补偿直流偏移的直接转换收发器及操作方法技术

本发明专利技术公开了一种补偿直流偏移的直接转换收发器及操作方法。收发器包括：天线；第一滤波器；发射与接收模式切换器；低噪声放大器；第二滤波器；第三滤波器；第一可变增益放大器；第二可变增益放大器；第一模拟数字转换器；第二模拟数字转换器；第一直流偏移去除循环；第二直流偏移去除循环；第一数字模拟转换器；第二数字模拟转换器；第三数字模拟转换器；第四数字模拟转换器；第三混频器；第四混频器；功率放大器；本地震荡器以及基频电路。该直接转换收发器于接收或发射模式下，共享第二滤波器、第三滤波器、第一数字模拟转换器及第二数字模拟转换器，直接转换收发器所需滤波器电路数量及数字模拟转换器的数量可降低，达到缩小电路面积的功效。

Direct conversion transceiver for compensating DC offset and operation method thereof

The invention discloses a direct conversion transceiver for compensating DC offset and an operation method thereof. The transceiver includes an antenna; a first filter; transmitting and receiving mode switch; low noise amplifier; second filter; filter third; the first second variable gain amplifier; variable gain amplifier; the first analog digital converter; second analog digital converter; the first DC offset removal cycle; second DC offset removal cycle; the first digital to analog converter; second digital simulation third converter; digital to analog converter; fourth digital to analog converter; third mixer; fourth mixer; power amplifier; local oscillator and baseband circuit. The direct conversion transceiver to receive or transmit mode, sharing second, third filter filter, the first digital analog converter and digital to analog converter two, the number of direct conversion transceiver required number of filter circuit and a digital to analog converter can be reduced, to reduce the circuit size effect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直接转换收发器与其操作方法，特别涉及一种使用数字模拟转换器补偿直流偏移的直接转换收发器与其操作方法。
技术介绍
近几年无线通信产品非常流行，而这些产品多半要求微小化与多模的设计。对于这类的要求，将产品的射频(radio frequency, RF)部分采用直接转换(directconversion)系统或低中频(low intermediate frequency, Low IF)系统取代传统的超外插(super-heterodyne)系统已成为目前的趋势。由于直接转换系统不需要中频(intermediate frequency, IF)讯号处理，而是直接将RF讯号转换成基频(baseband)讯号，所以被广泛地使用。由于省略了 IF讯号处理这部份，直接转换系统的复杂度比超外插系统简单许多，且对于芯片的设计来说，其面积可以缩小且可以采用多模设计。在直接转换系统的接收机中，最基本的直流偏移是由本地震荡器(localoscillator)与输入讯号自我混频(self-mixing)而产生,而直流偏移量的产生通常是因为本地震荡器与输入讯号的能量与频--的差异，或制程中混波器负载的不匹配所造成。其他导致直流偏移的原因可能是放大器与滤波器组件制程时的不匹配，其直流偏移变化量会随着滤波器的截止频..与增益放大器的增益值变化。美国专利公告第6，442，380号，揭示一种用以提供具有交流耦合级的直接转换降频器(direct conversion down converter)的零中频无线电装置。请参照图1所示，降频器I包括一低噪声放大器(low noise amplifier, LNA) 101、一混合器(mixer) 102以及一交流耦合器103。交流耦合器103包括一电容器C以及一可变电阻器R。电容器C的第一端连接至一输出节点Vout，电容器C的第二端则连接至混合器102的输出端。可变电阻器R的第一端连接至输出节点Vout，可变电阻器R的第二端则连接至一节点120用以接收一偏压。交流耦合器103还包括一接收端112用以接收一控制信号，以便决定可变电阻器R的等效电阻值。低噪声放大器101包括一输入端与一输出端，其中输入端连接至一输入节点Vsig，用以接收一交流信号，以及输出端连接至混合器102的输入端。混合器102还包括一接收端111用以接收一本地振荡器信号。电容器C以及电阻器R组合成交流耦合器103，用以提供高通滤波器的功能。美国专利公告第6，968，172号，揭示一种广泛被使用来补偿直流偏移的电路。请参照图2所示，该电路是将放大器210输出讯号的直流偏移经由比较器220及低通滤波器230负回授到放大器210以补偿其输出讯号的直流偏移。该电路也可视为一个高通滤波器(high pass filter, HPF)电路,也就是说对于低频讯号而言，当其经过此电路时才会被滤除，而且讯号要经过回授，其直流偏移才会被补偿。然而，上述的方法将使得电路对讯号的反应速..比较慢。现请参照图3，其为传统射频收发器的电路方块图。当该射频收发器操作于接收模式时，一讯号经由一天线210接收后，透过一滤波器211及一发射/接收切换器212传输至一低噪声放大器2210,该讯号经由低噪声放大器2210放大后,分别透过一第一混频器2220、一第二混频器2230及一本地震荡器240降频产生一同相(1-channel)讯号及一正交(Q-channel)讯号。一般而言,存在于该同相(1-channel)讯号及正交(Q_channel)讯号中的直流偏移讯号，将分别透过接收器中的一第一数字模拟转换器2221及一第二数字模拟转换器2231进行直流偏移补偿。接着,将同相(1-channel)讯号及正交(Q-channel)讯号分别透过接收器中的第一滤波器2222及一第二滤波器2232传输至一第一可变增益放大器2224及一第二可变增益放大器2234。其中，第一滤波器2222输出后的讯号将透过一第三数字模拟转换器2223进行直流偏移补偿，二滤波器2232输出后的讯号将透过一第四数字模拟转换器2233进行直流偏移补偿。亦即，当电路于接收模式下操作时，需分别透过4个数字模拟转换器(digital analog converter, DAC)进行直流偏移的补偿,然而,如此的电路使用将造成电路面积过大的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的主要目的在于提供一种；为达到上述的主要目的，本专利技术采用以下技术方案:一种补偿直流偏移的直接转换收发器，包括:一天线,用以接收一射频讯号；一第一滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至天线，用以过滤射频讯号；—发射与接收模式切换器,具有一输入端、一第一输出端及一第二输出端，输入端电性连接至第一滤波器的输出端，用以对使用数字模拟转换器补偿直流偏移的直接转换收发器进行发射与接收模式的切换；—低噪声放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至发射与接收模式切换器的第一输出端，用以放大接收的射频讯号；—第二滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第一开关及一第一混频器电性连接至低噪声放大器的输出端；—第三滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第二开关及一第二混频器电性连接至低噪声放大器的输出端；—第一可变增益放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第三开关电性连接至第二滤波器的输出端；—第二可变增益放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第四开关电性连接至第三滤波器的输出端；一第一模拟数字转换器，电性连接至第一可变增益放大器的输出端；一第二模拟数字转换器，电性连接至第二可变增益放大器的输出端；一第一直流偏移去除循环，电性连接至第一可变增益放大器的输入端及输出端并与第一可变增益放大器并联；一第二直流偏移去除循环，电性连接至第二可变增益放大器的输入端及输出端并与第二可变增益放大器并联；一第一数字模拟转换器，电性连接至第一开关与第二滤波器之间；一第二数字模拟转换器，电性连接至第二开关与第三滤波器之间；一第三数字模拟转换器，电性连接至第二滤波器与第三开关之间；一第四数字模拟转换器，电性连接至第三滤波器与第四开关之间；一第三混频器，透过一第五开关电性连接至第三数字模拟转换器；—第四混频器，透过一第六开关电性连接至第四数字模拟转换器；一功率放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至第三混频器与第四混频器、输出端电性连接至发射与接收模式切换器的第二输出端；一本地震荡器，电性连接至第一混频器、第二混频器、第三混频器及第四混频器；以及一基频电路，电性连接至第一模拟数字转换器、第二模拟数字转换器、第一数字模拟转换器及第二数字模拟转换器。一种补偿直流偏移的直接转换收发器的操作方法，其包括下列步骤:当该补偿直流偏移的直接转换收发器操作于接收模式时:第一开关、第二开关、第三开关及第四开关操作于开的状态，第五开关及第六开关操作于关的状态，发射与接收模式切换器切换至低噪声放大器端；以及当补偿直流偏移的直接转换收发器操作于发射模式时:第一开关、第二开关、第三开关及第四开关操作于关的状态，第五开关及第六开关操作于开的状态，发射与接收模式切换器切换至一功率放大器端。本专利技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿直流偏移的直接转换收发器，其特征在于，包括：一天线，用以接收一射频讯号；一第一滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至天线，用以过滤射频讯号；一发射与接收模式切换器，具有一输入端、一第一输出端及一第二输出端，输入端电性连接至第一滤波器的输出端，用以对使用数字模拟转换器补偿直流偏移的直接转换收发器进行发射与接收模式的切换；一低噪声放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至发射与接收模式切换器的第一输出端，用以放大接收的射频讯号；一第二滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第一开关及一第一混频器电性连接至低噪声放大器的输出端；一第三滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第二开关及一第二混频器电性连接至低噪声放大器的输出端；一第一可变增益放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第三开关电性连接至第二滤波器的输出端；一第二可变增益放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第四开关电性连接至第三滤波器的输出端；一第一模拟数字转换器，电性连接至第一可变增益放大器的输出端；一第二模拟数字转换器，电性连接至第二可变增益放大器的输出端；一第一直流偏移去除循环，电性连接至第一可变增益放大器的输入端及输出端并与第一可变增益放大器并联；一第二直流偏移去除循环，电性连接至第二可变增益放大器的输入端及输出端并与第二可变增益放大器并联；一第一数字模拟转换器，电性连接至第一开关与第二滤波器之间；一第二数字模拟转换器，电性连接至第二开关与第三滤波器之间；一第三数字模拟转换器，电性连接至第二滤波器与第三开关之间；一第四数字模拟转换器，电性连接至第三滤波器与第四开关之间；一第三混频器，透过一第五开关电性连接至第三数字模拟转换器；一第四混频器，透过一第六开关电性连接至第四数字模拟转换器；一功率放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至第三混频器与第四混频器、输出端电性连接至发射与接收模式切换器的第二输出端；一本地震荡器，电性连接至第一混频器、第二混频器、第三混频器及第四混频器；以及一基频电路，电性连接至第一模拟数字转换器、第二模拟数字转换器、第一数字模拟转换器及第二数字模拟转换器。...

【技术特征摘要】
2012.07.12 TW 1011251661.一种补偿直流偏移的直接转换收发器，其特征在于，包括: 一天线，用以接收一射频讯号； 一第一滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至天线，用以过滤射频讯 号; 一发射与接收模式切换器，具有一输入端、一第一输出端及一第二输出端，输入端电性连接至第一滤波器的输出端，用以对使用数字模拟转换器补偿直流偏移的直接转换收发器进行发射与接收模式的切换； 一低噪声放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至发射与接收模式切换器的第一输出端，用以放大接收的射频讯号； 一第二滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第一开关及一第一混频器电性连接至低噪声放大器的输出端； 一第三滤波器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第二开关及一第二混频器电性连接至低噪声放大器的输出端； 一第一可变增益放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第三开关电性连接至第二滤波器的输出端； 一第二可变增益放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端透过一第四开关电性连接至第三滤波器的输出端； 一第一模拟数字转换器，电性连接至第一可变增益放大器的输出端； 一第二模拟数字转换器，电性连接至第二可变增益放大器的输出端； 一第一直流偏移去除循环，电性连接至第一可变增益放大器的输入端及输出端并与第一可变增益放大器并联； 一第二直流偏移去除循环，电性连接至第二可变增益放大器的输入端及输出端并与第二可变增益放大器并联； 一第一数字模拟转换器，电性连接至第一开关与第二滤波器之间； 一第二数字模拟转换器，电性连接至第二开关与第三滤波器之间； 一第三数字模拟转换器，电性连接至第二滤波器与第三开关之间； 一第四数字模拟转换器，电性连接至第三滤波器与第四开关之间； 一第三混频器，透过一第五开关电性连接至第三数字模拟转换器； 一第四混频器，透过一第六开关电性连接至第四数字模拟转换器； 一功率放大器，具有一输入端及一输出端，该输入端电性连接至第三混频器与第四混频器、输出端电性连接至发射与接收模式切换器的第二输出端； 一本地震荡器，电性连接至第一混频器、第二混频器、第三混频器及第四混频器；以及一基频电路，电性连接至第一模拟数字转换器、第二模拟数字转换器、第一数字模拟转换器及第二数字模拟转换器。2.根据权利要求1所述的该补偿直流偏移的直接转换收发器，其特征在于，所述使用数字模拟转换器补偿直流偏移的直接转换收发器为零中频收发器。3.根据权利要求1所述的该补偿直流偏移的直接转换收发器，其特征在于，所述第一数字模拟转换器及第二数字模拟转换器于数字模拟转换器补偿直流偏移的直接转换收发器操作于接收模式时，对第一混频器的输出讯号及第二混频器的输出讯号进行直流补偿。4.根据权利要求1所述的该补偿直流偏移的直接转换收...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏森，江铭洲，江奎儒，
申请(专利权)人：创杰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：