极低耗电接收器制造技术

本发明专利技术实施例涉及一种极低耗电接收器，其包含经配置以接收输入模拟信号且产生经放大信号的低噪声放大器，及电耦合到所述低噪声放大器的混频器。所述混频器经配置以将所述经放大信号转换为中频信号。逐步降低中频滤波器经配置以在离散时间处理来自所述混频器的所述中频信号。

Very Low Power Receiver

The embodiment of the present invention relates to a very low power consumption receiver comprising a low noise amplifier configured to receive input analog signals and generate amplified signals, and a mixer electrically coupled to the low noise amplifier. The mixer is configured to convert the amplified signal into an intermediate frequency signal. A step-down IF filter is configured to process the IF signal from the mixer in discrete time.

【技术实现步骤摘要】
极低耗电接收器
本专利技术实施例涉及极低耗电接收器。
技术介绍
极低耗电无线应用利用由小电源(例如纽扣电池(coincellbattery))供电的射频(RF)收发器来执行对数据的快速丛发发射或接收。在未执行丛发发射/接收时，将极低耗电RF收发器维持在低耗电或睡眠状态。极低耗电收发器用于多种物联网(IoT)实施方案中，包含嵌入式装置、智能型装置、智能型电话等。极低耗电收发器的一个使用包含低功耗蓝牙(LowEnergy(BLE))。BLE要求最小数据包错误率以确保极低耗电装置之间的成功数据发射。当前极低耗电收发器在具有足以维持BLE的最小数据包错误率的充分噪声滤波的情况下无法提供IoT装置所需的降低的功率。
技术实现思路
本专利技术实施例涉及一种接收器，其包括：低噪声放大器，其经配置以接收输入模拟信号且产生经放大信号，其中所述低噪声放大器是单端的；混频器，其电耦合到所述低噪声放大器，所述混频器经配置以将所述经放大信号转换为中频信号；逐步降低中频滤波器，其经配置以在离散时间处理来自所述混频器的所述中频信号。本专利技术实施例涉及一种极低耗电收发器，其包括：天线，经配置以接收输入模拟信号；接收器；及发射器，其耦合到所述天线。所述接收器包括：低噪声放大器，其经配置以从所述天线接收所述输入模拟信号且产生经放大信号；混频器，其电耦合到所述低噪声放大器，所述混频器经配置以将所述经放大信号转换为中频信号；第一相位中频滤波器，其具有第一采样速率；及第二相位中频滤波器，其具有第二采样速率，其中所述第二采样速率低于所述第一采样速率。本专利技术实施例涉及一种方法，其包括：接收模拟信号；将所述模拟信号转换为中频信号；在离散时间对所述中频信号进行滤波，其中通过逐步降低中频滤波器对所述中频信号进行滤波；及产生离散时间、高中频信号。附图说明在结合附图阅读时，从以下[实施方式]最佳理解本揭露的方面。应注意，根据行业中的标准实践，各个构件不一定按比例绘制。事实上，为清楚论述，可任意地增大或减小各个构件的尺寸。图1说明根据一些实施例的包含极低耗电离散时间接收器及极低耗电发射器的极低耗电收发器。图2说明根据一些实施例的极低耗电离散时间接收器的低噪声跨导放大器(LNTA)及四相电荷共享带通滤波器。图3A说明根据一些实施例的四相电荷共享带通滤波器。图3B说明根据一些实施例的图3A的四相电荷共享带通滤波器的控制信号时序图。图4A说明根据一些实施例的八相电荷共享带通滤波器。图4B说明根据一些实施例的图4A的八相电荷共享带通滤波器的控制信号时序图。图5说明根据一些实施例的图3A的四相电荷共享带通滤波器及图4A的八相电荷共享带通滤波器的频率响应。图6说明根据一些实施例的极低耗电接收器的频率响应。图7说明根据一些实施例的极低耗电接收器的中频(IF)转移函数。图8是说明根据一些实施例的极低耗电离散时间接收器的输入功率电平(IIP3)及噪声指数(NF)的曲线图。图9是说明根据一些实施例的极低耗电离散时间接收器的接收器灵敏度的曲线图。图10是说明根据一些实施例的极低耗电离散时间接收器的功率使用的图表。图11是说明根据一些实施例的产生离散时间、高IF信号的方法的流程图。具体实施方式以下揭露提供用于实施标的物的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件及布置的特定实例以简化本揭露。当然，此些仅为实例且并不打算为限制性的。例如，在下文描述中，第一构件形成在第二构件上方或上可包含其中第一构件及第二构件经形成而直接接触的实施例，且还可包含其中额外构件可形成在第一构件与第二构件之间，使得第一构件及第二构件可未直接接触的实施例。另外，本揭露可在各个实例中重复元件符号及/或字母。此重复用于简单及清楚的目的且本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。在各种实施例中，公开一种完全离散时间(DT)、高中频(IF)发射架构。完全DT、高IF发射架构包含极低耗电接收器。可将极低耗电发射器耦合到所述发射架构。极低耗电离散时间接收器包含低噪声放大器、耦合到低噪声放大器的至少一个混频器，及经配置以在离散时间处理中频信号的中频滤波器。中频滤波器可包含多个逐步降低中频滤波器以产生离散时间、高中频输出信号。可通过一或多个模/数转换器数字化离散时间、高中频输出信号且将其提供到信号处理电路，例如信号处理器。图1说明根据一些实施例的极低耗电收发器2。极低耗电收发器2包含极低耗电离散时间接收器4及极低耗电发射器6。极低耗电离散时间接收器4及极低耗电发射器6的各个耦合到匹配网络8，所述匹配网络8包含经配置以将极低耗电离散时间接收器4或极低耗电发射器6的一个选择性地耦合到天线10的发射/接收开关。匹配网络8使天线10的阻抗与极低耗电离散时间接收器4或极低耗电发射器6的选定者的阻抗匹配。在一些实施例中，极低耗电接收器4经配置以从天线10接收信号且将所述信号转换为一或多个离散时间、高IF输出信号，例如RX_I及RX_Q。极低耗电接收器4可包含经配置以从匹配网络8接收输入信号的低噪声放大器(LNA)12。尽管在本文中论述包含LNA的实施例，然将了解，极低耗电接收器4可包含任何适合放大器，例如低噪声放大器、低噪声跨导放大器(LNTA)、电感器-电容器(LC)槽式滤波器(tankfilter)及/或任何其它适合LNA。下文关于图3更详细论述LNA12的实施例。在一些实施例中，通过LNA12将经放大模拟信号提供到多个混频器14a、14b。混频器14a、14b各自经配置以接收本地振荡器(LO)信号(或正交信号)及所述经放大模拟信号。LO信号可由任何适合电路元件提供，例如(举例来说)极低耗电收发器2的发射侧6中的缓冲器60、独立本地振荡器时脉，及/或任何其它适合电路元件。在一些实施例中，混频器14a、14b的各个经配置以利用LO信号的预定工作周期。例如，在所说明实施例中，混频器的各个利用LO信号的25％工作周期，然而，将了解，混频器14a、14b可使用任何适合工作周期。因为混频器14a、14b利用25％工作周期，所以混频器14a、14b的有效电荷采样操作依等于4fLO的频率发生，其中fLO是本地振荡器信号的频率。混频器14a、14b可包含任何适合混频器，例如单端转双端(single-to-differential)被动混频器、正交混频器或任何其它适合混频器。混频器14a、14b基于经接收LO信号而将经接收放大模拟信号转换为中频(IF)信号。在一些实施例中，LO信号及混频器14a、14b经选择使得由混频器14a、14b产生的IF信号被设定为超过混频器14a、14b中的一或多个噪声晶体管的闪烁界点(flickercorner)(即，1/f噪声)。将来自混频器14a、14b的IF信号提供到多个逐步降低采样速率滤波器以产生离散时间、高IF输出信号。例如，在所说明实施例中，将IF信号提供到一第一相位IF滤波器16及多个第二相位IF滤波器22a-1、22a-2。第一相位IF滤波器16经配置以依预定采样速率对从混频器14a、14b接收的IF信号进行采样。例如，在所说明实施例中，第一相位IF滤波器16经配置以依约4fLO的频率对IF信号进行采样。第一相位IF滤波器16可包含任何适合滤波器，例如四相带通滤波器(BPF)。第一相位IF滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接收器，其包括：低噪声放大器，其经配置以接收输入模拟信号且产生经放大信号，其中所述低噪声放大器是单端的；混频器，其电耦合到所述低噪声放大器，所述混频器经配置以将所述经放大信号转换为中频信号；逐步降低中频滤波器，其经配置以在离散时间处理来自所述混频器的所述中频信号。

【技术特征摘要】
2017.06.30 US 62/527,228;2018.02.20 US 15/900,5941.一种接收器，其包括：低噪声放大器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭丰维，周淳朴，陈焕能，卓联洲，罗伯特·B·史塔兹斯基，圣多·宾斯雷·费雷拉，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71