[發明專利]一種動態偏置超再生接收機

在審

• 申請號: 201410664875.1
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104467887A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 徐建;王志功;石詠柳;王巍巍;陳雨;梁棟梁;江少達;王蓉
• 申請（專利權）人: 東南大學;南京矽志微電子有限公司
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明屬于模擬電路，涉及一種帶反饋控制的動態偏置超再生無線接收機技術。

背景技術

超再生接收機是一種依靠內部振蕩器起振時間的改變來識別輸入信號強弱的裝置，典型的超再生接收機主要由接收天線、低噪聲放大器(Low?Noise?Amplifier,?LNA)、超再生振蕩器(Super?Regeneration?Oscillator,?SRO)、包絡檢波解調電路以及熄滅信號產生電路等構成,如圖1所示。

超再生接收機的核心是超再生振蕩器。而超再生振蕩器實際上是一個工作在間歇振蕩狀態的振蕩器，間歇頻率由熄滅信號決定（受低頻率熄滅信號產生器或熄滅振蕩器控制）。當沒有接收到信號時，振蕩器在每個間歇周期內的起振時間是相對穩定的一個值；當接收到信號時，振蕩器在每個間歇周期內的起振時間將縮短，因此，振蕩器輸出信號的包絡在有、無信號時會出現差異，輸入的調制信號可以由后級包絡檢波電路根據包絡差解調出來。超再生接收機的關鍵就是利用超再生振蕩器在有、無信號時起振時間的差異來接收和判斷信號，因此，起振時間的差異也在很大程度上決定了接收機的靈敏度。

此外，超再生接收機中的振蕩器一般為LC-VCO。一個典型的CMOS工藝實現的LC-VCO如圖2所示，其等效分析電路如圖3所示。在圖3中，L和C是頻率選擇網絡中的電感和電容，構成并聯諧振回路，G₀是LC諧振回路的等效電導，表征回路自身的能量耗散，-G_a是由圖2中的有源器件M1、M2、M3、M4形成的差分耦合放大器提供的負電導。當G₀-G_a為負時，有源器件消耗能量提供負電導足以彌補LC回路自身的能量耗散，使得該回路能夠起振。-Ga由M1-M4晶體管的尺寸大小及尾電流源大小決定。在圖2中LC-VCO中尾電流越大，M1、M2、M3、M4形成的差分耦合放大器提供的-G_a絕對值越大，回路也就越容易起振。

傳統超再生無線接收機中LC-VCO的尾電流偏置對“1”，“0”?輸入信號是固定的，起振時間主要取決于輸入信號的強度差。該時間差決定了接收機的靈敏度和抗干擾能力。

發明內容

所要解決的技術問題：

本發明的目的是針對上述問題，設計一種具有自檢測加速起振功能的動態偏置超再生接收機。

技術方案：

為了實現以上功能，本發明提供了一種動態偏置超再生接收機，其特征在于：該超再生接收機采用了一種自檢測加速起振超再生震蕩器，所述超再生振蕩器在常規超再生振蕩器的基礎上加入了峰值檢測器、比較器以及輔助尾電流源電路；所述超再生振蕩器的輸出端連接峰值檢測器連接比較器，比較器的輸出端作為輔助尾電流源電路的控制信號。

所述常規超再生振蕩器包括電容、電感、電阻以及若干MOS管，其中，NMOS管M5和NMOS管M6構成電流鏡負載，并聯電容、電感和PMOS管M7；NMOS管M5支路連接輸入信號端Vin1的漏極，NMOS管M6支路連接輸入信號端Vin2的漏極，PMOS管M7的源極連接NMOS管M6支路，漏極連接NMOS管M5支路輸入信號端Vin1、Vin2的源極相連，并且連接PMOS管M3的漏極；外部電源串聯電阻和PMOS管M1，PMOS管M1支路鏡像得到PMOS管M3支路。

作為本發明的改進，所述常規的超再生振蕩器與輔助尾電流源電路構成了具有輔助尾電流源的自檢測動態偏置振蕩器電路，其中輔助電流源包括PMOS管M2支路，其由PMOS管M1支路鏡像到PMOS管M2支路構成，傳輸門和M4開關管構成控制開關，比較器輸的控制信號CON控制該支路的開啟；具體的，傳輸門由一個PMOS管M8和一個NMOS管M9并聯組成，NMOS管M9的漏極以及PMOS管M8的源極連接PMOS管M1的柵極，PMOS管M8的漏極以及NMOS管M9的源極連接PMOS管M2的柵極以及PMOS管M4的源極，NMOS管M9的柵極連接PMOS管M4的柵極，PMOS管M8的柵極連接比較器輸的控制信號CON再連接PMOS管M4的柵極；PMOS管M2的漏極連接輸入信號端，源極接地；PMOS管M4漏極接地。

作為本發明的改進，所述峰值檢測器包括二極管、電阻、電容，所述二極管的正極連接輸入信號，負極并聯電阻以及電感，電阻和電感的另一端接地；所述二極管的負極作為輸出信號端；當二極管導通時，輸入信號通過二極管向電容充電，電容上的電位升高；當二極管截止時，電容通過電阻放電，電位降低。