可調(diào)中頻無線接收機及藍牙模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可調(diào)中頻無線接收機及藍牙模塊，無線接收機包括：低噪音放大器；射頻本地振蕩器，用于提供本地射頻時鐘信號；射頻混頻器，用于利用可調(diào)整的本地射頻時鐘信號對輸入射頻信號混頻得到模擬的中頻信號；濾波器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對經(jīng)過濾波器濾波后的中頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字的中頻信號；數(shù)字中頻本地振蕩器，用于提供本地數(shù)字中頻時鐘信號；數(shù)字混頻器，用于利用本地數(shù)字中頻時鐘信號對數(shù)字的中頻信號進行混頻；中頻設(shè)置單元，能夠配置射頻本地振蕩器以調(diào)整本地射頻時鐘信號的頻率，能夠配置可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器以調(diào)整本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率。無線接收機采用動態(tài)可變中頻結(jié)構(gòu)，從而可以優(yōu)化其性能。
【專利說明】可調(diào)中頻無線接收機及藍牙模塊
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種可調(diào)中頻無線接收機及藍牙模塊。
【【背景技術(shù)】】
[0002]低中頻無線接收機結(jié)構(gòu)在窄帶無線通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。已有的此類接收機所采用的中頻是固定的。低中頻接收機從結(jié)構(gòu)上可以減小了直流偏差(DC Offset) U/f噪聲和射頻前端二階互調(diào)干擾(頂2)對接收性能的影響。提升低中頻的頻率有利增強對這些非理想因素造成的性能的抑制，所以許多接收機會選擇將中頻置于1.5倍信道帶寬以上的頻率上，但將中頻推向較高的頻率會增大接收機的功耗。固定低中頻的接收機性能還會受發(fā)射與接收通路之間本地射頻時鐘信號頻率偏差(簡稱本振偏差)的影響，尤其是在像藍牙這樣允許較大本振(本地振蕩器)偏差的系統(tǒng)中。另外，固定中頻也限制了無線接收機系統(tǒng)的靈活性，局限了一些系統(tǒng)級的性能提升算法的應(yīng)用，例如適于藍牙系統(tǒng)使用的自動跳頻算法(AFH)和發(fā)射機(TX)自我矯正算法。
[0003]因此，有必要提供一種改進的技術(shù)方案來克服上述問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的一個目的在于提供一種無線接收機，其采用動態(tài)可變中頻結(jié)構(gòu)，從而可以優(yōu)化所述無線接收機的性能。
[0005]本發(fā)明的另一個目的在于提供藍牙模塊，其采用動態(tài)可變中頻結(jié)構(gòu)的無線接收機，從而可以優(yōu)化所述無線接收機的性能。
[0006]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種無線接收機，其包括:低噪音放大器，用于對來自天線的射頻輸入信號進行功率放大；可調(diào)整射頻本地振蕩器，用于提供頻率可調(diào)整的本地射頻時鐘信號；射頻混頻器，用于利用由所述可調(diào)整射頻本地振蕩器提供的本地射頻時鐘信號對功率放大后的輸入射頻信號進行混頻得到模擬的中頻信號；濾波器，用于對所述中頻信號進行濾波；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對經(jīng)過濾波的模擬的中頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字的中頻信號；可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器，用于提供頻率可調(diào)整的本地數(shù)字中頻時鐘信號；數(shù)字混頻器，用于利用由所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號對數(shù)字的中頻信號進行混頻得到基帶信號；中頻設(shè)置單元，能夠配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地射頻時鐘信號的頻率，還能夠配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器以使得所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率。
[0007]進一步的，所述無線接收機還包括有信號檢測與中頻計算電路，所述無線接收機具有正常接收模式，在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路用于對所述基帶信號中的直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾進行檢測，基于直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值自適應(yīng)的調(diào)整并確定所述中頻信號的頻率，直到所述中頻信號的頻率被調(diào)整至滿足直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾抑制要求的最低值，所述中頻設(shè)置單元根據(jù)信號檢測與中頻計算電路所確定的所述中頻信號的頻率配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器和所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器，以使得所述射頻混頻器得到相應(yīng)頻率的中頻信號。
[0008]進一步的，在裝配有所述無線接收機的設(shè)備開機或該無線接收機重啟時，所述信號檢測與中頻計算電路用于對所述基帶信號中的直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾進行檢測，基于直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值自適應(yīng)的調(diào)整并確定所述中頻信號的頻率。
[0009]進一步的，在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路基于直流偏差、1/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值自適應(yīng)的調(diào)整并確定所述中頻信號的頻率具體為:將直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值與它們各自對應(yīng)的閾值進行比較，在直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值均低于各自對應(yīng)的閾值時，按照預(yù)定步長來調(diào)低所述中頻信號的頻率，直到檢測到的直流偏差、Ι/f噪聲或/和二階互調(diào)干擾為低于各自對應(yīng)的閾值的最大值，此時所述中頻信號的頻率為滿足直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的抑制要求的最低值。
[0010]進一步的，在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路用于對所述基帶信號進行分析以得到接收通路和發(fā)射通路的本地射頻時鐘信號頻率偏差，基于所述本地射頻時鐘信號頻率偏差自適應(yīng)的確定補償本地射頻時鐘信號頻率偏差后的中頻信號的頻率，所述中頻設(shè)置單元基于信號檢測與中頻計算電路所確定的中頻信號的頻率配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器。
[0011]進一步的，所述無線接收機具有發(fā)射機直流偏差檢測模式，所述無線接收機與一個無線發(fā)射機共同形成一個終端設(shè)備上的無線收發(fā)器，在進入該發(fā)射機直流偏差檢測模式時，無線接收機直接接收無線發(fā)射機輸出的射頻信號，無線接收機與無線發(fā)射機共用本地射頻時鐘信號，所述中頻設(shè)置單元配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器提供所述共用的本地射頻時鐘信號，進而使得射頻混頻器得到頻率為零的中頻信號，同時通過控制與所述數(shù)字混頻器并聯(lián)的開關(guān)導(dǎo)通，從而使得模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字零中頻信號直接輸出。
[0012]進一步的，所述無線接收機具有快速信道掃描模式，在進入快速信道掃描模式時，所述無線接收機進入寬帶接收狀態(tài)，此時接收信道帶寬較正常接收模式時變寬，所述中頻設(shè)置單元需配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器和所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器，以支持接收帶寬的變寬。
[0013]進一步的，所述無線接收機為窄帶無線通信系統(tǒng)，在正常接收模式的中頻選擇屬于超低中頻范疇。
[0014]進一步的，所述可調(diào)整射頻本地振蕩器包括鑒頻鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器、緩沖器和正交時鐘發(fā)生器，所述鑒頻鑒相器鑒別本地參考時鐘和可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器分頻得到的時鐘信號的相位差，并輸出誤差電壓，所述環(huán)路濾波器對所述誤差電壓進行濾波形成壓控振蕩器的控制電壓，所述壓控振蕩器基于控制電壓輸出振蕩信號，所述可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器對所述振蕩信號進行分頻，所述緩沖器對所述壓控振蕩器輸出的振蕩信號進行緩沖，所述正交時鐘發(fā)生器基于來自緩沖器的振蕩信號產(chǎn)生第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號，其中第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號頻率相同，相位相差90度，所述中頻設(shè)置單元通過配置所述可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器的分頻系數(shù)調(diào)整最終輸出的第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號的頻率，其中第一本地時鐘信號用作正相本地射頻時鐘信號，第二本地時鐘信號用作正交本地射頻時鐘信號。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種藍牙模塊，其包括無線接收機，所述無線接收機包括:低噪音放大器，用于對來自天線的射頻輸入信號進行功率放大；可調(diào)整射頻本地振蕩器，用于提供頻率可調(diào)整的本地射頻時鐘信號；射頻混頻器，用于利用由所述可調(diào)整射頻本地振蕩器提供的本地射頻時鐘信號對功率放大后的輸入射頻信號進行混頻得到模擬的中頻信號；濾波器，用于對所述中頻信號進行濾波；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對經(jīng)過濾波的模擬的中頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字的中頻信號；可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器，用于提供頻率可調(diào)整的本地數(shù)字中頻時鐘信號；數(shù)字混頻器，用于利用由所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號對數(shù)字的中頻信號進行混頻得到基帶信號；中頻設(shè)置單元，能夠配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地射頻時鐘信號的頻率，還能夠配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器以使得所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的無線接收機采用動態(tài)可變的中頻結(jié)構(gòu)，可以在滿足對直流偏差，頂2及Ι/f噪聲的抑制要求的情況下選用最低的中頻來降低功耗。進一步的，通過自適應(yīng)的中頻調(diào)整可以補償無線發(fā)射機與接收機之間的本地射頻時鐘信號頻率偏差。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0018]圖1為本發(fā)明的無線接收機在一個實施例中的結(jié)構(gòu)框圖；和
[0019]圖2為本發(fā)明的可調(diào)整射頻本地振蕩器在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實施方式】】
[0020]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
[0021]請參考圖1所示，其為本發(fā)明無線接收機在一個實施例100中的結(jié)構(gòu)框圖，所述無線接收機100為可調(diào)中頻的接收機結(jié)構(gòu)。所述無線接收機100包括低噪音放大器(LNA) 110、射頻混頻器120、濾波器130、模數(shù)轉(zhuǎn)換器140、可調(diào)整射頻本地振蕩器150、數(shù)字混頻器160、可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170和中頻設(shè)置單元180。
[0022]所述低噪音放大器110用于對來自天線(未圖示)的射頻輸入信號RF_IN進行功率放大。所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150用于提供頻率可調(diào)整的本地射頻時鐘信號。所述射頻混頻器120用于實現(xiàn)對射頻信號的正交下變頻，利用由所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150提供的本地射頻時鐘信號對功率放大后的輸入射頻信號進行混頻得到模擬的中頻信號。所述濾波器130可以為復(fù)數(shù)帶通或低通濾波器，也可以是其他類型的濾波器，其用于對所述中頻信號進行濾波。模數(shù)轉(zhuǎn)換器140用于對經(jīng)過濾波的模擬的中頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字的中頻信號?？烧{(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170用于提供頻率可調(diào)整的本地數(shù)字中頻時鐘信號。數(shù)字混頻器160用于實現(xiàn)對中頻信號的正交下變頻，利用由所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號對數(shù)字的中頻信號進行混頻得到基帶信號。所述中頻設(shè)置單元180能夠配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地射頻時鐘信號的頻率，還能夠配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170以使得所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率。
[0023]由于所述射頻混頻器120得到的模擬的中頻信號的頻率等于輸入射頻信號RF_IN的頻率減去本地射頻時鐘信號的頻率。因此在本地射頻時鐘信號的頻率發(fā)生變化時，則所述射頻混頻器120得到的模擬的中頻信號的頻率也會隨之發(fā)生變化。這樣通過調(diào)整本地射頻時鐘信號的頻率和本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率來實現(xiàn)了中頻信號的頻率調(diào)整。所述基帶信號為零頻信號，因此為了使得所述數(shù)字混頻器160得到正常的基帶信號，在所述中頻信號的頻率發(fā)生調(diào)整時，所述本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率也需要同步調(diào)整。所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150和所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170均具有頻率配置參數(shù)，所述中頻設(shè)置單元180通過更改所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150的頻率配置參數(shù)來調(diào)整所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150輸出的本地射頻時鐘信號的頻率，通過更改所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170的頻率配置參數(shù)來調(diào)整所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170輸出的本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率。
[0024]在一個實施例中，所述本地射頻時鐘信號包括同相(In-phase，簡稱I)本地射頻時鐘信號L0_RF_I和正交(Quadrature，簡稱Q)本地射頻時鐘信號L0_RF_Q，其中L0_RF_I和L0_RF_Q的頻率相同，相位相差90度，所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150在調(diào)整其本地射頻時鐘信號時，L0_RF_I和L0_RF_Q會被同步調(diào)整以保證兩者頻率相同、相位相差90度。所述本地數(shù)字中頻時鐘信號包括同相⑴本地數(shù)字中頻時鐘信號L0_IF_I和正交(Q)本地數(shù)字中頻時鐘信號L0_IF_Q，其中L0_IF_I和L0_IF_Q的頻率相同，相位相差90度。所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170在調(diào)整其本地數(shù)字中頻時鐘信號時，L0_IF_I和L0_IF_Q會被同步調(diào)整以保證兩者頻率相同、相位相差90度。
[0025]所述射頻混頻器120包括有第一射頻混頻單元和第二射頻混頻單元，第一射頻混頻單元利用所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150提供的同相本地射頻時鐘信號L0_RF_I對功率放大后的輸入射頻信號進行混頻得到模擬的中頻同相分量IF_I (或稱模擬的中頻信號的I分量或信號)，第二射頻混頻單元利用所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150提供的正交本地射頻時鐘信號L0_RF_Q對功率放大后的輸入射頻信號進行混頻得到模擬的中頻正交分量IF_Q(或稱模擬的中頻信號的Q分量或信號)。所述復(fù)數(shù)帶通或低通濾波器130包括第一復(fù)數(shù)帶通或低通濾波單元和第二復(fù)數(shù)帶通或低通濾波單元，第一復(fù)數(shù)帶通或低通濾波單元用于對模擬的中頻同相分量IF_I進行復(fù)數(shù)帶通或低通濾波，第二復(fù)數(shù)帶通或低通濾波單元用于對模擬的中頻正交分量IF_Q進行復(fù)數(shù)帶通或低通濾波。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器140包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器對經(jīng)過復(fù)數(shù)帶通或低通濾波的模擬的中頻同相分量IF_I進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字的中頻同相信號IFD_I (或稱數(shù)字的中頻信號的I分量或信號)，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器對經(jīng)過復(fù)數(shù)帶通或低通濾波的模擬的中頻正交分量IF_Q進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字的中頻正交信號IFD_Q(或稱數(shù)字的中頻信號的I分量或信號)。所述數(shù)字混頻器160包括有第一數(shù)字混頻單元和第二數(shù)字混頻單元，第一數(shù)字混頻單元利用所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170提供的同相本地數(shù)字中頻時鐘信號LO_IF_I對數(shù)字的中頻同相分量IFD_I進行混頻得到基帶信號的同相分量，第二數(shù)字混頻單元利用所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170提供的正交本地數(shù)字中頻時鐘信號11)_正_0對數(shù)字的中頻正交信號IFD_Q進行混頻得到基帶信號的正交分量。
[0026]本發(fā)明的一個特點、優(yōu)點或改變在于:由于本地射頻時鐘信號L0_RF_I和L0_RF_Q的頻率以及本地數(shù)字中頻時鐘信號L0_IF_I和L0_IF_Q的頻率是可調(diào)整的，因此使得所述中頻信號的頻率也是可調(diào)整的，而不是固定的，這樣本發(fā)明中的無線接收機具有更大的靈活性，可以基于該中頻信號的頻率可調(diào)的功能而優(yōu)化其各種性能，下文將詳細(xì)介紹。
[0027]本發(fā)明中的接收機包括下面三種工作模式的一種或多種:正常接收模式，快速信道掃描模式和發(fā)射機直流偏差(TX DC Offset)檢測模式。
[0028]ιΗ常接收模式的介紹
[0029]無線接收機中的直流偏差(DC Offset)、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾(頂2)這些低頻分量會隨著電路實際匹配、工藝和溫度等變化，很難在設(shè)計中精確估計，因此為了抑制直流偏差(DC Offset)、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾(IM2)對無線接收機的接收性能的影響，現(xiàn)有技術(shù)中通常需要將中頻信號的頻率設(shè)置的較高，然而這樣則增大了無線接收機的功耗。在正常接收模式下，可以對所述基帶信號中的直流偏差Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾進行檢測，基于檢測結(jié)果來自適應(yīng)的調(diào)整中頻信號的頻率，從而可以在不影響無線接收機性能的前提下，可以使用頻率盡量低的中頻信號，這樣有利于減小無線接收機的功耗。
[0030]所述無線接收機100還包括有信號檢測與中頻計算電路190。在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路190用于對所述基帶信號中的直流偏差(DC Offset)、l/f噪聲以及二階互調(diào)干擾(頂2)進行檢測，基于直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值自適應(yīng)的調(diào)整并確定所述中頻信號的頻率，直到中頻信號的頻率被調(diào)整至滿足直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾抑制要求的最低值，所述中頻設(shè)置單元180根據(jù)信號檢測與中頻計算電路190確定的所述中頻信號的頻率配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地射頻時鐘信號的頻率，進而使得所述射頻混頻器120得到相應(yīng)頻率的中頻信號，同時也配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170以使得所述可調(diào)整中頻本地振蕩器170調(diào)整其提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率，進而使得本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率與所述中頻信號的頻率同步調(diào)整，以保證所述數(shù)字混頻器160能夠得到正常的基帶信號。
[0031]直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾分量的檢測有多種方法，比如可以采用了對低頻段積分的方式得到直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的功率，積分頻段的選擇可以由相應(yīng)的無線標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定和解調(diào)器實現(xiàn)來決定，再比如可以采用點噪方式來計算I/f噪聲。然而在本發(fā)明中并不對直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾分量的檢測做具體限定。
[0032]在一個實施例中，所述中頻設(shè)置單元180根據(jù)信號檢測與中頻計算電路190確定的所述中頻信號的頻率計算得到所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150的頻率配置參數(shù)的值，以及所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170的頻率配置參數(shù)的值，隨后所述中頻設(shè)置單元180可以根據(jù)計算得到的可調(diào)整射頻本地振蕩器150的頻率配置參數(shù)的值來配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150的頻率配置參數(shù)，所述中頻設(shè)置單元180可以根據(jù)計算得到的可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170的頻率配置參數(shù)的值來配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170的頻率配置參數(shù)。其中，所述信號檢測與中頻計算電路190確定的所述中頻信號的頻率與所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150的頻率配置參數(shù)，以及所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170的頻率配置參數(shù)之間存在函數(shù)關(guān)系，所述中頻設(shè)置單元180基于所述函數(shù)關(guān)系進行計算。所述函數(shù)關(guān)系在不同應(yīng)用或設(shè)計中可能有所不同。
[0033]關(guān)于中頻信號的頻率的自適應(yīng)的調(diào)整方式，可以采用逐次逼近的方法，還可以直接算出優(yōu)化的中頻信號的頻率值。在一個實施例中，在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路190會將直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值與它們各自對應(yīng)的閾值進行比較，在直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值均低于各自對應(yīng)的閾值時，按照預(yù)定步長來調(diào)低所述中頻信號的頻率，所述中頻設(shè)置單元180根據(jù)調(diào)整后的中頻信號的頻率配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150以使得射頻混頻器120得到的中頻信號的頻率變低，同時也配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170以使得所述數(shù)字混頻器160能夠得到正常的基帶信號。重復(fù)這一過程，直到檢測到的直流偏差、Ι/f噪聲和/或二階互調(diào)干擾為低于各自對應(yīng)的閾值的最大值，此時所述中頻信號的頻率為滿足直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的抑制要求的最低值。其中，直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾對應(yīng)的閾值通常由無線接收機的性能要求來決定。在無線接收機設(shè)計時可以通過理論計算或仿真得到在保證無線接收機性能前提下，可以容忍的最大直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的功率，并基于此設(shè)定相應(yīng)的閾值。
[0034]這樣保證在基帶信號中的直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾均低于各自對應(yīng)的閾值的前提下，通過調(diào)整本地射頻時鐘信號的頻率，盡可能的降低射頻混頻器120得到的中頻信號的頻率，通過調(diào)整本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率，在射頻混頻器120得到的中頻信號的頻率調(diào)整的情況下，仍然能夠通過數(shù)字混頻得到正常的基帶信號。這樣，在不影響無線接收機性能的前提下，使用頻率盡量低的中頻信號，有利于減小無線接收機的功耗。
[0035]由于可調(diào)整射頻本地振蕩器150是由射頻鎖相環(huán)來實現(xiàn)的，它的改變需要建立時間，所以無法進行實時跟隨，也不宜頻繁變化。因此優(yōu)選的，只有在裝配有所述無線接收機100的設(shè)備(比如手機)開機或該無線接收機100重啟時，所述信號檢測與中頻計算電路才進行直流偏差(DC Offset)、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾(IM2)的檢測，基于直流偏差、I/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值自適應(yīng)的調(diào)整并確定所述中頻信號的頻率，所述中頻設(shè)置單元180才會通過配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150來調(diào)整中頻信號的頻率。也就是說，在有效的正常接收過程中不再進行本地射頻時鐘信號的頻率的調(diào)整。
[0036]所述無線接收機100用于接收由另外一個設(shè)備上的無線發(fā)射機(未圖示)所發(fā)射的無線信號，所述無線接收機100具有接收RX通路，所述無線發(fā)射機具有發(fā)射TX通路。所述無線發(fā)射機包括調(diào)制器和產(chǎn)生TX本地射頻時鐘信號的TX射頻本地振蕩器，所述調(diào)制器利用TX本地射頻時鐘信號將基帶信號調(diào)制成射頻輸出信號。通常接收RX通路和發(fā)射TX通路的本地射頻時鐘信號存在一定頻率偏差，這個本振偏差會隨信道、環(huán)境、溫度等因素變化，偏差將會影響到接收性能。
[0037]在一個實施例中，在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路190對所述基帶信號進行分析以得到接收RX通路和發(fā)射TX通路的本地射頻時鐘信號頻率偏差，基于所述本地射頻時鐘信號頻率偏差實時的確定補償本地射頻時鐘信號頻率偏差后的中頻信號的頻率。所述中頻設(shè)置單元180基于所述檢測與中頻計算電路所確定的中頻信號的頻率配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170以使得所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170調(diào)整其提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號LO_IF_Q和LO_IF_I的頻率，調(diào)整的量由檢測得到的所述本地射頻時鐘信號頻率偏差來決定，這樣可以補償大部分的本地射頻時鐘信號頻率偏差，有效的提供接收性能的魯棒性。這次的頻率調(diào)整在數(shù)字域200內(nèi)實現(xiàn)的，并未對可調(diào)整射頻本地振蕩器150輸出的本地射頻時鐘信號的頻率進行調(diào)整，因此可以做到實時跟隨，即可以實時的對接收RX通路和發(fā)射TX通路的本地射頻時鐘信號頻率偏差進行補償。
[0038]具體的，所述信號檢測與中頻計算電路190可以通過數(shù)字鑒頻的方法來對所述基帶信號進行分析得到接收RX通路和發(fā)射TX通路的本地射頻時鐘信號頻率偏差。通常，正常接收模式的中頻選擇屬于超低中頻范疇，即中頻信號的頻率小于等于I倍信道帶寬。然而，在有些實施例中，所述中頻的選擇也可以是低中頻范疇。
[0039]快速信道掃描模式的介紹
[0040]快速信道掃描模式是為自動跳頻算法(AFH)提供帶內(nèi)干擾功率分布信息，這要求對整個信道內(nèi)的無線能量進行掃描。為了減少功耗和少占用有效時隙，需要減少這種掃描時間，所以需要使得無線接收機處于寬帶接收狀態(tài)。此時的接收信道變寬，中頻信號的頻率也需做相應(yīng)調(diào)整，根據(jù)帶寬移至較高頻率。
[0041]在一個實施例中，在進入快速信道掃描模式時，所述無線接收機100進入寬帶接收狀態(tài)，此時接收帶寬較正常接收模式時變寬，所述中頻設(shè)置單元180需配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地射頻時鐘信號的頻率，以支持接收帶寬的變寬，同時還需配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170以使得所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器170調(diào)整本地數(shù)字中頻時鐘信號，以保證所述數(shù)字混頻器160能夠得到正常的基帶信號。
[0042]TX DC Offset檢測樽式的介紹
[0043]無線接收機通常與一個無線發(fā)射機共同形成無線收發(fā)器，該無線收發(fā)器設(shè)置于同一個終端設(shè)備上。無線發(fā)射機TX的DC offset會造成發(fā)射機的發(fā)射信號調(diào)制質(zhì)量的下降，所以需要矯正，如果無線收發(fā)機提供內(nèi)置(build-1n)的矯正功能就更為理想。在這個模式下，無線接收機直接接收無線發(fā)射機的發(fā)射信號，對接收到的基帶信號的DC偏差進行檢測并通過反饋加以矯正。在該模式下，RX通路需要與TX通路工作在同一射頻本地時鐘頻率上，共用射頻本地振蕩器。由于無線發(fā)射機TX采用的直接上變頻結(jié)構(gòu)，這就要求無線接收機工作在零中頻。所以該模式下無線接收機的中頻信號的頻率為零。
[0044]在進入該發(fā)射機直流偏差檢測模式時，所述中頻設(shè)置單元180配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器150提供共用的本地射頻時鐘信號，進而使得射頻混頻器120得到頻率為零的中頻信號，同時通過控制與所述數(shù)字混頻器并聯(lián)的開關(guān)導(dǎo)通，從而使得模數(shù)轉(zhuǎn)換器140輸出的數(shù)字零中頻信號直接輸出。
[0045]圖2示出了本發(fā)明中的可調(diào)整射頻本地振蕩器的一個實現(xiàn)示例。如圖2所示，所述可調(diào)整射頻本地振蕩器包括鑒頻鑒相器310、環(huán)路濾波器320、壓控振蕩器330、可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器340、緩沖器360和正交時鐘發(fā)生器370。
[0046]所述鑒頻鑒相器310鑒別本地參考時鐘和可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器340分頻得到的時鐘信號的相位差，輸出誤差電壓。所述環(huán)路濾波器320對所述誤差電壓進行低通濾波形成壓控振蕩器(VCO) 330的控制電壓。所述壓控振蕩器330基于控制電壓輸出振蕩信號。所述可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器340對所述振蕩信號進行分頻。鑒頻鑒相器310、環(huán)路濾波器320、壓控振蕩器330、可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器340形成鎖相環(huán)PLL。在環(huán)路鎖定時，本地參考時鐘和采樣時鐘的頻率和相位相同。所述緩沖器360對振蕩信號進行緩沖。所述正交時鐘發(fā)生器370基于來自所述緩沖器360的振蕩信號產(chǎn)生第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號，其中第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號頻率相同，相位相差90度。所述中頻設(shè)置單元180可以通過配置所述可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器340的分頻系數(shù)可以調(diào)整最終輸出的第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號的頻率。其中第一本地時鐘信號用作正相本地射頻時鐘信號，第二本地時鐘信號用作正交本地射頻時鐘信號。在此實施例中，所述分頻系數(shù)就是所述可調(diào)整射頻本地振蕩器的頻率配置參數(shù)。
[0047]本發(fā)明中的可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器也可以采用圖2中的類似結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，不同之處在于所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器為數(shù)字域的振蕩器。然而，本發(fā)明中并不限制可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器和可調(diào)整射頻本地振蕩器的實現(xiàn)方式,其可以采用現(xiàn)有的各種方式來實現(xiàn)。
[0048]本發(fā)明中的中頻可調(diào)的無線接收機可以用于藍牙模塊中進行無線信號的發(fā)送和接收。由于本發(fā)明中的無線接收機可以通過自適應(yīng)的中頻調(diào)整補償無線發(fā)射機與接收機之間的本地射頻時鐘信號頻率偏差，因此其特別適合于藍牙這樣允許較大本地射頻時鐘信號頻率偏差(或稱本振偏差)的系統(tǒng)。
[0049]在本發(fā)明中，“連接”、相連、“連”、“接”等表示電性相連的詞語，如無特別說明，則表示直接或間接的電性連接。
[0050]需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的【具體實施方式】所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實施方式】。
【權(quán)利要求】
1.一種無線接收機，其特征在于，其包括: 低噪音放大器，用于對來自天線的射頻輸入信號進行功率放大； 可調(diào)整射頻本地振蕩器，用于提供頻率可調(diào)整的本地射頻時鐘信號； 射頻混頻器，用于利用由所述可調(diào)整射頻本地振蕩器提供的本地射頻時鐘信號對功率放大后的輸入射頻信號進行混頻得到模擬的中頻信號； 濾波器，用于對所述中頻信號進行濾波； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對經(jīng)過濾波的模擬的中頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字的中頻信號； 可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器，用于提供頻率可調(diào)整的本地數(shù)字中頻時鐘信號； 數(shù)字混頻器，用于利用由所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號對數(shù)字的中頻信號進行混頻得到基帶信號； 中頻設(shè)置單元，能夠配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地射頻時鐘信號的頻率，還能夠配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器以使得所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器調(diào)整其提供的本地數(shù)字中頻時鐘信號的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線接收機，其特征在于，其還包括有信號檢測與中頻計算電路，所述無線接收機具有正常接收模式， 在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路用于對所述基帶信號中的直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾進行檢測，基于直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值自適應(yīng)的調(diào)整并確定所述中頻信號的頻率，直到所述中頻信號的頻率被調(diào)整至滿足直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾抑制要求的最低值， 所述中頻設(shè)置單元根據(jù)信號檢測與中頻計算電路所確定的所述中頻信號的頻率配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器和所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器，以使得所述射頻混頻器得到相應(yīng)頻率的中頻信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線接收機，其特征在于，在裝配有所述無線接收機的設(shè)備開機或該無線接收機重啟時，所述信號檢測與中頻計算電路用于對所述基帶信號中的直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾進行檢測，基于直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值自適應(yīng)的調(diào)整并確定所述中頻信號的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線接收機，其特征在于，在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路基于直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值自適應(yīng)的調(diào)整并確定所述中頻信號的頻率具體為: 將直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值與它們各自對應(yīng)的閾值進行比較，在直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的檢測值均低于各自對應(yīng)的閾值時，按照預(yù)定步長來調(diào)低所述中頻信號的頻率，直到檢測到的直流偏差、Ι/f噪聲或/和二階互調(diào)干擾為低于各自對應(yīng)的閾值的最大值，此時所述中頻信號的頻率為滿足直流偏差、Ι/f噪聲以及二階互調(diào)干擾的抑制要求的最低值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線接收機，其特征在于，在正常接收模式下，所述信號檢測與中頻計算電路用于對所述基帶信號進行分析以得到接收通路和發(fā)射通路的本地射頻時鐘信號頻率偏差，基于所述本地射頻時鐘信號頻率偏差自適應(yīng)的確定補償本地射頻時鐘信號頻率偏差后的中頻信號的頻率，所述中頻設(shè)置單元基于信號檢測與中頻計算電路所確定的中頻信號的頻率配置所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線接收機，其特征在于，其具有發(fā)射機直流偏差檢測模式，所述無線接收機與一個無線發(fā)射機共同形成一個終端設(shè)備上的無線收發(fā)器，在進入該發(fā)射機直流偏差檢測模式時，無線接收機直接接收無線發(fā)射機輸出的射頻信號，無線接收機與無線發(fā)射機共用本地射頻時鐘信號，所述中頻設(shè)置單元配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器以使得所述可調(diào)整射頻本地振蕩器提供所述共用的本地射頻時鐘信號，進而使得射頻混頻器得到頻率為零的中頻信號，同時通過控制與所述數(shù)字混頻器并聯(lián)的開關(guān)導(dǎo)通，從而使得模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字零中頻信號直接輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線接收機，其特征在于，其具有快速信道掃描模式，在進入快速信道掃描模式時，所述無線接收機進入寬帶接收狀態(tài)，此時接收信道帶寬較正常接收模式時變寬，所述中頻設(shè)置單元需配置所述可調(diào)整射頻本地振蕩器和所述可調(diào)整數(shù)字中頻本地振蕩器，以支持接收帶寬的變寬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線接收機，其特征在于，所述無線接收機為窄帶無線通信系統(tǒng)，在正常接收模式的中頻選擇屬于超低中頻范疇。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線接收機，其特征在于，所述可調(diào)整射頻本地振蕩器包括鑒頻鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器、緩沖器和正交時鐘發(fā)生器， 所述鑒頻鑒相器鑒別本地參考時鐘和可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器分頻得到的時鐘信號的相位差，并輸出誤差電壓，所述環(huán)路濾波器對所述誤差電壓進行濾波形成壓控振蕩器的控制電壓，所述壓控振蕩器基于控制電壓輸出振蕩信號，所述可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器對所述振蕩信號進行分頻， 所述緩沖器對所述壓控振蕩器輸出的振蕩信號進行緩沖，所述正交時鐘發(fā)生器基于來自緩沖器的振蕩信號產(chǎn)生第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號，其中第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號頻率相同，相位相差90度，所述中頻設(shè)置單元通過配置所述可調(diào)整分?jǐn)?shù)分頻器的分頻系數(shù)調(diào)整最終輸出的第一本地時鐘信號和第二本地時鐘信號的頻率，其中第一本地時鐘信號用作正相本地射頻時鐘信號，第二本地時鐘信號用作正交本地射頻時鐘信號。
10.一種藍牙模塊，其特征在于，其包括如權(quán)利要求1-9任一所述的無線接收機。
【文檔編號】H04B1/06GK104135296SQ201410404519
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月12日
【發(fā)明者】夏波, 吳悅, 楊曉東, 徐斌, 康力 申請人:無錫中星微電子有限公司