用于頻率產(chǎn)生的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于頻率產(chǎn)生的設(shè)備和方法。一種寬帶頻率產(chǎn)生器具有用于不同頻帶的兩個(gè)或兩個(gè)以上振蕩器，振蕩器安置于倒裝芯片封裝內(nèi)的同一裸片上。通過將一個(gè)電感器放置于裸片上且將另一電感器放置于封裝上從而使電感器分隔開焊料凸塊直徑而減小兩個(gè)振蕩器的電感器之間的耦合。松弛耦合的電感器允許操縱所述振蕩器中的一者的LC諧振電路以增加另一振蕩器的帶寬，反之亦然?？赏ㄟ^使另一振蕩器的LC諧振電路負(fù)載較大電容(例如另一振蕩器的粗調(diào)組的整個(gè)電容)來實(shí)現(xiàn)防止振蕩器中的一者中的不合需要的振蕩模式。還可通過降低另一振蕩器的LC諧振電路的質(zhì)量因數(shù)且借此增加諧振電路中的損耗來實(shí)現(xiàn)防止不合需要的模式。
【專利說明】用于頻率產(chǎn)生的設(shè)備和方法
[0001]分案申請的相關(guān)信息
[0002]本申請是申請?zhí)枮镻CT/US2010/037326，申請日為2010年6月3日， 優(yōu)先權(quán)日:為2009年6月3日，發(fā)明名稱為“用于頻率產(chǎn)生的設(shè)備和方法”的PCT申請進(jìn)入國家階段后申請?zhí)枮?01080024968.8的中國發(fā)明專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]此文獻(xiàn)中所描述的設(shè)備和方法涉及頻率產(chǎn)生器和用于頻率產(chǎn)生的方法。更具體來說，所述設(shè)備和方法涉及使用多個(gè)振蕩器的頻率產(chǎn)生。

【背景技術(shù)】
[0004]可調(diào)諧頻率產(chǎn)生器用于許多不同電子裝置中。無線通信裝置(例如)使用頻率產(chǎn)生器用于將所發(fā)射信號(hào)升頻轉(zhuǎn)換到中間頻率和RF頻率，且用于將所接收信號(hào)降頻轉(zhuǎn)換到中間頻率和基帶頻率。由于操作頻率變化，所以產(chǎn)生器的頻率需要為可調(diào)諧的。
[0005]多種通信標(biāo)準(zhǔn)和多個(gè)頻帶所要求的頻率覆蓋范圍通常需要具有寬廣調(diào)諧范圍的振蕩器(例如壓控振蕩器(VC0)和數(shù)控振蕩器(DC0))。振蕩器的調(diào)諧范圍的廣度是一個(gè)重要的性能參數(shù)。常常需要增加調(diào)諧范圍(例如)以便覆蓋多個(gè)頻帶。
[0006]可調(diào)諧振蕩器的其它性能準(zhǔn)則包括相位噪聲性能、功率消耗和大小。不同性能準(zhǔn)則有時(shí)會(huì)競爭。
[0007]可通過將變化的偏壓電壓施加到可變電容器(可變電抗器(varactor)或變?nèi)荻O管(varicap))以及通過切換振蕩器電感-電容(LC)諧振電路中的電容器來調(diào)諧常規(guī)可調(diào)諧振蕩器。出于多種原因，經(jīng)由這些電容變化技術(shù)所獲得的單個(gè)振蕩器的頻率范圍有限。出于此原因，可能需要在同一裝置內(nèi)使用多個(gè)可調(diào)諧振蕩器。尤其在便攜式裝置(例如蜂窩式手持機(jī)和其它手持式通信裝置)的狀況下，常常需要在同一集成電路(1C或芯片)上實(shí)施振蕩器。
[0008]電感器(“LC”中的“L”)占據(jù)小1C的實(shí)質(zhì)面積。當(dāng)然，需要減小1C的物理大小。將兩個(gè)或兩個(gè)以上LC振蕩器定位于同一 1C上因此呈現(xiàn)某些設(shè)計(jì)困難。因此，需要減小由多個(gè)振蕩器的電感器占據(jù)的1C面積。此外，可能需要減少建置于同一 1C上的不同振蕩器的電感器之間的耦合。
[0009]然而，給定位于同一 1C上的電感器的物理接近性可使實(shí)質(zhì)電感器到電感器耦合難以避免。此耦合可導(dǎo)致特定振蕩器的非想要的振蕩模式(除由所述振蕩器的LC諧振電路的諧振引起的所要振蕩模式以外)?？赡苄枰种拼祟愵~外振蕩模式，以使得特定振蕩器將基于其自身的LC諧振電路而產(chǎn)生頻率。
[0010]因此，此項(xiàng)技術(shù)中需要具有擴(kuò)展的頻率范圍的可調(diào)諧振蕩器。此項(xiàng)技術(shù)中還需要減小含有多個(gè)可調(diào)諧振蕩器的1C封裝的大小。此項(xiàng)技術(shù)中另外需要抑制在其電感器之間具有不可忽視的耦合的振蕩器中的不合需要的振蕩模式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本文中揭示的實(shí)施例可通過將第一振蕩器的電感器定位于倒裝芯片集成電路(1C)的裸片上且將第二振蕩器的電感器定位于所述1C的封裝上來解決上文所陳述的需要中的一者或一者以上。改變所述振蕩器中的一者的LC諧振電路中的電容可通過改變振蕩模式來擴(kuò)展同一封裝內(nèi)另一振蕩器的可調(diào)諧范圍。以某種方式控制所述振蕩器中的一者的LC諧振電路的電容和/或質(zhì)量因數(shù)(Q)可抑制另一振蕩器的不合需要的振蕩模式，其中所述兩個(gè)振蕩器的LC諧振電路的電感器被松弛地耦合。
[0012]在一實(shí)施例中，一種倒裝芯片包括裸片，所述裸片具有第一振蕩器的電子電路、第二振蕩器的電子電路和所述第一振蕩器的第一電感器。所述倒裝芯片還包括封裝，所述封裝具有所述第二振蕩器的第二電感器。
[0013]在一實(shí)施例中，一種集成電路包括第一振蕩器的電子電路、經(jīng)配置以用于第一振蕩器的LC諧振電路中的第一電感器、第二振蕩器的電子電路、經(jīng)配置以用于第二振蕩器的LC諧振電路中的第二電感器，以及第二振蕩器控制模塊。所述第二電感器松弛地耦合到所述第一電感器。所述第二振蕩器控制模塊經(jīng)配置以在第二振蕩器不活動(dòng)時(shí)將第二電容切換到第二振蕩器的LC諧振電路中。切換第二電容致使第一振蕩器的振蕩模式從第一模式改變到第二模式。
[0014]在一實(shí)施例中，一種產(chǎn)生信號(hào)的方法包括提供第一振蕩器，所述第一振蕩器具有經(jīng)配置以用于所述第一振蕩器的LC諧振電路中的第一電感器。所述方法還包括提供第二振蕩器，所述第二振蕩器具有經(jīng)配置以用于所述第二振蕩器的LC諧振電路中的第二電感器。所述方法另外包括操作第二振蕩器控制模塊，所述第二振蕩器控制模塊經(jīng)配置以在所述第二振蕩器不活動(dòng)時(shí)將第二電容切換到所述第二振蕩器的LC諧振電路中。將第二電容切換到第二振蕩器的LC諧振電路中致使第一振蕩器的振蕩模式從第一模式改變到第二模式。
[0015]在一實(shí)施例中，一種集成電路包括第一振蕩器的電子電路、經(jīng)配置以用于第一振蕩器的LC諧振電路中的第一電感器、第二振蕩器的電子電路、經(jīng)配置以用于第二振蕩器的LC諧振電路中的第二電感器，以及用于使第一振蕩器的振蕩模式在第二振蕩器不活動(dòng)時(shí)從第一模式改變到第二模式的裝置。所述第二電感器松弛地耦合到所述第一電感器。
[0016]在一實(shí)施例中，一種倒裝芯片包括裸片，所述裸片具有第一振蕩器的電子電路、第二振蕩器的電子電路和第一振蕩器的第一電感器。所述倒裝芯片還包括第二振蕩器的第二電感器。所述倒裝芯片進(jìn)一步包括用于封裝裸片和致使所述第二電感器保持松弛地耦合到所述第一電感器的裝置。
[0017]在一實(shí)施例中，一種電子裝置包括具有第一 LC諧振電路的第一振蕩器。所述第一LC諧振電路包括第一電感器。所述電子裝置還包括具有第二 LC諧振電路的第二振蕩器。所述第二 LC諧振電路具有第二電感器。所述第二電感器以磁性方式松弛地耦合到所述第一電感器。所述電子裝置進(jìn)一步包括粗調(diào)電路，所述粗調(diào)電路用于通過將來自電容器組的電容器選擇性地切換到第二 LC諧振電路中來粗調(diào)所述第二振蕩器。所述粗調(diào)電路經(jīng)配置以在第一振蕩器操作而第二振蕩器不操作時(shí)將所述組中的所有電容器切換到第二 LC諧振電路中，以便抑制第一振蕩器以不合需要的模式振蕩的趨勢。
[0018]在一實(shí)施例中，一種電子裝置包括具有第一 LC諧振電路的第一振蕩器。所述第一LC諧振電路具有第一電感器。所述電子裝置還包括具有第二 LC諧振電路的第二振蕩器。所述第二 LC諧振電路具有第二電感器。所述第二電感器以磁性方式松弛地耦合到所述第一電感器。所述電子裝置進(jìn)一步包括耦合到第一 LC諧振電路的第一質(zhì)量因數(shù)降低電路。所述第一質(zhì)量因數(shù)降低電路經(jīng)配置以在第二振蕩器操作而第一振蕩器不操作時(shí)降低第一 LC諧振電路的質(zhì)量因數(shù)，以便抑制第二振蕩器以不合需要的模式振蕩的趨勢。
[0019]在一實(shí)施例中，一種電子裝置具有第一振蕩器和第二振蕩器。所述第一振蕩器具有擁有第一電感器的第一 LC諧振電路。所述第二振蕩器具有擁有第二電感器的第二 LC諧振電路。所述第二電感器以磁性方式松弛地耦合到所述第一電感器。所述電子裝置還包括用于在第二振蕩器操作而第一振蕩器不操作時(shí)降低第一電路的質(zhì)量因數(shù)以便抑制第二振蕩器以不合需要的模式振蕩的趨勢的裝置。
[0020]在一實(shí)施例中，揭不一種用于操作具有第一振蕩器和第二振蕩器的頻率產(chǎn)生器的方法，其中所述第二振蕩器具有用于粗調(diào)第二振蕩器的多個(gè)電容器。所述兩個(gè)振蕩器的LC諧振電路的電感器被松弛地耦合。所述方法包括激活所述第一振蕩器而不激活所述第二振蕩器，以及在激活所述第一振蕩器時(shí)致使所述第二振蕩器的LC諧振電路負(fù)載所述多個(gè)電容器。
[0021]在一實(shí)施例中，一種操作具有第一振蕩器和第二振蕩器的頻率產(chǎn)生器的方法包括激活所述第一振蕩器而不激活所述第二振蕩器，以及在激活所述第一振蕩器時(shí)致使所述第二振蕩器的LC諧振電路負(fù)載能量耗散元件。
[0022]在一實(shí)施例中，一種操作具有第一振蕩器和第二振蕩器的頻率產(chǎn)生器的方法包括激活所述第一振蕩器而不激活所述第二振蕩器，以及用于降低所述第二振蕩器的諧振電路的質(zhì)量因數(shù)以減小所述第一振蕩器以不合需要的模式振蕩的趨勢的步驟。
[0023]參照以下描述、圖式和所附權(quán)利要求書將更好地理解本發(fā)明的這些和其它實(shí)施例及方面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1A和圖1B說明實(shí)施兩個(gè)振蕩器的集成電路的倒裝芯片結(jié)構(gòu)的所選元件；
[0025]圖1C和圖1D為圖1A和圖1B的倒裝芯片結(jié)構(gòu)的回路電感器的示范性并置的透視圖；
[0026]圖2為說明具有兩個(gè)數(shù)控振蕩器的頻率產(chǎn)生器的所選組件的框圖；
[0027]圖3說明經(jīng)配置以抑制不合需要的振蕩模式的頻率產(chǎn)生器的所選組件；
[0028]圖4說明圖3中所示的頻率產(chǎn)生器的振蕩器中的一者的LC諧振電路的阻抗曲線的實(shí)例的所選方面；
[0029]圖5說明經(jīng)配置以抑制不合需要的振蕩模式的另一頻率產(chǎn)生器的所選組件；以及
[0030]圖6說明圖5中所示的頻率產(chǎn)生器的振蕩器中的一者的LC諧振電路的阻抗曲線的實(shí)例的所選方面。

【具體實(shí)施方式】
[0031]在此文獻(xiàn)中，詞語“實(shí)施例”、“變型”和類似表述用于指代特定設(shè)備、過程或制品而未必指代相同設(shè)備、過程或制品。因此，在一處或在上下文中使用的“一個(gè)實(shí)施例”(或類似表述)可指代特定設(shè)備、過程或制品；不同處的相同或類似表述可指代不同設(shè)備、過程或制品。表述“替代性實(shí)施例”和類似短語可用于指示若干不同可能實(shí)施例中的一者?？赡軐?shí)施例的數(shù)目未必限于兩個(gè)或任何其它數(shù)量。
[0032]詞語“示范性”在本文中可用以意味著“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”。本文中被描述為“示范性”的任何實(shí)施例或變型未必應(yīng)解釋為比其它實(shí)施例或變型優(yōu)選或有利。此描述中所描述的所有實(shí)施例和變型為示范性實(shí)施例和變型，其經(jīng)提供以使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作并使用本發(fā)明，且未必限制給予本發(fā)明的合法保護(hù)范圍。
[0033]僅出于實(shí)現(xiàn)便利和清楚的目的，可關(guān)于附圖或芯片實(shí)施例來使用方向性術(shù)語，例如頂部、底部、左邊、右邊、上、下、上方、上面、下面、在......之下、后面、后部和前部。不應(yīng)將這些和類似方向性術(shù)語解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0034]指代線圈或回路的磁耦合的“松弛地耦合”和類似表述意味著具有小于0.25的耦合系數(shù)(k)的磁耦合(如變壓器理論中所使用)。應(yīng)注意，在一些下文所描述的實(shí)施例中，被描述為“松弛地稱合”的線圈或回路的稱合系數(shù)可小于0.2、小于0.15和小于0.10。
[0035]“共同模式”諧振指代振蕩器LC諧振電路的諧振(或振蕩)，所述振蕩器LC諧振電路包括一對(duì)松弛耦合的回路電感器中的第一回路電感器，其中所述對(duì)回路電感器中的第二回路電感器中的電流流動(dòng)使得第二回路電感器的通量大體加到第一回路電感器的通量?！安顒?dòng)模式”諧振指代其中所述兩個(gè)通量趨向于減去或取消彼此的振蕩。對(duì)于下文所描述的大體上同心的回路電感器來說，兩個(gè)回路電感器中的電流在共同模式振蕩中在大體相同的方向上流動(dòng)；所述電流在差動(dòng)模式振蕩中在大體相反的方向上流動(dòng)。
[0036]“回路”電感器無需形成封閉圓圈，而可形成部分圓圈。此外，其無需嚴(yán)格為圓形，而是可為多邊形形狀(例如六邊形或八邊形)的一部分。
[0037]“VC0”和“DC0”名稱可在描述內(nèi)互換使用，每一者指代可調(diào)諧振蕩器(特定來說，在振蕩器可經(jīng)由改變振蕩器的LC諧振電路的電容來調(diào)諧的情況下)。
[0038]圖1A和圖1B說明實(shí)施兩個(gè)振蕩器的集成電路的倒裝芯片結(jié)構(gòu)的所選元件100。舉例來說，如果所述兩個(gè)振蕩器為寬帶頻率產(chǎn)生器的部分，那么所述振蕩器的輸出可獨(dú)立地(二者擇一地)選擇。圖1A為所述結(jié)構(gòu)在無其封裝130的情況下的透視圖，而圖1B為包括封裝130的橫截面圖。所述倒裝芯片結(jié)構(gòu)包括具有電子電路的裸片101和形成于裸片101的第一表面105上的結(jié)合襯墊110。焊料凸塊115沉積或以其它方式形成于襯墊110上。裸片101上的振蕩器電路的一些或所有電組件之間的電連接通過將凸塊115焊接或以其它方式連接到封裝130的襯墊135來產(chǎn)生。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在熟讀此文獻(xiàn)后將理解，裸片101可含有除本文中所描述的振蕩器的電路以外的電子電路；到此額外電子電路的電連接可使用裸片101中的電跡線和/或連接裸片101的各個(gè)層的通道和/或其它手段來產(chǎn)生。封裝的一側(cè)將因此鄰接并平行于裸片101的第一表面105，如從圖1B中的橫截面圖顯而易見。封裝130的襯墊135連接到連接元件(例如，引腳或球狀物)140，所述連接元件140因此將裸片101的電路連接到位于倒裝芯片結(jié)構(gòu)100外部的裝置。
[0039]應(yīng)注意，在上述實(shí)施例中，各種電子組件(例如去耦電容器)可形成于封裝襯底上，且可經(jīng)由焊料凸塊115而耦合到裸片101上的電子組件。
[0040]結(jié)構(gòu)100包括電感器160，電感器160呈形成于裸片101的表面105上的回路的形式。電感器160 (其可沉積于裸片101上)通過連接元件165連接到裸片101的其它裝置。此電感器為結(jié)構(gòu)100中的第一振蕩器的LC諧振電路的一部分。呈回路形式的第二電感器150形成于封裝130的面對(duì)裸片101的表面105的表面132上。換句話說，表面132為上面形成有襯墊135的表面。電感器150通過連接元件155、襯墊135、焊料凸塊115和襯墊110而連接到裸片101的其它裝置。電感器回路150與電感器回路160同心或大體上同心(例如，在制造工藝容限內(nèi))。電感器150和160兩者可具有相同基本形狀(例如圓形、六邊形或八邊形)，或其相應(yīng)形狀可不同。注意，此處電感器150和160被堆疊且其間的垂直距離(即，所述電感器的中心之間沿垂直于表面105和132的平面的線的距離)大致等于凸塊115的直徑，且所述電感器之間的間隔大于可在裸片101上的任何兩個(gè)金屬化層之間獲得的間隔。以此方式，所述兩個(gè)電感器之間的磁耦合可減小(例如)到小于0.25、小于0.2和/或小于0.15的值。兩個(gè)電感器150和160可因此變得松弛地耦合。
[0041]圖1C和圖1D為結(jié)構(gòu)100的電感器回路150和160的示范性并置的透視圖。
[0042]應(yīng)注意，在一些實(shí)施例中，所述兩個(gè)回路不必大體上為同心的，且不必如圖1中所不安置于表面105和132上。
[0043]兩個(gè)振蕩器的電感器150與160的松弛f禹合可有利地用以增加建置于同一芯片上或以其它方式彼此接近的兩個(gè)振蕩器中的每一者的調(diào)諧范圍。(此處接近意味著引起電感器的松弛耦合的距離)?？紤]以下狀況:使用第一電感器160的第一振蕩器具有高于使用第二電感器150的第二振蕩器的調(diào)諧范圍的調(diào)諧范圍)。注意，在實(shí)施例中，可顛倒頻率關(guān)系。在下文的描述中，將較高頻率的振蕩器稱為“HF振蕩器”，且將較低頻率的振蕩器稱為“LF振蕩器”。注意，在實(shí)施例中，兩個(gè)振蕩器的頻率調(diào)諧范圍重疊；在其它實(shí)施例中，其僅彼此鄰接；且在另外其它實(shí)施例中，在所述范圍之間存在間隙。
[0044]由于HF振蕩器與LF振蕩器的松弛稱合的緣故,任一振蕩器的諧振將受到另一振蕩器的LC諧振電路的狀態(tài)的影響。因此，改變HF振蕩器的LC諧振電路的電容通常將改變LF振蕩器的調(diào)諧范圍，且改變LF振蕩器的LC諧振電路的電容通常將改變HF振蕩器的調(diào)諧范圍。
[0045]對(duì)于一對(duì)具有松弛稱合的電感器的LC振蕩器來說，所述振蕩器中的一者在其LC諧振電路的諧振頻率低于另一振蕩器的LC諧振電路的諧振頻率時(shí)趨向于以共同模式振蕩。第一振蕩器在其LC諧振電路的諧振頻率高于另一振蕩器的LC諧振電路的諧振頻率時(shí)趨向于以差動(dòng)模式振蕩。這些語句本質(zhì)上為一股的，且共同模式與差動(dòng)模式之間的轉(zhuǎn)變并非突然的，且未必精確地在LC諧振電路諧振頻率交叉時(shí)發(fā)生。但所述一股原理適用于具有松弛稱合的電感器的振蕩器。
[0046]圖2為說明制造有兩個(gè)數(shù)控振蕩器220和240的頻率產(chǎn)生器200的所選組件的框圖，可選擇性地操作所述數(shù)控振蕩器220和240以覆蓋寬廣頻帶。低頻振蕩器220包括LF粗調(diào)模塊237、LF微調(diào)和獲取模塊235、LF核心230和電感器225，所述電感器225可為來自圖1A和圖1B的電感器150。高頻振蕩器240包括HF粗調(diào)模塊260、HF微調(diào)和獲取模塊255、HF核心250和電感器245，所述電感器245可為來自圖1A和圖1B的電感器160?？墒褂玫谝回?fù)跨導(dǎo)(負(fù)Gm)電路來實(shí)施低頻振蕩器220，且可使用第二負(fù)Gm電路來實(shí)施高頻振蕩器。所述第一負(fù)Gm電路可為LF核心230的一部分，且所述第二負(fù)Gm電路可為HF核心250的一部分。
[0047]當(dāng)將特定振蕩器(220或240)的輸出選擇作為產(chǎn)生器200的輸出時(shí)，所述振蕩器的核心操作振蕩器的粗調(diào)模塊和微調(diào)模塊以選擇振蕩器的頻帶內(nèi)的所需頻率。如所知，可將微調(diào)模塊和粗調(diào)模塊中的每一者實(shí)施為一組可切換電容器。
[0048]HF核心250和HF粗調(diào)模塊260可經(jīng)配置以使HF VC0 240的LC諧振電路的諧振頻率低于LF VC0 220的LC諧振電路的最高諧振頻率。在此配置中，HF VC0 240可放松其在其正常操作頻帶內(nèi)所擁有的一些性能特征。但正是LF VC0 220現(xiàn)被選擇用于操作而非HF VC0 240。低于LF VC0 220的LC諧振電路的諧振頻率的HF VC0 240的LC諧振電路諧振頻率的“交叉”有利地將LF VC0 220的LC諧振電路的模式從共同模式切換到差動(dòng)模式。因此，可從LF VC0 220獲得的最高頻率現(xiàn)向上移而超過通?？蓮腖F VC0 220實(shí)現(xiàn)的頻率。LF VC0 220的調(diào)諧范圍變寬而超過其正常操作頻帶(S卩，超過LF VC0 220在缺乏兩個(gè)振蕩器的電感器之間的耦合的情況下所能提供的頻帶)。
[0049]類似地，LF核心230以及LF調(diào)諧模塊235和237可經(jīng)配置以使LF VC0 220的LC諧振電路的諧振頻率高于HF VC0 240的LC諧振電路的最低諧振頻率。在此配置中，LF VC0220可放松其在其正常操作頻帶內(nèi)所擁有的一些性能特征。但正是HF VC0 240現(xiàn)被選擇用于操作而非LF VC0 220。高于HF VC0 240的LC諧振電路的諧振頻率的LF VC0 220的LC諧振電路諧振頻率的“交叉”有利地將HF VC0 240的LC諧振電路的模式從差動(dòng)模式切換到共同模式。因此，可從HF VC0 240獲得的低頻率現(xiàn)移得更低而低于通?？蓮腍F VC0 240實(shí)現(xiàn)的頻率。HF VC0 240的調(diào)諧范圍因此變寬而超過其正常操作頻帶(S卩，超過HF VC0 240在缺乏兩個(gè)振蕩器的電感器之間的耦合的情況下所能提供的頻帶)。
[0050]在一特定模擬設(shè)計(jì)實(shí)例中，可調(diào)諧LF VC0的低端頻率為約2.8GHz。當(dāng)具有松弛耦合的電感器的可調(diào)諧HF VC0經(jīng)配置使得其LC諧振電路的諧振頻率高于交叉頻率時(shí)，LFVC0的高端頻率為約3.94GHz，使得LF VC0以共同模式操作。當(dāng)HF VC0經(jīng)配置使得其LC諧振電路的諧振頻率低于交叉頻率(即，低于LF VC0的頻率)時(shí)，LF VC0頻帶的高端向上偏移到約4.13GHz。在同一實(shí)例中，HF VC0調(diào)諧范圍的高端頻率處于約5.5GHz處。當(dāng)LFVC0經(jīng)配置使得LF VC0的LC諧振電路的諧振頻率低于交叉頻率時(shí)，HF VC0調(diào)諧范圍的低端處于約3.82GHz處。當(dāng)LF VC0經(jīng)重新配置使得其LC諧振電路的諧振頻率移動(dòng)超過交叉頻率(即，LF VC0的LC諧振電路的諧振頻率移動(dòng)超過HF VC0的頻率)時(shí)，HF VC0調(diào)諧范圍的低端向下偏移到約3.7GHz。
[0051]實(shí)踐中，HF VC0可包括大型電容器CHext，當(dāng)被切換到與HF VC0的其它組件(電感器和可能同時(shí)出現(xiàn)于HF VC0的LC諧振電路中的任何其它電容器(例如雜散電容以及HF調(diào)諧模塊255和260的可切換電容器))的并行組合中時(shí)，所述大型電容器CHext可使HF VC0的LC諧振電路的諧振頻率低于最高交叉頻率或稍低于LF VC0的正常調(diào)諧范圍的最高值。類似地，LF VC0可包括電容器C^xt，當(dāng)被切換出與LF VC0的電感器的并行組合(離開可能同時(shí)出現(xiàn)于LF VC0的LC諧振電路中的雜散電容和可能的一些其它電容(例如調(diào)諧模塊中的一者的電容))時(shí)，所述電容器C^xt可使LF VC0的LC諧振電路的諧振頻率高于最低交叉頻率或稍高于LF VC0的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧范圍的最低值。應(yīng)注意，LF VC0的“正常”范圍通常為在電路中具有C^xt電容器的情況下所實(shí)現(xiàn)的范圍，且HF VC0的正常范圍通常為在電路中無CHext電容器的情況下所實(shí)現(xiàn)的范圍。電容器CHext可為單獨(dú)電容器，或其可實(shí)現(xiàn)為HF粗調(diào)模塊260內(nèi)和可能的微調(diào)模塊255中的電容器的組合。電容器Qext可為單獨(dú)電容器，或其可實(shí)現(xiàn)為LF微調(diào)模塊235內(nèi)的電容器中的一者或組合。在熟讀此文獻(xiàn)后，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能夠提出用以使HF VCO的LC諧振電路的諧振頻率低于LF VCO的調(diào)諧范圍的最高值且使LF VCO的LC諧振電路的諧振頻率高于HF VCO的調(diào)諧范圍的最低值的類似方法。舉例來說，可使用可切換電感器。
[0052]如上文所指出，需要防止包括兩個(gè)(或可能兩個(gè)以上)振蕩器的頻率產(chǎn)生器的振蕩器中的非想要的振蕩模式以便覆蓋寬廣的調(diào)諧范圍。當(dāng)所述振蕩器的電感器以相對(duì)高的耦合系數(shù)磁耦合時(shí)，此需要通常最強(qiáng)烈，但所述需要可在其它狀況下(包括在上文所描述的振蕩器中)出現(xiàn)。我們描述兩種用于減小兩個(gè)松弛耦合的振蕩器中的一者以不合需要的模式振蕩的方法。一種方法為使產(chǎn)生器的另一振蕩器的LC諧振電路負(fù)載較大電容。第二種方法為降低另一振蕩器的LC諧振電路的質(zhì)量因數(shù)(Q)。
[0053]圖3說明根據(jù)第一種方法配置的頻率產(chǎn)生器300的所選組件。產(chǎn)生器300的大多數(shù)組件可類似于上文所描述的產(chǎn)生器200的類似組件。注意，電感器325和345可或可不如圖1A和圖1B中所示而安置。舉例來說，電感器325和345兩者可安置于同一裸片上。
[0054]當(dāng)產(chǎn)生器300啟用HF VC0 340時(shí)，其使LF VC0 320的未用LC諧振電路負(fù)載較大電容(例如，負(fù)載模塊337的整個(gè)粗調(diào)組)。也可將少于全部的粗調(diào)電容器用于負(fù)載LFVC0320的未用LC諧振電路。還可使用額外電容器來負(fù)載未用LC諧振電路。頻率產(chǎn)生器300還包括多路復(fù)用器370，所述多路復(fù)用器370經(jīng)配置以使LF VC0 320的LC諧振電路選擇性地負(fù)載整個(gè)或部分粗調(diào)組337。所述產(chǎn)生器經(jīng)配置使得MUX 370響應(yīng)于在其輸入372上接收的信號(hào)(其可為HF VC0選擇信號(hào))而負(fù)載LF VC0 320的LC諧振電路。當(dāng)產(chǎn)生器300選擇LF VC0時(shí)，MUX 370將對(duì)應(yīng)于LF VC0 320的所要粗調(diào)的代碼發(fā)射到LF粗調(diào)模塊337。
[0055]圖4說明HF VC0 340的LC諧振電路的阻抗曲線的實(shí)例的所選方面。第一曲線410為典型阻抗曲線，其中LF VC0的LC諧振電路并未負(fù)載整個(gè)粗調(diào)組。注意，相對(duì)明顯的第二阻抗峰值為約4000MHz。第二曲線420為同一 HF VCO 340的阻抗曲線，但其中LF VCO的LC諧振電路負(fù)載整個(gè)粗調(diào)組。注意，副峰值在頻譜中偏移于更低處，且還變得較不明顯。與抑制副峰值的量值一樣，遠(yuǎn)離主峰值的頻率偏移使得非想要的模式振蕩變得較不可能。
[0056]另一種方法為降低未用LC諧振電路的Q。此方法可用于低頻振蕩器與高頻振蕩器兩者中。圖5說明產(chǎn)生器500的所選組件，其中此方法實(shí)施于LF VC0 520中。產(chǎn)生器500的大多數(shù)組件可類似于上文所描述的產(chǎn)生器300的類似組件，但其中Q負(fù)載電路570替代MUX 370。當(dāng)選擇HF VC0 540 (HF VC0選擇在活動(dòng)中)時(shí)，Q負(fù)載電路570基本上閉合“壞”開關(guān)并跨越LF VC0 520的LC諧振電路插入耗散元件。當(dāng)LF VC0 520操作時(shí)，開關(guān)斷開且LF VC0正常操作。
[0057]圖6說明HF VC0 540的LC諧振電路的阻抗曲線的實(shí)例的所選方面。第一曲線610與曲線410相同，其中相對(duì)明顯的副峰值為約4000MHz。第二曲線620為同一 HF VC0540的阻抗曲線，但其中LF VC0的LC諧振電路的Q通過電路570而降低。此處同樣副峰值在頻譜上偏移于更低處且變得稍微較不明顯，從而使得非想要的模式振蕩變得較不可能。
[0058]應(yīng)注意，上述實(shí)施例的振蕩器可包括其LC諧振電路中的一個(gè)以上線圈。舉例來說，一振蕩器可包括兩個(gè)、三個(gè)或更高數(shù)目的線圈。
[0059]此文獻(xiàn)中所描述的設(shè)備和方法可用于各種電子裝置中，所述電子裝置包括(例如)在蜂窩式無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)操作的接入終端，所述蜂窩式無線電網(wǎng)絡(luò)在所述網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)接入終端之間或在接入終端與連接到接入網(wǎng)絡(luò)外部的額外網(wǎng)絡(luò)的裝置之間傳送語音和/或數(shù)據(jù)包。特定來說，所述設(shè)備和方法可用于接入終端的本機(jī)振蕩器頻率源中。
[0060]盡管在本發(fā)明中可連續(xù)地描述各種方法的步驟和決策，但可通過相結(jié)合或并行的單獨(dú)元件非同步或同步地以管線方式或其它方式來執(zhí)行這些步驟和決策中的一些步驟和決策。除非明確如此指出、以其它方式從上下文顯而易見或固有地要求如此，否則不存在以此描述列出步驟和決策的相同次序來執(zhí)行步驟和決策的特定要求。然而，應(yīng)注意，在所選變型中，按所描述和/或附圖中展示的特定次序來執(zhí)行步驟和決策。此外，并非在每一實(shí)施例或變型中均可需要每一所說明的步驟和決策，同時(shí)在一些實(shí)施例/變型中可能需要一些未具體說明的步驟和決策。
[0061]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本文中所描述的一些實(shí)施例需要倒裝芯片類封裝，但在其它實(shí)施例中，倒裝芯片封裝的使用是任選的。因此，經(jīng)由LC諧振頻率和/或質(zhì)量因數(shù)操縱來防止非想要的振蕩(或減小非想要的振蕩的可能性)的實(shí)施例可(但無需)實(shí)施于倒裝芯片封裝中。
[0062]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可將第一振蕩器的第一 LC組合的電感器放置于封裝上或封裝中，而可將第二振蕩器的第二 LC組合的電感器放置于裸片的面對(duì)封裝的表面上，或裸片的另一表面上，或裸片的位于多層裸片的兩個(gè)表面之間的中間層上。在一些實(shí)施例中，可將所述電感器中的每一者選擇性地放置于任一表面上或多層裸片的中間層中的任一者上。
[0063]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解，可使用多種不同技術(shù)和技藝中的任一者來表示信息和信號(hào)。舉例來說，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子，或其任何組合來表示可遍及以上描述所引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)和碼片。
[0064]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，可將結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為清楚地展示硬件與軟件的此可互換性，已在上文大體根據(jù)功能性來描述各種說明性組件、塊、模塊、電路和步驟。將此功能性實(shí)施為硬件、軟件或硬件與軟件的組合取決于特定應(yīng)用和強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。熟練的技術(shù)人員可針對(duì)每一特定應(yīng)用以變化的方式實(shí)施所描述的功能性，但不應(yīng)將此類實(shí)施決策解釋為導(dǎo)致背離本發(fā)明的范圍。
[0065]結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊和電路可通過通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的其任何組合來實(shí)施或執(zhí)行。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合DSP核心的一個(gè)或一個(gè)以上微處理器，或任一其它此類配置。
[0066]可能已結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的方法或算法的步驟可直接體現(xiàn)于硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中或兩者的組合中。軟件模塊可駐留于RAM存儲(chǔ)器、快閃存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、可拆卸盤、CD-ROM或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。示范性存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，使得處理器可從存儲(chǔ)媒體讀取信息和將信息寫入到存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可與處理器成一體式。處理器和存儲(chǔ)媒體可駐留于ASIC中。ASIC可駐留于接入終端中。或者，處理器和存儲(chǔ)媒體可作為離散組件而駐留于接入終端中。
[0067] 提供所揭示的實(shí)施例的先前描述以使所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制作并使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解對(duì)這些實(shí)施例的各種修改，且在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可將本文中界定的一股原理應(yīng)用于其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明并不希望限于本文中所展示的實(shí)施例，而是應(yīng)被賦予與本文中所揭示的原理和新穎特征一致的最廣范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，其包含: 第一振蕩器電路； 第一電感器，其經(jīng)配置以與所述第一振蕩器電路進(jìn)行電交互； 封裝，其包含第二電感器； 多個(gè)凸塊，其經(jīng)配置以將所述第一電感器與所述第二電感器分隔開，其中所述第一電感器與所述第二電感器以磁性方式松弛地耦合；以及 振蕩器控制模塊，其經(jīng)配置以在第二振蕩器電路不活動(dòng)時(shí)將電容切換到所述第二振蕩器電路中。
2.一種裝置，其包含: 中間層； 第一振蕩器電子電路； 第二振蕩器電子電路； 第一電感器，其安置在所述中間層上且經(jīng)配置以與所述第一振蕩器電路進(jìn)行電交互； 封裝，其包含第二電感器； 多個(gè)凸塊，其將所述第一電感器與所述第二電感器分隔開，且經(jīng)配置以與所述第二振蕩器電子電路進(jìn)行電交互，其中所述第一電感器與所述第二電感器以磁性方式松弛地耦合；以及 振蕩器控制模塊，其經(jīng)配置以在所述第二振蕩器電子電路不活動(dòng)時(shí)將電容切換到所述第二振蕩器電子電路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一電感器和所述第二電感器大體上同心。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述封裝包含面對(duì)所述第一振蕩器電子電路的第一表面，且所述第二電感器安置在所述封裝的所述第一表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一電感器與所述第二電感器的磁耦合系數(shù)小于0.2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一電感器與所述第二電感器的磁耦合系數(shù)小于0.15。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一電感器與所述第二電感器的磁耦合系數(shù)小于0.10。
8.一種裝置，其包含: 第一振蕩器電子電路； 第一電感器，其經(jīng)配置以與第一電容一起使用； 第二振蕩器電子電路； 第二電感器，其經(jīng)配置以與第二電容一起使用，所述第二電感器松弛地耦合到所述第一電感器；以及 振蕩器控制模塊，其經(jīng)配置以在所述第二振蕩器不活動(dòng)時(shí)將第三電容切換到所述第二振湯器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中切換所述第三電容致使所述第一振蕩器的振蕩模式從第一模式改變到第二模式，且其中所述第一模式為共同模式，所述第二模式為差動(dòng)模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其進(jìn)一步包含用于所述第二振蕩器的粗調(diào)模塊，所述用于所述第二振蕩器的粗調(diào)模塊包含用于選擇性地切換到所述第二振蕩器中以調(diào)諧所述第二振蕩器的一組電容器，其中所述用于所述第二振蕩器的振蕩器控制模塊經(jīng)配置以致使所述用于所述第二振蕩器的粗調(diào)電路切換所述組電容器中的所有電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其進(jìn)一步包含用于所述第二振蕩器的粗調(diào)模塊，所述用于所述第二振蕩器的粗調(diào)模塊包含用于選擇性地切換到所述第二振蕩器中以調(diào)諧所述第二振蕩器的一組電容器，其中所述用于所述第二振蕩器的振蕩器控制模塊經(jīng)配置以致使所述用于所述第二振蕩器的粗調(diào)電路切換所述組電容器中的多個(gè)電容器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其進(jìn)一步包含用于所述第二振蕩器的粗調(diào)模塊，所述用于所述第二振蕩器的粗調(diào)模塊包含用于通過選擇性地切換到所述第二振蕩器中來調(diào)諧所述第二振蕩器的一組電容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述第二振蕩器的調(diào)諧頻帶高于所述第一振蕩器的調(diào)諧頻帶。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中切換所述第三電容致使所述第一振蕩器的振蕩模式從第一模式改變到第二模式，且其中所述第一模式為差動(dòng)模式，且所述第二模式為共同模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其進(jìn)一步包含微調(diào)模塊，所述微調(diào)模塊包含用于選擇性地切換到所述第二振蕩器中以調(diào)諧所述第二振蕩器的一組電容器，其中所述用于所述第二振蕩器的振蕩器控制模塊經(jīng)配置以致使所述用于所述第二振蕩器的微調(diào)模塊將所述組電容器中的一個(gè)或多個(gè)電容器切換到所述第二振蕩器中。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中在所述第二振蕩器的操作期間，所述第三電容未用于調(diào)諧所述第二振蕩器。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其進(jìn)一步包含振蕩器控制模塊，所述振蕩器控制模塊經(jīng)配置以在所述第一振蕩器不活動(dòng)時(shí)將第四電容切換到所述第一振蕩器的LC諧振電路中，其中將所述第四電容切換到所述第一振蕩器的所述LC諧振電路中致使所述第二振蕩器的振蕩模式從所述第二模式改變到所述第一模式。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述第一振蕩器電路制造于裸片上，所述第二振蕩器電路制造于所述裸片上，所述裸片包含第一表面、第二表面和安置于所述第一表面與所述第二表面之間的至少一個(gè)中間層，所述第一電感器安置于所述第一表面、所述第二表面或所述至少一個(gè)中間層上，且所述第二電感器安置于所述第一表面、所述第二表面或所述至少一個(gè)中間層上。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其進(jìn)一步包含封裝，其中所述第一振蕩器電子電路制造于裸片上，所述第二振蕩器電子電路制造于所述裸片上，所述裸片包含第一裸片表面、第二裸片表面和安置于所述第一裸片表面與所述第二裸片表面之間的至少一個(gè)中間層，所述封裝包含面對(duì)所述裸片的封裝表面，所述第一電感器安置于所述第一裸片表面、所述第二裸片表面、所述至少一個(gè)中間層或所述封裝表面上，且所述第二電感器安置于所述第一裸片表面、所述第二裸片表面、所述至少一個(gè)中間層或所述封裝表面上。
20.—種產(chǎn)生信號(hào)的方法,其包含: 提供第一振蕩器，所述第一振蕩器具有經(jīng)配置以用于所述第一振蕩器的LC諧振電路中的第一電感器； 提供第二振蕩器，所述第二振蕩器具有經(jīng)配置以用于所述第二振蕩器的LC諧振電路中的第二電感器，所述第二電感器松弛地耦合到所述第一電感器；以及 操作第二振蕩器控制模塊，所述第二振蕩器控制模塊經(jīng)配置以在所述第二振蕩器不活動(dòng)時(shí)將第二電容切換到所述第二振蕩器的所述LC諧振電路中， 其中將所述第二電容切換到所述第二振蕩器的所述LC諧振電路中致使所述第一振蕩器的振蕩模式從第一模式改變到第二模式。
21.一種裝置，其包含: 用于操作具有第一振蕩器和第二振蕩器的頻率產(chǎn)生器的裝置，其中所述第二振蕩器具有多個(gè)用于對(duì)所述第二振蕩器進(jìn)行粗調(diào)的電容器，所述第一振蕩器包含第一電感器，且所述第二振蕩器包含松弛地耦合到所述第一電感器的第二電感器； 用于激活所述第一振蕩器而不激活所述第二振蕩器的裝置；以及用于當(dāng)激活所述第一振蕩器時(shí)，使所述第二振蕩器的LC諧振電路負(fù)載所述多個(gè)電容器的裝置。
【文檔編號(hào)】H03B21/00GK104362980SQ201410543596
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2009年6月3日
【發(fā)明者】拉賈戈帕蘭·蘭加拉詹, 欽瑪雅·米什拉, 毛林·巴加特, 靳彰 申請人:高通股份有限公司