專利名稱：移動(dòng)終端及其具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及適用于多種移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)終端及其具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端。
背景技術(shù)：
目前，隨著智能手機(jī)和平板電腦的發(fā)展，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)量大幅增長。其中， LTE (長期演進(jìn),Long Term Evolution)技術(shù)的開發(fā),不僅提高了無線通信的頻譜利用率，同時(shí)還增加了無線通信的數(shù)據(jù)傳輸速率和可處理的數(shù)據(jù)容量。目前，LTE技術(shù)的無線通信頻譜(頻率高達(dá)3. 8 GHz)可以分為43波段，I到33波段被列為LTE-FDD (頻分雙エ)，而33至43波段被列為的LTE-TDD (時(shí)分雙エ頻段)。由于移動(dòng)運(yùn)營商預(yù)期到用戶通信的數(shù)據(jù)使用量將大幅度增長，這樣使得移動(dòng)運(yùn)營商需要有效利用現(xiàn)有的無線通信頻譜資源，并且盡快實(shí)施覆蓋頻段較為廣泛的LTE技木。為了推動(dòng)LTE技術(shù)的廣泛普及，在做好LTE基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，移動(dòng)終端中的信號(hào)收發(fā)技術(shù)也需要同步或者更快速度發(fā)展。這時(shí)候，移動(dòng)運(yùn)營商以及其他廠家需要加大力度進(jìn)行移動(dòng)終端的技術(shù)研發(fā)，目的在于使得一個(gè)移動(dòng)終端，其具有多波段、多模式、雙技術(shù)的功能，即使得移動(dòng)終端具有的信號(hào)收發(fā)器能夠覆蓋現(xiàn)有LTE無線通信波段，同時(shí)可以兼容傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)(WCDMA、EVDO的TD-SCDMA、CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò))，以及支持TDD和FDD技術(shù)。需要說明的是，對(duì)于目前的第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3rd-generation，3G)，其包括有四種標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000, WCDMA、TD-SCDMA,WiMAX0其中，如圖I所示，對(duì)于現(xiàn)有移動(dòng)終端的O. Π. 7GH頻段的信號(hào)收發(fā)器(即射頻前端收發(fā)器)，為了讓移動(dòng)終端可以同時(shí)處理FDD和TDD技術(shù)(即具有雙技術(shù)的功能)，以支持Γ21的FDD波段和33 41的TDD頻段，需要提高移動(dòng)終端的數(shù)字運(yùn)算能力，通過將所述信號(hào)收發(fā)器與基帶處理器相連接，從而妥善分配基帶處理器與信號(hào)收發(fā)器之間的運(yùn)算負(fù)荷。參見圖2，對(duì)于目前具有LTE/TD-SCDMA通信功能的移動(dòng)終端(如ー個(gè)手機(jī))，其通常包括有六個(gè)功能模塊，具體為LTE/TD-SCDMA射頻前端收發(fā)器、2G (第二代移動(dòng)通信技術(shù)，例如GSM)射頻前端收發(fā)器、基帶處理器(Base band)、應(yīng)用處理器(ApplicationProcessor)、存儲(chǔ)器(Memory)以及電源管理模塊(Power Management Unit)。為了覆蓋TD-LTE (分時(shí)長期演進(jìn))和TD-SCDMA (時(shí)分同步碼分多址)通信的所有頻道，參見圖3，現(xiàn)有傳統(tǒng)具有LTE/TD-SCDMA通信功能的移動(dòng)終端的信號(hào)發(fā)射機(jī)(TX)還具有兩路輸出端，同時(shí)，通過在信號(hào)收發(fā)器(即射頻前端收發(fā)器RFIC)內(nèi)接收機(jī)的前端使用聲表面濾波器(SAW filter),以減少兩個(gè)波段之間的互相干擾。例如，對(duì)于用于接收TD-SCDMA和TD-LTE信號(hào)的收發(fā)機(jī)(RX)，具有四個(gè)信號(hào)接收的波段，具體為34波段、38波段、39波段以及40波段，總共需要使用四個(gè)聲表面濾波器。而對(duì)于用于接收TD-LTE信號(hào)的收發(fā)機(jī)(LTE RX)，要求多樣化(diversity)以提高數(shù)據(jù)率和靈敏度，因此，具有三個(gè)專門用于接收TD-LTE信號(hào)的LTE波段，具體為38波段、39波段以及40波段。因此，如圖3所示，移動(dòng)終端的信號(hào)收發(fā)器(即射頻前端收發(fā)器)一共具有7個(gè)信號(hào)輸入端以及7個(gè)聲表面濾波器，具體為在單刀六擲(SP6T)射頻開關(guān)處具有4個(gè)信號(hào)輸入端，在單刀三擲(SP3T)開關(guān)處具有3個(gè)信號(hào)輸入端。因此，現(xiàn)有移動(dòng)終端的信號(hào)射頻輸入端較多，且具有較多的聲表面波濾波器，從而導(dǎo)致移動(dòng)終端的信號(hào)收發(fā)器(即射頻前端收發(fā)器)的生產(chǎn)成本較高，喪失了移動(dòng)終端的價(jià)格競爭優(yōu)勢(shì)，并且大大增加了移動(dòng)終端整體芯片的面積，移動(dòng)終端芯片面積較大，進(jìn)而嚴(yán)重影響了移動(dòng)終端的市場應(yīng)用前景。因此，目前迫切需要開發(fā)出一種技術(shù)，其可以在保證移動(dòng)終端性能的前提下，有效降低移動(dòng)終端射頻前端收發(fā)器的生產(chǎn)成本以及減少收發(fā)器芯片的面積，進(jìn)而降低移動(dòng)終端整體芯片的面積和生產(chǎn)成本，提高移動(dòng)終端的價(jià)格競爭力，擴(kuò)大移動(dòng)終端的市場應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供ー種適用于多種移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)終端及其具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端，該移動(dòng)終端通過在射頻前端收發(fā)器中集成設(shè)置射頻跟蹤濾波器，可以不需要在射頻前端收發(fā)器內(nèi)接收機(jī)的輸入端設(shè)置多個(gè)聲表面濾波器數(shù)量，同時(shí)減少射頻前端收發(fā)器內(nèi)接收機(jī)的輸入端數(shù)量，因此可以顯著降低移動(dòng)終端的生產(chǎn)成本以及減小移動(dòng)終端整體芯片的面積，并且可以提高射頻前端收發(fā)器內(nèi)發(fā)射機(jī)所輸出 信號(hào)的強(qiáng)度，提升移動(dòng)終端的整體性能和市場競爭力，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。為此，本發(fā)明提供了一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，包括有ー個(gè)基帶處理器、一個(gè)射頻前端收發(fā)器、兩個(gè)發(fā)射端功率放大器以及ー個(gè)射頻開關(guān)；
所述射頻開關(guān)與一個(gè)天線相連接；
所述射頻前端收發(fā)器分別與基帶處理器、ー個(gè)天線相連接，用于通過天線接收多個(gè)波段的外部信號(hào)，并根據(jù)外部信號(hào)接收頻段的不同，對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行選擇，然后將所選擇的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)射端功率放大器；
每個(gè)發(fā)射端功率放大器與射頻前端收發(fā)器相連接，用于對(duì)所接收到的信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后通過所述射頻開關(guān)傳送給天線，由天線進(jìn)行信號(hào)發(fā)射。其中，所述射頻前端收發(fā)器RFIC包括有一個(gè)接收機(jī)、一個(gè)頻率合成器和一個(gè)發(fā)射機(jī)，所述接收機(jī)的前端設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)射頻跟蹤濾波器。其中，所述接收機(jī)包括有兩個(gè)低噪聲放大器LNA,所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的一端分別與ー個(gè)信號(hào)輸入端RXIN相接；
所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的另一端分別與ー個(gè)可變増益放大器VGA相接，每個(gè)所述可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA分別接ー個(gè)射頻跟蹤濾波器和由兩個(gè)混頻器Mixer組成的一個(gè)混頻器組合，并且兩個(gè)所述可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA之間連接有一個(gè)功率探測(cè)器；
每個(gè)所述混頻器組合與一個(gè)可變増益中頻放大和低通濾波器PGA/LPF相接，每個(gè)可變増益中頻放大和低通濾波器分別與兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC相接，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC與基帶處理器相接。其中，所述頻率合成器包括有接收本振產(chǎn)生器，所述接收本振產(chǎn)生器分別接發(fā)射本振產(chǎn)生器、除法器、多模數(shù)分頻器MMD以及所述接收機(jī)中的兩個(gè)混頻器組合；
所述除法器依次接壓控振蕩器VC0、環(huán)路濾波器LF和一個(gè)鑒相器和電壓泵串接模塊PFD/CP，所述鑒相器和電壓泵串接模塊分別接ー個(gè)數(shù)控晶振和一個(gè)多模數(shù)分頻器，所述多模數(shù)分頻器分別接所述除法器和一個(gè)調(diào)制器DSM，所述壓控振蕩器VCO還與ー個(gè)自動(dòng)頻率控制器AFC相接。其中，所述發(fā)射機(jī)包括有四個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合包括有ー個(gè)混頻器和一個(gè)射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC，所述混頻器與射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC相接；
其中兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)低波段變壓器相接，且兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接；另外兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)高波段變壓器相接，且數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接。其中，與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC還通過ー個(gè)除法器與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接，與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC也通過ー個(gè)除法器與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接；
與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與發(fā)射本振產(chǎn)生器相接，并且與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器也與發(fā)射本振產(chǎn)生器相接。其中，所述射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的采樣頻率fs等于本振頻率fLO的二分之一。此外，本發(fā)明還提供了ー種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器，包括有一個(gè)接收機(jī)、一個(gè)頻率合成器和一個(gè)發(fā)射機(jī)，所述接收機(jī)的前端設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)射頻跟蹤濾波器。其中，所述接收機(jī)包括有兩個(gè)低噪聲放大器LNA,所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的一端分別與ー個(gè)信號(hào)輸入端RXIN相接；
所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的另一端分別與ー個(gè)可變増益放大器VGA相接，每個(gè)所述可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA分別接ー個(gè)射頻跟蹤濾波器和由兩個(gè)混頻器Mixer組成的一個(gè)混頻器組合，并且兩個(gè)所述可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA之間連接有一個(gè)功率探測(cè)器；
每個(gè)所述混頻器組合與一個(gè)可變増益中頻放大和低通濾波器PGA/LPF相接，每個(gè)可變増益中頻放大和低通濾波器分別與兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC相接，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC與基帶處理器相接； 所述頻率合成器包括有接收本振產(chǎn)生器，所述接收本振產(chǎn)生器分別接發(fā)射本振產(chǎn)生器、除法器、多模數(shù)分頻器MMD以及所述接收機(jī)中的兩個(gè)混頻器組合；
所述除法器依次接壓控振蕩器VC0、環(huán)路濾波器LF和電壓泵式鑒相器PFD/CP，所述電壓泵式鑒相器分別接ー個(gè)數(shù)控晶振和一個(gè)多模數(shù)分頻器，所述多模數(shù)分頻器分別接所述除法器和一個(gè)調(diào)制器DSM，所述壓控振蕩器VCO還與ー個(gè)自動(dòng)頻率控制器AFC相接；
所述發(fā)射機(jī)包括有四個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合包括有一個(gè)混頻器和一個(gè)射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC，所述混頻器與射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC相接；
其中兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)低波段變壓器相接，且兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接；另外兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)高波段變壓器相接，且數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接。其中，與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC還通過ー個(gè)除法器與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接，與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC也通過ー個(gè)除法器與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接；
與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與發(fā)射本振產(chǎn)生器相接，并且與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器也與發(fā)射本振產(chǎn)生器相接。其中，所述射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的采樣頻率fs等于本振頻率fLO的二分之一。
其中，所述射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC包括有D觸發(fā)器DFF，所述D觸發(fā)器DFF與兩個(gè)N型MOS開關(guān)管NMOSl和NM0S2的柵極G相接，所述NMOSl和NM0S2開關(guān)管的漏極D分別與所述混頻器相接，所述NMOSl和NM0S2開關(guān)管的源極S共同和ー個(gè)N型MOS開關(guān)管NM0S3的漏極D相接，所述開關(guān)管NM0S3的柵極G分別與ー個(gè)開關(guān)管NM0S4的柵極G、漏極D相接，所述開關(guān)管NM0S4和NM0S3的源極S接地，所述開關(guān)管NM0S4的漏極D依次接ー個(gè)直流偏
置控制信號(hào)Bias_ctrl、ー個(gè)供電電壓VDD。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種適用于多種移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)終端及其具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端，該移動(dòng)終端通過在射頻前端收發(fā)器中集成設(shè)置射頻跟蹤濾波器，由射頻跟蹤濾波器根據(jù)本終端信號(hào)接收頻段的不同來對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行選擇，從而可以不需要在射頻前端收發(fā)器內(nèi)接收機(jī)的輸入端設(shè)置多個(gè)聲表面濾波器數(shù)量，同時(shí)減少射頻前端收發(fā)器內(nèi)接收機(jī)的信號(hào)輸入端數(shù)量，因此可以顯著降低移動(dòng)終端的生產(chǎn)成本以及減小移動(dòng)終端整體芯片的面積，從而提升移動(dòng)終端的市場競爭力，因此具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。此外，本發(fā)明還通過對(duì)射頻前端收發(fā)器內(nèi)發(fā)射機(jī)中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采用頻率進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，進(jìn)ー步提高了射頻前端收發(fā)器內(nèi)發(fā)射機(jī)所輸出信號(hào)的強(qiáng)度，提升了移動(dòng)終端的整體性能。


圖I為現(xiàn)有第四代無線通信LTE的無線通信頻譜分配 圖2為現(xiàn)有ー種具有LTE/TD-SCDMA通信功能的移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)簡 圖3為現(xiàn)有具有LTE/TD-SCDMA通信功能的移動(dòng)終端的傳輸信號(hào)示意 圖4為本發(fā)明提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端的傳輸信號(hào)示意 圖5為本發(fā)明提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端中射頻前端收發(fā)器的結(jié)構(gòu)框 圖6為本發(fā)明提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端中射頻前端收發(fā)器內(nèi)射頻跟蹤濾波器的校正框 圖7為本發(fā)明提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端中射頻前端收發(fā)器中，具有的ー種IQ正交發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)框 圖8為現(xiàn)有傳統(tǒng)的線性發(fā)射機(jī)中對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行濾除諧波重復(fù)頻譜處理的示意圖； 圖9為現(xiàn)有傳統(tǒng)的線性發(fā)射機(jī)中數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC產(chǎn)生的采樣頻率fs的諧波重復(fù)頻譜
圖10為現(xiàn)有傳統(tǒng)的線性發(fā)射機(jī)中低通濾波器的傳遞函數(shù)示意 圖11為現(xiàn)有傳統(tǒng)的線性發(fā)射機(jī)中低通濾波器的輸出頻譜 圖12為現(xiàn)有傳統(tǒng)的線性發(fā)射機(jī)混頻后的頻譜圖；圖13為本發(fā)明提供的ー種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器中，線性發(fā)射機(jī)中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器與混頻器的連接示意 圖14本發(fā)明提供的ー種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)的頻譜圖一；
圖15本發(fā)明提供的ー種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)的頻譜圖ニ；
圖16為對(duì)于本發(fā)明提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端中，各移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的帶外噪聲指標(biāo)和射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的輸出動(dòng)態(tài)范圍、有效位數(shù)的示意 圖17為本發(fā)明提供的ー種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器中，線 性發(fā)射機(jī)中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器與混頻器的具體電路連接示意 圖18為本發(fā)明提供的ー種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器中，線性發(fā)射機(jī)中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的波形 圖19為本發(fā)明提供的ー種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器中，線性發(fā)射機(jī)中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的線性編碼整體電路圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。參見圖4，本發(fā)明提供了一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，可以覆蓋TD-LTE (分時(shí)長期演進(jìn))和TD-SCDMA (時(shí)分同步碼分多址)通信的所有頻道，對(duì)TD-LTE和TD-SCDMA信號(hào)進(jìn)行接收處理，其包括有一個(gè)基帶處理器BBIC 101、一個(gè)射頻前端收發(fā)器RFIC 102、兩個(gè)發(fā)射端功率放大器PA 103以及ー個(gè)射頻開關(guān)104，所述射頻開關(guān)104與一個(gè)天線105相連接，其中
基帶處理器BBIC 101，用于進(jìn)行移動(dòng)通信過程中的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)；
射頻前端收發(fā)器RFIC 102，分別與基帶處理器101、一個(gè)天線105相連接，用于通過天線接收多個(gè)波段的外部信號(hào)，并根據(jù)外部信號(hào)接收頻段的不同，對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行選擇，然后將所選擇的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)射端功率放大器103 ；
每個(gè)發(fā)射端功率放大器PA 103，與射頻前端收發(fā)器RFIC 102相連接，用于對(duì)所接收到的信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后通過所述射頻開關(guān)傳送給相連接的天線105，由天線105進(jìn)行信號(hào)發(fā)射。在本發(fā)明中，參見圖4，所述射頻開關(guān)104具體為單刀四擲(SP4T)開關(guān)。對(duì)于本發(fā)明，所述射頻前端收發(fā)器RFIC 102包括有一個(gè)接收機(jī)1021、一個(gè)頻率合成器1022和一個(gè)發(fā)射機(jī)1023三部分，其中，所述接收機(jī)1021用于實(shí)時(shí)接收外部天線所轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)；所述頻率合成器1022分別與接收機(jī)、發(fā)射機(jī)相接，用于產(chǎn)生本振信號(hào)，并將本振信號(hào)的頻率與發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)處的信號(hào)進(jìn)行頻率疊加合成處理；所述發(fā)射機(jī)1023，用于將信號(hào)通過射頻開關(guān)，最終發(fā)射出去。在本發(fā)明中，具體實(shí)現(xiàn)上，所述射頻前端收發(fā)器RFIC 102在接收機(jī)1021的前端設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)射頻跟蹤濾波器，所述射頻跟蹤濾波器是能夠?qū)σ苿?dòng)終端所需頻率的信號(hào)進(jìn)行預(yù)選的帶通濾波器，它是品質(zhì)參數(shù)Q增強(qiáng)型的濾波器，可以抑制外部的鏡像頻率，降低本振經(jīng)由天線的輻射。因此，本發(fā)明的射頻前端收發(fā)器102通過設(shè)置有該射頻跟蹤濾波器，可以根據(jù)外部信號(hào)接收頻段的不同，對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行選擇。例如，目前的無需通信頻譜中，對(duì)于34波段的TD-SCDMA信號(hào)，其頻段為201(Γ2025ΜΗΖ ;對(duì)于38波段的TD-LTE信號(hào)，其頻段為2570-2620 MHZ ;對(duì)于39波段的TD-LTE信號(hào)，其頻段為1880 1900ΜΗΖ ;對(duì)于39波段的TD-SCDMA信號(hào)，其頻段為190(Γ1920ΜΗΖ ;對(duì)于40波段的TD-SCDMA信號(hào)，其頻段為230(Γ2400ΜΗΖ。因此，鑒于不同波段的TD-LTE信號(hào)和TD-SCDMA信號(hào)具有不同的頻段，因此，本發(fā)明只需根據(jù)不同的頻段，而可以區(qū)分出不同波段、不同類型的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行選擇，避免了兩個(gè)波段信號(hào)之間的相互干擾。因此，如上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，通過在接收機(jī)1021的前端設(shè)置有射頻跟蹤濾波器，從而無需再設(shè)置用于減少兩個(gè)波段之間的互相干擾的多個(gè)聲表面濾波器(SAW filter)，參見圖4，同時(shí)相應(yīng)地還可以減少射頻前端收發(fā)器內(nèi)接收機(jī)的信號(hào)輸入端數(shù)量，因此可以顯著降低移動(dòng)終端的生產(chǎn)成本以及減小移動(dòng)終端整體芯片的面積，進(jìn)而提升移動(dòng)終端的市場競爭力。
一井參見圖5，對(duì)于本發(fā)明，提供了一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端具有的射頻前端收發(fā)器，本發(fā)明的射頻前端收發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)單端輸入、雙通路輸出以及單ー頻率合成器。具體實(shí)現(xiàn) 上，本發(fā)明射頻前端收發(fā)器RFIC 102包括有接收機(jī)1021、頻率合成器1022和發(fā)射機(jī)1023三部分，其中
對(duì)于接收機(jī)(Receiver ) 1021，其包括有兩個(gè)低噪聲放大器LNA，所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的一端分別與ー個(gè)信號(hào)輸入端RXIN相接，其中ー個(gè)信號(hào)輸入端RXIN直接連接天線105，另外ー個(gè)信號(hào)輸入端RXIN通過射頻開關(guān)104與天線105相接；所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的另一端分別與ー個(gè)可變増益放大器VGA相接，每個(gè)所述可變増益放大器VGA分別接ー個(gè)射頻跟蹤濾波器(Tracking Filter)和由兩個(gè)混頻器Mixer組成的ー個(gè)混頻器組合,并且兩個(gè)所述可變増益放大器VGA之間連接有一個(gè)功率探測(cè)器(Power Detector);每個(gè)所述混頻器組合與一個(gè)可變増益中頻放大和低通濾波器(PGA/LPF，即將中頻可編程増益放大器PGA和低通濾波器LPF串聯(lián)在一起)相接，每個(gè)可變?cè)鲆嬷蓄l放大和低通濾波器分別與兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC相接，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC與基帶處理器101相接。在本發(fā)明中，對(duì)于本發(fā)明提供的射頻前端收發(fā)器，其可以包括有兩路結(jié)構(gòu)完全相同的接收機(jī)1021，其上面標(biāo)有多祥化(Diversity)標(biāo)識(shí)，是專門為實(shí)現(xiàn)LTE的標(biāo)準(zhǔn)要求，利用多祥化、多信道來提高數(shù)據(jù)率和靈敏度。需要說明的是，對(duì)于接收機(jī)1021部分，其中的第一模塊為低噪聲放大器(LowNoise Amplifier,LNA),在保證本身低噪聲的同時(shí),通過其增益一致后端模塊的噪聲。其后的可變?cè)鲆娣糯笃髂K(Variable Gain Amplifier, VGA),用于控制低噪聲放大器的增益，來滿足接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍的要求，也就是根據(jù)使接收機(jī)可以根據(jù)輸入信號(hào)的大小來調(diào)節(jié)其增益的大小。跟蹤濾波器(Tracking Filter)用于根據(jù)接收頻道信息，調(diào)整濾波器中心頻率，濾除帶外干擾，保護(hù)之后的混頻器工作在它的線性度范圍。功率探測(cè)器(Power Detector)用于感知濾波后的信號(hào)功率大小，為基帶處理器提供信號(hào)功率信息來設(shè)置接收機(jī)?；祛l器Mixer用于把本振發(fā)生器的頻率信號(hào)與接收頻率混頻，把接收到的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)化為低頻信號(hào)，中頻可編程增益放大器(Programmable Gain Amplifier, PGA),進(jìn)ー步把小信號(hào)放大到模數(shù)轉(zhuǎn)換器可處理的幅度，同時(shí)控制増益來適應(yīng)不同的輸入信號(hào)幅度。低通濾波器(LowPass Filter, LPF)進(jìn)ー步在中頻濾除帶外干擾信號(hào),確保信號(hào)處于數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Analog toDigital Converter, ADC)可處理的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC用于把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以提供給數(shù)字基帶處理器(Baseband，BB)處理。對(duì)于頻率合成器(Synthesizer) 1022，其包括有接收本振產(chǎn)生器(RX LO GEN)，所述接收本振產(chǎn)生器分別接發(fā)射本振產(chǎn)生器(TX LO GEN)、除法器、多模數(shù)分頻器MMD以及所述接收機(jī)1021中的兩個(gè)混頻器組合，所述多模數(shù)分頻器MMD分別接所述接收機(jī)1021中的四個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC;
此外，所述除法器依次接壓控振蕩器VC0、環(huán)路濾波器(LF)和一個(gè)鑒相器和電壓泵串接模塊(PFD/CP，即將電壓泵CP和鑒相器PFD串聯(lián)在一起的模塊)，所述鑒相器和電壓泵串接模塊分別接ー個(gè)數(shù)控晶振和一個(gè)多模數(shù)分頻器(/N)，所述多模數(shù)分頻器分別接所述除法器和一個(gè)調(diào)制器DSM ;所述壓控振蕩器VCO還與ー個(gè)自動(dòng)頻率控制器AFC相接。需要說明的是，對(duì)于頻率合成器(Synthesizer) 1022,其中的數(shù)控晶振(DigitalControlled Crystal Oscillator, DCX0,即為數(shù)字控制晶振)利用較為精確片外晶振，與片內(nèi)振蕩電路結(jié)合產(chǎn)生精確的26MHz頻率信號(hào)作為頻率合成器的參考源，壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator, VC0)產(chǎn)生的頻率信號(hào)經(jīng)過模擬除法器除2后，再經(jīng)過多模數(shù)分頻器(Multi-Modules Divider, MMD)形成了 26MHz頻率信號(hào)，通過鑒相器(PhaseFrequency Detector, PFD)與數(shù)控晶振產(chǎn)生的參考源比較,它們的頻率和相位的不同之處通過電壓泵(Charge Pump, CP)轉(zhuǎn)化為電壓,來反饋調(diào)整壓控振蕩器VCO的電壓,從而輸出穩(wěn)定精確的頻率信號(hào)。此外，為抑制多模數(shù)分頻器MMD引入的雜擾，在電壓泵CP和壓控振蕩器VCO之間加環(huán)路濾波器(Loop Filter, LF)以及自動(dòng)頻率控制(Automatic FrequencyControl, AFC),實(shí)現(xiàn)對(duì)壓控振蕩器VCO在鎖定之前的頻率進(jìn)行粗調(diào)。調(diào)制器(Delta-SigmaModulator, DSM)用于通過調(diào)整多模數(shù)分頻器MMD的分頻倍數(shù)，引入調(diào)制信號(hào)。為GSM的調(diào)制方式(即GMSK)的頻率合成器直接調(diào)制模式使用。對(duì)于所述發(fā)射機(jī)1023，其包括有四個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合包括有一個(gè)混頻器和一個(gè)射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC，所述混頻器與射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC相接(如圖5、圖9所示)，其中，兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)低波段變壓器100 (低頻的波段為B34和39)相接，且兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器1022中的發(fā)射本振產(chǎn)生器(TX LO GEN)相接；另外兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)高波段變壓器200 (高頻的波段為B38和B40)相接，且數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器1022中的發(fā)射本振產(chǎn)生器(TX LO GEN)相接。參見圖5，所述低波段變壓器200與一個(gè)低頻信號(hào)輸出端TX_LB相接，所述高波段變壓器200分別與ー個(gè)高頻信號(hào)輸出端TX_HB相接，所述低頻信號(hào)輸出端TX_LB和高頻信號(hào)輸出端TX_HB分別與ー個(gè)發(fā)射端功率放大器PA 103相接。此外，所述低波段變壓器100相連接的ー個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合和所述高波段變壓器相連接的一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合兩者通過ー個(gè)第一信道I與所述基帶處理器101相接，所述低波段變壓器相連接的另外ー個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合和所述高波段變壓器相連接的另外ー個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合兩者通過ー個(gè)第二信道Q與所述基帶處理器101相接。需要說明的是，對(duì)于發(fā)射機(jī)1023，其按照輸出頻率分為高波段(TX_HB)和低波段(TX_LB),分別從高頻信號(hào)輸出端TX_HB和低頻信號(hào)輸出端TX_LB進(jìn)行信號(hào)輸出，高波段覆蓋頻率波段從1880MHz到2025MHz，低波段覆蓋頻率波段從2300MHz到2620MHz，為取得最佳峰值相應(yīng)，分別有相應(yīng)的高波段變壓器200和低波段變壓器100。高波段的正交I輸出和Q輸出在高波段變壓器200處相加，取消鏡像信號(hào)，由于是差分設(shè)計(jì)，本振泄漏也在此處取消。低波段的正交I輸出和Q輸出在低波段變壓器處相加，取消鏡像信號(hào)，由于是差分設(shè)計(jì)，本振泄漏也在此處取消。低波段的本振正交I和Q輸入信號(hào)頻率為1880MHz到2025MHz，高波段的本振正交I和Q輸入信號(hào)頻率為23000MHz到2620MHz，高波段和低波段部分分別接受由基帶處理器BBIC而來的正交輸入信號(hào)TXI和TXQ。RFDAC為射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器，后面有詳細(xì)描述。需要說明的是，對(duì)于本發(fā)明提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端具有的射頻前端收發(fā)器，其具有以下技術(shù)效果 I、具有單端信號(hào)輸入且能夠接受多頻段信號(hào)的功能。對(duì)于本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由于沒有前端的聲表面濾波器，低噪聲放大器LNA的前端跨導(dǎo)級(jí)(Gm)不僅能夠放大微弱信號(hào)，同時(shí)在面對(duì)功率高達(dá)OdBm的帶外干擾信號(hào)(Blocker)時(shí)，不能失真。為此，本發(fā)明可以采取AB類和A類復(fù)合型跨導(dǎo)級(jí)，當(dāng)帶外干擾信號(hào)來臨是，由AB類提供更多的電流來保證不失真，而由A類跨導(dǎo)級(jí)來保證小信號(hào)線性度和靈敏度?？勺?cè)鲆娣糯笃鱒GA用來保證接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。本發(fā)明的射頻跟蹤濾波器位于低噪聲放大器LNA的輸出端，由輸出電感，電容庫和負(fù)跨導(dǎo)三部分組成，1880 2620MHz目標(biāo)頻段比較有利于較高Q值片內(nèi)電感的實(shí)現(xiàn)，頻率不是很高而且電感值不用太大以至于需要很大的芯片面積，電容庫用來調(diào)整目標(biāo)頻段，負(fù)跨導(dǎo)可以把整體Q值提高到20以上。同時(shí)結(jié)合占空比25%本地振蕩器信號(hào)，被動(dòng)混頻器和之后的中頻濾波，整體達(dá)到20dBc的20MHz帶外信號(hào)抑制能力，能夠達(dá)到系統(tǒng)指標(biāo)要求。圖6為射頻跟蹤濾波器校正的框圖，參見圖6，對(duì)于接收機(jī)(Receiver )1021中的射頻跟蹤濾波器，其中的前端模塊(具體為低噪聲放大器LNA)通過增加負(fù)跨導(dǎo)值編程為振蕩器，振蕩器頻率與頻率合成器的信號(hào)混頻后，再輸出基帶中頻信號(hào)，由基帶電路來檢測(cè)頻率，然后通過調(diào)整前端的電容庫來設(shè)定射頻跟蹤濾波器，設(shè)定后通過減小負(fù)跨導(dǎo)使前端器件尚開震蕩狀態(tài)，進(jìn)入放大狀態(tài)。此時(shí)射頻跟蹤濾波器Q值最尚。對(duì)于射頻跟蹤濾波器，整個(gè)校正過程是首先把LNA輸入端從天線斷開，通過增加負(fù)跨導(dǎo)把濾波器編程為振蕩器，然后把本地振蕩器編程為期望頻段的中心頻率，并通過混頻器的中頻輸出端DC直流偏置檢測(cè)到振蕩器的起振，通過減小負(fù)跨導(dǎo)值，直到前端振蕩消失，記錄負(fù)跨導(dǎo)值設(shè)置，以及增加ー個(gè)固定的負(fù)跨導(dǎo)值設(shè)置余量來保證前端放大濾波穩(wěn)定。此時(shí)Q值最佳。2、只需要使用一個(gè)頻率合成器。對(duì)于本發(fā)明，因?yàn)門D-LTE和TD-SCDMA都是時(shí)分雙エ(TDD)的系統(tǒng)，因此接收和發(fā)射可以分時(shí)(不同吋)進(jìn)行，所以射頻前端收發(fā)器中的接收器和發(fā)射器可以使用同一頻率合成器，因此，與現(xiàn)有雙頻率合成器系統(tǒng)的射頻前端收發(fā)器相比較，本發(fā)明提供的射頻前端收發(fā)器可以大大減少系統(tǒng)的復(fù)雜程度，同時(shí)由于減少芯片面積和降低收發(fā)器芯片的生產(chǎn)成本。3、本發(fā)明的發(fā)射器可以實(shí)現(xiàn)雙通路輸出。參見圖4所示，為了提高本發(fā)明的射頻前端收發(fā)器中發(fā)射機(jī)的輸出頻譜純凈度、效率和線性度，本發(fā)明的發(fā)射機(jī)的信號(hào)分為獨(dú)立高頻和低頻兩路輸出，高頻的波段為B38和B40，低頻的波段為B34和39。同樣道理，對(duì)于本發(fā)明，射頻前端收發(fā)器芯片內(nèi)的RFDAC和變壓及單雙端轉(zhuǎn)換器也分為獨(dú)立高頻和低頻通路，以便單獨(dú)優(yōu)化。參見圖7，具體實(shí)現(xiàn)上，本發(fā)明的射頻前端收發(fā)器中的發(fā)射機(jī)還可以如圖7所示的結(jié)構(gòu)，與圖5所示發(fā)射機(jī)1023相比較，所述發(fā)射機(jī)為IQ正交的線性發(fā)射機(jī)，同樣包括有四個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合，與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC還通過ー個(gè)除法器與所述頻率合成器1022中的發(fā)射本振產(chǎn)生器(TX LO GEN)相接，同樣，與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC也通過ー個(gè)除法器與所述頻率合成器1022中的發(fā)射本振產(chǎn)生器(TX LO GEN)相接。此外，與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器通過ー個(gè)通路與發(fā)射本振產(chǎn)生器(TXLO GEN)相接，并且，與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器也通過ー個(gè)通路與發(fā)射本振產(chǎn)生器(TX LO GEN)相接。 具體實(shí)現(xiàn)上，參見圖7，本發(fā)明根據(jù)TD-SCDMA和TD-LTE的射頻頻譜范圍，射頻前端收發(fā)器分為高頻和低頻兩路，高頻覆蓋2300-2620MHZ波段，低頻覆蓋1880_2025ΜΗζ波段。低頻部分和高頻部分又各包括I通道和Q通道，I通道接受由基帶部分傳輸?shù)腎信號(hào)ΤΧΙ，以及由頻率合成器(Freq Synthesizer)和本振產(chǎn)生器(L0 Gen)產(chǎn)生的I本振信號(hào)(L0_LB_I和L0_HB_I)，高頻部分產(chǎn)生差分輸出信號(hào)RF_HB_I_P和RF_HB_I_N，以及低頻部分產(chǎn)生差分輸出信號(hào) RF_LB_I_P 和 RF_LB_I_N。Q通道接受由基帶部分傳輸?shù)腡XQ信號(hào)TXQ，以及由頻率合成器(Synthesizer)和本振產(chǎn)生器(L0 Gen)產(chǎn)生的Q本振信號(hào)(L0_LB_Q和L0_HB_Q)，高頻部分產(chǎn)生差分輸出信號(hào)RF_HB_Q_P和RF_HB_Q_N，以及低頻部分產(chǎn)生差分輸出信號(hào)RF_LB_Q_P和RF_LB_Q_N。對(duì)于圖7所示發(fā)射機(jī)，高頻部分和低頻部分的I和Q通道的信號(hào)在輸出段的變壓器(低波段變壓器和高波段變壓器)相加，濾去本振信號(hào)和由混頻產(chǎn)生的鏡像信號(hào)。由變壓器輸出單極信號(hào)TX_HB和TX_LB。本振發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過除法器后的分頻信號(hào)的L0_HB/2和L0_LB/2發(fā)表作為兩個(gè)頻段RF-DAC的采樣頻率。需要說明的是，鑒于在發(fā)射機(jī)中，具有的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC會(huì)產(chǎn)生量化噪聲和采樣頻率fs的諧波重復(fù)頻譜(2fs和3fs頻率的頻譜)，之前的解決辦法是通過在射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的后面増加一個(gè)低通濾波器LPF來濾除諧波重復(fù)頻譜。圖8為現(xiàn)有傳統(tǒng)的線性發(fā)射機(jī)中對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行濾除諧波重復(fù)頻譜處理的示意圖。參見圖9至圖12所示，現(xiàn)有濾除射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC諧波重復(fù)頻譜的結(jié)構(gòu)圖及波形圖。由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC會(huì)產(chǎn)生量化噪聲和采樣頻率fs的諧波重復(fù)頻譜，如2 fs、3fs等等，如圖9，所以必須在DAC后面加低通濾波器來濾除諧波重復(fù)頻譜，此時(shí)低通濾波器又稱為重建(reconstruction)濾波器。濾波器傳遞函數(shù)參見圖10，首先需要低通濾波器濾去由數(shù)模轉(zhuǎn)換器采樣信號(hào)頻率的諧波帶來的高頻重復(fù)頻譜，圖11為低通濾波器的輸出頻譜圖，然后經(jīng)過電流混頻器把信號(hào)調(diào)制到載波頻率，圖12為混頻后的頻譜圖，經(jīng)過電壓模式的功放驅(qū)動(dòng)器后，把差分信號(hào)轉(zhuǎn)為單端信號(hào)輸出。對(duì)于現(xiàn)有的濾除數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC諧波重復(fù)頻譜的結(jié)構(gòu)，由于前端的電流式DAC的輸出為電流信號(hào)，后端的電流式混頻器輸入也是電流信號(hào)，而高階的低通濾波器通常為電壓域，所以需要電壓轉(zhuǎn)換電流(V to I)接ロ模塊和電流轉(zhuǎn)換電壓(I to V)接ロ模塊來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，濾波后又由混頻器把信號(hào)轉(zhuǎn)換到高頻本振頻率fLO，然后經(jīng)功放驅(qū)動(dòng)器(PAD)放大輸出。因此，現(xiàn)有的方案由于需要低通濾波器LPF，由于是低頻，所以占用的芯片面積大，而且由于LPF、兩個(gè)接ロ模塊都會(huì)引入熱噪聲和Ι/f噪聲，需要較大的功耗來滿足芯片的噪聲性能。此外，由于經(jīng)過幾次的電壓電流的轉(zhuǎn)換，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流輸入，轉(zhuǎn)為低通濾波器電壓輸入，然后再轉(zhuǎn)為混頻器的電流輸入，最后再轉(zhuǎn)為功放驅(qū)動(dòng)器的電流輸入，幾次轉(zhuǎn)換不利于系統(tǒng)線性度和功耗。為了解決上述現(xiàn)有濾除射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的諧波重復(fù)頻譜問題，本發(fā)明可以不再引入低通濾波器LPF，參見圖13至圖15以及圖5、圖7，而是直接使用本振頻率fLO的二分之一頻率來作為射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的采樣頻率fS，這樣兩倍頻的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC采樣頻率fs (即等于fLO)作為輸出信號(hào)，不須濾除，可以與發(fā)射機(jī)輸出信號(hào)直接疊加后輸出，增強(qiáng)了輸出信號(hào)功率，輸出頻譜圖如圖14所示。此外，對(duì)于三倍頻以上的重復(fù)頻譜，由于頻率很高，可以由輸出端的射頻變壓器的選擇性有效衰減而濾除，這樣系統(tǒng)不需要低通濾波器，也不需要電流電壓的轉(zhuǎn)換接ロ模塊，輸出頻譜圖如圖15所示。同時(shí)由于采用數(shù)字化単元設(shè)計(jì)，多単元的加權(quán)可以驅(qū)動(dòng)片外的功放，所以此系統(tǒng)不需要PAD模塊。因此，本發(fā)明通過對(duì)射頻前端收發(fā)器內(nèi)發(fā)射機(jī)中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，進(jìn)ー步提高了射頻前端收發(fā)器內(nèi)發(fā)射機(jī)所輸出信號(hào)的強(qiáng)度，提升了移動(dòng)終端的整體性能。
另外，在本發(fā)明中，參見圖16，為了解決射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的量化噪聲對(duì)系統(tǒng)帶外噪聲指標(biāo)的影響，射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的動(dòng)態(tài)范圍和有效位數(shù)(ENOB)要根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)的噪聲要求來確定。
IQLog(BW)- (dBc/Hz' -1.74ENOB--^——じ---；
6.02
其中，BW為無線標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)帶寬，dBc/Hz為該標(biāo)準(zhǔn)的帶外噪聲指標(biāo)要求。表I列出了各移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的帶外噪聲指標(biāo)及的動(dòng)態(tài)范圍和有效位數(shù)(ENOB )。需要說明的是，對(duì)于TD-LTE和TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)而言，ENOB為14，將可以滿足指標(biāo)要求，根據(jù)現(xiàn)有技木，14位的DAC是可行的，采用5位線性編碼，5位ニ進(jìn)制編碼結(jié)合高度過采樣，可以取得整體有效位數(shù)為14的精度，來滿足量化噪聲帶來的帶外噪聲影響性能指標(biāo)。基于圖13所示具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器中發(fā)射機(jī)的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器與混頻器的連接原理，具體實(shí)現(xiàn)上，參見圖17，圖17為本發(fā)明提供的ー種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器中，線性發(fā)射機(jī)中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器與混頻器Mixer的具體電路連接示意圖。如圖17所示，圖17的上部為由差分本振信號(hào)(Lon和Lop信號(hào))驅(qū)動(dòng)的混頻器，下部為采樣頻率是ClockIN (等于fLO/2)的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC，全部為電流模式，沒有轉(zhuǎn)換接ロ電路和低通濾波器模塊。參見圖17，所述射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC包括有D觸發(fā)器DFF，所述D觸發(fā)器DFF與兩個(gè)N型MOS開關(guān)管NMOSl和NM0S2的柵極G相接，所述NMOSl和NM0S2開關(guān)管的漏極D分別與所述混頻器相接，所述NMOSl和NM0S2開關(guān)管的源極S共同和ー個(gè)N型MOS開關(guān)管NM0S3的漏極D相接，所述開關(guān)管NM0S3的柵極G分別與ー個(gè)開關(guān)管NM0S4的柵極G、漏極D相接，所述開關(guān)管NM0S4和NM0S3的源極S接地，所述開關(guān)管NM0S4的漏極D依次接ー個(gè)直流偏置控制信號(hào)Bias_ctrl、ー個(gè)供電電壓Vdd (I. 2V或2. 5V)。需要說明的是，Bias_ctrl是直流偏置控制信號(hào)，這個(gè)控制信號(hào)由基帶處理器BBIC提供，基帶處理器根據(jù)制程，電壓和溫度狀況來調(diào)整直流偏置的大小，以保證信號(hào)的線性度，噪聲性能和最低功耗。
ー并參見圖18，圖18為RFDAC單元波形圖，由基帶處理器(BBIC)部分傳輸過來的信號(hào)DataIN的時(shí)鐘為ClockBB，這個(gè)時(shí)鐘必須與RFDAC采樣頻率(即采樣頻率fs)時(shí)鐘ClockIN相位同步，RFDAC在ClockIN的上升沿鎖定數(shù)據(jù)，在Clock的下降沿輸出差分?jǐn)?shù)據(jù)DataO_Q 和 DataO_Qb 到 RFDAC 電流單元。參見圖19，圖19為本發(fā)明提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端中射頻前端收發(fā)器中，線性發(fā)射機(jī)中數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的線性編碼整體電路圖。對(duì)于數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC，首先對(duì)基帶處理器(BBIC)部分傳輸過來的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行行列編碼，比如5位線性編碼，一共為32(即2的五次方)個(gè)單元，根據(jù)匹配的要求，設(shè)計(jì)為4行8列，每個(gè)單元都有各自的不一樣的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)連接線，所有數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC單元的采樣時(shí)鐘ClockIN都連到一起，所有單元的本振信號(hào)LOn和LOp都連到一起，所有單元的輸出都合并加權(quán)生成整體的差分輸出信 號(hào)OUTp和OUTn。因此,發(fā)射機(jī)的增益可以完全由基帶(baseband)部分來數(shù)字化控制。因此，對(duì)于本發(fā)明提供的射頻前端收發(fā)器內(nèi)的發(fā)射機(jī)，其不需要低通濾波器，可以減小芯片面積，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，基帶信號(hào)的采樣鏡像可以作為發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)，增加了輸出的信號(hào)強(qiáng)度，提高了效率降低了功耗。此外，系統(tǒng)簡化，提高了多標(biāo)準(zhǔn)，多波段收發(fā)機(jī)的可行性，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(jì)以及増益控制更加精確。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的適用于多種移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)終端及其具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端，該移動(dòng)終端通過在射頻前端收發(fā)器中集成設(shè)置射頻跟蹤濾波器，由射頻跟蹤濾波器根據(jù)本終端信號(hào)接收頻段的不同來對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行選擇，從而可以不需要在射頻前端收發(fā)器內(nèi)接收機(jī)的輸入端設(shè)置多個(gè)聲表面濾波器數(shù)量，同時(shí)減少射頻前端收發(fā)器內(nèi)接收機(jī)的信號(hào)輸入端數(shù)量，因此可以顯著降低移動(dòng)終端的生產(chǎn)成本以及減小移動(dòng)終端整體芯片的面積，從而提升移動(dòng)終端的市場競爭力，因此具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。此外，本發(fā)明還通過對(duì)射頻前端收發(fā)器內(nèi)發(fā)射機(jī)中射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采用頻率進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，進(jìn)ー步提高了射頻前端收發(fā)器內(nèi)發(fā)射機(jī)所輸出信號(hào)的強(qiáng)度，提升了移動(dòng)終端的整體性能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，其特征在于，包括有一個(gè)基帶處理器、一個(gè)射頻前端收發(fā)器、兩個(gè)發(fā)射端功率放大器以及一個(gè)射頻開關(guān)； 所述射頻開關(guān)與一個(gè)天線相連接； 所述射頻前端收發(fā)器分別與基帶處理器、一個(gè)天線相連接，用于通過天線接收多個(gè)波段的外部信號(hào)，并根據(jù)外部信號(hào)接收頻段的不同，對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行選擇，然后將所選擇的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)射端功率放大器； 每個(gè)發(fā)射端功率放大器與射頻前端收發(fā)器相連接，用于對(duì)所接收到的信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后通過所述射頻開關(guān)傳送給天線，由天線進(jìn)行信號(hào)發(fā)射。
2.如權(quán)利要求I所述的多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，其特征在于，所述射頻前端收發(fā)器RFIC包括有一個(gè)接收機(jī)、一個(gè)頻率合成器和一個(gè)發(fā)射機(jī)，所述接收機(jī)的前端設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)射頻跟蹤濾波器。
3.如權(quán)利要求2所述的多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，其特征在于，所述接收機(jī)包括有兩個(gè)低噪聲放大器LNA,所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的一端分別與一個(gè)信號(hào)輸入端RXIN相接； 所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的另一端分別與一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA相接，每個(gè)所述可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA分別接一個(gè)射頻跟蹤濾波器和由兩個(gè)混頻器Mixer組成的一個(gè)混頻器組合，并且兩個(gè)所述可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA之間連接有一個(gè)功率探測(cè)器； 每個(gè)所述混頻器組合與一個(gè)可變?cè)鲆嬷蓄l放大和低通濾波器PGA/LPF相接，每個(gè)可變?cè)鲆嬷蓄l放大和低通濾波器分別與兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC相接，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC與基帶處理器相接。
4.如權(quán)利要求3所述的多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，其特征在于，所述頻率合成器包括有接收本振產(chǎn)生器，所述接收本振產(chǎn)生器分別接發(fā)射本振產(chǎn)生器、除法器、多模數(shù)分頻器MMD以及所述接收機(jī)中的兩個(gè)混頻器組合； 所述除法器依次接壓控振蕩器VCO、環(huán)路濾波器LF和一個(gè)鑒相器和電壓泵串接模塊PFD/CP，所述鑒相器和電壓泵串接模塊分別接一個(gè)數(shù)控晶振和一個(gè)多模數(shù)分頻器，所述多模數(shù)分頻器分別接所述除法器和一個(gè)調(diào)制器DSM，所述壓控振蕩器VCO還與一個(gè)自動(dòng)頻率控制器AFC相接。
5.如權(quán)利要求4所述的多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)包括有四個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合包括有一個(gè)混頻器和一個(gè)射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC，所述混頻器與射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC相接； 其中兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)低波段變壓器相接，且兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接；另外兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)高波段變壓器相接，且數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接。
6.如權(quán)利要求5所述的多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，其特征在于，與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC還通過一個(gè)除法器與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接，與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC也通過一個(gè)除法器與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接； 與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與發(fā)射本振產(chǎn)生器相接，并且與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器也與發(fā)射本振產(chǎn)生器相接。
7.如權(quán)利要求5或6所述的多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，其特征在于，所述射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的采樣頻率fs等于本振頻率fLO的二分之一。
8.一種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器，其特征在于，包括有一個(gè)接收機(jī)、一個(gè)頻率合成器和一個(gè)發(fā)射機(jī)，所述接收機(jī)的前端設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)射頻跟蹤濾波器。
9.如權(quán)利要求8所述的射頻前端收發(fā)器，其特征在于，所述接收機(jī)包括有兩個(gè)低噪聲放大器LNA,所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的一端分別與一個(gè)信號(hào)輸入端RXIN相接； 所述兩個(gè)低噪聲放大器LNA的另一端分別與一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA相接，每個(gè)所述可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA分別接一個(gè)射頻跟蹤濾波器和由兩個(gè)混頻器Mixer組成的一個(gè)混頻器組合，并且兩個(gè)所述可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA之間連接有一個(gè)功率探測(cè)器； 每個(gè)所述混頻器組合與一個(gè)可變?cè)鲆嬷蓄l放大和低通濾波器PGA/LPF相接，每個(gè)可變?cè)鲆嬷蓄l放大和低通濾波器分別與兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC相接，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC與基帶處理器相接； 所述頻率合成器包括有接收本振產(chǎn)生器，所述接收本振產(chǎn)生器分別接發(fā)射本振產(chǎn)生器、除法器、多模數(shù)分頻器MMD以及所述接收機(jī)中的兩個(gè)混頻器組合； 所述除法器依次接壓控振蕩器VC0、環(huán)路濾波器LF和電壓泵式鑒相器PFD/CP，所述電壓泵式鑒相器分別接一個(gè)數(shù)控晶振和一個(gè)多模數(shù)分頻器，所述多模數(shù)分頻器分別接所述除法器和一個(gè)調(diào)制器DSM，所述壓控振蕩器VCO還與一個(gè)自動(dòng)頻率控制器AFC相接； 所述發(fā)射機(jī)包括有四個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合，每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合包括有一個(gè)混頻器和一個(gè)射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC，所述混頻器與射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC相接； 其中兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)低波段變壓器相接，且兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接；另外兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與同一個(gè)高波段變壓器相接，且數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接。
10.如權(quán)利要求9所述的射頻前端收發(fā)器，其特征在于，與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC還通過一個(gè)除法器與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接，與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC也通過一個(gè)除法器與所述頻率合成器中的發(fā)射本振產(chǎn)生器相接； 與低波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器與發(fā)射本振產(chǎn)生器相接，并且與高波段變壓器相接的兩個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組合中的混頻器也與發(fā)射本振產(chǎn)生器相接。
11.如權(quán)利要求9或10所述的射頻前端收發(fā)器，其特征在于，所述射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC的采樣頻率fs等于本振頻率fLO的二分之一。
12.如權(quán)利要求9或10所述的射頻前端收發(fā)器，其特征在于，所述射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器RFDAC包括有D觸發(fā)器DFF，所述D觸發(fā)器DFF與兩個(gè)N型MOS開關(guān)管NMOSl和NM0S2的柵極G相接，所述NMOSl和NM0S2開關(guān)管的漏極D分別與所述混頻器相接，所述NMOSl和NM0S2開關(guān)管的源極S共同和一個(gè)N型MOS開關(guān)管NM0S3的漏極D相接，所述開關(guān)管NM0S3的柵極G分別與一個(gè)開關(guān)管NM0S4的柵極G、漏極D相接，所述開關(guān)管NM0S4和NM0S3的源極S接地，所述開關(guān)管NM0S4的漏極D依次接一個(gè)直流偏置控制信號(hào)Bias_ctrl、一個(gè)供電電壓 Vddo
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)終端，包括有一個(gè)基帶處理器、一個(gè)射頻前端收發(fā)器、兩個(gè)發(fā)射端功率放大器以及一個(gè)射頻開關(guān)；所述射頻開關(guān)與一個(gè)天線相連接；所述射頻前端收發(fā)器分別與基帶處理器、一個(gè)天線相連接；每個(gè)發(fā)射端功率放大器與射頻前端收發(fā)器相連接。此外，本發(fā)明還公開了一種具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端收發(fā)器。本發(fā)明公開的一種移動(dòng)終端及其具有射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換式線性發(fā)射機(jī)的射頻前端，可以顯著降低移動(dòng)終端的生產(chǎn)成本以及減小移動(dòng)終端整體芯片的面積，并且可以提高射頻前端收發(fā)器內(nèi)發(fā)射機(jī)所輸出信號(hào)的強(qiáng)度，提升移動(dòng)終端的整體性能和市場競爭力，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
文檔編號(hào)H04B1/40GK102664653SQ20121015346
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者栗志偉 申請(qǐng)人:天津里外科技有限公司