專利名稱：用于無(wú)線多模應(yīng)用的發(fā)射架構(gòu)的制作方法
用于無(wú)線多模應(yīng)用的發(fā)射架構(gòu)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本專利公開(kāi)要求享受于2009年5月19日提交的題目為“^Transmit Architecture for Cellular Multi-Mode Applications” 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) No. 61/179，593,2009 年 5 月 19 日提交的題目為"Transmit Upconversion Circuitry for Cellular Multi-Mode Applications”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/179，596以及2009年5月26日提交的題目為 “Transmit Upconversion Circuitry for Cellular Multi-Mode Applications，，的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/181，219的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)的內(nèi)容以全文引用方式全部并入本文。
背景技術(shù)：
大體而言，特定的實(shí)施例涉及無(wú)線發(fā)射器。除非在本文中特別指明，否則本節(jié)中所描述的方法并不是本申請(qǐng)中的權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)，并且不能由于包含在本節(jié)中而被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)。圖1描繪了常規(guī)的發(fā)射器100。差分的同相⑴信號(hào)和正交(Q)信號(hào)可以通過(guò)分離的信道來(lái)進(jìn)行處理。舉例而言，將I信號(hào)和Q信號(hào)輸入到數(shù)字可編程增益放大器 (DPGA) 102a/102b 中，DPGA 102a/102b 對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 104a/104b 將數(shù)字I信號(hào)和Q信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬的。接著，I信號(hào)和Q信號(hào)被輸入到低通濾波器 (LPF) 106a/106b,該LPF 106a/106b提供分量噪聲和量化噪聲的衰減，并且還提供增益。上變頻器108a/108b從低通濾波器(LPF) 106a/106b接收I信號(hào)和Q信號(hào)。此夕卜， 合成器110產(chǎn)生本地振蕩器(LO)信號(hào)。分頻器/LO發(fā)生器112隨后產(chǎn)生針對(duì)LO信號(hào)的I 版本(L0 I)和針對(duì)LO信號(hào)的Q版本(L0 Q)。LO I信號(hào)被發(fā)送到上變頻器108a，而LO Q 信號(hào)被發(fā)送到上變頻器108b。上變頻器108a和108b將I和信號(hào)Q信號(hào)(處于基帶)上變頻成差分射頻(RF)信號(hào)。從上變頻器108a和108b輸出的差分RF信號(hào)通過(guò)電流求和電路 114進(jìn)行求和，并且通過(guò)不平衡變壓器(balim) 116轉(zhuǎn)換成單端輸出。不平衡變壓器116向功率放大器(PA)緩沖器118(或功率預(yù)放大器)輸出RF信號(hào)。每個(gè)PA緩沖器118可以用于一個(gè)無(wú)線頻帶，例如，第二代QG)高頻帶(HB)、2G低頻帶 (LB)、第三代(3G)HB、3G HB/LB和3G LB0 PA緩沖器118用于驅(qū)動(dòng)位于集成芯片(IC)之外的外部功率放大器。通常，低通濾波器106不能充分提供無(wú)線應(yīng)用所需要的濾波和線性度。圖2A描繪了常規(guī)的差分PA緩沖器118。上變頻器108a/108b分別包含Gm晶體管對(duì)20^/20 和混頻器2(Ma/204b?；鶐信號(hào)和Q信號(hào)分別在Gm晶體管對(duì)20 和20 處接收。Gm晶體管對(duì)202a/202b將電壓轉(zhuǎn)換成電流。混頻器20 和混頻器204b分別接收LO I信號(hào)和LO Q信號(hào)，并且將I信號(hào)和Q 信號(hào)上變頻成差分RF信號(hào)。在共源共柵晶體管對(duì)206中對(duì)差分RF信號(hào)進(jìn)行組合。經(jīng)組合的RF信號(hào)隨后通過(guò)AC耦合電容器208a和208b交流(AC)耦合到PA緩沖器118。舉例而言，PA緩沖器118包含差分晶體管對(duì)210以及晶體管211a和211b。PA緩沖器118對(duì)信號(hào)進(jìn)行緩沖并且將差分信號(hào)輸出到不平衡變壓器116。不平衡變壓器116隨后將RF信號(hào)輸出到Pout處的功率放大器。
圖2B描繪了常規(guī)的單端PA緩沖器118。Gm晶體管對(duì)2(^a//202b、混頻器2(Ma//204b 和共源共柵晶體管對(duì)206與關(guān)于圖2A所描述的類似的那樣進(jìn)行操作。來(lái)自共源共柵晶體管對(duì)206的差分RF信號(hào)被輸出到不平衡變壓器116。不平衡變壓器116的單端輸出隨后通過(guò)AC耦合電容器208耦合到PA放大器118。PA放大器118包含對(duì)信號(hào)進(jìn)行緩沖的第一晶體管21 和第二晶體管212b。隨后，單端輸出被輸出到功率放大器。在圖2A和2B中的示例中，PA緩沖器118添加了噪聲和失真，這影響了信號(hào)的線性度。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，一種裝置包含上變頻單元，該上變頻單元被配置成將基帶信號(hào)上變頻為射頻(RF)信號(hào)。提供了針對(duì)多個(gè)無(wú)線頻帶的多個(gè)不平衡變壓器。復(fù)用電路被耦合到多個(gè)不平衡變壓器，其中，上變頻單元通過(guò)該復(fù)用電路而被耦合到每個(gè)不平衡變壓器。 復(fù)用電路被配置成基于正使用的無(wú)線頻帶而將來(lái)自上變頻單元的射頻信號(hào)復(fù)用到多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器。在一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)用電路包括多組晶體管，其中，每組與多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置包含多個(gè)上變頻單元，其中，多個(gè)上變頻單元中的每一個(gè)被耦合到多組晶體管。在另一實(shí)施例中，該裝置包括濾波器的極點(diǎn)對(duì)，其被配置成對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，第一極點(diǎn)對(duì)包含第一極點(diǎn)和第二極點(diǎn)；鏡像緩沖器，其被配置成對(duì)信號(hào)進(jìn)行緩沖；以及濾波器的第三極點(diǎn)，其耦合到鏡像緩沖器，并且被配置成對(duì)由鏡像緩沖器所緩沖的信號(hào)進(jìn)行濾波。在一個(gè)實(shí)施例中，濾波器的第三極點(diǎn)包括第一電阻器；第二電阻器；電容器；以及開(kāi)關(guān)電路，其被配置成選擇第一電阻器或第二電阻器。在一個(gè)實(shí)施例中，該開(kāi)關(guān)電路包括第一電阻器，其耦合到第一開(kāi)關(guān)；第二電阻器，其耦合到第二開(kāi)關(guān)；其中，當(dāng)閉合第一開(kāi)關(guān)時(shí)，第二開(kāi)關(guān)位于將極點(diǎn)對(duì)耦合到第一電阻器的第一信號(hào)路徑之外，其中，當(dāng)閉合第二開(kāi)關(guān)時(shí)，第一開(kāi)關(guān)位于將極點(diǎn)對(duì)耦合到第二電阻器的第二信號(hào)路徑之外。在另一實(shí)施例中，一種方法包括將基帶信號(hào)上變頻到射頻(RF)信號(hào)；確定多個(gè)無(wú)線頻帶中的用于多模發(fā)射器的無(wú)線頻帶；以及基于正使用的無(wú)線頻帶來(lái)將RF信號(hào)復(fù)用到多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器。下文的詳細(xì)描述和附圖提供了對(duì)本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的更好理解。


圖1描繪了常規(guī)的發(fā)射器。圖2A描繪了常規(guī)的差分PA緩沖器。圖2B描繪了常規(guī)的單端PA緩沖器。圖3描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射器的示例。圖4A描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的單端輸出的示例。
圖4B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的差分輸出的示例。圖4C示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)無(wú)線頻帶的發(fā)射器的另一示例。圖5描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于提供降低功率的發(fā)射器的示例。圖6描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于提供復(fù)用的發(fā)射器的示例。圖7示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、示出多個(gè)無(wú)線頻帶的圖6中的發(fā)射器的示例。圖8A描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、示出濾波器的發(fā)射器的示例。圖8B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的濾波器的示例。圖8C描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的濾波器和低通濾波器的示例。圖9描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的濾波器的更為詳細(xì)的示例。圖10描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于2G無(wú)線頻帶的發(fā)射器的示例。圖11描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)射信號(hào)的方法。
具體實(shí)施例方式本文描述了用于無(wú)線發(fā)射器的技術(shù)。在下文的描述中，為了解釋的目的，給出許多示例和特定細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的透徹理解。由權(quán)利要求所限定的特定實(shí)施例僅包含這些示例中的某些或全部特征，或者與下文所描述的其他特征組合，并且可以進(jìn)一步包含本文所描述的特征和概念的修改和等同方案。圖3描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射器300的示例。差分的同相(I)信號(hào)和正交 (Q)信號(hào)可以通過(guò)分離的信道來(lái)進(jìn)行處理。將對(duì)I信道和Q信道一起進(jìn)行描述，但是沿著如圖3所示的路徑。舉例而言，在數(shù)字可編程增益放大器(DPGA) 302a/302b中對(duì)I信號(hào)和Q 信號(hào)進(jìn)行放大。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)3(Ma/304b將數(shù)字I信號(hào)和Q信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬的。隨后， 模擬I信號(hào)和Q信號(hào)被輸入到低通濾波器(LPF) 306a/306b中。下文將更為詳細(xì)地描述新穎的濾波方法。鏡像緩沖器308a/308b從低通濾波器(LPF) 306a/306b接收I信號(hào)和Q信號(hào)，并且將電壓鏡像到上變頻器309。上變頻器309包含上變頻單元310，該上變頻單元310包含基帶Gm晶體管對(duì)312a/3Ub和混頻器3Ha/314b。基帶Gm晶體管對(duì)312a/3Ub分別接收基帶I信號(hào)和基帶Q信號(hào)，并且對(duì)來(lái)自LPF 306a/306b的電流進(jìn)行鏡像。舉例而言，基帶Gm 晶體管對(duì)312a/312b將來(lái)自鏡像緩沖器308a/308b的電壓轉(zhuǎn)換成電流。此外，合成器316 產(chǎn)生本地振蕩器(LO)信號(hào)。隨后，分頻器/LO發(fā)生器318產(chǎn)生針對(duì)LO信號(hào)的I版本(L0 I)和針對(duì)LO信號(hào)的Q版本(L0 Q)。LO I信號(hào)和LO Q信號(hào)可以是差分的?；祛l器31 和 314b使用LO I信號(hào)和LO Q信號(hào)，以將I信號(hào)和Q信號(hào)上變頻成差分射頻(RF)信號(hào)。提供復(fù)用電路320以將RF信號(hào)復(fù)用到不平衡變壓器324。共源共柵復(fù)用器可以用于對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行復(fù)用。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用將來(lái)自混頻器31 和314b的電流進(jìn)行加和的共源共柵晶體管對(duì)322來(lái)實(shí)現(xiàn)共源共柵復(fù)用器。舉例而言，來(lái)自混頻器30 和304b 的射頻信號(hào)由共源共柵復(fù)用器晶體管對(duì)322組合成差分射頻信號(hào)。發(fā)射器300可以是多模的，并且可以使用多個(gè)無(wú)線頻帶來(lái)發(fā)射信號(hào)。無(wú)線頻帶對(duì)應(yīng)于不同的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，并且以不同的頻率發(fā)射RF信號(hào)。針對(duì)諸如第二代OG)高頻帶(HB)、 2G低頻帶(LB)、第三代(3G)HB、3G HB/LB和3G LB之類的不同無(wú)線頻帶提供不平衡變壓器 324。不平衡變壓器3M是基于使用了哪個(gè)無(wú)線頻帶來(lái)選擇的。在這個(gè)示例中，不平衡變壓器3M將單端輸出發(fā)送到位于集成電路(IC)之外的功率放大器，但是可以提供不同的輸出。此外，不平衡變壓器3M可以位于芯片之外或者在PA的封裝中。因此，發(fā)射器300提供了不包含PA緩沖器的直接(direct up and out)方法。也就是，不平衡變壓器3M直接將RF信號(hào)輸出到芯片之外，而不通過(guò)PA緩沖器。因此，沒(méi)有添加自PA緩沖器的額外的噪聲和失真?？梢允褂孟嗤Y(jié)構(gòu)的發(fā)射器300來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)無(wú)線頻帶。舉例而言，某些頻帶可能需要差分輸出，而某些可能需要單端輸出(對(duì)稱輸出或非對(duì)稱輸出)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用封裝改變來(lái)將單端輸出轉(zhuǎn)換成多個(gè)差分輸出。也就是，可以通過(guò)改變來(lái)自不平衡變壓器3M的端子的地線來(lái)對(duì)單端輸出進(jìn)行變換以輸出第二信號(hào)。這從不平衡變壓器3M的兩個(gè)端子輸出差分信號(hào)。因此，相同的結(jié)構(gòu)可以配置成驅(qū)動(dòng)對(duì)稱輸出或非對(duì)稱輸出。圖4A描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的單端輸出的示例。通過(guò)針對(duì)一個(gè)無(wú)線頻帶示出僅一個(gè)不平衡變壓器3M來(lái)簡(jiǎn)化單端輸出?？梢蕴峁┽槍?duì)其他無(wú)線頻帶的類似結(jié)構(gòu)。如圖所示，不平衡變壓器3M從第一端子P輸出單端輸出(Pout)。第二端子G耦合到地(VSS)。輸入電壓VDD可以近似為1. 8V。通過(guò)對(duì)晶體管進(jìn)行如下偏置來(lái)達(dá)到最大輸出功率 (Pout)基帶Gm晶體管對(duì)312a/312b被偏置在飽和中，在混頻器314a/314b中實(shí)施的晶體管被偏置在三極管區(qū)，并且共源共柵晶體管對(duì)322被偏置在飽和中。3G無(wú)線頻帶可以要求為+6daii的Pout(50歐姆負(fù)載)，而電源為1.8V。使用上面的偏置方法可以達(dá)到這些要求 (具有好于_38dBc的鄰近信道泄漏比(ACLR))。通常，混頻器314a/314b中的晶體管被偏置在飽和中。然而，這導(dǎo)致從共源共柵晶體管對(duì)322看進(jìn)去的阻抗改變，這影響信號(hào)的線性度。通過(guò)將混頻器晶體管偏置在三極管區(qū)中，阻抗變化是最小的并且對(duì)線性度的影響最小。圖4B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的差分輸出的示例。如圖所示，不平衡變壓器3 在第一端子Pl和第二端子P2處提供差分輸出。不是將端子P2耦合到地，而是該端子P2輸出信號(hào)，該信號(hào)可以是從端子Pl輸出的信號(hào)的互補(bǔ)信號(hào)。差分輸出用于驅(qū)動(dòng)多模功率放大器140，其中，該多模功率放大器140位于芯片之外。如上所述，當(dāng)將差分信號(hào)從不平衡變壓器發(fā)送到功率放大器410時(shí)，其不通過(guò)PA緩沖器。圖4C示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)無(wú)線頻帶的發(fā)射器300的另一示例。第一不平衡變壓器32 提供針對(duì)高頻帶無(wú)線頻帶的差分輸出信號(hào)Pout_HB，而第二不平衡變壓器324b提供針對(duì)低頻帶無(wú)線頻帶的差分輸出信號(hào)Pout_LB。多模/多頻帶功率放大器(PA) 410接收信號(hào)PoutJffi和Pout_LB。在一個(gè)實(shí)施例中，可以降低發(fā)射器300所使用的功率。圖5描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于提供降低功率的發(fā)射器300的示例。如圖所示，并行地提供了多個(gè)上變頻器309。 每個(gè)上變頻器309包含上變頻單元310和復(fù)用電路320(其由共源共柵晶體管對(duì)322來(lái)表示)°提供N個(gè)無(wú)線頻帶，這N個(gè)無(wú)線頻帶可以向一個(gè)或多個(gè)功率放大器輸出信號(hào)。舉例而言，可以針對(duì)N個(gè)無(wú)線頻帶提供N個(gè)PA。雖然沒(méi)有針對(duì)N個(gè)無(wú)線頻帶示出不平衡變壓器324，但是不平衡變壓器3M是針對(duì)每個(gè)無(wú)線頻帶來(lái)提供的，并且不平衡變壓器3M針對(duì)該頻帶向功率放大器發(fā)送RF信號(hào)。舉例而言，共源共柵晶體管對(duì)322與每個(gè)不平衡變壓器 324并聯(lián)耦合。為了降低功率，可以關(guān)斷上變頻器309。舉例而言，為了使共源共柵晶體管對(duì)322截止，可以通過(guò)使用使共源共柵晶體管對(duì)322截止的電壓來(lái)偏置共源共柵晶體管對(duì)322的柵極。由于在共源共柵晶體管對(duì)322截止時(shí)，電流不流過(guò)共源共柵晶體管對(duì)322，因此這也降低了發(fā)射器300所使用的電流。因此，通過(guò)關(guān)斷某個(gè)百分比的上變頻器309，可以降低電流和功率。舉例而言，如果針對(duì)一半的上變頻器309，使一半的共源共柵晶體管對(duì)322截止， 那么功率和電流可以降低一半。除了能夠降低功率之外，復(fù)用電路320還可以用于將上變頻單元310耦合到不同的無(wú)線頻帶。舉例而言，圖6描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于提供復(fù)用的發(fā)射器300的示例。 提供了 N個(gè)上變頻單元310。例如，可以提供80個(gè)上變頻單元310。上變頻單元310接收 I信號(hào)和Q信號(hào)，將I信號(hào)和Q信號(hào)上變頻成RF信號(hào)，并且隨后將RF信號(hào)輸出到復(fù)用電路 320。圖6中所示出的實(shí)施方式是針對(duì)單個(gè)混頻器31 來(lái)示出的。類似的電路可以用于混頻器314b，并且可以與圖6中所示出的實(shí)施方式組合。復(fù)用電路320被配置成將上變頻單元310耦合到發(fā)射器300所支持的無(wú)線頻帶。 例如，可以支持如以上所述的七個(gè)無(wú)線平頻帶。每個(gè)無(wú)線頻帶包含用于向功率放大器輸出 RF信號(hào)的不平衡變壓器324。如圖所示，提供針對(duì)3G HB的頻帶#1和針對(duì)3G HB的頻帶 #2。雖然示出了這些兩個(gè)頻帶，但是也可以提供其他無(wú)線頻帶。復(fù)用電路320可以包含共源共柵晶體管復(fù)用器組，其在不平衡變壓器3M之間復(fù)用來(lái)自混頻器314的RF信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，共源共柵晶體管對(duì)322用于將上變頻單元 310耦合到不平衡變壓器324。雖然描述了共源共柵晶體管對(duì)322，但是可以使用其他實(shí)施方式。在一個(gè)示例中，共源共柵晶體管對(duì)322的組數(shù)可以是N*X個(gè)，其中，N是上變頻單元的數(shù)量，而X是輸出的數(shù)量。舉例而言，如果有7個(gè)輸出，那么提供7組80個(gè)共源共柵晶體管對(duì)322，共560個(gè)共源共柵晶體管對(duì)322。因此，每個(gè)輸出包含一組80個(gè)共源共柵晶體管對(duì) 322。當(dāng)選擇了無(wú)線頻帶時(shí)，與該無(wú)線頻帶相關(guān)聯(lián)的共源共柵晶體管對(duì)322組導(dǎo)通，而針對(duì)其他無(wú)線頻帶的共源共柵晶體管對(duì)322被截止。舉例而言，如果使用頻帶#1，那么共源共柵晶體管對(duì)32 的柵極處的偏置電壓Bandl_0N進(jìn)行偏置，以使得共源共柵晶體管對(duì) 32 導(dǎo)通。此外，在共源共柵晶體管對(duì)322b的柵極處對(duì)偏置電壓Band2_0N進(jìn)行偏置，以使得針對(duì)無(wú)線頻帶#2的共源共柵晶體管對(duì)322b組截止。這通過(guò)共源共柵晶體管對(duì)32 將上變頻單元310耦合到不平衡變壓器32如。此外，由于共源共柵晶體管對(duì)322b是截止的， 所以上變頻單元310沒(méi)有耦合到不平衡變壓器324b。相反，當(dāng)使用無(wú)線頻帶#2時(shí)，那么對(duì)偏置電壓Band2_0N進(jìn)行偏置，以使得共源共柵晶體管對(duì)322b導(dǎo)通，而對(duì)偏置電壓Bandl_0N 進(jìn)行偏置，以使得共源共柵晶體管對(duì)32 截止。這將上變頻單元310耦合到不平衡變壓器 324b，而不是不平衡變壓器3Ma。因此，復(fù)用是通過(guò)對(duì)不同組共源共柵晶體管對(duì)322進(jìn)行偏置以使一組導(dǎo)通而使其他組截止來(lái)提供的。圖7示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示出多個(gè)無(wú)線頻帶的圖6中的發(fā)射器300的示例。 在一個(gè)示例中，示出了針對(duì)I信道和Q信道的單個(gè)上變頻單元310。多個(gè)上變頻單元310可以并行地連接，但是沒(méi)有示出。上變頻單元310耦合到復(fù)用電路320。提供了復(fù)用電路320的簡(jiǎn)化的示意圖，其中，未示出針對(duì)不平衡變壓器324的一組共源共柵晶體管對(duì)322中的全部。在簡(jiǎn)化的示意圖中，共源共柵晶體管對(duì)322將上變頻單元310耦合到不平衡變壓器32^-3Mf。6個(gè)輸出不平衡變壓器3M中的每一個(gè)將針對(duì)不同無(wú)線頻帶的信號(hào)提供給功率放大器。第7個(gè)輸出 (未輸出)可以耦合到電阻器并且耦合到電源VDD，以便于偏移和增益校準(zhǔn)。復(fù)用電路320 基于選擇了哪個(gè)無(wú)線頻帶而將來(lái)自上變頻單元310的RF信號(hào)復(fù)用到不平衡變壓器324。舉例而言，如果選擇了無(wú)線頻帶3G HB，那么上變頻單元310通過(guò)針對(duì)不平衡變壓器324d的共源共柵晶體管對(duì)322而耦合到不平衡變壓器324d?？梢栽阽R像緩沖器308和上變頻單元310之間插入濾波器，以提供對(duì)I信號(hào)和Q信號(hào)的濾波。圖8A描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示出濾波器80h/802b的發(fā)射器300的示例。濾波器80 和802b提供在鏡像緩沖器308a/308b和上變頻單元310之間。濾波器80加/802匕分別包含電阻器8123/80 和電容器8Ha/814b。圖8是一個(gè)上變頻單元310的簡(jiǎn)化的視圖。然而，可以并行地提供其他上變頻單元。濾波器80^/80 提供對(duì)來(lái)自低通濾波器306和還來(lái)自鏡像緩沖器308的噪聲的濾波。舉例而言，用于I信道的信號(hào)Vglp和Vgln由濾波器80 進(jìn)行濾波，而用于Q信道的信號(hào)Vg2p和Vg2n的濾波通過(guò)濾波器802b來(lái)進(jìn)行濾波。對(duì)于I信號(hào)和Q信號(hào)兩者而言，使用電阻器8063/80 (RGm)將低通濾波器306a/306b的輸出轉(zhuǎn)換成電流。由于分別來(lái)自晶體管810a/810b的漏極的負(fù)反饋，電阻器806a/806b是虛擬接地的，并且電阻器806a/806b 將來(lái)自低通濾波器306a/306b的輸出的電壓轉(zhuǎn)換成電流。隨后，電流分別輸入到差分運(yùn)算放大器808a和808b。晶體管810a和810b分別耦合到運(yùn)算放大器808a/808b的輸出，并且以一定的電壓(該電壓產(chǎn)生等于流過(guò)每個(gè)電阻器806a/806b的電流的漏電流)通過(guò)信號(hào)Vglp/Vgln和信號(hào)Vg2p/Vg2n來(lái)分別調(diào)制晶體管 810a和810b的柵極。信號(hào)Vglp和信號(hào)Vgln通過(guò)濾波器80加，并且隨后對(duì)Gm晶體管對(duì) 312a的柵極進(jìn)行調(diào)制。信號(hào)Vg2p和信號(hào)Vg2n通過(guò)濾波器802b，并且隨后對(duì)Gm晶體管對(duì) 312b的柵極進(jìn)行調(diào)制。這分別在Gm晶體管對(duì)312a/312b的漏極處產(chǎn)生與來(lái)自低通濾波器 306a/306b的輸出電壓成比例的AC電流?？梢允褂门c圖8A中所示的實(shí)施方式不同的實(shí)施方式來(lái)實(shí)施濾波器80h/802b。舉例而言，圖8B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的濾波器80 的示例。可以類似地實(shí)施濾波器802b。 第一濾波器1-80 耦合以接收信號(hào)Vglp，并且包含電阻器1-81 和電容器l-814a。電容器l-814a耦合到地。濾波器1-80 的輸出耦合到Gm晶體管對(duì)31 的第一晶體管。濾波器2-80 接收信號(hào)Vgln。提供電阻器2-81 和電容器2_8Ha。電容器 2-81 耦合到地。濾波器2-80 的輸出耦合到Gm晶體管對(duì)31 的第二晶體管。濾波器 l-802a和2-80 可以代替圖8A中所示的濾波器802?；仡^參照?qǐng)D8A，當(dāng)與低通濾波器306組合時(shí)，濾波器80h/802b可以是η階濾波器的一部分。舉例而言，低通濾波器306和濾波器802可是三階或五階濾波器的部分。圖8C 描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的低通濾波器306a/3(^b和濾波器8(^a/802b的示例。低通濾波器306a/306b可以實(shí)施為一個(gè)或兩個(gè)復(fù)極點(diǎn)對(duì)(CPP)。如圖所示，在這個(gè)示例中，提供了兩個(gè)CPP 8Ma/854b和856a/856b?？梢曰跒V波器的傳輸函數(shù)來(lái)確定濾波器的極點(diǎn)。在一個(gè)示例中，使用低通濾波器306和濾波器802來(lái)實(shí)施巴特沃茲 (Butterworth)濾波器；然而，可以使用其他濾波器。CPP 1提供對(duì)分別由DAC 304a/304b引入的噪聲進(jìn)行濾波。CPP 2提供對(duì)由DAC 304a/304b和CPP 1引入的噪聲進(jìn)行濾波。濾波器8(^a/802b提供對(duì)由CPP 2和鏡像緩沖器308a/308b引入的噪聲進(jìn)行濾波。濾波器80^/80 可以是5階濾波器(其實(shí)施5階響應(yīng)濾波器)的第5個(gè)極點(diǎn)，或者是3階濾波器(其實(shí)施3階響應(yīng)濾波器)的第三個(gè)極點(diǎn)。濾波器80h/802b可以稱為Tx 極點(diǎn)。雖然描述了 3階和5階濾波器，但是也可以使用N階濾波器。由于濾波器80h/802b 分別與CPP 1和CPP 2在信號(hào)路徑中，因此濾波器80h/802b是高階濾波器中的實(shí)極點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，Tx極點(diǎn)被置于高到遠(yuǎn)離基帶頻譜的頻帶邊緣的頻率下，以使得線性度受到最小影響，但是提供對(duì)噪聲的噪聲貢獻(xiàn)的有意義濾波。例如，如果基帶信號(hào)在2MHz，則Tx極點(diǎn)可以置于在4MHz左右，或者是基帶信號(hào)頻率的兩倍。濾波器802可以是可編程的。圖9描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的濾波器80 的更為詳細(xì)的示例。僅示出了 I信號(hào)處理信道的一個(gè)分支，如對(duì)稱軸所指出的。I信道的其他分支和Q信道類似地操作。濾波器80 是可編程的，其中，第一電阻器858a或第二電阻器85 可以耦合到低通濾波器306a的輸出。也可以使用額外的電阻器858。濾波器80 提供可編程性，并且還限制失真。舉例而言，開(kāi)關(guān)電阻可能導(dǎo)致非線性。失真之所以被限制，是因?yàn)樵谶x擇了電阻器858b時(shí)，針對(duì)電阻器858a的開(kāi)關(guān)不在信號(hào)路徑中，而當(dāng)選擇了電阻器858a時(shí)，針對(duì)電阻器858b的開(kāi)關(guān)不在信號(hào)路徑中。當(dāng)期望電阻器Rl用于Tx極點(diǎn)時(shí)，電壓Sl為高(例如，1)并且電壓SlB為低(例如，0)。這使開(kāi)關(guān)(swla)860a閉合，swla 860a通過(guò)電阻器806a將晶體管(Ml)861b耦合到LPF輸出，并且使晶體管Ml導(dǎo)通。電壓SlB使開(kāi)關(guān)(swlb)860b斷開(kāi)。此外，由于電壓Sl 為高，所以開(kāi)關(guān)(swlC)860C是閉合的。這將電壓Vcl耦合到晶體管(MlC)861a的柵極，并且將晶體管MlC偏置在飽和區(qū)(偏置也可以是三極管區(qū))中，以使得晶體管MlC導(dǎo)通。此外，電壓S2為低(例如，0)，而電壓S2b為高(例如，1)。這使開(kāi)關(guān)(sW2a)86^i斷開(kāi)并且使開(kāi)關(guān)(sw2b)862b閉合。此外，S2為低，而開(kāi)關(guān)862是斷開(kāi)的。這將晶體管(M2C)866a耦合到地(VSS)，并且晶體管M2C未導(dǎo)通。上文將晶體管Ml和晶體管MlC置于反饋回路中，并且選擇電阻器Rl作為回路濾波器電阻器。開(kāi)關(guān)swla的開(kāi)關(guān)非線性是在反饋回路中，并且反饋回路對(duì)由開(kāi)關(guān)導(dǎo)致的任何非線性進(jìn)行補(bǔ)償。此外，由于開(kāi)關(guān)86 是斷開(kāi)的，所以晶體管866b(M2)的柵極是浮置的。 因此，電阻器R2位于電路之外。進(jìn)一步，從晶體管Ml到濾波器80 的輸出的信號(hào)路徑不包含任何開(kāi)關(guān)，并且因此導(dǎo)致高度線性的信號(hào)。當(dāng)選擇了電阻器(R2)858b時(shí)，電壓Sl為低，而電壓Slb為高。這將晶體管MlC的柵極耦合到地，并且因此晶體管MlC未導(dǎo)通。開(kāi)關(guān)860a也是斷開(kāi)的，以使得晶體管Ml不耦合到低通濾波器輸出。電壓S2為高，并且電壓S2b為低。這使開(kāi)關(guān)86 閉合，并且將晶體管(M2)866b 偏置成導(dǎo)通。此外，晶體管M2C被耦合到電壓Vc2，并且被偏置為導(dǎo)通。這提供選擇電阻器 R2的信號(hào)路徑。從晶體管M2到濾波器80 的信號(hào)路徑不包含開(kāi)關(guān)，并且因此導(dǎo)致高度線性的信號(hào)。因此，提供了高度線性可編程的濾波器。發(fā)射器300也可以用于支持2G無(wú)線頻帶。圖10描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于 2G無(wú)線頻帶的發(fā)射器300的示例。2G頻帶可以只使用I信道。因此，發(fā)射器300的操作被改變成不使用Q信道。在I信道中，直流(DC)輸出由DAC 30 輸出。在Q信道中，從DAC 304b輸出零輸出。DAC 30 和304b可以被編程以輸出DC輸出和零輸出。
合成器316產(chǎn)生高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK)信號(hào)。GMSK信號(hào)用于將I信號(hào)上變頻成2G射頻信號(hào)。分頻器/LO發(fā)生器318產(chǎn)生LO I調(diào)制信號(hào)和LO Q調(diào)制信號(hào)。在混頻器31 處，I信道中的I信號(hào)與LO I信號(hào)進(jìn)行混頻。Q信道已經(jīng)被禁用而具有零輸出， 并且隨后由混頻器314b輸出LO Q信號(hào)。然而，通過(guò)將共源共柵晶體管對(duì)322b的柵極偏置到VSS來(lái)禁用共源共柵晶體管對(duì)322b。因此，這個(gè)信道是關(guān)斷的或是從不平衡變壓器3M 斷開(kāi)的?；祛l器31 使用GMSK LO I信號(hào)來(lái)將I信號(hào)上變頻到RF信號(hào)。使用將晶體管偏置在飽和區(qū)以使晶體管導(dǎo)通的電壓Vcl來(lái)偏置共源共柵晶體管對(duì)322b的柵極。因此，由混頻器31 輸出的RF信號(hào)被發(fā)送到不平衡變壓器324。因此，可以對(duì)2G和3G無(wú)線頻帶使用相同的I信道和Q信道路徑。然而，如關(guān)于圖 10所討論的，2G頻帶使用應(yīng)用于I信道的DC輸出，而Q信道是關(guān)斷的。當(dāng)使用需要兩個(gè)信道的無(wú)線頻帶(例如，3G)時(shí)，可以啟用這兩個(gè)信道。圖11描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)射信號(hào)的方法。在1102處，對(duì)I信號(hào)和Q 信號(hào)進(jìn)行放大。在1104處，I信號(hào)和Q信號(hào)被轉(zhuǎn)換成模擬I信號(hào)和Q信號(hào)。在1106處，對(duì) I信號(hào)和Q信號(hào)應(yīng)用濾波。在1108處，將I信號(hào)和Q信號(hào)上變頻成RF信號(hào)。在1110處，針對(duì)無(wú)線頻帶執(zhí)行復(fù)用。在1112處，將RF信號(hào)發(fā)送到不平衡變壓器324，以便輸出到功率放大器。除非上下文明確指出，否則，本文的說(shuō)明書(shū)和下文貫穿權(quán)利要求所使用的“一”、 “一個(gè)”和“所述”包含多個(gè)參考。此外，除非上下文明確指出，否則，本文的說(shuō)明書(shū)和下文貫穿權(quán)利要求所使用的“在…中”包含“在…中”和“在…上”。上文的描述示出了本發(fā)明的各種實(shí)施例，以及如何實(shí)施本發(fā)明的各個(gè)方面的示例。上文的示例和實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是僅有的實(shí)施例，而是給出這些示例和實(shí)施例以示出如權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的靈活性和優(yōu)點(diǎn)。基于上文的公開(kāi)內(nèi)容和下面的權(quán)利要求，在不背離由權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍的情況下，也可以采用其他安排、實(shí)施例、 實(shí)施方式和等同物。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括上變頻單元，其被配置成將基帶信號(hào)上變頻為射頻(RF)信號(hào)；多個(gè)不平衡變壓器，其針對(duì)多個(gè)無(wú)線頻帶；以及復(fù)用電路，其耦合到所述多個(gè)不平衡變壓器，其中，所述上變頻單元通過(guò)所述復(fù)用電路耦合到每個(gè)不平衡變壓器，以及其中，所述復(fù)用電路被配置成基于正使用的無(wú)線頻帶而將來(lái)自所述上變頻單元的所述射頻信號(hào)復(fù)用到所述多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述復(fù)用電路包括多組晶體管，其中，每組與所述多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器相關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，進(jìn)一步包括多個(gè)上變頻單元，其中，所述多個(gè)上變頻單元中的每一個(gè)被耦合到所述多組晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，通過(guò)所述復(fù)用電路，一組晶體管被耦合到所述多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器，以通過(guò)所述多個(gè)不平衡變壓器中的所述一個(gè)不平衡變壓器發(fā)送來(lái)自所述上變頻單元的所述射頻信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述一組晶體管通過(guò)將所述一組晶體管偏置為導(dǎo)通并且將其他組晶體管偏置為截止而耦合到所述多個(gè)不平衡變壓器中的所述一個(gè)不平衡變壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述上變頻單元包括Gm晶體管，其偏置在飽和區(qū)中；以及混頻器晶體管，其偏置在三極管區(qū)中，其中，所述復(fù)用電路包括偏置在所述飽和區(qū)中的復(fù)用晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)不平衡變壓器中的所述一個(gè)不平衡變壓器包括差分輸出或單端輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括濾波器；以及鏡像緩沖器，其中，所述濾波器的極點(diǎn)耦合在所述鏡像緩沖器和所述上變頻單元之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述濾波器包括耦合到所述鏡像緩沖器的輸入的一對(duì)發(fā)射器極點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述上變頻單元包括第一混頻器，其被配置成將同相(I)信號(hào)與第一本地振蕩器信號(hào)進(jìn)行混頻，以產(chǎn)生第一射頻信號(hào)；以及第二混頻器，其被配置成將正交(Q)信號(hào)與第二本地振蕩器信號(hào)進(jìn)行混頻，以產(chǎn)生第二射頻信號(hào)，其中，所述復(fù)用電路被配置成將所述第一混頻器耦合到所述不平衡變壓器中的所述一個(gè)不平衡變壓器，并且不將所述第二混頻器耦合到所述不平衡變壓器中的所述一個(gè)不平衡變壓器。
11.一種裝置，包括濾波器的極點(diǎn)對(duì)，其被配置成對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，所述第一極點(diǎn)對(duì)包含第一極點(diǎn)和第二極點(diǎn)；鏡像緩沖器，其被配置成對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行緩沖；以及所述濾波器的第三極點(diǎn)，其耦合到所述鏡像緩沖器，并且被配置成對(duì)由所述鏡像緩沖器所緩沖的所述信號(hào)進(jìn)行濾波。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述極點(diǎn)對(duì)包括第一極點(diǎn)對(duì)，其中，所述裝置進(jìn)一步包括第二極點(diǎn)對(duì)，所述第二極點(diǎn)對(duì)包含耦合到所述第一極點(diǎn)對(duì)的第四和第五發(fā)射器極點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述濾波器的所述第三極點(diǎn)包括 第一電阻器；第二電阻器； 電容器；以及開(kāi)關(guān)電路，其被配置成選擇所述第一電阻器或所述第二電阻器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述開(kāi)關(guān)電路包括 第一電阻器，其耦合到第一開(kāi)關(guān)；第二電阻器，其耦合到第二開(kāi)關(guān)；其中，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)位于將所述極點(diǎn)對(duì)耦合到所述第一電阻器的第一信號(hào)路徑之外，其中，當(dāng)所述第二開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)位于將所述極點(diǎn)對(duì)耦合到所述第二電阻器的第二信號(hào)路徑之外。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述開(kāi)關(guān)電路包括 第一晶體管，其耦合到第一開(kāi)關(guān)，所述第一開(kāi)關(guān)耦合到所述極點(diǎn)對(duì)； 第二晶體管，其耦合到第二開(kāi)關(guān)，其耦合到電壓電源；以及第三開(kāi)關(guān)，其耦合到地；第三晶體管，其耦合到第四開(kāi)關(guān)，所述第四開(kāi)關(guān)耦合到所述極點(diǎn)對(duì)； 第四晶體管，其耦合到 第五開(kāi)關(guān)，其耦合到電壓電源；以及第六開(kāi)關(guān)，其耦合到地。
16.一種方法，包括將基帶信號(hào)上變頻到射頻(RF)信號(hào)； 從多個(gè)無(wú)線頻帶中確定用于多模發(fā)射器的無(wú)線頻帶；以及基于正使用的無(wú)線頻帶來(lái)將所述RF信號(hào)復(fù)用到多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，復(fù)用包括通過(guò)多組晶體管中的一組晶體管來(lái)耦合所述RF信號(hào)，其中，每組晶體管與所述多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器相關(guān)聯(lián)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，耦合包括將所述一組晶體管偏置為導(dǎo)通，而將其他組晶體管偏置為截止。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括使用第一濾波器來(lái)對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行濾波； 使用鏡像電路來(lái)對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行緩沖；以及使用第二濾波器對(duì)來(lái)自所述鏡像電路的所述基帶信號(hào)進(jìn)行濾波。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述第一濾波器和所述第二濾波器形成N階濾波器。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施例中，一種裝置包含上變頻單元，該上變頻單元被配置成將基帶信號(hào)上變頻為射頻(RF)信號(hào)。提供了針對(duì)多個(gè)無(wú)線頻帶的多個(gè)不平衡變壓器。復(fù)用電路被耦合到多個(gè)不平衡變壓器，其中，上變頻單元通過(guò)復(fù)用電路耦合到每個(gè)不平衡變壓器。該復(fù)用電路被配置成基于正使用的無(wú)線頻帶而將來(lái)自上變頻單元的射頻信號(hào)復(fù)用到多個(gè)不平衡變壓器中的一個(gè)不平衡變壓器。
文檔編號(hào)H03L7/00GK102428652SQ201080022054
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者A·文卡, B·布魯恩, F·德伯納迪尼斯, G·尤哈拉, M·勒魯, R·卡斯特羅, 姜若辛, 楊超 申請(qǐng)人:馬維爾國(guó)際貿(mào)易有限公司