專利名稱：伺服回路電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于移除接收器中的直流偏移的伺服回路，特別是有關 于一種包含低通濾波裝置的伺服回路電路。
背景技術：
直接轉換接收器(Direct Conversion Receiver, DCR),接收一射頻信號 并通過一混頻器(mixer)將其降頻轉換為一基頻信號。混頻器利用操作頻率 接近射頻頻率的本地振蕩器(local oscillator, LO)所提供的本地振蕩信號來 降頻轉換射頻信號。圖1是直接轉換接收器的簡單結構示意圖。如圖所示，被接收的射頻信 號通過可變增益放大器(variable gain amplifier, VGA)110放大，然后通過混頻 器125利用本地振蕩器120所提供的本地振蕩信號將其降頻轉換為基頻信號。 接著，基頻信號經低通濾波器130過濾以濾除高頻成分，高頻成分是由混合 射頻信號和本地振蕩信號引起的，同時保留基頻信號成分。然后基頻信號通 過放大器150放大。然而，本地振蕩信號容易漏入射頻輸入端，并導致自混頻現(xiàn)象。接著， 很大的直流偏移成分被導入混頻器的輸出端。如果直流偏移成分通過放大器 150放大，可能會導致后續(xù)階段，例如一模數(shù)轉換器飽和。因此，如何處理直 流偏移是一個必要的課題。 一種消除直流偏移的方法是在接收器中設置一個 伺服回路。 1如圖1所示，放大器150的輸出反饋到低通濾波器160。低通濾波器160 只讓基頻信號中的直流成分通過。低通濾波器160的輸出傳輸至直流放大器 170被放大。接下來，已放大的直流成分反饋至減法器140。減法器140從低
通濾波器130的輸出中減去反饋的直流信號以消除其中的直流偏移。為了濾除基頻信號中的直流偏移成分，具有反饋低通濾波器的伺服回路表現(xiàn)出了高頻濾波器的效果?？梢院苋菀琢私獾?，轉折頻率(comer fr叫uency) 必須非常低。這表示時間常數(shù)RC的響應時間非常長，這種情況是不希望有的。一種可以解決這個問題的方法是切換轉折頻率。轉折頻率不是一次就設 定在所要求的最低頻率上，而是先設定成一高轉折頻率，并經過幾次切換而 轉變到所要求的低轉折頻率上。舉例來說，轉折頻率在第一次被設定成1MHz， 而后從lMHz切換到300KHz,從300KHz切換到lOOKHz，再從lOOKHz切 換到10KHz等等。最后，獲得低轉折頻率。通過這種方法，可以將設定時間 限制在可接受的較短時間內。切換操作能通過電阻器網絡實施，電阻器網絡 可以被控制以提供多個不同的電阻值。然而，電阻值的不連續(xù)切換導致了多余的直流偏移產生，稍后將作進一 步的說明。發(fā)明內容本發(fā)明提供了一種可以解決以上技術問題的伺服回路電路。本發(fā)明提供了一種用以消除直流偏移的伺服回路電路。所述的伺服回路 電路包含信號路徑，用以傳輸信號；低通濾波裝置，用以對信號路徑上傳 輸?shù)男盘栠M行低通濾波處理，低通濾波裝置的一個輸出反饋到信號路徑，低 通濾波裝置具有等效電容及可變等效電阻，轉折頻率取決于等效電容值和等 效電阻值，且隨著等效電阻值的連續(xù)改變而連續(xù)變化。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，伺服回路電路使用在直接轉換接收器上。伺 服回路具有一個低通濾波裝置平穩(wěn)及連續(xù)改變轉折頻率，以便將低通濾波裝 置的響應時間限制在較短時間內，而不會導入多余的直流偏移。根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例，伺服回路中低通濾波裝置的轉折頻率平 穩(wěn)且連續(xù)改變，是通過低通濾波裝置所提供的連續(xù)可變電阻來實施的。
在本發(fā)明的另一具體實施例中，低通濾波裝置包括一連續(xù)可變電阻性單 元。連續(xù)可變電阻性單元的電阻值是通過平穩(wěn)控制所施加的電壓信號的電平 而連續(xù)改變的。連續(xù)可變電阻性單元可以利用晶體管技術來提供連續(xù)可變電 阻值。在本發(fā)明的另一具體實施例中，伺服回路電路進一步包括一個增益裝置 用以向輸入信號提供增益。本發(fā)明所提供的消除連續(xù)時間直流偏移的伺服回路電路，通過控制低通 濾波裝置的電阻值連續(xù)改變，以平穩(wěn)改變截止頻率，可以消除直流偏移的產 生。因此，伺服回路電路的轉折頻率響應時間可以被限制，而不會導入多余 的直流偏移。


圖1是現(xiàn)有技術的伺服回路中直接轉換接收器的基本結構示意圖。圖2是本發(fā)明一實施例的伺服回路電路的示意圖。 圖3是本發(fā)明另一實施例的伺服回路電路的示意圖。 圖4是本發(fā)明一實施例的具有伺服回路電路的直流偏移消除器的示意圖。 圖5是本發(fā)明一實施例的伺服回路電路中連續(xù)可變電阻器的實施示意圖。 圖6是有關圖5中連續(xù)可變電阻性裝置的等效電阻值及所施加的控制電 壓兩者間關系的曲線圖。圖7是本發(fā)明一實施例的伺服回路電路的低通濾波裝置的示意圖。
具體實施方式
圖2是依據(jù)本發(fā)明一實施例的伺服回路電路200的示意圖。伺服回路電 路200被用于移除低頻信號成分(例如，直接轉換接收裝置上的直流偏移)。伺 服回路電路200具有一個信號路徑，信號路徑具有輸入端口201，用以輸入輸 入信號Vin，及輸出端口 207，用以將輸出信號V。ut傳送至后續(xù)階段。伺服回 路電路200進一步包含低通濾波裝置209。輸出信號V。ut被反饋回低通濾波裝
置209，因此只有低頻信號成分(如直流偏移)才可能通過。反饋低頻信號成分Vft(例如反饋直流偏移)通過減法器203從輸入信號Vin中減去，以移除其中的直流偏移。低通濾波裝置209能以任何適當?shù)募夹g來實施，例如傳統(tǒng)低通濾波器或 者積分器。低通濾波裝置209的轉折頻率通過其電容值和電阻值決定。依據(jù)本發(fā)明， 低通濾波裝置209的電阻值是連續(xù)改變的。以下會進行進一步的描述。圖3是依據(jù)本發(fā)明另一實施例的伺服回路電路的示意圖。伺服回路電路 300包含用以輸入輸入信號Vin的輸入端口 301及輸出端口 307，用以將輸出 信號V。ut傳送至后續(xù)階段。伺服回路電路300進一步包含增益裝置305用以提供增益A。因此，Vin與V。ut之間的理想關系為Vout= A' Vin (1)與伺服回路電路200 —樣，伺服回路電路300也具有低通濾波裝置309， 低通濾波裝置309具有連續(xù)可變電阻值。輸出信號V。ut反饋到低通濾波裝置 309，因此，只有低頻信號成分(如直流偏移)才可能通過。反饋低頻信號成 分Vfb (例如反饋直流偏移)通過減法器303從輸入信號Vin中減去，以移 除輸入信號Vin中的直流偏移。圖4是依據(jù)本發(fā)明一實施例的伺服回路電路400的示意圖。舉例來說， 伺服回路電路400可以用以平衡輸入信號Vin—n及Vinj3。伺服回路電路400包含具有差分放大器410的增益裝置405,其用于放大輸入端411和413提供的輸入信號(輸入信號差動成分Vin—n及Vin』)。輸入信號差動成分Vin—n及Vinj)，分別通過電阻器421和423反饋到放大器410。 電阻器421和423的電阻值為Rl。放大器410的輸出信號成分V。uLp及V。ut_n， 分別通過電阻器425和427反饋到放大器410的輸入端。電阻器425和427 的電阻值為R2。放大器410的輸出信號成分V。utJ^B V。ut』輸出至低通濾波裝 置409。
在低通濾波裝置409中，放大器430、連續(xù)可變電阻性單元431、 433及 電容器441 、443構成了積分器。積分器的輸出Xp和Xn通過電阻器435和437 反饋到增益裝置405的放大器410。電阻器435和437的電阻值為Rf。輸入信號Vin和輸出信號V。ut之間的關系基本滿足下列方程式<formula>formula see original document page 8</formula>其中"j"為虛數(shù)單位，"co"為角頻率)輸入信號Vin和輸出信號V。ut之間的關系也基本滿足下列方程式<formula>formula see original document page 8</formula> (3)其中X (t)是放大器430的輸出，可以表示為:<formula>formula see original document page 8</formula>(4)<formula>formula see original document page 8</formula>方程式(3)可以表示為:(6)假定V她(t)的初始條件是v。，則
<formula>formula see original document page 9</formula>(7)如果截止頻率定義為<formula>formula see original document page 9</formula>(8)輸入信號Vin(t)可表示成:rt-0其中An是信號的振幅。此時，輸出信號V。ut (t)是<formula>formula see original document page 9</formula>(9)<formula>formula see original document page 9</formula>(10)從方程式(10)中看出，直流偏移(指出"直流"項)是與R2/Rl、An及(C0 -C0T) 成比例的。(O)t，-斷)是指截止頻率之間的切換步驟。因此，當伺服回路電路中的低通濾波裝置的轉折頻率是不連續(xù)切換時，將產生直流偏移問題。當切換幅度非常大時，例如從lMHz切換到300KHz，這個問題特別嚴重。因此，最好能平穩(wěn)改變截止頻率。通過使用具有連續(xù)可變電阻值Rv的連 續(xù)可變電阻性單元431和433，便可以達成此目標。
圖5是依據(jù)本發(fā)明一實施例的伺服回路電路中低通濾波裝置409的連續(xù) 可變電阻性單元431的示意圖。如圖所示，連續(xù)可變電阻性單元431包含晶 體管501，其電阻值為Rch，電阻器511，其電阻值為RA，及電阻器523和525， 其電阻值分別為RB/2。因此，連續(xù)可變電阻性單元431的等效電阻值Req是 RA〃 (Rch+RB)。晶體管501最好能用MOS晶體管來實施，晶體管501的電 阻值Rch通過控制施加在柵極的電壓而改變。當連續(xù)受控電壓信號施加在晶體 管501上時，連續(xù)可變電阻性單元431的等效電阻值連續(xù)改變。施加在晶體 管501上的控制電壓相對于連續(xù)可變電阻性單元431的等效電阻值Req的變化 如圖6所示。在本實施例中，假設1^>>118。連續(xù)可變電阻性單元431的結構僅作為實施例來描述，其它能提供連續(xù) 可變電阻值的結構也屬于本發(fā)明的范圍。圖7是本發(fā)明一實施例的伺服回路電路的低通濾波裝置的示意圖。在圖7 中，低通濾波裝置具有一個積分器結構，包含差分放大器730、連續(xù)可變電阻 性單元731、 733和電容器741、 743及電壓控制器750。如圖7所示，電壓控制器750包括放大器751，晶體管753以及電流源 755。放大器751的輸入端連接于積分器的一個輸入端，并且其另一個輸入端 連接于其輸出端。在本實施例中，晶體管753是以MOS晶體管來實施，晶體 管753耦接于放大器751及電流源755之間。晶體管753的柵極與源極連接 在一起并連接到電流源755,漏極連接到放大器751的輸出端。應注意電壓控 制器750是作為范例而加以描述。任何適用的電壓控制器類型都可使用。通 過調整電流源755的電流，連續(xù)可變電阻性單元73K 733中的晶體管的導通 電阻值Rch可被改變。因此，可獲得連續(xù)可變電阻性單元731， 733的連續(xù)變 化的總電阻值。通過控制低通濾波裝置的電阻值連續(xù)改變，平穩(wěn)改變截止頻率，可以消 除直流偏移的產生。因此，伺服回路電路的轉折頻率響應時間可以被限制， 而不會導入多余的直流偏移。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 所屬技術領域中的技術人員，在不脫離本發(fā)明的范圍內，可以做一些改動， 因此本發(fā)明的保護范圍應與權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種伺服回路電路，其特征在于，該伺服回路電路包含一信號路徑，用以傳輸一信號；以及一低通濾波裝置，用以對所述的信號路徑上傳輸?shù)男盘栠M行低通濾波處理，所述的低通濾波裝置的一輸出反饋到所述的信號路徑，所述的低通濾波裝置包含一等效電容及一可變等效電阻，一轉折頻率取決于所述的等效電容值和所述的等效電阻值，且隨著所述的等效電阻值的連續(xù)改變而連續(xù)變化。
2. 如權利要求1所述的伺服回路電路，其特征在于，該伺服回路電路進 一步包含所述的信號路徑上的一增益裝置，用以提供具有一增益的所述的傳 輸信號。
3. 如權利要求1或2所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的低通濾 波裝置包含一低通濾波器。
4. 如權利要求3所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的低通濾波器 包含至少一連續(xù)可變電阻性單元，該連續(xù)可變電阻性單元包含一可連續(xù)改變 的可變電阻。
5. 如權利要求4所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的連續(xù)可變電 阻性單元包含一晶體管， 一與該晶體管串聯(lián)的第一電阻性元件，及一第二電 阻性元件，與相互連接的所述的晶體管及所述的第一電阻性元件并聯(lián)。
6. 如權利要求5所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的第一電阻性 元件包含兩個電阻器，該兩個電阻器是分別與所述的晶體管串聯(lián)。
7. 如權利要求5所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的第二電阻性 元件包含一電阻器。
8. 如權利要求5所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的晶體管的電 阻值是通過施加一受控可變電壓至所述的晶體管的一控制端而連續(xù)改變的。
9. 如權利要求8所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的低通濾波裝 置進一步包含一用以提供所述的受控可變電壓的電壓控制器，該電壓控制器包含一電流源， 一與該電流源連接的晶體管，及與該晶體管連接的一差分放 大器。
10. 如權利要求4所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的連續(xù)可變電 阻性單元的可變電阻值根據(jù)一施加在其上的受控可變電壓而改變。
11. 如權利要求IO所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的低通濾波 裝置進一步包含一用以提供所述的受控可變電壓的電壓控制器，該電壓控制 器包含一電流源， 一與該電流源連接的晶體管，以及一與該晶體管連接的差 分放大器。
12. 如權利要求1或2所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的低通濾 波裝置包含一積分器。
13. 如權利要求12所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的積分器包 含至少一連續(xù)可變電阻性單元，該連續(xù)可變電阻性單元包含能連續(xù)改變的可 變電阻。
14. 如權利要求13所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的連續(xù)可變 電阻性單元的可變電阻值通過一施加在其上的受控可變電壓而改變。
15. 如權利要求14所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的低通濾波 裝置進一步包含一電壓控制器，用以提供所述的受控可變電壓。
16. 如權利要求15所述的伺服回路電路，其特征在于，所述的電壓控制 器包含一電流源， 一與該電流源連接的晶體管，及一與該晶體管連接的差分 放大器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種伺服回路電路，用于消除直接轉換接收器上的直流偏移。伺服回路電路具有一個可平穩(wěn)及連續(xù)改變轉折頻率的低通濾波裝置，所以低通濾波裝置的響應時間可以被限制在很短的時間內，而不會導入多余的直流偏移。轉折頻率的平穩(wěn)及連續(xù)改變，通過至少一個連續(xù)可變電阻性單元提供的連續(xù)可變電阻實施，連續(xù)可變電阻性單元可通過晶體管技術實施。連續(xù)可變電阻性單元的電阻值通過平穩(wěn)控制所施加的電壓信號的電平而連續(xù)改變。本發(fā)明所提供的消除連續(xù)時間直流偏移的伺服回路電路，通過控制低通濾波裝置的電阻值連續(xù)改變，以平穩(wěn)改變截止頻率，可以消除直流偏移的產生。因此，伺服回路電路的轉折頻率響應時間可以被限制，而不會導入多余的直流偏移。
文檔編號H04L25/06GK101159724SQ200710107458
公開日2008年4月9日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權日2006年10月4日
發(fā)明者鐘元鴻 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司