1103之間以外的位置，從而加強了高頻帶中濾波電路的集成化，并得到急劇的衰減特性。此外，在本實施例5中，濾波電路1102用于高頻部分1104中，但本發(fā)明并不限于此，濾波電路1102也可以在除了高頻部分1104以外的低頻部分等中使用。
實施例6圖12是表示根據(jù)本發(fā)明實施例6的無線電裝置1200結構的方框圖。調制器1201，濾波電路1202和功率放大器1203構成高頻部分1204。
在圖12中，調制器1201對從基帶部分1206輸入的傳輸信號進行調制，并將調制后的信號輸出到濾波電路1202。濾波電路1202允許從調制器1201輸入的傳輸信號的期望頻率分量通過，并將該頻率分量輸出到功率放大器1203。這里，圖1中的濾波電路108，圖8中的濾波電路800，圖9中的濾波電路900以及圖10中的濾波電路1000之中的任何一個都可以適當?shù)挠糜跒V波電路1202。功率放大器1203將從濾波電路1202輸入的傳輸信號的發(fā)送功率放大，并將傳輸信號從天線1205發(fā)送出去。基帶部分1206將發(fā)送數(shù)據(jù)處理到基帶，生成傳輸信號，并將生成的傳輸信號輸出到調制器1201。
下面將對如上所示結構的無線電裝置1200的操作進行說明。
存在于調制器1201的輸出中的期望頻帶以外的不必要的頻率分量在濾波電路1202中衰減。濾波電路1202的操作與實施例1～實施例4的相同，將省略其相關說明。
如上所述，除了實施例1～實施例4的效果之外，本實施例6采用濾波電路1202將調制器1201的輸出中存在的期望頻帶以外的不必要的頻率分量進行衰減，從而抑制來自天線1205的不必要的輻射。此外，通過將濾波電路1202采用與濾波電路108、800、900、1000其中任意一個相同的結構，本實施例6使高頻部分1204在相同的半導體襯底上的形成更加容易，因為所有這些濾波電路都具有高度的集成性和親和性，從而能夠實現(xiàn)無線電裝置1200的小型化并減少部件的數(shù)量。
在本實施例6中，濾波電路1202配置于調制器1201和功率放大器1203之間，但本發(fā)明并不限于此，也可適用于如下方式濾波電路1202在高頻部分1204中位于調制器1201和功率放大器1203之間以外的位置，以增強高頻帶中濾波電路的集成化，并得到急劇的衰減特性。此外，在本實施例6中，濾波電路1202用于高頻部分1204，但本發(fā)明并不限于此，濾波電路1202也可以用于除了高頻部分1204以外的低頻部分等。
實施例7圖13是表示根據(jù)本發(fā)明實施例7的無線電裝置1300的結構的方框圖。
根據(jù)本實施例7的無線電裝置1300對應于根據(jù)圖11中所示的實施例5的無線電裝置1100，增加了局部振蕩器1301和濾波電路1302，如圖13所示。在圖13中，與圖11中相同的組成部分附以同樣的附圖標記進行標注，并省略其相關說明。
低噪聲放大器1101，濾波電路1102，混頻器1103，局部振蕩器1301以及濾波電路1302構成高頻部分1303。
在圖13中，局部振蕩器1301生成用于頻率轉換的預定頻率的信號，并將該信號輸出到濾波電路1302。濾波電路1302允許從局部振蕩器1301輸入的用于頻率轉換的信號的期望頻率分量通過，并將期望的頻率分量輸出到混頻器1103。這里，圖1中的濾波電路108，圖8中的濾波電路800，圖9中的濾波電路900以及圖10中的濾波電路1000之中的任何一個都可以適當?shù)挠糜跒V波電路1302。
在如上所示結構的無線電裝置1300中，局部振蕩器1301的輸出中存在的期望頻帶以外的不必要的頻帶分量在濾波電路1302中衰減。
因此，除了實施例1～實施例4的效果之外，本實施例7將局部振蕩器1301的輸出中存在的期望頻率分量以外的不必要的頻率分量進行衰減，從而能夠抑制混頻器1103產(chǎn)生的相互調制失真，并抑制了解調器1106敏感度的惡化。此外，通過濾波電路1302采用與濾波電路108、800、900、1000之中的任意一個相同的結構，本實施例7使高頻部分1303在相同的半導體襯底上的形成更加容易，因為所有這些濾波電路都具有高度的集成性和親和性，從而能夠實現(xiàn)無線電裝置1300的小型化，并減少部件的數(shù)量。
在本實施例7中，濾波電路1102在高頻部分1303中放置于低噪聲放大器1101和混頻器1103之間，并濾波電路1302在高頻部分1303中放置于局部振蕩器1301和混頻器1103之間，但本發(fā)明并不限于此，也可以適用于如下方式濾波電路1102在高頻部分1303中置于低噪聲放大器1101和混頻器1103之間以外的位置，或者濾波電路1302在高頻部分1303中置于局部振蕩器1301和混頻器1103之間以外的位置，以增強高頻帶內濾波電路的集成化，并得到急劇的衰減特性。此外，在本實施例7中，濾波電路1102、1302用于高頻部分1303，但本發(fā)明并不限于此，濾波電路1102、1302也可以用于除了高頻部分1303以外的低頻部分等中。
實施例8圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例8的無線電裝置1400結構的方框圖。分配器1403，1/2分頻器1404，差分放大器1405，偶諧波混頻器1406，偶諧波混頻器1407，濾波電路1408以及濾波電路1409構成頻率轉換電路1410。此外，正交解調器1411a和1411b構成接收器1412。此外，正交調制器1414a和1414b構成接收器1415。這里，接收器1412是使用無線頻率為2.5×f0的直接轉換接收器，而接收器1415則是使用無線頻率f0的直接轉換接收器。
在圖14中，局部振蕩器1401生成頻率f0并將其輸出到分配器1402。分配器1402將從局部振蕩器1401輸入的頻率為f0的信號進行分配，并將分配信號輸出到分配器1403和移相器1413。分配器1403將從分配器1402輸入的信號進行分配，并將分配的信號輸出到1/2分頻器1404和差分放大器1405的非反相輸入端。1/2分頻器1404將從分配器1403輸入的信號頻率分為1/2并將其輸出到偶諧波混頻器1406以及偶諧波混頻器1407。差分放大器1405的反相輸入端接地，并且差分放大器1405將從分配器1403輸入的分配信號輸出到偶諧波混頻器1406、1407。偶諧波混頻器1406混合差分放大器1405的輸出頻率的兩倍(2×f0)和1/2分頻器1404的輸出頻率(0.5×f0)，并將混合后的頻率輸出到濾波電路1408。偶諧波混頻器1407將差分放大器1405的輸出頻率的兩倍(2×f0)和1/2分頻器1404的輸出頻率(0.5×f0)相混合，并將混合的頻率輸出到濾波電路1409。濾波電路1408允許從偶諧波混頻器1406輸入的信號的期望頻率分量通過，并將期望的頻率分量輸出到正交解調器1411a。這里，圖1中的濾波電路108、圖8中的濾波電路800、圖9中的濾波電路900、以及圖10中的濾波電路1000之中的任意一個都可適當?shù)挠糜跒V波電路1408。濾波電路1409允許從偶諧波混頻器1407輸入的信號的期望頻率分量通過，并將期望的頻率分量輸出到正交解調器1411b。這里，圖1中的濾波電路108、圖8中的濾波電路800、圖9中的濾波電路900以及圖10中的濾波電路1000之中的任意一個都可適當?shù)挠糜跒V波電路1409。正交解調器1411a對從濾波電路1408輸入的信號進行正交解調，并得到接收數(shù)據(jù)。正交解調器1411b將從濾波電路1409輸入的信號進行正交解調，并得到接收數(shù)據(jù)。移相器1413根據(jù)從分配器1402輸入的分配信號生成具有90度相位差的兩個波，并將這兩個波輸出到正交解調器1414a和正交解調器1414b。正交解調器1414a將從移相器1413輸入的信號進行正交解調，并得到接收數(shù)據(jù)。正交解調器1414b對從移相器1413輸入的信號進行正交解調，并得到接收數(shù)據(jù)。
下面將對如上所示結構的無線電裝置1400的操作進行說明。
在偶諧波混頻器1406、1407的輸出端，以相等的振幅出現(xiàn)期望信號分量的2.5×f0和不必要頻率分量的1.5×f0。通過構成濾波電路108,800或1000的濾波器106采用低通性，可以僅提取出期望頻率分量。
當除了上述頻率分量以外的任何頻率分量作為不必要頻率存在的情況可以采用濾波器106結構的低通型轉為帶阻型的濾波器901來處理。
這里，例如，假定f0為2GHz頻帶，5GHz頻帶的輸出信號可以從頻率轉換電路1410中提取出來，因此通過提供2GHz頻帶的局部振蕩器，可以實現(xiàn)適用于2GHz頻帶/5GHz頻帶的雙帶接收器。濾波電路1408，1409的操作與實施例1～實施例4中的相同，并省略其相關說明。
因此，除了實施例1～實施例4中的效果之外，本實施例8可以提供一種適用于雙帶系統(tǒng)的無線電裝置，減少了由于局部振蕩頻率帶來的不必要的頻率。
在本實施例8中，差分放大器1405的反相輸入端接地，分配信號輸入到非反相輸入端，但本發(fā)明并不限于此，也可以適用于如下方式差分放大器1405的輸入端極性反轉，非反相輸入端接地，分配信號輸入到反相輸入端。此外，本實施例8使用差分放大器1405，但本發(fā)明并不限于此，并且采用分配器來代替差分放大器1405也可以得到同樣的效果。此外，本實施例8將頻率轉換電路1410應用于直接轉換接收器，但本發(fā)明并不限于此，通過將頻率轉換電路1410應用于直接轉換發(fā)送器也可以得到同樣的效果。
如上所述，本發(fā)明可以使用差分放大器的同相消除效果來保持高頻帶的衰減特性或通過特性。
本說明書基于2002年11月1日提交的日本專利申請第2002-319745號和2003年5月29日提交的日本專利申請第2003-152532號，其全部內容都包含于此以資參考。
工業(yè)實用性本發(fā)明更適合應用于如數(shù)字無線通信系統(tǒng)等使用的高頻帶濾波電路和無線電裝置。
權利要求
1.一種濾波電路，包括分配器，將輸入信號分配為兩個系統(tǒng)的分配信號；濾波器，對由所述分配器分配的所述分配信號中的一個進行頻率選擇以通過預定頻帶；以及差分放大器，輸出由所述分配器分配的所述另一個分配信號和被所述濾波器進行頻率選擇的所述一個分配信號之間的振幅分量的差。
2.如權利要求1所述的濾波電路，還包括緩沖器，抑制所述分配器分配的兩個系統(tǒng)的分配信號之間的干擾，其中所述濾波器對由所述緩沖器抑制干擾的所述一個分配信號進行頻率選擇；并且所述差分放大器輸出由所述緩沖器抑制干擾的所述另一個分配信號和由所述濾波器進行頻率選擇的所述一個分配信號之間的振幅分量的差。
3.如權利要求1所述的濾波電路，還包括校正電路，向所述另一個分配信號給出與所述一個分配信號通過所述濾波器的頻帶中的相位旋轉和振幅衰減相等的相位旋轉量或振幅衰減量，其中，所述差分放大器輸出由所述校正電路給出所述相位旋轉量或所述振幅衰減量的所述另一個分配信號與由所述濾波器進行頻率選擇的所述一個分配信號之間的振幅分量的差。
4.如權利要求3所述的濾波電路，還包括基準信號源，產(chǎn)生基準信號來調整由所述校正電路提供給所述另一個分配信號的所述相位旋轉量或所述振幅衰減量；以及開關，執(zhí)行切換使得當所述校正電路調整要提供給所述另一個分配信號的所述相位旋轉量或所述振幅衰減量時將所述基準信號輸入到所述分配器，并執(zhí)行切換使得當所述校正電路對所述另一個分配信號給出所述相位旋轉量或所述振幅衰減量時將輸入信號輸入到所述分配器，其中，所述分配器當所述校正電路調整要提供給所述另一個分配信號的所述相位旋轉量或所述振幅衰減量時將所述基準信號分配為兩個系統(tǒng)的信號，當所述校正電路向所述另一個分配信號給出所述相位旋轉量或所述振幅衰減量時將所述輸入信號分配為兩個系統(tǒng)的信號。
5.如權利要求3所述的濾波電路，還包括比較器，將第1電壓與第2電壓進行比較，這里第1電壓是連接所述校正電路和所述差分放大器的傳輸路徑中點電壓，第2電壓是連接所述濾波器和所述差分放大器的傳輸路徑中點電壓，其中，所述校正電路對所述另一個分配信號給出所述相位旋轉量或所述振幅衰減量，直到得到所述比較器的比較結果為所述第1電壓和所述第2電壓的差低于預定值。
6.如權利要求1所述的濾波電路，其中，所述濾波器在阻止通過的阻帶中阻止所述一個分配信號通過來對所述一個分配信號進行頻率選擇，并且所述差分放大器輸出通過所述濾波器的所述一個分配信號與所述另一個分配信號之間的振幅分量的差。
7.如權利要求3所述的濾波電路，其中，所述濾波器在阻止通過的阻帶中阻止所述一個分配信號通過，從而對所述一個分配信號進行頻率選擇并使所述阻帶可變，并且每次當阻帶變化時，所述校正電路對所述另一個分配信號給出與所述一個分配信號通過所述阻帶變化的所述濾波器的頻帶中的相位旋轉和振幅衰減相等的相位旋轉量和振幅衰減量。
8.如權利要求1所述的濾波電路，還包括調整電路，對由所述分配器分配的所述另一個分配信號給出預定的相位旋轉量，并使向所述另一個分配信號給出的所述相位旋轉量可變，其中，所述差分放大器輸出由所述調整電路給出所述相位旋轉量的所述另一個分配信號與由所述濾波器進行頻率選擇的所述一個分配信號之間的振幅分量的差。
9.如權利要求1所述的濾波電路，還包括檢波電路，檢測期望頻率分量以外的頻率分量；以及開關，執(zhí)行切換來當所述檢波電路檢測到期望頻率分量以外的頻率分量時選擇輸入信號通過所述分配器被輸入到所述差分放大器的傳輸路徑，當所述檢波電路僅檢測到期望頻率分量時選擇輸入信號不通過所述分配器而輸入到所述差分放大器的傳輸路徑，其中，所述差分放大器當所述檢波電路僅檢測到期望頻率分量時原樣地輸出所述輸入信號，當所述檢波電路檢測到期望頻率分量以外的任何頻率分量時輸出所述另一個分配信號和由所述濾波器進行了頻率選擇的所述一個分配信號之間的振幅分量的差。
10.如權利要求9所述的濾波電路，其中，當所述檢波電路檢測到期望頻率以外的頻率分量時，所述差分放大器輸出所述振幅分量之差加上用于補償由所述分配器分配輸入信號而產(chǎn)生的輸入信號衰減的增益。
11.一種包括濾波電路的無線電裝置，所述濾波電路包括分配器，將輸入信號分配成兩個系統(tǒng)的分配信號；濾波器，對所述分配器分配的所述分配信號中的一個進行頻率選擇以通過預定頻帶；以及差分放大器，輸出由所述分配器分配的所述另一個分配信號和由所述濾波器進行頻率選擇的所述一個分配信號之間的振幅分量的差。
12.一種選擇輸出信號的方法，包括將輸入信號分配成兩個系統(tǒng)的分配信號的步驟；通過阻止被分配在阻止通過的頻帶中的所述一個分配信號的通過來對所述一個分配信號進行頻率選擇的步驟；以及輸出所述另一個分配信號和所述經(jīng)過頻率選擇的所述一個分配信號之間的振幅分量的差的步驟。
全文摘要
分配器(103)將輸入信號分配成等振幅和等相位的兩個系統(tǒng)的分配信號。緩沖器(104、105)抑制分配到兩個系統(tǒng)的分配信號之間的干擾。濾波器(106)執(zhí)行頻率選擇，僅允許預定頻帶的分配信號通過。差分放大器(107)輸出經(jīng)濾波器(106)進行頻率選擇的分配信號與沒有經(jīng)過頻率選擇的分配信號之間的振幅分量的差。這樣便能夠保持高頻帶內的衰減特性或通過特性。
文檔編號H03F3/45GK1692550SQ20038010055
公開日2005年11月2日 申請日期2003年11月4日 優(yōu)先權日2002年11月1日
發(fā)明者清水克人 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社