專利名稱:射頻前端和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明總地涉及無線通信,并且更具體地涉及射頻收發(fā)器。
背景技術(shù):
已知通信系統(tǒng)支持無線和/或有線連接的通信裝置間的無線和有線通信。這些通信系統(tǒng)的范圍從國家和/或國際蜂窩電話系統(tǒng)到因特網(wǎng)甚至到點對點家用無線網(wǎng)絡(luò)。 各種類型的通信系統(tǒng)可分別創(chuàng)建,并根據(jù)一種或多種通信標準運行。例如,無線通信系統(tǒng)可以根據(jù)一種或多種標準運行,這些標準包括但不限于IEEE802. 11、藍牙、高級移動電話服務(wù)(AMPS)、數(shù)字AMPS、移動通信全球系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、本地多點分布式系統(tǒng)(LMDS)、多信道多點分布式系統(tǒng)(MMDS)、射頻標識(RFID)、增強型分組無線通信業(yè)務(wù) (EDGE)、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)、WCDMA、長期演進(LTE)、微波存取全球互通(WiMAX)和 /或其變型。根據(jù)無線通信系統(tǒng)的類型,無線通信裝置(例如蜂窩電話、雙向無線電、個人數(shù)字助手(PDA)、個人電腦(PC)、手提電腦、家庭娛樂設(shè)備、RFID讀卡器、RFID標簽等)與其它無線通信裝置直接或間接通信。對于直接通信(又稱為點對點通信),參與的無線通信裝置將它們的接收器和發(fā)射器調(diào)諧到相同的頻道(例如無線通信系統(tǒng)的多個射頻載波中的一個或一些系統(tǒng)特定的射頻頻率)并通過這些頻道通信。對于間接無線通信,每個無線通信裝置與相關(guān)基站(例如用于蜂窩服務(wù))和/或通過分配的頻道與相關(guān)接入點(例如用于家庭內(nèi)或建筑物內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò))直接通信。為了完成無線通信裝置間的通信鏈接,相關(guān)基站和 /或相關(guān)接入點通過系統(tǒng)控制器、通過公共交換電話網(wǎng)、通過因特網(wǎng)和/或通過一些其他廣域網(wǎng)相互直接通信。對于每個參與無線通信的無線通信裝置,它包括內(nèi)置無線電收發(fā)器(即接收器和發(fā)射器)或與相關(guān)無線電收發(fā)器相連(例如用于家庭和/或建筑物內(nèi)無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站、RF調(diào)制解調(diào)器等)。已知接收器與天線相連并包括低噪聲放大器、一個或多個中頻級 (stage)、濾波級和數(shù)據(jù)恢復(fù)級。低噪聲放大器通過天線接收入站RF信號然后將其放大。一個或多個中頻級將放大的RF信號與一個或多個本地振蕩混合,從而將放大的RF信號轉(zhuǎn)換為基帶信號或中頻信號。濾波級濾波基帶信號或中頻信號以衰減不需要的帶外信號,從而生成濾波的信號。數(shù)據(jù)恢復(fù)級根據(jù)特定的無線通信標準恢復(fù)濾波的信號中的數(shù)據(jù)。已知發(fā)射器包括數(shù)據(jù)調(diào)制級、一個或多個中頻級以及功率放大器。數(shù)據(jù)調(diào)制級根據(jù)特定的無線通信標準將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基帶信號。一個或多個中頻級將基帶信號與一個或多個本地振蕩混合以產(chǎn)生RF信號。功率放大器放大RF信號,然后通過天線將其發(fā)射。為了實施無線電收發(fā)器,無線通信裝置包括多個集成電路和多個分立組件。圖1 示出了支持2G和3G蜂窩電話協(xié)議的無線通信裝置的一個例子。如圖所示,無線通信裝置包括基帶處理IC、電源管理IC、無線電收發(fā)器IC、發(fā)射/接收(T/R)開關(guān)、天線以及多個分立組件。分立組件包括表面聲波(SAW)濾波器、功率放大器、雙工器、電感器和電容器。這些分立組件增加了無線通信裝置的材料成本,但是它們并不是實現(xiàn)2G和3G協(xié)議的精確性能需求所必須的。隨著集成電路工藝技術(shù)的發(fā)展,無線通信裝置制造商希望無線收發(fā)器IC制造商根據(jù)IC制造工藝的進步更新它們的IC。例如,由于制造工藝過程的改變(例如使用更小的晶體管型號),針對更新的制造工藝過程重新設(shè)計無線收發(fā)器IC。由于大多數(shù)數(shù)字電路隨著IC制造工藝過程而縮小,IC數(shù)字部分的重新設(shè)計是一個相對簡單的過程。但是,由于大多數(shù)模擬電路(例如電感器、電容器等)不隨IC過程而縮小,模擬部分的重新設(shè)計不是一個簡單的任務(wù)。因此,無線收發(fā)器IC制造商投入了巨大努力來生產(chǎn)使用更新IC制造工藝過程的IC0
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種裝置和操作方法,并在以下
和具體實施方式
部分以及權(quán)利要求中給出進一步的描述。根據(jù)本發(fā)明的一方面,射頻前端包括天線調(diào)諧單元,所述天線調(diào)諧單元可操作地耦合到天線,并且用于基于天線調(diào)諧信號調(diào)諧所述天線的操作特性;雙工器,所述雙工器可操作地耦合到所述天線調(diào)諧單元,并且用于提供出站無線信號與入站無線信號之間的電氣分離(electrical isolation);平衡網(wǎng)絡(luò),所述平衡網(wǎng)絡(luò)可操作地耦合到所述雙工器,并且用于建立基本上匹配所述天線的阻抗的阻抗;以及處理模塊,所述處理模塊用于估計所述天線的所述阻抗,以產(chǎn)生估計天線阻抗;以及基于所述估計天線阻抗生成所述天線調(diào)諧信號。優(yōu)選地,所述射頻前端還包括所述處理模塊用于基于所述雙工器的電氣性能特性生成平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號;以及所述平衡網(wǎng)絡(luò)基于所述平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號建立所述阻抗,其中所述處理模塊在所述平衡網(wǎng)絡(luò)建立所述阻抗之后估計所述天線的所述阻抗。優(yōu)選地,所述天線調(diào)諧單元包括以下的至少一個可調(diào)諧電阻器-電容器-電感器網(wǎng)絡(luò);以及可調(diào)諧電容器-電感器網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地,所述射頻前端還包括查找表模塊,所述查找表模塊可操作地耦合來接收所述天線調(diào)諧信號;基于所述天線調(diào)諧信號訪問天線設(shè)定;以及提供所述天線設(shè)定到所述天線調(diào)諧單元,其中所述天線的所述操作特性包括帶寬、品質(zhì)因數(shù)、增益、中心頻率以及頻率響應(yīng)的至少一個。優(yōu)選地,所述射頻前端還包括功率放大器,所述功率放大器可操作地耦合來放大上變頻信號,以產(chǎn)生所述出站無線信號;以及低噪聲放大器,所述低噪聲放大器可操作地耦合來放大所述入站無線信號。
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優(yōu)選地,所述射頻前端還包括前端模塊,所述前端模塊包括所述天線調(diào)諧單元、所述雙工器,以及所述平衡網(wǎng)絡(luò);以及包括所述處理模塊的片上系統(tǒng)模塊。根據(jù)一個方面,一種射頻前端,包括雙工器,所述雙工器可操作地耦合到天線,其中所述雙工器用于提供出站無線信號與入站無線信號之間的電氣分離;低噪聲放大器(LNA),所述低噪聲放大器可操作地耦合來放大所述入站無線信號;LNA旁路電路,所述LNA旁路電路用于當所述射頻前端處于第一模式時將所述入站無線信號傳遞到所述LNA,并且當所述射頻前端處于第二模式時旁路所述LNA ;以及選通(gated)平衡網(wǎng)絡(luò),所述選通平衡網(wǎng)絡(luò)可操作地耦合到所述雙工器,其中所述選通平衡網(wǎng)絡(luò)用于當所述射頻前端處于第三模式時,建立基本上匹配所述天線的阻抗的阻抗;以及當所述射頻前端處于所述第一或第二模式之一時,建立相對于所述天線的所述阻抗較低的阻抗。優(yōu)選地,所述射頻前端還包括當所述入站無線信號依照時分雙工(TDD)協(xié)議時,所述第一模式對應(yīng)于所述射頻前端的接收模式;當所述出站無線信號依照TDD協(xié)議時,所述第二模式對應(yīng)于所述射頻前端的發(fā)射模式;當所述入站和出站無線信號依照頻分雙工(FDD)協(xié)議時,所述第三模式對應(yīng)于所述射頻前端的收發(fā)模式。優(yōu)選地,所述射頻前端還包括處理模塊,所述處理模塊用于基于所述雙工器的電氣性能特性生成平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號;并且所述平衡網(wǎng)絡(luò)基于所述平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號建立基本上匹配所述天線的所述阻抗的所述阻抗。優(yōu)選地,所述射頻前端還包括功率放大器,所述功率放大器可操作地耦合來放大上變頻信號,以產(chǎn)生出站無線信號。優(yōu)選地,所述可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)包括以下至少之一帶有短路開關(guān)的可調(diào)諧電阻器-電容器網(wǎng)絡(luò);帶有短路開關(guān)的可調(diào)諧電感器-電容器網(wǎng)絡(luò);以及帶有短路開關(guān)的可調(diào)諧電阻器-電感器-電容器網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地,所述射頻前端還包括前端模塊,所述前端模塊包括所述雙工器和所述選通平衡網(wǎng)絡(luò);以及包括所述LNA和LNA旁路電路的片上系統(tǒng)模塊。根據(jù)一個方面,一種電路包括
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低噪聲放大器(LNA),所述低噪聲放大器可操作地耦合來放大入站無線信號,以產(chǎn)生放大的入站無線信號,其中所述入站無線信號接收自雙工器;以及處理模塊,所述處理模塊可操作地耦合來基于所述雙工器的電氣性能特性生成平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號;發(fā)送所述平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號到平衡網(wǎng)絡(luò),其中所述平衡網(wǎng)絡(luò)建立基本上匹配天線的阻抗的阻抗;在所述平衡網(wǎng)絡(luò)建立基本上匹配天線的阻抗的阻抗之后,估計所述天線的阻抗以產(chǎn)生估計天線阻抗;基于所述估計天線阻抗生成天線調(diào)諧信號;以及發(fā)送所述天線調(diào)諧信號到天線調(diào)諧單元,其中所述天線調(diào)諧單元基于天線調(diào)諧信號調(diào)諧所述天線的操作特性。優(yōu)選地,所述處理模塊進一步用于確定射頻前端的模式;當所述模式為第一模式時生成LNA 導(dǎo)通信號(pass signal);發(fā)送所述LNA導(dǎo)通信號到LNA旁路電路,所述LNA旁路電路將所述入站無線信號傳遞到所述LNA ;生成低阻抗信號;以及將所述低阻抗信號發(fā)送到所述平衡網(wǎng)絡(luò),以使所述平衡網(wǎng)絡(luò)建立相對于所述天線的所述阻抗較低的阻抗;當所述模式為第二模式時生成LNA旁路信號;發(fā)送所述LNA旁路信號到所述LNA旁路電路,所述LNA旁路電路分流所述LNA ;生成所述低阻抗信號;以及發(fā)送所述低阻抗信號到所述平衡網(wǎng)絡(luò);以及當所述模式為第三模式是生成LNA導(dǎo)通信號;發(fā)送所述LNA導(dǎo)通信號到LNA旁路電路,所述LNA旁路電路將所述入站無線信號傳遞到LNA ;生成平衡阻抗信號;以及發(fā)送所述平衡阻抗信號到所述平衡網(wǎng)絡(luò),以使所述平衡網(wǎng)絡(luò)建立基本上匹配所述天線的所述阻抗的所述阻抗。 優(yōu)選地,所述電路還包括當所述入站無線信號依照時分雙工(TDD)協(xié)議時,所述第一模式對應(yīng)于所述射頻前端的接收模式;當所述出站無線信號依照TDD協(xié)議時,所述第二模式對應(yīng)于所述射頻前端的發(fā)射模式;當所述入站和出站無線信號依照頻分雙工(FDD)協(xié)議時,所述第三模式對應(yīng)于所述射頻前端的收發(fā)模式。
根據(jù)一個方面,一種前端模塊,包括天線調(diào)諧單元,所述天線調(diào)諧單元可操作地耦合到天線,并且用于基于天線調(diào)諧信號調(diào)諧所述天線的操作特性;雙工器,所述雙工器可操作地耦合到所述天線調(diào)諧單元,并且用于提供出站無線信號與入站無線信號之間的電氣分離;以及平衡網(wǎng)絡(luò),所述平衡網(wǎng)絡(luò)可操作地耦合到所述雙工器,并且用于基于平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號建立基本上匹配所述天線的阻抗的阻抗。優(yōu)選地,所述天線調(diào)諧單元包括以下的至少一個可調(diào)諧電阻器-電容器-電感器網(wǎng)絡(luò);以及可調(diào)諧電容器-電感器網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地,所述射頻前端還包括查找表模塊,所述查找表模塊可操作地耦合來接收所述天線調(diào)諧信號;基于所述天線調(diào)諧信號訪問天線設(shè)定;以及提供所述天線設(shè)定到所述天線調(diào)諧單元,其中所述天線的所述操作特性包括帶寬、品質(zhì)因數(shù)、增益、中心頻率以及頻率響應(yīng)的至少一個。優(yōu)選地,所述前端模塊還包括功率放大器,所述功率放大器可操作地耦合來放大上變頻信號,以產(chǎn)生出站無線信號。優(yōu)選地,所述前端模塊還包括所述平衡網(wǎng)絡(luò)用于當所述前端模塊處于所述第三模式時,建立基本上匹配所述天線的所述阻抗的所述阻抗;以及當所述前端模塊處于所述第一或第二模式之一時,建立相對于所述天線的所述阻抗較低的阻抗。優(yōu)選地,所述前端模塊還包括當所述入站無線信號依照時分雙工(TDD)協(xié)議時,所述第一模式對應(yīng)于所述射頻前端的接收模式;當所述出站無線信號依照TDD協(xié)議時,所述第二模式對應(yīng)于所述射頻前端的發(fā)射模式;當所述入站和出站無線信號依照頻分雙工(FDD)協(xié)議時,所述第三模式對應(yīng)于所述射頻前端的收發(fā)模式。本發(fā)明的各種優(yōu)點、各個方面和創(chuàng)新特征以及具體實施例的細節(jié),將在以下的說明書和附圖中進行詳細介紹。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)無線通信設(shè)備的示意性框圖;圖2是依照本發(fā)明的便攜式計算通信設(shè)備的實施方案的示意性框圖;圖3是依照本發(fā)明的便攜式計算通信設(shè)備的另一實施方案的示意性框圖4是依照本發(fā)明的便攜式計算通信設(shè)備的另一實施方案的示意性框圖;圖5是依照本發(fā)明的便攜式計算通信設(shè)備的另一實施方案的示意性框圖;圖6是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的實施方案的示意性框圖;圖7是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的實施方案的示意性框圖;圖8是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和LNA每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖9是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖10是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖11是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖12是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖13是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖14是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖15是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖16是依照本發(fā)明在2G TX模式中前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的實施方案的示意性框圖;圖17是依照本發(fā)明在2G RX模式中前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的實施方案的示意性框圖;圖18是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖19是依照本發(fā)明的小信號平衡網(wǎng)絡(luò)的實施方案的示意性框圖;圖20是依照本發(fā)明的大信號平衡網(wǎng)絡(luò)的實施方案的示意性框圖;圖21是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和LNA每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖22是依照本發(fā)明的阻抗的實施方案的示意性框圖;圖23是依照本發(fā)明的阻抗的另一實施方案的示意性框圖;圖M是依照本發(fā)明的平衡網(wǎng)絡(luò)的實施方案的示意性框圖;圖25是依照本發(fā)明的平衡網(wǎng)絡(luò)的另一實施方案的示意性框圖;圖沈是依照本發(fā)明用于時控平衡網(wǎng)絡(luò)的時鐘發(fā)生器的實施方案的示意性框圖;圖27是依照本發(fā)明圖25的平衡網(wǎng)絡(luò)的操作實施例的圖;圖觀是依照本發(fā)明的平衡網(wǎng)絡(luò)的另一實施方案的示意性框圖四是依照本發(fā)明的每個前端模塊(FEM)的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖30是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖31是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖32是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和LNA的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖33是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和LNA的每個的部分的等效電路的實施方案的示意性框圖;圖34是依照本發(fā)明的變壓器巴倫(balim)的實施方案的示意性框圖;圖35是依照本發(fā)明的變壓器巴倫的實施的實施例的圖;圖36是依照本發(fā)明的變壓器巴倫的實施的另一實施例的圖;圖37是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖;圖38是依照本發(fā)明的前端模塊(FEM)和SOC模塊的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。
具體實施例方式圖2是便攜式計算通信設(shè)備10的實施方案的示意性框圖,便攜式計算通信設(shè)備10 包含在片上系統(tǒng)(SOC) 12和前端模塊(FEM) 14。便攜式計算通信設(shè)備10可以是能由人攜帶,能至少部分地由電池供電的任何設(shè)備,包含射頻收發(fā)器(例如,射頻(RF)和/或微米波 (MMW))并且執(zhí)行一個或多個軟件應(yīng)用。例如,便攜式計算通信設(shè)備10可以是蜂窩電話、膝上型電腦、個人數(shù)字助理、視頻游戲控制臺、視頻游戲機、個人娛樂單元、平板電腦等。SOC 12包含無表面聲波(SAW-Iess)接收器部18、無SAW發(fā)射器部20、基帶處理單元22、處理模塊M和電源管理單元沈。SAW接收器部18包含接收器(RX)射頻(RF)到中頻(IF)部28和接收器(RX) IF到基帶(BB)部30。RX RF到IF部28還包含一個或多個變頻帶通濾波器(FTBPF) 32。處理模塊M和基帶處理單元22可以是單個處理設(shè)備、分開的處理設(shè)備或多個處理設(shè)備。這樣的處理設(shè)備可以是微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、微型計算機、中心處理單元、現(xiàn)場可編程門陣列、可編程邏輯設(shè)備、狀態(tài)機、邏輯電路、模擬電路、數(shù)字電路,和/ 或基于電路的硬編碼和/或操作說明操縱信號(模擬和/或數(shù)字)的任何設(shè)備。處理模塊 24和/或基帶處理單元22可以具有關(guān)聯(lián)存儲器和/或存儲元件,其可以是單個存儲設(shè)備、 多個存儲設(shè)備,和/或處理模塊M的嵌入電路。這樣的存儲設(shè)備可以是只讀存儲器、隨機存取存儲器、易失存儲器、非易失存儲器、靜態(tài)存儲器、動態(tài)存儲器、閃存、高速緩存,和/或存儲數(shù)字信息的任何設(shè)備。注意,如果處理模塊M和/或基帶處理單元22包含多于一個處理設(shè)備,則處理設(shè)備可以集中排布(例如,經(jīng)由有線和/或無線總線結(jié)構(gòu)直接耦合到一起) 或者可分散排布(例如,經(jīng)由局域網(wǎng)絡(luò)和/或廣域網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由間接耦合的云計算)。還要注意,當處理模塊M和/或基帶處理單元22經(jīng)由狀態(tài)機、模擬電路、數(shù)字電路,和/或邏輯電
10路實施其功能的一個或多個時,存儲相應(yīng)操作說明的存儲器和/或存儲器元件可以嵌入或外接于包括狀態(tài)機、模擬電路、數(shù)字電路,和/或邏輯電路的電路內(nèi),或外部。還應(yīng)注意,存儲器組件存儲、且處理模塊M和/或基帶處理單元22執(zhí)行與至少一幅附圖中所示的至少一些步驟和/或功能相關(guān)的硬編碼和/或操作指令。前端模塊(FEM) 14包含多個功率放大器(PA) 34_36、多個接收器-發(fā)射器(RX-TX) 分離模塊38-40、多個天線調(diào)諧單元(ATU) 42-44,以及頻帶(FB)開關(guān)46的一個或多個。注意,F(xiàn)EM14可以包括不止兩條路徑I^as 34-36 (其中RX-TX分離模塊38-40以及ATU 42-44 與FB開關(guān)46相連)或可以包括單條路徑。例如FEM14可以包括一條用于2G(第二代)蜂窩服務(wù)的路徑、一條用于3G(第三代)蜂窩服務(wù)的路徑和第三條用于無線局域網(wǎng)(WLAN)服務(wù)的路徑。當然,F(xiàn)EM 14中還存在很多其它示例性路徑組合來支持一個或多個無線通信標準(例如IEEE802. 11、藍牙、移動通信全球系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、射頻標識(RFID)、 增強型分組無線通信業(yè)務(wù)(EDGE)、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)、WCDMA、高速下行分組接入 (HSDPA)、高速上行分組接入(HSUPA)、長期演進(LTE)、WiMAX (微波存取全球互通)和/或其變型)。操作的實施例中,處理模塊M執(zhí)行要求數(shù)據(jù)的無線傳輸?shù)囊粋€或多個功能。該情形中,處理模塊M提供出站數(shù)據(jù)(例如,語音、文本、聲頻、視頻、圖像等)到基帶處理單元或模塊22?;鶐幚韱卧蚰K22根據(jù)一個或多個無線通信標準(例如GSM、CDMA、WCDMA、 HSUPA、HSDPA、WiMAX、EDGE、GPRS、IEEE802. 11、藍牙、紫蜂、通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)、長期演進(LTE)、IEEE802. 16、數(shù)據(jù)優(yōu)化改進(EV-DO)等)將出站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個或多個出站符號流。這種轉(zhuǎn)換包括以下至少一項加擾、刪余(puncturing)、編碼、交錯、星座映射、調(diào)制、 擴頻、跳頻、波束成形、空時分組編碼、空頻分組編碼、頻域-時域轉(zhuǎn)換和/或數(shù)字基帶-中頻轉(zhuǎn)換。注意,基帶處理單元22將出站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為單個出站符號流,以實現(xiàn)單輸入單輸出 (SISO)通信和/或多輸入單輸出(MISO)通信,并將出站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多個出站符號流,以實現(xiàn)單輸入多輸出(SIMO)和多輸入多輸出(MIMO)通信。 基帶處理單元22提供一個或多個出站符號流到無SAW發(fā)射器部20,無SAW發(fā)射器部20將出站符號流(一個或多個)轉(zhuǎn)換成一個或多個出站RF或MMW信號。無SAW收發(fā)器部20可以包含直接轉(zhuǎn)換拓撲(例如,基帶或近基帶符號流到RF信號的直接轉(zhuǎn)換)或者超外差(super heterodyne topology)拓撲(例如,將基帶或近基帶符號流轉(zhuǎn)換為IF信號, 并然后轉(zhuǎn)換IF信號為RF信號)。對于直接轉(zhuǎn)換,無表面聲波發(fā)射器部20可以具有基于笛卡爾的拓撲、基于偏振 (polar-based)的拓撲或基于混合偏振-笛卡爾的拓撲。在基于笛卡爾的拓撲中,無表面聲波發(fā)射器部20將所述一個或多個出站符號流的同相和正交分量(例如分別為A1U) οο8(ωΒΒα)+ΦΙα)) ^p ΑΘα)οο8(ωΒΒα)+ΦΘα)))與一個或多個發(fā)射端本地振蕩(τχ L0)的同相和正交分量(例如分別為COs( KF(t))和Sin(coKF(t)))混合以產(chǎn)生混合的信號。FTBPF組合和濾波該混合的信號以產(chǎn)生一個或多個出站上變頻信號(例如A(t) 008(ωΒΒα)+Φα) + ωΕρα)))ο功率放大器驅(qū)動器(PAD)模塊放大出站上變頻信號以產(chǎn)生預(yù)先功率放大的(pre-PA)出站RF信號。在基于相位偏振的拓撲中,無表面聲波發(fā)射器部20包括用于產(chǎn)生出站符號流的振蕩(例如根據(jù)相位信息(+/-δφ[相移]和/或Φα)[相位調(diào)制]進行調(diào)節(jié)的C0S( RF(t)))的振蕩器。得到的調(diào)節(jié)的振蕩(例如COs( KF(t)+/-AcD)或 οο8(ωΕρα)+Φα)))可以進一步由出站符號流的幅度信息(例如A(t)[幅度調(diào)制]) 來調(diào)節(jié),以產(chǎn)生一個或多個上變頻的信號(例如A(t)C0S( KF(t)+/-AcD)或A(t) οο8(ωΕρα)+Φ (t)))。功率放大器驅(qū)動器(PAD)模塊放大出站上變頻信號以產(chǎn)生預(yù)先功率放大的出站RF信號。在基于頻率偏振的拓撲中,無表面聲波發(fā)射器部20包括用于產(chǎn)生出站符號流的振蕩(例如根據(jù)頻率信息(例如+/-Δ ·[頻移]和/或f(t)[頻率調(diào)制]進行調(diào)節(jié)的C0S( KF(t)))的振蕩器。得到的調(diào)節(jié)的振蕩(例如C0S( RF(t)+/-Af)或 cos( EF(t)+f(t)))可以進一步由出站符號流的幅度信息(例如A(t)[幅度調(diào)制]) 來調(diào)節(jié),以產(chǎn)生一個或多個上變頻的信號(例如A(t)C0S( KF(t)+/-Af)或A(t) cos( EF(t)+f(t)))功率放大器驅(qū)動器(PAD)模塊放大出站上變頻信號以產(chǎn)生預(yù)先功率放大的出站RF信號。在基于混合偏振-笛卡爾的拓撲中,無表面聲波發(fā)射器部20將出站符號流的相位信息(例如(308(ωΒΒα)+/-ΔΦ)或COS(coBB(t)+。(t)))和幅度信息(例如A(t)分開。無表面聲波發(fā)射器部20將所述一個或多個出站符號流的同相和正交分量(例如分別為(^((^⑴+①工⑴)和COS(coBB(t)+0Q(t)))與一個或多個發(fā)射端本地振蕩(TX L0) 的同相和正交分量(例如分別為COs( KF(t))和Sin(coKF(t)))混合以產(chǎn)生混合的信號。 功率放大器驅(qū)動器(PAD)模塊放大標準化的出站上變頻信號并將幅度信息(例如A(t)) 注入標準化的出站上變頻信號以產(chǎn)生預(yù)先功率放大的(pre-PA)出站RF信號(例如A(t) cos ν ω RF α)+Φα)))。對于超外差拓撲,無表面聲波發(fā)射器部20包括基帶(BB)-中頻(IF)部和IF-射頻(RF)部。BB-IF部可以是基于偏振的拓撲、基于笛卡爾的拓撲、基于混合偏振-笛卡爾的拓撲或上變頻出站符號流的混合級。在前三個例子中,BB-IF部生成IF信號(例如A(t) οο8(ωΙρα)+Φα))), IF-RF部包括混合級、濾波級和功率放大器驅(qū)動器(PAD),以產(chǎn)生預(yù)先功率放大的出站RF信號。當BB-IF部包括混合級時,IF-RF部可以具有基于偏振的拓撲、基于笛卡爾的拓撲或基于混合偏振-笛卡爾的拓撲。在這種情況下,BB-IF部將出站符號流(例如A(t) cos ((ω ΒΒ⑴+Φ (t)))轉(zhuǎn)換為中頻符號流(例如A (t) cos (ω IF⑴+Φ (t)))。IF-RF部將IF 符號流轉(zhuǎn)換為預(yù)先功率放大的出站RF信號。無表面聲波發(fā)射器部20向前端模塊(FEM) 14的功率放大器模塊(PA) 34-36輸出預(yù)先功率放大的出站RF信號。PA 34-36包括于放大的預(yù)先功率放大的RF信號串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的一個或多個功率放大器,以產(chǎn)生出站RF信號。注意,PA34-36的參數(shù)(例如增益、 線性度、帶寬、效率、噪聲、輸出動態(tài)范圍、轉(zhuǎn)換速率、上升速率、置位時間、超調(diào)量、穩(wěn)定因子等)可以根據(jù)從基帶處理單元22和/或處理模塊M接收的控制信號進行調(diào)節(jié)。例如,由于發(fā)射條件改變(例如信道相應(yīng)改變、TX單元和RX單元間的距離改變、天線屬性改變等), SOC 12的處理源(例如BB處理單元22和/或處理模塊24)監(jiān)視發(fā)射條件變化并調(diào)節(jié)PA 34-36的屬性以優(yōu)化性能。該確定并不是獨立做出的;例如,可以根據(jù)前端模塊其他能被調(diào)節(jié)的參數(shù)(例如ATU 42-44、RX-TX分離模塊38-40)做出,從而優(yōu)化RF信號的發(fā)射和接收。RX-TX分離模塊38-40(可以是雙工器、循環(huán)器(circulator)或變壓器巴侖或其他利用共用天線提供TX信號和RX信號的分離的裝置)衰減出站RF信號。RX-TX分離模塊 38-40可以根據(jù)從SOC 12的基帶處理單元和/或處理模塊M接收的控制信號調(diào)節(jié)它對出站RF信號的衰減。例如,當發(fā)射功率相對很低時,可以調(diào)節(jié)RX-TX分離模塊38-40減小它對TX信號的衰減。對天線調(diào)諧單元(ATU)42_44進行調(diào)諧以提供所期望的與天線16大致匹配的阻抗。調(diào)諧后,ATU 42-44將來自RX-TX分離模塊38-40的衰減的TX信號提供給天線16以便發(fā)射。注意,可以持續(xù)或定時調(diào)節(jié)ATU 42-44以便跟蹤天線16的阻抗變化。例如,基帶處理單元22和/或處理模塊M可以檢測天線16的阻抗變化,并根據(jù)所檢測到的變化向ATU 42-44提供控制信號,使其相應(yīng)地改變自己的阻抗。在該實例中,無表面聲波發(fā)射器部20具有兩個輸出一個用于第一頻帶,另一個用于第二頻帶。上述討論關(guān)注的是出站數(shù)據(jù)向單個頻帶(例如850MHz、900MHz等)的出站RF信號的轉(zhuǎn)換過程。該過程與出站數(shù)據(jù)向其他頻帶(例如1800MHz、1900MHz、2100MHz、 2.4GHz、5GHz等)的RF信號的轉(zhuǎn)換相似。注意,使用單個天線16時,無表面聲波發(fā)射器20 生成其它頻帶內(nèi)后其它頻帶的出站RF信號。FEM14的頻帶(FB)開關(guān)46將天線16與無表面聲波發(fā)射器輸出路徑的合適的輸出連接。FB開關(guān)46從基帶處理單元22和/或處理模塊 M接收控制信息,用以選擇路徑來連接天線16。天線16還接收一個或多個入站RF信號,并通過頻帶(FB)開關(guān)46將它們提供給 ATU 42-44其中之一。ATU 22- 將入站RF信號提供給RX-TX分離模塊38-40,RX-TX分離模塊38-40將該信號路由給S0C12的接收器(RX) RF-IF部。RX RF-IF部28將入站RF信號 (例如A(t) cos (ωκρ⑴+①⑴))轉(zhuǎn)換為入站IF信號(例如A1(Occ)s (ωΙρα)+Φ〗α))和 AQ(t)COS(coIF(t)+c5Q(t)))。RXRF-IF部觀的各種實施例將在其他附圖中說明。RX IF-BB部30將入站IF信號轉(zhuǎn)換為一個或多個入站符號流(例如A(t) cos (ωΒΒ (t) + Φ (t)))。此時,RX IF-BB部30包括混頻部和組合&濾波部?;祛l部將入站 IF信號與第二本地振蕩(例如L02 = IF-BB,其中BB的范圍可以是零到幾MHz)混合以產(chǎn)生I和Q混頻信號。組合&濾波部進行組合(例如將混頻信號相加到一起——包括和數(shù)分量和差分分量),然后將組合的信號濾波以大幅衰減和數(shù)分量,并通過基本未衰減的差分分量作為入站符號流?;鶐幚韱卧?2根據(jù)一個或多個無線通信標準(例如GSM、CDMA、WCDMA, HSUPA, HSDPA, WiMAX, EDGE、GPRS、IEEE802. 11、藍牙、紫蜂、通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)、長期演進 (LTE)、IEEE802. 16、數(shù)據(jù)優(yōu)化改進(EV-DO)等)將入站符號流轉(zhuǎn)換為入站數(shù)據(jù)(例如語音、文本、音頻、視頻、圖形等)。這種轉(zhuǎn)化可以包括以下至少一項數(shù)字中頻-基帶轉(zhuǎn)換、時域-頻域轉(zhuǎn)換、空-時分組解碼、空-頻分組解碼、解調(diào)、擴頻解碼、跳頻解碼、波束成形解碼、星座解映射、解交錯、解碼、解刪余和/或解擾。注意,處理模塊M將單個入站符號流轉(zhuǎn)換為入站數(shù)據(jù),以實現(xiàn)單輸入單輸出(SISO)通信和/或多輸入單輸出(MISO)通信,并將多個入站符號流轉(zhuǎn)換為入站數(shù)據(jù),以實現(xiàn)單輸入多輸出(SIMO)和多輸入多輸出(MIMO)通信。電源管理單元沈集成于SOC 12中以執(zhí)行各種功能。這些功能包括監(jiān)視電源連接和電池充電、在必要時給電池充電、控制給SOC 12的其他組件供電、生成供電電壓、關(guān)閉不必要的SOC模塊、控制SOC模塊的睡眠模式和/或提供實時時鐘。為了給電源供電電壓的生成提供便利,電源管理單元26可以包括一個或多個切換模式供電電源和/或一個或多個線性穩(wěn)壓器。使用這種便攜式計算通信設(shè)備10,可以淘汰昂貴且分散的片外組件(例如SAW濾波器、雙工器、電感器和/或電容器),并可以將它們的功能包含于在單個裸片上實現(xiàn)的前端模塊(FEM) 14中。另外,無SAW接收器部和無SAW發(fā)射器部為淘汰分散的片外組件提供了便利。圖3是便攜式計算通信設(shè)備10的另一實施方案的示意性框圖,所述便攜式計算通信設(shè)備10包含片上系統(tǒng)(SOC) 52,以及另一實施方案的前端模塊(FEM) 50。SOC 52包含電源管理單元沈、無SAW接收器部18、無SAW發(fā)射器部20、基帶處理單元22,并且可以還包含處理模塊。FEM 50包含多個功率放大器模塊(PA) 34-36、多個RX-TX分離模塊38-40,以及至少一個天線調(diào)諧單元(ATU) 54。該實施方案中,SOC 52用于并行支持兩個或多個無線通信(例如,蜂窩電話呼叫和WLAN通信和/或藍牙通信)。因此,無SAW發(fā)射器20按照參考圖2和/或參考以下一幅或多幅附圖所描述的方式生成兩種(或多種)不同頻帶的出站RF信號??梢詫⑦@些不同頻率的出站RF信號中的第一種提供給FEM 50的PAs 34-36其中之一,并將其它的出站RF 信號提供給其它PA34-36。TX-RX分離模塊38-40中每一個的功能如同參考圖2所描述的以及將要參考以下附圖中至少一幅進行描述的。根據(jù)來自SOC 52的控制信號進行調(diào)諧的 ATU 54為天線16提供用于發(fā)射的兩種出站RF信號。天線16也接收兩個或多個不同頻帶入站RF信號,將其提供到ATU 54。ATU討可以包括用于分離這兩種入站RF信號并分離每種分離信號的阻抗匹配電路(例如一個或多個LC電路)的分流器(splitter);用于分離信號并分離阻抗匹配電路的巴倫變壓器;或這兩種信號的阻抗匹配電路,其中這兩種信號提供給RX-TX分離模塊38-40。RX-TX分離模塊38-40的每個均為頻帶依賴性的,使得每它們僅各自的頻帶(例如,850-900MHz和1800_1900MHz)內(nèi)傳送入站和出站RF信號。如此,第一 TX-RX分離模塊 38-40提供第一頻帶入站RF信號到的無SWA RX部18的第一輸入,并且第二 TX-RX分離模塊38-40提供第二頻帶入站RF信號到的無SWA RX部18的第二輸入。無SAW RX部18按照已參考圖2描述的和/或?qū)⒁獏⒖家韵轮辽僖环綀D進行描述的方法處理入站RF信號以產(chǎn)生第一入站數(shù)據(jù)和第二入站數(shù)據(jù)。圖4是便攜式計算通信設(shè)備的另一實施方案的示意性框圖,所述便攜式計算通信設(shè)備包含耦合到前端模塊(FEM) 182的的片上系統(tǒng)(SOC) 180。S0C180包含多個無SAW接收器部(僅示出接收器部的LNA和變頻帶通濾波器(FTBPF))、多個無SAW發(fā)射器部(僅示出功率放大器驅(qū)動(PAD))、處理模塊、基帶處理模塊(未示出或包含在處理模塊中),以及電源管理單元(未示出)。FEM 182包含低頻帶(LB)路徑、高頻帶(HB)路徑和頻帶開關(guān)(FB Sff)。LB路徑包含功率放大器模塊(PA)、低帶阻抗級(LB Z)、低帶低通濾波器(LBLPF)、開關(guān)(SW)、發(fā)射-接收分離模塊(TX-RX ISO)(例如,雙工器)、第二開關(guān)(SW),以及天線調(diào)諧單元(ATU)。HB路徑包含功率放大器模塊(PA)、高帶阻抗級(HB Z)、高帶低通濾波器(HB LPF)、開關(guān)(SW)、發(fā)射-接收分離模塊(TXRX ISO)(例如,雙工器)、第二開關(guān)(SW),以及天線調(diào)諧單元(ATU)。 注意,低帶路徑可以用于支持低帶GSM、EDGE,和/或WCDMA無線通信,并且高帶路徑可以被用于支持高帶GSM、EDGE,和/或WCDMA無線通信。
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如上所述和/或如同將要參考以下至少一幅附圖進行描述的,SOC 180用于輸出預(yù)PA的出站RF信號并用于輸入入站RF信號。FEM 182經(jīng)由LB路徑或HB路徑接收預(yù)-PA 出站RF信號并經(jīng)由相應(yīng)的PA模塊將它們放大。阻抗級(LB Z或HB Z)在PA模塊的輸出上提供期望負載,并耦合到低通濾波器(LBLPF或HP LPF)。LPF濾波出站RF信號。基于開關(guān)(SW)的配置,將出站RF信號提供到TX-RX ISO模塊或到ATU。如果開關(guān)將LPF耦合到 TX-RX ISO模塊,則TX-KX模塊在將出站RF信號提供到ATU之前衰減出站RF信號。ATU的功能如上所述和/或?qū)⒖家韵轮辽僖环綀D進行描述。注意,SOC 180和FEM 182之間沒有分立組件。具體地,便攜式計算通信裝置不需要現(xiàn)有蜂窩電話實施例中所必須的分立SAW濾波器。以下至少一項為淘汰SAW濾波器和 /或其他傳統(tǒng)外部組件做出了貢獻無SAW接收器的結(jié)構(gòu)、無SAW發(fā)射器的結(jié)構(gòu)和/或FEM 182的各種組件的編程(programmability)。圖5是便攜式計算通信設(shè)備的另一實施方案的示意性框圖,所述便攜式計算通信設(shè)備包含耦合到前端模塊(FEM) 192的的片上系統(tǒng)(SOC) 190。S0C190包含多個無SAW接收器部(僅示出接收器部的LNA和變頻帶通濾波器(FTBPF))、處理模塊、基帶處理模塊(未示出或包含在處理模塊中),以及電源管理單元(未示出)。FEM 192包括低頻帶(LB)路徑、高頻帶(HB)路徑,以及頻帶開關(guān)(FBSW)。LB路徑包含功率放大器模塊(PA)、低帶阻抗級(LB Z)、開關(guān)(SW)、低帶低通濾波器(LB LPF)、發(fā)射-接收分離模塊(TX-RX ISO)(例如,雙工器)、第二開關(guān)(SW),以及天線調(diào)諧單元(ATU)。 HB路徑包含功率放大器模塊(PA)、高帶阻抗級(LB Z)、開關(guān)(SW)、高帶低通濾波器(LB LPF)、發(fā)射-接收分離模塊(TX-RX ISO)(例如,雙工器)、第二開關(guān)(SW),以及天線調(diào)諧單元(ATU)。注意,低帶路徑可以用于支持低帶GSM、EDGE,和/或WCDMA無線通信,并且高帶路徑可以用于支持高帶GSM、EDGE,和/或WCDMA無線通信。在SOC 190的各種實施方案中,SOC 190的接收器部的變頻帶通濾波器提供充分地濾波帶外阻滯(far-out blocker)及濾波對期望信號產(chǎn)生不可忽略影響的鏡像信號。這將減小接收器部(基帶處理模塊的輸出端或RX BB-IF部的輸入)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的動態(tài)范圍需求。相比于可比擬直接轉(zhuǎn)換(comparable direction conversion)接收器部, 接收器部的超外差結(jié)構(gòu)有利于減少功耗和死區(qū)。圖6是前端模塊810和片上系統(tǒng)模塊812的示意性框圖。前端模塊810包含雙工器816和可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818。片上系統(tǒng)模塊812包含檢測器模塊擬9和處理模塊822。注意,處理模塊822,如同本申請中討論的任何其他處理模塊,可以如參考圖2的處理模塊M 來構(gòu)建。操作的實施例中,雙工器耦合到收發(fā)入站和出站無線信號835和837的天線826。 例如,入站和出站無線信號835和837可以對應(yīng)于依照一個或多個無線通信協(xié)議產(chǎn)生的射頻(RF)信號,無線通信協(xié)議的例子已在前文提供。作為更具體的實施例,出站無線信號835 具有對應(yīng)于無線通信協(xié)議的發(fā)射頻率的載波頻率,并且入站無線信號835具有對應(yīng)于無線通信協(xié)議的接收頻帶的載波頻率。雙工器816提供入站無線信號837和出站無線信號835之間的電氣分離。雙工器 816可以是頻率選擇性雙工器或者電氣平衡式雙工器,以提供入站和出站無線信號835和 837之間30dB或更大的分離。
可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818用于基于調(diào)諧信號823建立基本上匹配天線的阻抗的阻抗。 一般地,出站無線信號835的能量(例如,電流和/或電壓)分成兩路。第一路是到天線 826的,并且第二路是到可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818的。如果這兩路基本上相等,則能量將基本上相等,這有效地抵消耦合到雙工器816的入站無線信號837的部分的出站無線信號835。為了維持可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818與天線826的變化的阻抗的阻抗平衡,檢測器模塊 820監(jiān)控雙工器816的電氣性能特性。例如,檢測器模塊820監(jiān)控雙工器816的共模(common mode),以檢測有天線與可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818之間的阻抗失衡造成的共模偏置。如果檢測到偏置,檢測器模塊820生成誤差信號。注意其他電氣性能特性包含,但不限于雙工器內(nèi)的阻抗失配、雙工器的一個或多個分量的非線性,和/或頻率依賴分量相應(yīng)。用作調(diào)諧引擎的處理模塊822基于誤差信號生成調(diào)諧信號823。例如,誤差信號可以指示可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗小于天線擬6的阻抗。該情形中,處理模塊生成調(diào)諧信號823,以增加可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗到更接近地匹配天線的阻抗。注意,由于天線的阻抗基于環(huán)境條件(例如對金屬物體的接近度、多徑衰減,等)而變化,這是個動態(tài)過程。圖7是前端模塊(FEM)SlO和SOC 812每個的部分的實施方案的示意性框圖。FEM 810部包含功率放大器模塊(PA) 814、雙工器816、平衡網(wǎng)絡(luò)818以及感應(yīng)電路817。雙工器包含變壓器(或其他結(jié)構(gòu),例如頻率選擇性雙工器和/或電氣平衡式雙工器),并且平衡網(wǎng)絡(luò)818包含可調(diào)諧電阻器-電容器網(wǎng)絡(luò)、可調(diào)諧電感器-電容器網(wǎng)絡(luò)以及可調(diào)諧電阻器-電感器-電容器網(wǎng)絡(luò)的至少一個。用于感應(yīng)雙工器的電氣性能特性的感應(yīng)電路817包含跨接在變壓器的次級繞組(wing)上的一對電阻器。SOC 812的一部分包含峰值檢測器820、調(diào)諧引擎822和低噪聲放大器模塊(LNA)?;蛘?,峰值檢測器820和/或調(diào)諧引擎822可以在 FEM 810 內(nèi)。操作的實施例中,PA 814供應(yīng)出站RF信號到變壓器雙工器816的雙繞組原級的中央抽頭。出站RF信號的電流在兩個繞組之間按天線和平衡網(wǎng)絡(luò)816之間阻抗差異成比例分流。如果平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗基本上匹配天線的阻抗,則電流在兩個繞組之間相等地分流。具有如所示的繞組配置,如果原級繞組的電流基本上匹配,它們的磁場在次級繞組中實質(zhì)上彼此抵消。由此,次級具有出站RF信號的大致衰減表示(!^presentation)。針對入站RF信號,原級的兩個繞組生成對應(yīng)于入站RF信號的磁場。該情形中,磁場疊加,由此在次級中產(chǎn)生原級電流的兩倍的電流(假設(shè)每個繞組具有相同的匝數(shù))。如此,變壓器放大入站RF信號。如果天線的阻抗與平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗之間存在失衡,則出站RF信號電流分量將在次級中出現(xiàn)(例如,TX泄漏(leakage))。例如,假設(shè)通過繞組到電感器的電流是iP1, 并且通過繞組到平衡網(wǎng)絡(luò)818的電流是iP2。TX泄漏可以表示為iP1_iP2。共模感應(yīng)電路的電阻器感應(yīng)TX泄漏為雙工器的電氣性能特性。例如,電阻器中心節(jié)點處的電壓等于 VS-(R產(chǎn)ZiJRdip2-R2^ipi),其中VS是次級電壓,并且2iK是來自接收到的入站RF信號的電流。假設(shè)1^ = 并iP1 = iP2,則中心節(jié)點處的電壓等于VS的1/2。然而,如果iP1不等于 iP2,電阻器的中心節(jié)點處的電壓將與其差值成比例地偏離1/2VS。注意,檢測器820輸出對正由天線接收的阻滯信號不敏感的電壓,因為檢測器的輸入耦合到LNA的差分輸入。檢測器820檢測電阻器中心節(jié)點處電壓距離1/2VS的差異,并提供差異指示給處理模塊822。處理模塊822(用作調(diào)諧引擎)解釋(interpret)差異,并生成控制信號,以調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)的阻抗。例如,如果iP1大于iP2,則感應(yīng)電路的共模電壓(例如電阻器的中心節(jié)點)將大于1/2VS,其指示平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗太高。如此,處理模塊822生成降低平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗的調(diào)諧信號823。作為另一實施例,如果iP1小于iP2,則感應(yīng)電路的共模電壓將小于1/2VS,其指示平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗太低。如此,處理模塊822生成增加平衡網(wǎng)絡(luò) 818的阻抗的調(diào)諧信號823。處理模塊822可以解釋共模電壓偏差,確定平衡網(wǎng)絡(luò)818的期望阻抗,以及相應(yīng)地生成調(diào)諧信號?;蛘撸幚砟K822可以在步驟中迭代生成調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗的調(diào)諧信號,直到達到期望的阻抗。以任一種途徑,處理模塊822均用作保持平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗基本上匹配天線的阻抗(其隨時間、使用,和/或環(huán)境條件而變化),以最小化TX泄漏。圖8是前端模塊(FEM 960)和SOC 962每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 960的部分包含功率放大器模塊(PA)814、雙工器816、平衡網(wǎng)絡(luò)818以及感應(yīng)電路817。雙工器816包含變壓器(或其他結(jié)構(gòu),例如頻率選擇性雙工器和/或電氣平衡式雙工器)。感應(yīng)電路817包含跨接在變壓器次級的一對電阻器。SOC 962的部包含峰值檢測器974、處理模塊976 (其執(zhí)行調(diào)諧引擎的功能),以及單端低噪聲放大器模塊(LNA972)。 或者,峰值檢測器974和/或調(diào)諧引擎可以在FEM 960內(nèi)。如參考圖7所討論的,電路補償TX泄漏。為了進一步減小關(guān)于處理入站無線信號的共模問題,低噪聲放大器擬4可以是單端LNA。該情形中,雙工器816的次級繞組的一端耦合到公共回路,并且低噪聲放大器的第二輸入耦合到參考電壓。圖9是前端模塊(FEM)SlO和SOC 812每個的部分的實施方案的示意性框圖。前端模塊810包含多個雙工器816-1到816-2以及多個可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818-1到818-2。雙工器816的每個耦合到天線826-1到826-2。片上系統(tǒng)模塊812包含處理模塊822和多個檢測器模塊820-1到820-2。雙工器816-1將第一出站無線信號835-1從第一入站無線信號837_1分離。如前所述,第一可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818-1經(jīng)由處理模塊822以及第一檢測器模塊820-1調(diào)諧。類似地,雙工器816-2將第二出站無線信號835-2從第二入站無線信號837-2分離。第二可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818-2經(jīng)由第二調(diào)諧信號823-2通過處理模塊822以及第二檢測器模塊820-2調(diào)諧。該實施方案中,第一入站和出站無線信號可以以第一頻帶收發(fā),并且第二入站和出站無線信號可以以第二頻帶收發(fā)。例如,第一和第二頻帶可以分別是900MHz頻帶、 1800MHz頻帶、1900MHz頻帶、2GHz頻帶、2. 4GHz頻帶、5GHz頻帶、60GHz頻帶等中不同的頻
市ο圖10是前端模塊(FEM)SlO和SOC 812的每個的部分的實施方案的示意性框圖。 前端模塊830包含雙工器838、平衡網(wǎng)絡(luò)842以及天線調(diào)諧單元(ATU)) 840。片上系統(tǒng)模塊 832包含低噪聲放大器852以及處理模塊846。天線調(diào)諧單元840可以如圖所示的包含級聯(lián)電阻器-電容器-電感器電路。雙工器838和平衡網(wǎng)絡(luò)842可以包含與整個具體實施實施方式中所描述的雙工器和平衡網(wǎng)絡(luò)作用相似的組件。操作的實施例中,天線834接收來自另一通信設(shè)備的入站無線信號837,并發(fā)射出站無線信號835。入站無線信號837可以依照一個或多個無線通信協(xié)議從另一無線通信設(shè)備接收。出站無線信號835可以通過前端模塊830中和/或片上系統(tǒng)模塊832中的基帶處理、上變頻以及功率放大來生成。為了提供最優(yōu)天線性能,天線調(diào)諧單元840基于天線調(diào)諧信號調(diào)諧天線的操作特性(例如,阻抗、帶寬、增益、品質(zhì)因數(shù)、輻射圖(radiation pattern)、偏振、效率等)。例如, 天線調(diào)諧單元840依照天線調(diào)諧信號調(diào)節(jié)級聯(lián)電阻器-電容器-電感器網(wǎng)絡(luò)的可變電阻和 /或可變電容。為了產(chǎn)生天線調(diào)諧信號841,處理模塊846生成平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號,其調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)到基本上得到天線與平衡網(wǎng)絡(luò)之間的平衡阻抗。隨著天線與平衡網(wǎng)絡(luò)之間的阻抗基本上匹配,處理模塊846基于入站無線信號837、測試信號(一個或多個)和/或由低噪聲放大器852接收的出站無線信號835的分量,來估計天線的阻抗和/或其他特性。例如,天線阻抗可以基于入站和/或出站無線信號的已知性質(zhì)以及接收到的入站和/或出站無線信號的性質(zhì)來建立。作為具體實施例,如果阻抗低于預(yù)期(例如,50歐姆),則天線的增益受影響。 通過確定增益影響,可以估計阻抗。圖11是前端模塊(FEM) 830和SOC 832的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 830的部分包含功率放大器模塊(PA)836、雙工器838、平衡網(wǎng)絡(luò)842、天線調(diào)諧單元(ATU) 840,以及共模感應(yīng)電路。雙工器838包含變壓器(或其他結(jié)構(gòu),例如頻率選擇性雙工器838和/或電氣平衡式雙工器838),并且平衡網(wǎng)絡(luò)包含至少可變電阻器以及至少一個可變電容器。共模感應(yīng)電路包含跨接在第二變壓器上的一對電阻器。SOC 832的部分包含峰值檢測器848、調(diào)諧引擎850(其可以通過處理模塊846來實施)、查找表(LUT)844、處理模塊846,以及低噪聲放大器模塊(LNA)852?;蛘?,峰值檢測器848和/或調(diào)諧引擎850可以在FEM 830內(nèi)。除了由感應(yīng)電路(S卩,電阻器)、檢測器848、調(diào)諧引擎850以及平衡網(wǎng)絡(luò)842提供的,用于將平衡網(wǎng)絡(luò)842的阻抗與天線的阻抗平衡的功能;FEM 830包含ATU 840。ATU 840 包含一個或多個固定的無源組件和/或一個或多個可變無源組件。例如,ATU 840可以包含可變電容器-電感器電路、可變電容器、可變電感器等。作為另一實施例,ATU 840可以包含可調(diào)諧電阻器-電容器-電感器網(wǎng)絡(luò)以及可調(diào)諧電容器-電感器網(wǎng)絡(luò)。ATU 840的另一實施例在圖10中提供。操作的實施例中,PA 836將放大的出站RF信號提供給雙工器838,雙工器838可以包含用來將出站RF信號從入站RF信號分離的變壓器。雙工器838將放大的出站RF信號輸出到ATU 840,其經(jīng)由存儲在LUT 844中的設(shè)定調(diào)諧,以提供期望的天線匹配電路(例如、阻抗、帶寬、增益、品質(zhì)因數(shù)、輻射圖、頻率響應(yīng)、偏振、效率等)。為了確定提供ATU 840 的設(shè)定,LUT 884接收來自處理模塊846的天線調(diào)諧信號841。然后,LUT 884基于天線調(diào)諧信號訪問天線設(shè)定847,并將其提供到ATU。ATU 840將出站RF信號輸出到天線用于發(fā)射。天線接收入站RF信號并且將其提供給ATU 840,ATU 840又將其提供給雙工器 838。雙工器838輸出入站RF信號到LNA 852以及共模感應(yīng)電路。如前所述,共模感應(yīng)電路、檢測器848、調(diào)諧引擎850以及平衡網(wǎng)絡(luò)842用以將平衡網(wǎng)絡(luò)842的阻抗與天線的阻抗平衡。處理模塊846用于監(jiān)控FEM 830的各種參數(shù)。例如處理模塊846可以監(jiān)控天線阻抗、發(fā)射功率、PA 836的性能(例如,增益、線性、帶寬、效率、噪聲、輸出動態(tài)范圍、擺動速率 (slew rate)、上升率、穩(wěn)定時間(settling time)、過沖量(overshoot)、穩(wěn)定因數(shù)等)、接收到的信號強度、SNR、S^、由調(diào)諧引擎850做出的調(diào)節(jié)等。處理模塊846解釋這些參數(shù),以確定FEM 830的性能是否可以被進一步優(yōu)化。例如,處理模塊846可以確定對ATU 840的調(diào)節(jié)將改進PA 836的性能。該情況中,處理模塊846訪問LUT 844,以將期望的設(shè)定提供給 ATU 840。如果ATU 840中的該改變影響ATU 840和平衡網(wǎng)絡(luò)842之間的阻抗平衡,則調(diào)諧引擎850做出合適的調(diào)節(jié)。替換的實施方案中,處理模塊846將調(diào)諧引擎850的功能性與平衡調(diào)節(jié)提供到ATU 840和平衡網(wǎng)絡(luò)842,以達到FEM 830的期望性能。在另一替換的實施方案中,平衡網(wǎng)絡(luò)842 固定,并且ATU 840提供FEM 830中期望的調(diào)節(jié),以達到阻抗平衡,并且達到FEM 830的期望性能。圖12是前端模塊(FEM)860和SOC 862每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。前端模塊860包含雙工器870和選通平衡網(wǎng)絡(luò)868。片上系統(tǒng)模塊862包含低噪聲放大器876和LNA旁路電路875。操作的實施例中,雙工器870提供出站無線信號835和入站無線信號837之間的電氣分離,所述出站無線信號835和入站無線信號837經(jīng)由天線864收發(fā)。當射頻前端處于第三模式時,選通平衡網(wǎng)絡(luò)868建立基本上匹配天線的阻抗的阻抗,并且當射頻前端處于第一和第二模式之一時建立關(guān)于天線的阻抗的低阻抗。例如,當入站無線信號依照時分雙工(TDD)協(xié)議時,第一模式對應(yīng)于射頻前端的接收模式;當出站無線信號依照TDD協(xié)議時, 第二模式對應(yīng)于射頻前端的發(fā)射模式;并且當出站和入站無線信號依照頻分雙工(FDD)協(xié)議時,第三模式對應(yīng)于射頻前端的收發(fā)模式。當射頻前端處于第一模式時,LNA旁路電路875將入站無線信號傳遞到LNA,并且當射頻前端處于第二模式時,LNA旁路電路875旁路LNA。低噪聲放大器(LNA)876放大入站無線信號,以產(chǎn)生放大的入站無線信號。圖13是用于2G和3G蜂窩電話操作的前端模塊(FEM) 860和SOC 862每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 860的部分包含功率放大器模塊(PA)866、雙工器870、 選通平衡網(wǎng)絡(luò)868,以及共模感應(yīng)電路(Rl和似)。雙工器870包含變壓器(或其他結(jié)構(gòu), 例如頻率選擇性雙工器和/或電氣平衡式雙工器)并且選通平衡網(wǎng)絡(luò)868包含短路開關(guān)、 至少可變電阻器,以及至少一個可變電容器。SOC 862的部分包含峰值檢測器872、處理模塊874、開關(guān)(如LNA旁路電路87 ,以及低噪聲放大器模塊(LNA 876)?;蛘?,峰值檢測器 872和/或調(diào)諧引擎874可以在FEM 860內(nèi)。該實施方案中,雙工器優(yōu)化為頻分雙工(FDD),其用于3G蜂窩電話應(yīng)用中。該模式中,選通平衡網(wǎng)絡(luò)868的開關(guān)和LNA旁路電路的開關(guān)是開啟的,使得選通平衡網(wǎng)絡(luò)基于調(diào)諧信號提供基本上等于天線的阻抗的阻抗。在用于2G蜂窩電話應(yīng)用中的時分雙工(TDD)中,選通平衡網(wǎng)絡(luò)860經(jīng)由開關(guān)短路。這實質(zhì)上去除了 3-dB理論插入損耗限值,并僅留下實施損耗(implementation loss)。 注意,對于2G傳輸,LNA旁路電路開關(guān)是關(guān)閉的。對于2G接收,LNA旁路電路開關(guān)是開啟的。圖14是2G TX模式下圖92的前端模塊(FEM) 860和SOC 862每個的部分的實施方案的示意性框圖。該模式中,LNA旁路電路開關(guān)短路LNA 876,并且平衡網(wǎng)絡(luò)開關(guān)短路平衡網(wǎng)絡(luò)。由于橫跨次級繞組的短路,原級繞組實質(zhì)上被短路。由此,PA 866有效地直接耦合到天線。圖15是2G RX模式下圖92的前端模塊(FEM) 860和SOC 862每個的部分的實施方案的示意性框圖。該模式中,LNA開關(guān)開啟,并且平衡網(wǎng)絡(luò)開關(guān)關(guān)閉,由此短路平衡網(wǎng)絡(luò)。 該配置中,變壓器用作接收器部的變壓器巴倫。圖16是前端模塊(FEM)890和SOC 892每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 890的部分包含功率放大器模塊(PA)896、雙工器898、平衡網(wǎng)絡(luò)900,以及共模感應(yīng)電路(例如R1&R2)。雙工器898包含變壓器(或其他結(jié)構(gòu),例如頻率選擇性雙工器和/ 或電氣平衡式雙工器),并且平衡網(wǎng)絡(luò)900包含至少可變電阻器和至少一個可變電容器,并且可以還包含電感器。SOC的部分包含峰值檢測器902、調(diào)諧引擎904(其可以經(jīng)由處理模塊來實施)、檢測模塊906,以及低噪聲放大器模塊(LNA)908?;蛘?,峰值檢測器902、泄漏檢測模塊906,和/或調(diào)諧引擎904可以在FEM 890內(nèi)。操作的實施例中,檢測模塊檢測功率放大器的非線性功能,以產(chǎn)生檢測到的非線性。例如,檢測模塊906檢測PA 896內(nèi)和/或平衡網(wǎng)絡(luò)900內(nèi)晶體管的導(dǎo)通電阻的變化。 作為更具體的實施例,隨著PA 896輸出電流增加,PA 896內(nèi)和/或平衡網(wǎng)絡(luò)900內(nèi)晶體管的導(dǎo)通電阻(om-resistance)增加。這種增加影響平衡網(wǎng)絡(luò)900的整體阻抗。檢測模塊 906將檢測到的非線性提供給處理模塊904?;蚧蛴?,檢測模塊906基于導(dǎo)通電阻的非線性發(fā)展跟蹤功率放大器的變化的包絡(luò)信號(envelope signal),并將包絡(luò)信號提供給處理模塊 904。檢測模塊906進一步檢測雙工器的發(fā)射泄漏,以產(chǎn)生檢測到的發(fā)射泄漏。例如,檢測模塊906接收來自感應(yīng)電路Rl和Rl和共模信號,并且其從共模信號生成檢測到的發(fā)射泄漏。如前文提及,雙工器中的失衡將造成共模電壓中的偏移,其由感應(yīng)電路感應(yīng)。處理模塊基于檢測到的非線性生成粗調(diào)信號,并基于檢測到的發(fā)射泄漏生成精調(diào)信號。處理模塊將粗調(diào)信號和精調(diào)信號提供給可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)900,基于所述粗調(diào)信號和精調(diào)信號建立阻抗。如此,粗調(diào)與精調(diào)的雙反饋回路調(diào)節(jié)雙工器內(nèi)的失衡以及功率放大器和 /或平衡網(wǎng)絡(luò)900的性能變化(例如,導(dǎo)通電阻)。圖17是前端模塊(FEM) 910和SOC模塊912每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 910的部分包含功率放大器模塊(PA) 916、雙工器918、平衡網(wǎng)絡(luò)920,以及感應(yīng)電路(例如,R1&R2)。雙工器918包含變壓器(或其他結(jié)構(gòu),例如頻率選擇性雙工器918和/ 或電氣平衡式雙工器918),并且平衡網(wǎng)絡(luò)包含至少可變電阻器和至少一個可變電容器。SOC 912的部分包含峰值檢測器922、處理模塊擬6 (其包含調(diào)諧引擎的功能),以及低噪聲放大器模塊(LNA)9M?;蛘撸逯禉z測器922和/或調(diào)諧引擎可以在FEM 910內(nèi)。操作的實施例中,如前文所描述,處理模塊擬6基于雙工器中的失衡生成調(diào)諧信號并將其提供到平衡網(wǎng)絡(luò)920。此外,處理模塊擬6確定出站無線信號的發(fā)射功率電平,該操作可以以各種方式完成。例如,處理模塊可以提供發(fā)射功率電平到功率放大器916,功率放大器916使用其來建立發(fā)射功率電平。作為另一實施例,前端模塊910可以包含發(fā)射信號強度指示器,其將發(fā)射功率電平擬8提供到處理模塊926。處理模塊926比較發(fā)射功率電平928與分離要求。例如,當發(fā)射功率電平相對低(例如,為入站RF信號的較小阻滯(blocker),和/或入站RF信號的信號強度相對高時) 時,雙工器中的發(fā)射泄漏將成比例地較低。這種情形中,雙工器內(nèi)發(fā)射信號的衰減量可以降低,并仍提供發(fā)射泄漏的足夠補償。如此,當發(fā)射功率電平與分離要求相比相對有利時(例如,相對地低),處理模塊擬6生成分離調(diào)節(jié)信號921。處理模塊擬6發(fā)送分離調(diào)節(jié)信號921到雙工器和可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)至少之一。當接收分離調(diào)節(jié)信號時,雙工器918基于分離調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)出站無線信號和入站無線信號之間的電氣分離。例如,如果雙工器918是頻率選擇性雙工器,則其通過調(diào)節(jié)一個或多個濾波器的濾波器調(diào)節(jié)出站無線信號和入站無線信號之間的電氣隔離。又例如,如果雙工器918是電氣平衡式雙工器,平衡網(wǎng)絡(luò)基于分離調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)其阻抗,作為雙工器918的負載與入站和出站無線信號間的電氣分離之間的權(quán)衡。圖18是前端模塊(FEM) 810和SOC模塊812的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。前端模塊810包含功率放大器、雙工器816,以及可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818。片上系統(tǒng)模塊812包含檢測器模塊820和處理模塊822。可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818包含多個電阻性元件 841-843、多個電容性元件845-847,以及多個低壓開關(guān)元件849-855??烧{(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)818 可以還包含耦合到電阻性元件和/或電容性元件的一個或多個電感性元件857。操作的實施例中,功率放大器放大上變頻信號為出站無線信號835。如前所述,雙工器816可操作地耦合到天線并且提供出站無線信號與入站無線信號之間的電氣分離??烧{(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)基于調(diào)諧信號823建立基本上匹配天線的阻抗的阻抗。例如,調(diào)諧信號可以激活(例如,小規(guī)模(scale)或大規(guī)模)可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)的一個或多個低壓開關(guān)元件,從而將一個或多個電容性元件以及一個或多個電阻性元件作為阻抗匹配負載耦合到雙工器。相應(yīng)地,通過激活一個或多個低壓開關(guān)元件,平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗在給定頻率范圍內(nèi)調(diào)諧,以基本上匹配天線的阻抗。注意,通過使用低壓開關(guān)元件,平衡網(wǎng)絡(luò)可容易地在集成電路上實施,其中低壓低于平衡網(wǎng)絡(luò)上電壓擺動(swing)。平衡網(wǎng)絡(luò)中,電阻性元件可以是電阻器、基于有源電阻器的晶體管-電感器,和/ 或開關(guān)電容器。電容性元件可以是電容器和/或變?nèi)荻O管。各種電阻性元件的例子示于圖22和23中。圖19是包含多個晶體管、多個電阻器,以及多個電容器的小信號平衡網(wǎng)絡(luò)880的實施方案的示意性框圖。平衡網(wǎng)絡(luò)中包含的電阻器的選擇可以通過第一套調(diào)諧信號位(例如,10位)來控制,并且用于包含在平衡網(wǎng)絡(luò)中的電容器的選擇可以通過第二套調(diào)諧信號位(例如,5位)來控制??烧{(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)的示例性實施方案中,電阻性元件的第一電阻性元件與低壓開關(guān)元件的第一開關(guān)元件串聯(lián);電阻性元件的第二電阻性元件與低壓開關(guān)元件的第二開關(guān)元件串聯(lián)。第二電阻性元件與第二開關(guān)元件的公共節(jié)點耦合到第一開關(guān)元件的控制節(jié)點。這樣的連接方式繼續(xù)用于多個電阻性元件和多個低壓開關(guān)元件。繼續(xù)示例性實施方案,電容性元件的第一電容性元件與低壓開關(guān)元件的第三開關(guān)元件串聯(lián),并且電容性元件的第二電容性元件與低壓開關(guān)元件的第四開關(guān)元件串聯(lián)。第二電容性元件與第四開關(guān)元件的公共節(jié)點耦合到第三開關(guān)元件的控制節(jié)點。這樣的連接方式繼續(xù)用于多個電容性元件和多個低壓開關(guān)元件。該實施例中,可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)的阻抗依照調(diào)諧信號的小信令(small signaling)來調(diào)諧。例如,隨著對調(diào)諧信號823的電壓調(diào)節(jié)(在小信令范圍內(nèi),使得晶體管處于線性區(qū)域),晶體管的導(dǎo)通電阻是變化的,使得導(dǎo)通電阻、電阻器(rl-to)以及電容器(Cl-Cn)的串聯(lián)和并聯(lián)組合為平衡網(wǎng)絡(luò)提供期望的阻抗。圖20包含RLC(電阻器-電感器-電容器)網(wǎng)絡(luò)和多個晶體管的大信號平衡網(wǎng)絡(luò) 882的實施方案的示意性框圖。晶體管導(dǎo)通和斷開,以提供RLC網(wǎng)絡(luò)的不同組合的電阻器、 電感器和/或電容器,以提供平衡網(wǎng)絡(luò)的期望阻抗。該情形中,晶體管具有相對小的電壓擺動,并由此可以使用較低電壓晶體管。例如,如果平衡網(wǎng)絡(luò)包含四個電阻器-晶體管電路,四個電容器-晶體管電路,以及一個或多個電感器,則晶體管的導(dǎo)通與斷開建立平衡網(wǎng)絡(luò)的阻抗。例如,每個柵極也被耦合來接收4位控制信號的一位,其中最左電阻器-晶體管電路接收最有效位,下一最左電阻器-晶體管電路的柵極接收下一個最有效位,如此類推。再有,最左邊電阻器-晶體管電路的電阻器是R4,下一最左電阻器-晶體管電路的電阻器是R3,如此類推。由此,對于該實施例,當4位控制信號時0001時,僅最右的電阻器-晶體管電路導(dǎo)通,并且其電阻器Rl提供得到的電阻。當4為控制信號是0011時,最右的兩個電阻器-晶體管電路導(dǎo)通,并且得到的電阻是R1//R2。當4位控制信號是0111時,最右的三個電阻器-晶體管電路導(dǎo)通,并且得到的電阻是R1//R2//R3。當4位控制信號是1111時,全部四個電阻器_晶體管電路導(dǎo)通,并且得到的電阻式R1//R2//R3//R4。平衡網(wǎng)絡(luò)的電容器側(cè)也以類似的方式起作用。在另一個實施例中,每個電阻器-晶體管電路和每個電容器-晶體管電路可以獨立地由相應(yīng)控制信號的位進行控制。對于上述附圖中描述的并在這里修改后的四電阻-晶體管電路配置,控制信號1000產(chǎn)生電阻R4 ;控制信號0100產(chǎn)生電阻R3 ;控制信號1010產(chǎn)生電阻R4//R2 ;依此類推。作為又另一實施方案,電阻性元件的第一電阻性元件與多個低壓開關(guān)元件的第一開關(guān)元件串聯(lián);電阻性元件的第二電阻性元件與多個低壓開關(guān)元件的第二開關(guān)元件串聯(lián); 電容性元件的第一電容性元件與低壓開關(guān)元件的第三開關(guān)元件串聯(lián);并且電容性元件的第二電容性元件與低壓開關(guān)元件的第四開關(guān)元件串聯(lián)。該實施方案中,依照調(diào)諧信號的大信令來調(diào)諧可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)的阻抗。例如,隨著調(diào)諧信號823的電壓調(diào)節(jié)(在大信令范圍內(nèi),使得“開”或“關(guān)”晶體管),并聯(lián)和/或串聯(lián)組合的電阻器(rl-foi)、電容器(Cl-Cn),以及電感器(如果有的話)為平衡網(wǎng)絡(luò)提供期望的阻抗。圖21是前端模塊(FEM) 1010和SOC模塊1012每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 1010的部包含功率放大器模塊(PA) 1014、雙工器1016、平衡網(wǎng)絡(luò)1018,以及天線調(diào)諧單元(ATU)840。雙工器1016包含變壓器(或其他結(jié)構(gòu),例如頻率選擇性雙工器 1016和/或電氣平衡式雙工器1016)。SOC 1012的部分包含峰值檢測器1002 (未示出)、 處理模塊1020(其執(zhí)行調(diào)諧引擎的功能),以及低噪聲放大器模塊(LNA) 1022?;蛘?,峰值檢測器1002和/或調(diào)諧引擎可以在FEM 1010內(nèi)。平衡網(wǎng)絡(luò)1018包含具有如所示的多個可變電阻器、多個可變電容器以及至少一個電感器的RLC網(wǎng)絡(luò)。該實施方案中,可調(diào)諧平衡網(wǎng)絡(luò)1018來提供寬范圍的阻抗,以使能夠更高地匹配天線的阻抗。此外,平衡網(wǎng)絡(luò)具有針對期望的電壓駐波比(VSW (例如,3 1) 的寬的調(diào)諧范圍,特別是當結(jié)合調(diào)諧ATU進行調(diào)諧時。
圖22是平衡網(wǎng)絡(luò)的電阻器-晶體管(R-T)電路的阻抗的實施方案的示意性框圖。 電容器對應(yīng)于晶體管的寄生電容。由于R-T電路包含真無源電阻器,其對插入損耗上的3dB 理論限制有貢獻。圖23是平衡網(wǎng)絡(luò)的電阻器-晶體管(R-T)電路的阻抗的的另一實施方案的示意性框圖。該實施方案中,R-T電路包含電感弱化(inductively degenerated)的共源晶體管。如此,其為有源電阻并且不對插入損耗上的3dB理論限值有貢獻。由此,由平衡網(wǎng)絡(luò)造成的僅有損耗為實施損耗。具體地,R-T電路通過使用有源設(shè)備而非無源電阻器,提供平衡網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的有源回轉(zhuǎn)器。使用有源回轉(zhuǎn)器,TX插入損耗由于其取決于電阻的值,而不改變,但是由于與電阻相關(guān)聯(lián)的噪聲在有源實施中降低,RX噪聲因數(shù)則增強。例如,電容器作為共柵MOSFET的輸入阻抗的一個可能的實施中,電阻由式R= 1/gm給定。這樣的電阻器的噪聲功率譜密度是 4KTY/gm或4KTYR,其中K是波爾茲曼常數(shù),T是開氏溫度,并且、是熱噪聲參數(shù)并且是工藝的函數(shù)。另一方面,無源電阻器具有由4KTR給定的固定的噪聲功率譜密度。對于最近的深亞微米技術(shù),Y的值小于1,由此使用共柵MOSFET實施的電阻器生成針對相同的電阻器來說更小的噪聲。圖M是前端模塊(FEM) 1010和SOC模塊1012的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。前端模塊1010包含雙工器816和平衡網(wǎng)絡(luò)1030。片上系統(tǒng)模塊812包含檢測器模塊820和處理模塊822。平衡網(wǎng)絡(luò)1013包含阻抗上變頻器1032和基帶阻抗電路1034。操作的實施例中,基帶阻抗電路基于調(diào)諧信號823生成阻抗。以期望頻率(例如,
時控的阻抗上變頻器1032上變頻基帶阻抗到射頻阻抗。當被調(diào)諧時,平衡網(wǎng)絡(luò) 1013的射頻阻抗基本上匹配在給定的操作頻帶內(nèi)的天線826的阻抗。圖25是平衡網(wǎng)絡(luò)1030的實施方案的示意性框圖,平衡網(wǎng)絡(luò)1030包含多個晶體管 (例如,作為上變頻模塊的多相晶體管開關(guān)網(wǎng)絡(luò))和多個基帶阻抗(ZBB(S)) 396-402。每個基帶阻抗可以包含多個電容性元件。每個所述基帶阻抗可包括多個電容性元件、多個電阻性元件和多個開關(guān)元件。對于每個基帶阻抗,一個或多個電容性元件和/或一個或多個電阻性元件基于調(diào)諧信號耦合到一起,以產(chǎn)生基帶阻抗。注意,電阻性元件可以是電阻器、基于有源電阻器的晶體管-電感器,和/或開關(guān)電容器,并且電容器元件可以是電容器和/或變?nèi)荻O管。操作的實施例中,平衡網(wǎng)絡(luò)接收調(diào)諧信號832,并相應(yīng)地調(diào)節(jié)基帶阻抗。使用由圖 26的時鐘發(fā)生器404生成的四相時鐘來切換晶體管。如圖沈中所示,時鐘發(fā)生器404產(chǎn)生四個時鐘信號,每個時鐘信號具有25%占空比且依次相移90°。該時鐘信號的頻率對應(yīng)于入站RF信號的載波頻率,并可以被調(diào)節(jié)以更好地跟蹤載波頻率。圖27示出了基帶阻抗到RF阻抗的變頻。如所示,調(diào)諧基帶阻抗以在DC具有期望的阻抗(例如,50歐姆)。上變頻模塊調(diào)制基帶阻抗到+/-RF頻率。圖28是包含兩個阻抗上變頻器1042、1044以及兩個對應(yīng)基帶阻抗(Zbbl046、 1048)的平衡網(wǎng)絡(luò)的另一實施方案的示意性框圖。以期望的頻率(例如,fKF—T)^PfKF—τχ)時控每個阻抗上變頻器。例如,上變頻器1042可以以第一頻率帶內(nèi)的頻率時控,并且上變頻器1044可以以第二頻率帶內(nèi)的頻率時控。作為另一實施例,第一操作頻帶對應(yīng)于無線通信協(xié)議的發(fā)射頻帶,并且第二操作頻帶對應(yīng)于無線通信協(xié)議的接收頻帶。作為另一實施例,第一操作頻帶對應(yīng)于第一無線通信協(xié)議的頻帶,并且第二操作頻帶對應(yīng)于第二無線通信協(xié)議的頻帶。注意,阻抗上變頻器 1042,1044以及其對應(yīng)的基帶阻抗的每種組合均可以以如前文參考圖27討論的相似方式來實施。圖四是包含雙工器816和平衡網(wǎng)絡(luò)818的前端模塊的示意性框圖。雙工器816包含第一繞組871、第二繞組773、第三繞組875和補償模塊877。耦合這些繞組以具有五個節(jié)點用于可操作地將天線耦合到第一繞組的第一節(jié)點;用于接收出站無線信號,并且可操作地將第一繞組耦合到第二繞組的第二節(jié)點;將第二繞組可操作地耦合到平衡網(wǎng)絡(luò)的第三節(jié)點;可操作地耦合來從第三繞組輸出對應(yīng)于入站無線信號的第一信號分量的第四節(jié)點; 以及可操作地耦合來從第三繞組輸出對應(yīng)于入站無線信號的第二信號分量的第五節(jié)點。操作的實施例中,雙工器816在第一和第二繞組871&873之間的公共節(jié)點接收出站無線信號835。出站無線信號835的電流在第一和第二繞組之間分流,其表示為ITX_ANT和 ITX_BN。如果平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗匹配天線擬6的阻抗,則發(fā)射天線電流和平衡網(wǎng)絡(luò)電流將大致上相等。由于這些電流大致上相等,他們有效地關(guān)于第三繞組彼此抵消,使得第三繞組具有可忽略的TX泄漏分量。然而,如果平衡網(wǎng)絡(luò)818與天線擬6的阻抗之間存在失衡,則將在第三繞組上存在不可忽略的發(fā)射泄漏。第一繞組871和第二繞組873串聯(lián)組合從天線擬6接收入站無線信號。入站無線信號具有電流分量Ικχ。由于PA的高輸出阻抗,串聯(lián)耦合的第一和第二繞組磁耦合接收電流到第三繞組875,以產(chǎn)生入站無線信號837,如果天線擬6與平衡網(wǎng)絡(luò)818的阻抗之間存在失衡,則將在第三繞組上存在發(fā)射泄漏電流。即使平衡網(wǎng)絡(luò)818與天線擬6的阻抗基本上相等,也可能在雙工器內(nèi)存在失衡,該失衡造成表現(xiàn)在第三繞組上的發(fā)射泄漏電流。失衡可能是由繞組的寄生電容之間的失衡造成的。該情形中,補償模塊877用于補償由于雙工器816內(nèi)的失衡造成的,第一和第二信號以及出站無線信號之間的電氣分離。圖30是前端模塊(FEM) 930和SOC 932的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 930的部分包含功率放大器模塊(ΡΑ)936、雙工器816,以及平衡網(wǎng)絡(luò)818。雙工器 816包含具有三個繞組871、873&875和寄生電容Cpl&Cp2的變壓器。補償模塊877包含補償電容器Ccl&Cc2。SOC 932的部分包含峰值檢測器、處理模塊(其包括調(diào)諧引擎的功能), 以及低噪聲放大器模塊(LNA)940。僅示出LNA940。該實施方案中,補償電容器Ccl&Cc2補償寄生電容(例如,Cpl和Cp2)的失配,寄生電容可以導(dǎo)致原級繞組(例如,Ll和L2)之間的失配。如此,這樣選擇補償電容器(Ccl 和Cd),使得Cpl+Ccl = Cp2+Cc2。通過增加補償電容器,雙工器932的分離帶寬大于沒有補償電容器時的分離帶寬,并且進一步降低了發(fā)射泄漏。圖31是前端模塊(FEM) 930和SOC 932的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 930的部分包含功率放大器模塊(PA)936、雙工器816,以及平衡網(wǎng)絡(luò)818。雙工器 816包含具有三個繞組871、873&87和寄生電容Cpl&Cp2的變壓器。補償模塊877包含補償電容器Ccl&Cc2、檢測模塊891和處理模塊893。SOC 932的部包含峰值檢測器、處理模塊 (其包含調(diào)諧引擎的功能),以及低噪聲放大器模塊(LNA)940。注意,檢測模塊891和/或處理模塊893可以在SOC 932中。
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該實施方案中,補償電容器Ccl&Cc2可調(diào)節(jié)來補償寄生電容(例如Cpl和Cp2)的失配。如此,這樣調(diào)節(jié)補償電容器(Ccl和Cc2),使得Cpl+Ccl = Cp2+Cc2。為了確定補償電容器的設(shè)定,檢測模塊檢測第一和第二寄生電容之間的失衡。該操作可以通過檢測第三繞組上的發(fā)射泄漏、確定平衡網(wǎng)絡(luò)和天線的阻抗之間的失衡導(dǎo)致的發(fā)射泄漏部分,以及估計(或計算)由于寄生電容失衡導(dǎo)致的發(fā)射泄漏的部分來完成。處理模塊基于第一和第二寄生電容之間失衡的確定第一和第二補償電容器的電容。然后,處理模塊基于所確定的第一補償電容器的電容生成第一電容設(shè)定,并且基于所確定的第二補償電容器的電容生成第二電容設(shè)定。圖32是前端模塊(FEM) 950和LNA 952的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 950的部分包含功率放大器模塊(PA)卯4、雙工器956和平衡網(wǎng)絡(luò)958。雙工器956 包含具有三個繞組和寄生電容(Cp3和Cp4)的變壓器。LNA 952包含輸入晶體管,其具有寄生電容(Cp)、偏壓晶體管、共模分離電路和負載阻抗(ζ)。共模分離電路包含作為共模弱化電感器的電感器(U)以及第一和第二電容器。實施例中,第一和第二電容器可以是LNAY 寄生電容器Cp3&Cp4。另一實施例中,第二和第二電容器可與寄生電容器并聯(lián)。由于在LNA 952中包含共模分離補償電路,發(fā)射泄漏被進一步降低。如此,即使平衡網(wǎng)絡(luò)15和補償模塊不能完全補償失衡,LNA 952的共模分離電路也進一步降低發(fā)射泄漏的不良影響。圖33是圖32的前端模塊(FEM)和LNA的每個的部分的等效電路20的實施方案的示意性框圖。該示共模分離是如何被改進的。通過變壓器的寄生電容(Cp3和Cp4) 耦合到次級繞組(L)的失衡電流,耦合到由感應(yīng)器(U)和輸入晶體管的寄生電容形成的分開的儲能電路。儲能電路提供高的差分阻抗,低的共模阻抗,抑制失衡。圖34是雙工器的變壓器980的實施方案的示意性框圖。變壓器包含原級繞組 (L1&L2)以及次級繞組(L3)。每一個原級繞組具有相同的匝數(shù),次級繞組可以具有與原級繞組相同數(shù)目的匝或不同數(shù)目的匝。繞組的取向如所示。圖35是在4個厚金屬層的集成電路、IC封裝基片,和/或印刷電路板上實施變壓器的實施例的圖。原級繞組位于上兩層上,次級繞組位于下兩層上。位于第三和第四層上的次級的線圈可串聯(lián)或并聯(lián)連接。圖36是在3個厚金屬層的IC、IC封裝基片,和/或印刷電路板上的變壓器的實施的另一實施例的圖。原級繞組位于頂層,下一層用于互聯(lián),并且可以相對于二次繞組的取向旋轉(zhuǎn)90'。二次繞組是在第二和/或第三下層上。圖37是前端模塊(FEM)990 *LNA992的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。前端模塊990包含功率放大器994、雙工器996、平衡網(wǎng)絡(luò)1000和音注(tone injection)模塊998。片上系統(tǒng)模塊992包含處理模塊1004,并且可以還包含如前文描述的其他組件。在接收路徑中的發(fā)射噪聲和/或接收帶噪聲低于低噪聲放大器的噪聲基底 (floor)的情況中,可以檢測發(fā)射噪聲和/或接收帶噪聲的進一步補償,并隨后通過包含音注模塊998來補償。例如,音注模塊998 (其可以是振蕩器、鎖相環(huán)路、直接數(shù)字頻率合成器等)在第一模式中,產(chǎn)生具有與入站無線信號的載波頻率基本上相同的載波頻率的音 (tone)995。音995注入到由雙工器996接收的出站無線信號,該操作可以通過將音與PA的輸出或與PA的輸入求和來完成??刹僮鞯伛詈系教炀€的雙工器996,在第一模式中提供出站無線信號、與音和入站無線信號的組合信號之間的電氣分離。第二模式中,雙工器996提供出站無線信號和入站無線信號之間的電氣分離(例如,音不存在)。平衡網(wǎng)絡(luò)1000基于調(diào)諧信號997建立基本上匹配天線的阻抗的阻抗。處理模塊1004確定組合信號的音分量的幅值。這可以在基帶、中頻或在RF完成。 處理模塊1004然后校正音分量的幅值到入站頻帶分離信號(例如,接收路徑上接收帶噪聲和/或發(fā)射噪聲的測量值)。然后處理模塊1004基于入站頻帶分離調(diào)節(jié)組合信號的下變頻表示的基帶處理。例如,由于入站頻帶分離信號作為接收路徑上接收帶噪聲和/或發(fā)射噪聲的測量值,這些噪聲分量可以在基帶轉(zhuǎn)換過程期間被以數(shù)字方式濾波。處理模塊1004可以進一步用于當入站無線信號的噪聲與噪聲閾值(例如,在LNA 的噪聲基底以下)相比有利時,使第一模式20有效。或者,處理模塊用于在入站無線信號的噪聲與噪聲閾值相比不利時,使第二模式有效,其中音注模塊在第二模式失效。處理模塊1004可以再進一步用于基于如前文討論的雙工器996的電氣性能特性生成調(diào)諧信號997。然后處理模塊發(fā)送調(diào)諧信號997到平衡網(wǎng)絡(luò)1000,平衡網(wǎng)絡(luò)1000基于調(diào)諧信號997調(diào)節(jié)阻抗。然后,處理模塊基于入站頻帶分離調(diào)節(jié)調(diào)諧信號,以進一步補償接收路徑上的噪聲。圖38是前端模塊(FEM) 990和SOC 992的每個的部分的另一實施方案的示意性框圖。FEM 990的部分包含功率放大器模塊(PA)994、雙工器996、平衡網(wǎng)絡(luò)1000、音注模塊 998,以及感應(yīng)電路(例如,R1&R2)。雙工器996包含變壓器(或其他結(jié)構(gòu),例如頻率選擇雙工器和/或電氣平衡雙工器)并且平衡網(wǎng)絡(luò)1000包含至少可變電阻器和至少一個可變電容器。SOC 992的部分包含檢測器1002、處理模塊1004 (其執(zhí)行調(diào)諧引擎的功能)、基帶處理單元1008,以及低噪聲放大器模塊(LNA) 1006。或者,峰值檢測器1002和/或調(diào)諧引擎可以在FEM990內(nèi)。在操作的實施例中,如前所述,感應(yīng)電路、調(diào)諧引擎、檢測器1002以及平衡網(wǎng)絡(luò) 1000用來平衡平衡網(wǎng)絡(luò)與天線的阻抗。許多情形中,這將降低接收器帶中的發(fā)射器(TX)和 /或接收器(RX)噪聲到LNA 1006的噪聲基底以下或相當于LNA 1006的噪聲基底。由于 TX和/或RX噪聲在噪聲基底或以下,其難以跟蹤,這不利地影響跟蹤天線的阻抗。為了增強對天線阻抗的跟蹤,音注模塊998在接收器頻帶中注入音(tone)(例如 Acos (ωEX_EF(t)))。雙工器996不同于TX信號地衰減RX音,因為它位于RX頻帶中,且雙工器996和平衡網(wǎng)絡(luò)1000可調(diào)諧用于TX頻帶。因此,在雙工器996的RX側(cè)上(例如變壓器的次級上)產(chǎn)生容易檢測的泄漏信號?;赗X音的泄漏信號通過接收器部傳播直至它被轉(zhuǎn)換為基帶信號。在基帶,該音幅度是RX頻帶分離的測量值。根據(jù)RX頻帶分離的測量值,可以確定天線的阻抗。隨著天線阻抗的改變,可以調(diào)節(jié)天線調(diào)諧單元和/或平衡網(wǎng)絡(luò)1000以跟蹤天線的阻抗。注意,在基帶可以輕易地除去該音。操作的實施例中,功率放大器放大上行變頻信號以產(chǎn)生出站無線信號。音注模塊產(chǎn)生具有與入站無線信號的載波頻率基本上相同的載波頻率的音,其中音信號與出站無線信號組合。雙工器996提供出站無線信號、與音和入站無線信號的組合信號之間的電氣分離。平衡網(wǎng)絡(luò)基于調(diào)諧信號簡歷基本上匹配天線的阻抗的阻抗。雙工器996為低噪聲放大器1006提供入站無線信號,其中入站無線信號包含入站 RF信號分量和音分量。LNA放大組合信號,以產(chǎn)生放大的組合信號,其通過下變頻模塊變頻成基帶或近基帶信號。如前所述,處理模塊基于雙工器的電氣性能特性生成調(diào)諧信號。然后處理模塊將基帶或近基帶信號轉(zhuǎn)換成基帶音信號和基帶入站信號。然后處理模塊基于基帶音信號(其是RX帶分離的測量值)確定入站頻帶分離,并基于入站頻帶分離調(diào)節(jié)調(diào)諧信號。處理模塊還可以基于入站頻帶分離調(diào)節(jié)基帶入站信號,以補償入站頻帶中的傳輸噪聲。前述附圖中,一些元件具有共同或相似的名稱以及相同或不同的附圖標記。針對這些元件(例如,F(xiàn)EM、S0C、雙工器、平衡網(wǎng)絡(luò)等),元件可以包含具有各種名稱和/或不同附圖標記的元件的特征和/或特性的任意組合。本文可能用到的,術(shù)語“基本上,,或“大約”,對相應(yīng)的術(shù)語和/或組件間的關(guān)系提供一種業(yè)內(nèi)可接受的公差。這種業(yè)內(nèi)可接受的公差從小于到50%,并對應(yīng)于,但不限于,組件值、集成電路處理波動、溫度波動、上升和下降時間和/或熱噪聲。組件間的關(guān)系從小百分比的差分到大的差分。本文還可能用到的,術(shù)語“可操作地連接”、“連接”和/或“耦合”,包括通過中間組件(例如,該組件包括,但不限于,組件、組件、電路和/或模塊)直接連接和/或間接連接,其中對于間接連接,中間插入組件并不改變信號的信息,但可以調(diào)整其電流電平、電壓電平和/或功率電平。本文還可能用到,推斷連接(亦即,一個組件根據(jù)推論連接到另一個組件)包括兩個組件之間用相同于“可操作地連接”的方法直接和間接連接。本文還可能用到,術(shù)語“可操作地連接”,表明組件包括以下一個或多個功率連接、 輸入、輸出等,用于在激活時執(zhí)行一個或多個相應(yīng)功能并可以進一步包括與一個或多個其它組件的推斷連接。本文還可能用到,術(shù)語“相關(guān)的”,正如這里可能用的,包括單獨組件和 /或嵌入另一個組件的某個組件的直接和/或間接連接。本文還可能用到,術(shù)語“比較結(jié)果有利”,正如這里可能用的,指兩個或多個組件、信號等之間的比較提供一個想要的關(guān)系。例如,當想要的關(guān)系是信號1具有大于信號2的幅度時,當信號1的幅度大于信號2的幅度或信號2的幅度小于信號1幅度時,可以得到有利的比較結(jié)果。盡管上述附圖中示出的晶體管是場效應(yīng)晶體管(FET),但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,上述晶體管可以使用任意類型的晶體管結(jié)構(gòu),包括但不限于,雙極、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、N阱晶體管、P阱晶體管、增強型、耗盡型以及零電壓閾值(VT)晶體管。以上借助于說明指定的功能和關(guān)系的方法步驟對本發(fā)明進行了描述。為了描述的方便,這些功能組成模塊和方法步驟的界限和順序在此處被專門定義。然而,只要給定的功能和關(guān)系能夠適當?shù)貙崿F(xiàn),界限和順序的變化是允許的。任何上述變化的界限或順序應(yīng)被視為在權(quán)利要求保護的范圍內(nèi)。本發(fā)明至少部分借助于一個或多個實施例進行了描述。本文所使用的本發(fā)明的實施例適用于說明本發(fā)明的方面、特征、概念和/或?qū)嵗?。?gòu)成本發(fā)明的裝置、制造方法、機器和/或步驟的物理實施例可以包括參考本文所述至少一個實施例進行描述的方面、特征、 概念、實例等中至少一項。以上還借助于說明某些重要功能的功能模塊對本發(fā)明進行了描述。為了描述的方便,這些功能組成模塊的界限在此處被專門定義。當這些重要的功能被適當?shù)貙崿F(xiàn)時,變化其界限是允許的。類似地,流程圖模塊也在此處被專門定義來說明某些重要的功能,為廣泛應(yīng)用,流程圖模塊的界限和順序可以被另外定義,只要仍能實現(xiàn)這些重要功能。上述功能模塊、流程圖功能模塊的界限及順序的變化仍應(yīng)被視為在權(quán)利要求保護范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也知悉此處所述的功能模塊,和其它的說明性模塊、模組和組件,可以如示例或由分立組件、特殊功能的集成電路、帶有適當軟件的處理器及類似的裝
權(quán)利要求
1.一種射頻前端,其特征在于,包括天線調(diào)諧單元,所述天線調(diào)諧單元可操作地耦合到天線,并且用于基于天線調(diào)諧信號調(diào)諧所述天線的操作特性;雙工器,所述雙工器可操作地耦合到所述天線調(diào)諧單元,并且用于提供出站無線信號與入站無線信號之間的電氣分離;平衡網(wǎng)絡(luò),所述平衡網(wǎng)絡(luò)可操作地耦合到所述雙工器,并且用于建立基本上匹配所述天線的阻抗的阻抗;以及處理模塊,所述處理模塊用于估計所述天線的所述阻抗,以產(chǎn)生估計天線阻抗;以及基于所述估計天線阻抗生成所述天線調(diào)諧信號。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻前端,其特征在于,還包括所述處理模塊用于基于所述雙工器的電氣性能特性生成平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號;以及所述平衡網(wǎng)絡(luò)基于所述平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號建立所述阻抗,其中所述處理模塊在所述平衡網(wǎng)絡(luò)建立所述阻抗之后估計所述天線的所述阻抗。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻前端,其特征在于,所述天線調(diào)諧單元包括以下的至少一個可調(diào)諧電阻器-電容器-電感器網(wǎng)絡(luò);以及可調(diào)諧電容器-電感器網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求1所述的射頻前端,其特征在于,還包括 查找表模塊,所述查找表模塊可操作地耦合來接收所述天線調(diào)諧信號; 基于所述天線調(diào)諧信號訪問天線設(shè)定;以及提供所述天線設(shè)定到所述天線調(diào)諧單元,其中所述天線的所述操作特性包括帶寬、品質(zhì)因數(shù)、增益、中心頻率以及頻率響應(yīng)的至少一個。
5.如權(quán)利要求1所述的射頻前端,其特征在于,還包括功率放大器,所述功率放大器可操作地耦合來放大上變頻信號,以產(chǎn)生所述出站無線信號;以及低噪聲放大器,所述低噪聲放大器可操作地耦合來放大所述入站無線信號。
6.如權(quán)利要求1所述的射頻前端,其特征在于,還包括前端模塊,所述前端模塊包括所述天線調(diào)諧單元、所述雙工器、以及所述平衡網(wǎng)絡(luò);以及包括所述處理模塊的片上系統(tǒng)模塊。
7.一種射頻前端,其特征在于,包括雙工器,所述雙工器可操作地耦合到天線,其中所述雙工器用于提供出站無線信號與入站無線信號之間的電氣分離;低噪聲放大器,所述低噪聲放大器可操作地耦合來放大所述入站無線信號; LNA旁路電路,所述LNA旁路電路用于當所述射頻前端處于第一模式時將所述入站無線信號傳遞到所述LNA,并且當所述射頻前端處于第二模式時旁路所述LNA ;以及選通平衡網(wǎng)絡(luò),所述選通平衡網(wǎng)絡(luò)可操作地耦合到所述雙工器,其中所述選通平衡網(wǎng)絡(luò)用于當所述射頻前端處于第三模式時,建立基本上匹配所述天線的阻抗的阻抗;以及當所述射頻前端處于所述第一或第二模式之一時,建立相對于所述天線的所述阻抗較低的阻抗。
8.如權(quán)利要求7所述的射頻前端,其特征在于,還包括當所述入站無線信號依照時分雙工協(xié)議時,所述第一模式對應(yīng)于所述射頻前端的接收模式;當所述出站無線信號依照時分雙工協(xié)議時,所述第二模式對應(yīng)于所述射頻前端的發(fā)射模式;當所述入站和出站無線信號依照頻分雙工協(xié)議時,所述第三模式對應(yīng)于所述射頻前端的收發(fā)模式。
9.一種電路,其特征在于,包括低噪聲放大器,所述低噪聲放大器可操作地耦合來放大入站無線信號,以產(chǎn)生放大的入站無線信號,其中所述入站無線信號接收自雙工器;以及處理模塊,所述處理模塊可操作地耦合來基于所述雙工器的電氣性能特性生成平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號;發(fā)送所述平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號到平衡網(wǎng)絡(luò),其中所述平衡網(wǎng)絡(luò)建立基本上匹配天線的阻抗的阻抗;在所述平衡網(wǎng)絡(luò)建立基本上匹配天線的阻抗的阻抗之后,估計所述天線的阻抗以產(chǎn)生估計天線阻抗;基于所述估計天線阻抗生成天線調(diào)諧信號;以及發(fā)送所述天線調(diào)諧信號到天線調(diào)諧單元,其中所述天線調(diào)諧單元基于天線調(diào)諧信號調(diào)諧所述天線的操作特性。
10.一種前端模塊,其特征在于,包括天線調(diào)諧單元,所述天線調(diào)諧單元可操作地耦合到天線,并且用于基于天線調(diào)諧信號調(diào)諧所述天線的操作特性;雙工器,所述雙工器可操作地耦合到所述天線調(diào)諧單元,并且用于提供出站無線信號與入站無線信號之間的電氣分離;以及平衡網(wǎng)絡(luò),所述平衡網(wǎng)絡(luò)可操作地耦合到所述雙工器,并且用于基于平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號建立基本上匹配所述天線的阻抗的阻抗。
全文摘要
一種射頻前端,包括天線調(diào)諧單元、雙工器、平衡網(wǎng)絡(luò),以及處理模塊。所述天線調(diào)諧單元可操作地耦合到天線,并且用于基于天線調(diào)諧信號調(diào)諧所述天線的操作特性。所述雙工器可操作地耦合到所述天線調(diào)諧單元,并且用于提供出站無線信號與入站無線信號之間的電氣分離。所述平衡網(wǎng)絡(luò)可操作地耦合到所述雙工器,并且用于基于平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧信號建立基本上匹配所述天線的阻抗的阻抗。所述處理模塊用來估計所述天線的阻抗,來產(chǎn)生估計天線阻抗,并且基于所述估計天線阻抗來生成天線調(diào)諧信號。
文檔編號H04B1/58GK102271002SQ201110149478
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者胡曼·達拉比, 莫赫伊·米克合瑪 申請人:美國博通公司