[发明专利]一种新型零中频接收机

说明书

本发明属于无线通信技术领域，具体提供一种新型零中频接收机，用以提高接收机的接收灵敏度并减小芯片面积；本发明包括：混频器、第一增益级运放、第二增益级运放、第一低通滤波级运放、以及开关电容积分器，开关电容积分器由开关电容与第二低通滤波级运放构成；其中，两级增益级运放与两级低通滤波级运放采用相同运放结构，每个运放内部集成两个斩波器，有效将信号与运放的直流失调和闪烁噪声分开，进而通过低通滤波器达到既能消除混频器输出信号的直流分量、又不会带来额外噪声的效果，有效提高接收机的接收灵敏度；同时，采用开关电容积分器，通过控制开关切换频率，实现动态高通滤波效果，改善接收机电路性能的同时又大大减小芯片面积。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体提供一种新型零中频接收机。

背景技术

随着社会的发展，人们对于无线通信技术的需求越来越高；如为了提高汽车雷达探测距离，接收链路灵敏度就要提高，对下混频器来说，就需要更加优异的性能；但是实际芯片加工时，难以避免工艺失配，混频器开关级不能完全对称，即无法避免产生直流失调，而直流失调又容易使后级电路产生饱和和非线性现象。

为了解决这一问题，一些直流消除结构的零中频接收机被提出，如图1所示为一种集成了全差分电容耦合斩波稳定放大器的接收机，其基本结构包括：混频器、隔直大电容Cs、全差分电容耦合斩波稳定放大器(包含主放大器单元(CH₂与两个增益级G_m1与G_m2部分)、RC积分器负反馈(包含低通滤波(G_m3、R_i与C_i)、斩波器CH₄与反馈电容C_h)、电容反馈网络(C_f与CH₃)和LPF四个主要模块)；电容Cs阻止混频器输出的直流失调部分，让有用信号通过，但是随着信号频率下降，尤其是零中频时，电容Cs会变得很大，导致芯片成本急剧上升；若以片外大电容代替C_S，则芯片做不到全集成，芯片集成度也会下降；主放大器单元采用电容Cc耦合斩波稳定结构，各个斩波器均采用CMOS传输门结构，可以使运放不采用轨到轨输入端而达到轨到轨共模输入范围；电容反馈网络在低频情况下具有极大的阻抗，可以降低对输出级的驱动能力要求，但是由于电容隔直作用，电路启动变慢；RC积分器负反馈结构的作用是缓解大电容Cs带来的芯片面积压力，将低拉低，使得混频器输出的直流部分被滤除，能比较精确地确定运放的高通极点，消除的直流偏移电压，但对于零中频电路，信号频率很低，就需要使得RC积分器负反馈结构(等效一个低通滤波器)的截止频率很低，这样电阻R_i与C_i的值会很大，两者面积的增大换来Cs的减小，导致整体芯片面积缩小并不是很明显。

由此可见，上述传统零中频接收机为了滤除混频器输出的直流失调部分，需要大电容隔直，因此芯片面积很大；而且即使滤除了混频器输出的直流失调，全差分电容耦合斩波稳定放大器本身带来的直流失调及噪声也没有考虑到，从而引入了新的直流失调问题；并且如果对主放大器单元进行带宽限制，以增大电容Cc方式使运放带宽缩小至信号带宽附近，这就需要比较大的补偿电容，增大了芯片面积，且实现较小的高通极点，需要极大的增加RC积分器负反馈的输入电阻。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有传统零中频接收机存在的诸多问题，提供一种新型零中频接收机；本发明采用新型结构，采用集成开关电容积分器的DCOC电路(直流失调消除电路、DC offsetConcellation)将混频器输出信号中的直流失调抵消，而对于DCOC中运放自身的失调电压和闪烁噪声问题，每个运放内部集成两个斩波器，使得运放输入信号两次斩波，自身的直流失调和闪烁噪声一次斩波，即将信号与运放的直流失调和闪烁噪声分开，进而通过低通滤波器将直流失调与噪声滤掉，达到既能消除混频器输出信号的直流分量、又不会带来额外噪声的效果，有效提高接收机的接收灵敏度，保证后级电路的正常工作；同时，DCO C电路中的开关电容积分器，通过控制开关切换频率，实现动态高通滤波效果，改善接收机电路性能的同时又大大减小芯片面积。