用于混頻器的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大體涉及電子裝置，并且更具體地涉及用于混頻器的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在其中使用單頻變換將射頻(RF)信號下變頻的零拍接收機在許多應(yīng)用中已經(jīng)變?yōu)槠毡榈?，這是由于用來實施這樣的系統(tǒng)的RF部件的減少的復(fù)雜性。與將RF信號下變頻到中頻(IF)、對IF信號濾波、并且然后執(zhí)行一個或多個附加的頻率變換來將IF信號下變頻到基帶的外差接收機相比，零拍接收機可以使用單頻變換級來實施，從而消除一個或多個混頻和濾波級以及它們關(guān)聯(lián)的電路。
[0003]零拍混頻器所面臨的一個問題是LO信號的自混頻，其可以導(dǎo)致下變頻的基帶信號中的顯著的DC偏移電壓。在一些情況下，這些DC偏移電壓的幅度可以超過無線電接收機中的接收信號的幅度。在這樣的系統(tǒng)中，單個變換混頻器的輸出處的DC分量通過使用高通濾波網(wǎng)絡(luò)被移除，該高通濾波網(wǎng)絡(luò)包含阻斷DC信號的所使用的串聯(lián)電容器。
[0004]在其中所接收的基帶信號具有明顯的低頻含量的系統(tǒng)中，DC阻斷網(wǎng)絡(luò)的截止頻率可以被選擇以允許低頻含量通過。在一些情況下，串聯(lián)DC阻斷電容器的值可以是相對較大的值并且占據(jù)明顯數(shù)量的硅和/或電路板面積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]依照實施例，一種電路包含混頻器、低通濾波器電路和差分電路，該混頻器具有信號輸入端口、本地振蕩器輸入端口和輸出端口，該低通濾波器電路具有耦合到混頻器的輸出端口的輸入和被配置成連接到分流電容器的端子，該差分電路具有耦合到混頻器的輸出端口的第一輸入和耦合到低通濾波器的輸出的第二輸入。差分電路的輸出基本上抑制混頻器的輸出端口處的DC信號分量。
【附圖說明】
[0006]為了更全面理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在參考與附圖結(jié)合進(jìn)行的下面的描述，其中:
圖1圖示常規(guī)的零拍接收機系統(tǒng)；
圖2圖示實施例零拍接收機系統(tǒng)；
圖3a — b圖示實施例DC阻斷電路；
圖4a — b圖示實施例雷達(dá)系統(tǒng)；
圖5圖示實施例單個IQ接收機系統(tǒng)；
圖6圖示實施例雷達(dá)收發(fā)機集成電路；以及圖7圖不實施例方法的流程圖。
[0007]除非另外指示，否則不同附圖中的對應(yīng)數(shù)字和符號大體指代對應(yīng)的部分。附圖被繪制為清楚地圖示優(yōu)選的實施例的相關(guān)方面，并且不必按比例繪制。為了更清楚地圖示某些實施例，指示相同結(jié)構(gòu)、材料或過程步驟的變體的字母可以跟在附圖編號后面。
【具體實施方式】
[0008]下面詳細(xì)地討論本優(yōu)選的實施例的制作和使用。然而，應(yīng)當(dāng)意識到的是，本發(fā)明提供能夠在廣泛的各種特定上下文中具體化的許多可適用的發(fā)明概念。所討論的特定實施例僅僅說明制作和使用本發(fā)明的特定方式，并且不限制本發(fā)明的范圍。
[0009]將關(guān)于特定上下文(用于可以在零拍接收機中使用的DC阻斷電路的系統(tǒng)和方法)中的優(yōu)選的實施例來描述本發(fā)明。本發(fā)明的實施例還可以應(yīng)用到包含利用DC阻斷電容器的其它電路的其它系統(tǒng)和應(yīng)用，諸如RF通信系統(tǒng)、雷達(dá)收發(fā)機和實施RF系統(tǒng)的集成電路。
[0010]在本發(fā)明的實施例中，DC阻斷電路被耦合到單個變換或零拍接收機的輸出。這個DC阻斷電路使用低通濾波器和減法網(wǎng)絡(luò)來實施，該減法網(wǎng)絡(luò)從零拍接收機的未經(jīng)濾波的輸出中減去零拍接收機的輸出的經(jīng)低通濾波的版本以形成高通或DC阻斷的輸出。低通濾波器可以使用位于與接收機相同的娃襯底上的電容器來實施或可以在芯片外(例如在電路板上)被實施。在一些實施例中，可以在基帶信號的信號路徑中不使用串聯(lián)DC阻斷電容器的情況下實施零拍接收機的輸出。
[0011]本發(fā)明的一些實施例涉及被用于工業(yè)和汽車的調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)應(yīng)用的單片微波集成電路(MMIC)的實施。FMCW雷達(dá)系統(tǒng)在“全雙工模式”下操作，這意味著它們同時發(fā)送和接收。這樣的FMCW系統(tǒng)可以針對汽車應(yīng)用操作在24 GHz或77/79 GHz下，可以具有幾個接收通道，其中每個接收通道可以具有每個接收機鏈路兩個基帶輸出。還應(yīng)當(dāng)理解的是，實施例可以涉及除了 24 GHz和77/79 GHz以外的其它頻率。為了減少存在于這樣的雷達(dá)系統(tǒng)中的電路的數(shù)目，許多實施方式使用單個變換或零拍下變頻混頻器而不是外差混頻器。然而，由于LO泄露到接收機輸入中,這樣的系統(tǒng)傾向于大DC偏移。在常規(guī)的系統(tǒng)中，DC阻斷電容器被插入在下變頻混頻器的基帶輸出中。在一些常規(guī)的FMCW系統(tǒng)中，當(dāng)慢FMCW頻率斜坡(啁啾)被使用時，這些電容器可以是大的。例如，具有大約100 Hz的轉(zhuǎn)角頻率的高通濾波器可以使幾百毫微法拉的大DC阻斷電容器成為必要。
[0012]圖1圖示包含耦合到集成電路102的天線126的常規(guī)零拍接收機系統(tǒng)100。例如，LNA 104接收來自天線126的雷達(dá)信號并且使用正交混頻器106將接收的信號下變頻，該正交混頻器106包含I混頻器108、Q混頻器110和移相器112。外部耦合的電容器116、118、120和122被使用，以致減少或阻斷正交混頻器106的輸出處的DC分量。如所示出，總共八個接口引腳被用來將正交混頻器106的差分輸出路由到電容器116、118、120和112并回到芯片上以用于耦合到基帶電路124。
[0013]圖2圖示包含LNA 202、混頻器204和實施例DC阻斷電路206的實施例零拍接收機系統(tǒng)200的方塊圖。在實施例中，混頻器204的DC輸出通過使用低通濾波器實施高通傳遞功能而被衰減和/或消除。如所示出，DC阻斷電路206通過經(jīng)由加法模塊212從增益模塊208中減去低通濾波器210的輸出來產(chǎn)生高通響應(yīng)。在一些實施例中，可以使用分流RC濾波器網(wǎng)絡(luò)來實施低通濾波器210，該分流RC濾波器網(wǎng)絡(luò)不與混頻器204的輸出串聯(lián)耦合。通過從低通功能中創(chuàng)建高通功能，可以消除串聯(lián)DC阻斷電容器。在通過使用外部分流電容來部分實施低通功能的實施例中，僅單個封裝引腳可以被分派用于每個外部的電容器，而不是在一些實施例中兩個外部的引腳被使用于DC阻斷電容器。
[0014]圖3a圖示電路300的示意圖，該電路300使用運算放大器(OPAMP )302來實施實施例DC阻斷功能。如所示出，OPAMP 302的反相路徑包含反饋電阻器308和輸入電阻器304，而OPAMP 302的正相路徑包含由電阻器306和310以及電容器312所形成的低通濾波器。參考電壓Vref經(jīng)由電阻器310被耦合到OPAMP 302的正相輸入。如所示出，DC阻斷電路300實施具有較低拐角頻率的高通或DC阻斷，該較低拐角頻率由電阻器306和310以及電容器312的RC時間常數(shù)所確定。在一些實施例中，電阻器310和306的比率具有與電阻器308和304基本上相同的比率，其定義了電路300的電壓增益。在一些實施例中，DC阻斷電路300被設(shè)置在集成電路上并且電容器312經(jīng)由外部引腳ClI耦合到OPAMP 302的正相輸入。可替代地，電容器312可以被設(shè)置在與OPAMP 302和電阻器/304、306、308和310相同的集成電路上。
[0015]圖示的運算放大器電路配置具有饋送到OPAMP 302的兩個輸入的一個共同的輸入信號VIN。在OPAMP 302的截止頻率以下，輸入信號在反相輸入處以恒定和頻率無關(guān)的放大率被放大。在正相輸入處，輸入信號在它以與在反相輸入處相同的因子被放大之前被低通濾波。兩個特性在輸出處相加。結(jié)果，由于電路的低通到高通的變換，信號響應(yīng)具有高通特性。
[0016]圖3b圖示進(jìn)一步實施例電路320，該進(jìn)一步實施例電路320實施合適于與電流模式輸入一起使用的高通濾波器響應(yīng)。電流源322和324表示與正的信號電流成比例的輸入電流，并且電流源326和328表示與負(fù)的信號電流成比例的輸入電流。這些電流源322、324,326和328可以例如表示混頻器的輸出，該混頻器具有產(chǎn)生電流模式信號的電流模式輸出級或其它電路。如所示出，電流源322和326以及電阻器308耦合到OPAMP 302的反相節(jié)點并且形成反相信號路徑，