[发明专利]多级滤波器的DC偏移抑制电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种用于低中频(Low-IF)通信的多级(Complex)滤波器的直流偏移(DC Offset)抑制电路，特别涉及一种利用电阻比与输出信号的组合的相位补偿电路，对相位进行补偿后通过DC反馈部反馈到输入端，从而对多级带通与滤波器的DC偏移进行抑制的DC偏移抑制电路。

【背景技术】

一般情况下，在无线通信系统中由天线接收的信号经由低噪音放大器(Low noise amplifier，LNA)放大后，先与混频器(Mixer)中的频率发生器所产生的载波信号进行混频后会被输入到滤波器，并通过滤波器滤波后检测出接收信号。这时，使天线所接收的信号与载波信号的频率相同后，将混频器(Mixer)所输出的信号传送到DC频率的方式称为直接转换(DirectConversion)方式，并将混频器(Mixer)所输出的信号传送到接近于DC的中间频率的方式称为低中频(Low-IF)方式。

但是，在天线没有接收到信号的情况下，即在没有低噪音放大器(LNA)输出的情况下，混频器会发生频率发生器所发生的载波信号进行自混频的情况。

当形成如上所述的混频器的自混频时，由于在后端的滤波器或PGA或VGA中会存在自增益(Gain)，因此会存在DC成分被放大的问题。放大的DC成分有可能导致滤波器或可编程增益放大器(Programmable Gain Amplifier，PGA)内晶体管的损伤。为了解决该问题，会利用DC反馈电路对因滤波器或PGA的增益而被放大的DC偏移进行抑制。

图1为现有的普通通信系统的接收电路方框图，图2为具有现有的普通DC偏移抑制电路的滤波器电路图，如图所示，

RF接收电路包括：从天线接收RF信号的低噪音放大器(LNA)1；将低噪音放大器1的输出信号与中间频率信号进行混频的混频器2；对混频器2的输出信号进行滤波的滤波部3；及对滤波部3的输出信号进行放大的可编程增益放大器(PGA)4。其中，滤波部3包括滤波器(AO)与为了抑制DC偏移而对DC进行反馈的DC反馈部(BO)。中间频率发生部5包含电压控制振荡器(VCO)及锁相回路(Phase lock loop，PLL)，用来产生中间频率信号。混频器2将中间频率信号与低噪音放大器1的输出信号进行混频。

如上所述的直接转换(Direct Conversion)通信方式中所使用的DC偏移抑制方式是，利用通过整个基带高通滤波器(AO)与DC反馈部(BO)形成的单反馈回路对DC偏移进行抑制。

但是，在使用多级滤波器(Complex Filter)的情况下，当通过如上所述的DC反馈部而对DC偏移进行抑制会引起相位误差。

图3为传统多级滤波器的电路图，如图所示，多级滤波器包括：对混频电路所输出的第一输入(Viinm)及第二输入(Viinp)进行滤波而产生第一输出(Vioutp)及第二输出(Vioutm)的第一滤波部31；对混频电路所输出的第三输入(Vqinm)及第四输入(Vqinp)进行滤波而产生第三输出(Vqoutp)及第四输出(Vqoutm)的第二滤波部32；将第一滤波部31的输出反馈到第二滤波部32的输入端，再将第二滤波部32的输出反馈到第一滤波部31的输入端的频率改变部33。即，第一滤波部31对I信号进行滤波，第二滤波部32对Q信号进行滤波，频率改变部33通过电阻而将I信号输出反馈到Q信号输入端，并且将Q信号输出反馈到I信号输入端，从而对频率进行改变。

其中，第一输入(Viinm)与第二输入(Viinp)具有180度相位差，第三输入(Vqinm)相对于第一输入(Viinm)具有90度相位差，第四输入(Vqinp)相对于第四输入(Vqinp)具有90度相位差。相同地，第一输出(Vioutp)与第二输出(Vioutm)具有180度相位差，第三输出(Vqoutp)及第四输出(Vqoutm)为相对于第一输出(Vioutp)及第二输出(Vioutm)分别具有90度相位差。

多级滤波器具备频率改变部33，使输出相互交叉地反馈到输入端，通过调整频率改变部33的电阻值使频率发生变化，如图4所示。

因此，在采用多级滤波器的情况下，当在自混频时只采用传统DC偏移抑制电路，即普通的DC反馈部，会因多级滤波器的特性而导致相位发生变化。

图5a及图5b为普通的低通滤波器与多级滤波器的等效电路图。如图5a所示的低通滤波器如下述的公式1。