[发明专利]复数滤波器及校正方法

说明书

技术领域

本发明是指一种复数滤波器及校正方法，尤指一种可通过少量且能简易集成的补偿电阻实现相位及振幅校正的复数滤波器及校正方法。

背景技术

在现今无线通讯系统的接收器中，能达到高度集成化及多模式的接收器架构有两大主流，一种为低中频(Low IF)接收器，另一种为直接转换(DirectConversion)，或称为零中频(Zero IF)接收器。前者可避免直流偏移及低频噪声的问题，但会受到镜像信号(Image Signal)的干扰。后者则相反，较无镜像信号干扰的问题，但会遭受到直流偏移及低频噪声的问题。

时至今日，低中频的架构在无线通讯的传输和接收端上已获得广泛的应用，因此，如何解决低中频接收器中镜像干扰的问题也就成为产业界和学术界重要探讨的议题。现阶段最为普遍的做法是在低中频或超低中频接收器的架构中将无线射频信号自天线接收下来之后，利用一组混波装置对此射频信号做降频并输出一对正交信号，再利用一复数滤波器(Complex Filter)来处理该对正交信号。请参考图1，图1为已知一低中频接收装置10的示意图。低中频接收装置10用来处理一射频信号RF，其包含有一低噪声放大器(LowNoise Amplifier，LNA)100、一本地振荡器102、一相移器(Phase Shifter)104、混频器106、108、一复数带通滤波器110、一模拟至数字转换器(Analog-to-digital Converter)112及一数字信号处理器114。低中频接收装置10的运作原理为业界所熟知，以下仅简述之。低噪声放大器100用来将信号振幅适度放大。本地振荡器102用来产生一本地振荡信号予混频器106，而相移器104则将本地振荡器102所产生的本地振荡信号的相位平移-90°后输出至混频器108。因此，通过相位差90°的振荡信号，混频器106、108可将射频信号RF降频至特定频率，并输出一同相位(In-Phase)信号I及一正交相位(Quadrature-Phase)信号Q。信号I、Q互为正交，并夹杂镜像信号，而复数带通滤波器110则用来消除信号I、Q中的镜像信号，最后再通过模拟至 数字转换器112转换为数字信号的型态，传至下一级数字信号处理器114作处理。

在低中频接收装置10这类模拟、数字分工的架构中，一个重要的精神就是整个通道选取以及镜像消除的功能是由复数带通滤波器110完成，也就是说，关于信号处理的过程和运作方式是使用复数(Complex)运算的架构，以期能对信号相位的部分作精确的控制。一般而言，复数带通滤波器110的实现方式有许多种，其中之一为跳位(Leapfrog)式架构。举例来说，图2为一一阶跳位式复数带通滤波器20的示意图。一阶复数带通滤波器20主要由两低通滤波器(亦为积分器)200、202所组成，而低通滤波器200与202间则以电阻及反相器所组成的一连结单元连结。跳位式复数带通滤波器不限于图2所示的例，可拓展至多阶、差分式等，主要概念是将低通滤波器的频率响应特性平移至所需的中心频率处，以达到复数带通滤波功能。

此外，由于低中频接收装置10将模拟及数字分工，若模拟部分(即模拟至数字转换器112之前)发生相位或增益不匹配的问题，则难以通过数字部分完全消除。因此，已知技术已提出许多技术，着眼于正交信号I、Q的相位和振隔的校正，以达到消除镜像的目的。然而，这类校正机制大都仍建立在繁杂的运算，无法以少量且能与接收器简易集成的元件所实现。同时，为了处理镜像消除的问题而添加的繁杂运算和过多的外加元件反而容易衍生出如能源消耗等的问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供复数滤波器及校正方法。

本发明揭露一种复数滤波器，用于处理一同相位信号及一正交相位信号，该复数滤波器包含有一第一低通滤波器，用来接收该同相位信号，并输出一滤波结果；一第二低通滤波器，用来接收该正交相位信号，并输出另一滤波结果；一连结单元，耦接于该第一低通滤波器与该第二低通滤波器之间；一第一补偿电阻，其一端耦接于该第一低通滤波器的一第一输入电阻未接收该同相位信号的一端，另一端耦接于该第二低通滤波器接收该正交相位信号的一端；以及一第二补偿电阻，其一端耦接于该第二输入电阻未接收该正交相位信号的一端，另一端耦接于该第一输入电阻接收该同相位信号的一端。