[發(fā)明專利]寬帶信號(hào)處理

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280053794.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN103959726A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 德夫·V·古普塔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紐蘭斯公司
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 李玉鎖;張?jiān)≡?/td>

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2011年11月1日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/554,223號(hào)的權(quán)益。上述申請(qǐng)的全部教導(dǎo)通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

背景技術(shù)

信號(hào)帶寬和數(shù)據(jù)傳輸率的增加促進(jìn)了新的信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，以解決與寬帶信號(hào)相關(guān)的挑戰(zhàn)。增加的信號(hào)帶寬還使新的應(yīng)用成為可能，包括異構(gòu)環(huán)境中的基于超寬帶(UWB)技術(shù)的主動(dòng)射頻(RF)識(shí)別(ID)。此外，增加的信號(hào)帶寬提高了測(cè)距精度，使得寬帶技術(shù)對(duì)于雷達(dá)、成像和其它應(yīng)用尤其有吸引力。

遺憾的是，在時(shí)鐘速度、開關(guān)、散熱以及故障修復(fù)難點(diǎn)上的根本性尺度限制使得數(shù)字邏輯不適用于寬帶信號(hào)處理。例如，現(xiàn)今的DSP技術(shù)無法處理諸如高清電視、軟件定義的無線電、認(rèn)知無線電、4-G手持式服務(wù)、空閑波段(white?space)、基于UWB的服務(wù)以及實(shí)時(shí)GHz/THz醫(yī)學(xué)成像之類的新興應(yīng)用所需的寬帶信號(hào)。除了需要更快的速度和帶寬處理能力，降低功耗的方法在許多信號(hào)處理應(yīng)用中也有巨大的吸引力和實(shí)用性。例如，巨額的額外費(fèi)用被花費(fèi)在移動(dòng)設(shè)備的功耗上；高速DSP消耗了手機(jī)和PDA的大量電池壽命。

對(duì)于寬帶應(yīng)用而言，奈奎斯特速率在每秒數(shù)千兆采樣(GSPS)的范圍內(nèi)，因此，僅能實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單的信號(hào)處理，并且通常需要高度的流水線化和并行處理架構(gòu)。展望未來，因?yàn)楦鶕?jù)摩爾定律基于CMOS的數(shù)字信號(hào)處理結(jié)構(gòu)的限制不會(huì)再擴(kuò)展，所以DSP技術(shù)不可能達(dá)到這些應(yīng)用所需的性能。事實(shí)上，深亞微米CMOS門具有分子測(cè)量級(jí)的寬度，這表明晶體管尺寸(和開關(guān)速度)正在接近其基本極限。換句話說，因?yàn)榕c晶體管的尺寸負(fù)相關(guān)的晶體管的開關(guān)速度無法在很大程度上變得更快，所以增加DSP技術(shù)的帶寬處理能力的空間很小。

而模擬邏輯也有其自身的局限性。因?yàn)槟M電路不是由真正獨(dú)立的塊形成，所以改變模擬邏輯的一個(gè)塊可能迫使電路中每個(gè)其它的塊改變。此外，處理技術(shù)的進(jìn)步如此之快，特定應(yīng)用設(shè)計(jì)往往在被制造出之前就已過時(shí)。最后，模擬電路既不是完全可重配置的，也不是完全可編程的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例性實(shí)施例包括用于處理寬帶信號(hào)的雙二階電路，可操作于(例如)50MHz至20GHz或以上的帶寬。所述電路可以包括第一級(jí)和第二級(jí)，其中第一級(jí)包括第一加法電路和第一多個(gè)積分器線路。第一加法電路接收輸入信號(hào)(例如，待處理的寬帶信號(hào))以及第一多個(gè)積分器線路中的每個(gè)的輸出。積分器線路中的每個(gè)包括串聯(lián)耦接的一個(gè)或多個(gè)積分器電路，并且接收第一加法電路的輸出。第二級(jí)包括第二加法電路和第二多個(gè)積分器線路。第二多個(gè)積分器線路的每個(gè)包括至少一個(gè)積分器電路，并接收第一加法電路的輸出。第二加法器電路接收第二多個(gè)積分器線路中的每個(gè)的輸出，并生成雙二階電路的輸出信號(hào)。

在另一實(shí)施例中，第二級(jí)可以包括開關(guān)，被配置成選擇性地將第一加法電路的輸出端連接到第二加法電路的輸入端。積分器線路的一個(gè)或多個(gè)積分器電路可以包括可調(diào)節(jié)的增益，以使得可以調(diào)節(jié)雙二階輸出信號(hào)。第一多個(gè)積分器線路可以連接到公共輸入節(jié)點(diǎn)。類似地，第二多個(gè)積分器線路可以連接到公共輸入節(jié)點(diǎn)。第一多個(gè)積分器線路中的每個(gè)的輸出可以在第一加法電路處被反轉(zhuǎn)。類似地，第二多個(gè)積分器線路中的每個(gè)的輸出可以在第二加法電路處被選擇性地反轉(zhuǎn)。

在又一實(shí)施例中，可以實(shí)施損耗衰減器以代替第一和第二積分器線路的一個(gè)或多個(gè)積分器電路。損耗衰減器可以被配置為相當(dāng)于上述積分器電路。尤其是，損耗衰減器可以與積分器線路并聯(lián)連接，連接到一公共節(jié)點(diǎn)，并且可以提供被反轉(zhuǎn)或選擇性地反轉(zhuǎn)的輸入到加法電路。

附圖說明

通過下面對(duì)如附圖所示的本發(fā)明示例性實(shí)施例的更具體的描述，前述內(nèi)容將是顯而易見的，在所有不同視圖中類似的附圖標(biāo)記表示相同的部件。附圖不一定成比例，而是將重點(diǎn)放在示出本發(fā)明的實(shí)施例上。

圖1是雙二階電路的框圖。

圖2是可以在本發(fā)明的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)的積分器電路的電路圖。

圖3是示出圖2的積分器電路的頻率響應(yīng)的圖表。

圖4是實(shí)現(xiàn)壓控電阻的積分器電路的電路圖。

圖5是另一實(shí)施例中的積分器電路的電路圖。

圖6(a)至圖6(c)是又一實(shí)施例中的積分器電路的電路圖。

圖7是配置有調(diào)諧器電路的積分器電路的電路圖。

圖8是示出衰減器電路的輸入和輸出的框圖。

圖9是衰減器電路的電路圖。

圖10是可以在本發(fā)明的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)的衰減器電路的電路圖。

圖11是另一實(shí)施例中的衰減器電路的電路圖。

圖12是示出衰減值分布的圖表。