低功率接收器及相关电路制造技术

本发明专利技术描述低功率射频(RF)接收器及相关电路。电路。电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低功率接收器及相关电路
[0001]政府利益声明
[0002]本申请案中描述的专利技术是在政府支持下根据由DARPA授予的批准号HR0011
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0139进行。政府对这些专利技术享有一定权利。
[0003]以引用方式并入
[0004]同时申请的PCT请求或申请案数据表中识别的本申请案主张其利益或优先权的每一申请案以其全部内容引用方式且出于所有目的并入本文中。

技术介绍

[0005]射频(RF)唤醒接收器用于在各种应用中触发相关联电路及装置的操作。举例来说，此类应用包含其中传感器节点通常断电或处于低功率状态以节省功率的无线传感器网络。此类电路及装置响应于由唤醒接收器检测到RF唤醒信号或代码而通电。因为唤醒接收器的至少一部分必须始终或频繁开启以“侦听”唤醒信号，所以接收器消耗非常少电力同时具有用于检测唤醒信号的适当灵敏度水平是非常重要的。这对嵌入远程或不可达区域中且其唤醒信号的功率水平要非常低的传感器网络来说尤其如此。近零功率唤醒接收器可显著增加此类应用中传感器节点的操作寿命。

技术实现思路

[0006]根据特定类别的实施方案，一种射频(RF)接收器包含经配置以放大RF信号的RF增益级。所述RF信号以位持续时间为特征。包络检测器在所述RF增益级之后。基带电路系统在所述包络检测器之后。所述基带电路系统经配置以检测与所述RF信号一起传输的调制信号。启用电路系统经配置以使所述RF增益级能够使用采样持续时间对所述RF信号进行采样。所述采样持续时间可配置为降至小于所述位持续时间的10％。
[0007]根据此类别的特定实施方案，所述RF增益级包含再生环形放大器。所述再生环形放大器采用不包含电感组件的反馈。根据更特定实施方案，所述反馈包含经配置以在不稳定点附近维持所述再生环形放大器的操作的可调谐电容器。根据更特定实施方案，所述可调谐电容器在所述RF接收器的操作期间固定。根据替代特定实施方案，所述可调谐电容器在所述RF接收器的操作期间动态可调谐。根据更特定实施方案，所述可调谐电容器在所述采样持续时间期间动态可调谐。
[0008]根据此类别的另一特定实施方案，辅助接收器电路系统经配置以接收所述RF信号且响应于检测到RF干扰而调整所述RF接收器的一或多个参数。根据更特定实施方案，所述辅助接收器电路系统包含第二RF增益级及在所述第二RF增益级之前的第二包络检测器。
[0009]根据此类别的另一特定实施方案，所述RF接收器包含在所述RF增益级之后且在所述包络检测器之前的高Q滤波器。根据更特定实施方案，所述高Q滤波器包含微机电组件。根据另一更特定实施方案，所述RF增益级、所述包络检测器及所述启用电路系统在一或多个集成电路中实施，且所述高Q滤波器用与所述一或多个集成电路分离的一或多个离散组件实施。
[0010]根据此类别的另一特定实施方案，所述启用电路系统还经配置以在启用所述RF增益级之前启用所述基带电路系统。根据更特定实施方案，所述启用电路系统经配置以在不同时间启用所述基带电路系统的不同部分。
[0011]根据此类别的另一特定实施方案，所述RF接收器包含在所述RF增益级之前的高Q滤波器。
[0012]根据此类别的另一特定实施方案，所述RF接收器包含在所述RF增益级之前的阻抗匹配网络。
[0013]根据此类别的另一特定实施方案，所述启用电路系统经配置以使所述RF增益级能够在所述位持续时间期间对所述RF信号进行多次采样。
[0014]根据此类别的另一特定实施方案，所述采样持续时间可配置为降至小于所述位持续时间的1％。
[0015]根据此类别的另一特定实施方案，所述包络检测器是三极管模式包络检测器。根据更特定实施方案，所述三极管模式包络检测器包含多个N型晶体管及多个P型晶体管。所述N型晶体管及P型晶体管经配置于多个级中。每一级包含在对应源极端子处彼此连接且在对应漏极端子处电容性耦合到接地的N型晶体管及P型晶体管。每一级中的所述N型晶体管包含经配置以接收第一偏置电压的栅极端子。每一级中的所述P型晶体管包含经配置以接收第二偏置电压的栅极端子。每一级的所述连接源极端子经配置以接收射频(RF)输入信号。所述第一偏置电压控制所述N型晶体管中的每一者的沟道阻抗，且所述第二偏置电压控制所述P型晶体管中的每一者的沟道阻抗。
[0016]根据此类别的另一特定实施方案，所述RF接收器包含控制电路系统，其经配置以控制所述基带电路系统的一或多个增益组件的增益且控制与所述基带电路系统的一或多个检测组件相关联的动态范围。根据更特定实施方案，所述基带电路系统的所述一或多个检测组件包含经配置以检测与所述RF信号一起传输的位的第一比较器，且其中所述控制电路系统经配置以通过调整与所述第一比较器相关联的比较器阈值来控制所述动态范围。根据更特定实施方案，所述基带电路系统的所述一或多个检测组件包含第二比较器及第三比较器。所述第二及第三比较器经配置以产生表示所述包络检测器相对于所述动态范围的放大信号电平的范围信号。所述控制电路系统经配置以基于所述范围信号来控制所述动态范围。根据另一更特定实施方案，所述基带电路系统的所述一或多个检测组件包含经配置以检测与所述RF信号一起传输的位的模/数转换器(ADC)。
[0017]根据此类别的另一特定实施方案，与所述RF信号一起传输的所述调制信号由位序列表示。每一位使用第一频率处的第一音调及第二频率处的第二音调表示。所述基带电路系统包含经配置以抑制干扰信号的带通滤波器。
[0018]根据此类别的另一特定实施方案，与所述RF信号一起传输的所述调制信号由位序列表示。每一位使用参考频率处的参考音调及第一频率处的第一音调或第二频率处的第二音调表示。所述第一及第二音调结合所述参考音调交替用于表示连续位。所述基带电路系统包含经配置以抑制干扰信号的带通滤波器。根据更特定实施方案，所述基带电路系统经配置以在没有本地振荡器的情况下检测所述位序列。
[0019]根据另一类别的实施方案，一种包络检测器包含多个N型晶体管及多个P型晶体管。所述N型晶体管及P型晶体管经配置于多个级中。每一级包含在对应源极端子处彼此连
接且在对应漏极端子处电容性耦合到接地的N型晶体管及P型晶体管。每一级中的所述N型晶体管包含经配置以接收第一偏置电压的栅极端子。每一级中的所述P型晶体管包含经配置以接收第二偏置电压的栅极端子。每一级的所述连接源极端子经配置以接收射频(RF)输入信号。所述第一偏置电压控制所述N型晶体管中的每一者的沟道阻抗，且所述第二偏置电压控制所述P型晶体管中的每一者的沟道阻抗。
[0020]根据此类别的特定实施方案，所述第一及第二偏置电压在所述包络检测器的操作期间固定。
[0021]根据此类别的另一特定实施方案，所述第一及第二偏置电压在所述包络检测器的操作期间动态可控。根据更特定实施方案，所述第一及第二偏置电压响应于温度、RF干扰、匹配网络阻抗或天线阻抗中的一或多者而动态可控。根据更特定实施方案，所述第一及第二偏置电压可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种射频(RF)接收器，其包括：RF增益级，其经配置以放大RF信号，所述RF信号以位持续时间为特征；包络检测器，其在所述RF增益级之后；基带电路系统，其在所述包络检测器之后，所述基带电路系统经配置以检测与所述RF信号一起传输的调制信号；及启用电路系统，其经配置以使所述RF增益级能够使用采样持续时间对所述RF信号进行采样，其中所述采样持续时间可配置为降至小于所述位持续时间的10％。2.根据权利要求1所述的RF接收器，其中所述RF增益级包含再生环形放大器，所述再生环形放大器采用不包含电感组件的反馈。3.根据权利要求2所述的RF接收器，其中所述反馈包含经配置以在不稳定点附近维持所述再生环形放大器的操作的可调谐电容器。4.根据权利要求3所述的RF接收器，其中所述可调谐电容器在所述RF接收器的操作期间固定。5.根据权利要求3所述的RF接收器，其中所述可调谐电容器在所述RF接收器的操作期间动态可调谐。6.根据权利要求5所述的RF接收器，其中所述可调谐电容器在所述采样持续时间期间动态可调谐。7.根据权利要求1所述的RF接收器，其进一步包括经配置以接收所述RF信号且响应于检测到RF干扰而调整所述RF接收器的一或多个参数的辅助接收器电路系统。8.根据权利要求7所述的RF接收器，其中所述辅助接收器电路系统包含第二RF增益级及在所述第二RF增益级之前的第二包络检测器。9.根据权利要求1所述的RF接收器，其进一步包括在所述RF增益级之后且在所述包络检测器之前的高Q滤波器。10.根据权利要求9所述的RF接收器，其中所述高Q滤波器包含微机电组件。11.根据权利要求9所述的RF接收器，其中所述RF增益级、所述包络检测器及所述启用电路系统在一或多个集成电路中实施，且其中所述高Q滤波器用与所述一或多个集成电路分离的一或多个离散组件实施。12.根据权利要求1所述的RF接收器，其中所述启用电路系统还经配置以在启用所述RF增益级之前启用所述基带电路系统。13.根据权利要求12所述的RF接收器，其中所述启用电路系统经配置以在不同时间启用所述基带电路系统的不同部分。14.根据权利要求1所述的RF接收器，其进一步包括在所述RF增益级之前的高Q滤波器。15.根据权利要求1所述的RF接收器，其进一步包括在所述RF增益级之前的阻抗匹配网络。16.根据权利要求1所述的RF接收器，其中所述启用电路系统经配置以使所述RF增益级能够在所述位持续时间期间对所述RF信号进行多次采样。17.根据权利要求1所述的RF接收器，其中所述采样持续时间可配置为降至小于所述位持续时间的1％。18.根据权利要求1所述的RF接收器，其中所述包络检测器是三极管模式包络检测器。
19.根据权利要求18所述的RF接收器，其中所述三极管模式包络检测器包含多个N型晶体管及多个P型晶体管，所述N型晶体管及P型晶体管经配置于多个级中，每一级包含在对应源极端子处彼此连接且在对应漏极端子处电容性耦合到接地的N型晶体管及P型晶体管，每一级中的所述N型晶体管包含经配置以接收第一偏置电压的栅极端子，每一级中的所述P型晶体管包含经配置以接收第二偏置电压的栅极端子...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：弗吉尼亚大学专利基金会，
类型：发明
国别省市：