[发明专利]自动IIP2校准体系结构

说明书

发明领域

本发明通常涉及无线通信。更具体地，本发明涉及收发器电路。

发明背景

无线设备很多年以来用于实现语音和数据的移动通信。这样的设备 可包括例如移动电话和支持无线的个人数字助理(PDA)。图1是这样的 无线设备的核心部件的一般结构图。无线核心10包括基带处理器12，其 用于控制无线设备的应用特有的功能，并用于向射频(RF)收发器芯片 14提供和接收语音或数据信号。RF收发器芯片14负责发射信号的频率 上转换和接收信号的频率下转换。RF收发器芯片14包括连接到天线18 的用于从基站或另一移动设备接收发射信号的接收器核心16，以及用于 通过天线18发射信号的发射器核心20。本领域技术人员应理解，图1是 简化的结构图，并可包括可能对实现正确的操作或功能所必需的其它功能 块。

通常，发射器核心20负责将电磁信号从基带上变频到更高的频率， 用于发射，而接收器核心16负责在高频到达接收器时将那些高频下变频 回其原始频带，过程分别称为上变频和下变频(调制和解调)。原始(或 基带)信号可例如为数据、语音或视频。这些基带信号可由换能器例如麦 克风或视频摄像机产生，由计算机产生，或从电子存储设备传输。通常， 高频提供比基带信号更长的范围和更高的容量信道，因为高频射频(RF) 信号可通过空气传播，它们优选地用于无线发射以及硬连线信道或光纤信 道。

所有这些信号通常称为射频(RF)信号，其为电磁信号；即，在通 常与无线电波传播相关的电磁频谱内的具有电和磁特性的波形。

图2是可在图1的无线收发器10中使用的直接转换接收器核心的电 路图。如图2所示，接收器核心16可包括低噪声放大器30、混频器32、 可变增益放大器(VGA)34、滤波器36、模数转换器(ADC)38和数字 处理电路40。VGA 34、滤波器36、ADC 38和数字处理电路40可被认为 是信号处理电路，因为它们共同调节RF输入信号RFin，以供下游电路例 如基带处理器使用。虽然没有在图2的电路中明确示出，本领域技术人员 应理解，存在分立的i和q信号传播路径。在接收器核心16中列出的部 件不是全面的，且本领域中的任何技术人员应理解，特定的配置取决于依 附于选定的接收器体系结构的通信标准和选定的接收器体系结构。

接收器核心16的一般操作如下。RF输入信号RFin由低噪声放大器 30放大，接着由混频器32下变频到基带频率R_CLK。此下变频的基带 信号响应于增益控制电压VCONT的电平由可变增益放大器34放大到期 望的增益电平，接着通过滤波器36滤波，以减小信号的动态范围。这样 形成的输出信号接着由ADC 38转换成数字信号D_SIGNAL。数字信号 D_SIGNAL现在可在数字域中由下游电路例如数字处理电路40进一步处 理。在大多数配置中，数字处理电路40给基带处理器提供数字信号 Dig_OUT。

在目前示出的直接转换接收器核心16中，问题是起源于混频器32 的二阶互调产物(IIP2)的产生。参考图3和4理解产生IIP2的说明。

图3示出已知的微分混频器电路的例子。该微分混频器可用作图2 中的混频器32。微分对混频器电路50是有源混频电路，其包括串联连接 在电压源VCC和输入n-沟道晶体管54的漏极端子之间的负载电阻器R1 和n-沟道晶体管52，以及串联连接在VCC和输入n-沟道晶体管54的同 一漏极端子之间的负载电阻器R2和n-沟道晶体管56。n-沟道晶体管52 的栅极端子接收信号z，而n-沟道晶体管54的栅极端子接收信号z的补 (complement)，被表示为信号z*。输入n-沟道晶体管54的栅极端子接 收RF输入信号x，而其源极端子连接到VSS。因而形成的补偿输出信号 y和y*分别从n沟道晶体管52和56的漏极端子获得。混频器电路50的 一个输出路径58在输入n沟道晶体管54的漏极和节点y之间，而另一输 出路径60在输入n沟道晶体管54的漏极和节点y*之间。在图2的混频 器32的背景下，信号x相当于RFin，信号z和z*相当于R_CLK及其补 R_CLK*，且信号y和y*相当于混频器32的输出。

该电路的问题在于输入晶体管54的非线性性质，输入晶体管54将 产生具有不希望有的互调产物的输出y/y*。可在下面在方程(1)中表示 通过输入晶体管54的电流“I”：