不同值的一個(gè)電感器。通過(guò)實(shí)施設(shè)備500，該多個(gè)LNA輸入和設(shè)備(例如，圖5中圖示的設(shè)備380)的關(guān)聯(lián)的匹配部件可以減少到例如4個(gè)封裝的部分和4個(gè)電感器，因此導(dǎo)致面積節(jié)省、用于手動(dòng)被動(dòng)部件匹配以及軟件再配置匹配的時(shí)間減少。進(jìn)一步地，設(shè)備500可以使得容易修改前端設(shè)計(jì)以用于新的或不同的頻帶而不用手動(dòng)地再匹配LNA。而且，軟件查找表例如可以針對(duì)新的頻帶再選擇電容器C1、C2和C3的值，節(jié)省時(shí)間和金錢并且支持用于多種市場(chǎng)區(qū)域的多種產(chǎn)品。
[0045]如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，可以包括用于感興趣的頻帶的發(fā)射-接收天線射頻開(kāi)關(guān)和雙工器濾波器的收發(fā)器前端可以被設(shè)計(jì)成用于執(zhí)行本發(fā)明的各種實(shí)施例。通過(guò)印刷電路板設(shè)計(jì)、部件選擇以及仿真，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以確定例如從圖7中圖示的設(shè)備450的輸入453看到的跨著感興趣的頻帶的源阻抗(Zs)。此外，可以經(jīng)由仿真或其他測(cè)試預(yù)測(cè)針對(duì)感興趣的每個(gè)頻帶內(nèi)的特定頻率處的最佳噪聲因數(shù)和最佳增益的由LNA需要的阻抗。進(jìn)一步地，對(duì)LNA噪聲因數(shù)和增益環(huán)的了解可能是有助的但并不總是必須的。注意，在同一時(shí)間跨頻帶地具有最佳的噪聲因數(shù)和最佳的增益可能是困難的。除源阻抗以外，還可以確定在其中預(yù)測(cè)最佳噪聲因數(shù)的點(diǎn)的軌跡和操作的范圍。因此，可以選擇電感器LI的值使得Cl和C2的電容器值可以覆蓋最佳噪聲因數(shù)的點(diǎn)的軌跡并且覆蓋增益的范圍(增益環(huán))，使得源阻抗使LNA能夠操作在針對(duì)最佳的系統(tǒng)輸出SNR的噪聲因數(shù)和增益的最佳組合下。
[0046]圖9描繪了圖示了選擇用于LNA匹配設(shè)備的電感器值的示例的史密斯圖。在該示例中，用于設(shè)備450的電感器Ll(參見(jiàn)圖7)的電感值被選擇，其中開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)、開(kāi)關(guān)S3閉合并且節(jié)點(diǎn)B未被耦合到分流電容器或分流電感器。進(jìn)一步地，在860MHz到960MHz范圍(例如，B5和B8下行鏈路)內(nèi)的890MHz處的源阻抗等于40-jl2歐姆。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，最優(yōu)的LNA噪聲因數(shù)可以是Zopt = 63+j8歐姆;然而最優(yōu)的增益可能與此稍微偏離并且可以跨頻帶地改變。選擇電感器LI的值，使得隨著最優(yōu)化算法(例如，圖11的最優(yōu)化算法630)搜索Cl和C2的最優(yōu)值，電容器Cl和電容器C2的范圍在Zopt周圍的產(chǎn)生給出系統(tǒng)增益和級(jí)聯(lián)的噪聲因數(shù)的最佳組合的點(diǎn)的軌跡。注意，最優(yōu)化算法可能不知道阻抗的任何事情并且它可以基于測(cè)量的噪聲因數(shù)或輸出SNR為電容器Cl和電容器C2選擇電容值并且對(duì)其優(yōu)化。按照Fr i i s公式，LNA噪聲因數(shù)和增益主導(dǎo)系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的噪聲因數(shù)。在下面的圖表中，LI是固定值而Cl和C2的值隨機(jī)變化。注意，該示例假定設(shè)備寄生分流電容被包括在電容器Cl和電容器C2中。具體參考圖9，附圖標(biāo)記532代表在感興趣的頻帶上電容器Cl和電容器C2的值的多個(gè)級(jí)與電感器LI的所選擇的值一起的范圍。進(jìn)一步地，附圖標(biāo)記534代表允許覆蓋針對(duì)最優(yōu)的阻抗(例如，最佳的系統(tǒng)輸出SNR)的點(diǎn)5 36的軌跡的電容器CI和電容器C2的值的范圍的電感器LI的固定值的選擇。
[0047]本領(lǐng)域技術(shù)人員針對(duì)感興趣的頻帶選擇固定的電感器LI使得設(shè)備與匹配最優(yōu)化算法一起可以選擇Cl和C2的最優(yōu)值，使得當(dāng)利用連續(xù)波基準(zhǔn)音測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)輸出SNR最大。該基準(zhǔn)音可以是針對(duì)已知的輸入SNR設(shè)置的外部信號(hào)生成器以用于更精確地測(cè)量系統(tǒng)的噪聲因數(shù)(NF)(利用最優(yōu)NF目標(biāo)或輸出SNR目標(biāo)，最優(yōu)化算法將很快收斂到用于Cl和C2的設(shè)置)，或者它可以是以一些不確定性設(shè)置的內(nèi)部基準(zhǔn)音級(jí)，因此系統(tǒng)針對(duì)最好情況的輸出SNR而優(yōu)化。在沒(méi)有手動(dòng)改變被動(dòng)部件或使用具有被動(dòng)部件的外部RF開(kāi)關(guān)的情況下，LI的適當(dāng)選擇和任意的示例性實(shí)施例在寬的操作帶寬上的匹配優(yōu)化可能是不可能的。最后，一些設(shè)計(jì)可能不需要串聯(lián)的電感。代替LI的短傳輸線連接可能是所需的一切。
[0048]圖10描繪了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的設(shè)備550。設(shè)備550包括主收發(fā)器552和分集收發(fā)器554。設(shè)備550進(jìn)一步包括耦合到主收發(fā)器552的設(shè)備556和設(shè)備558以及耦合到分集收發(fā)器554的設(shè)備560和設(shè)備562。設(shè)備556、設(shè)備558、設(shè)備560和設(shè)備562中的每個(gè)設(shè)備可以包括設(shè)備400(參見(jiàn)圖6)、設(shè)備450(參見(jiàn)圖7)、設(shè)備500(參見(jiàn)圖8)或它們的任意組合。如在圖10中所圖示的，每個(gè)設(shè)備556、558、560和562被配置成用于選擇性地耦合到多個(gè)LNA中的一個(gè)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，設(shè)備556和設(shè)備558可以替代LNA匹配設(shè)備224E、224F、224G等等(參見(jiàn)圖2B)，導(dǎo)致更少的零件。類似地，設(shè)備560和設(shè)備562可以替代LNA匹配設(shè)備224A、224B、224C、224D等等，導(dǎo)致更少的零件。
[0049]圖11是根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的系統(tǒng)600的圖。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，系統(tǒng)600可以被配置成針對(duì)給定了LNA的已知輸入SNR的該LNA的最優(yōu)的輸出SNR而選擇電容器Cl的值和電容器C2的值。系統(tǒng)600包括耦合到可編程LNA匹配設(shè)備610的輸入的信號(hào)生成器602。注意，可編程的LNA匹配設(shè)備610可以包括本文所描述的LNA匹配設(shè)備中的一個(gè)(即，LNA匹配設(shè)備402、LNA匹配設(shè)備452或LNA匹配設(shè)備502)。進(jìn)一步地，系統(tǒng)600包括在LNA匹配設(shè)備610的外部并且耦合到LNA匹配設(shè)備610的電感器L。取決于具體的實(shí)施例，LNA匹配設(shè)備610的輸出可以連接到收發(fā)器模塊609的一個(gè)LNA端口或多個(gè)LNA端口。作為示例，收發(fā)器模塊609可以包括收發(fā)器ASIC。收發(fā)器模塊609包括LNA 622和下變頻器和低通濾波器(LPF)624。在收發(fā)器模塊609內(nèi)，LNA RF輸出信號(hào)經(jīng)由下變頻器和LPF 624被下變頻并且傳送到調(diào)制解調(diào)處理器611。調(diào)制解調(diào)處理器611包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)640和采樣服務(wù)器642?？梢岳靡阎牟蓸铀俾逝渲玫腁DC 640可以接收下變頻器和LPF 624的輸出并且可以耦合到存儲(chǔ)器或采樣服務(wù)器642，存儲(chǔ)器或采樣服務(wù)器642存儲(chǔ)將被讀出以用于被最優(yōu)化算法處理的N個(gè)樣本。采樣服務(wù)器642可以將數(shù)據(jù)經(jīng)由USB輸出到外部PC或經(jīng)由一些其他總線輸出到應(yīng)用處理器。
[0050]可以包括軟件或者算法模塊的模塊620包括噪聲因數(shù)計(jì)算單元624、收斂單元626、最優(yōu)化算法630和存儲(chǔ)器634。噪聲因數(shù)計(jì)算單元624可以被配置成計(jì)算來(lái)自輸出SNR的噪聲因數(shù)并且將結(jié)果輸出到收斂單元626。注意，系統(tǒng)600可以使用輸出SNR代替計(jì)算的噪聲因數(shù)。收斂單元626可以接收或編程有目標(biāo)噪聲因數(shù)或目標(biāo)輸出SNR。進(jìn)一步地，收斂單元626可以記錄之前測(cè)量的噪聲因數(shù)或者輸出SNR并且將一個(gè)或多個(gè)測(cè)量與當(dāng)前的測(cè)量相比較。當(dāng)在當(dāng)前的測(cè)量中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步的改進(jìn)時(shí)，系統(tǒng)600可以在存儲(chǔ)器634中存儲(chǔ)最優(yōu)的阻抗Zopt以針對(duì)設(shè)備610支持的操作的每個(gè)頻帶建立設(shè)置的表。模塊620可以是外部PC的一部分(例如，在其上運(yùn)行)、調(diào)制解調(diào)處理器611的數(shù)字信號(hào)處理器、應(yīng)用處理器或者它們的任意合適的組合。
[0051]注意，系統(tǒng)600可以被配置成確定最大的輸出SNR(S卩，暗示了最小或最佳的噪聲因數(shù))。對(duì)輸入SNR的了解允許模塊620計(jì)算級(jí)聯(lián)的噪聲因數(shù)(S卩，噪聲因數(shù)(dB) = SNRin(dB)-SNRout(dB))。在設(shè)計(jì)合理的接收器系統(tǒng)中，LNA增益和噪聲因數(shù)可以主導(dǎo)系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的噪聲因數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，不足的LNA增益導(dǎo)致具有高噪聲因數(shù)的接收器的后續(xù)部分對(duì)系統(tǒng)噪聲貢獻(xiàn)更多，造成級(jí)聯(lián)噪聲的快速上升。最大化系統(tǒng)輸出SNR指示最優(yōu)的LNA信號(hào)增益和最低的系統(tǒng)噪底?？梢栽谥按_定的目標(biāo)噪聲因數(shù)或SNR(S卩，連續(xù)波(CW)SNR而不是最低的檢測(cè)到的調(diào)制的信號(hào)SNR)可以被用于(S卩，被收斂單元626)與測(cè)量的噪聲因數(shù)(或輸出SNR)相比較。
[0052]收斂單元626的輸出觸發(fā)電容器Cl和電容器C2的新的一組值(如果沒(méi)有滿足目標(biāo))，或者輸出到存儲(chǔ)器634以保存電容器Cl和電容器C2的最優(yōu)值。進(jìn)一步地，最優(yōu)化算法單元630可以被配置成從存儲(chǔ)器634接收存儲(chǔ)的最優(yōu)化數(shù)據(jù)并且可以繼續(xù)搜索最優(yōu)的設(shè)置以產(chǎn)生最優(yōu)的結(jié)果(即，與在存儲(chǔ)器634中存儲(chǔ)的設(shè)置相比較)。迭代的次數(shù)可以由步長(zhǎng)或者由電容器Cl和電容器C2步驟的量化確定。
[0053]在系統(tǒng)600的預(yù)期的操作期間，LNA匹配設(shè)備610可以從信號(hào)生成器602接收已知幅度的CW基準(zhǔn)音并且將輸出傳送到LNA 622。進(jìn)一步地，噪聲因數(shù)測(cè)量單元624可以測(cè)量LNA622的輸出的噪聲因數(shù)。進(jìn)一步地，收斂單元626的輸出被最優(yōu)化算法單元630接收，最優(yōu)化算法單元630可以被配置成基于LNA 622的輸出的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)確定LNA匹配設(shè)備610的最優(yōu)的配置和/或設(shè)置。更具體地，最優(yōu)化算法單元630可以被配置成基于從收斂單元626接收的信號(hào)而確定LNA匹配設(shè)備610的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的最優(yōu)的配置以及LNA匹配設(shè)備610的一個(gè)或多個(gè)可變電容器的最優(yōu)的設(shè)置以最小化LNA 622的噪聲因數(shù)。注意，最優(yōu)化算法單元630和存儲(chǔ)器634可以是諸如在圖3中圖示的數(shù)字模塊302的數(shù)字模塊的一部分。進(jìn)一步地，最優(yōu)化算法單元630的功能性可以被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行(例如，在數(shù)字模塊內(nèi))。
[0054]系統(tǒng)600可以起當(dāng)滿足收斂時(shí)終止的反饋環(huán)的功能。設(shè)備610內(nèi)的變量的最優(yōu)值(例如，電容器Cl的值和電容器C2的值)可以被最優(yōu)化算法單元630確定并且被控制器404設(shè)置。這些變量扮演將LNA與用于最大的輸出SNR (或者最小的噪聲因數(shù))的gamma最優(yōu)化相匹配的角色。在經(jīng)由最優(yōu)化算法單元630通過(guò)控制器404設(shè)置變量之后，系統(tǒng)600的操作可以開(kāi)始并且基準(zhǔn)音被信號(hào)生成器602發(fā)送到設(shè)備610。
[0055]根據(jù)示例性實(shí)施例，CW基準(zhǔn)音可以被內(nèi)部生成