[發明專利]寬帶信號處理

無效

• 申請號: 201280053794.7
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN103959726A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 德夫·V·古普塔
• 申請（專利權）人: 紐蘭斯公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李玉鎖;張浴月

相關申請

本申請要求2011年11月1日提交的美國臨時申請第61/554,223號的權益。上述申請的全部教導通過引用合并于此。

技術領域

背景技術

信號帶寬和數據傳輸率的增加促進了新的信號處理技術的發展，以解決與寬帶信號相關的挑戰。增加的信號帶寬還使新的應用成為可能，包括異構環境中的基于超寬帶(UWB)技術的主動射頻(RF)識別(ID)。此外，增加的信號帶寬提高了測距精度，使得寬帶技術對于雷達、成像和其它應用尤其有吸引力。

遺憾的是，在時鐘速度、開關、散熱以及故障修復難點上的根本性尺度限制使得數字邏輯不適用于寬帶信號處理。例如，現今的DSP技術無法處理諸如高清電視、軟件定義的無線電、認知無線電、4-G手持式服務、空閑波段(white?space)、基于UWB的服務以及實時GHz/THz醫學成像之類的新興應用所需的寬帶信號。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處理應用中也有巨大的吸引力和實用性。例如，巨額的額外費用被花費在移動設備的功耗上；高速DSP消耗了手機和PDA的大量電池壽命。

對于寬帶應用而言，奈奎斯特速率在每秒數千兆采樣(GSPS)的范圍內，因此，僅能實現相對簡單的信號處理，并且通常需要高度的流水線化和并行處理架構。展望未來，因為根據摩爾定律基于CMOS的數字信號處理結構的限制不會再擴展，所以DSP技術不可能達到這些應用所需的性能。事實上，深亞微米CMOS門具有分子測量級的寬度，這表明晶體管尺寸(和開關速度)正在接近其基本極限。換句話說，因為與晶體管的尺寸負相關的晶體管的開關速度無法在很大程度上變得更快，所以增加DSP技術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。因為模擬電路不是由真正獨立的塊形成，所以改變模擬邏輯的一個塊可能迫使電路中每個其它的塊改變。此外，處理技術的進步如此之快，特定應用設計往往在被制造出之前就已過時。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。

發明內容

本發明的示例性實施例包括用于處理寬帶信號的雙二階電路，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和第二級，其中第一級包括第一加法電路和第一多個積分器線路。第一加法電路接收輸入信號(例如，待處理的寬帶信號)以及第一多個積分器線路中的每個的輸出。積分器線路中的每個包括串聯耦接的一個或多個積分器電路，并且接收第一加法電路的輸出。第二級包括第二加法電路和第二多個積分器線路。第二多個積分器線路的每個包括至少一個積分器電路，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積分器線路中的每個的輸出，并生成雙二階電路的輸出信號。

在另一實施例中，第二級可以包括開關，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。積分器線路的一個或多個積分器電路可以包括可調節的增益，以使得可以調節雙二階輸出信號。第一多個積分器線路可以連接到公共輸入節點。類似地，第二多個積分器線路可以連接到公共輸入節點。第一多個積分器線路中的每個的輸出可以在第一加法電路處被反轉。類似地，第二多個積分器線路中的每個的輸出可以在第二加法電路處被選擇性地反轉。

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

附圖說明

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

圖1是雙二階電路的框圖。

圖2是可以在本發明的實施例中實現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的圖表。

圖4是實現壓控電阻的積分器電路的電路圖。

圖5是另一實施例中的積分器電路的電路圖。

圖6(a)至圖6(c)是又一實施例中的積分器電路的電路圖。

圖7是配置有調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是可以在本發明的實施例中實現的衰減器電路的電路圖。

圖11是另一實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。