[發明專利]諧波抑制混頻器

有效

• 申請號: 201310362755.1
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103546099A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 金晶
• 申請（專利權）人: 上海數字電視國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H03D7/14
• 分類號: H03D7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

本發明涉及模擬、射頻集成電路設計領域，特別涉及一種諧波抑制混頻器。

背景技術

在通信系統的接收機中，混頻器的作用是將接收信號使用本地振蕩信號（本振信號）進行頻譜搬移。混頻器輸出信號頻譜是本振信號與接收信號頻譜卷積的結果。如果本振信號是正弦波信號，其頻譜只有在本振信號頻率（本振頻率）處的能量，在規定的混頻器輸出信號頻帶內只包含有用信號；如果本振信號是非正弦信號（如方波信號），這類本振信號頻譜不但包含在本振頻率處的能量而且還有位于本振頻率整數倍諧波處的能量，在規定的混頻器輸出信號頻帶內不但包含有用信號，而且包含有混頻器輸入信號諧波附近的干擾信號，可能影響有用信號的正常接收。因此，在一些通信系統中，需要設置一種能夠抑制本振信號在本振頻率整數倍諧波的混頻器。

現代通信系統中，如模擬、數字電視標準（NTSC、PAL、ATSC、DVB-C/T等）、WiFi、FM、GSM等，射頻集成接收、發射機電路對混頻器在本振頻率整數倍諧波處的抑制有著嚴格的要求。同時出于射頻集成接收、發射機電路對于鏡像信號抑制的要求，混頻器輸出正交信號的幅度與相位誤差也都需要滿足嚴格的要求。

在射頻前端中使用分立器件濾除輸入信號諧波附近的干擾信號可以等價地實現本振頻率整數倍諧波處的抑制，但是這些分立器件不集成于芯片中，而且器件成本較高。所以，全集成的本振信號諧波抑制混頻器越來越受到關注。

傳統諧波抑制混頻器是通過工作在射頻的器件匹配實現本振信號諧波的抑制。雖然可以通過增大需要匹配器件提高匹配程度，從而增大諧波抑制能力，但是能夠達到的最大諧波抑制通常在30?-?40dB之間，不能滿足所需要的諧波抑制要求。而且器件匹配誤差會引入輸出正交信號幅度和相位誤差。

美國專利US7,738,851的諧波抑制混頻器通過工作在基帶的器件匹配實現抑制本振信號的諧波，而且輸出正交幅度與相位誤差都較小。雖然能夠滿足諧波抑制要求，但是該諧波抑制混頻器對工作在基帶的器件匹配的很高，需要消耗大量的芯片面積。

多級級聯諧波抑制混頻器通過分別工作在射頻、基帶的器件匹配抑制本振信號的諧波。雖然器件匹配的要求相比較于之前有了明顯降低，但是輸出正交信號相位誤差較大。

發明內容

本發明解決的問題是設計較現有技術更經濟、更有效、并且滿足諧波抑制要求的諧波抑制混頻器，并且輸出正交信號的幅度和相位誤差也能滿足嚴格的要求。

為解決上述問題，本發明實施例提供了一種諧波抑制混頻器，包括：第一加權單元，用于將輸入信號使用M個相位疊加系數加權以生成M路第一加權信號；過采樣單元，用于在每個輸入信號周期內，對每路所述第一加權信號進行N倍本振頻率過采樣以獲得在M路N點過采樣序列；多相位疊加單元，用于在每個輸入信號周期內，將所述M路N點過采樣序列依照預設的疊加方式合并成一路N點疊加信號；第二加權單元，用于將所述合并成的一路N點疊加信號分別使用對應I路和Q路信號的兩組N點過采樣系數加權以獲得兩路N點第二加權信號；求和單元，用于對所述兩路N點第二加權信號分別進行求和以生成I路信號和Q路信號；時鐘產生單元，用于產生所述過采樣單元所需時鐘信號；其中，所述M和N都是正整數，且滿足???????????????????????????????????????????????，其中k為正整數。

可選地，所述第一加權單元中的相位疊加系數為下述方程組的解{a₀,?a,…,a_M-1}的任意正數倍：

其中，a₀=0；；m取值為0、1、…、M-1。

可選地，所述過采樣單元包括：

第一類過采樣單元，用于在每個輸入信號周期內，首先使用N倍于本振頻率的信號對第一加權信號中每路進行過采樣，然后使用N路窗口信號進行處理獲得N點過采樣序列。

第二類過采樣單元，用于在每個輸入信號周期內，直接使用N路窗口信號對第一加權信號中每路進行處理以獲得N點過采樣序列。