[发明专利]一种省略片外滤波器的接收机

说明书

本申请公开了一种省略片外滤波器的接收机，自天线以下依次连接匹配网络、无源滤波器、基带放大器和滤波器。所述匹配网络由一个或多个电容或电感组成。所述无源滤波器具有并联的多个通道，每个通道都由一个开关管和一个采样电容串联而成，并且每个通道中的开关管都由一个载波信号控制其导通或关断；这些载波信号的高电平脉冲均没有交叠；在某个载波信号的高电平脉冲期间，由该载波信号控制的开关管导通，其余开关管均关断。所述基带放大器和滤波器对下变频后的中频或基带信号进一步放大和滤波。本申请省略了片外表面声波滤波器，实现了接收机较低的噪声系数、提高了滤除带外阻塞的能力，提高了线性度、消除了输入匹配和基带放大器的折衷关系。

技术领域

本申请涉及一种射频接收机，特别是涉及其中的射频前端。

背景技术

收发机(transceiver)包括发射机(transmitter)和接收机(receiver)。接收机的射频前端(RF front end)通常是指从天线到混频器之间的电路，包括混频器。用于2G、3G、4G等移动通讯的CMOS射频收发机中，发射机产生的大功率信号会通过多种方式耦合到接收机，从而使接收机面临饱和的风险。同时，天线接收到的信号也常常伴随大功率的阻塞信号，同样会使接收机饱和。为了提升接收机对带外阻塞的抑制效果，已有一些现有的接收机射频前端方案被提出。

2011年4月的《IEEE固态电路杂志》(IEEE Journal of Solid-State Circuits)第46卷第4期有一篇文章《用于GSM/GPRS/EDGE的65nm CMOS四频无表面声波接收机片上系统》(A 65nm CMOS Quad-Band SAW-Less Receiver SoC for GSM/GPRS/EDGE)，这篇文章的第I部分公开了一种传统的接收机射频前端，如图1所示。该射频前端在片上系统(SoC)的外部具有多个表面声波(SAW)滤波器，分别用来对不同的通信频带进行滤波。该方案的缺点在于片外滤波器的体积大且价格贵。

2010年12月的《IEEE固态电路杂志》第45卷第12期有一篇文章《具有数字控制和宽带可调射频界面的无源先混频接收机》(A Passive Mixer-First Receiver WithDigitally Controlled and Widely Tunable RF Interface)，这篇文章的第II部分、第III部分公开了一种接收机，如图2所示。该接收机以无源混频器直接连接天线，省略了射频滤波器、射频阻抗匹配网络以及射频低噪声放大器(LNA)。射频信号被天线接收后，先通过无源混频器下变频到基带信号，再被基带低噪声放大器放大。这篇文章还分析了无源混频器对于下变频的带外阻塞信号具有良好的抑制效果，因此这种以混频器为第一级的接收机具有很高的线性度。该方案的缺点在于有二。第一，由于省略了低噪声放大器，使得以混频器为第一级的接收机的噪声系数较差，导致系统灵敏度有所恶化。第二，基带低噪声放大器对无源混频器的输出信号采用电流采样，基带放大器的输入阻抗经过无源混频器上变频到无源混频器的输入端，与无源混频器的等效导通电阻一起提供射频信号的输入匹配，因此输入匹配和基带放大器的设计需要相互折衷。相同的技术方案也记载在申请公布号为CN102845126A、申请公布日为2012年12月26日的中国发明专利申请《无线通信设备及系统》中。

申请公布号为CN103546176A、申请公布日为2014年1月29日的中国发明专利申请《无线接收机及其信号处理方法》中，其说明书0066段、0067段记载了一种低功率无线电接收机，如图3所示。该接收机自天线依次连接匹配电路、缓冲器、混频器，匹配电路实现输入阻抗匹配，缓冲器实现阻抗隔离，混频器实现射频信号的下变频。该方案的缺点在于引入的缓冲器会增加额外的功耗，也会引入噪声并使得信号衰减。同时由于缓冲器自身的非线性，还会降低信号的信噪比。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种省略片外滤波器的接收机，采用在片(即片上)的滤波结构来滤除从发射机耦合过来的发射信号或者从天线接收到的带外阻塞信号，从而提升接收机的线性度并降低噪声。