便攜式無線接收機(jī)的主要挑戰(zhàn)是在降低功耗的同時(shí),，使其動(dòng)態(tài)范圍最大化,。帶有一對(duì)時(shí)間連續(xù)，低通模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的直接變頻接收機(jī)的功耗很低,，但是它也容易造成諸如正交性不很好,、DC偏移和低頻失真等問題，從而限制了產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)范圍,。另一方面,，一個(gè)二次變頻超外差接收機(jī)就沒有這些限制，但通常由于其復(fù)雜性增加,，以及需要對(duì)較高的中頻(IF)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化,，它的耗電量相對(duì)增大。本文介紹了一種頻率范圍在10~300MHz,，帶寬 333KHz,，動(dòng)態(tài)范圍為90dB的混頻器和時(shí)間連續(xù)帶通SD ADC組件。電路的耗電量為50mW,，這說明低功耗高性能的二次變頻超外差式接收機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的,。

圖1對(duì)

圖2

　　圖1對(duì)將一個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的兩種方法進(jìn)行對(duì)比。第一種方法需要幾種大功率的模塊,，即,，可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)，抗混疊濾波器(AAF)和ADC,，而第二種方法將此模塊用一個(gè)帶LC諧振電路的帶通SD ADC所替代,。借助時(shí)間連續(xù)環(huán)路濾波器，帶通SD   ADC對(duì)固有混疊進(jìn)行保護(hù),，省去了AAF。由于ADC的輸入噪聲較低,，且它的電流型輸入能提供較強(qiáng)的信號(hào),，所以它的動(dòng)態(tài)范圍較寬,，因此，

也省去了VGA,。通過將這兩個(gè)高耗電模塊納入到ADC中,，第二種簡單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有節(jié)電優(yōu)勢(shì)。

　　圖2是較詳細(xì)的ADC結(jié)構(gòu),。鑒于上述討論,，低噪放(LNA)加混頻器的跨導(dǎo)視為gm=10mA/V。低噪放加混頻器的輸出電流2mApp直接作為ADC的輸入,，而沒有經(jīng)過不必要的I-V或V-I轉(zhuǎn)換,。8個(gè)元件的電流型DAC(IDAC)的電流減去反饋數(shù)字輸出電流，生成一個(gè)驅(qū)動(dòng)LC諧振電路的誤差電流,。LC諧振電路由兩個(gè)外部5.6mH的電感和一個(gè)電容組成,。通過一個(gè)9位片上電容陣列將電容值微調(diào)到所需值的1%以內(nèi)。LC諧振電路在相關(guān)頻帶內(nèi)的有效阻抗為Z=6KW,，此阻抗將造成12VPP的電壓擺動(dòng),，如果不是來自于IDAC的反饋，IDAC的反饋只能導(dǎo)致以下的電壓擺動(dòng),。前端電路較大的有效增益為gmZ=60,，當(dāng)?shù)驮敕庞休斎胄盘?hào)時(shí)，會(huì)使ADC后端的噪聲由減少到只有,。由于此噪聲比低噪放/混頻器的輸入噪聲低8dB,，因此，ADC的后端對(duì)IC噪聲特性的影響不大,。由于LC諧振電路不產(chǎn)生噪聲,，加之無失真和不耗電，因此,，LC諧振電路是帶通SD ADC中理想的第一諧振器,。

圖3

　　VGA通常用于當(dāng)信號(hào)較弱時(shí)，通過增益來降低ADC的輸入噪聲,。但是,，圖2中的VGA是ADC的一個(gè)內(nèi)部元件，它的主要目的是當(dāng)信號(hào)較弱時(shí)降低功率消耗,。為了平衡大信號(hào)的電流,，IDAC元件的總電流必須為2mA，但是當(dāng)信號(hào)較弱時(shí),，元件的電流可以降低(本方案中降低了1/4),，以節(jié)省功耗。全面地改變IADC可以相應(yīng)地改變ADC，使AGC功能得以實(shí)現(xiàn),。全面地降低IDAC可以減小ADC后端的信號(hào)擺動(dòng),，并且利用圖中的可變?cè)鲆嬖闺娐返玫阶钣行У难a(bǔ)償。為了保持調(diào)制器的動(dòng)態(tài)范圍,，VGA的增益會(huì)隨IDAC的全面波動(dòng)而反向變動(dòng),。VGA作為一個(gè)其gm值可變的模塊，通過改變非退化雙極結(jié)型晶體管(BJT)差分對(duì)中的拖尾電流來控制,。
 
        ADC的第二個(gè)諧振器也使用了一個(gè)LC諧振電路,。圖3中的VGA和有源RC諧振器消耗2mA的電流，并且不需外部元件就能滿足第二級(jí)動(dòng)態(tài)范圍的要求,?？删幊屉娙蓐嚵锌梢詫?shí)現(xiàn)RC諧振器的調(diào)諧。