[发明专利]使差分I/Q信号不重叠的低1/f噪声本机振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及本机振荡器信号。

背景技术

图1示出了传统的直接转换或零差射频(RF)接收器100，该接收器还可以是外差且优选地可以是低IF外差接收器。

天线10将射频电磁(EM)波转换成RF信号，其中，通过RF带通滤波器(BPF)12对该RF信号进行滤波。然后，低噪声放大器(LNA)14放大滤波后的信号，以增大RF信号的强度并减小RF接收器100的噪声系数。接着将经LNA放大后的信号输入到由虚线表示的变频器，以使用混频器16A、16B下变频至基带信号、以及由所谓的本机振荡器(LO)18和90度相移器(未示出)生成的正交信号(即，同相(I)信号和正交(Q)信号)。每个混频器16A、16B都将在其RF输入端处的经LNA放大后的信号乘以由LO 18输入的、在其LO输入端处提供的周期性信号，所得到的信号被调谐至期望RF信号的载频。在由相应增益控制IF放大器22A、22B放大前，在每个混频器16A、16B的IF输出端处所获得的每个下变频信号(也称为中频信号)分别由低通IF滤波器20A、20B滤波。通常，将IF滤波器20A、20B及其相应的IF放大器22A、22B组合成由虚线表示的单个构件。然后，通过相应的模数转换器(ADC)24A、24B将每个进行了IF放大后的模拟信号转换成数字信号，然后通过数字基带(BB)处理器26对该数字信号解调。

可以使用几种类型的混频器。然而，当混频器16A、16B是不平衡的或是单平衡的而不是双平衡的时，用于生成I/Q LO信号的CMOS分频器在各混频器输出端处产生大量1/f噪声，并且这在零IF或近零IF接收器的情况下尤其有害。该问题源于以下事实：LO信号发生器包括MOS晶体管，已知该MOS晶体管的部件产生1/f噪声。这导致由CMOS分频器生成并接着由LO缓冲器放大的I/Q LO信号的占空比和脉冲位置较慢地随机波动。实际上，小部分的差分I/Q LO信号由于通过混频器晶体管附近的寄生电容产生的串扰而在混频器16A、16B的RF输入端处终止。理想地，这些信号的基波含量完全地抵消。然而，在占空比和脉冲位置的波动和/或静态差(static difference)的情况下，剩余的一小部分将保留在混频器16A、16B的RF输入端处，并且将下混频至IF(自混频)。占空因数和脉冲位置的静态互偏差会导致在混频器16A、16B的IF输出端处产生DC分量。然而，所述偏差不是静态的，而是由于1/f噪声而随时间变化，以致于IF信号被1/f噪声污染。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够生成不重叠的差分I/Q信号的低1/f噪声本机振荡器。

该目的是通过如权利要求1所述的电路设备、如权利要求6所述的本机振荡器、如权利要求7所述的无线电接收器、如权利要求8所述的方法、如权利要求10所述的计算机程序、和如权利要求11和12所述的集成电路来实现的。

根据本发明，提供了一种用于生成不受1/f噪声影响的不重叠信号的电路设备，该电路设备包括：

先断后合电路，用于生成不重叠信号，不重叠信号中的每一个均具有后续相位(subsequent phase)和占空比；

多个检测器，用于分别测量所述占空比；

多个差分放大器，用于分别确定对应于两个后续相位的所述占空比的差，以及在输出中提供该比较的结果；

多个缓冲器，用于基于与两个后续相位中的第一相位相对应的结果，使所述差等于零。

由此，由检测器和用于将其输出反馈至相应缓冲器的差分放大器的结合组成的反馈环路允许信号具有恒定且彼此相等的占空比。此外，可以通过先断后合电路引入界限分明且彼此相等的不重叠延迟，从而先断后合电路和反馈环的共同作用允许不重叠的信号不仅具有恒定且彼此相等的占空比、而且还具有固定且界限分明的相对位置。

此外，每个缓冲器均可以具有逻辑阈值，其中，基于由相应差分放大器输出并且对应于两个后续相位中的第一相位的结果来调节该阈值。由此，缓冲器的切换时刻可以改变，从而还可以调节相应缓冲器的输出信号的占空比。

此外，由相应的差分放大器输出的结果可以为电流的形式。由此，可以建立驱动相应缓冲器的级或门(gate)的输出电阻两端的电压。

另外，先断后合电路可以包括多个与非(NAND)门，每个与非门对应于后续相位的相位。由此，界限分明且彼此相等的不重叠延迟可以是每个与非门的门延迟。

此外，每个检测器均可以是低通滤波器。由此，所测量出的或检测到的占空比可以是低频信号。

本发明还延伸到用于生成驱动信号的本机振荡器，该本机振荡器包括前述的电路设备。