噪聲消除裝置和方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本發(fā)明要求2013年4月11日遞交的發(fā)明名稱為"噪聲消除裝置和方法（Noise CancellationApparatusandMethod)"的第13/861206號(hào)美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)案的在先 申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，該在先申請(qǐng)案要求2013年3月13日遞交的發(fā)明名稱為"噪聲消除裝置和方法 (NoiseCancellationApparatusandMethod)"的第61/780416號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的 在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，W上在先申請(qǐng)的內(nèi)容W引用的方式并入本文本中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及噪聲消除裝置，尤其設(shè)及用于衰減手機(jī)直接轉(zhuǎn)換接收器中的二階互調(diào) 分量的噪聲消除裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 無(wú)線通信系統(tǒng)廣泛用于使用蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)和各種多媒體設(shè)備等多種接 入終端來(lái)為多個(gè)用戶提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)。運(yùn)些通信系統(tǒng)可涵蓋局域網(wǎng)，例如IE邸801. 11 網(wǎng)絡(luò)，蜂窩電話和/或移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)。通信系統(tǒng)可使用一種或多種多址技術(shù)，例如頻分多 址（FDMA)、時(shí)分多址燈DMA)、碼分多址（CDMA)、正交頻分多址（OFDMA)、單載波頻分多址 (SC-抑MA)等。移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)可W遵照多種標(biāo)準(zhǔn)，例如主要第2代（2G)全球移動(dòng)通信系統(tǒng) (GSM)技術(shù)、主要第=代（3G)通用移動(dòng)通信系統(tǒng)扣MT巧技術(shù)W及主要第四代（4G)長(zhǎng)期演 進(jìn)化T巧技術(shù)。
[0004] 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可包括無(wú)線設(shè)備和多個(gè)基站。無(wú)線設(shè)備可W是筆記本計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話 或個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、媒體播放器、游戲設(shè)備等?；就ㄟ^(guò)禪合在無(wú)線設(shè)備和基站之間的 多個(gè)無(wú)線信道（例如，從基站到無(wú)線設(shè)備的下行信道）與無(wú)線設(shè)備通信。無(wú)線設(shè)備可通過(guò) 多個(gè)反饋信道（例如，從無(wú)線設(shè)備到基站的上行信道）將信道信息等信息發(fā)回基站。 陽(yáng)〇化]無(wú)線設(shè)備可包括處理器、發(fā)射器和接收器。發(fā)射器可禪合到一個(gè)發(fā)射天線。接收 器可禪合到一個(gè)接收天線。接收器的一個(gè)主要功能在于抑制不需要的噪聲（例如鄰近信道 和干擾）從而可W恢復(fù)來(lái)自接收天線的大量信號(hào)中的有用信號(hào)。
[0006] 隨著無(wú)線技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，直接轉(zhuǎn)換接收器作為另一種選擇出現(xiàn)，并在手機(jī)中廣 泛使用。直接轉(zhuǎn)換接收器的有利特征在于直接轉(zhuǎn)換接收器并不包括中頻表面聲波濾波器、 中頻合成器等龐大的部件。
[0007] 直接轉(zhuǎn)換接收器的不利特征在于直接轉(zhuǎn)換接收器中會(huì)出現(xiàn)二階互調(diào)（IM2)等偶 階失真。特別是，直接轉(zhuǎn)換接收器的下行轉(zhuǎn)換混頻器是IM2分量的主要來(lái)源。IM2分量可包 括兩部分，即差模IM2分量和共模IM2分量。差模IM2分量和共模IM2分量是手機(jī)不需要 的信號(hào)，會(huì)造成干擾并導(dǎo)致接收器的性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 通過(guò)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供一種用于降低二階互調(diào)（IM2)噪聲的系統(tǒng)、裝置和 方法，通常可解決或避免運(yùn)些和其它問(wèn)題，而且通?？色@得技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
[0009] 根據(jù)實(shí)施例，一種裝置包括禪合到接收器的混頻器輸出端的跨阻抗級(jí)；W及與所 述跨阻抗級(jí)并聯(lián)的噪聲消除級(jí)，其中所述噪聲消除級(jí)包括第一可調(diào)電阻器和與所述第一可 調(diào)電阻器串聯(lián)的第二可調(diào)電阻器，對(duì)所述第一可調(diào)電阻器和所述第二可調(diào)電阻器進(jìn)行配置 使得：所述第一可調(diào)電阻器具有第一電阻變化部分；所述第二可調(diào)電阻器具有與所述第一 電阻變化部分相同但方向相反的第二電阻變化部分，W及選擇所述第一電阻變化使得差模 二階噪聲和共模二階噪聲相互抵消。
[0010] 根據(jù)另一實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括I信道混頻器，用于從天線接收射頻信號(hào)W及從 本地振蕩器接收中頻信號(hào)；Q信道混頻器，用于從所述天線接收所述射頻信號(hào)W及從所述 本地振蕩器接收相移后的中頻信號(hào)；與所述I信道混頻器并聯(lián)的第一噪聲消除裝置，其中I 信道差模二階互調(diào)分量和I信道共模二階互調(diào)分量在所述第一噪聲消除裝置中相互抵消； W及與所述Q信道混頻器并聯(lián)的第二噪聲消除裝置，其中Q信道差模二階互調(diào)分量和Q信 道共模二階互調(diào)分量在所述第二噪聲消除裝置中相互抵消。
[0011] 根據(jù)又一實(shí)施例，一種方法包括在混頻器輸出端檢測(cè)二階互調(diào)（IM2)分量，其中 所述混頻器從天線接收射頻信號(hào)W及從本地振蕩器接收中頻信號(hào)；調(diào)整IM2校正單元的第 一可變電阻器和第二可變電阻器使得差模IM2分量和共模IM2分量相互抵消，其中所述第 一可變電阻器和所述第二可變電阻器串聯(lián)并通過(guò)跨阻抗放大器禪合到所述混頻器輸出端， 將所述第一可變電阻器和所述第二可變電阻器的公共節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述公共節(jié)點(diǎn)和參考電壓 之間禪合的緩沖器調(diào)節(jié)到參考電壓電平。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)兩個(gè)可調(diào)電阻器和一個(gè)緩沖器形成的噪聲 消除路徑消除或降低直接轉(zhuǎn)換接收器的IM2噪聲。
[0013] 前述內(nèi)容已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，W便更好地理解下文中 的本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。下文中將描述本發(fā)明的額外特征和優(yōu)勢(shì)，其形成本發(fā)明的權(quán)利 要求書(shū)的主題。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所掲示的概念和具體實(shí)施例可W容易地用作 修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)或過(guò)程的基礎(chǔ)，W實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明目的相同的目的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員還應(yīng)意識(shí)到，此類(lèi)等效構(gòu)造不脫離所附權(quán)利要求書(shū)中所提出的本發(fā)明的精神和范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考W下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，其中：
[0015] 圖1所示為根據(jù)本發(fā)明各項(xiàng)實(shí)施例的移動(dòng)設(shè)備的方框圖；
[0016] 圖2所示為根據(jù)本發(fā)明各項(xiàng)實(shí)施例的如圖1所示的混頻器和IM2校正單元的示意 圖；
[0017] 圖3所示為根據(jù)本發(fā)明各項(xiàng)實(shí)施例的如圖2所示的IM2校正單元的簡(jiǎn)化方框圖； W及
[001引圖4所示為根據(jù)本發(fā)明各項(xiàng)實(shí)施例的如圖3所示的跨阻抗放大器級(jí)、二階降噪級(jí) 和共模反饋回路級(jí)的示意圖。
[0019] 除非另有指示，否則不同圖中的對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)和符號(hào)通常指代對(duì)應(yīng)部分。繪制各圖是 為了清楚地說(shuō)明各個(gè)實(shí)施例的相關(guān)方面，因此未必是按比例繪制的。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下文將詳細(xì)論述當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的制作和使用。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明提供可在各 種具體上下文中體現(xiàn)的許多適用的發(fā)明性概念。所論述的具體實(shí)施例僅僅說(shuō)明用W實(shí)施和 使用本發(fā)明的具體方式，而不限制本發(fā)明的范圍。
[0021] 將結(jié)合特定背景下的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，該特定背景是指移動(dòng)設(shè)備的二階 互調(diào)（IM2)降噪設(shè)備。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用于各種無(wú)線系統(tǒng)。在下文中，各項(xiàng)實(shí)施例將參 照附圖詳細(xì)解釋。
[0022] 圖1所示為根據(jù)本發(fā)明各項(xiàng)實(shí)施例的移動(dòng)設(shè)備的方框圖。移動(dòng)設(shè)備100可W是筆 記本計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、媒體播放器、游戲設(shè)備等。移動(dòng)設(shè)備100可 包括接收器101、發(fā)射器、天線和其它合適的部件。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，圖1僅示出了接收器101 的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
[0023] 接收器101禪合在天線102和基帶處理器118之間。雖然圖1所示為單根天線， 但是天線102可包括兩根天線，即主天線和輔天線。主天線用于將出站無(wú)線信號(hào)從移動(dòng)設(shè) 備發(fā)射到基站或從基站接收入站無(wú)線信號(hào)。輔天線（或輔助天線）可能無(wú)法將高性能出站 信號(hào)從移動(dòng)設(shè)備發(fā)射到基站。輔天線的主要功能在于接收分集無(wú)線信號(hào)。具有兩根天線的 移動(dòng)設(shè)備在現(xiàn)有技術(shù)中為大家所熟知，因此，為了避免重復(fù)，本文不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024] 移動(dòng)設(shè)備100可發(fā)射并接收基于各種標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制的無(wú)線信號(hào)，運(yùn)些標(biāo)準(zhǔn)可包括主要 第2代（2G)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM)技術(shù)、主要第=代（3G)通用移動(dòng)通信系統(tǒng)扣MT巧技 術(shù)W及主要第四代（4G)長(zhǎng)期演進(jìn)化T巧技術(shù)。另外，無(wú)線信號(hào)還可基于全球微波接入互操 作性（WiMAX)、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN)、超寬帶OJWB)等其它標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制。
[0025] 處理器118可W是數(shù)字信號(hào)處理器值S巧忍片等任意合適的基帶處理器。處理器 118用于管理射頻功能并為無(wú)線電通信提供控制軟件。此外，處理器118可禪合到應(yīng)用處理 器等其它移動(dòng)設(shè)備功能單元。
[0026] 如圖1所示，接收器101可包括第一濾波器104、I信道濾波器111和Q信道濾波 器112等多個(gè)濾波器。接收器101還可包括低噪放大器106、I信道放大器113和Q信道放 大器114等多個(gè)增益級(jí)。為了提供處理器118適用的數(shù)字信號(hào)，使用多個(gè)模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換 器115和116,如圖1所示。上文所述的濾波器、放大器和A/D轉(zhuǎn)換器的功能是公知的，因此 本文中將不再詳細(xì)論述。
[0027] 第一混頻器107禪合到本地振蕩器110。本地振蕩器110W處理器118適用的中 頻生成信號(hào)。在一些實(shí)施例中，本地振蕩器110生成的信號(hào)的占空比為25%。信號(hào)由第一 混頻器107處理后生成具有中頻的同相（I)信號(hào)并發(fā)送到處理器118。
[0028] 同樣地，第二混頻器108通