用于噪聲抵消接收器的阻斷器濾波的制作方法
【專利說(shuō)明】用于噪聲抵消接收器的阻斷器濾波
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求享有2014年3月27日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.14/227,877的優(yōu)先權(quán)，其也要求2013年8月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/871,990的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容在此出于所有目的通過(guò)引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及集成電路(IC)設(shè)計(jì)，并且更特別地涉及噪聲抵消接收器的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0004]在射頻(RF)通信接收器的設(shè)計(jì)中，通常希望提供低噪聲前端以克服來(lái)自接收鏈的后續(xù)級(jí)的噪聲貢獻(xiàn)。某些接收器前端采用噪聲抵消體系結(jié)構(gòu)，其中由兩個(gè)信號(hào)路徑產(chǎn)生的信號(hào)電流加權(quán)并總和在一起以抵消接收到信號(hào)中的噪聲的帶外干擾。該體系結(jié)構(gòu)可以有利地減輕接收鏈中前端放大器和混頻器的設(shè)計(jì)需求。
[0005]在某些實(shí)施方式中，噪聲抵消體系結(jié)構(gòu)可以包括耦合至混頻器輸出端的電容器以旁路分流不希望的差模信號(hào)分量(例如由于本地振蕩器局部饋通或帶外阻斷器)以及共模信號(hào)分量(例如由于RF信號(hào)饋通或兩倍于本地振蕩器頻率的諧波分量)。然而，提供這些電容器可以不希望地降低接收鏈的跨導(dǎo)放大器(TIA)的輸入阻抗峰值頻率，以及存在帶外阻斷器時(shí)降低TIA的線性。此外，電容器可以不希望地耗費(fèi)大量片上面積。
[0006]因此，將希望提供技術(shù)以通過(guò)改進(jìn)帶外干擾信號(hào)抑制和接收器線性而改進(jìn)噪聲抵消接收器前端的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1示出了其中可以實(shí)施本公開的技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)無(wú)線通信裝置的設(shè)計(jì)的框圖。
[0008]圖2示出了噪聲抵消接收器前端的一種實(shí)施方式。
[0009]圖3示出了本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例，其中額外的混頻器還與混頻器并聯(lián)耦合以改進(jìn)接收器中的噪聲抵消和阻斷器濾波。
[0010]圖4示出了在正交下變頻轉(zhuǎn)換噪聲抵消接收器中包括反相耦合計(jì)數(shù)的備選示例性實(shí)施例。
[0011]圖5示出了在圖4中接收信號(hào)路徑中某些部分的單平衡混頻器實(shí)施方式的示例性實(shí)施例。
[0012]圖6示出了通過(guò)在第一信號(hào)路徑和第二信號(hào)路徑之間并入交叉耦合電容器的本公開基帶阻斷器濾波(BBBF)技術(shù)的示例性實(shí)施例。
[0013]圖7示出了在兩個(gè)(例如同相和正交)第一信號(hào)路徑和兩個(gè)(例如同相和正交)第二信號(hào)路徑之間并入交叉耦合電容器的接收器的示例性實(shí)施例。
[0014]圖8示出了根據(jù)本公開的阻斷器抑制計(jì)數(shù)的示意性濾波響應(yīng)。
[0015]圖9示出了用于驅(qū)動(dòng)具有多個(gè)相位的本地振蕩器的示例性方案。
[0016]圖10示出了根據(jù)本公開的方法的示例性實(shí)施例。
[0017]圖11和圖12進(jìn)一步示出了根據(jù)本公開的容納了同相和正交下變頻轉(zhuǎn)換路徑的噪聲抵消接收器的備選示例性實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下文中參照附圖更完整描述本公開的各個(gè)特征方面。然而本公開可以具體化為許多形式并且不應(yīng)構(gòu)造為限定于本公開全文中所展示的任何特定結(jié)構(gòu)或功能。相反，提供這些特征方面以使得本公開將是詳盡和完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳遞本公開的范圍?；谠诖说慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到本公開的范圍意在覆蓋在此所公開的本公開的任何特征方面，不論獨(dú)立于或者于本公開任何其他特征方面組合而實(shí)施。例如，可以使用在此所述任何數(shù)目的特征方面實(shí)施設(shè)備或者實(shí)現(xiàn)方法。此外，本公開的范圍意在覆蓋使用其他結(jié)構(gòu)、功能、或者除了在此所述本公開各個(gè)特征方面之外的結(jié)構(gòu)和功能而實(shí)現(xiàn)的該設(shè)備或方法。應(yīng)該理解的是可以由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)要素而具體化在此所公開的本公開的任何特征方面。
[0019]以下結(jié)合附圖描述的詳細(xì)說(shuō)明書意在作為本發(fā)明的示例性實(shí)施例的說(shuō)明并且并非意在僅表示其中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。該說(shuō)明書全文中使用的術(shù)語(yǔ)“示例性”意味著“用作示例、實(shí)例或說(shuō)明”，并且應(yīng)該不必構(gòu)造為在其他示例性實(shí)施例之上的優(yōu)選或有利的實(shí)施例。詳細(xì)說(shuō)明書為了提供對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的全面理解的目的而包括具體細(xì)節(jié)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，可以不采用這些具體細(xì)節(jié)而實(shí)施本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在一些情形中，廣泛已知的結(jié)構(gòu)和裝置以框圖形式示出以便于避免模糊在此所展示的示例性實(shí)施例的創(chuàng)新性。
[0020]圖1示出了其中可以實(shí)施本公開技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)無(wú)線通信裝置100的設(shè)計(jì)的框圖。圖1示出了示例性的收發(fā)器設(shè)計(jì)。通常，可以由放大器、濾波器、上變頻器、下變頻器等的一個(gè)或多個(gè)級(jí)而執(zhí)行對(duì)在發(fā)射器和接收器中信號(hào)的調(diào)節(jié)。這些電路組塊可以不同于圖1中所示配置而設(shè)置。此外，圖1中所示一些組塊可以在一些實(shí)施方式中缺省，而圖1中未示出的其他電路組塊也可以用于調(diào)節(jié)發(fā)射器和接收器中的信號(hào)。除非另外指出，圖1中或者附圖中任何其他圖中的任何信號(hào)可以是單端的或者差分的。圖1中一些電路組塊也可以省略。
[0021]在圖1中所示的設(shè)計(jì)中，無(wú)線裝置100包括收發(fā)器120和數(shù)據(jù)處理器110。數(shù)據(jù)處理器110可以包括存儲(chǔ)器(未示出)以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序代碼。收發(fā)器120包括支持雙向通信的發(fā)射器130和接收器150。通常，無(wú)線裝置100可以包括任意數(shù)目的發(fā)射器和/或接收器以用于任意數(shù)目的通信系統(tǒng)和頻帶。收發(fā)器120的全部或一部分可以實(shí)施在一個(gè)或多個(gè)模擬集成電路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信號(hào)IC等上。
[0022]發(fā)射器或接收器可以采用超外差(super-heterodyne)體系結(jié)構(gòu)或直接轉(zhuǎn)換體系結(jié)構(gòu)而實(shí)施。在超外差體系結(jié)構(gòu)中，在多個(gè)級(jí)中在射頻(RF)和基帶之間對(duì)信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換，例如在一個(gè)級(jí)中從RF至中間頻率(IF)，并且隨后在另一級(jí)中從IC至基帶以用于接收器。在直接轉(zhuǎn)換體系結(jié)構(gòu)中，在一個(gè)級(jí)中在RF和基帶之間對(duì)信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換。超外差和直接轉(zhuǎn)換體系結(jié)構(gòu)可以使用不同的電路組塊和/或具有不同需求。在圖1中所示的設(shè)計(jì)中，發(fā)射器130和接收器150采用直接轉(zhuǎn)換體系結(jié)構(gòu)而實(shí)施。
[0023]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)并且向發(fā)射器130提供I和Q模擬輸出信號(hào)。在所示的示例性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理器110包括用于將由數(shù)據(jù)處理器110所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為I和Q模擬輸出信號(hào)(例如I和Q輸出電流)以用于進(jìn)一步處理的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)IHa 和 114b。
[0024]在發(fā)射器130內(nèi)，低通濾波器132a和132b分別對(duì)I和Q模擬輸出信號(hào)濾波以移除由之前的數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換所引起的不希望的圖像。放大器(Amp)134a和134b分別放大來(lái)自低通濾波器132a和132b的信號(hào)，并且提供I和Q基帶信號(hào)。上變頻器140采用來(lái)自TX LO信號(hào)發(fā)生器190的I和Q發(fā)射(TX)本地振蕩器(LO)信號(hào)而對(duì)I和Q基帶信號(hào)上變頻，并且提供上變頻的信號(hào)。濾波器142對(duì)上變頻信號(hào)濾波以移除由頻率上變頻引起的不希望圖像以及在接收頻帶中的噪聲。功率放大器(PA)144放大來(lái)自濾波器142的信號(hào)以獲得所需的輸出功率等級(jí)并且提供發(fā)射RF信號(hào)。發(fā)射RF信號(hào)通過(guò)雙工器或開關(guān)146而路由并且經(jīng)由天線148而發(fā)射。
[0025]在接收路徑中，天線148接收由基站發(fā)射的信號(hào)并且提供所接收的RF信號(hào)，其通過(guò)雙工器或開關(guān)146而路由并且提供至低噪聲放大器(LNA)152。雙工器146被設(shè)計(jì)用于采用特定的RX至TX雙工器頻率間隔而操作，以使得RX信號(hào)與TX信號(hào)隔離(例如無(wú)需使用發(fā)射/接收開關(guān))。這使能頻分雙工(FDD)操作，而在146處具有發(fā)射/接收開關(guān)的實(shí)施例可以限制于時(shí)分雙工(TDD)操作。接收到的RF信號(hào)由LNA 152放大并且由濾波器154濾波以獲得所需的RF輸入信號(hào)。下變頻混頻器161a和161b將濾波器154的輸出于來(lái)自RX LO信號(hào)發(fā)生器180的I和Q接收(RX)LO信號(hào)(也即L0_I和L0_Q)混合以產(chǎn)生I和Q基帶信號(hào)。I和Q基帶信號(hào)由放大器162a和162b放大，并且進(jìn)一步由低通濾波器164a和164b濾波以獲得I和Q模擬輸入信號(hào)，其提供至數(shù)據(jù)處理器110。在所示的示例性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理器110包括用于將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以進(jìn)一步由數(shù)據(jù)處理器110處理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)116a和116b。
[0026]在圖1中，TX LO信號(hào)發(fā)生器190產(chǎn)生用于頻率上變頻的I和Q TX LO信號(hào)，而RX LO信號(hào)發(fā)生器180產(chǎn)生用于頻率下變頻的I和Q RX LO信號(hào)。每個(gè)LO信號(hào)是具有特定基頻的周期性信號(hào)。PLL 192從數(shù)據(jù)處理器110接收時(shí)序信號(hào)并且產(chǎn)生用于調(diào)整來(lái)自LO信號(hào)發(fā)生器190的TX LO信號(hào)的頻率和/或相位的控制信號(hào)。類似的，PLL 182從數(shù)據(jù)處理器110接收時(shí)序信息并且產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)來(lái)自LO信號(hào)發(fā)生器180的RX LO信號(hào)的頻率和/或相位的控制信號(hào)。
[0027]任選地，平衡-不平衡(balun)轉(zhuǎn)換器(圖1中未示出)可以提供在LNA 152與接收器150的混頻器161a、161b的輸出端之間。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可以將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，并且可以包括例如將來(lái)自初級(jí)繞組的信號(hào)互相耦合至次級(jí)繞組的變壓器。
[0028]在某些實(shí)施方式中，接收器150的某些前端元件可以由噪聲抵消接收器體系結(jié)構(gòu)替代以改進(jìn)噪聲性能。圖2示出了噪聲抵消接收器前端的實(shí)施方式200。注意到實(shí)施方式200僅為了示意說(shuō)明目的而示出，并且并非意味著限制本公開的范圍。噪聲抵消接收器前端的進(jìn)一步細(xì)節(jié)描述在2013年5月I日提交的、轉(zhuǎn)讓給本公開的受讓人的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/8