專利名稱：具有dc偏移電壓校正的接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有dc偏移電壓校正的接收機(jī)和一種在解調(diào)信號(hào)中進(jìn)行dc偏移電壓校正的方法。該接收機(jī)特別用于根據(jù)藍(lán)牙(BluetoothTM)操作的無(wú)線電系統(tǒng)中，但并不專用于該應(yīng)用。
眾所周知，無(wú)線電接收機(jī)中存在并不希望有的dc偏移問題，同時(shí)也存在克服它的多種方案。專利說(shuō)明書WO 02/54692公開了一種具有可變閾值限幅器電路的接收機(jī)。這個(gè)說(shuō)明書的圖7顯示了一種采取了校正dc偏移電壓的措施的接收機(jī)的實(shí)施例，以便可以通過(guò)限幅解調(diào)信號(hào)來(lái)更精確地檢測(cè)出該信號(hào)中的數(shù)據(jù)。通過(guò)將解調(diào)后的輸入信號(hào)施加到差分級(jí)的第一輸入端來(lái)最初估計(jì)該dc偏移電壓。將選定的閾值電壓的默認(rèn)值施加到該差分電路的第二輸入端，從而獲得了一個(gè)包含dc偏移電壓估計(jì)加上噪聲的輸出電壓。該輸出電壓被施加到一個(gè)平均電路，在平均電路中在對(duì)應(yīng)于例如25比特周期的一個(gè)周期內(nèi)計(jì)算該電壓的平均值。用一個(gè)低通濾波器對(duì)該平均電路的輸出進(jìn)行濾波以便消除噪聲，并將結(jié)果存儲(chǔ)為dc偏移電壓。在操作中，從將要由一個(gè)比特限幅器使用的所選擇的閾值電路中減去所存儲(chǔ)的dc偏移電壓，并且將差分電壓作為修正的閾值電壓，該比特限幅器使用該修正的閾值電壓來(lái)限幅所述解調(diào)電壓。雖然這個(gè)電路的功能令人滿意，但是希望操作在由諸如BluetoothTM的系統(tǒng)所使用的頻率下的dc偏移電壓電路應(yīng)當(dāng)更加敏感。
在美國(guó)專利說(shuō)明書6,324,231B1、6,175,728B1、EP-A2-928215以及EP-B1-16503中公開了用于補(bǔ)償與信號(hào)傳輸路徑中的不希望有的干擾影響相關(guān)的dc偏移電壓、基線漂移和電平校正的其它技術(shù)。
當(dāng)存在諸如1或0的長(zhǎng)序列不變的數(shù)據(jù)時(shí)，某些dc偏移電壓補(bǔ)償方法就并非完全有效了。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于防止長(zhǎng)序列不變的數(shù)據(jù)影響dc偏移電壓的估計(jì)，以及使得偏移估計(jì)對(duì)頻率漂移敏感。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種接收機(jī)，該接收機(jī)包括用于解調(diào)一個(gè)接收信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)未校正解調(diào)信號(hào)的裝置、一個(gè)具有用于校正信號(hào)的輸出端的dc偏移電壓校正電路以及與該輸出端相耦合的數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，該dc偏移電壓校正電路包括一個(gè)用于該未校正解調(diào)信號(hào)的輸入端，一個(gè)用于檢測(cè)接收數(shù)據(jù)的比特限幅器，用于重新生成具有較小噪聲和dc偏移的解調(diào)信號(hào)的濾波裝置，用于從未校正解調(diào)信號(hào)中減去該重新生成的解調(diào)信號(hào)以便產(chǎn)生dc偏移電壓的減法裝置，以及一個(gè)用于將該dc偏移電壓反饋給該比特限幅器的反饋電路。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種在解調(diào)信號(hào)中進(jìn)行dc偏移電壓校正的方法，該方法包括獲得對(duì)解調(diào)信號(hào)的無(wú)dc估計(jì)，從該解調(diào)信號(hào)的同期版本(contemporaneous version)中減去對(duì)該解調(diào)信號(hào)的無(wú)dc估計(jì)以便獲得dc偏移電壓，以及從該解調(diào)信號(hào)中減去該dc偏移電壓。
本發(fā)明是基于這樣的原理即從輸入信號(hào)中消除解調(diào)信號(hào)的影響就將提供對(duì)dc偏移電壓的估計(jì)?？梢詮妮斎胄盘?hào)中減去這個(gè)估計(jì)以便提供一個(gè)信號(hào)，通過(guò)限幅可以精確地檢測(cè)到該信號(hào)中的數(shù)據(jù)。這種體系結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)避免使用具有相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)的濾波器，可以防止長(zhǎng)序列不變數(shù)據(jù)影響對(duì)dc偏移電壓的估計(jì)，并且使得所述偏移估計(jì)對(duì)頻率漂移敏感。
在EP-B1-16503中公開了一種電平校正電路體系結(jié)構(gòu)，該電平校正電路體系結(jié)構(gòu)涉及校正電視圖文信號(hào)的電平，該電平校正電路體系結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的接收機(jī)電路中所使用的電平校正電路的不同之處在于從與電平校正電路的輸出端相耦合的比特限幅器中得到一個(gè)經(jīng)波形校正的信號(hào)。另外，將該經(jīng)波形校正的信號(hào)施加到一個(gè)幅度控制電路，以便校正與電視信號(hào)中的邏輯1電平相對(duì)應(yīng)的“a”電平，并且從輸入信號(hào)中減去這個(gè)電路的輸出，從而得到一個(gè)誤差信號(hào)。將該誤差信號(hào)在一個(gè)積分電路中進(jìn)行積分，以便產(chǎn)生一個(gè)電平控制信號(hào)，并將它提供給該電平校正電路。通過(guò)獲得電視信號(hào)中的邏輯0電平與邏輯1電平值之間的差值，就能從輸入信號(hào)中得出與電平“a”對(duì)應(yīng)的幅度控制信號(hào)，其中該邏輯0電平對(duì)應(yīng)于黑電平“b”，該邏輯1電平值對(duì)應(yīng)于電平“(b+a)”。電平“b”和“(b+a)”能夠體現(xiàn)出由傳輸路徑中的干擾影響所導(dǎo)致的變化。所提到的這個(gè)電路不涉及克服不希望有的dc偏移電壓的影響。根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)電路并不需要幅度控制電路來(lái)在兩個(gè)邏輯電平之間進(jìn)行信號(hào)電平控制。
現(xiàn)在將采用舉例的方式參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線電接收機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的示意框圖；圖2示出了模擬藍(lán)牙(BluetoothTM)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信號(hào)；圖3示出了圖2所示數(shù)據(jù)信號(hào)的解調(diào)版本；圖4示出了利用圖1所示的接收機(jī)中所包括的dc偏移電壓電路得到dc估計(jì)；和僅僅出于比較的目的，圖5和圖6分別示出了通過(guò)利用模擬“MaxMin”電路和模擬10kHz帶寬低通濾波器而獲得的dc偏移電壓估計(jì)。
參見圖1，所示的無(wú)線電接收機(jī)包括用于接收例如藍(lán)牙(BluetoothTM)信號(hào)的天線10，該BluetoothTM信號(hào)可以包括隨機(jī)數(shù)據(jù)和長(zhǎng)序列不變數(shù)據(jù)，即長(zhǎng)序列的1或0。所接收的信號(hào)在一個(gè)rf放大器12中進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)被施加到一個(gè)下變頻級(jí)14。該下變頻級(jí)14包括一個(gè)混頻器(或乘法器)16，該混頻器16具有與該rf放大器12的輸出端相耦合的第一輸入端和與一個(gè)本地振蕩器信號(hào)生成裝置18相耦合的第二輸入端，該本地振蕩器信號(hào)生成裝置18例如是一個(gè)頻率合成器。帶通濾波器20被耦合到該下變頻級(jí)14的輸出端，以便選擇一個(gè)包括dc偏移電壓和噪聲的未經(jīng)校正的解調(diào)信號(hào)vin進(jìn)行選擇。
將該未經(jīng)校正的解調(diào)信號(hào)vin提供到一個(gè)dc偏移電壓校正電路22。所提供的波形圖能夠有助于理解該dc偏移電壓校正電路22的操作。該電路22包括第一減法級(jí)24，該減法級(jí)具有用于該未經(jīng)校正的解調(diào)信號(hào)vin的第一輸入端25、用于由該電路恢復(fù)的dc偏移電壓voff的第二輸入端26和輸出端27。輸出端27上的信號(hào)是該未經(jīng)校正的解調(diào)信號(hào)減去dc偏移電壓得到的，即(vin-voff)，該信號(hào)被提供給比特限幅器30并且經(jīng)由線路28被提供給一個(gè)數(shù)據(jù)恢復(fù)級(jí)42。該比特限幅器30的輸出包括對(duì)該解調(diào)信號(hào)的估計(jì)，并且這個(gè)信號(hào)被提供給一個(gè)低通濾波器32，該低通濾波器32產(chǎn)生對(duì)該解調(diào)信號(hào)的無(wú)dc估計(jì)。低通濾波器32的特性近似于傳輸比特整形濾波器和完整的接收鏈的傳輸函數(shù)，該完整的接收鏈例如包括信道濾波器和解調(diào)器。在藍(lán)牙(BluetoothTM)系統(tǒng)的情況下，可以將低通濾波器32建模成一個(gè)300kHz帶寬的五階Tehebycheff 0.5dB紋波濾波器(ripple filter)。
第二減法級(jí)34具有與該低通濾波器32的輸出端相耦合的第一輸入端35、與一個(gè)時(shí)間延遲級(jí)38相耦合的第二輸入端36以及一個(gè)輸出端，該時(shí)間延遲級(jí)38用于將未校正的解調(diào)信號(hào)vin延遲一定時(shí)間，該延遲時(shí)間與信號(hào)通過(guò)電路級(jí)24、30和32的傳播相對(duì)應(yīng)。從第二減法級(jí)34輸出的信號(hào)是同期的dc偏移電壓加上噪聲。利用一個(gè)低通濾波器40來(lái)消除該噪聲，以便提供被反饋回第一減法級(jí)24的第一輸入端26的dc偏移電壓voff。應(yīng)該將該低通濾波器40的時(shí)間常數(shù)設(shè)為實(shí)際所可能的最短情況。
在實(shí)現(xiàn)該dc偏移電壓校正電路22的過(guò)程中，可以通過(guò)利用一個(gè)智能比特限幅器30和用一個(gè)可變帶寬濾波器代替低通濾波器40來(lái)增強(qiáng)性能，該可變帶寬濾波器是由所估計(jì)的漂移率來(lái)控制的。
當(dāng)數(shù)據(jù)不是完全隨機(jī)的而是包含如圖2到圖4中所示的長(zhǎng)序列不變數(shù)據(jù)時(shí)，用于校正dc偏移電壓的該方法的性能改善就會(huì)變得特別明顯。更具體來(lái)說(shuō)，圖2至圖4顯示了對(duì)于藍(lán)牙(BluetoothTM)系統(tǒng)的仿真結(jié)果。其中應(yīng)用了0.03的固定DC誤差，它相當(dāng)于大約100kHz誤差。圖2顯示了數(shù)據(jù)，圖3顯示了解調(diào)信號(hào)，圖4顯示了dc偏移電壓估計(jì)。
僅僅出于比較的目的，圖5和圖6分別描述了利用所謂的“MaxMin”電路和常規(guī)的積分技術(shù)獲得的模擬信號(hào)消除反饋dc偏移估計(jì)的結(jié)果，在該“MaxMin”電路中dc偏移電壓是信號(hào)最大值和最小值的平均值，該常規(guī)的積分技術(shù)利用10kHz帶寬的低通濾波器。盡管這些技術(shù)的相關(guān)性能依賴于濾波器的優(yōu)化，但是非常明顯，當(dāng)用于長(zhǎng)序列不變數(shù)據(jù)時(shí)“MaxMin”電路就特別差，盡管積分技術(shù)要稍好一些，但是它仍然差于利用上述的dc偏移電壓校正電路所獲得的結(jié)果。
盡管已經(jīng)參照具有dc偏移電壓校正的接收機(jī)描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的教導(dǎo)可以應(yīng)用于自動(dòng)頻率控制(AFC)，在其中進(jìn)行dc偏移電壓估計(jì)的自動(dòng)頻率控制與通過(guò)接收機(jī)和AFC環(huán)路的延遲相比要快得多，從而避免引入不希望有的振蕩。
在本發(fā)明的說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，元件前面的“一個(gè)”并不排除存在多個(gè)這種元件。此外，“包括”一詞并不排除存在那些沒有列出的其它元件或步驟。
從本發(fā)明所公開的內(nèi)容可知，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)其它的修改也是顯而易見的。這些修改可以包含在無(wú)線電接收機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中已經(jīng)公知的其它特征和組件，并且可以代替或補(bǔ)充本文已經(jīng)描述的特征來(lái)使用所述其它特征。
權(quán)利要求
1.一種接收機(jī)，包括用于解調(diào)接收信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)未校正解調(diào)信號(hào)的裝置(14)、一個(gè)具有用于校正信號(hào)的輸出端(28)的dc偏移電壓校正電路(22)以及一個(gè)與該輸出端(28)相耦合的數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(42)，該dc偏移電壓校正電路(22)包括一個(gè)用于該未校正解調(diào)信號(hào)(vin)的輸入端，一個(gè)用于檢測(cè)接收數(shù)據(jù)的比特限幅器(30)，用于重新生成具有較小噪聲和dc偏移的解調(diào)信號(hào)的濾波裝置(32)，用于從該未校正解調(diào)信號(hào)中減去該重新生成的解調(diào)信號(hào)以便產(chǎn)生dc偏移電壓(voff)的減法裝置(34)，以及用于將該dc偏移電壓反饋給該比特限幅器的反饋電路。
2.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述濾波裝置(32)是一個(gè)低通濾波器，其具有與至少所述完整的接收鏈的傳輸函數(shù)基本上相同的特性。
3.如權(quán)利要求2所述的接收機(jī)，其特征在于所述延遲裝置(38)，該延遲裝置(38)用于將所述未校正解調(diào)信號(hào)至少延遲一個(gè)延時(shí)的持續(xù)時(shí)間，該延時(shí)是由于信號(hào)傳輸通過(guò)所述濾波裝置所造成的。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的接收機(jī)，其特征在于，所述反饋電路包括一個(gè)低通濾波器(40)。
5.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的接收機(jī)，其特征在于，所述反饋電路包括一個(gè)由所估計(jì)的漂移率所控制的可變帶寬濾波器。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的接收機(jī)，其特征在于另一個(gè)減法級(jí)(24)，該減法級(jí)(24)具有用于所述未校正解調(diào)信號(hào)(vin)的第一輸入端(25)和用于所述dc偏移電壓(Voff)的第二輸入端(26)，以及與所述比特限幅器(30)和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(42)相耦合的輸出端(27)。
7.一種在解調(diào)信號(hào)中進(jìn)行dc偏移電壓校正的方法，包括獲得對(duì)該解調(diào)信號(hào)的一個(gè)無(wú)dc估計(jì)，從該解調(diào)信號(hào)的一個(gè)基本上同期版本中減去對(duì)該解調(diào)信號(hào)的該無(wú)dc估計(jì)以便獲得一個(gè)dc偏移電壓，以及從該解調(diào)信號(hào)中減去該dc偏移電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)一個(gè)差信號(hào)進(jìn)行比特限幅來(lái)提供對(duì)所述解調(diào)信號(hào)的一個(gè)估計(jì)，以及通過(guò)對(duì)該解調(diào)信號(hào)的該估計(jì)進(jìn)行濾波來(lái)獲得對(duì)該解調(diào)信號(hào)的一個(gè)無(wú)dc估計(jì)，其中所述差信號(hào)是通過(guò)從該解調(diào)信號(hào)中減去所述dc偏移電壓而形成的。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，對(duì)所述dc偏移電壓進(jìn)行濾波。
10.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在減去對(duì)所述解調(diào)信號(hào)的所述無(wú)dc估計(jì)之前延遲該解調(diào)信號(hào)。
全文摘要
一種接收機(jī)包括一個(gè)用于解調(diào)接收信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)未校正解調(diào)信號(hào)(v
文檔編號(hào)H04L25/06GK1768515SQ200480009149
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月9日
發(fā)明者A·W·佩恩 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司