專利名稱：混頻器架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路(IC)設(shè)計，且更確切地說涉及混頻器的架構(gòu)。
背景技術(shù)：
用于無線通信的收發(fā)器通常并入有用于對信號的頻率進行上變頻轉(zhuǎn)換或下變頻轉(zhuǎn)換的混頻器。舉例來說，在通信接收器中，混頻器可耦合到低噪聲放大器(LNA)的輸出以通過使其與本機振蕩器(LO)信號混合來對LNA的輸出進行下變頻轉(zhuǎn)換。用于設(shè)計混頻器的各種電路拓撲在此項技術(shù)中是眾所周知的。舉例來說，單平衡混頻器經(jīng)設(shè)計以使單端輸入信號與差動LO信號混合。單平衡混頻器的一個限制在于與其它混頻器拓撲相比其具有相對不良的噪聲抑制性質(zhì)。相比來說，雙平衡混頻器經(jīng)設(shè)計以使差動輸入信號與差動LO信號混合。雖然雙平衡混頻器具有相對良好的噪聲抑制性質(zhì)，但其可需要在混頻器之前的級(例如，LNA)的輸出完全差動。完全差動LNA較單端LNA來說可消耗更多功率，占用更多裸片面積且需要更多IC輸入引腳及/或外部匹配組件?；蛘撸商峁┢胶?不平衡轉(zhuǎn)換器(balim)以將單端LNA輸出變換為用于雙平衡混頻器的完全差動信號。然而，此平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器也可占用顯著裸片面積，且可引入插入損耗，這會不利地影響鏈路預(yù)算。將需要提供用于改進耦合到單端先前級(例如放大器)的混頻器的噪聲抑制性質(zhì)的技術(shù)。


圖1說明可實施本發(fā)明的技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)無線通信裝置的設(shè)計的框圖。圖2A說明耦合到雙平衡混頻器的差動低噪聲放大器(LNA)的現(xiàn)有技術(shù)實施方案。圖2B說明耦合到單平衡混頻器的單端LNA的現(xiàn)有技術(shù)實施方案。圖3說明根據(jù)本發(fā)明的耦合到具有單平衡部分及虛設(shè)部分的混頻器的單端LNA的示范性實施例。圖4A、圖4B及圖4C說明根據(jù)本發(fā)明的虛設(shè)負載的示范性實施例。圖5說明用于圖3的混頻器的晶體管的偏置方案的示范性實施例。圖6說明根據(jù)本發(fā)明的用于最佳選擇偏壓電壓VBDl及VBD2的校準(zhǔn) 程序的示范性實施例。圖7說明根據(jù)本發(fā)明的方法的示范性實施例。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖闡述的詳細描述意在作為本發(fā)明的示范性實施例的描述，且并不意在表示可實踐本發(fā)明的僅有的示范性實施例。貫穿此描述中所使用的術(shù)語“示范性”意味著“充當(dāng)實例、例子或說明”，且應(yīng)不必被理解為比其它示范性實施例優(yōu)選或有利。所述詳細描述包括特定細節(jié)以便實現(xiàn)提供對本發(fā)明的示范性實施例的透徹理解的目的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的示范性實施例。在一些情況下，以框圖形式展示眾所周知的結(jié)構(gòu)及裝置以便避免模糊本文中所呈現(xiàn)的示范性實施例的新穎性。圖1說明可實施本發(fā)明的技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)無線通信裝置100的設(shè)計的框圖。應(yīng)注意裝置100僅為實現(xiàn)說明的目的而展示，且并不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在圖1中所示的設(shè)計中，無線裝置100包括收發(fā)器120及數(shù)據(jù)處理器110，所述數(shù)據(jù)處理器Iio具有用以存儲數(shù)據(jù)及程序代碼的存儲器112。收發(fā)器120包括發(fā)射器130及接收器150，其支持雙向通信。大體上，無線裝置100可包括用于許多通信系統(tǒng)及頻帶的許多發(fā)射器及許多接收器。發(fā)射器或接收器可通過超外差架構(gòu)或直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來實施。在超外差架構(gòu)中，信號在多級中在射頻(RF)與基帶之間頻率轉(zhuǎn)換，例如，在一級中從RF轉(zhuǎn)換成中頻(IF)，且接著在另一級中從IF轉(zhuǎn)換成基帶以用于接收器。在直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)中，信號在一級中在RF與基帶之間頻率轉(zhuǎn)換。超外差及直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)可使用不同電路塊及/或具有不同要求。在圖 1中所示的設(shè)計中，發(fā)射器130及接收器150通過直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來實施。在發(fā)射路徑中，數(shù)據(jù)處理器110處理待發(fā)射的數(shù)據(jù)，且將同相(I)及正交相位(Q) 模擬輸出信號提供到發(fā)射器130。在發(fā)射器130內(nèi)，低通濾波器132a及132b分別對I及Q 模擬輸出信號進行濾波以移除由先前數(shù)/模轉(zhuǎn)換所引起的不當(dāng)?shù)膱D像。放大器(Amp) 134a 及134b分別放大來自低通濾波器132a及132b的信號，且提供I及Q基帶信號。上變頻轉(zhuǎn)換器140使用來自TX LO信號產(chǎn)生器170的I及Q發(fā)射(TX)本機振蕩(LO)信號對I及Q 基帶信號進行上變頻轉(zhuǎn)換，且提供上變頻轉(zhuǎn)換信號。濾波器142對上變頻轉(zhuǎn)換信號進行濾波以移除由上變頻轉(zhuǎn)換引起的不當(dāng)圖像以及接收頻帶中的噪聲。功率放大器(PA) 144放大來自濾波器142的信號以獲得所要的輸出功率電平且提供發(fā)射RF信號。發(fā)射RF信號經(jīng)由雙工器或開關(guān)146路由且經(jīng)由天線148發(fā)射。在接收路徑中，天線148接收由基站所發(fā)射的信號且提供所接收RF信號，所述所接收RF信號經(jīng)由雙工器或開關(guān)146路由且被提供到低噪聲放大器(LNA) 152。所接收RF信號由LNA 152放大且由濾波器154濾波以獲得所要的RF輸入信號。下變頻轉(zhuǎn)換器160使用來自RX LO信號產(chǎn)生器180的I及Q接收(RX) LO信號對RF輸入信號進行下變頻轉(zhuǎn)換， 且提供I及Q基帶信號。I及Q基帶信號由放大器162a及162b放大且由低通濾波器164a 及164b進一步濾波以獲得I及Q模擬輸入信號，其被提供到數(shù)據(jù)處理器110。TX LO信號產(chǎn)生器170產(chǎn)生用于上變頻轉(zhuǎn)換的I及Q TX LO信號。RX LO信號產(chǎn)生器180產(chǎn)生用于下變頻轉(zhuǎn)換的I及Q RX LO信號。每一 LO信號為具有特定基本頻率的周期信號。PLL 172從數(shù)據(jù)處理器110接收時序信息，且產(chǎn)生用于調(diào)整來自LO信號產(chǎn)生器 170的TX LO信號的頻率及/或相位的控制信號。類似地，PLL 182從數(shù)據(jù)處理器110接收時序信息，且產(chǎn)生用于調(diào)整來自LO信號產(chǎn)生器180的RX LO信號的頻率及/或相位的控制
信號。 圖1展示實例收發(fā)器設(shè)計。大體上，發(fā)射器及接收器中的信號的調(diào)節(jié)可由放大器、 濾波器、上變頻轉(zhuǎn)換器、下變頻轉(zhuǎn)換器等中的一個或一個以上級執(zhí)行。這些電路塊可用不同于圖1中所示的配置的方式布置。此外，圖1中未展示的其它電路塊也可用于調(diào)節(jié)發(fā)射器及接收器中的信號。也可省略圖1中的一些電路塊?？稍谝粋€或一個以上模擬集成電路 (IC)、RF IC(RFIC)、混合信號IC等上實施整個收發(fā)器120或收發(fā)器120的一部分。圖2A說明耦合到雙平衡混頻器250A的差動低噪聲放大器(LNA) 200A的現(xiàn)有技術(shù)實施方案。LNA 200A及混頻器250A可用于(例如)圖1中所示的LNA 154及下變頻轉(zhuǎn)換器160中。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解為實現(xiàn)易于說明的目的，已從所示實施方案中省略某些細節(jié)，例如，所示晶體管中的一些的DC偏置及供應(yīng)額外混頻器以調(diào)節(jié)接收器中的Q通道。在圖2A中，LNA 200A包括以差動共陰共柵(cascode)配置而配置的晶體管201、 202、203、204，以放大輸入差動電壓(IN+、IN_)從而產(chǎn)生經(jīng)放大的差動電壓(RF+、RF_)。為晶體管201、202提供源極退化阻抗210、211，且將負載220、221提供于晶體管203、204的漏極處。將偏壓電壓VB提供到晶體管203、204。經(jīng)放大的RF電壓(RF+、RF_)經(jīng)由耦合電容器215、216耦合到混頻器250A的輸入端口(PI、P2)。混頻器250A使經(jīng)放大的RF電壓(RF+、RF_)與差動本機振蕩器(LO)信號 (L0+、L0_)混合以產(chǎn)生差動輸出信號(0UT+、0UT_)。雙平衡混頻器250A包括兩對晶體管260、 261及270、271，其中261及271的漏極相互耦合，且260及270的漏極相互耦合。雙平衡混頻器250A具有良好噪聲抑制性質(zhì)，這是因為LO端子LO+或L0_中的任一者上的噪聲表現(xiàn)為混頻器輸出(0UT+、0UT_)處的共模噪聲，且此共模噪聲容易由差動輸出信號(0UT+、0UT_) 抑制。圖2B說明耦合到單平衡混頻器250B的單端LNA 200B的現(xiàn)有技術(shù)實施方案。在圖2B中，單端LNA 200B包括放大器201、203，其經(jīng)配置為單端共陰共柵放大器以放大輸入電壓(IN)以產(chǎn)生經(jīng)放大的輸出電壓(RF)。支持輸出電壓(RF)的節(jié)點經(jīng)由耦合電容器215 耦合到混頻器250B的單輸入端口(P)?；祛l器250B使RF信號(RF)與差動LO信號(L0+、 L0_)混合以產(chǎn)生輸出信號(0UT+、0UT_)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，由于單端LNA 200B及單平衡混頻器250B通過比差動LNA 200A及雙平衡混頻器250A少的組件實施，所以200B及250B的組合可消耗比200A 及250A的組合在集成電路上小的裸片面積。然而，應(yīng)進一步了解單平衡混頻器250B的輸出信號(0UT+、0UT_)可提供LO噪聲的相對不良抑制，這是因為LO端子LO+或L0_中的任一者上的噪聲可表現(xiàn)為混頻器輸出(0UT+、0UT_)處的差動模式噪聲。另外，來自混頻器250B 的電源供應(yīng)器以及LNA 200B的電源供應(yīng)器的噪聲可直接下變頻轉(zhuǎn)換到混頻器輸出(OUT+、 0UT_)，從而使信噪比(SNR)進一步降級。圖3說明根據(jù)本發(fā)明的耦合到具有單平衡部分350. 1及虛設(shè)部分350. 2的混頻器 350的單端LNA 300的示范性實施例。在圖3中，LNA 300為包括晶體管301、303的單端 LWL支持電壓(RF)的LNA輸出節(jié)點經(jīng)由耦合電容器315耦合到混頻器350的第一輸入端口(Pl)?；祛l器350的虛設(shè)部分350. 2的端口(P2)在“虛設(shè)負載端子” 390a處耦合到虛設(shè)負載390。通過使虛設(shè)部分350. 2匹配于混頻器350的單平衡部分350. 1，雙平衡混頻器的噪聲抑制性質(zhì)可連同由單端先前級(例如LNA 300)所給予的面積節(jié)省一起保留。此外， 通過設(shè)計虛設(shè)負載390使其具有匹配單端LNA 300的特性的某些特性，可進一步改進混頻器350的噪聲抑制性質(zhì)。在示范性實施例中，虛設(shè)負載390可經(jīng)設(shè)計以具有呈現(xiàn)到混頻器350的第二輸入端口(P2)的阻抗Zin，其接近由LNA 300呈現(xiàn)到混頻器350的第一輸入端口(Pl)的凈阻抗。 此阻抗Zin可考慮(例如)LNA 300的負載320的阻抗及/或LNA 300的共陰共柵晶體管 303的輸出阻抗。在下文進一步描述虛設(shè)負載390的示范性實施例。在所示的示范性實施例中，將退化電阻器265、266、275、276提供于晶體管260、 261、270、271的源極處。應(yīng)了解被添加到混頻器輸入的電阻器可有利地幫助減小噪聲。 圖4A說明根據(jù)本發(fā)明的虛設(shè)負載390的示范性實施例390. 1。虛設(shè)負載390. 1包括從虛設(shè)負載端子390a到VDD的串聯(lián)RC連接。在示范性實施例中，虛設(shè)負載390. 1的電容C可經(jīng)設(shè)計以復(fù)制圖3中的耦合電容器315以及存在于LNA 300中的任何其它電容(例如，寄生)元件的效應(yīng)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解負載320中的并聯(lián)電感器-電容器(LC) 網(wǎng)絡(luò)(未圖示)可在諧振期間在操作的所要RF頻帶中看似電阻性的，虛設(shè)負載390. 1的電阻R可經(jīng)選擇以使得其在諧振期間仿真此負載320的電阻。圖4B說明根據(jù)本發(fā)明的虛設(shè)負載390的替代示范性實施例390. 2。虛設(shè)負載 390. 2包括與匹配于圖3中的耦合電容器315的電容器316B串聯(lián)耦合的并聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)410。 在示范性實施例中，LC網(wǎng)絡(luò)410可經(jīng)設(shè)計以匹配LNA 300的負載320中的LC網(wǎng)絡(luò)(未圖示)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解虛設(shè)負載390. 2與虛設(shè)負載390. 1相比可在較廣頻率范圍內(nèi)有利地提供與負載320的更佳匹配，但以更大裸片面積為代價。在示范性實施例中，LC 網(wǎng)絡(luò)410內(nèi)的電感器可經(jīng)設(shè)計以比負載320中的LC網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)電感器更有損耗，因而使得實施虛設(shè)負載390所需的裸片面積小于負載320所需的裸片面積。圖4C說明根據(jù)本發(fā)明的虛設(shè)負載390的又一示范性實施例390. 3。虛設(shè)負載 390. 3經(jīng)設(shè)計以復(fù)制單端LNA 300的拓撲及組件。應(yīng)注意虛設(shè)負載390. 3中的晶體管303C 及301C可分別由電壓VBl及VB2偏置。應(yīng)了解提供虛設(shè)負載390. 3有利地平衡到混頻器 350的輸入，同時保留用于混頻器350之前的級的單端LNA設(shè)計的上述優(yōu)點。在示范性實施例中，虛設(shè)負載390. 1的RC電路可連接到用于供應(yīng)LNA 300的相同供電電壓VDD。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，大體上虛設(shè)負載390不需要連接到VDD， 且替代地可連接到任何節(jié)點(例如，到接地)。在虛設(shè)負載390的又一示范性實施例(未圖示)中，應(yīng)了解虛設(shè)負載390可簡單地包括到高頻接地的直接連接，且不需要包括任何無源組件。預(yù)期這些替代示范性實施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解可容易地得到未明確展示的虛設(shè)負載390的替代示范性實施例，且預(yù)期這些替代示范性實施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在示范性實施例中，混頻器350的虛設(shè)部分350. 2的晶體管370、371可具備可配置偏壓電壓以改進虛設(shè)部分350. 2與單端部分350. 1之間的匹配。圖5說明用于混頻器 350的晶體管360、361、370、371的偏置方案的示范性實施例。在圖5中，LO信號(L0+、L0_) 分別使用耦合電容器360. 1,361. 1,370. 1,371. 1耦合到晶體管360、361、370、371。單端部分350. 1的晶體管360、361使用偏壓電壓VBSl 501、VBS2 502偏置，而虛設(shè)部分350. 2的晶體管370、371使用偏壓電壓VBDl 503、VBD2 504偏置。在示范性實施例中，可使得任何或所有偏壓電壓VBSl 50UVBS2 502、VBDl 503及VBD2 504成為可配置的，及/或?qū)ζ溥M行校準(zhǔn)以提供虛設(shè)部分350. 2與單端部分350. 1的最佳匹配。圖6說明根據(jù)本發(fā)明的用于最佳地選擇偏壓電壓VBDl 503或VBD2 504的校準(zhǔn)程序的示范性實施例600。注意程序600僅為實現(xiàn)說明目的而提供，且并不打算將本發(fā)明的范圍限于所示的任何特定程序。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，替代程序(未圖示)可額外或替代地提供用于共同調(diào)整其它組偏壓電壓(例如，VBSl 501及VBS2 502或VBDl 503及 VBD2)，且預(yù)期這些替代示范性實施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 在圖6 中，在框 610，偏壓電壓 VBSl 50UVBS2 502,VBDl 503 及 VBD2 504 被初始化為一組標(biāo)稱值以偏置晶體管360、361、370、371。在示范性實施例中，這些標(biāo)稱值可(例如)在IC制造之前經(jīng)由對混頻器設(shè)計的計算機電路仿真來確定。當(dāng)在電路操作期間執(zhí)行框610時，標(biāo)稱偏壓值可存儲于存儲器(未圖示)中以供檢索。在框620 JfVBDl 503或VBD2 504的候選值應(yīng)用于偏壓晶體管370或371。在框630，在混頻器的輸出處測量對應(yīng)于應(yīng)用于框620的VBDl 503或VBD2 504的候選值的對稱量度。在本文中的技術(shù)的示范性實施例中，在接收(RX)鏈中，此對稱量度可測量(例如)噪聲功率、噪聲指數(shù)、LO泄露、DC偏移、二階輸入截斷點(IIP2)等及/或本文中未明確列舉的用于測量混頻器對稱性的任何其它量度。在本文中的技術(shù)的示范性實施例中，在發(fā)射(TX)鏈中，此對稱量度可測量(例如)混頻器輸出處的殘余邊帶功率。在框635，檢查對稱量度是否符合某些預(yù)定義準(zhǔn)則。如果符合，則程序進行到框 640。否則，程序進行到框636以選擇VBDl 503或VBD2 504的新候選值。在框636處的新候選值的選擇之后，程序返回到框620。在示范性實施例中，框635處的預(yù)定義準(zhǔn)則可包括將對稱量度與閾值比較以確定 VBDl 503或VBD2 504的所應(yīng)用候選值是否產(chǎn)生混頻器輸出處的可接受水平的性能。舉例來說，噪聲指數(shù)可用作對稱量度，且經(jīng)測量的噪聲指數(shù)可與最大可接受噪聲指數(shù)閾值比較。 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解利用其它對稱量度的替代示范性實施例可在框635相應(yīng)地利用其它預(yù)定義準(zhǔn)則。預(yù)期這些替代示范性實施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在框640，將對應(yīng)于測量的經(jīng)識別對稱量度的VBDl 503或VBD2 504的值應(yīng)用于偏壓晶體管370或371。雖然已參看圖6描述了用于調(diào)整偏壓電壓VBDl 503或VBD2 504的程序的示范性實施例600，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地得到用于調(diào)整偏壓電壓的其它方案。舉例來說，在替代示范性實施例(未圖示)中，VBDl 503及VBD2 504可共同且此外結(jié)合電壓VBSl 501及VBS2 502變化，以獲得用于混頻器350中的晶體管360、361、370、371中的每一者的最佳組的偏壓電壓。預(yù)期這些替代示范性實施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖7說明根據(jù)本發(fā)明的方法700的示范性實施例。應(yīng)注意方法700僅為實現(xiàn)說明的目的提供，且并不打算將本發(fā)明的范圍限于所示的任何特定方法。所述方法700用于使單端第一信號與差動第二信號混合以產(chǎn)生差動輸出信號。在圖7中，在框710，第一信號耦合到包含第一晶體管對的單端部分的第一輸入。在框720，差動第二信號耦合到第一晶體管對的柵極輸入。在框730，第一晶體管對耦合到差動輸出信號。
在框740，虛設(shè)負載耦合到包含第二晶體管對的虛設(shè)部分的第一輸入，第二晶體管對匹配于第一晶體管對。在框750，差動第二信號耦合到第二晶體管對的柵極輸入。在框760，第二晶體管對耦合到差動輸出信號。雖然已在用于接收器中的下變頻轉(zhuǎn)換的混頻器的上下文中描述本發(fā)明的各種示范性實施例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解所述技術(shù)不需要應(yīng)用于此上下文中。舉例來說， 本文中的技術(shù)可經(jīng)采用于發(fā)射器(未圖示)的混頻器中，其中單端基帶信號可與LO信號混合以用于上變頻轉(zhuǎn)換，且混頻器可具備虛設(shè)部分及虛設(shè)負載，如本文中先前所描述。在此示范性實施例中，虛設(shè)負載可經(jīng)提供于上變頻轉(zhuǎn)換混頻器的輸出處。此方式可有利地允許上變頻轉(zhuǎn)換混頻器直接驅(qū)動單端驅(qū)動放大器，因而消除對上變頻轉(zhuǎn)換信號路徑中的中間平衡 /不平衡轉(zhuǎn)換器(balim)的需要。預(yù)期這些替代示范性實施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，雖然已參考MOS晶體管(MOSFET)描述了本發(fā)明的示范性實施例，但本發(fā)明的技術(shù)不需要限于基于MOSFET的設(shè)計，且可容易地應(yīng)用于使用雙極結(jié)晶體管(或BJT)及/或其它三端跨導(dǎo)裝置的替代示范性實施例(未圖示)。舉例來說， 在示范性實施例(未圖示)中，所示比較器中的任一者可利用BJT而非M0SFET，其中BJT的集極、基極及發(fā)射極如所示經(jīng)耦合分別用于MOSFET的漏極、柵極及源極?；蛘撸贐iCMOS 工藝中，CMOS與雙極結(jié)構(gòu)/裝置的組合可用于使電路性能最大化。此外，除非另外提到，否則在此說明書中及在權(quán)利要求書中，術(shù)語“漏極”、“柵極”及“源極”可包含與MOSFET相關(guān)聯(lián)的那些術(shù)語的常規(guī)意義，以及例如BJT等其它三端跨導(dǎo)裝置的相應(yīng)節(jié)點的常規(guī)意義，電路設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白所述對應(yīng)性。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)進一步了解，雖然已參考在所示電路中用作有源裝置的 NMOS裝置描述了本發(fā)明的示范性實施例，但替代示范性實施例可使用PMOS裝置代替NMOS 裝置，且也可使用NMOS裝置代替PMOS裝置。預(yù)期這些替代示范性實施例均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在此說明書中且在權(quán)利要求書中，應(yīng)理解當(dāng)一元件被稱為“連接到”或“耦合到”另一元件時，其可直接連接或耦合到另一元件，或可存在介入元件。相反，當(dāng)一元件被稱為“直接連接到”或“直接耦合到”另一元件時，不存在介入元件。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可使用多種不同技藝及技術(shù)中的任一者來表示信息及信號。舉例來說，可通過電壓、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、位、符號及碼片。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)進一步了解，可將結(jié)合本文中所揭示的示范性實施例所描述的各種說明性 邏輯塊、模塊、電路及算法步驟實施為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為清楚說明硬件與軟件的此可互換性，上文已大體在功能性方面描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。此功能性是實施為硬件還是軟件視特定應(yīng)用及強加于整個系統(tǒng)的設(shè)計約束而定。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一特定應(yīng)用以變化方式來實施所描述的功能性，但這些實施決策不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致偏離本發(fā)明的示范性實施例的范圍?？赏ㄟ^通用處理器、數(shù)字信號處理器(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)計以執(zhí)行本文中所描述的功能的其任何組合來實施或執(zhí)行結(jié)合本文中所揭示的示范性實施例所描述的各種說明性邏輯塊、模塊及電路。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。處理器也可被實施為計算裝置的組合， 例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合一 DSP核心的一個或一個以上微處理器， 或任何其它此配置。結(jié)合本文中所揭示的示范性實施例所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。軟件模塊可駐留于隨機存取存儲器(RAM)、快閃存儲器、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程 ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸磁盤、CD-ROM或此項技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲媒體中。示范性存儲媒體耦合到處理器以使得處理器可從存儲媒體讀取信息且將信息寫入到存儲媒體。在替代方案中，存儲媒體可與處理器成一體式。處理器及存儲媒體可駐留于 ASIC中。ASIC可駐留于用戶終端中。在替代方案中，處理器及存儲媒體可作為離散組件駐留于用戶終端中。 在一個或一個以上示范性實施例中，可以硬件、軟件、固件或其任何組合來實施所描述的功能。如果以軟件實施，則功能可作為一個或一個以上指令或代碼存儲于計算機可讀媒體上或經(jīng)由計算機可讀媒體傳輸。計算機可讀媒體包括計算機存儲媒體與通信媒體兩者，通信媒體包括促進將計算機程序從一處傳送到另一處的任何媒體。存儲媒體可為可由計算機存取的任何可用媒體。以實例說明且非限制性的，這些計算機可讀媒體可包含RAM、 ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置，或可用于載運或存儲所要的呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的程序代碼且可由計算機存取的任何其它媒體。 又，將任何連接適當(dāng)?shù)胤Q作計算機可讀媒體。舉例來說，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或例如紅外線、無線電及微波的無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠程源傳輸軟件，則所述同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無線電及微波的無線技術(shù)包括于媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤及光盤包括壓縮光盤(CD)、激光光盤、光盤、數(shù)字通用光盤(DVD)、軟性磁盤及藍光光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤通過激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述各物的組合也應(yīng)包括在計算機可讀媒體的范圍內(nèi)。提供對所揭示示范性實施例的先前描述以使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白對這些示范性實施例的各種修改，且在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本文中所定義的一般性原理可應(yīng)用于其它示范性實施例。 因此，本發(fā)明并不意在限于本文中所展示的示范性實施例，而是符合與本文中所揭示的原理及新穎特征一致的最廣范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于使單端第一信號與差動第二信號混合以產(chǎn)生差動輸出信號的設(shè)備，所述設(shè)備包含單端部分，其包含第一晶體管對，所述第一晶體管對的第一輸入耦合到所述單端第一信號，所述第一晶體管對的柵極輸入耦合到所述差動第二信號，所述第一晶體管對耦合到所述差動輸出信號；以及虛設(shè)部分，其包含匹配于所述第一晶體管對的第二晶體管對，所述第二晶體管對的第一輸入耦合到虛設(shè)負載端子，所述第二晶體管對的柵極耦合到所述差動第二信號，所述第二晶體管對耦合到所述差動輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述虛設(shè)負載端子耦合到高頻接地電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備進一步包含耦合到所述虛設(shè)負載端子的虛設(shè)負載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述第一晶體管對的所述第一輸入經(jīng)由退化電阻器耦合到所述單端第一信號，且所述第二晶體管對的所述第一輸入經(jīng)由退化電阻器耦合到所述虛設(shè)負載端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，所述第一晶體管對的所述第一輸入經(jīng)由耦合電容器耦合到所述單端第一信號，所述虛設(shè)負載進一步包含電容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其進一步包含放大器，其經(jīng)配置以放大輸入信號以產(chǎn)生所述單端第一信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，所述虛設(shè)負載進一步包含電容器，所述電容器耦合到耦合到電源電壓的電阻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，所述放大器包含并聯(lián)電感器-電容器負載，所述虛設(shè)負載進一步包含并聯(lián)電感器-電容器負載。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，所述虛設(shè)負載的所述電感器經(jīng)設(shè)計以比所述放大器負載的所述電感器更有損耗。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，所述放大器包含共陰共柵放大器，其包含第一共陰共柵晶體管及第二共陰共柵晶體管；源極退化阻抗，其耦合到所述第一共陰共柵晶體管的源極；以及負載，其耦合到所述第二共陰共柵晶體管的漏極；所述虛設(shè)負載進一步包含第一虛設(shè)共陰共柵晶體管及第二虛設(shè)共陰共柵晶體管；虛設(shè)源極退化阻抗，其耦合到所述第一虛設(shè)共陰共柵晶體管的所述源極；以及二次虛設(shè)負載，其耦合到所述第二虛設(shè)共陰共柵晶體管的所述漏極。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述第一晶體管對包含第一晶體管及第二晶體管，所述第二晶體管對包含第三晶體管及第四晶體管，所述差動第二信號的第一端耦合到所述第一晶體管及所述第四晶體管的柵極，所述差動第二信號的第二端耦合到所述第二晶體管及所述第三晶體管的柵極，所述第一晶體管及所述第三晶體管的漏極耦合在一起，且所述第二晶體管及所述第四晶體管的漏極耦合在一起。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述第二信號包含本機振蕩器(LO)信號，所述第一信號包含經(jīng)放大射頻(RF)信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述第二晶體管對由至少一個可配置偏壓電壓偏置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，所述至少一個可配置偏壓電壓由用于確定偏壓電壓以優(yōu)化在混頻器的輸出處所測量的對稱量度的裝置產(chǎn)生。
15.一種用于使單端第一信號與差動第二信號混合以產(chǎn)生差動輸出信號的方法，所述方法包含將所述第一信號耦合到包含第一晶體管對的單端部分的第一輸入； 將所述差動第二信號耦合到所述第一晶體管對的柵極輸入； 將所述第一晶體管對耦合到所述差動輸出信號；以及 將虛設(shè)負載端子耦合到包含第二晶體管對的虛設(shè)部分的第一輸入，所述第二晶體管對匹配于所述第一晶體管對；將所述差動第二信號耦合到所述第二晶體管對的所述柵極輸入； 將所述第二晶體管對耦合到所述差動輸出信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進一步包含將虛設(shè)負載耦合到所述虛設(shè)負載端子。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進一步包含將所述第一晶體管對的所述第一輸入經(jīng)由退化電阻器耦合到所述單端第一信號，且將所述第二晶體管對的所述第一輸入經(jīng)由退化電阻器耦合到所述虛設(shè)負載端子。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進一步包含 放大輸入信號以產(chǎn)生所述單端第一信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，所述第二信號包含本機振蕩器(LO)信號，所述第一信號包含經(jīng)放大射頻(RF)信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進一步包含使用可配置偏壓電壓偏置所述第一晶體管對及所述第二晶體管對中的至少一個晶體管。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進一步包含以標(biāo)稱值偏置所述第一晶體管對及所述第二晶體管對的所述晶體管； 以候選值設(shè)定所述可配置偏壓電壓； 測量所述差動輸出信號處的對稱量度； 檢查所述對稱量度是否符合預(yù)定準(zhǔn)則；如果所述對稱量度符合預(yù)定準(zhǔn)則，則以對應(yīng)于符合所述預(yù)定準(zhǔn)則的所述對稱量度的所述候選值設(shè)定所述可配置偏壓電壓；以及如果所述對稱量度不符合預(yù)定準(zhǔn)則，則以新候選值設(shè)定所述可配置偏壓電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，所述對稱量度包含噪聲指數(shù)，所述預(yù)定準(zhǔn)則包含所述噪聲指數(shù)是否小于閾值。
23.一種混頻器設(shè)備，其包含 用于使單端第一信號與差動第二信號混合以產(chǎn)生差動輸出信號的裝置。
24.一種存儲用于使計算機選擇用于混頻器的偏壓電壓的代碼的計算機程序產(chǎn)品，所述代碼包含用于使計算機以標(biāo)稱值偏置混頻器的晶體管的代碼，所述混頻器包含單平衡部分及虛設(shè)部分；用于使計算機以候選值設(shè)定可配置偏壓電壓的代碼；用于使計算機測量所述差動輸出信號處的對稱量度的代碼； 用于使計算機檢查所述對稱量度是否符合預(yù)定準(zhǔn)則的代碼；用于使計算機在所述對稱量度符合預(yù)定準(zhǔn)則的情況下以對應(yīng)于符合所述預(yù)定準(zhǔn)則的所述對稱量度的所述候選值設(shè)定所述可配置偏壓電壓的代碼；以及 用于使計算機在所述對稱量度不符合預(yù)定準(zhǔn)則的情況下以新候選值設(shè)定所述可配置偏壓電壓的代碼。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于設(shè)計單平衡混頻器的技術(shù)，所述單平衡混頻器耦合到具有虛設(shè)負載的虛設(shè)部分以改進噪聲抑制。在一方面中，來自所述混頻器之前的一級(例如低噪聲放大器(LNA))的單端信號(RF)耦合到所述單平衡混頻器的輸入以與本機振蕩器(LO)信號混合。復(fù)制所述單平衡混頻器的拓撲的虛設(shè)部分耦合到所述單平衡混頻器以改進噪聲抑制，其中所述LO信號還被提供到所述虛設(shè)部分。所述虛設(shè)部分的所述輸入可例如耦合到虛設(shè)負載，所述虛設(shè)負載經(jīng)設(shè)計以復(fù)制所述前一級(例如所述LNA)的加載特性。
文檔編號H03D7/14GK102204085SQ200980143491
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者劉里, 希曼舒·卡特里 申請人:高通股份有限公司