[发明专利]零中频接收机及其直流偏移的消除方法

说明书

技术领域

本发明涉及接收机及其直流偏移的消除方法，特别是涉及零中频接收机及其直流偏移的消除方法，属于通信技术领域。

背景技术

近年来，无线局域网、3G技术、蓝牙等无线通信技术的快速发展，促进了在GHz频段范围内的集成无线接收机的进一步研究。基于这些无线通信的标准的射频收发机(Transceiver)前端架构主要分为超外差式和零中频。

传统的超外差结构已有很长的历史，将信号频段(RF)，变频至相对较低的中频(IF)。中频IF被滤波、放大、变频至基带，最后量化解调。中频信号处理要求具备中频滤波功能，而实现这些功能的器件属于片外无源器件，功率很大，而且这种结构会产生镜像信号，在超外差结构的接收机中，除去镜像信号也是一个很大的难点。

正因如此，由于零中频接收机在下变频过程中不需经过中频，且镜像频率即是射频信号本身，不存在镜像频率干扰，零中频接收机逐渐成为目前使用最广泛的接收机结构。图1为现有技术一种零中频接收机的结构框图，其工作原理如下：接收到的射频信号经滤波器和低噪声放大器放大后，与互为正交的两路本振信号混频，分别产生同相和正交两路基带信号，由于本振信号频率与射频信号频率相同，因此混频后直接产生基带信号，而信号选择和增益调整在基带上进行，由低通滤波器和可变增益放大器完成。相比超外差结构的接收机，其具有如下优点：1)电路更简单，总体成本最低；2)模数转换器(ADC)工作在较低的输入频率，可获得最佳的系统性能；3)无需RF镜频抑制滤波器。

然而，凡事都有两面性，零中频接收机也有它的缺点：1)下变频时引入的基带直流失调降低了系统的总体动态范围；2)低辐射对LO泄露指标的要求更加苛刻。那么由零中频接收机的缺点可以得知，在采用这种结构时需要尽可能大的消除基带直流偏移和预估发射端的LO泄露。目前看来，消除基带直流偏移的技术主要有单纯的模拟电路去直流和单纯的数字去直流，但是，如果采用单纯的模拟电路去直流很难将基带信号的直流偏移消除干净，尤其对于要求接收灵敏度低而直流偏移值相对较大的零中频接收机若采取单纯的模拟电路去直流难以满足去直流要求，即便是能搭建出满足要求的电路，这个电路也是很复杂的，不适合芯片级的实现；如果采用单纯的数字去直流，虽然可以将直流比较干净的去处，但是ADC输入信号的动态就难以满足要求，如果信号大于某一个值再加上存在的直流偏移值就极易超出ADC规定的输入信号范围。因此，以上两种去直流方法都不能满足信号动态范围大、最小接收灵敏度要求低的零中频接收机。

综上所述，可知先前技术的零中频接收机存在在下变频过程中引入的直流难以去除的问题，因此，实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

为克服上述现有技术的零中频接收机存在在下变频过程中引入的直流难以去除的问题，本发明的主要目的在于提供一种零中频接收机及其直流偏移的消除方法，其在满足零中频接收机足够大的信号动态范围及足够低的最小接收灵敏度情况下，能够较为干净的消除基带信号的直流偏移，并保证接收信号的误码率BER＜1e^-6。

为达上述及其它目的，本发明提供的零中频接收机包括：低噪声放大器、混频器、第一可变增益放大器及模数转换器，除此之外，该零中频接收机还包括一直流偏移消除装置，该直流偏移消除装置进一步包括：

状态控制单元，用于控制该接收机的状态，当该接收机初始化工作完成后，该状态控制单元控制将该低噪声放大器的输入接地，并令模拟反馈环路处于不工作状态；

直流估计单元，连接于该模数转换器的数字端，用于对数字端进行直流估计获得一直流估计值；

模拟反馈环路，连接该直流估计单元以获得一待消除直流值，其至少包含一数模转换器，于该直流估计单元获得该直流估计值后，由该状态控制单元控制该数模转换器出于工作状态，将该待消除直流值转换为一模拟去直流信号；

减法器，其一端接收该模拟反馈环路的该模拟区支流信号，一端连接于该第一可变增益放大器，输出端输出残余直流至该模数转换器；以及

残余直流去除单元，设置于该模数转换器的数字端，用于计算出残余直流值并将该残余直流值予以消除。

进一步地，该零中频接收机还包含第二可变增益放大器，该第二可变增益放大器设置于该加法器与该模数转换器之间。

进一步地，该模拟反馈环路还包含一精度降低单元，用于将该待消除直流值精度降低后再送至该数模转换器转换为该模拟去直流信号。

进一步地，该待消除直流值为该直流估计值减去该第二可变增益放大器的增益值。