[发明专利]基于FBAR的零中频接收机及无线通信收发机

说明书

技术领域

本发明涉及一种零中频接收机及无线通信收发机，属于射频无线零中频接收机集成电路技术领域。

背景技术

近几年，随着无线通信和半导体技术的发展，3G、无线局域网(WLNA)、CDMA、W-CDMA、蓝牙(Bluetooth)等技术不断涌现出来。由于射频接收机位于无线通信的最前端，其结构和性能的好坏直接影响到整个通信系统，因此对用于这些通信技术的射频接收机也相应提出了更高的要求。在实际应用中主要有两种类型的接收机：超外差接收机和零中频接收机。

超外差接收机主要是通过下变频器将信号频率和本振频率混频为频率固定的中频信号。该结构具有选择性好，抗干扰能力强等优点，被普遍认为是最可靠的接收机拓扑结构。但其最大的缺点是存在寄生通道干扰，以镜像频率信号的干扰最为严重，为了消除这些干扰，使得对滤波器的选择增加了一定的难度。与之相比，零中频接收机中本振频率等于信号频率，即中频信号为零，就不存在镜像频率，也就不会有镜像频率干扰。但是零中频接收机方案也存在一些很难解决的问题，如直流偏差，其是零中频接收机特有的一种干扰，它主要由于信号的自混频引起的。如泄露的本振信号从天线又回到低噪声放大器，进入下变频器的射频口，其和本振口的本振信号经自混频变为零频率，即为直流；同样，进入低噪声放大器的强干扰信号也会由于下变频器的各端口隔离性能不好而漏入本振口，反过来和射频口来的强干扰经混频，差拍为直流。这些直流偏差叠加在基带信号上，使接收机信噪比变差，同时还可能使混频器后的各级放大器饱和，无法放大有用信号。

同时，绝大部分无线通信技术都应用于手持终端产品或便携式产品，这就要求射频接收机趋于低功耗和小型化设计。而最近几年发展起来的薄膜体声波谐振器技术，由于其高的工作频率、高Q值、优良的滤波特性、低的温度系数、小体积，且与当前半导体工艺兼容等特性，使得其被广泛应用于收发机射频前端电路的设计，如由FBAR器件组成的滤波器和包含有FBAR器件的压控振荡器。

王振华等人在“低功耗的接收机前端”的中国专利申请(申请号：200480012038.5；公开日：2006.06.07)中公开了一种降低接收机功耗的方法，其主要是通过降低本地振荡器信号的频率，使其比输入信号的频率低至少三倍，再利用其三次以上谐波与输入信号进行混频，产生零中频信号。该种方案使得接收机的功耗降低，同时还有效地减少了自混频的发生，但存在的缺点是由于混频过程中本振信号由三次等谐波取代基波，从而使混频器的转换增益和噪声性能均有所下降。

针对零中频接收机中存在的直流偏差问题，传统的方法是采用电容器隔直流的方法耦合到基带放大器，以此消除直流偏差的干扰，但该方案对于在直流附近集中了较大能量的基带信号会增加一定的误码率，是不太合适的。另外，许奇明等人在“一种解决零中频接收机直流漂移的方法及其电路”的中国专利申请(申请号：200510136595.4；公开日：2007.07.04)中提出在接收机的混频器运用模拟反馈的原理实现对直流漂移的抑制，结构框如图1所示，包括一个零中频直接下变频的混频器，一个带电容倍增的差模模拟反馈网络，一个模拟共模反馈网络。其缺点是对于整个接收机而言会增加额外的电路功耗，一定程度上也会降低线性度，影响接收机的增益和噪声。

因此，针对基于FBAR的零中频接收机，需要提供一种能减少接收机功耗而不影响接收机性能的方案，同时还需要一种简单有效且能连续消除直流偏差的电路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种基于FBAR的零中频接收机及无线通信收发机，以克服现有技术存在的接收机功耗大、直流偏差大的不足。

本发明的基于FBAR的零中频接收机，采用以下技术方案：它包含：

依次连接的天线、FBAR双工器和低噪声放大器LNA，低噪声放大器LNA的输出通过一分为二分别与同相信号路径I和正交信号路径Q中下变频器的射频输入端相连，本地振荡器与同相信号路径I中下变频器(104)连接，并通过90°相移装置与正交信号路径Q中下变频器连接，通过该连接使本地振荡器产生的本振信号LO被加到包括在同相信号路径I中下变频器的本振输入端，并通过90°相移装置加到包括在正交信号路径Q中下变频器的本振输入端；同相信号路径I和正交信号路径Q还包括下变频器后依次连接的变压器、低通滤波器、可变增益放大器。

所述的FBAR双工器由四个以上的薄膜体声波谐振器FBAR器件(即，Thin Film BulkAcoustic Resonator，FBAR)组成。