Схема преобразования с понижением частоты

Схема преобразования с понижением частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к схеме преобразования с понижением частоты для схемы радиоприемника.

Предшествующий уровень техники

Вследствие развертывания все больше и больше полос частот для приложений сотовой радиосвязи, сложность схем радио коммуникационного процессора, используемого в таких приложениях, увеличивается. Обычно, по меньшей мере, один относительно дорогой внешний («вне кристалла») фильтр, обычно фильтр SAW (поверхностных акустических волн) и/или дуплексор, должен использоваться для каждой полосы частот, принимаемой с помощью сотовой радиостанции. Вследствие этого размер и стоимость внешних компонентов коммуникационного процессора увеличиваются при введении новых полос частот. Стремление к более гибким решениям коммуникационного процессора требует новых схемных решений, которые могут управляться с сильными помехами и предотвращать преобразование с понижением частоты гармоник без ухудшения других функциональных характеристик.

Таким образом, желательно предоставить схемы радио коммуникационного процессора, которые исключают потребность, по меньшей мере, в некоторых из фильтров вне кристалла, например, относительно дорогих фильтрах SAW, и/или дуплексорах, которые обычно используются в настоящих схемах радиосвязи, или, которые, по меньшей мере, ослабляют требования к таким фильтрам вне кристалла, что, в свою очередь, способствует уменьшения стоимости производства.

Чтобы управляться с сильными помехами вне полосы частот в сотовых телефонах или в других аналогичных устройствах связи без использования резких радиочастотных (RF) фильтров, таких как фильтры SAW, и/или дуплексоров, обычно требуется относительно высокая линейность. Иначе не фильтрованные усиленные помехи могли бы насыщать малошумящие усилители (LNA) или смесители преобразования с понижением частоты. Чтобы уменьшить помехи было предложено (например, в US 2005/0239430 А1) использовать так называемое отбрасывание гармоник в схемах преобразования с понижением частоты, чтобы подавлять помехи в гармониках сигнала гетеродина (LO), что, в частности, является полезным в радиоприемнике без резких RF фильтров, поскольку помехи в гармониках сигнала LO будут преобразовываться с понижением частоты в основную полосу частот и, если они не подавлены некоторым способом, будут отрицательно влиять на желаемый сигнал основной полосы частот.

WO 2008/139390 А1 раскрывает схему смесителя, в которой входной сигнал переключается в соответствии с первым сигналом гетеродина и в соответствии, по меньшей мере, с одним вторым сигналом гетеродина, имеющим меньший рабочий цикл, чем упомянутый первый сигнал гетеродина, или, имеющего соответствующий предварительно определенный сдвиг фазы относительно упомянутого первого сигнала гетеродина. Выходные сигналы, полученные с помощью переключения в соответствии с первым и, по меньшей мере, с одним вторым сигналами гетеродина, суммируются, а полярность одного из упомянутого первого сигнала гетеродина и упомянутого, по меньшей мере, одного второго сигнала гетеродина переключается в ответ на управляющий входной сигнал, чтобы, таким образом, переключаться между режимом отбрасывания гармоник и режимом смешивания подгармоник.

Краткое изложение сущности изобретения

Изобретатели обнаружили, что многие существующие решения (например, US 2005/0239430 А1), которые пытаются уменьшить преобразование с понижением частоты гармоник, главным образом, делают так, полагаясь на активные буферы в смесителе, и не являются достаточно энергетически эффективными. Кроме того, изобретатели поняли, что многим существующим решениям (опять, например, US 2005/0239430 А1), которые пытаются уменьшить преобразование с понижением частоты гармоник, может это не удаваться должным образом, поскольку они должным образом не учитывают фазу внутренне генерируемых сигналов компенсации. Задачей вариантов осуществления настоящего изобретения является смягчить один или более из этих недостатков.

В соответствии с первым аспектом, предоставлена схема преобразования с понижением частоты для схемы приемника, такой как схема радиоприемника или схема проводного приемника. Схема преобразования с понижением частот содержит первый пассивный переключающий смеситель, выполненный с возможностью преобразования с понижением частоты принятого радиочастотного (RF) сигнала с помощью первого сигнала гетеродина (LO), имеющего первый рабочий цикл, для генерации первого преобразованного с понижением частоты сигнала в выходном порту первого пассивного переключающего смесителя. Схема преобразования с понижением частот дополнительно содержит второй пассивный переключающий смеситель, выполненный с возможностью преобразования с понижением частоты принятого радиочастотного (RF) сигнала с помощью второго сигнала LO, имеющего ту же частоту LO, что и первый сигнал LO, и второй рабочий цикл, отличный от первого рабочего цикла, для генерации второго преобразованного с понижением частоты сигнала в выходном порту второго пассивного переключающего смесителя. Кроме того, схема преобразования с понижением частоты содержит пассивную выходную цепь объединителя, оперативно соединенную с выходными портами первого пассивного переключающего смесителя и второго пассивного переключающего смесителя, и выполненную с возможностью объединения первого и второго преобразованных с понижением частоты сигналов, так что гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее в первом преобразованном с понижением частоты сигнале, и гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее во втором преобразованном с понижением частоты сигнале, подавляются в объединенном выходном сигнале схемы преобразования с понижением частоты. Пассивная выходная цепь объединителя может быть настраиваемой, чтобы регулировать амплитуды и фазы первого и второго преобразованных с понижением частоты сигналов.

Первый рабочий цикл, может быть, например, 25%, а второй рабочий цикл, может быть, например, 50%.

Упомянутое гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее в первом преобразованном с понижением частоты сигнале, и упомянутое гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее во втором преобразованном с понижением частоты сигнале, которые подавляются в объединенном выходном сигнале, могут содержать содержимое сигнала, преобразованное с понижением частоты на 3-й и 5-й гармониках первого сигнала LO, и содержимое сигнала, преобразованное с понижением частоты на 3-й и 5-й гармониках второго сигнала LO, соответственно.

Первый и второй преобразованные с понижением частоты сигналы могут быть дифференциальными сигналами, а выходной порт первого пассивного переключающего смесителя и выходной порт второго пассивного переключающего смесителя могут быть дифференциальными выходными портами, причем каждый из них имеет первый и второй выходной контакт.

Пассивная выходная цепь объединителя может содержать первый резистор, оперативно подключенный между первым выходным контактом выходного порта первого пассивного переключающего смесителя и первым суммирующим узлом схемы преобразования с понижением частоты. Кроме того, пассивная выходная цепь объединителя может содержать второй резистор, оперативно подключенный между первым выходным контактом выходного порта второго пассивного переключающего смесителя и первым суммирующим узлом я схемы преобразования с понижением частоты. Кроме того, пассивная выходная цепь объединителя может содержать третий резистор, оперативно подключенный между вторым выходным контактом выходного порта первого пассивного переключающего смесителя и вторым суммирующим узлом схемы преобразования с понижением частоты. Пассивная выходная цепь объединителя может дополнительно содержать четвертый резистор, оперативно подключенный между вторым выходным контактом выходного порта второго пассивного переключающего смесителя и вторым суммирующим узлом схемы преобразования с понижением частоты.

Кроме того, пассивная выходная цепь объединителя может содержать конденсаторы, соединенные с первым и вторым выходными контактами выходных портов первого и второго пассивных переключающих смесителей.

Первый, второй, третий и четвертый резисторы и конденсаторы, соединенные с первым и вторым контактами выходных портов первого и второго пассивных переключающих смесителей, могут быть настраиваемыми, чтобы регулировать амплитуды и фазы первого и второго преобразованных с понижением частоты сигналов.

Схема преобразования с понижением частоты может быть выполнена с возможностью выполнения частотно-преобразованной фильтрации.

Второй пассивный переключающий смеситель может иметь включенный и выключенный режим, и схема преобразования с понижением частоты может быть выполнена с возможностью выборочно устанавливать второй пассивный переключающий смеситель во включенный режим, когда уровень помех превышает порог для нейтрализации помех, а иначе, в выключенный режим для экономии мощности по сравнению с включенным режимом.

Схема преобразования с понижением частоты может иметь режим обнаружения, в котором пассивная выходная цепь объединителя сконфигурирована с возможностью объединения первого и второго преобразованных с понижением частоты сигналов, так что гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее в первом преобразованном с понижением частоты сигнале, и гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее во втором преобразованном с понижением частоты сигнале, конструктивно объединяются в объединенном выходном сигнале схемы преобразования с понижением частоты, в то время как содержимое сигнала, присутствующее в первом преобразованном с понижением частоты сигнале и во втором преобразованном с понижением частоты сигнале, преобразованное с понижением частоты на основной частоте первого и второго сигнала LO, соответственно, подавляется в объединенном выходном сигнале схемы преобразования с понижением частоты для обнаружения, когда упомянутый уровень помех превышает упомянутый порог.

Схема преобразования с понижением частоты может содержать первый малошумящий усилитель (LNA), выполненный с возможностью подачи принятого RF сигнала во входной порт первого пассивного переключающего смесителя, и отдельный второй LNA, выполненный с возможностью подачи принятого RF сигнала во входной порт второго пассивного переключающего смесителя. Первый LNA может, например, иметь топологию общего затвора, а второй LNA может, например, иметь топологию общего истока. Первый и второй LNA могут быть настраиваемыми, чтобы регулировать амплитуды и фазы первого и второго преобразованных с понижением частоты сигналов.

В соответствии со вторым аспектом, предоставлена схема квадратурного преобразования с понижением частоты для схемы приемника, такой как схема радиоприемника или схема проводного приемника. Схема квадратурного преобразования с понижением частоты содержит первую и вторую схему преобразования с понижением частоты в соответствии с первым аспектом, расположенные в маршруте синфазного сигнала (I) и в маршруте квадратурного фазового (Q) сигнала, соответственно, схемы квадратурного преобразования с понижением частоты.

Первый пассивный переключающий смеситель первой схемы преобразования с понижением частоты и первый пассивный переключающий смеситель второй схемы преобразования с понижением частоты могут совместно использовать общий входной порт.

В соответствии с третьим аспектом, предоставлена схема приемника, такая как схема радиоприемника или схема беспроводного приемника, содержащая схему преобразования с понижением частоты в соответствии с первым аспектом или схему квадратурного преобразования с понижением частоты в соответствии со вторым аспектом.

В соответствии с четвертым аспектом, предоставлено устройство связи, содержащее схему радиоприемника в соответствии с третьим аспектом. Устройство связи может быть, например, но не ограничено, беспроводным устройством связи, таким как мобильный телефон, беспроводной модем передачи данных или радио базовая станция, или проводным устройством связи.

В соответствии с пятым аспектом, предоставлен способ настройки схемы преобразования с понижением частоты в соответствии с первым аспектом, имеющей настраиваемую пассивную выходную цепь объединителя. Способ содержит генерацию колебательного тестового сигнала, имеющего частоту, которая смещена на частоту df от гармоники частоты LO, причем частота df находится в пределах полосы пропускания или полосы перехода фильтра выбора канала, выполненного с возможностью фильтрации объединенного выходного сигнала. Кроме того, способ содержит ввод колебательного тестового сигнала во входные порты первого и второго пассивных переключающих смесителей. Кроме того, способ содержит настройку компонентов пассивной выходной цепи объединителя с помощью первой настройки настраиваемых резисторов пассивной выходной цепи объединителя для определения установки настройки резистора, которая минимизирует вклад мощности колебательного тестового сигнала на выходе фильтра выбора канала для установки по умолчанию настраиваемых конденсаторов цепи пассивного выходного объединителя, и после этого настройку упомянутых настраиваемых конденсаторов пассивной выходной цепи объединителя для определения установки настройки конденсатора, которая минимизирует вклад мощности колебательного тестового сигнала на выходе фильтра выбора канала для упомянутой определенной установки упомянутых настраиваемых резисторов пассивной выходной цепи объединителя. Способ дополнительно содержит применение упомянутой определенной установки настройки резистора и упомянутой определенной установки настройки конденсатора к настраиваемым резисторам и настраиваемым конденсаторам, соответственно.

Дополнительные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует подчеркнуть, сто термин «содержит/содержащий», когда используется в этой спецификации, берется, чтобы указывать наличие указанных признаков, целых, этапов или компонентов, но не препятствует наличию или добавлению одного или более других признаков, целых, этапов, компонентов или их групп.

Краткое описание чертежей

Дополнительные задачи, признаки и преимущества вариантов осуществления изобретения будут понятны из следующего подробного описания, при этом ссылка делается на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг. 1 схематически иллюстрирует мобильный терминал, находящийся на связи с радио базовой станцией;

фиг. 2 - фиг. 3 изображают упрощенные блок-схемы схемы радиоприемника в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 - принципиальная схема схемы преобразования с понижением частоты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 иллюстрирует формы сигнала гетеродина (LO) в соответствии с примером;

фиг. 6 иллюстрирует осуществление пассивного переключающего смесителя;

фиг. 7 - принципиальная схема схемы преобразования с понижением частоты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг. 8 - упрощенная блок-схема схемы квадратурного преобразования с понижением частоты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 - принципиальная схема части схемы квадратурного преобразования с понижением частоты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг. 10 - упрощенная блок-схема схемы преобразования с понижением частоты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, включающей в себя некоторые схемы для калибровки схемы преобразования с понижением частоты;

фиг. 11 схематически иллюстрирует амплитудную характеристику фильтра выбора канала в соответствии с примером; и

фиг. 12 - блок-схема последовательности этапов способа калибровки схемы преобразования с понижением частоты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Фиг. 1 схематически иллюстрирует среду, в которой могут быть осуществлены варианты осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1 мобильный терминал 1, проиллюстрированный на фиг. 1 как мобильный или сотовый телефон 1, находится на беспроводной связи с радио базовой станцией 2, например, в сотовой сети связи. Мобильный телефон 1 и радио базовая станция 1 являются не ограничивающими примерами того, что обобщенно упоминается ниже с помощью термина устройства связи. Другим не ограничивающим примером такого устройства связи является беспроводный модем передачи данных, например, беспроводный модем передачи данных, используемый в сотовой сети связи. Варианты осуществления настоящего изобретения также могут быть осуществлены в устройствах связи, предназначенных для работы в других типах сетей связи, таких как, но не ограниченно, беспроводные локальные сети (WLAN), персональные сети (PAN). Примеры, рассмотренные выше, являются все беспроводными устройствами связи, но варианты осуществления настоящего изобретения также могут быть осуществлены в проводных устройствах связи.

Такие устройства связи могут содержать одну или более схем приемника. В дальнейшем такие схемы приемника упомянуты в контексте беспроводной связи как схемы радиоприемника. Однако, как упомянуто выше, варианты осуществления настоящего изобретения также являются применимыми в проводных устройствах связи. Пример такой схемы радиоприемника кратко описан ниже со ссылкой на фиг. 2. Фиг. 2 - упрощенная блок-схема схемы 10 радиоприемника в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2 схема 10 радиоприемника соединена с антенной 15 для приема электромагнитных радиочастотных (RF) сигналов. Несмотря на то, что на фиг. 2 изображена одна антенна 15, в других вариантах осуществления могут благополучно использоваться множество антенн. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 2, схема радиоприемника содержит RF схемы 20 обработки для оперативного соединения с антенной 15. RF схемы 20 обработки адаптированы выполнять обработку (аналогового) сигнала в RF сигналах из антенны 15. RF схемы обработки могут содержать один или более фильтров, преобразователей (например, симметрирующих преобразователей) и/или другие схемы для обработки RF сигналов. Такие схемы являются по существу широко известными с области техники радиоприемников и поэтому дополнительно не описаны в настоящей заявке более подробно. (В проводном устройстве связи антенна 15 заменяется кабельным разъемом.)

Кроме того, вариант осуществления схемы 10 радиоприемника, проиллюстрированной на фиг. 2, содержит схему 30 преобразования с понижением частоты для преобразования с понижением частоты, преобразования частоты в более низкую частоту, принятого RF входного сигнала (в этом конкретном контексте, сначала обработанного с помощью RF схем 20 обработки). Такое преобразование частоты основано на сигнале гетеродина (LO) и может быть упомянуто как «преобразование с понижением частоты принятого RF сигнала с помощью сигнала LO». Схема 30 преобразования с понижением частоты имеет входной порт 32 для подачи принятого RF сигнала в схему преобразования с понижением частоты. Кроме того, схема 30 преобразования с понижением частоты имеет выходной порт 34 для вывода преобразованного с понижением частоты выходного сигнала.

Фиг. 3 изображает другую упрощенную блок-схему схемы 10 радиоприемника в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, аналогичными вариантам осуществления, проиллюстрированным на фиг. 2. Однако на фиг. 3 схема 30 преобразования с понижением частоты (фиг. 2) заменена на схему квадратурного (или «I/Q») преобразования с понижением частоты, имеющую маршрут синфазного (I) и квадратурного (Q) фазового сигнала.

Схема 10 радиоприемника, проиллюстрированная с помощью вариантов осуществления на фиг. 2 - фиг. 3, допускается как синхронная схема радиоприемника. Таким образом, схема 2 радиоприемника содержит схемы 40 обработки основной полосы частот, оперативно соединенные с выходным портом 34 схемы 30 преобразования с понижением частоты для обработки выходного сигнала из схемы 30 преобразования с понижением частоты. Однако варианты осуществления схемы 30 преобразования с понижением частоты, описанные в настоящей заявке, также являются применимыми в других типах схем радиоприемника, например, в схемах радиоприемника, в которых преобразование частоты выполняется на одном или более этапов в одну или более (ненулевых) промежуточных частот (IF).

Схемы 40 обработки основной полосы частот могут содержать один или более фильтров, усилителей, аналого-цифровых преобразователей, процессоров цифровых сигналов и/или других схем для обработки сигналов основной полосы частот. Такие схемы являются по существу широко известными с области техники радиоприемников и поэтому дополнительно не описаны в настоящей заявке более подробно.

Фиг. 4 изображает упрощенную принципиальную схему схемы 30 преобразования с понижением частоты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Фиг. 4 иллюстрирует дифференциальную схему 30 преобразования с понижением частоты, использующую дифференциальные сигналы LO и дифференциальные маршруты сигналов. Варианты осуществления, описанные подробно в настоящей заявке, являются таким дифференциальными вариантами осуществления. Однако несимметричные осуществления также возможны в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4 схема 30 преобразования с понижением частоты содержит первый пассивный переключающий смеситель 70. Первый пассивный переключающий смеситель 70 выполнен с возможностью преобразования с понижением частоты принятого RF сигнала с помощью первого сигнала LO LO1 для генерации первого преобразованного с понижением частоты сигнала в выходном порте 75 первого пассивного переключающего смесителя 70. Первый сигнал LO LO1 имеет частоту, в дальнейшем упомянутую как частота LO. Кроме того, первый сигнал LO LO1 имеет первый рабочий цикл.

Кроме того, на фиг. 4 схема 30 преобразования с понижением частоты содержит второй пассивный переключающий смеситель 80. Второй пассивный переключающий смеситель 80 выполнен с возможностью преобразования с понижением частоты принятого RF сигнала с помощью второго сигнала LO LO2 для генерации второго преобразованного с понижением частоты сигнала в выходном порте (85) второго пассивного переключающего смесителя 80. Второй сигнал LO LO2 имеет ту же частоту, что и первый сигнал LO LO1. Кроме того, второй сигнал LO LO2 имеет второй рабочий цикл, отличный от первого рабочего цикла.

Как проиллюстрировано на фиг. 4, схема 30 преобразования с понижением частоты может содержать схему 60 интерфейса, выполненную с возможностью распределения принятого RF сигнала в первый и второй пассивные переключающие смесители 70 и 80. Такая схема 60 интерфейса может, например, содержать один или более малошумящих усилителей (LNA), например, как описано ниже со ссылкой на фиг. 7.

Кроме того, на фиг. 4 схема 30 преобразования с понижением частоты содержит пассивную выходную цепь 90 объединителя, оперативно соединенную с выходными портами 75, 85 первого пассивного переключающего смесителя 70 и второго пассивного переключающего смесителя 80. Пассивная выходная цепь 90 объединителя выполнена с возможностью объединения первого и второго преобразованного с понижением частоты сигналов, так что гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее в первом преобразованном с понижением частоты сигнале, и гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее во втором преобразованном с понижением частоты сигнале, подавляются в объединенном выходном сигнале схемы 30 преобразования с понижением частоты. Объединенный выходной сигнал выводится в выходном порте 34 схемы преобразования с понижением частоты.

На фиг. 4 изображено конкретное осуществление пассивной выходной цепи 90 объединителя, содержащей резисторы 100а-b, 110а-b и конденсаторы 120, 130. Прежде чем вдаваться в такие подробности конкретного осуществления, сначала описаны некоторые более общие принципы отбрасывания гармоник, обеспеченного вариантами осуществления схемы 30 преобразования с понижением частоты.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, которые используются по всему этому подробному описанию в качестве поясняющего примера, первый рабочий цикл равен 25%, а второй рабочий цикл равен 50%. Это проиллюстрировано на фиг. 5, которая схематически иллюстрирует схемы форм сигналов LO LO1 и LO2 с этими рабочими циклами. Поскольку рассматриваются дифференциальные сигналы LO, LO1 имеет положительную составляющую сигнала LO1+ и отрицательную составляющую сигнала LO1-. Аналогично LO2 имеет положительную составляющую сигнала LO2+ и отрицательную составляющую сигнала LO2-. Поскольку используются переключающие смесители (70 и 80 на фиг. 4), формами сигналов LO являются прямоугольные сигналы. Следовательно, смесители 70 и 80 будут не только преобразовывать содержимое сигнала с понижением частоты с тонами основных гармоник соответственных сигналов LO1 и LO2, но также с гармониками сигналов LO1 и LO2, упомянутыми выше и в дальнейшем как гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала. Если не компенсировано, такое гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала будет помехой желаемому содержимому сигнала (т.е. содержимому сигнала, преобразованному с понижением частоты, с тоном основной гармоники сигнала LO). Использование дифференциальной топологии (например, как на фиг. 4) по существу подавляет содержимое сигнала, преобразованное с понижением частоты на четных гармониках. Однако оно не заботится о содержимом сигнала, преобразованном с понижением частоты на нечетных гармониках. Используя разложение в ряд Фурье прямоугольных сигналов с амплитудой А, угловой частотой ω и рабочим циклом k/T, можно показать, что 3-я гармоника задается с помощью

где t обозначает время. Аналогично 5-я гармоника задается с помощью

Вставка 0,25 для k/T в уравнении 1 и уравнении 2 выдает 3-ю и 5-ю гармоники, соответственно, для прямоугольного сигнала рабочего цикла 25%, в дальнейшем обозначенные h 25 3 ( t ) и h 25 5 ( t ) , соответственно. Аналогично вставка 0,5 для k/T в уравнении 1 и уравнении 2 выдает 3-ю и 5-ю гармоники, соответственно, для прямоугольного сигнала рабочего цикла 50%, в дальнейшем обозначенные h 50 3 ( t ) и h 50 5 ( t ) , соответственно. Можно показать, что

и

Следовательно, имеется одинаковое отклонение веса между 3-ми гармониками прямоугольных сигналов рабочего цикла 50% и 25%, как имеется между 5-ми гармониками прямоугольных сигналов рабочего цикла 50% и 25%. Таким образом, с помощью правильного взвешивания выходных токов из смесителей 70 и 80 гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, преобразованное с понижением частоты, как на 3-их, так и на 5-ых гармониках первого и второго сигналов LO LO1 и LO2 будет подавляться в объединенном выходном сигнале. В то же время, можно заметить, что содержимое сигнала, преобразованное с понижением частоты на тонах основных гармоник первого и второго сигналов LO LO1 и LO2 при этих обстоятельствах будут конструктивно объединяться.

Таким образом, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, упомянутое гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее в первом преобразованном с понижением частоты сигнале, и упомянутое гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала, присутствующее во втором преобразованном с понижением частоты сигнале, которые подавляются в объединенном выходном сигнале, содержит содержимое сигнала, преобразованное с понижением частоты на 3-х и 5-х гармониках первого сигнала LO LO1 и содержимое сигнала, преобразованное с понижением частоты на 3-х и 5-х гармониках второго сигнала LO LO2, соответственно.

Следует заметить, что на практике невозможно генерировать сигналы LO с точным рабочим циклом 25% и 50%, рабочие циклы будут отклоняться от этих значений, например, вследствие погрешностей производства, изменений температуры, шума и т.д. Таким образом, числа 25% и 50% не должны интерпретироваться как точно 25% и 50%. Отклонение от этих точных чисел (или других подразумеваемых рабочих циклов) может быть компенсировано использованием настройки пассивной выходной цепи объединителя.

Выбор других комбинаций рабочих циклов, чем 25% и 50%, может предусматривать подавление других гармоник или комбинаций гармоник. Однако 3-и и 5-е гармоники обычно являются наиболее важными подавляемыми гармониками, поскольку амплитуда гармоник уменьшается с уменьшением порядка. В некоторых вариантах осуществления рабочий цикл второго сигнала LO LO2 может быть выбран как (приблизительно) вдвое больший рабочего цикла первого сигнала LO LO1. Такое соотношение между рабочими циклами предусматривает относительно легкую генерацию сигналов LO LO1 и LO2.

Фиг. 6 иллюстрирует осуществление пассивного переключающего смесителя в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, который может быть использован для осуществления первого и второго пассивных смесителей 70 и 80 в схеме 30 преобразования с понижением частоты. В пассивных переключающих смесителях переключатель используется, чтобы либо соединять входной контакт с выходным контактом в замкнутом состоянии, либо отключать входной контакт от выходного контакта в разомкнутом состоянии, в ответ на сигнал LO (такой как первый сигнал LO LO1 или второй сигнал LO LO2). Пассивный переключающий смеситель на фиг. 6 имеет дифференциальный входной порт с входными контактами вход+ и вход- и дифференциальный выходной порт с выходными контактами выход+ выход-. Кроме того, дифференциальный сигнал LO, имеющий составляющие сигнала LO+ (например, LO1+LO2+) и LO- (например, LO1- и LO2-), используется, чтобы управлять переключателями в пассивном переключающем смесителе. Такой пассивный переключающий смеситель обычно упоминается как двойной сбалансированный пассивный смеситель. На фиг. 6 пассивный переключающий смеситель содержит переключатель 140, подключенный между входом+ и выходом-, переключатель 150, подключенный между входом- и выходом+, переключатель 160, подключенный между входом+ и выходом, и переключатель, подключенный между входом- и выходом+. Переключатели 140 и 170 управляются с помощью LO+, а переключатели 150 и 160 управляются с помощью LO-. По сравнению с фиг. 5 состояние «включен» означает, что соответствующий переключатель замкнут, а состояние «выключен» означает, что соответствующий переключатель разомкнут. Переключатели в пассивном переключающем смесителе могут быть осуществлены с помощью транзисторов, таких как MOS транзисторы.

Использование пассивных переключающих смесителей вместе с пассивной выходной цепью объединителя предусматривает двойные функциональные возможности для подавления помех. Кроме отбрасывания гармоник, описанного выше, схема преобразования с понижением частоты может быть дополнительно выполнена с возможностью обеспечения частотно-преобразованной фильтрации. Например, пассивная выходная цепь объединителя может иметь характеристику нижних частот, как видимую из выходных портов пассивных переключающих смесителей 70 и 80. Видимая из входных портов пассивных переключающих смесителей, характеристика нижних частот преобразуется в полосовую характеристику, которая предусматривает дополнительное подавление помех. Частотно-преобразованная фильтрация по существу известна, смотри, например, US 2010/0267354. Однако частотно-преобразованные фильтры обычно используются как отдельные компоненты. С использованием вариантов осуществления настоящего изобретения частотно-преобразованная фильтрация встраивается в схему 30 преобразования с понижением частоты, которая выполняет отбрасывание гармоник, что является выгодным для экономии мощности и/или площади схемы, поскольку никакие дополнительные специализированные схемы не требуются для частотно-преобразованной фильтрации.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, пассивная выходная цепь 90 объединителя является настраиваемой, чтобы регулировать амплитуды и фазы первого и второго преобразованных с понижением частоты сигналов. Использование настраиваемой цепи из пассивных компонентов предусматривает объединение первого и второго преобразованных с понижением частоты сигналов, так что гармоническое содержимое преобразованного с понижением частоты сигнала подавляется с относительно высокой точностью в объединенном выходном сигнале, например, по сравнению с известными способами, которые пытаются уменьшить преобразование с понижением частоты гармоник, полагаясь на активные буферы с взвешенными амплитудами. В частности, даже если такие известные способы могут использовать управление весами амплитуд активных буферов, трудно (или даже невыполнимо) управлять фазами объединяемых сигналов для подавления гармонического содержимого преобразованного с понижением частоты сигнала, что может ограничивать эффективность подавления. Аналогичная проблема имеется для схемы, раскрытой в WO 2008/139390 А1 (смотри, например, фиг. 2, WO 2008/139390 А1), которая полагается на согласование значений параметров компонентов (с иррациональным числом ( 2 ) в качестве веса параметра, что трудно выполнить на практике) и на точность синхронизации и рабочих циклов тактовых сигналов, чтобы выполнять отбрасывание гармоник, рассогласование или погрешности для любого из этих факторов будут ограничивать выполняемое подавление. Изобретатели поняли, что такое управление фазой может быть сделано более эффективно с использованием настраиваемой пассивной цепи объединителя. Кроме того, известные способы, полагающиеся на активные буферы в маршрутах сигнала для управления подавлением, обычно требуют более чем двух маршрутов сигнала, выходные сигналы которых объединяются, в то время как варианты осуществления настоящего изобретения могут предусматривать относительно точное подавление гармонического содержимого преобразованного с понижением частоты сигнала с использованием только двух маршрутов сигнала (несмотря на то, что рамки объема изобретения не подразумевают исключать варианты осуществления, в которых также присутствуют дополнительные маршруты сигнала с другим рабочим циклом).

Пример такой настраиваемой пассивной цепи для пассивной выходной цепи объединителя проиллюстрирован на фиг. 4. Поскольку рассматривается дифференциальная топология, первый и второй преобразованные с понижением частоты сигналы являются дифференциальными сигналами. Кроме того, как выходной порт 75 первого пассивного переключаю