諧波抑制無源上變頻器的制造方法
【專利說明】諧波抑制無源上變頻器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年9月27日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/040,066的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過弓I用全文結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0003]典型的發(fā)射器具有至少一個(gè)上變頻混頻器，其使用本地振蕩器(LO)信號(hào)來將基帶(BB)或中間頻率(IF)信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換為射頻(RF)信號(hào)。該混頻器可以是有源的吉爾伯特(gilbert)單元型混頻器或者是無源電壓模式混頻器。放大、上變頻到RF信號(hào)以及再次放大的過程生成了雜散信號(hào)發(fā)射，諸如4fmod(也被稱作Counter頂3)非線性，這是所不期望的并且應(yīng)當(dāng)被消除或者至少被保持在低于特定閾值，以便滿足發(fā)射要求。使用有源混頻器的諧波抑制上變頻器已知用于消除這些上變頻產(chǎn)品中的一些。隨著發(fā)射要求變得更加嚴(yán)格和精確，期望對(duì)使用無源混頻器設(shè)計(jì)的諧波抑制上變頻器加以利用。然而，被用作上變頻器的較新型的無源混頻器一諸如舉例為電壓開關(guān)無源混頻器一無法有效地利用更老舊的基于有源混頻器的諧波抑制上變頻解決方案來消除所不期望的混頻器上變頻產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]給出了用于使用具有縮放開關(guān)電阻和多相位LO信號(hào)的多個(gè)直接正交電壓調(diào)制器來生成具有抑制了雜散諧波混頻產(chǎn)品的經(jīng)上變頻的信號(hào)。
[0005]在一些實(shí)施例中，提出了一種用于使用至少一個(gè)正交無源混頻器對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行諧波抑制上變頻的裝置。該裝置可以包括第一正交無源混頻器，其被配置為接收正交基帶信號(hào)以作為第一基帶輸入并且接收第一多相位LO信號(hào)集合以作為第一 LO輸入。該裝置還包括第二正交無源混頻器，其被配置為接收所述正交基帶信號(hào)以作為第二基帶輸入并且接收第二多相位LO信號(hào)集合以作為第二 LO輸入。第一和第二正交無源混頻器均可以包括第一和第二輸出。所述第一正交無源混頻器的第一輸出可以直接連接至所述第二正交無源混頻器的所述第一輸出并且共同耦合至第一放大器輸入。所述第一正交無源混頻器的第二輸出可以直接連接至所述第二正交無源混頻器的所述第二輸出并且共同耦合至第二放大器輸入。該放大器還可以包括輸出，其中所述放大器輸出親合至發(fā)射器輸出，并且所述發(fā)射器輸出可以被配置為至少部分基于第一和第二放大器輸入來輸出具有至少一個(gè)被抑制的雜散諧波混頻產(chǎn)品的經(jīng)上變頻的信號(hào)。
[0006]在一些實(shí)施例中，第一多相位LO信號(hào)集合包括第一四相位LO信號(hào)集合，并且第二多相位LO信號(hào)集合包括第二四相位LO信號(hào)集合。在一些實(shí)施例中，第一四相位LO信號(hào)集合為25%占空比并且第二四相位LO信號(hào)集合為50%占空比。在一些實(shí)施例中，第一四相位LO信號(hào)集合相對(duì)于第二四相位LO信號(hào)集合偏移45度。在一些實(shí)施例中，第一和第二無源混頻器均包括至少四個(gè)晶體管，每個(gè)晶體管具有串聯(lián)電阻器。在一些實(shí)施例中，第一和第二無源混頻器均包括至少八個(gè)晶體管，該八個(gè)晶體管以雙重平衡的方式進(jìn)行連接并且在雙重平衡混頻器中的每對(duì)晶體管具有串聯(lián)電阻器。在一些實(shí)施例中，串聯(lián)電阻器針對(duì)第一無源混頻器以相對(duì)因數(shù)I進(jìn)行縮放并且針對(duì)第二無源混頻器以相對(duì)因數(shù)sqrt(2)進(jìn)行縮放。在一些實(shí)施例中，與兩個(gè)無源混頻器相關(guān)聯(lián)的混頻器晶體管導(dǎo)通電阻以與兩個(gè)無源混頻器相關(guān)聯(lián)的電阻器相同的比率進(jìn)行縮放。
[0007]在一些實(shí)施例中，該裝置可以進(jìn)一步包括第三正交無源混頻器，其中第一、第二和第三無源混頻器中的每個(gè)無源混頻器接收25%占空比的LO信號(hào)。在一些實(shí)施例中，第一四相位LO信號(hào)集合相對(duì)于第二四相位LO信號(hào)集合偏移45度，并且第一四相位LO信號(hào)集合相對(duì)于第三四相位LO信號(hào)集合偏移-45度。在一些實(shí)施例中，第一、第二和第三無源混頻器包括至少四個(gè)晶體管，每個(gè)晶體管具有串聯(lián)電阻器。在一些實(shí)施例中，第一和第二無源混頻器均包括至少八個(gè)晶體管，該八個(gè)晶體管以雙重平衡方式進(jìn)行連接并且在雙重平衡混頻器中的每對(duì)晶體管具有串聯(lián)電阻器。在一些實(shí)施例中，串聯(lián)電阻器針對(duì)第一無源混頻器以相對(duì)因數(shù)I進(jìn)行縮放，針對(duì)第二無源混頻器以相對(duì)因數(shù)sqrt(2)進(jìn)行縮放，并且針對(duì)第三無源混頻器以相對(duì)因數(shù)sqrt(2)進(jìn)行縮放。在一些實(shí)施例中，混頻器晶體管導(dǎo)通電阻以與混頻器晶體管相關(guān)聯(lián)的電阻器相同的比率進(jìn)行縮放。
[0008]在一些實(shí)施例中，第一正交無源混頻器基于電壓劃分和電壓疊加的原則而直接連接至第二正交無源混頻器的第一輸出。
[0009]在一些實(shí)施例中，第一多相位LO信號(hào)集合包括第一四相位LO信號(hào)集合，并且第二多相位LO信號(hào)集合包括第二四相位LO信號(hào)集合。在一些實(shí)施例中，第一四相位LO信號(hào)集合為33.3%占空比，并且第二四相位LO信號(hào)集合為66.6%占空比。在一些實(shí)施例中，該裝置可以進(jìn)一步包括第三正交無源混頻器，其中第一、第二和第三無源混頻器中的每個(gè)無源混頻器接收33.3%占空比的LO信號(hào)。在一些實(shí)施例中，所述第一四相位LO信號(hào)集合相對(duì)于第二四相位LO信號(hào)集合偏移60度，并且第一四相位LO信號(hào)集合相對(duì)于第三四相位LO信號(hào)集合偏移-60度。
[0010]在一些實(shí)施例中，提出了一種用于使用至少一個(gè)正交無源混頻器來對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行諧波抑制上變頻的方法。該方法可以包括接收正交基帶信號(hào)以作為第一基帶輸入并且接收第一多相位LO信號(hào)集合以作為第一 LO輸入，以及接收所述正交基帶信號(hào)以作為第二基帶輸入并且接收第二多相位LO信號(hào)集合以作為第二 LO輸入。該方法還可以包括均使用第一基帶輸入和第一LO輸入來生成第一上變頻輸出及其反向上變頻輸出，以及均使用第二基帶輸入和第二LO輸入來生成第二上變頻輸出及其反向上變頻輸出。該方法還可以包括將第一上變頻輸出直接連接至第二上變頻輸出并且將所述結(jié)果應(yīng)用到第一放大器輸入，并且將第一反向上變頻輸出直接連接至第二反向上變頻輸出并且將所述結(jié)果應(yīng)用到第二放大器輸入。該方法還可以包括至少部分基于第一和第二放大器輸入來傳輸具有至少一個(gè)被抑制的雜散諧波混頻產(chǎn)品的經(jīng)上變頻的信號(hào)。
[0011]在一些實(shí)施例中，提出了一種用于對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行諧波抑制上變頻的設(shè)備。該設(shè)備可以包括用于接收正交基帶信號(hào)以作為第一基帶輸入并且接收第一多相位LO信號(hào)集合以作為第一LO輸入的裝置，用于接收所述正交基帶信號(hào)以作為第二基帶輸入并且接收第二多相位LO信號(hào)集合以作為第二 LO輸入的裝置，用于均使用第一基帶輸入和第一 LO輸入來生成第一上變頻輸出及其反向上變頻輸出的裝置，用于均使用第二基帶輸入和第二 LO輸入來生成第二上變頻輸出及其反向上變頻輸出的裝置，用于將第一上變頻輸出直接連接至第二上變頻輸出并且將所述結(jié)果應(yīng)用到第一放大器輸入的裝置，用于將第一反向上變頻輸出直接連接至第二反向上變頻輸出并且將所述結(jié)果應(yīng)用到第二放大器輸入的裝置，以及用于至少部分基于第一和第二放大器輸入來傳輸具有至少一個(gè)被抑制的雜散諧波混頻產(chǎn)品的經(jīng)上變頻的信號(hào)的裝置。
【附圖說明】
[0012]圖1是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的無源諧波抑制上變頻器的示意圖。
[0013]圖2A、2B和2C圖示了使用電壓劃分原則來求和的實(shí)現(xiàn)方式。
[0014]圖3A和3B圖示了無源諧波抑制上變頻器的備選實(shí)現(xiàn)方式。
[0015]圖4A、4B、4C、4D、4E和4F圖示了無源諧波抑制上變頻器的另外的備選實(shí)現(xiàn)方式。
[0016]圖5是描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的諧波抑制操作的流程圖。
[0017]具體實(shí)現(xiàn)方式
[0018]現(xiàn)在將參考附圖對(duì)若干說明性實(shí)施例進(jìn)行描述，這些附圖形成本文的一部分。雖然在下文中描述了可以在其中實(shí)施本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的特定實(shí)施例，但是可以使用其它實(shí)施例并且可以進(jìn)行各種修改而并不背離本公開的范圍。
[0019]在發(fā)射器中，期望減少或消除雜散上變頻產(chǎn)品，諸如落在傳輸帶之外的4fmod或C0Unter-M3發(fā)射。與此同時(shí)，期望使用最小功耗和/或采用空間的有效利用來實(shí)現(xiàn)這樣的諧波抑制上變頻。諧波抑制在有源混頻器中可能是已知的并且在接收器中的無源混頻器中也可能是已知的。然而，當(dāng)收發(fā)器設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向45nm及以下的處理節(jié)點(diǎn)時(shí)，為了改善由發(fā)射器或收發(fā)器在相對(duì)應(yīng)的接收器頻譜中所產(chǎn)生的噪聲(也被稱作接收帶噪聲(RxBN))，功率有效的無源混頻器就成為上變頻器具有吸引力的設(shè)計(jì)選擇。來自這些上變頻器的雜散上變頻產(chǎn)品仍然需要得到抑制，這些雜散上變頻產(chǎn)品導(dǎo)致在上變頻器之后的非線性放大器中生成4fmod(也被稱作counter-1M3)。因此，隨著電路設(shè)計(jì)變得更加小型化和精確，無源混頻器中的諧波抑制上變頻是所期望的，并且期望以有所降低的功耗而達(dá)到有所改進(jìn)的性能。然而，實(shí)現(xiàn)這些點(diǎn)在行業(yè)中已經(jīng)被證明是具有挑戰(zhàn)的。
[0020]本發(fā)明的實(shí)施例緩解了在諸如電壓開關(guān)無源混頻器之類的無源混頻器中的這些雜散混頻產(chǎn)品。在一些實(shí)施例中，無源混頻器中的諧波抑制上變頻也是功率有效的，例如為25%占空比或者33%占空比。在一些實(shí)施例中，使用最小數(shù)量的濾波器，因此也降低了發(fā)射器電路的成本、功率并且減小了其物理面積。
[0021]圖1示出了圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的無源諧波抑制上變頻器100的示意圖。在該示例中，四個(gè)輸入基帶信號(hào)105—即Ibb、IBbb、Qbb和QBbb—通過基帶濾波器(BBF) 106進(jìn)行輸送，并且均被饋送至三個(gè)直接正交混頻器115中。每個(gè)基帶輸入通過電阻110進(jìn)行縮放。在一些實(shí)施例中，該電阻雖然小、但是相對(duì)于混頻器晶體管的導(dǎo)通電阻而言應(yīng)當(dāng)是大的。混頻器晶體管的導(dǎo)通電阻在該晶體管在三極管區(qū)發(fā)生偏移時(shí)是該晶體管的漏極至源極電阻。這三個(gè)直接正交混頻器115中的每一個(gè)利用本地振蕩器(LO)的不同相位進(jìn)