接收機(jī)iip2模擬校準(zhǔn)的制作方法
【專利說明】接收機(jī)MP2模擬校準(zhǔn)
【背景技術(shù)】
[0001] 領(lǐng)域
[0002] 本公開設(shè)及用于校準(zhǔn)射頻（R巧接收機(jī)的二階輸入截點(diǎn)（IIP2)的模擬技術(shù)。
[000引背景
[0004] 在通信電路系統(tǒng)中，接收機(jī)的線性度是確定其動(dòng)態(tài)范圍的重要因素。接收機(jī)線性 度的一個(gè)常見度量是二階輸入截點(diǎn)，或即IIP2。接收機(jī)IIP2可取決于各種因素，包括接收 機(jī)中的各半導(dǎo)體器件之間的不理想的失配。例如，接收機(jī)IIP2的一個(gè)決定因素是在形成下 變頻混頻器中的差分對(duì)的晶體管之間的失配。
[0005] 為了減少IIP2上的晶體管失配的影響，不同的柵極偏置電壓可應(yīng)用于接收機(jī)的 差分對(duì)內(nèi)的晶體管。該些柵極偏置電壓或用于調(diào)諧IIP2的其他電壓的最優(yōu)設(shè)置可根據(jù) IIP2校準(zhǔn)方案來確定。攜帶已知預(yù)調(diào)制序列的干擾源可應(yīng)用于接收機(jī)輸入，并且該干擾源 可由混頻器下變頻。經(jīng)下變頻的信號(hào)隨后可與已知預(yù)調(diào)制序列數(shù)字相關(guān)，并且可對(duì)下變頻 混頻器（或其他電路系統(tǒng)）中的晶體管的柵極偏置電壓做出調(diào)節(jié)來最大化該序列與收到信 號(hào)之間的相關(guān)。
[0006] IIP校準(zhǔn)方案一般可使用數(shù)字處理器在數(shù)字域中執(zhí)行該相關(guān)。然而，執(zhí)行數(shù)字相關(guān) 可將顯著延遲引入至校準(zhǔn)控制回路中，因?yàn)橄伦冾l之后的信號(hào)（其為模擬信號(hào)）在發(fā)送到 數(shù)字處理器之前必須首先被模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC)數(shù)字化。此外，應(yīng)用到晶體管的柵極電壓必 須是模擬的，該隨后需要在數(shù)字處理器之后的數(shù)模轉(zhuǎn)換器值A(chǔ)C)。數(shù)字校準(zhǔn)的收斂時(shí)間從而 將受ADC/DAC分辨率和速度的限制，并且慢數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將不合期望地增加執(zhí)行IIP2校準(zhǔn)所 需的時(shí)間。如果接收機(jī)支持多個(gè)頻帶和模式，并且因此包括多個(gè)混頻器，則執(zhí)行IIP2校準(zhǔn) 所需的時(shí)間將進(jìn)一步針對(duì)每個(gè)接收機(jī)相應(yīng)倍增。另一方面，在模擬域中執(zhí)行IIP2校準(zhǔn)提出 各種挑戰(zhàn)，包括需要提供精確的模擬計(jì)算元件，該些元件也能被靈活配置W適應(yīng)校準(zhǔn)要求。
[0007] 期望提供用于執(zhí)行接收機(jī)IIP2校準(zhǔn)的快速且高效的技術(shù)。
[000引附圖簡述
[0009] 圖1解說了可在其中實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)的無線通信設(shè)備100的設(shè)計(jì)的框圖。
[0010] 圖2解說了具有用于IIP2校準(zhǔn)的可配置柵極電壓的混頻器（例如，同相（I)混頻 器或正交（曲混頻器）的示例實(shí)現(xiàn)。
[0011] 圖3解說了提供接收機(jī)混頻器的模擬校準(zhǔn)W優(yōu)化IIP2的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。
[0012] 圖4、4A和4B解說了模擬相關(guān)器和相關(guān)聯(lián)的信號(hào)波形的示例性實(shí)施例。
[0013] 圖5解說了相關(guān)器的替換示例性實(shí)施例，其中模擬相關(guān)器級(jí)直接輸入并處理來自 乘法器的差分電壓并生成差分電壓VG_calp、VG_caln。
[0014] 圖6解說了本公開的替換示例性實(shí)施例，其中接收機(jī)可容納多個(gè)頻帶。
[001引圖7、7A和7B解說了本公開的替換示例性實(shí)施例，其中IIP2校準(zhǔn)技術(shù)可被應(yīng)用于 采用雙（或更多個(gè)）接收機(jī)的接收機(jī)。
[0016] 圖8解說了使用本文公開的原理的用于IIP2校準(zhǔn)的方法的示例性實(shí)施例。
[0017] 圖9解說了本公開的替換示例性實(shí)施例，其中執(zhí)行IIP2校準(zhǔn)，其中信號(hào)發(fā)生器的 輸出被直接禪合至接收機(jī)中的單個(gè)LNA的輸入。
[0018] 圖10、11、12、12A和12B解說了用于使用一個(gè)（例如，主或副）接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)LPF并使用另一（例如，副或主）接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)積分器的某些原理。
[0019] 圖13解說了根據(jù)本公開的方法的替換性示例性實(shí)施例。
[0020] 詳細(xì)描述
[0021]W下參照附圖更全面地描述本公開的各個(gè)方面。然而，本公開可用許多不同形式 來實(shí)施并且不應(yīng)解釋為被限定于本公開通篇給出的任何具體結(jié)構(gòu)或功能。相反，提供該些 方面是為了使得本公開將是透徹和完整的，并且其將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達(dá)本公開的 范圍?；诒疚闹械慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會(huì)，本公開的范圍旨在覆蓋本文中所披露的 本公開的任何方面，不論其是與本公開的任何其他方面相獨(dú)立地還是組合地實(shí)現(xiàn)的。例如， 可W使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面來實(shí)現(xiàn)裝置或?qū)嵺`方法。另外，本公開的范圍旨在 覆蓋使用作為本文中所闡述的本公開的各種方面的補(bǔ)充或者另外的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或 者結(jié)構(gòu)及功能性來實(shí)踐的此類裝置或方法。應(yīng)當(dāng)理解，本文中所披露的本公開的任何方面 可由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)元素來實(shí)施。
[0022] 下面結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述旨在作為對(duì)本發(fā)明的示例性方面的描述，而非旨在 代表可在其中實(shí)踐本發(fā)明的僅有示例性方面。貫穿本描述使用的術(shù)語"示例性"意指"用作 示例、實(shí)例或解說"，并且不應(yīng)當(dāng)一定要解釋成優(yōu)于或勝過其他示例性方面。本詳細(xì)描述包 括具體細(xì)節(jié)W用于提供對(duì)本發(fā)明的示例性方面的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易 見的是，沒有該些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐本發(fā)明的示例性方面。在一些實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和器 件W框圖形式示出W免煙沒本文中給出的示例性方面的新穎性。在本說明書W及權(quán)利要求 書中，術(shù)語"模塊"和"塊"可W可互換地使用W表示被配置成執(zhí)行所描述操作的實(shí)體。
[0023] 圖1解說了可在其中實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)的無線通信設(shè)備100的設(shè)計(jì)的框圖。圖1 示出了示例收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)。一般而言，對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的信號(hào)的調(diào)理可由一級(jí)或更多級(jí) 放大器、濾波器、上變頻器、下變頻器等執(zhí)行?？刹煌趫D1中所示的配置地來布置該些電 路塊。此外，還可使用未在圖1中示出的其他電路塊來調(diào)理發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的信號(hào)。除非 另外指明，圖1或者附圖中的任意其他附圖中的任意信號(hào)可W或是單端或是差分信號(hào)。還 可省略圖1中的一些電路塊。
[0024]在圖1所示的設(shè)計(jì)中，無線設(shè)備100包括收發(fā)機(jī)120和數(shù)據(jù)處理器110。數(shù)據(jù)處理 器110可包括存儲(chǔ)器（未示出）W存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序代碼。收發(fā)機(jī)120包括支持雙向通信的 發(fā)射機(jī)130和接收機(jī)150。一般而言，無線設(shè)備100可包括用于任何數(shù)目的通信系統(tǒng)和頻帶 的任何數(shù)目的發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)。收發(fā)機(jī)120的全部或一部分可被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)模 擬集成電路（1C)、射頻IC(RFIC)、混合信號(hào)1C等等上。
[0025]發(fā)射機(jī)或接收機(jī)可W用超外差式架構(gòu)或直接變頻式架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在超外差式架構(gòu) 中，信號(hào)在射頻（R巧和基帶之間W多級(jí)變頻，例如在一級(jí)中從RF到中頻（IF)，然后在另一 級(jí)中從IF到基帶W用于接收機(jī)。在直接變頻式架構(gòu)中，信號(hào)在一級(jí)中在RF和基帶之間變 頻。超外差式W及直接變頻式架構(gòu)可W使用不同的電路塊和/或具有不同的要求。在圖1 所示的設(shè)計(jì)中，發(fā)射機(jī)130和接收機(jī)150用直接變頻式架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0026] 在發(fā)射路徑中，數(shù)據(jù)處理器110處理要被傳送的數(shù)據(jù)并且向發(fā)射機(jī)130提供I和Q模擬輸出信號(hào)。在示出的示例性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理器110包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器值A(chǔ)C)114a和 114b朗尋由數(shù)據(jù)處理器110生成的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成I和Q模擬輸出信號(hào)（例如，I和Q輸 出電流）用于進(jìn)一步處理。
[0027] 在發(fā)射機(jī)130內(nèi)，低通濾波器132a和13化分別對(duì)I和Q模擬輸出信號(hào)進(jìn)行濾波 W移除由在前的數(shù)模轉(zhuǎn)換引起的不期望映像。放大器（Amp)134a和134b分別放大來自低 通濾波器132a和13化的信號(hào)并且提供I和Q基帶信號(hào)。上變頻器140用來自TXLO信號(hào) 發(fā)生器190的I和Q發(fā)射（T幻本地振蕩（LO)信號(hào)來上變頻I和Q基帶信號(hào)并且提供經(jīng)上 變頻的信號(hào)。濾波器142對(duì)經(jīng)上變頻的信號(hào)進(jìn)行濾波W移除由上變頻引起的不期望映像W 及接收頻帶中的噪聲。功率放大器（PA) 144放大來自濾波器142的信號(hào)W獲得期望的輸出 功率電平并且提供發(fā)射RF信號(hào)。該發(fā)射RF信號(hào)被路由經(jīng)過雙工器或開關(guān)146并經(jīng)由天線 148被發(fā)射。
[002引在接收路徑中，天線148接收由基站傳送的信號(hào)并且提供收到RF信號(hào)，該收到RF信號(hào)被路由通過雙工器或開關(guān)146并且被提供給低噪聲放大器（LNA) 152。該收到RF信號(hào) 由LNA152放大并且由濾波器154濾波W獲得期望RF輸入信號(hào)。下變頻混頻器161a和 16化將濾波器154的輸出與來自RXLO信號(hào)發(fā)生器180的I和Q接收（R幻LO信號(hào)（即， U)_I和LO_曲混頻W生成I和Q基帶信號(hào)。I和Q基帶信號(hào)由放大器162a和16化放大并 且進(jìn)一步由低通濾波器164a和164b濾波W獲得I和Q模擬輸入信號(hào)，該I和Q模擬輸入 信號(hào)被提供給數(shù)據(jù)處理器110。在所示的示例性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理器110包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 116a和11化W將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成要進(jìn)一步由數(shù)據(jù)處理器110處理的數(shù)字信號(hào)。
[0029]TXLO信號(hào)發(fā)生器19