專利名稱：多級濾波器的dc偏移抑制電路的制作方法
多級濾波器的DC偏移抑制電路方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于低中頻(Low-IF)通信的多級(Complex)濾波器的直流偏移 (DC Offset)抑制電路，特別涉及一種利用電阻比與輸出信號的組合的相位補償電路，對相 位進行補償后通過DC反饋部反饋到輸入端，從而對多級帶通與濾波器的DC偏移進行抑制 的DC偏移抑制電路。背景技術(shù)：
一般情況下，在無線通信系統(tǒng)中由天線接收的信號經(jīng)由低噪音放大器(Low noise amplifier,LNA)放大后，先與混頻器(Mixer)中的頻率發(fā)生器所產(chǎn)生的載波信號進行混頻 后會被輸入到濾波器，并通過濾波器濾波后檢測出接收信號。這時，使天線所接收的信號與 載波信號的頻率相同后，將混頻器(Mixer)所輸出的信號傳送到DC頻率的方式稱為直接轉(zhuǎn) 換(DirectConversion)方式，并將混頻器(Mixer)所輸出的信號傳送到接近于DC的中間 頻率的方式稱為低中頻(Low-IF)方式。但是，在天線沒有接收到信號的情況下，即在沒有低噪音放大器(LNA)輸出的情 況下，混頻器會發(fā)生頻率發(fā)生器所發(fā)生的載波信號進行自混頻的情況。當形成如上所述的混頻器的自混頻時，由于在后端的濾波器或PGA或VGA中會存 在自增益(fein)，因此會存在DC成分被放大的問題。放大的DC成分有可能導(dǎo)致濾波器或 可編程增益放大器(Programmable Gain Amplifier,PGA)內(nèi)晶體管的損傷。為了解決該問 題，會利用DC反饋電路對因濾波器或PGA的增益而被放大的DC偏移進行抑制。圖1為現(xiàn)有的普通通信系統(tǒng)的接收電路方框圖，圖2為具有現(xiàn)有的普通DC偏移抑 制電路的濾波器電路圖，如圖所示，RF接收電路包括從天線接收RF信號的低噪音放大器(LNA) 1 ；將低噪音放大器1 的輸出信號與中間頻率信號進行混頻的混頻器2 ；對混頻器2的輸出信號進行濾波的濾波 部3;及對濾波部3的輸出信號進行放大的可編程增益放大器(PGA)4。其中，濾波部3包 括濾波器(AO)與為了抑制DC偏移而對DC進行反饋的DC反饋部(BO)。中間頻率發(fā)生部5 包含電壓控制振蕩器(VCO)及鎖相回路(Phase lock loop，PLL)，用來產(chǎn)生中間頻率信號。 混頻器2將中間頻率信號與低噪音放大器1的輸出信號進行混頻。如上所述的直接轉(zhuǎn)換(Direct Conversion)通信方式中所使用的DC偏移抑制方 式是，利用通過整個基帶高通濾波器(AO)與DC反饋部(BO)形成的單反饋回路對DC偏移 進行抑制。但是，在使用多級濾波器(Complex Filter)的情況下，當通過如上所述的DC反饋 部而對DC偏移進行抑制會引起相位誤差。圖3為傳統(tǒng)多級濾波器的電路圖，如圖所示，多級濾波器包括對混頻電路所輸出 的第一輸入(Viinm)及第二輸入(Viinp)進行濾波而產(chǎn)生第一輸出(Vioutp)及第二輸出 (Vioutm)的第一濾波部31 ；對混頻電路所輸出的第三輸入(Vqinm)及第四輸入(Vqinp)進 行濾波而產(chǎn)生第三輸出(Vqoutp)及第四輸出(Vqoutm)的第二濾波部32 ；將第一濾波部31的輸出反饋到第二濾波部32的輸入端，再將第二濾波部32的輸出反饋到第一濾波部31的 輸入端的頻率改變部33。即，第一濾波部31對I信號進行濾波，第二濾波部32對Q信號進 行濾波，頻率改變部33通過電阻而將I信號輸出反饋到Q信號輸入端，并且將Q信號輸出 反饋到I信號輸入端，從而對頻率進行改變。其中，第一輸入(Viinm)與第二輸入(Viinp)具有180度相位差，第三輸入 (Vqinm)相對于第一輸入(Viinm)具有90度相位差，第四輸入(Vqinp)相對于第四輸入 (Vqinp)具有90度相位差。相同地，第一輸出(Vioutp)與第二輸出(Vioutm)具有180度 相位差，第三輸出(Vqoutp)及第四輸出(Vqoutm)為相對于第一輸出(Vioutp)及第二輸出 (Vioutm)分別具有90度相位差。多級濾波器具備頻率改變部33，使輸出相互交叉地反饋到輸入端，通過調(diào)整頻率 改變部33的電阻值使頻率發(fā)生變化，如圖4所示。因此，在采用多級濾波器的情況下，當在自混頻時只采用傳統(tǒng)DC偏移抑制電路， 即普通的DC反饋部，會因多級濾波器的特性而導(dǎo)致相位發(fā)生變化。圖fe及圖恥為普通的低通濾波器與多級濾波器的等效電路圖。如圖fe所示的 低通濾波器如下述的公式1。Vout _ Rl/R\ — FOJRX ( — 1 、~Vin 1+^ 2C2 —“χ ^ w (評。_ R2C2 )公式 1 Wo且相位如下述公式2。Wtan.^=-O/iase)公式 2W0圖恥的多級濾波器如下述公式3。Vout — R2/RI _ R2/R1, 11 1 +sR2C2-jR2/Rx " w R2R2C2 )公式 3 Λ W0 ““ 'Rx )且多級濾波器的相位如下述公式4。yptan^==---辦 ase)公式 4w0 Rx因此，輸出Vout會發(fā)生R2/Rx大小的相位變化。所以為了對由自混頻中采用DC反饋電路來抑制DC偏移的情況下，由于在采用多 級濾波器的電路中會發(fā)生因相位變化而產(chǎn)生誤差，因此無法采用現(xiàn)有的DC偏移抑制電路。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種DC偏移抑制電路，其應(yīng)用在采用 多級濾波器的通信電路中，用來對混頻器在自混頻時所發(fā)生的DC偏移進行抑制。多級濾波 器的輸出通過相位補償電路而對相位進行補償后，再通過DC反饋部而反饋到該多級濾波 器的輸入端，達到對DC偏移進行抑制的目的。本發(fā)明的另一目的在于，利用可變電阻與開關(guān)部來選擇出I輸出信號與Q輸出信 號，從而使相位補償電路發(fā)生出用于抑制DC偏移的相位補償信號，從而簡化相位補償。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種DC偏移抑制電路，在采用多級濾波器的通信電路中，用于對混頻器在自混頻時所發(fā)生的DC偏移進行抑制，其特征在于，包括對輸入多級濾波器的輸出而被改變的頻率進行補償，從而實現(xiàn) 相位補償?shù)南辔谎a償部；將在所述相位補償部中被相位補償?shù)亩嗉墳V波器的輸出的相位進 行反轉(zhuǎn)后，反饋至多級濾波器的輸入端的DC反饋部。另一特征在于，所述相位補償部包括相位補償用可變電阻及開關(guān)部。所述相位補 償用可變電阻分別輸入多級濾波器對I信號的第一、第二輸出(VioutP) (Vioutm)與對Q信 號的第三、第四輸出(Vqoutp) (Vqoutm)后，將在多級濾波器的頻率改變部中被改變的相位 進行補償?shù)南辔谎a償用可變電阻；開關(guān)部通過所述相位補償用可變電阻而被相位補償后， 選擇第一輸出(Vioutp)或第三輸出(Vqoutp)后輸出第一相位補償信號(Vdcocjnp)，并且 選擇第二輸出(Vioutm)或者第四輸出(Vqoutm)后輸出第二相位補償信號(Vdcocjnm)。如上所述，本發(fā)明對多級濾波器中被改變的頻率進行補償而執(zhí)行相位補償后，通 過DC反饋部來對其進行反饋，從而對混頻器的自混頻中所發(fā)生的DC偏移進行抑制的效果。 而且，本發(fā)明為了相位補償而選擇電阻比與I輸出及Q輸出的組合，從而達到能夠較為容易 地設(shè)定出相位補償?shù)男Ч?br> 圖1為現(xiàn)有的普通通信系統(tǒng)的接收電路方框圖；圖2為具有現(xiàn)有的普通DC偏移抑制電路的濾波器電路3為普通多級濾波器的電路圖；圖4為多級濾波器的頻率改變說明圖；圖fe及圖恥為普通的低通濾波器與多級濾波器的等效電路圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的實施例而采用了多級濾波器的通信電路的偏移抑制電路圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的相位補償部的構(gòu)成圖。
具體實施方式以下，參照本發(fā)明的附圖，對實施例進行詳細的說明。圖6繪示本發(fā)明用于多級濾波器的DC偏移抑制電路圖，圖7為圖6的相位補償部 的構(gòu)成圖。如圖所示，DC偏移抑制電路是用于多級濾波器，用來將多級濾波器的輸出通過 DC反饋部來進行反饋，從而對混頻器在自混頻時所發(fā)生的DC偏移進行抑制。所述多級濾波 器包括第一濾波部110、第二濾波部120及頻率改變部130。當混頻電路所輸出的I信號作 為第一濾波部110的第一輸入(Viinm)及第二輸入(Viinp)輸入第一濾波部110后，第一 濾波部110進行濾波后產(chǎn)生第一輸出(Vioutp)及第二輸出(Vioutm)。當混頻電路所輸出 的Q信號作為第三輸入(Vqinm)及第四輸入(Vqinp)輸入第二濾波部120后，第二濾波部 120進行濾波產(chǎn)生第三輸出(Vqoutp)及第四輸出(Vqoutm)。頻率改變部130通過頻率改 變電阻(Re)而分別將第一濾波部110的輸出反饋到第二濾波部120的輸入端，并將第二濾 波部120的輸出反饋到第一濾波部110的輸入端。第一、第二偏移抑制電路140、150分別包括相位補償部141、151和DC反饋部142， 152。因為第一輸入Viinm、第二輸入Viinp、第三輸入Vqinm、及第四輸入Vqinp相對于第一、 第二濾波器110、120濾波后的第一輸出(Vioutp)第二輸出(Vioutm)、第三輸出(Vqoutp)及第四輸出(Vqoutm)，會有相位差。因此相位補償部141、151是用來補償?shù)谝?、第二濾波 器110、120輸出信號的相位。接下來，將在相位補償部141，151中相位被補償?shù)男盘栂辔?進行反轉(zhuǎn)后，再分別饋入至電性連接于第一、第二濾波器110、120輸入端的DC反饋部142， 152。相位補償部141、151包括相位補償用電阻部101及開關(guān)部102。相位補償用電阻 部101分別對輸入第一濾波器(110)的第一、第二輸出(VioutP) (Vioutm)與第二濾波器 120的第三、第四輸出(Vqoutp) (Vqoutm)，通過可變電阻(R11-R14)將在多級濾波器的頻率 改變部130中被改變的頻率進行復(fù)原。開關(guān)部102由第一、第三開關(guān)SW1，SW3、第二、第四 開關(guān)SW2，SW4構(gòu)成，其中第一、第三開關(guān)SW1，SW3選擇出通過相位補償用電阻部101而被相 位補償?shù)牡谝惠敵?Vioutp)或第三輸出(Vqoutp)后輸出第一相位補償信號(Vdcocjnp)， 所述第二、第四開關(guān)SW2，SW4則選擇出第二輸出(Vioutm)或第四輸出(Vqoutm)后輸出第 二相位補償信號(Vdcocjnm)。如上所述，僅采用第一、第二濾波器110、120與頻率改變部130所構(gòu)成的多級濾波 器用于通信電路的情況下，如果僅使用現(xiàn)有的DC反饋電路會因為產(chǎn)生相位差而不能達到 DC偏移抑制功能。因此，本發(fā)明的相位補償部141，151將被改變的相位差進行補償后再輸入到DC反 饋部142，152，從而確保多級濾波器能夠?qū)C偏移進行抑制。根據(jù)本發(fā)明的相位補償部141，151是由相位補償用電阻部101與開關(guān)部102構(gòu) 成，可以依據(jù)相位補償用電阻部101的電阻比與開關(guān)部102的選擇而生成第一、第二相位補 償信號(Vdcocjnp) ((Vdcocjnm)。電阻比是指，多級濾波器的頻率改變部130的改變電阻 值與相位補償部的相位補償用電阻值之比，利用該電阻比而在開關(guān)部102選擇第一-第四 輸出(Vioutp) (Vioutm) (Vqoutp) (Vqoutm)后，生成對被改變的相位差進行補償?shù)牡谝弧⒌?二相位補償信號(Vdcoc_inp) (Vdcoc_inm)。從而，利用電阻比與具有不同相位差的4種信號即Vioutp :0度、Vioutm 180 度、Vqoutp 90度、Vqoutm :270度的組合，可以生成第一、第二相位補償信號(Vdcocjnp) (Vdcocjnm)，因此用于相位補償?shù)倪x擇變得容易。如上所述，本發(fā)明在采用多級濾波器的情況下，通過DC反饋部來對于進行了相位 補償?shù)牡谝弧⒌诙辔谎a償信號(Vdcocjnp) ((Vdcocjnm)進行相位的反轉(zhuǎn)后，可以反饋 到多級濾波器的輸入端，從而可以解決混頻器在自混頻時僅采用單一的DC反饋部而所發(fā) 生的相位差問題，因此可以確實地實現(xiàn)對多級濾波器的DC偏移的抑制。
權(quán)利要求
1.一種DC偏移抑制電路，在采用多級濾波器的通信電路中用于抑制混頻器在自混頻 時所發(fā)生的DC偏移，其特征在于，所述DC偏移抑制電路包括相位補償部，對因輸入所述多級濾波器所產(chǎn)生的輸出而被改變的頻率進行補償，從而 實現(xiàn)相位補償；及DC反饋部，將在所述相位補償部中相位被補償?shù)乃龆嗉墳V波器的輸出的相位進行反 轉(zhuǎn)后，反饋至所述多級濾波器的輸入端。
2.權(quán)利要求1所述的DC偏移抑制電路，其特征在于，所述相位補償部包括相位補償用可變電阻，用來接收所述多級濾波器的I信號的第一、第二輸出與Q信號的 第三、第四輸出，并對對所述第一、第二輸出與所述第三、第四輸出被改變的相位進行補償； 及開關(guān)部，用來自被相位補償后的所述第一、第二輸出與所述第三、第四輸出，選擇所述 第一輸出或第三輸出后輸出第一相位補償信號，并且選擇所述第二輸出或者第四輸出后輸 出第二相位補償信號。
3.一種多級濾波器的DC偏移抑制電路，將多級濾波器的輸出通過DC反饋部來進行反 饋，從而對混頻器在自混頻時所發(fā)生的DC偏移進行抑制，所述多級濾波器包括對混頻電 路所輸出的第一輸入及第二輸入進行濾波后產(chǎn)生第一輸出及第二輸出的第一濾波部；對混 頻電路所輸出的第三輸入及第四輸入進行濾波后產(chǎn)生第三輸出及第四輸出的第二濾波部； 通過頻率改變電阻而分別將所述第一濾波部的輸出反饋到所述第二濾波部的輸入端，并將 所述第二濾波部的輸出反饋到所述第一濾波部的輸入端的頻率改變部，其特征在于，第一，第二偏移抑制電路，其分別包括相位補償部，對因輸入所述第一、第二濾波器的輸出信號而被改變的頻率的相位進行 補償；及DC反饋部，將在所述相位補償部中相位被補償?shù)男盘栂辔贿M行反轉(zhuǎn)后，分別反饋至所 述第一、第二濾波部的輸入端。
4.權(quán)利要求3所述的多級濾波器的DC偏移抑制電路，其特征在于，所述相位補償部包括相位補償用電阻部，分別輸入第一濾波部對I信號的第一、第二輸出與第二濾波部對 Q信號的第三、第四輸出后，通過可變電阻而將在多級濾波器的頻率改變部中被改變的頻率 分別進行復(fù)原；及開關(guān)部，包含第一、第二、第三、第四開關(guān)，其中所述第一、第三開關(guān)用來選擇出通過所 述相位補償用電阻部而被相位補償?shù)牡谝惠敵龌虻谌敵龊筝敵龅谝幌辔谎a償信號，且所 述第二、第四開關(guān)用來選擇出第二輸出或第四輸出后輸出第二相位補償信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種于多級濾波器的通信電路中，對自混頻時所發(fā)生的DC偏移進行抑制的DC偏移抑制電路。在通信電路中代替多級濾波器而被使用的濾波器中采用用于抑制DC偏移的DC反饋電路，當使用多級濾波器時，因多級濾波器內(nèi)部的相位改變會引起反饋到輸入端的信號發(fā)生相位差，從而不能對DC偏移進行抑制。本發(fā)明的其特征在于，包括將輸入到多級濾波器的輸出而對發(fā)生改變的頻率進行補償，從而實現(xiàn)相位補償?shù)南辔谎a償部；對于在所述相位補償部中相位被補償?shù)亩嗉墳V波器所輸出的相位進行反轉(zhuǎn)后，再反饋到多級濾波器的輸入端的DC反饋部。
文檔編號H04B1/12GK102055695SQ201010219839
公開日2011年5月11日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者鄭圣憲, 黃明運 申請人:芯光飛株式會社