Método para proporcionar realimentación desde un mezclador (106) a un amplificador previo (104) de bajo ruido en un receptor (200) de radiofrecuencia,

que comprende:

recibir una señal de radiofrecuencia en una entrada del amplificador (104) de bajo ruido, presentando la señal de radiofrecuencia una señal de banda base transportada sobre la misma;

generar una señal de un oscilador local;

caracterizado por

generar una señal trasladada en frecuencia a partir de la señal de radiofrecuencia mediante mezcla, en un mezclador (106), de una señal de salida del amplificador de bajo ruido con la señal del oscilador local para recuperar la señal de banda base;

obtener una señal de realimentación a partir de una combinación de señales de salida del mezclador, presentando la señal de realimentación la misma frecuencia que la señal de radiofrecuencia recibida; y

proporcionar la señal de realimentación al amplificador previo (104) de bajo ruido en el receptor de radiofrecuencia para controlar un parámetro de transferencia de la combinación del amplificador (104) de bajo ruido y el mezclador (106)

Mezclador con realimentación.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a sistemas de radiocomunicaciones y en particular a sistemas de radiocomunicaciones con receptores integrados.

En los sistemas de radiocomunicaciones, se usa un mezclador para convertir en sentido ascendente una señal de banda base en una señal de frecuencia superior (por ejemplo, radiofrecuencia (RF)) para facilitar la transmisión. El mezclador también puede convertir en sentido descendente una señal de alta frecuencia en banda base para facilitar el procesado de la señal. Existen varios tipos de mezcladores, incluyendo mezcladores no balanceados, balanceados simples y dobles, y de cuatro cuadrantes o Gilbert. Para obtener información general referente a los diversos tipos de mezcladores, el lector puede remitirse a "Radio-Frequency Microelectronic Circuits for Telecommunication Applications", Yannis E. Papananos, ISBN 0-7923-8641-8, Kluwer Academic Publishers, Boston, 1999.

En la Figura 1 se ilustra un ejemplo de un mezclador que se utiliza en un receptor típico 100. El receptor 100 es un receptor homodino en el que una señal RF se convierte directamente en una señal de banda base (por contraposición a un receptor heterodino en el que la señal RF se convierte en primer lugar en una o más señales de frecuencia intermedia (IF)). Tal como puede observarse, el receptor 100 tiene varios componentes funcionales, que incluyen una antena 102, un amplificador de bajo ruido (LNA) 104, un mezclador 106, y un oscilador local (LO) 108, siendo típicamente el LO 108 un oscilador controlado por voltaje (VCO). Estos componentes son bien conocidos para los expertos en la materia y no se describirán de forma detallada en el presente documento. En pocas palabras, la antena 102 recibe y suministra la señal RF al receptor 100. A continuación, la señal RF es amplificada por el amplificador 104 de bajo ruido y mezclada por el mezclador 106 con una señal del LO 108. La acción de mezcla recupera la señal de banda base de la señal RF, dándose salida a continuación a dicha señal de banda base en el mezclador 106. En la mayoría de los casos, el receptor 100 incluye además un amplificador post-mezclador 110 para amplificar la señal de banda base y un filtro paso bajo 112 para eliminar cualquier componente de alta frecuencia de la señal de banda base.

Un desafío de los sistemas de radiocomunicaciones actuales ha sido, y continúa siendo, el diseñar receptores (y transmisores) que puedan satisfacer normativas de rendimiento cada vez más estrictas al mismo tiempo que teniendo cabida en cajas en constante disminución. Con este fin, muchos receptores (y transmisores) de radiocomunicaciones actuales se implementan en un único circuito integrado de aplicación específica (ASIC). No obstante, los receptores de radiocomunicaciones integrados no pueden implementar fácilmente la selectividad de RF debido a los factores de calidad (Q) tan altos requeridos en los sistemas de comunicaciones actuales. El factor Q es una relación de la frecuencia central de un canal con respecto a su extensión permisible y es una medida de la precisión con la que debe controlarse la frecuencia del canal. Por ejemplo, un canal en el Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) puede tener una frecuencia central de 1,8 GHz y puede tener una anchura de 200 kHz. Esto se corresponde con un factor Q extremadamente elevado de aproximadamente 9.000. En un chip también resulta difícil de implementar la selectividad de banda. Por ejemplo, una banda celular típica puede tener una anchura de unos 50 Mhz y, en una frecuencia central de 1,8 GHz, se corresponde con un factor Q relativamente elevado de aproximadamente 36.

Una forma de lograr una suficiente selectividad de RF es utilizar filtros de ondas acústicas superficiales (SAW). Los filtros de SAW se usan frecuentemente en aplicaciones de radiocomunicaciones debido a sus altas características de rendimiento y bajas pérdidas de inserción. En la mayoría de receptores, se inserta un filtro de SAW entre la antena y el amplificador de bajo ruido para suprimir señales fuera de banda. Para sistemas que no son TDMA (acceso múltiple en el dominio del tiempo) en los que el receptor y el transmisor funcionan simultáneamente, con frecuencia también se inserta un filtro de SAW entre el amplificador de bajo ruido y el primer mezclador de conversión en sentido descendente. No obstante, la adición de filtros tiene el inconveniente de aumentar el coste, el tamaño, y la complejidad del receptor.

Por otra parte, el problema que pretenden resolver los filtros adicionales es suprimir suficientemente señales fuera de banda no deseadas de manera que estas señales no insensibilicen el receptor o provoquen una distorsión excesiva que pueda obstaculizar la sensibilidad del receptor. No obstante, la insensibilización y la distorsión habitualmente se vuelven significativas solamente cuando el nivel de potencia en la entrada del amplificador de bajo ruido se aproxima al punto de compresión del receptor. El punto de compresión del receptor es una figura de mérito que indica cuánta potencia de la señal puede manejar el receptor antes de que la ganancia del mismo comience a verse afectada. Dicho punto se considera en general como el punto en el que la ganancia del receptor se reduce en 1 dB como consecuencia de un aumento en la potencia de entrada. La razón por la que se ve afectada la ganancia es debido a que, más allá de un cierto punto, la salida del receptor se satura y aumentos adicionales de la potencia de entrada no darán como resultado aumentos correspondientes de la potencia de salida. Mediante un aumento significativo del punto de compresión del receptor se pueden reducir la insensibilización y la distorsión. Como consecuencia, puede ser posible evitar algunos o la totalidad de los filtros de SAW adicionales.

Por consiguiente, se necesita una forma de mejorar la selectividad de RF en un receptor integrado usando pocos o ningún componente adicional, tales como los filtros de SAW antes mencionados. En particular, se necesita una forma de aumentar el punto de compresión del receptor, consiguiéndose de este modo que el receptor resulte menos susceptible a efectos de insensibilización y distorsión que pueden obstaculizar la sensibilidad del receptor.

El documento US 2002/0163981 da a conocer una red de condensadores conmutados para sintonización y conversión en sentido descendente. Se filtra una señal de entrada para eliminar solapamientos y una red de condensadores conmutados submuestrea esta señal para proporcionar una señal casi de banda base, convertida en sentido descendente. Un amplificador ajusta la amplitud de esta señal para adaptarla a un digitalizador. La salida digitalizada se convierte en señales de primera fase y segunda fase, que a continuación se filtran y diezman para reducir adicionalmente la velocidad de muestreo. Las señales de primera y segunda fase convertidas en sentido descendente, en lugar de señales de frecuencia superior, controlan la función de ganancia para el amplificador. La red de condensadores conmutados proporciona tanto la sintonización como la conversión en sentido descendente de la señal deseada a una frecuencia inferior para un posterior procesado.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un método y un sistema para aumentar el punto de compresión de un receptor obteniendo una señal de realimentación a partir de señales de salida de un mezclador. La señal de realimentación evita que el receptor entre en compresión al producirse señales fuera de banda o bloqueantes intensas, al mismo tiempo que se potencia la ganancia del receptor en la frecuencia deseada. La frecuencia deseada coincide con la señal del LO y por lo tanto resulta particularmente aplicable para, entre otros, receptores homodinos, en los que la selectividad se puede lograr con una banda bastante estrecha. Como la selectividad está asociada al LO, se puede lograr un receptor sintonizable con capacidad de selectividad en una amplia gama de frecuencias de entrada.

En general, en un aspecto, la invención se refiere a un método según la reivindicación 1 para proporcionar la realimentación desde un mezclador a un amplificador previo en un receptor. El método comprende recibir una señal de radiofrecuencia en el receptor de radiofrecuencia y generar una señal trasladada en frecuencia a partir de la señal de radiofrecuencia. El método comprende además obtener una señal de realimentación a partir de una combinación de señales de salida...

1. Método para proporcionar realimentación desde un mezclador (106) a un amplificador previo (104) de bajo ruido en un receptor (200) de radiofrecuencia, que comprende:

recibir una señal de radiofrecuencia en una entrada del amplificador (104) de bajo ruido, presentando la señal de radiofrecuencia una señal de banda base transportada sobre la misma;

generar una señal de un oscilador local;

caracterizado por

generar una señal trasladada en frecuencia a partir de la señal de radiofrecuencia mediante mezcla, en un mezclador (106), de una señal de salida del amplificador de bajo ruido con la señal del oscilador local para recuperar la señal de banda base;

obtener una señal de realimentación a partir de una combinación de señales de salida del mezclador, presentando la señal de realimentación la misma frecuencia que la señal de radiofrecuencia recibida; y

proporcionar la señal de realimentación al amplificador previo (104) de bajo ruido en el receptor de radiofrecuencia para controlar un parámetro de transferencia de la combinación del amplificador (104) de bajo ruido y el mezclador (106).

2. Método según la reivindicación 1, en el que la señal de realimentación se obtiene a partir de una red (202) de realimentación conectada al mezclador (106), incluyendo la red (202) de realimentación elementos selectivos en cuanto a frecuencia capaces de separar la señal de realimentación a partir de una salida del mezclador (106).

3. Método según la reivindicación 2, en el que la red (202) de realimentación es una red de primer orden.

4. Método según la reivindicación 2, en el que la red (202) de realimentación es una red de orden superior.

5. Método según la reivindicación 2, en el que la red (202) de realimentación usa una realimentación de bucle único.

6. Método según la reivindicación 2, en el que la red (202) de realimentación usa múltiples bucles de realimentación, y por lo menos un bucle de realimentación proporciona la señal de realimentación al amplificador previo (104) de bajo ruido.

7. Método según la reivindicación 1, en el que el mezclador (106) es un mezclador balanceado simple.

8. Método según la reivindicación 1, en el que el mezclador (106) es un mezclador balanceado doble.

9. Método según la reivindicación 1, en el que el mezclador (106) es un mezclador en cuadratura.

10. Receptor (200) de radiofrecuencia que tiene una realimentación por mezclador, comprendiendo el receptor de radiofrecuencia:

un amplificador;

un mezclador (106); y

un oscilador local (108) configurado para suministrar una señal de oscilador local al mezclador;

caracterizado porque

el amplificador es un amplificador (104) de bajo ruido configurado para recibir una señal de radiofrecuencia, presentando la señal de radiofrecuencia una señal de banda base transportada sobre la misma;

el mezclador (106) está configurado para mezclar una señal de salida del amplificador (104) de bajo ruido con la señal del oscilador local con el fin de recuperar la señal de banda base; y

el receptor de radiofrecuencia comprende además

una red (202) de realimentación que conecta el mezclador al amplificador (104) de bajo ruido, en donde la red (202) de realimentación comprende una red (400) configurada para combinar salidas del mezclador (106) con el fin de generar una señal de realimentación, en donde la señal de realimentación tiene la misma frecuencia que la señal de radiofrecuencia recibida, y la red (202) de realimentación está dispuesta para proporcionar la señal de realimentación al amplificador (104) de bajo ruido con el fin de controlar un parámetro de transferencia de la combinación del amplificador (104) de bajo ruido y el mezclador (106).

11. Receptor de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que la red (202) de realimentación incluye elementos selectivos en cuanto a frecuencia capaces de separar la señal de realimentación a partir de una salida del mezclador (106).

12. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que la red (202) de realimentación es una red de primer orden.

13. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que la red (202) de realimentación es una red de orden superior.

14. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que la red (202) de realimentación comprende una realimentación de bucle único.

15. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que la red (202) de realimentación comprende múltiples bucles de realimentación, y por lo menos un bucle de realimentación proporciona la señal de realimentación al amplificador de bajo ruido.

16. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el mezclador (106) es un mezclador balanceado simple.

17. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el mezclador (106) es un mezclador balanceado doble.

18. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el mezclador (106) es un mezclador en cuadratura.

19. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el receptor (200) de radiofrecuencia está integrado en un único circuito integrado de aplicación específica (ASIC).

20. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el receptor (200) de radiofrecuencia está implementado usando un amplificador de bajo ruido, de base común, con realimentación en paralelo, y la red de realimentación está conectada a un emisor del amplificador de bajo ruido.

21. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el receptor (200) de radiofrecuencia está implementado usando un amplificador de bajo ruido, de base común, con realimentación en paralelo, y la red de realimentación está conectada a un colector del amplificador de bajo ruido.

22. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el receptor (200) de radiofrecuencia está implementado usando un amplificador de bajo ruido, de base común, con realimentación paralelo en fase y en cuadratura, y la señal del oscilador local se aplica a entradas en fase y en cuadratura del mezclador.

23. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el receptor (200) de radiofrecuencia está implementado usando un amplificador diferencial de bajo ruido, de base común, con realimentación en paralelo por mezclador.

24. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el receptor (200) de radiofrecuencia está implementado usando un amplificador de bajo ruido, de emisor común, con realimentación por mezclador, de bucle doble.

25. Receptor (200) de radiofrecuencia según la reivindicación 10, en el que el receptor (200) de radiofrecuencia está implementado usando un amplificador de bajo ruido, de emisor común, con una realimentación por mezclador, de orden superior.