專利名稱：無(wú)表面聲波接收器中的退化無(wú)源混波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所述所揭示的實(shí)施例涉及具有無(wú)源混波器的低噪聲無(wú)表面聲波接收器。
背景技術(shù)：
存在用于實(shí)現(xiàn)蜂窩式電話接收器的數(shù)種不同電路拓?fù)?。某些拓?fù)渖婕氨砻媛暡?(SAW)濾波器，其安置于低噪聲放大器(LNA)與混波器之間的傳入RF信號(hào)路徑中。期望可 在不使用成本稍高且大的SAW裝置的情況下，實(shí)現(xiàn)充足性能的蜂窩式電話接收器。其它拓 撲在天線與LNA之間的匹配網(wǎng)絡(luò)中使用高質(zhì)量且稍昂貴的LNA匹配感應(yīng)器。還期望在不使 用此昂貴組件而是通過(guò)使用較不昂貴的低質(zhì)量組件的情況下實(shí)現(xiàn)所述接收器。為在無(wú)表面 聲波接收器中實(shí)現(xiàn)良好線性，有時(shí)使用純無(wú)源下變頻混波器。所述無(wú)源混波器不具有有源 gm單元。然而，此拓?fù)渫ǔｋy于在仍實(shí)現(xiàn)良好線性(例如，三次差拍)性能的同時(shí)滿足需求 的噪聲指數(shù)(NF)要求。圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是無(wú)表面聲波接收器電路1的圖示，所述接收器電路1采用無(wú)源 混波器而非有源gm單元。接收器電路1包含天線2、差動(dòng)雙工器3、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)4及集成 電路5。而集成電路5又包含LNA 6，且此LNA經(jīng)耦合以經(jīng)由兩個(gè)端子7及8從匹配網(wǎng)絡(luò)4 接收傳入RF信號(hào)。LNA 6的兩個(gè)差動(dòng)輸出引線9及10耦合到無(wú)源混波器11。LNA 6到混 波器11的耦合可為經(jīng)由在傳入RF信號(hào)的頻率下為有效短路的具有大電容的旁路電容器的 電容耦合。無(wú)源混波器11具有兩個(gè)部分。一個(gè)部分(I-路徑切換核心)將第一組差動(dòng)信號(hào) (I)供應(yīng)到跨阻抗放大器及濾波器12的第一部分(I-路徑TIA)。TIA 12的此第一部分將 信號(hào)1+及I-輸出到輸出引線13及14上。無(wú)源混波器11的第二部分(Q-路徑切換核心) 將第二組Q差動(dòng)信號(hào)供應(yīng)到TIA 12的第二部分(Q-路徑TIA)。TIA 12的第二部分將信號(hào) Q+及Q-輸出到輸出引線15及16上。遺憾地，采用圖1的無(wú)表面聲波無(wú)源混波器接收器拓 撲且還滿足嚴(yán)格的噪聲要求而同時(shí)維持良好線性及功率消耗性能通常是困難的。圖2 (現(xiàn)有技術(shù))是闡述圖1的電路的各種性能特性的表。期望可在不在匹配網(wǎng)絡(luò) 4中提供高質(zhì)量且昂貴的離散LNA輸入匹配感應(yīng)器且不增加LNA 6的電流消耗的情況下，降 低所述電路的噪聲指數(shù)(NF)。

發(fā)明內(nèi)容
在涉及無(wú)源混波器的無(wú)表面聲波蜂窩式電話接收器中，在低噪聲放大器(LNA)的 差動(dòng)信號(hào)輸出引線與所述無(wú)源混波器的差動(dòng)信號(hào)輸入引線之間的傳入RF信號(hào)路徑中，安置具有顯著阻抗(例如，20歐姆或更多)的新穎退化阻抗元件(Zdeg)。所述LNA具有相對(duì) 高輸出阻抗(例如，大于300歐姆的輸出阻抗)。所述無(wú)源混波器不具有有源gm單元。而所 述無(wú)源混波器又將經(jīng)下變頻信號(hào)輸出到所述接收器的跨阻抗放大器及基帶濾波器(TIA)。 提供所述新穎退化阻抗元件在僅最小程度降級(jí)其它接收器性能特性(例如線性及電壓增 益)的條件下減少整個(gè)接收器中從所述TIA輸出的噪聲。提供所述退化阻抗元件不過(guò)度增 加所述TIA中的噪聲。在其中每一所述退化阻抗元件的阻抗均大于20歐姆的一個(gè)實(shí)例中， 所述TIA具有小于整個(gè)接收器的總噪聲功率的20%的噪聲功率。所述整個(gè)接收器具有優(yōu)于 38分貝(dB)的電壓增益及優(yōu)于75分貝的三次差拍失真(TB)量值。
在一些實(shí)例中，所述無(wú)源混波器接收多個(gè)本地振蕩器信號(hào)，其中每一本地震蕩器 信號(hào)具有大致小于50%的工作循環(huán)。在所述時(shí)間的某一部分期間，所述無(wú)源混波器中沒(méi)有 一個(gè)晶體管是導(dǎo)電的。在一些實(shí)例中，所述新穎退化阻抗元件可編程以具有數(shù)個(gè)阻抗中的 一者。所述退化阻抗元件的阻抗值取決于特定操作模式的性能要求而改變，所述特定操作 模式是所述蜂窩式電話正以其操作或打算以其操作的操作模式。上述說(shuō)明是概述，且因此勢(shì)必包含細(xì)節(jié)的簡(jiǎn)化、歸納及省略；因此，所屬領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)了解，所述概述僅為說(shuō)明性而絕非打算作為限定性說(shuō)明。在本文所述的非限定性 詳細(xì)說(shuō)明中，本文中所述唯一由權(quán)利要求書(shū)界定的裝置及/或過(guò)程的其它方面、發(fā)明性特 征及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。


圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是包含無(wú)源混波器的一種類型常規(guī)無(wú)表面聲波接收器的圖示。圖2(現(xiàn)有技術(shù))是闡述圖1的常規(guī)接收器的性能特性的表。圖3是采用根據(jù)一個(gè)新穎方面的新穎低噪聲無(wú)表面聲波接收器的蜂窩式電話的 簡(jiǎn)化高級(jí)框圖。圖4是圖3的RF收發(fā)器集成電路的更詳細(xì)圖示。圖5是圖4的低噪聲放大器(LNA)、無(wú)源混波器(包含新穎退化阻抗元件)及跨阻 抗放大器與濾波器(TIA)的更詳細(xì)圖示。圖6A到6F闡述一組方程式，其用于確定改變新穎退化阻抗元件(Zdeg)的阻抗值 如何改變圖5的接收器的噪聲因數(shù)(F)。圖7是顯示改變新穎退化阻抗元件(Zdeg)的阻抗如何影響圖5的接收器的噪聲 指數(shù)(NF)的圖表。圖8是顯示改變新穎退化阻抗元件(Zdeg)的阻抗值如何影響圖5的接收器的電 壓增益的圖表。圖9是圖解闡釋提供新穎退化阻抗元件(Zdeg)是如何在不對(duì)其它性能特性產(chǎn)生 嚴(yán)重不利影響的情況下改善接收器的噪聲指數(shù)(NF)的表。圖IOA到IOG是可實(shí)現(xiàn)圖5中所圖解闡釋的新穎退化阻抗元件50的方式的數(shù)個(gè) 實(shí)例的電路圖。圖11是根據(jù)一個(gè)新穎方面的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖3是根據(jù)一個(gè)新穎方面一個(gè)特殊類型的行動(dòng)通信裝置20的極簡(jiǎn)化高級(jí)框圖。在此實(shí)例中，行動(dòng)通信裝置20是使用WCDMA蜂窩式電話通信協(xié)議的蜂窩式電話。所述蜂窩式 電話包含(其中的數(shù)個(gè)其它部分未圖解闡釋)天線21及兩個(gè)集成電路22及23。集成電路 23被稱為“數(shù)字基帶集成電路”或“基帶處理器集成電路”。集成電路22是RF收發(fā)器集成 電路。RF收發(fā)器集成電路22因其包含傳輸器以及接收器而被稱為“收發(fā)器”。圖4是圖1的RF收發(fā)器集成電路22的更詳細(xì)框圖。所述接收器包含稱為“接收 鏈” 24者以及本地振蕩器33。當(dāng)所述蜂窩式電話正接收時(shí)，在天線21上接收高頻率RF信 號(hào)25。在一個(gè)實(shí)例中，RF信號(hào)25是具有大于1千兆赫茲的頻率的信號(hào)。來(lái)自RF信號(hào)25 的信息穿過(guò)雙工器26、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)27，且穿過(guò)接收鏈24來(lái)傳遞。信號(hào)25由低噪聲放大 器(LNA) 28放大，且由混波器29進(jìn)行下變頻。所得經(jīng)下變頻的信號(hào)由基帶濾波器30進(jìn)行 濾波，并被傳遞到數(shù)字基帶集成電路23。數(shù)字基帶集成電路23中的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器31將信 號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，且所得數(shù)字信息由數(shù)字基帶集成電路23中的數(shù)字電路進(jìn)行處理。數(shù)字 基帶集成電路23通過(guò)控制由本地振蕩器33供應(yīng)到混波器29的本地振蕩器信號(hào)(LO) 32的 頻率來(lái)調(diào)諧所述接收器。如果所述蜂窩式電話正在傳輸，則由數(shù)字基帶集成電路23中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器34 將要傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換成模擬形式，并將其供應(yīng)到“傳輸鏈”35?；鶐V波器36濾除因數(shù)/模 轉(zhuǎn)換過(guò)程所致的噪聲。然后，混波器區(qū)塊37在本地振蕩器38控制下將信號(hào)上變頻成高頻 率信號(hào)。驅(qū)動(dòng)器放大器39及外部功率放大器40放大所述高頻率信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)天線21，使得 從天線21傳輸高頻率RF信號(hào)41。圖5是接收鏈24的更詳細(xì)電路圖。天線21上所接收的傳入RF信號(hào)25經(jīng)由差動(dòng) 雙工器26及阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)27耦合到集成電路22的差動(dòng)輸入端子42及43上。LNA 28放 大RF信號(hào)25并從VRF+輸出引線44及VRF-輸出引線45驅(qū)動(dòng)差動(dòng)信號(hào)。VRF+輸出引線 44耦合到無(wú)源混波器29的第一差動(dòng)輸入引線46，且VRF-輸出引線45耦合到無(wú)源混波器 29的第二差動(dòng)輸入引線47。無(wú)源混波器29不包含有源gm單元。無(wú)源混波器29包含兩個(gè) 交叉耦合的無(wú)源切換核心48與49及四個(gè)新穎退化阻抗元件50到53。第一退化阻抗元件 50具有連接到LNA 28的第一輸出引線44的第一引線，且具有連接到第一切換核心48的第 一輸入引線54的第二引線。第二退化阻抗元件51具有連接到LNA 28的第二輸出引線45 的第一引線，且具有連接到第一切換核心48的第二輸入引線55的第二引線。第三退化阻 抗元件52具有連接到LNA 28的第一輸出引線44的第一引線，且具有連接到第二切換核心 49的第一輸入引線56的第二引線。第四退化阻抗元件53具有連接到LNA 28的第二輸出 引線45的第一引線，且具有連接到第二切換核心49的第二輸入引線57的第二引線?？缱杩狗糯笃骷盎鶐V波器(TIA) 30包含第一部分(TIA的I-路徑部分)及第二 部分(TIA的Q-路徑部分)。所述第一部分將一對(duì)差動(dòng)信號(hào)1+及I-驅(qū)動(dòng)到差動(dòng)輸出引線 58及59上。電阻器符號(hào)60及61表示TIA 30的第一部分的反饋?zhàn)杩筊TIA。TIA30的第一 部分從第一無(wú)源切換核心48的差動(dòng)輸出引線62及63接收差動(dòng)信號(hào)。類似地，TIA 30的 第二部分將一對(duì)差動(dòng)信號(hào)Q+及Q-驅(qū)動(dòng)到差動(dòng)輸出引線64及65上。電阻器符號(hào)66及67 表示TIA 30的第二部分的反饋?zhàn)杩筊TIA。TIA 30的第二部分從第二無(wú)源切換核心49的 差動(dòng)輸出引線68及69接收差動(dòng)信號(hào)。如圖5所指示，第一無(wú)源切換核心48包含四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管O7ET) 70到73，且第二無(wú)源切換核心49包含F(xiàn)ET 74到77。這些FET如圖5中所 圖解闡釋那樣互連。 圖6A到6F顯示一組方程式，其包括將圖5的電路的噪聲因數(shù)(F)作為新穎衰退 阻抗元件50到53的阻抗的函數(shù)的方程式的導(dǎo)出式。退化阻抗元件50到53的每一者的阻 抗值是Zdeg。噪聲因數(shù)(F)是對(duì)信噪比(SNR)因穿過(guò)接收器的RF信號(hào)鏈中的組件所導(dǎo)致 的降級(jí)的測(cè)量。在圖6A的方程式中，噪聲因數(shù)F是TIA 30的輸出處的總輸出噪聲功率與 TIA 30的輸出處的源噪聲功率貢獻(xiàn)的比率。分子是對(duì)所有噪聲源所致的總噪聲功率的表 達(dá)，其中所述噪聲由于這些相應(yīng)噪聲源是自TIA 30輸出而在接收器的信號(hào)帶寬中。分母是 對(duì)接收器輸出處的噪聲功率(其因所述接收器的源所致)的表達(dá)。對(duì)于三個(gè)噪聲源中的每一者來(lái)說(shuō)，噪聲均指接收器的輸出(TIA 30的輸出引線)。 將來(lái)自每一噪聲源的噪聲乘以適當(dāng)增益因數(shù)以確定其如何給TIA 30的輸出處的總噪聲作 貢獻(xiàn)。因此，分子包含三個(gè)項(xiàng)，每一噪聲源一個(gè)項(xiàng)。認(rèn)為第一噪聲源為源(LNA 28)。第二噪 聲源為退化阻抗Zdeg。第三噪聲源是跨阻抗放大器反饋?zhàn)杩筊tia。項(xiàng)Nv_rx，src是來(lái)自源的電壓噪聲密度，其單位為伏7赫茲。所述噪聲密度Nv_ rx, src是通過(guò)量4kTR給出，其中k是波爾茲曼常數(shù)，T是開(kāi)氏度，且R是電阻。此噪聲是 來(lái)自天線21的噪聲。在此實(shí)例中，天線21的電阻R是50歐姆。項(xiàng)gLNA是LNA 28的跨導(dǎo) 增益。項(xiàng)Ni im, out是LNA 28的電流密度，其單位為安培7赫茲。項(xiàng)R\na/ (2RLNA+Zdeg)2為 功率分配因數(shù)，其計(jì)及發(fā)生于LNA 28與無(wú)源混波器29之間的功率分配。項(xiàng)Rutt為單側(cè)LNA 輸出阻抗。LNA 28的輸出引線之間的差動(dòng)LNA輸出阻抗為此處稱為單側(cè)LNA輸出阻抗Rma 的二倍。單側(cè)LNA輸出阻抗Rm為從LNA 28的輸出引線中接到接地的一個(gè)輸出引線測(cè)量 的阻抗。在當(dāng)前實(shí)例中，Rma(單側(cè))大于150歐姆(例如，200歐姆)。相應(yīng)地，差動(dòng)LNA阻 抗大于300歐姆(例如，400歐姆)。項(xiàng)Nv ZDEe為所述退化阻抗Zdeg的噪聲密度。項(xiàng)Rtia為 跨阻抗放大器30的反饋電阻(增益因數(shù))。F50%項(xiàng)中的50%記法指示計(jì)算是針對(duì)本地振蕩器信號(hào)ILO+及ILO-的50%工 作循環(huán)。如果所述工作循環(huán)是50%，則信號(hào)ILO+將在所述周期的前50%內(nèi)為活動(dòng)(數(shù)字 高)，且則信號(hào)ILO-將在所述周期的剩余50%內(nèi)為活動(dòng)。F25%項(xiàng)中的25%記法將指示計(jì)算 是針對(duì)所述本地振蕩器信號(hào)的25%工作循環(huán)。如果所述工作循環(huán)為25%，則信號(hào)ILO+將 在所述周期的前25%內(nèi)為活動(dòng)，然后在所述周期的下一 25%內(nèi)，ILO+及ILO-兩者將均不 活動(dòng)，接著在所述周期的下一 25%內(nèi)，ILO-將為活動(dòng)，且然后，在所述周期的最后25%內(nèi)， ILO+及ILO-兩者將均不活動(dòng)。當(dāng)所述TIA由50%工作循環(huán)信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述TIA的噪聲 貢獻(xiàn)相對(duì)高，而當(dāng)所述TIA由25%工作循環(huán)信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述TIA的噪聲貢獻(xiàn)相對(duì)低。圖6B是圖6A的方程式的各項(xiàng)的重組。圖6C是圖6B的方程式的進(jìn)一步簡(jiǎn)化。圖6D及6E闡述用于確定針對(duì)25%的工作循環(huán)噪聲因數(shù)(F)作為退化阻抗的函 數(shù)的方程式。F250^_ff/0J/Q_0VEELAP記法指示所述方程式是針對(duì)混波器29的I及Q輸出信號(hào)沒(méi)有 (W/0)任何重疊的25%工作循環(huán)。注意，圖6A的50%工作循環(huán)方程式與圖6D的25%工作 循環(huán)方程式之間的不同之處在于圖6D方程式的分子的第二及第三分量項(xiàng)。存在與值Nv zdk 相乘的項(xiàng)(R2TIA/(RMA+Zdeg)2。此項(xiàng)的分母因以下事實(shí)而包含Rutt:在25%工作循環(huán)條件下， 大部分時(shí)間僅一個(gè)無(wú)源切換核心是導(dǎo)電的(48或49)。在此時(shí)間期間，所述電阻是因Rma所致。注意，(R2TIA/ZDEe2)在圖6A中的對(duì)應(yīng)乘數(shù)項(xiàng)不包含此Rma項(xiàng)。這是因?yàn)樵?0%工作循 環(huán)條件下，兩個(gè)無(wú)源切換核心(48及49)為同時(shí)導(dǎo)電。類似地，在圖6D的25%條件下的方 程式中，存在與值Nv TIA相乘的項(xiàng)(1+ (RTIA/RLNA+Zdeg) )2。此項(xiàng)的分母因以下事實(shí)而包含Rma 所述工作循環(huán)為25%工作循環(huán)。圖6A的50%工作循環(huán)下的方程式中的對(duì)應(yīng)乘數(shù)項(xiàng)在其分 母中不包含此Rm項(xiàng)。
圖6F是圖6C的針對(duì)50%工作循環(huán)的噪聲因數(shù)方程式與圖6F的針對(duì)25%工作循 環(huán)的噪聲因數(shù)方程式的組合。由于I與Q本地振蕩器信號(hào)之間的小重疊，在實(shí)際電路中存 在復(fù)雜情況。所述ILO+及ILO-信號(hào)在每一信號(hào)均為活動(dòng)或均為不活動(dòng)時(shí)實(shí)際上并非方形 波，而是所述ILO+及ILO-信號(hào)具有非零持續(xù)時(shí)間的上升及下降時(shí)間。由于此條件(其中 當(dāng)其它組晶體管正接通時(shí)一組晶體管正關(guān)閉)，因此存在重疊。所得重疊由圖6F的方程式 中的項(xiàng)A及B計(jì)及。F250^w7j7qjveelap記法指示所述方程式是針對(duì)其中混波器的I及Q輸出具 有(W/)重疊的25%工作循環(huán)。如果所述時(shí)間的95%無(wú)重疊，則A近似為95%。在所述情 況下，B近似為5%。注意，在圖6A到6F中，出于簡(jiǎn)化所述方程式而又不丟失一般性起見(jiàn)， 未顯示2及1/2的某些冪。所述方程式還忽略所述無(wú)源混波器晶體管的小導(dǎo)通電阻以及來(lái) 自無(wú)源混波器核心48及49的噪聲，因?yàn)閬?lái)自所述核心的噪聲僅為小噪聲貢獻(xiàn)者。在檢查圖6C的方程式時(shí)，應(yīng)注意噪聲因數(shù)的函數(shù)(F作為Zdeg的函數(shù))具有最小 值。注意，圖6C的方程式涉及相加在一起的左乘積值與右乘積值。項(xiàng)Zdeg在所述左乘積 值的分母中。因此，當(dāng)Zdeg值極小時(shí)，左乘積值格外大，且因此，整個(gè)噪聲因數(shù)F也格外大。 在右乘積值中，項(xiàng)Zdeg在分子中。因此，當(dāng)Zdeg值極大時(shí)，右乘積值格外大，且因此，整個(gè) 噪聲因數(shù)F也格外大。噪聲因數(shù)F的最小值出現(xiàn)在Zdeg值既不極大也不極小時(shí)。圖6A到 6F的方程式所測(cè)量或所確定的噪聲因數(shù)值是無(wú)單位值。使用關(guān)系式NF= IOlogF將無(wú)單位 的噪聲因數(shù)值(F)轉(zhuǎn)換成噪聲指數(shù)(NF)分貝(dB)值。在圖7中可見(jiàn)，在無(wú)退化的情形下，接收器的噪聲指數(shù)(NF)約為2. 67分貝。圖7 顯示針對(duì)25% LO工作循環(huán)通過(guò)將退化阻抗元件50到53的阻抗增加到高達(dá)近似60歐姆 的阻抗來(lái)改善圖5的接收器的噪聲指數(shù)的情形。因此，借助施加退化阻抗，所述噪聲指數(shù)變 得更好。然而，所述圖表顯示阻抗增加超出最優(yōu)噪聲指數(shù)點(diǎn)將開(kāi)始降級(jí)噪聲指數(shù)，然而與不 施加退化的情形相比仍不失為較好結(jié)果。因此，注意圖7的圖表中的曲線在退化阻抗Zdeg 為60歐姆時(shí)具有最小值的噪聲指數(shù)(NF)，且甚到在更高值的退化阻抗時(shí)噪聲指數(shù)仍比不 施加退化的情形好。圖8是顯示圖5的接收器的電壓增益如何隨增加的退化阻抗Zdeg降級(jí)的圖表。根據(jù)一個(gè)新穎方面，在具有純無(wú)源混波器的無(wú)表面聲波接收器中提供退化阻抗元 件50到53，且使退化阻抗元件50到53具有大于典型旁路電容器的常規(guī)零歐姆值或極小阻 抗值的阻抗(在傳入RF信號(hào)25的頻率下)。盡管圖7的圖表指示最優(yōu)噪聲指數(shù)是在退化 阻抗元件的阻抗值為60歐姆時(shí)實(shí)現(xiàn)，但在采用圖7的實(shí)例的特定應(yīng)用中，每一退化阻抗元 件50到53經(jīng)設(shè)定以具有30歐姆的阻抗。在此特定情形下，并未將此阻抗設(shè)定為高于30 歐姆，因?yàn)閷⑼嘶杩乖黾拥?0歐姆以上將導(dǎo)致TB參數(shù)降級(jí)，使得其太接近所述應(yīng)用的所 規(guī)定三次差拍(TB)要求。圖7及圖8中30歐姆的Zdeg值處的垂直線指示圖5的特定實(shí) 施例的30歐姆Zdeg值。圖9是針對(duì)25% LO信號(hào)闡述圖1的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)與圖5的新穎接收器之間的性能特性的比較的表。如所述表中的值所指示，添加具有30歐姆的Zdeg值的退化阻抗元件 50到53導(dǎo)致噪聲指數(shù)從約2. 67分貝到約2. 3分貝的所期望改善。所述表中的所述值指示 噪聲指數(shù)(NF)經(jīng)改善而不會(huì)使其它接收器的性能參數(shù)不適當(dāng)降級(jí)，這些參數(shù)例如輸入?yún)?考二階截點(diǎn)(IIP2)、三次差拍分量量值(TB)、輸入?yún)⒖既A截點(diǎn)(IIP3)及從LNA 28的輸 入端子42及43到TIA 30的輸出引線58、59、64及65的電壓增益。
根據(jù)另一新穎方面，圖5的接收器是可支持兩個(gè)操作模式的多模式接收器。在所 述兩個(gè)模式的第一模式中，所述接收器滿足第一性能參數(shù)且使用較小Zdeg值。在所述兩個(gè) 模式的第二模式中，所述接收器滿足允許使用較高Zdeg值的第二較不嚴(yán)格性能參數(shù)。提供 其數(shù)字值指示當(dāng)前操作模式的數(shù)字控制信號(hào)。所述數(shù)字控制信號(hào)控制FET開(kāi)關(guān)，其可以與 第一 Zdeg阻抗并聯(lián)的第二 Zdeg阻抗切換。退化阻抗元件50到53中的每一者均包含兩個(gè) 此類電阻器及一個(gè)此類FET，其中FET允許可對(duì)退化阻抗元件的總阻抗進(jìn)行編程。如果所述 數(shù)字控制信號(hào)具有第一值，則所述FET開(kāi)關(guān)為導(dǎo)電以使第二 Zdeg阻抗與第一 Zdeg阻抗并 聯(lián)地耦合。所述結(jié)果是較低Zdeg值。另一方面，如果所述數(shù)字控制信號(hào)具有第二值，則使 所述FET開(kāi)關(guān)不導(dǎo)電。因此第二 Zdeg阻抗不與第一 Zdeg阻抗并聯(lián)地耦合。所述結(jié)果是較 高Zdeg值。當(dāng)性能參數(shù)(例如，TB)較不嚴(yán)格時(shí)在第二模式中使用較高Zdeg值，而當(dāng)性能參數(shù)較嚴(yán)格時(shí)在第一模式中使用較低Zdeg值。 圖IOA到IOG顯示可如何實(shí)現(xiàn)新穎退化阻抗元件Zdeg 50的數(shù)個(gè)實(shí)例。在這些實(shí) 例中，在LNA與無(wú)源混波器切換核心之間存在退化。在所圖解闡釋的每一情況下，左邊的第 一引線100是阻抗元件50的耦合到LNA 28的引線，且右邊的第二引線101是阻抗元件50 的耦合到切換核心48的引線。圖11是根據(jù)一個(gè)新穎方面的方法的流程圖。在第一步驟(步驟200)中，在低噪 聲放大器(LNA)的第一輸出引線與第一無(wú)源切換核心(PSC)的第一輸入引線之間提供第一 退化阻抗元件。所述第一退化阻抗元件的阻抗大于20歐姆。在第二步驟(步驟201)中， 在所述LNA的第二輸出引線與第一 PSC的第一輸入引線之間提供第二退化阻抗元件。所述 第二退化阻抗元件的阻抗大于20歐姆。相同的步驟適用于第三及第四退化阻抗元件與第 二 PSC。在第三步驟(步驟202)中，提供跨阻抗放大器(TIA)，其中所述TIA經(jīng)耦合以放大 從所述PSC輸出的信號(hào)。在施加混波器退化之后，所述TIA具有小于整個(gè)接收器的總噪聲 功率的20%的噪聲功率。于此情況下，所述整個(gè)接收器是所述LNA、所述第一及第二退化阻 抗元件、所述PSC及所述TIA。在借以制作圖3及4的RF收發(fā)器集成電路22的半導(dǎo)體制造 過(guò)程期間，可一次實(shí)施所有步驟200到202?？稍诓渴?、交付及/或銷售圖3及4的RF收發(fā) 器集成電路22之前，一次實(shí)施所有步驟200到202。在圖11的實(shí)例中，在退化之后，來(lái)自 所述TIA的噪聲貢獻(xiàn)低于接收器總輸出噪聲的20%。對(duì)于不同的工作循環(huán)，可使用退化與 TIA噪聲貢獻(xiàn)的不同組合。例如，對(duì)于25% LO工作循環(huán)來(lái)說(shuō)，可選擇20歐姆的Zdeg及為 總噪聲15%的TIA噪聲貢獻(xiàn)。此將導(dǎo)致充足線性、電壓增益及噪聲指數(shù)要求。另一方面，對(duì) 于50% LO工作循環(huán)來(lái)說(shuō)，可選擇100歐姆的Zdeg及為18%的TIA噪聲。雖然在上文中出于指導(dǎo)目的描述了某些特定實(shí)施例，但本專利文檔的教示具有一 般適用性且不限于上述特定實(shí)施例。因此，可對(duì)所述特定實(shí)施例的各種特征實(shí)施各種修改、 改正及組合，此并不背離以上所述的權(quán)利要求書(shū)的范圍。
權(quán)利要求
一種電路，其包括低噪聲放大器(LNA)，其具有第一輸出引線及第二輸出引線；無(wú)源切換核心(PSC)，其具有第一信號(hào)輸入引線、第二信號(hào)輸入引線、第一信號(hào)輸出引線、第二信號(hào)輸出引線、第一本地振蕩器輸入引線及第二本地振蕩器輸入引線；跨阻抗放大器(TIA)，其具有第一輸入引線、第二輸入引線、第一輸出引線及第二輸出引線；第一退化阻抗元件(Zdeg)，其具有第一引線及第二引線，其中所述第一Zdeg的所述第一引線耦合到所述LNA的所述第一輸出引線，且其中所述第一Zdeg的所述第二引線耦合到所述PSC的所述第一信號(hào)輸入引線；及第二退化阻抗元件(Zdeg)，其具有第一引線及第二引線，其中所述第二Zdeg的所述第一引線耦合到所述LNA的所述第二輸出引線，且其中所述第二Zdeg的所述第二引線耦合到所述PSC的所述第二信號(hào)輸入引線，其中所述LNA、所述第一及第二Zdeg、所述PSC以及所述TIA形成接收器。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述LNA在操作信號(hào)的頻率下具有大于300歐姆的 差動(dòng)輸出阻抗。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其中在所述LNA的所述第一及第二輸出引線與所述PSC 的所述第一及第二輸入引線之間的信號(hào)路徑中未安置有源gm單元。
4.如權(quán)利要求2所述的電路，其中所述PSC包含第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，其具有第一端子，其耦合到所述第一 Zdeg的所述第二引 線；第二端子，其耦合到所述TIA的所述第一輸入引線；及第三柵極端子，其耦合到所述PSC 的所述第一本地振蕩器輸入引線；第二FET，其具有第一端子，其耦合到所述第一Zdeg的所述第二引線；第二端子，其耦 合到所述TIA的所述第二輸入引線；及第三柵極端子，其耦合到所述PSC的所述第二本地振 蕩器輸入引線；第三FET，其具有第一端子，其耦合到所述第二Zdeg的所述第二引線；第二端子，其耦 合到所述TIA的所述第一輸入引線；及第三柵極端子，其經(jīng)耦合以接納所述PSC的所述第二 本地振蕩器輸入引線；及第四FET，其具有第一端子，其耦合到所述第二Zdeg的所述第二引線；第二端子，其耦 合到所述TIA的所述第二輸入引線；及第三柵極端子，其經(jīng)耦合以接納所述PSC的所述第一 本地振蕩器輸入引線。
5.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述第一Zdeg及所述第二 Zdeg中的每一者取自由 以下各項(xiàng)組成的群組電阻器、電容器、晶體管、串聯(lián)耦合的電阻器與電容器、串聯(lián)耦合的電 阻器與晶體管、串聯(lián)耦合的電容器與晶體管以及全部串聯(lián)耦合在一起的電阻器與電容器與 晶體管。
6.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述TIA具有濾波器特性且在所述接收器中充當(dāng)基 帶濾波器。
7.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述操作信號(hào)的所述頻率大于400兆赫茲。
8.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述接收器輸出具有總噪聲功率的噪聲，其中所述 TIA具有小于所述接收器的所述總噪聲功率的20%的噪聲功率，且其中所述第一 Zdeg及所述第二 Zdeg中的每一者在所述接收器正接收的操作信號(hào)的頻率下具有至少20歐姆的阻 抗。
9.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述PSC的所述第一本地振蕩器輸入引線上的第一 本地振蕩器信號(hào)在少于50%的時(shí)間內(nèi)為活動(dòng)的，且其中所述PSC的所述第二本地振蕩器輸 入引線上的第二本地振蕩器信號(hào)在少于50%的時(shí)間內(nèi)為活動(dòng)的。
10.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述第一及第二退化阻抗元件中的每一者可編程 以具有多個(gè)阻抗中的一者。
11.如權(quán)利要求3所述的電路，其中所述第一Zdeg及所述第二 Zdeg中的每一者在所述 接收器正接收的所述操作信號(hào)的所述頻率下具有至少50歐姆的阻抗。
12.如權(quán)利要求8所述的電路，其中所述接收器具有小于2.6分貝的噪聲指數(shù)及大于 38分貝的電壓增益。
13.一種方法，其包括在低噪聲放大器(LNA)的第一輸出引線與無(wú)源切換核心(PSC)的第一輸入引線之間提 供第一退化阻 抗元件，其中所述第一退化阻抗元件具有至少20歐姆的阻抗；在所述LNA的第二輸出引線與所述PSC的第二輸入引線之間提供第二退化阻抗元件， 其中所述第二退化阻抗元件具有至少20歐姆的阻抗；及提供經(jīng)耦合以放大由所述PSC輸出的信號(hào)的跨阻抗放大器(TIA)，其中所述LNA、所述 第一及第二退化阻抗元件、所述PSC以及所述TIA形成接收器。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中當(dāng)所述接收器正接收至少400兆赫茲的傳入RF信 號(hào)時(shí)，所述LNA具有大于300歐姆的差動(dòng)輸出阻抗。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述接收器輸出具有總噪聲功率的噪聲，其中在 退化發(fā)生后，所述TIA具有小于所述接收器的所述總噪聲功率的20%的噪聲功率。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述接收器進(jìn)一步包含第二PSC、耦合到所述第二 PSC的兩個(gè)額外退化阻抗元件及放大由第二 PSC輸出的信號(hào)的第二 TIA，且其中所述接收器 的所述總噪聲功率包含從所述第二 TIA輸出的噪聲。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括改變所述第一及第二退化阻抗元件的所述阻抗。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括切換與所述第一退化阻抗并聯(lián)的另一退 化阻抗。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接收器具有小于2.6分貝的噪聲指數(shù)及大于 38分貝的電壓增益。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第二TIA具有小于所述總噪聲功率的20%的 噪聲功率。
21.一種電路，其包括無(wú)表面聲波接收器鏈，其具有無(wú)源混波器且不具有有源gm單元，其中所述無(wú)表面聲波 接收器包含低噪聲放大器(LNA)、所述無(wú)源混波器及接收從所述無(wú)源混波器輸出的信號(hào)的 跨阻抗放大器(TIA)；及用于在所述LNA與所述無(wú)源混波器之間的信號(hào)路徑中提供阻抗的裝置，其中所述阻抗 大于20歐姆，且其中所述裝置不具有增益。
22.如權(quán)利要求21所述的電路，其中所述裝置包含第一電阻器及第二電阻器。
23.如權(quán)利要求21所述的電路，其中所述無(wú)表面聲波接收器鏈及所述裝置適于在蜂窩 式電話中使用。
24.如權(quán)利要求21所述的電路，其中所述無(wú)源混波器接收具有大致小于50%的工作循 環(huán)的本地振蕩器(LO)信號(hào)。
25.如權(quán)利要求21所述的電路，其中所述裝置的所述阻抗可通過(guò)改變供應(yīng)到所述裝置 的數(shù)字控制信號(hào)來(lái)編程。
全文摘要
在涉及無(wú)源混波器的無(wú)表面聲波接收器中，在低噪聲放大器(LNA)的差動(dòng)信號(hào)輸出引線與所述無(wú)源混波器的差動(dòng)信號(hào)輸入引線之間的傳入信號(hào)路徑中安置具有顯著阻抗的新穎退化阻抗元件。所述無(wú)源混波器將信號(hào)輸出到跨阻抗放大器及基帶濾波器(TIA)。提供所述新穎退化阻抗元件在僅最小程度降級(jí)其它接收器性能特性的情況下減少整個(gè)接收器中從所述TIA輸出的噪聲。在一些實(shí)例中，所述無(wú)源混波器接收具有大致小于50％的工作循環(huán)的本地振蕩器信號(hào)。在一些實(shí)例中，所述退化阻抗元件可具有數(shù)個(gè)阻抗中的一者。
文檔編號(hào)H04B1/30GK101842994SQ200880113859
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者亞歷山大·塔西奇, 鄧君雄, 金那蘇 申請(qǐng)人:高通股份有限公司