個(gè)M0S開(kāi)關(guān),分別被具有不同相位的本地振蕩信號(hào)L0和L0'驅(qū)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)指出的是,傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān) 混頻器通常用于頻率轉(zhuǎn)換(下變頻或上變頻),因此,其輸入和輸出端被分配在開(kāi)關(guān)混頻器 的不同節(jié)點(diǎn)上(其中一個(gè)為射頻(RF)端,而另一個(gè)為中頻(IF)端),即開(kāi)關(guān)混頻器為串聯(lián)型 (in series type)連接。當(dāng)轉(zhuǎn)移濾波器的目的用于濾波時(shí),它通常連接在需要被濾波的信 號(hào)節(jié)點(diǎn)上,即,其開(kāi)關(guān)混頻器為并聯(lián)型(in parallel type)連接。實(shí)際上,若從無(wú)源開(kāi)關(guān)混 頻器的射頻(RF)端取信號(hào),則它可能像轉(zhuǎn)移回路濾波器一樣具有取決于其中頻(IF)端上的 阻抗的頻率響應(yīng)。
[0024] 圖2中示出了一種轉(zhuǎn)移濾波器100的等效模型。轉(zhuǎn)移濾波器100的原則和操作可被 視為首先根據(jù)基帶阻抗模塊120對(duì)輸入信號(hào)S_IN進(jìn)行下變頻操作,以將輸入信號(hào)5_預(yù)變換 為伴隨有頻率響應(yīng)的中頻。然后,對(duì)下變頻的結(jié)果進(jìn)行上變頻操作,以產(chǎn)生濾波信號(hào)S_ Filtered。借助于阻抗模塊120提供的阻抗,轉(zhuǎn)移濾波器100能夠提供在特定頻率范圍上的 頻率響應(yīng)。假定阻抗模塊120(或阻抗模塊142(144))包括與電阻并聯(lián)的電容,則轉(zhuǎn)移濾波器 100本質(zhì)上是帶通濾波器(band-pass filter),以及,具有如圖2右手邊所示的頻率響應(yīng)(具 有在fLQ上的中心頻率)。
[0025] 請(qǐng)注意,根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例,開(kāi)關(guān)混頻器110可被任意其它類型的混頻器替 換,但阻抗模塊120(即阻抗模塊142(144))可包括有源和/或無(wú)源元件的任意可能組合,如 放大器、跨導(dǎo)(transconductor)、電感、電容、電阻(例如C、RC、LC或RLC)。根據(jù)包括在阻抗模 塊120內(nèi)的元件,轉(zhuǎn)移濾波器100可以是帶阻濾波器(band-stop filter)、帶通濾波器、全通 濾波器(all-pass filter)或在實(shí)數(shù)域和復(fù)數(shù)域中的不同濾波模型的組合。舉例來(lái)說(shuō),當(dāng)阻 抗模塊120包括與電容并聯(lián)的電感時(shí),阻抗模塊120可具有帶通頻率響應(yīng),以及,在轉(zhuǎn)移濾波 器上引入雙通帶(double pass-band)頻率響應(yīng)。此外,使用有源元件(如放大器或跨導(dǎo))與 電容、電阻的組合還可以實(shí)現(xiàn)有源感性元件,以達(dá)到相同的效果。
[0026] 此外,轉(zhuǎn)移濾波器100還可擴(kuò)展為如圖3A所示的廣義(generalized^路徑(N-Path)濾波器,其包括N個(gè)相同的濾波器分支(filter branch),以及,每個(gè)分支包括開(kāi)關(guān)混 頻器和阻抗模塊142。每個(gè)分支被N-相位(N-phase)的本地振蕩信號(hào)L01-L0N之一驅(qū)動(dòng),這些 本地振蕩信號(hào)L01-L0N的相位互不相同。每個(gè)開(kāi)關(guān)混頻器包括多個(gè)M0S或其它類型的晶體 管。開(kāi)關(guān)混頻器可通過(guò)阻抗模塊耦接至地電位(ground )??蛇x的,被互補(bǔ)相位 (complementary-phase)的本地振蕩信號(hào)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)混頻器可共享一個(gè)阻抗模塊,而 無(wú)需親接至地電位。
[0027]此外,N路徑濾波器可以是單端或差分結(jié)構(gòu)的形態(tài)。圖3B根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例示出 了 N路徑濾波器的差分形態(tài)。差分N路徑濾波器包括兩部分。其中一部分是用于輸入信號(hào)5_ IN的正分量(positive component )S_IN+,而另一部分是用于輸入信號(hào)S_IN的負(fù)分量 (negative component)S_IN-。用于正分量的這部分的濾波器分支中的其中一個(gè)與用于負(fù) 分量的這部分的濾波器分支中的其中一個(gè)共享阻抗模塊,以及,它們互相連接。類似地,開(kāi) 關(guān)混頻器可通過(guò)阻抗模塊耦接至地電位。可選的,被互補(bǔ)相位的本地振蕩信號(hào)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè) 開(kāi)關(guān)混頻器可共享一個(gè)阻抗模塊,而無(wú)需耦接至地電位。
[0028] 對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用,轉(zhuǎn)移濾波器200由至少四個(gè)濾波器分支210-240實(shí)現(xiàn)(如圖4所 示),用于單端或差分轉(zhuǎn)移濾波器的結(jié)構(gòu)。對(duì)于單端情形,分支的數(shù)量可以減半。4個(gè)分支 210、220、230和240分別被四相位的本地振蕩信號(hào)驅(qū)動(dòng),如L01、L02、L03和L04的相位為0°、 90°、180°和270°,以防止由位于頻譜上的鏡像位置處的信號(hào)和噪聲造成的期望信號(hào)的惡 化,。轉(zhuǎn)移濾波器200基于各阻抗模塊提供頻率響應(yīng),以對(duì)輸入信號(hào)5_預(yù)濾波。對(duì)于具有差分 關(guān)系的分支,如分支210和230,阻抗模塊的參考地電位可被合并以形成其中一個(gè)差分阻抗 模塊。舉例來(lái)說(shuō),兩個(gè)單端電容(其中一個(gè)在210中以及和另一個(gè)在230中)可被組合為一個(gè) 四分之一大小的差分電容。此外,開(kāi)關(guān)混頻器可通過(guò)阻抗模塊耦接至地電位。可選的,被互 補(bǔ)相位的本地振蕩信號(hào)(如被L01和L03、L02和L04驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)混頻器)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)混頻 器可共享一個(gè)阻抗模塊,而無(wú)需耦接至地電位。
[0029] N相位的本地振蕩信號(hào)L01-L0N可以是非重疊(non-overlapped)的或重疊 (overlapped)的。通常,N相位的本地振蕩信號(hào)的占空比被設(shè)計(jì)為(100/N) %,然而,對(duì)于一 些特定的設(shè)計(jì)要求(如諧波抑制),可采用一些特定的占空比。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例,圖 5中示出了振蕩信號(hào)L01-L04的時(shí)序圖(在N等于4的情形中)。換言之,本地振蕩信號(hào)L01-L04 可以是大約為25%的占空比或50%的占空比,以及,可以是重疊的或非重疊的。
[0030] 諧波抑制轉(zhuǎn)移濾波器:
[0031] 如上所述,轉(zhuǎn)移濾波器具有高Q和精確可調(diào)的中心頻率的優(yōu)點(diǎn),但對(duì)于寬帶應(yīng)用, 它會(huì)受諧波混頻問(wèn)題的影響。正如傳統(tǒng)混頻器一樣,在乘法過(guò)程中具有本地振蕩信號(hào)的諧 波,因此,本地振蕩信號(hào)的諧波(在本地振蕩信號(hào)的頻率fu)的倍數(shù)上)附近的所有非期望的 信號(hào)、干擾或阻塞將引入非期望的諧波混頻產(chǎn)物至開(kāi)關(guān)混頻器的中頻(IF)端,與此同時(shí),通 過(guò)與基本的(fundamental)本地振蕩信號(hào)的乘法,這些非期望的諧波混頻產(chǎn)物將被上變頻 回到轉(zhuǎn)移回路濾波器的輸入端口。為了移除所述諧波混頻產(chǎn)物,本發(fā)明利用諧波抑制路徑, 以減少(reduce)/消除(cancel)主路徑中產(chǎn)生的諧波混頻產(chǎn)物。因此,僅保留對(duì)應(yīng)于基頻 (fundamental frequency)的混頻結(jié)果。
[0032]圖6示出了一種常規(guī)的諧波抑制混頻器的方塊示意圖。除了同相(in-phase)和正 交相位(quadra tur e -pha s e)路徑,另一諧波抑制路徑被引入。對(duì)于3階或5階的諧波混頻產(chǎn) 物,如圖6的底部的虛線所示,同相和正交相位路徑之和的幅值(magnitude)為^,以及,相 位為正/負(fù)45°。采用被45°的本地振蕩信號(hào)驅(qū)動(dòng)且被放大^倍的另一路徑理論上能夠消除 掉3階和5階的諧波混頻產(chǎn)物。實(shí)際上,抑制比(rejection-ratio)很大程度上取決于三條路 徑之間的增益和相位不匹配(mismatch)。另一方面,&在CMOS集成電路(1C)中不能夠被精 確地實(shí)現(xiàn),因此,它往往是造成增益不匹配的主要因素。因此,在這樣的結(jié)構(gòu)中,沒(méi)有不匹配 校準(zhǔn),無(wú)法實(shí)現(xiàn)高諧波抑制比。應(yīng)當(dāng)再次提醒的是,此技術(shù)不能夠被直接應(yīng)用至轉(zhuǎn)移回路。
[0033]圖7A根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例示出了一種諧波抑制轉(zhuǎn)移濾波器的示意圖。如圖7A所 示,諧波抑制轉(zhuǎn)移濾波器300包括主路徑(11^;[11?31:11)310和諧波抑制路徑(1^1'111011;[(3-rejection path)320。主路徑310包括第一轉(zhuǎn)移濾波器312,而諧波抑制路徑320包括第二轉(zhuǎn) 移濾波器314。第一轉(zhuǎn)移濾波器312被多個(gè)本地振蕩信號(hào)L0M