專利名稱：接收器電路和無(wú)線通信終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信終端裝置及其接收電路，更具體地說(shuō)，涉及一種用于數(shù)字無(wú)線通信終端的接收系統(tǒng)RF芯片。
背景技術(shù)：
圖1示出與本發(fā)明相關(guān)的包括傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換接收器(DCR)的無(wú)線通信終端的部分結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，具體地說(shuō)，在使用代表第三代移動(dòng)通信(3G)的碼分多址(CDMA)的通信系統(tǒng)中，由于具有不同的頻率的接收(RX)信號(hào)和發(fā)送(TX)信號(hào)同步輸入和輸出，因此本地(local)TX信號(hào)泄漏到RX側(cè)，從而使接收特性變差。為了解決該問題，需要在雙工器(DUP)12中改善從發(fā)送電路13到接收電路(RX芯片)14的隔離特性，并且需要在低噪聲放大器(LNA)和正交解調(diào)器(Quad_Mixer)之間插入帶通濾波器(BPF)15，以便抑制TX頻帶中的信號(hào)電平。
另一方面，當(dāng)期望的接收信號(hào)電平高時(shí)，可以忽略由于上面提到的TX泄漏所造成的干擾。但是，與此相反，由期望的信號(hào)所引起的電路飽和則成為一個(gè)問題。因此，僅當(dāng)期望的接收信號(hào)電平高時(shí)才需要通過降低LNA的增益或者通過旁路通過LNA，來(lái)降低輸入到正交解調(diào)器之后的電路的信號(hào)電平。
在上面描述的DCR系統(tǒng)中，必須插入BPF 15，以便防止TX信號(hào)泄漏并輸入到正交解調(diào)器及之后的電路。典型地，接收電路14由IC(集成電路)芯片構(gòu)成。相反，由于將SAW濾波器用作BPF，BPF 15是外部部件，與DCR希望實(shí)現(xiàn)的節(jié)約空間和減少部件數(shù)量的需要相沖突。為了利用DCR的優(yōu)點(diǎn)，必須避免由于不用該BPF而泄漏的TX信號(hào)造成的接收特性惡化。
更具體地說(shuō)，如圖2A所示，當(dāng)TX信號(hào)泄漏并輸入到LNA和正交解調(diào)器時(shí)，CDMA調(diào)制信號(hào)的2次失真直接位于基帶信號(hào)上，如圖2B所示。由于這是期望信號(hào)的噪聲，因此導(dǎo)致C/N減小。應(yīng)該指出的是，在圖2C的表達(dá)式中，f(t)表示本地TX調(diào)制信號(hào)，sinωTX表示TX載波，a0表示DC偏置，a1表示LNA增益，a2…an分別表示n次諧波失真的系數(shù)，g(t)表示LNA的輸出信號(hào)。
還應(yīng)該考慮到的是，在期望的信號(hào)輸入為高的情況下，LNA的增益切換通過受增益控制的差動(dòng)LNA電路來(lái)執(zhí)行，如圖3所示。在這種情況下，存在盡管輸入到后一級(jí)的信號(hào)電平下降，但是LNA本身的高輸入容限(比如IIP3(3次輸入截點(diǎn)))并沒有改善的問題。
使用如圖4所示的輸入/輸出通過型LNA增益切換電路，可以根據(jù)期望信號(hào)輸入的強(qiáng)度來(lái)切換開關(guān)SW1至SW4，以便當(dāng)期望信號(hào)輸入高時(shí)通過LNA的輸入或輸出。但是，在該電路模式中，存在的問題是，由于僅衰減輸入，因而不能提供高增益并且增益設(shè)置沒有靈活性。具體地說(shuō)，在接通開關(guān)SW3和SW4的通路中包括開關(guān)的插入損耗和匹配電路的不匹配損耗，并且該配置沒有有源電路，由此不能提供正增益。
考慮到上述背景完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有低噪聲放大器的高輸入容限和良好的接收性能并能夠提供靈活的LNA增益設(shè)置的接收電路、以及使用它的無(wú)線通信終端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的接收電路的特征在于包括低噪聲放大器，具有能夠根據(jù)偏置電流的控制選擇性地進(jìn)行工作的低增益低噪聲放大電路和高增益低噪聲放大電路；以及正交解調(diào)器，使用串聯(lián)電容連接到所述低噪聲放大器的高增益低噪聲放大電路的輸出、并直接連接到所述低增益低噪聲放大電路的輸出。
當(dāng)選擇高增益低噪聲放大電路進(jìn)行操作時(shí)，高增益低噪聲放大電路的輸出通過串聯(lián)電容連接到正交解調(diào)器，從而去除在低噪聲放大器中產(chǎn)生的2次失真分量而不輸入到正交解調(diào)器中。
在該接收電路中，最好在所述高增益低噪聲放大電路操作期間，其DC偏置電流與所述正交解調(diào)器的DC偏置電流獨(dú)立通過；并且在所述低增益低噪聲放大電路操作期間，其DC偏置電流與所述正交解調(diào)器的DC偏置電流共享。因此，當(dāng)選擇低增益低噪聲放大電路用于操作時(shí)，能夠減少接收電路的功耗。
在所述接收電路中，可以提供如下結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)所述高增益低噪聲放大電路和所述低增益低噪聲放大電路分別具有一對(duì)差動(dòng)連接的晶體管，第一和第二電感元件串聯(lián)連接在所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極之間，并且其兩端分別通過第三和第四電感元件連接到所述高增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極。由此，具有差動(dòng)增益的一個(gè)低噪聲放大電路的差動(dòng)電感元件可以共享為另一個(gè)低噪聲放大電路的部分電感元件。
還可以提供如下結(jié)構(gòu)，所述第一至第四電感元件形成為單個(gè)電感器，其中螺旋從最外側(cè)部分的第一終端較小螺旋形地開始，然后該螺旋較大地通過螺旋性的間隙并返回到最外側(cè)部分的第二終端，以及第三和第四終端從電感器的最內(nèi)側(cè)部分與所述第一和第二終端之間中間的兩個(gè)位置引出，第五終端從最內(nèi)側(cè)部分的一個(gè)位置引出，所述第一和第二終端連接到所述低增益低噪聲放大電路中一對(duì)晶體管的發(fā)射極，所述第三和第四終端連接到所述高增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極，并且所述第五終端通過一個(gè)電阻連接到地。由此，在將接收電路形成為一個(gè)IC芯片時(shí)，能夠減少第一至第四電感元件所占據(jù)的區(qū)域。
本發(fā)明的無(wú)線通信終端裝置的特征在于包括低噪聲放大器，具有能夠根據(jù)偏置電流的控制選擇性地進(jìn)行工作的低增益低噪聲放大電路和高增益低噪聲放大電路；正交解調(diào)器，使用串聯(lián)電容連接到所述低噪聲放大器的高增益低噪聲放大電路的輸出、并直接連接到所述低增益低噪聲放大電路的輸出；接收電平檢測(cè)部件，用于檢測(cè)接收信號(hào)的電平；以及控制部件，用于根據(jù)所述接收電平檢測(cè)部件的輸出執(zhí)行所述接收電路的控制，其中所述控制部件控制所述低噪聲放大器，使得當(dāng)所述接收信號(hào)電平高時(shí)操作低增益低噪聲放大電路，而當(dāng)所述接收信號(hào)電平低時(shí)操作高增益低噪聲放大電路作為所述低噪聲放大器。
使用該結(jié)構(gòu)，在接近基站的狀態(tài)下，也就是說(shuō)當(dāng)接收信號(hào)電平比預(yù)定電平高時(shí)，將LNA設(shè)置到低增益以便實(shí)現(xiàn)低功耗。如果將LNA切換到低增益的接收信號(hào)預(yù)定電平設(shè)置為等于或低于終端的平均接收功率，則可以降低終端的平均功耗。另外，在無(wú)線通信終端遠(yuǎn)離基站的狀態(tài)下，也就是說(shuō)當(dāng)接收信號(hào)電平低于預(yù)定電平時(shí)，將LNA設(shè)置到高增益，并且在這種情況下，采用直接電容耦合將LNA連接到正交解調(diào)器，從而使得能夠去除在LNA中產(chǎn)生的2次失真分量以防止輸入到正交解調(diào)器。
由于將LNA至少AC直接耦合(在低增益時(shí)DC直接耦合)到正交解調(diào)器，所以整個(gè)接收電路可以形成為一個(gè)IC芯片并可以利用DCR的優(yōu)點(diǎn)。
此外，在具有差動(dòng)增益的兩個(gè)LNA中的第一至第四電感元件形成為單個(gè)對(duì)稱型電感器，以便節(jié)約電感元件在芯片上所占據(jù)的區(qū)域。結(jié)果，可以縮減小片(die)的尺寸并降低芯片的單位造價(jià)。


圖1示出與本發(fā)明相關(guān)的包括傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換接收器(DCR)的無(wú)線通信終端的部分結(jié)構(gòu)；圖2A至2C是用于說(shuō)明在傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換接收器中2次失真所造成的接收特性下降的圖；圖3是表示增益控制的差動(dòng)LNA電路示例的電路圖；圖4是表示輸入/輸出通過型的LNA增益切換電路示例的電路圖；圖5是表示與本發(fā)明相關(guān)的包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器(DCR)的數(shù)字無(wú)線通信終端的部分結(jié)構(gòu)示例的方框圖；圖6A和6B分別示出傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換接收器和本發(fā)明實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖；圖7是表示低噪聲放大器(LNA)和正交解調(diào)器的具體電路結(jié)構(gòu)以及控制部分方塊的示例的電路圖；圖8是在圖7的電路的LNA(特別是LNA 72)中產(chǎn)生的2次失真電流的示意圖；以及圖9是表示圖7所示的電感L1至L4形成為單個(gè)電感器(線圈)的示例圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖5示出與本發(fā)明相關(guān)的包括適用于采用碼分多址(CDMA)的無(wú)線通信系統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換接收器(DCR)的數(shù)字無(wú)線通信終端的部分結(jié)構(gòu)示例圖。
該無(wú)線通信終端具有發(fā)送電路63、接收電路64、天線61、用于在發(fā)送和接收之間共享天線的雙工器62、用于檢測(cè)接收信號(hào)電平的接收電平檢測(cè)部分67、以及用于根據(jù)接收電平檢測(cè)部分67的輸出控制接收電路64的操作的控制部分66。
接收電路64形成為一個(gè)IC芯片，并且包括具有差動(dòng)增益的兩個(gè)LNA 71和72、串聯(lián)連接到LNA 72的輸出的電容73、用于解調(diào)LNA70的輸出的正交解調(diào)器80、本地振蕩器77、基帶濾波器(BBF)81和84、DC偏置補(bǔ)償電路82和83、以及放大器85和86。正交解調(diào)器80包括分別用于I信道和Q信道的混合器74和75、以及用于接收本地振蕩器77的發(fā)送信號(hào)并提供具有預(yù)定相位差的信號(hào)給混合器74和75的移相器76。
圖6A和6B分別示出傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換接收器和本發(fā)明實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖。在圖6A的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，LNA 51通過片外BPF連接到正交解調(diào)器(包括用于I信道和Q信道的各自的混合器53和54)。但是，在圖6B的本實(shí)施例中，不需要片外BPF，在IC芯片之內(nèi)LNA(包括LNA 71和72)直接連接到正交解調(diào)器80(包括用于I信道和Q信號(hào)的各自的混合器74和75)(但是，在正交解調(diào)器80和LNA 72之間插入用作串聯(lián)電容的電容73a和73b)。此外，由于接收電路14內(nèi)的電路最好采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)，因此將LNA 71和72從單個(gè)結(jié)構(gòu)改為差動(dòng)結(jié)構(gòu)。
圖7示出低噪聲放大器(LNA)70和正交解調(diào)器80的具體電路結(jié)構(gòu)以及控制部分66的方塊圖的示例?？刂撇糠?6是執(zhí)行DC偏置產(chǎn)生及LNA 70和正交解調(diào)器80的控制的電路方塊。
LNA 70由受控選擇操作的兩個(gè)差動(dòng)放大器71和72構(gòu)成。第一差動(dòng)放大器71包括晶體管Q1和Q2、電感(電感元件)L1、L2、L3和L4、電容C4和C6、以及電阻R6和R8。晶體管Q1和Q2的集電極直接連接到正交解調(diào)器80。第二差動(dòng)放大器72包括晶體管Q4和Q3、電感L2和L3、電容C3和C5、以及電阻R4和R7。晶體管Q4和Q3的集電極分別通過電感L5和L6連接到電源電壓Vcc并分別通過電容C1和C2(相應(yīng)于圖6B中的73a和73b)連接到正交解調(diào)器80。來(lái)自終端P1的接收信號(hào)RFIN+分別通過電容C4和C3施加到晶體管Q1和Q4的基極。來(lái)自終端P2的接收信號(hào)RFIN-分別通過電容C6和C5施加到晶體管Q2和Q3的基極。電感L2和L3在差動(dòng)放大器71和72之間共享，并且它們之間的連接點(diǎn)通過電阻R5接地。晶體管Q1、Q2、Q3、Q4的基極分別通過電阻R6、R8、R7、R4連接到偏置終端P4、P5、P6和P3。終端P3和P6連接到控制部分66的終端B3，并且終端P4和P5連接到控制部分66的終端B4。
正交解調(diào)器80具有分別用于I信道和Q信道的兩個(gè)吉爾伯特單元(Gilbert Cell)。正交解調(diào)器80劃分為在圖7的左邊和右邊的用于I信道和Q信道的部分。
吉爾伯特單元801包括第一差動(dòng)對(duì)晶體管Q11和Q12、以及第二差動(dòng)對(duì)晶體管Q10和Q9。第一差動(dòng)對(duì)晶體管Q11和Q12的發(fā)射極直接耦合并連接到構(gòu)成電流源的晶體管Q13的集電極和前述LNA 70的晶體管Q1的集電極。第二差動(dòng)對(duì)晶體管Q10和Q9的發(fā)射極直接耦合并連接到構(gòu)成電流源的晶體管Q14的集電極和前述LNA 70的晶體管Q2的集電極。第一差動(dòng)對(duì)晶體管Q11和Q12的基極通過電阻R13連接到終端P11，并且該終端P11連接到控制部分66的終端B1。第二差動(dòng)對(duì)晶體管Q10和Q9的基極通過電阻R12連接到終端P11。晶體管Q10和Q11的基極通過電容C8連接到終端P7，并且晶體管Q9和Q12的基極通過電容C7連接到終端P8。I信道的本地發(fā)送信號(hào)(I信道本地IN)輸入到終端P7和P8。此外，晶體管Q10和Q12的集電極通過并聯(lián)連接的電阻R1和電容C14連接到電源電壓Vcc。晶體管Q9和Q11的集電極通過并聯(lián)連接的電阻R2和電容C13連接到電源電壓Vcc。晶體管Q10和Q12的集電極連接到終端P13，從中輸出IOUT+信號(hào)。晶體管Q9和Q11的集電極連接到終端P14，從中輸出IOUT-信號(hào)。
類似地，吉爾伯特單元802包括第三差動(dòng)對(duì)晶體管Q7和Q8、以及第四差動(dòng)對(duì)晶體管Q6和Q5。第三差動(dòng)對(duì)晶體管Q7和Q8的發(fā)射極直接耦合并連接到構(gòu)成電流源的晶體管Q15的集電極和前述LNA 70的晶體管Q1的集電極。第四差動(dòng)對(duì)晶體管Q6和Q5的發(fā)射極直接耦合并連接到構(gòu)成電流源的晶體管Q16的集電極和前述LNA 70的晶體管Q2的集電極。第三差動(dòng)對(duì)晶體管Q7和Q8的基極通過電阻R13連接到終端P11，并且該終端P11連接到控制部分66的終端B1。第四差動(dòng)對(duì)晶體管Q6和Q5的基極通過電阻R11連接到終端P12。晶體管Q6和Q7的基極通過電容C9連接到終端P10，并且晶體管Q5和Q8的基極通過電容C10連接到終端P9。Q信道的本地發(fā)送信號(hào)(Q信道本地IN)輸入到終端P10和P9。此外，晶體管Q6和Q8的集電極通過并聯(lián)連接的電阻R9和電容C11連接到電源電壓Vcc。晶體管Q5和Q7的集電極通過并聯(lián)連接的電阻R3和電容C12連接到電源電壓Vcc。晶體管Q6和Q8的集電極連接到終端P15，從中輸出QOUT+信號(hào)。晶體管Q5和Q7的集電極連接到終端P16，從中輸出QOUT-信號(hào)。
每一個(gè)都形成電流源的晶體管Q13、Q14、Q15和Q16與控制部分66內(nèi)的電路構(gòu)成電流鏡象電路，并且連接到各個(gè)晶體管的基極的終端P13連接到控制部分66的終端B2。
下面將描述圖7中的電路的操作。
期望的接收信號(hào)電平為低的情況接收電平檢測(cè)部分67(圖5)執(zhí)行基帶(BB)信號(hào)電平測(cè)量。響應(yīng)接收電平檢測(cè)部分67的輸出，控制部分66在信號(hào)電平為低的情況下輸出用于增加增益的控制信號(hào)給LNA 70。具體地說(shuō)，接通控制部分66中作為連接到終端B3的電流鏡象的基準(zhǔn)電流源電路(未示出)，并且關(guān)閉作為連接到終端B4的電流鏡象的基準(zhǔn)電流源電路(未示出)。結(jié)果，控制部分66中的電流鏡象基準(zhǔn)電流源電路及晶體管Q3和Q4通過終端B3及終端P3和P6構(gòu)成電流鏡象電路，并且期望的偏置電流IH通過LNA72。該電流從Vcc通過電感L5和L6供應(yīng)。(圖7中的直流顯示僅顯示差動(dòng)的一個(gè)通道)。晶體管Q3和Q4同步操作作為L(zhǎng)NA的放大元件，并將輸入到終端P1和P2的RF信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成電流再放大。
類似地，在信號(hào)電平為低的情況下，關(guān)閉控制部分66中作為連接到終端B4的電流鏡象(未示出)的基準(zhǔn)電流源電路，以便沒有電流流過通過終端P4和P5連接的晶體管Q1和Q2，并且由這些晶體管構(gòu)成的LNA電路71不工作。此外，同時(shí)接通控制部分66中作為連接到終端B2的電流鏡象(未示出)的基準(zhǔn)電流源電路，并且通過終端P13連接該電路到晶體管Q13至Q16的每一個(gè)晶體管構(gòu)成的電流鏡象工作，以及四個(gè)晶體管Q13至Q16作為相同結(jié)構(gòu)的恒流源工作。另一方面，由于用于補(bǔ)償溫度的恒定電壓通過終端P11和P12從終端B1供應(yīng)，所以偏置電流2I0流過晶體管Q5至Q12構(gòu)成的兩個(gè)吉爾伯特單元電路。
在這種狀態(tài)下，由晶體管Q3和Q4構(gòu)成的LNA 72必須具有高增益。由此，將串聯(lián)連接到晶體管Q3和Q4的發(fā)射極的電壓負(fù)反饋電感(負(fù)反饋電感)L2和L3設(shè)置為使得LNA能夠保留相當(dāng)?shù)?次失真特性并提供高增益的值。另外，電感L5和L6用作AC方面的負(fù)載，并與晶體管Q3和Q4的集電極側(cè)的電容Cc所構(gòu)成的并聯(lián)電容以及正交解調(diào)器的輸入電容一起形成諧振電路。電感L5和L6的值確定為使得諧振電路的諧振頻率與RX接收頻率匹配。
此外，在這種狀態(tài)下，由于終端通常位于遠(yuǎn)離基站的位置，所以將本地發(fā)送功率設(shè)置的很高以便發(fā)送足夠強(qiáng)的上行信息。換句話說(shuō)，處于一種如圖2B所示的期望的RX信號(hào)低而本地TX信號(hào)高的狀態(tài)。因此，希望減小TX的2次失真分量對(duì)BB頻帶的交疊噪聲和期望信號(hào)的BB信號(hào)分量之比(a2f2(t)和b1h(t)的功率比)。參照?qǐng)D8，將描述在LNA(特別是在包括Q3和Q4的LNA 72)中產(chǎn)生的2次失真電流。這里，本地TX信號(hào)的2次失真分量用TX的BB信號(hào)的2次函數(shù)表示。具體地說(shuō)，當(dāng)Vin/2＝f(t)sinωTX時(shí)，2次失真分量IIM2為IIM2＝gm2f2(t)其中，gm2等于前述的a2。由于f(t)是基帶信號(hào)并具有比RF信號(hào)足夠低的頻率，所以能夠被圖8中的電容C1和C2截止。因此，能夠降低TX的2次失真噪聲重疊接收的BB信號(hào)的量。另一方面，由于期望的RX信號(hào)是RF頻帶的信號(hào)，所以由晶體管Q3和Q4放大的RX信號(hào)通過電容C1和C2提供給下一級(jí)的正交解調(diào)器80。
應(yīng)該指出的是，在這種操作狀態(tài)下，流過LNA 70和正交解調(diào)器80的DC偏置電流為2IH和4I0，總的電流為2IH+4I0。
期望的接收信號(hào)電平為等于或高于特定電平的高電平的情況在信號(hào)電平為等于或高于特定預(yù)定值的高電平的情況下，響應(yīng)接收電平檢測(cè)部分67的輸出，控制部分66輸出用于降低LNA 70的增益的控制信號(hào)給LNA 70。具體地說(shuō)，在控制部分66中，接通作為連接到終端B4的電流鏡象的基準(zhǔn)電流源電路，并且關(guān)閉作為連接到終端B3的電流鏡象的基準(zhǔn)電流源電路。結(jié)果，控制部分66中的電流鏡象基準(zhǔn)電流源電路及晶體管Q1和Q2構(gòu)成的電路從終端B4及終端P4和P5構(gòu)成電流鏡象電路，并且流過期望的偏置電流(下文中描述)。另一方面，此時(shí)在正交解調(diào)器80中，關(guān)閉作為連接到終端B2的電流鏡象的基準(zhǔn)電流源電路，并且通過終端P13連接該電路到晶體管Q13至Q16構(gòu)成的電流鏡象電路不工作，從而四個(gè)晶體管Q13至Q16關(guān)閉，并且沒有DC電流流過。但是，處于操作狀態(tài)的LNA 71的晶體管Q1和Q2的集電極不通過電容C1和C2作為DC連接到由晶體管Q5至Q12構(gòu)成的兩個(gè)吉爾伯特單元801和802，以便流過這些吉爾伯特單元電路和作為L(zhǎng)NA 71的晶體管Q1和Q2的DC偏置電流為恒定電流源。如果設(shè)置由控制部分66中的基準(zhǔn)電流源電路和晶體管Q1和Q2構(gòu)成的電流鏡象電路，使得2I0的電流分別流過晶體管Q1和Q2，則可以流過吉爾伯特單元電路所需的偏置電流。
此外，晶體管Q1和Q2作為由2I0的DC偏置電流驅(qū)動(dòng)的差動(dòng)LNA工作，并將輸入到終端P1和P2的RF信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成電流后放大。此時(shí)，通過電容C1和C2插在晶體管Q1和Q2的集電極之間的電感L5和L6用作AC方面的負(fù)載，與晶體管Q3和Q4運(yùn)行為高增益LNA 72的情況類似，并與集電極側(cè)的電容Cc所構(gòu)成的并聯(lián)電容以及正交解調(diào)器80的輸入電容一起形成諧振電路。如上所述，電感L5和L6的值確定為使得諧振電路的基準(zhǔn)頻率與RF接收頻率匹配。在這種狀態(tài)下，需要將LNA 70的增益減小(設(shè)置為低增益)到，即使無(wú)線通信終端最接近基站并且期望的RX信號(hào)電平達(dá)到最大、LNA和下一級(jí)的電路也不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的程度。由于這個(gè)原因，分別連接到晶體管Q1和Q2的發(fā)射極的電感需要具有比高增益時(shí)的電感大的電感。因此，分別將電感L1和L4直接連接到高增益時(shí)的電感L2和L3滿足該條件。
在這種狀態(tài)下，由于關(guān)閉連接到終端B3的控制部分66中的電流鏡象基準(zhǔn)電流源電路，因此沒有電流流過晶體管Q3和Q4，并且由這些晶體管形成的LNA電路72不工作。
此外，在這種狀態(tài)下，由于終端位于相對(duì)靠近基站的位置，所以即使不增加發(fā)送功率也能夠發(fā)送上行鏈路信道信息。具體地說(shuō)，由于處于一種如圖2B所示的期望的RX信號(hào)高而本地TX信號(hào)低的狀態(tài)，因此希望增加TX的2次失真分量對(duì)BB頻帶的交疊噪聲和期望信號(hào)的BB信號(hào)分量之比(a2f2(t)和b1h(t)的功率比)。因此，在包括晶體管Q1和Q2的低增益LNA 71中不需要使用如在高增益LNA 72中耦合的電容來(lái)去除在LNA中產(chǎn)生的2次失真信號(hào)，并且低增益的LNA 71可以以直流的方式直接連接到正交解調(diào)器80。
在這種操作狀態(tài)下，流過LNA 70和正交解調(diào)器80的DC偏置電流分別為4I0和4I0，并且LNA 71的晶體管Q1和Q2的集電極以DC方式直接連接到構(gòu)成正交解調(diào)器80的兩個(gè)吉爾伯特單元801和802中的8個(gè)晶體管的發(fā)射極側(cè)，從而總的電流為4I0。這小于在高增益時(shí)所設(shè)置的IH，并且非常顯然能夠節(jié)約功耗。
應(yīng)該指出的是，電感L1至L4可以形成為單個(gè)電感(線圈)，如圖9所示。(在圖9中，細(xì)線條線用于清楚地表示與交叉線的連接關(guān)系，并沒有其它含義)。在該電感器中，螺旋從終端P91較小螺旋形地開始，然后該螺旋較大地通過螺旋性的間隙并最后返回到位于鄰近終端P91位置處的終端P92。該路徑通過單螺旋導(dǎo)電路徑構(gòu)成，可以一筆畫出。抽頭終端從該路徑的預(yù)定位置引出。具體地說(shuō)，抽頭終端P95從位于最內(nèi)側(cè)部分的中心位置n5引出，并且抽頭終端P93和P94分別從位置n5與最外側(cè)的終端P91和P92之間的中間位置(這里，在緊靠中心外側(cè)的路徑中的對(duì)稱位置n3和n4)引出。從終端P91到n3的部分用作電感L1，從n3到n5的部分用作電感L2，從n5到n4的部分用作電感L3，從n4到終端P92的部分用作電感L4。具體地說(shuō)，如果圖9中的終端P91和P92連接到圖7中晶體管Q1和Q2的發(fā)射極，圖9中的終端P93和P94連接到圖7中晶體管Q3和Q4的發(fā)射極，并且圖9中的P95連接到電阻R5的高端，則四個(gè)電感L1至L4可以通過單個(gè)電感結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。這減小了電感所占據(jù)的區(qū)域，并且從水平對(duì)稱線圈型的對(duì)稱位置的抽頭可以容易地匹配成對(duì)的電感值(電感)。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但除上述實(shí)施例之外的各種變型和修改也是可行的。
權(quán)利要求
1.一種接收電路，其特征在于包括低噪聲放大器，具有能夠根據(jù)偏置電流的控制選擇性地進(jìn)行工作的低增益低噪聲放大電路和高增益低噪聲放大電路；以及正交解調(diào)器，使用串聯(lián)電容連接到所述低噪聲放大器的高增益低噪聲放大電路的輸出、并直接連接到所述低增益低噪聲放大電路的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收電路，其特征在于在所述高增益低噪聲放大電路操作期間，其DC偏置電流與所述正交解調(diào)器的DC偏置電流獨(dú)立通過；以及在所述低增益低噪聲放大電路操作期間，其DC偏置電流與所述正交解調(diào)器的DC偏置電流共享。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收電路，其特征在于所述高增益低噪聲放大電路和所述低增益低噪聲放大電路的每一個(gè)具有一對(duì)差動(dòng)連接的晶體管；以及第一和第二電感元件串聯(lián)連接在所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極之間，并且其兩端分別通過第三和第四電感元件連接到所述高增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收電路，其特征在于所述第一至第四電感元件形成為單個(gè)電感器，其中螺旋從最外側(cè)部分的第一終端較小螺旋形地開始，然后該螺旋較大地通過螺旋性的間隙并返回到最外側(cè)部分的第二終端，以及第三和第四終端從電感器的最內(nèi)側(cè)部分與所述第一和第二終端之間中間的兩個(gè)位置引出，第五終端從最內(nèi)側(cè)部分的一個(gè)位置引出，所述第一和第二終端連接到所述低增益低噪聲放大電路中一對(duì)晶體管的發(fā)射極，所述第三和第四終端連接到所述高增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極，并且所述第五終端通過一個(gè)電阻連接到地。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收電路，其特征在于所述正交解調(diào)器具有兩個(gè)分別用于I信道和Q信道的吉爾伯特單元電路、以及用于為每一個(gè)吉爾伯特單元電路提供偏置電流的電流源；第一吉爾伯特單元電路包括第一差動(dòng)對(duì)晶體管和第二差動(dòng)對(duì)晶體管，第一差動(dòng)對(duì)晶體管的發(fā)射極直接耦合并選擇性地連接到所述自己的電流源和所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管中的一個(gè)的集電極，第二差動(dòng)對(duì)晶體管的發(fā)射極直接耦合并選擇性地連接到所述自己的電流源和所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管中的另一個(gè)的集電極；以及第二吉爾伯特單元電路包括第三差動(dòng)對(duì)晶體管和第四差動(dòng)對(duì)晶體管，第三差動(dòng)對(duì)晶體管的發(fā)射極直接耦合并選擇性地連接到所述自己的電流源和所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管中的一個(gè)的集電極，第四差動(dòng)對(duì)晶體管的發(fā)射極直接耦合并選擇性地連接到所述自己的電流源和所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管中的另一個(gè)的集電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接收電路，其特征在于，所述接收電路形成為一個(gè)IC芯片。
7.一種無(wú)線通信終端裝置，其特征在于包括低噪聲放大器，具有能夠根據(jù)偏置電流的控制選擇性地進(jìn)行工作的低增益低噪聲放大電路和高增益低噪聲放大電路；正交解調(diào)器，使用串聯(lián)電容連接到所述低噪聲放大器的高增益低噪聲放大電路的輸出、并直接連接到所述低增益低噪聲放大電路的輸出；接收電平檢測(cè)部件，用于檢測(cè)接收信號(hào)的電平；以及控制部件，用于根據(jù)所述接收電平檢測(cè)部件的輸出執(zhí)行所述接收電路的控制；其中，所述控制部件控制所述低噪聲放大器，使得當(dāng)所述接收信號(hào)電平高時(shí)操作低增益低噪聲放大電路，而當(dāng)所述接收信號(hào)電平低時(shí)操作高增益低噪聲放大電路作為所述低噪聲放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)線通信終端裝置，其特征在于在所述高增益低噪聲放大電路操作期間，其DC偏置電流與所述正交解調(diào)器的DC偏置電流獨(dú)立通過；以及在所述低增益低噪聲放大電路操作期間，其DC偏置電流與所述正交解調(diào)器的DC偏置電流共享。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)線通信終端裝置，其特征在于所述高增益低噪聲放大電路和所述低增益低噪聲放大電路的每一個(gè)具有一對(duì)差動(dòng)連接的晶體管；以及第一和第二電感元件串聯(lián)連接在所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極之間，并且其兩端分別通過第三和第四電感元件連接到所述高增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線通信終端裝置，其特征在于所述第一至第四電感元件形成為單個(gè)電感器，其中螺旋從最外側(cè)部分的第一終端較小螺旋形地開始，然后該螺旋較大地通過螺旋性的間隙并返回到最外側(cè)部分的第二終端，以及第三和第四終端從電感器的最內(nèi)側(cè)部分與所述第一和第二終端之間中間的兩個(gè)位置引出，第五終端從最內(nèi)側(cè)部分的一個(gè)位置引出，所述第一和第二終端連接到所述低增益低噪聲放大電路中一對(duì)晶體管的發(fā)射極，所述第三和第四終端連接到所述高增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管的發(fā)射極，并且所述第五終端通過一個(gè)電阻連接到地。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線通信終端裝置，其特征在于所述正交解調(diào)器具有兩個(gè)分別用于I信道和Q信道的吉爾伯特單元電路、以及用于為每一個(gè)吉爾伯特單元電路提供偏置電流的電流源；第一吉爾伯特單元電路包括第一差動(dòng)對(duì)晶體管和第二差動(dòng)對(duì)晶體管，第一差動(dòng)對(duì)晶體管的發(fā)射極直接耦合并選擇性地連接到所述自己的電流源和所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管中的一個(gè)的集電極，第二差動(dòng)對(duì)晶體管的發(fā)射極直接耦合并選擇性地連接到所述自己的電流源和所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管中的另一個(gè)的集電極；以及第二吉爾伯特單元電路包括第三差動(dòng)對(duì)晶體管和第四差動(dòng)對(duì)晶體管，第三差動(dòng)對(duì)晶體管的發(fā)射極直接耦合并選擇性地連接到所述自己的電流源和所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管中的一個(gè)的集電極，第四差動(dòng)對(duì)晶體管的發(fā)射極直接耦合并選擇性地連接到所述自己的電流源和所述低增益低噪聲放大電路的一對(duì)晶體管中的另一個(gè)的集電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無(wú)線通信終端裝置，其特征在于，所述接收電路形成為一個(gè)IC芯片。
全文摘要
一種低噪聲放大器(70)包括能夠由偏置電流控制有選擇地激活的低增益低噪聲放大器(71)和高增益低噪聲放大器(72)。低噪聲放大器(72)的輸出通過串聯(lián)的電容(73)連接到正交解調(diào)器(80)，而低噪聲放大器(71)的輸出直接連接到正交解調(diào)器(80)。控制部分(66)以如下方式控制接收器電路，即，當(dāng)接收的信號(hào)呈現(xiàn)高電平時(shí)激活低噪聲放大器(71)，而當(dāng)接收的信號(hào)呈現(xiàn)低電平時(shí)激活低噪聲放大器(72)。在低噪聲放大器(72)操作期間，其DC偏置電流與正交解調(diào)器(80)的DC偏置電流分開流過。在低噪聲放大器(71)操作期間，其DC偏置電流也流過正交解調(diào)器(80)。
文檔編號(hào)H03G3/10GK1698275SQ200480000119
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月12日
發(fā)明者高木光太郎 申請(qǐng)人:索尼愛立信移動(dòng)通信日本株式會(huì)社