发明名称 一种射频收发装置
摘要 本发明公开了一种射频收发装置,包括:双工器、射频前端、滤波器、自动增益调整器、解调器、缓冲器、振荡器、存储器、功率放大器、基带处理器和数字控制器。本发明提供的射频收发装置,可采用广泛的CMOS工艺制作,电路均可芯片内实现,系统结构简单,整个射频收发装置的功耗低,解决了胶囊内窥镜应用中的超低功耗问题,特别适合应用于无线传感器网络和可植入医疗用途等一些超低功耗应用的通信领域中。
申请公布号 CN101719776B 申请公布日期 2012.09.19
申请号 CN200910242352.7 申请日期 2009.12.09
申请人 中国科学院半导体研究所 发明人 耿志卿;吴南健;颜小舟;章琪;李国锋;楼文峰
分类号 H04B1/40(2006.01)I 主分类号 H04B1/40(2006.01)I
代理机构 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人 周国城
主权项 一种射频收发装置,其特性在于,该装置采用CMOS工艺制作,具体包括:双工器(10),该双工器的一端与天线连接,另一端与射频前端(11)的输入端连接,再一端与功率放大器(18)的输出端连接,用于接收和发射的选通和隔离;射频前端(11),该射频前端(11)的输入端分别与双工器(10)的一端和缓冲器(15)的输出端连接,输出端与滤波器(12)的输入端连接,用于放大接收到的微弱信号,降低整体接收系统的噪声指数,将射频信号变频到中频信号以方便后续中频电路的处理;滤波器(12),该滤波器(12)的输入端与射频前端(11)的输出端连接,输出端与自动增益调整器(13)的输入端连接,用于抑制带外噪声和本振泄露干扰;自动增益调整器(13),该自动增益调整器(13)的输入端与滤波器(12)的输出端接连,输出端与解调器(14)的输入端连接,用于中频信号动态范围的调整,将信号幅度稳定在一个合理的电平上;解调器(14),该解调器(14)的输入端与自动增益调整器(13)的输出端连接,输出端输出解调后的信号,用于解调前级自动增益调整器(13)输出的模拟中频的信号,将该信号恢复为原始的数字数据;缓冲器(15),该缓冲器(15)的输入端与振荡器(16)的输出端连接,输出端与射频前端(11)连接,用于隔离射频前端(11)和振荡器(16);振荡器(16),该振荡器(16)的输入端分别与存储器(17)的输出端和基带处理器(19)的输出端连接,输出端分别与缓冲器(15)的输入端和功率放大器(18)的输入端连接,用于向射频前端(11)提供载波信号,向功率放大器(18)提供射频调制信号;存储器(17),该存储器(17)的输入端与数字控制器(20)的输出端连接,输出端与振荡器(16)的输入端连接,用于存储振荡器(16)的频率控制信号,向振荡器(16)提供频率控制信号以控制振荡器的频率;功率放大器(18),该功率放大器(18)的输入端分别与振荡器(16) 的输出端、基带处理器(19)的输出端和数字控制器(20)的输出端连接,输出端与双工器(10)的一端连接,用于放大振荡器(16)的输出信号;基带处理器(19),该基带处理器(19)的输入端与数字控制器(20)的输出端连接,输出端分别与振荡器(16)的输入端和功率放大器(18)的输入端连接,用于向振荡器(16)和功率放大器(18)提供基带数据,利用该基带数据控制振荡器(16)的导通和关断;数字控制器(20),该数字控制器(20)的输出端分别与存储器(17)的输入端、功率放大器(18)的输入端和基带处理器(19)的输入端连接,用于向存储器(17)、功率放大器(18)和基带处理器(19)提供数字控制信号;其中,所述射频前端(11)包括依次连接的偏置电路、增益可变功耗可变的低噪声放大器和无源混频器,所述低噪声放大器,其增益模式分为高增益模式和低增益模式,高低增益模式的切换由位于低噪声放大器负载处的P型晶体管控制;所述混频器是无源混频器,其功耗可忽略,该混频器的一端接低噪声放大器的输出,另一端接地电位,输出为差分信号;所述滤波器(12)为无源滤波器,由一阶低通滤波器和一阶高通滤波器级联构成;所述自动增益调整器(13)包括依次连接的变增益放大器、峰值检测器和差分放大器,该变增益放大器由六个单级变增益放大器和一个高通滤波器级联构成,该高通滤波器插在六个单级变增益放大器中间,用于消除前三个单级放大器产生的直流失调;所述单级变增益放大器中进一步包括一线性补偿网络,使得该单级变增益放大器在极低的功耗下仍具有一定的线性特性;所述存储器(17)是非易失性存储器,利用该存储器(17)来保存振荡器(16)的频率控制信号,避免每次上电的校正环节;所述功率放大器(18)包括一频率补偿网络,使得该收发装置在接收和发射两种模式下振荡器(16)的输出频率相等,有助于减小振荡器(16)的频率调谐范围,从而降低振荡器(16)的功耗;所述功率放大器(18)由两级构成,第一级是反相器结构,第二级是CLASS B型互补推挽式结构,在没有射频信号的情况下,该功率放大器的 功耗为零。
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