EM耦合屏蔽的制作方法

文档序号:11161716阅读:666来源:国知局
EM耦合屏蔽的制造方法与工艺

本申请要求享有2014年6月17日提交的名称为“EM COUPLING SHIELDING”美国专利申请No.14/307,355的权益,该申请在此通过全文引用的方式并入本文。

技术领域

本公开总体涉及用于电磁(EM)耦合屏蔽的电路,以及更特别地涉及一种用于EM耦合屏蔽的环结构以及耦合至环结构的电路元件。



背景技术:

无线通信技术和装置(例如蜂窝电话、平板电脑、膝上型电脑等)在过去数年已经增长了数量和使用。移动电子装置的复杂性已经日益地增大,并且现在通常包括允许移动装置用户执行复杂和能力加强的软件应用程序(例如音乐播放器、网络浏览器、视频流应用程序等)的多个处理器(例如基带处理器和应用程序处理器)和其他资源。与此同时,无线装置的尺寸在缩减。复杂性增大外加上尺寸缩减使得无线装置更易受来自攻击者电路的EM耦合的影响。

例如,无线装置(例如蜂窝电话或智能电话)可以发射和接收数据以用于与无线通信系统双向通信。无线装置可以包括用于数据发射的发射器以及用于数据接收的接收器。对于数据发射,发射器可以采用数据调制发射本地振荡器(LO)信号以获得已调制射频(RF)信号,放大已调制RF信号以获得具有所需输出功率等级的输出RF信号,并且经由天线发射输出RF信号至基站。对于数据接收,接收器可以经由天线获得已接收RF信号,放大并采用接收LO信号下变频转换已接收RF信号,以及处理已下变频转换的信号以恢复由基站发送的数据。

由于无线装置的尺寸减小,如上所述用于通信功能的各个RF电路可以相互邻近布置,并且在一些情形中经由EM耦合而成为相互的受害者和/或攻击者电路。



技术实现要素:

在本公开的方面中,提供了一种方法、一种计算机程序产品、以及一种设备。该设备包括至少部分地围绕EM电路的环结构。负跨导电路耦合至环结构的端部。负跨导电路被配置用于在一个频率抵消对EM电路的EM耦合。该方法包括产生用于负跨导电路的多个设置,以及调谐负跨导电路至用于负跨导电路的多个设置之一以抵消在一个频率的对EM电路的EM耦合。

附图说明

图1示出了示例性实施例可以包括在其中的与不同无线通信系统通信的无线装置。

图2是示例性实施例可以包括在其中的无线装置的框图。

图3A是VCO的示例的示图。

图3B是与VCO接口以调节储能电路的处理系统的示图。

图4A是被保护EM电路和至少部分地围绕被保护EM电路的环结构的示图。

图4B是被保护EM电路和至少部分地围绕被保护EM电路的环结构的另一示图。

图5是包括被保护的EM电路和至少部分地围绕被保护EM电路的环结构的示例性实施例的示图。

图6是示出了示例性实施例的等效电路的示图。

图7是包括被保护的EM电路、第一环结构和第二环结构的示例性实施例的示图。

图8是用于抵消EM耦合的在负gm电路和/或电容器上产生并调谐设置的示例性实施例的示图。

图9是用于抵消EM耦合的在负gm电路和电容器上产生并调谐设置的方法的流程图。

图10是用于抵消EM耦合而在负gm电路和电容器上产生并调谐设置的另一方法的流程图。

图11是示出了在示例性设备中不同模块/装置/部件之间数据流的概念性数据流示图1100。

图12是示出了用于采用处理系统的设备的硬件实施方式的示例的示图。

具体实施方式

结合附图以下阐述的详细说明书意在作为各个配置的说明而并非意在仅展示其中可以实施在此所述概念的配置。详细说明书为了提供对各个概念的全面理解的目的而包括具体细节。然而,对于本领域技术人员应该明显的是可以不采用这些具体细节而实施这些概念。在一些情形中,以框图形式示出广泛已知的结构和部件以避免模糊这些概念。术语“示例性”在此用于意味着“用作示例、实例或示意说明”。在此描述作为“示例性”的任何设计不必构造为在其他设计之上的优选或有利的设计。

现在将参照各个设备和方法展现远程通信系统的数个方面。将在以下详细说明书中描述这些设备和方法并且由各个组块、模块、部件、电路、步骤、进程、算法等(共同地称作“元件”)示出在附图中。这些元件可以使用电子硬件、计算机软件或其组合而实施。这些元件实施为硬件或软件取决于特定应用以及对整体系统提出的设计约束。

借由示例的方式,可以采用包括一个或多个处理器的“处理系统”实施元件、或元件的任意部分、或者元件的任意组合。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、分立硬件电路、以及配置用于执行遍及本公开所述各个功能的其他合适的硬件。处理系统中一个或多个处理器可以执行软件。软件应该广泛地构造为意味着指令、指令集、代码、代码片段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件数据包、例行程序、子例行程序、可执行对象、执行的线程、程序、函数等,不论是称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或者其他的。

因此,在一个或多个示例性实施例中,所述功能可以实施在硬件、软件、固件或其任意组合中。如果实施在软件中,功能可以存储在计算机可读媒介上或者编码作为计算机可读媒介上的一个或多个指令。计算机可读媒介包括计算机存储媒介。存储媒介可以是可以由计算机访问的任何可应用媒体。借由示例并非限制的方式,该计算机可读媒介可以包括随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、小型盘(CD)ROM(CD-ROM)、或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储装置,或者可以用于以可以由计算机访问的指令或数据结构的形式而承载或存储所需程序代码的任何其他媒介。如在此使用的盘和碟包括CD、激光碟、光碟、数字通用碟(DVD)、和软盘,其中盘通常磁性地复制数据,而碟采用激光光学地复制数据。以上的组合也应该包括在计算机可读媒介的范围内。

图1是示出了与不同无线通信系统120、122通信的无线装置110的示图100,其中可以包括示例性实施例。无线系统120、122可以每个是码分多址(CDMA)系统、用于移动通信的全球系统(GSM)系统、长期演进(LTE)系统、无线局域网(WLAN)系统、或一些其他无线系统。CDMA系统可以实施宽带CDMA(WCDMA)、CDMA1X或cdma2000,时分同步码分多址(TD-SCDMA),或CDMA的一些其他版本。TD-SCDMA也称作通用陆地无线电接入(UTRA)时分双工(TDD)1.28Mcps选项或低芯片率(LCR)。LTE均支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。例如,无线系统120可以是GSM系统,以及无线系统122可以是WCDMA系统。作为另一示例,无线系统120可以是LTE系统,以及无线系统122可以是CDMA系统。

为了简明,示图100示出了包括一个基站130和一个系统控制器140的无线系统120,以及包括一个基站132和一个系统控制器142的无线系统122。通常,每个无线系统可以包括任意数目基站和网络实体的任意集合。每个基站可以支持无线装置在基站覆盖区域内的通信。基站也可以称作节点B,演进的节点B(eNB),访问接入点,收发器基站,无线电基站,无线电收发器,收发器功能,基本服务集合(BSS),扩展服务集合(ESS),或一些其他合适的术语。无线装置110也可以称作用户设备(UE),移动装置,远程装置,无线装置,无线通信装置,站点,移动站点,订户站点,移动订户站点,终端,移动终端,远程终端,无线终端,访问终端,客户端,移动客户端,移动单元,订户单元,无线单元,远程单元,手机,用户代理,或一些其他合适的术语。无线装置110可以是蜂窝电话、智能电话、平板电脑、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持式装置、膝上型计算机、智能笔记本、上网本、无绳电话、无线本地回路(WLL)站点、或一些其他类似的功能装置。

无线装置110可以能够与无线系统120和/或122通信。无线装置110也可以能够从广播站诸如广播站134接收信号。无线装置110也可以能够从在一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)中的卫星诸如卫星150接收信号。无线装置110可以支持用于无线通信的一个或多个无线电技术诸如GSM、WCDMA、cdma2000、LTE、802.11等。术语“无线电技术”、“无线电访问接入技术”、“空中接口”和“标准”可以可互换地使用。

无线装置110可以经由下行链路和上行链路与无线系统中的基站通信。下行链路(或正向链路)涉及从基站至无线装置的通信链路,而上行链路(或反向链路)涉及从无线装置至基站的通信链路。无线系统可以利用TDD和/或FDD。对于TDD,下行链路和上行链路共用相同频率,而下行链路传输和上行链路传输可以在不同时间段中相同频率上发送。对于FDD,下行链路和上行链路分配分立的频率。下行链路传输可以发送在一个频率上,而上行链路传输可以发送在另一频率上。支持TDD的一些示例性无线电技术包括GSM、LTE、和TD-SCDMA。支持FDD的一些示例性无线电技术包括WCDMA、cdma2000、和LTE。

图2是示例性无线装置诸如无线装置110的框图200,其中可以包括示例性实施例。无线装置包括数据处理器/收集器210,收发器218,以及天线290。数据处理器/控制器210可以称作处理系统。处理系统可以包括数据处理器/控制器210,或者包括数据处理器/控制器210和存储器216这两者。收发器218包括支持双向通信的发射器220和接收器250。发射器220和/或接收器250可以采用超外差架构或直接转换架构而实施。在超外差架构中,在多级中在RF和基带之间频率转换信号,例如在一个级中从RF至中间频率(IF),并且随后在另一级中从IF至基带以用于接收器。在直接转换架构、也称作零IF架构中,在一个级中在RF和基带之间频率转换信号。超外差和直接转换架构可以使用不同的电路组块和/或具有不同的需求。在图2中所示的示例性设计中,发射器220和接收器250采用直接转换架构而实施。

在发射路径中,数据处理器/控制器210可以处理(例如编码并调制)待发射的数据并且提供数据至数模转换器(DAC)230。DAC 230将数字输入信号转换为模拟输出信号。模拟输出信号提供至发射(TX)基带(低通)滤波器232,其可以过滤模拟输出信号以移除由之前的由DAC 230数字至模拟转换所引起的图像。放大器(amp)234可以放大来自TX基带滤波器232的信号并且提供已放大基带信号。上变频转换器(混频器)236可以接收已放大基带信号以及来自TX LO信号发生器276的TX LO信号。上变频转换器236可以采用TX LO信号上变频转换已放大基带信号并且提供已上变频转换的信号。滤波器238可以过滤已上变频转换的信号以移除由频率上变频转换所引起的图像。功率放大器(PA)240可以放大来自滤波器238的已滤波RF信号以获得所需的输出功率水平并且提供输出RF信号。输出RF信号可以通过双工器/开关双工器264而路由发送。

对于FDD,发射器220和接收器250可以耦合至双工器264,其可以包括用于发射器220的TX滤波器和用于接收器250的接收(RX)滤波器。TX滤波器可以过滤输出RF信号以传递在发射频带中的信号分量并且衰减在接收频带中的信号分量。对于TDD,发射器220和接收器250可以耦合至开关双工器(switchplexer)264。开关双工器264可以在上行链路时间间隔期间将输出RF信号从发射器220传送至天线290。对于FDD和TDD,双工器/开关双工器264可以经由无线信道向天线提供输出RF信号以用于发射。

在接收路径中,天线290可以接收由基站和/或其他发射器站点发射的信号,并且提供已接收RF信号。已接收RF信号可以通过双工器/开关双工器264而路由发送。对于FDD,双工器264内的RX滤波器可以过滤已接收RF信号以传递在接收频带中的信号分量并且衰减在发射频带中的信号分量。对于TDD,开关双工器264可以在下行链路时间间隔期间将已接收RF信号从天线290传送至接收器250。对于FDD和TDD,双工器/开关双工器264可以向接收器250提供已接收RF信号。

在接收器250内,已接收RF信号可以由低噪声放大器(LNA)252放大并由滤波器254滤波以获得输入RF信号。下变频转换器(混频器)256可以接收输入RF信号以及来自RX LO信号发生器286的RX LO信号。下变频转换器256可以采用RX LO信号下变频转换输入RF信号并且提供已下变频转换的信号。已下变频转换的信号可以由放大器258放大并且由RX基带(低通)滤波器260进一步滤波以获得模拟输入信号。模拟输入信号提供至模拟至数字转换器(ADC)262。ADC 262将模拟输入信号转换为数字输出信号。数字输出信号提供至数据处理器/控制器210。

TX频率合成器270可以包括TX锁相环(PLL)272和VCO 274。VCO 274可以在所需频率产生TX VCO信号。TX PLL 272可以从数据处理器/控制器210接收时序信息,并且产生用于VCO 274的控制信号。控制信号可以调节VCO 274的频率和/或相位以获得用于TX VCO信号的所需频率。TX频率合成器270向TX LO信号发生器276提供TX VCO信号。TX LO信号发生器可以基于从TX频率合成器270接收的TX VCO信号而产生TX LO信号。

RX频率合成器280可以包括RX PLL 282和VCO 284。VCO 284可以在所需频率产生RX VCO信号。RX PLL 282可以从数据处理器/控制器210接收时序信息并且产生用于VCO 284的控制信号。控制信号可以调节VCO 284的频率和/或相位以获得用于RX VCO信号的所需频率。RX频率合成器280向RX LO信号发生器286提供RX VCO信号。RX LO信号发生器可以基于从RX频率合成器280接收的RX VCO信号而产生RX LO信号。

LO信号发生器276、286可以每个包括分频器、缓冲器等。如果它们划分了分别由TX频率合成器270和RX频率合成器280提供的频率,LO信号发生器276、286可以称作分频器。PLL 272、282可以均包括相位/频率检测器,环路滤波器,电荷泵,分频器等。每个VCO信号和每个LO信号可以是具有特定基准频率的周期性信号。来自LO信号发生器276、286的TX LO信号和RX LO信号对于TDD 可以具有相同的频率或者对于FDD具有不同的频率。来自VCO 274、284的TX VCO信号和RX VCO信号可以具有相同的频率(例如用于TDD)或不同频率(例如用于FDD或TDD)。

可以由放大器、滤波器、上变频转换器、下变频转换器等的一个或多个级执行在发射器220和接收器250中信号的调节。这些电路可以不同于图2中所示配置而设置。此外,图2中未示出的其他电路也可以用于调节在发射器220和接收器250中的信号。例如,阻抗匹配电路可以位于PA 240的输出端处,在LNA 252的输入端处,在天线290和双工器/开关双工器264之间等。也可以省略图2中的一些电路。例如,可以省略滤波器238和/或滤波器254。收发器218的所有或一部分可以实施在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。例如,发射器220中TX基带滤波器232至PA 240、接收器250中LNA 252至RX基带滤波器260、PLL 272、282、VCO 274、284以及LO信号发生器276、286可以实施在RFIC上。PA 240和可能的其他电路也可以实施在分立IC或电路模块上。

数据处理器/控制器210可以执行用于无线装置的各种功能。例如,数据处理器/控制器210可以对经由发生器220发射和经由接收器250接收的数据执行处理。数据处理器/控制器210可以控制在发射器220和接收器250内各个电路的操作。存储器212和/或存储器216可以存储用于数据处理器/控制器210的程序代码和数据。存储器可以在数据处理器/控制器210的内部(例如存储器212)或者在数据处理器/控制器210的外部(例如存储器216)。存储器可以称作计算机可读媒介。振荡器214可以在特定频率产生VCO信号。时钟发生器215可以从振荡器214接收VCO信号并且可以产生用于数据处理器/控制器210内各个模块的时钟信号。数据处理器/控制器210可以实施在一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或其他IC上。

用于参照图1和图2所述的通信功能的RF电路包括用于操作的电磁(EM)电路。EM电路的示例是电感器。电感器可以是用于产生所需振荡频率的信号的VCO的一部分。电感器的另一示例性用途是在用于LNA(例如LNA 252)的滤波器中。在这些示例中,EM电路(例如电感器)可以成为来攻击者(aggressor)电路的不希望EM耦合(例如磁耦合)的受害者。不希望的EM耦合可以导致在接收器响应中的毛刺和频率牵引(pulling)。在另一示例中,不希望的EM耦合可以使得收发器218不稳定。解决方案是提供屏蔽环(例如导电结构)以至少部分地围绕受害者EM电路。

图3A是VCO的示图300。VCO 322包括储能电路302和交叉耦合的晶体管配对330。储能电路302包括电感器306和电容器310,电容器310包括电容器组304。待保护的EM电路的示例可以是电感器306。VCO 322可以输出基于电感器306的电感和电容器310的电容的频率的振荡的信号。因此,对电感器306的EM耦合可以改变VCO 322的振荡频率,并且可以需要对电感器306的EM耦合的屏蔽。

无线装置110可以调节电容器310内的电容器组304,以调谐电容器310的电容。VCO 322可以对应于图2中VCO 274和/或VCO 284。电容器310可以进一步包括用于精细调谐电容的一个或多个变容器308。电容器组304可以是二进制加权的或者包括二进制加权的电容器组。n位二进制加权的电容器组可以包括具有C、2C、4C、……2nC的单元电容的电容器或电容器集合。无线装置110调节与电感器306耦合的电容器310,以便于调谐由VCO提供的频率。

图3B是与VCO 322通信以调节储能电路302并用于校准VCO 322的处理系统320的示图350。处理系统320配置用于调谐VCO 322输出的振荡频率。例如,处理系统320被配置为基于从查找表所确定的已确定相对电容变化而调节VCO 322中储能电路302内的电容器电路,以便于调谐输出信号至所需频率。此外,处理系统320可以通过例如确定VCO 322的输出频率以及与预期频率的差值(如果有的话)而校准VCO 322。基于该差值,处理系统320可以识别工艺偏差。

图4A是被保护的EM电路(例如电感器306)和至少部分地围绕被保护EM电路的环结构(例如防护环402)的示图400。电感器306是螺旋型电感器。防护环402包括至少部分地围绕EM电路或电感器306的导电环结构(在金属1和金属2中)。如本领域技术人员所应该理解的那样,例如由EM耦合的方向和程度而确定防护环402围绕被保护EM电路或电感器306的程度。防护环402的形状不必是圆形,如图中所示。在一个方面中,防护环402是浮置的并且用作电感器。在另一方面中,防护环402可以连接至诸如电压源VDD或接地GND之类的电势。防护环402提供某一EM(例如磁性)耦合屏蔽。在一个示例中,在所示的配置中,来自攻击者电路(未示出)的EM耦合减小6dB。然而,防护环402的效果可以包括将电感器的有效电感和品质因数Q减小例如10%。

图4B是被保护EM电路(例如电感器306)和至少部分地围绕被保护EM电路的环结构(例如防护环412)的另一示图450。在该示例中,防护环412包括至少部分地围绕EM电路(电感器306)的环结构(在金属1和金属2中)并且包括端部414和416。如由本领域技术人员应该理解的那样,通过例如EM耦合的方向和程度来确定防护环412围绕被保护EM电路或电感器306的程度。端部414和416耦合至电感器418,其是可调谐的(例如电容器418的电容可以被调节至所需数值)。在一个示例中,电容器418可以在结构上类似于如上所述的电容器组304。防护环412比图4A的防护环402提供更好的EM(例如磁性)耦合屏蔽。所得的被保护EM电路(电感器306)的有效电感和品质因数Q类似地改进。

图5是包括被保护EM电路(例如电感器306)和至少部分地围绕被保护EM电路的环结构(例如防护环502)的示例性实施例的示图500。防护环502包括至少部分地围绕EM电路(电感器306)的环结构(在金属1和金属2中)并且包括端部504和506。如由本领域技术人员所应该理解的那样,例如由EM耦合的方向和程度来确定防护环502围绕被保护EM电路或电感器306的程度。端部504和506耦合至电容器418和负gm电路530。在一个示例中,电容器418可以在结构上类似于如上所述电容器组304。在一个示例中,负gm电路530包括交叉耦合的晶体管配对532和534。负gm电路530可以是可调谐的。例如,可以通过调节交叉耦合的晶体管配对532和534的尺寸而调谐负gm电路530的跨导(或阻抗)。在一个示例中,负gm电路530可以在结构上类似于如上所述的交叉耦合的晶体管配对330。

图6是示出了示例性实施例的等效电路的示图600。攻击者电路610的等效电路包括电源I3和等效电感L3。攻击者电路610的示例可以包括收发器218的RF电路,诸如功率放大器240。攻击者电路610产生至被保护EM电路或电感器306的EM耦合K13,以及至防护环502的EM耦合K23。防护环502接着产生至被保护EM电路或电感器306的EM耦合K12。电感器306具有电感L1。被保护EM电路的示例可以包括电感器306,VCO 322依靠其用于产生所需振荡频率的信号。EM耦合K13和K12包括在电感器306中的乱真(spurious)电压V1,其可以影响VCO 322的振荡频率。在本公开的一个方面中,防护环502、与电容器418和负gm电路530一起通过抵消在被保护EM电路或电感器306中的电压V1,而从EM电路(电感器306)电屏蔽了EM耦合K13和K12。防护环502的等效电路包括电感L2和电阻R2,其是防护环502的环结构的电学特性。电压V2是跨电阻R2的电压。防护环502连接至电容器418的电容C2以及负gm电路530的跨导ngm。在示例性实施例的一个方面中,调谐负gm电路530至抵消电阻R2的跨导ngm。在示例性实施例的另一方面中,电容器418被调谐至电容C2,其与负gm电路530的跨导ngm一起抵消了被保护EM电路(电感器306)中的电压V1。在一个方面中,电容器418的设置和/或负gm电路530的设置独立于被保护EM电路(电感器306)的操作。

用于抵消被保护EM电路(电感器306)中电压V1的方法可以由以下等式描述:

V1=(M12jω)I2+(M13jω)I3,

V2=(L2jω)I2+(M23jω)I3+(1/C2jω)I2,

其中jω是例如攻击者电路610的操作频率的虚数分量,M12是EM耦合K12的系数,M13是EM耦合K13的系数,M23是EM耦合K23的系数,I1是流过EM电路(电感器306)的电流(例如由EM耦合感应所致),I2是流过防护环502的电流(例如由EM耦合感应所致),以及I3是流过攻击者电路610的电流。跨电阻R2的电压V2也可以描述如下:

V2=-R2I2

此外,在一个示例中,调谐负gm电路530的跨导ngm以抵消电阻R2(例如ngm可以设置为-1/R2)。被保护的EM电路(电感器306)中电压V1可以描述为:

在一个示例中,可以调谐电容器418的电容C2以抵消在被保护EM电路(电感器306)中电压V1。电容器418的电容C2因此可以是:

图7是包括被保护EM电路(例如电感器306)、第一环结构(例如防护环502)、和第二环结构(例如防护环702)的示例性实施例的示图。防护环502(在金属1和金属2中)包括端部504和506并且至少部分地围绕EM电路(例如电感器306)。端部504和506耦合至电容器418和负gm电路530。防护环502与电容器418和负gm电路530一起可以为EM电路(例如电感器306)提供针对在第一频率的攻击者电路的EM耦合(例如磁性耦合)屏蔽,如上所述的那样。例如,防护环502与电容器418和负gm电路530一起可以被配置用于抵消由来自在第一频率操作的攻击者电路的EM耦合所生成的在EM电路(电感器306)中的电压。

防护环702(在金属1和金属2中)包括端部704和706,并且至少部分地围绕EM电路(例如电感器306)。如本领域技术人员应该理解的那样,由例如EM耦合的方向和程度确定防护环702围绕被保护的EM电路或电感器306的程度。端部704和706耦合至第二电容器718和第二负gm电路730。防护环702与第二电容器718和第二负gm电路730一起可以为EM电路(例如电感器306)提供针对在第二频率的攻击者电路的EM耦合(例如磁性耦合)屏蔽,如上所述。例如,防护环702与第二电容器718和第二负gm电路730一起可以被配置用于抵消由来自在第二频率操作的攻击者电路的EM耦合产生的在EM电路(电感器306)中的电压。在一个方面中,第二电容器718的设置和/或第二负gm电路730的设置独立于被保护EM电路(电感器306)的操作。在一个示例中,第二负gm电路730可以在结构上类似于如上所述的交叉耦合的晶体管配对330。在一个示例中,电容器418可以在结构上类似于如上所述的电容器组304。

在一个示例中,第一频率的EM耦合和第二频率的EM耦合可以来自在不同频率操作的攻击者电路(例如攻击者电路612)。在另一示例中,第一频率的EM耦合和第二频率的EM耦合可以来自不同的攻击者电路。在一个示例中,第一频率和第二频率可以相互独立。在另一示例中,第一频率和第二频率可以是操作频率的谐波。例如,第一频率和第二频率是VCO 322的LO频率的谐波。

图8是用于抵消EM耦合的产生并调谐在负gm电路(例如530)和电容器(例如408)上的设置的示例性实施例的示图800。处理系统320与VCO 322对接,以调节储能电路302并校准VCO 322,例如参照图3B所述。通过校准VCO 322,处理系统320可以基于校准而识别关于工艺变化的信息(例如振荡频率比工艺模型指示更快或更慢)。例如,VCO 322的交叉耦合的晶体管配对330可以在结构上类似于负gm电路530和/或第二负gm电路730。在一个示例中,VCO 322的电容器组304可以在结构上类似于电容器418和/或第二电容器718。因此,从VCO 322的校准获得的工艺变化信息可以可应用于负gm电路530、第二负gm电路730、电容器418和/或第二电容器7182的设置。

在一个示例中,处理系统320可以被配置用于产生用于电容器408和负gm电路530的设置,以用于抵消EM耦合830。处理系统320可以向攻击者电路610提供测试音(test tone)。测试音可以例如是一个频率的RF操作。攻击者电路610响应于所施加的测试音,产生对EM电路840的EM耦合830。处理系统320可以调谐负gm电路530和/或电容器408以抵消EM电路840中的EM耦合830(例如抵消电压)。处理系统320可以进一步应用各个频率的测试音,并且产生负gm电路530和/或电容器408的多个预定设置以抵消EM耦合840。此外,可以基于VCO 322的校准而产生或调节负gm电路530和/或电容器408的设置。以该方式,可以产生并调节负gm电路530和/或电容器408的设置。

在另一方面中,攻击者电路610响应于所施加的测试音产生对EM电路840的EM耦合831。处理系统320可以调谐第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置,以抵消EM电路840中的EM耦合831(例如抵消电压)。处理系统320可以进一步施加各个频率的测试音,并且产生第二负gm电路730和/或第二电容器718的多个预定设置。此外,可以基于VCO 332的校准而产生或调节第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置。以该方式,可以产生或调节第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置以考虑工艺变化。

在操作中,攻击者电路610可以操作在第一频率。在一个示例中,处理系统320可以调谐负gm电路530和/或电容器408的设置(例如来自负gm电路530和/或电容器408的所产生的多个设置)以抵消在第一频率的EM耦合830。处理系统320可以调谐第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置(例如来自第二负gm电路730和/或第二电容器718的所产生的多个设置)以抵消在第一频率的谐波处的EM耦合831。在另一示例中,第二攻击者810电路可以操作在第二频率,并且产生对EM电路840的EM耦合832。处理系统320可以调谐负gm电路530和/或电容器408的设置(例如来自所产生的负gm电路530和/或电容器408的多个设置)以抵消在第一频率的EM耦合830。处理系统320可以进一步调谐第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置(例如来自第二负gm电路730和/或第二电容器718的所产生多个设置)以抵消在第二频率的EM耦合832。

图9是用于产生并调谐在负gm电路(例如530)和电容器(例如408)上的设置以用于抵消EM耦合的方法的流程图。虚线所示的步骤可以是可选的。方法可以由设备例如处理系统320执行。在步骤902中,设备产生用于耦合至环结构的负跨导电路的多个设置。环结构至少部分地围绕EM电路。在步骤904中,设备调谐负跨导电路至用于负跨导电路的多个设置之一,以抵消在一个频率的对EM电路的EM耦合。在步骤906中,设备产生多个设置以用于耦合至第二环结构的电容性元件。在步骤908中,设备调谐电容性元件至用于电容性元件的多个设置之一,以抵消在该频率的对EM电路的EM耦合。在步骤910中,设备产生多个设置以用于耦合至第二环结构的第二负跨导电路,其中第二环结构至少部分地围绕EM电路。在步骤912中,设备调谐第二负跨导电路至用于第二负跨导电路的多个设置的之一,以抵消在第二频率的对EM电路的第二EM耦合。在步骤914中,设备产生用于耦合至第二环结构的第二电容性元件的多个设置。在步骤916中,设备调谐第二电容性元件至用于第二电容性元件的多个设置之一,以抵消在第二频率对EM电路的第二EM耦合。

结合图5-图8描述步骤的示例。例如,参照图5-图8,处理系统320可以产生用于电容器408和/或负gm电路530的设置,以用于抵消EM耦合830。电容器408和/或负gm电路530耦合至环结构(例如防护环502)的端部,如图7中所示。环结构(例如防护环502)至少部分地围绕被保护EM电路840(例如电感器306)。处理系统320可以施加测试音至攻击者电路610。测试音可以例如是在一个频率的RF操作。攻击者电路610响应于所施加的测试音而产生对EM电路840的EM耦合830。处理系统320可以调谐负gm电路530和/或电容器408的设置,以抵消在EM电路840中的EM耦合830(例如抵消电压)。处理系统320可以进一步在各个频率施加测试音并且产生负gm电路530和/或电容器408的多个预定设置。

在另一方面中,攻击者电路610响应于所施加的测试音产生对EM电路840的EM耦合831。处理系统320可以调谐第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置,以抵消在EM电路840中的EM耦合831(例如抵消电压)。处理系统320可以进一步在各个频率施加测试音并且产生第二负gm电路730和/或第二电容器718的多个预定设置。

调谐过程的示例可以包括参照图6所述的过程。攻击者电路610的等效电路包括电源I3和等效电感L3。攻击者电路的示例可以包括收发器218的RF电路,诸如功率放大器240。攻击者电路610产生对被保护EM电路(电感器306)的EM耦合(例如磁性耦合)K13,以及对防护环502的EM耦合K23。防护环502接着产生对被保护EM电路(电感器306)的EM耦合K12。被保护EM电路(电感器306)具有电感L1。被保护EM电路的示例可以包括电感器306,VCO 322依靠该电感器306产生所需振荡频率的信号。EM耦合K13和K12在被保护EM电路(电感器306)中感应产生乱真电压V1,其可以影响VCO 322的振荡频率。在本公开的一个方面中,防护环502以及电容器418和负gm电路530一起通过抵消了在EM电路(电感器306)中电压V1,而从EM电路(电感器306)屏蔽了EM耦合K13和K12。防护环502的等效电路包括电感L2和电阻R2,其是防护环502的环结构的电学特性。电压V2是跨电阻R2的电压。防护环502连接至电容器418的电容C2以及负gm电路530的跨导ngm。在示例性实施例的一个方面中,调谐负gm电路530至抵消了电阻R2的跨导ngm。在示例性实施例的另一方面中,调谐电容器418至电容C2,其与负gm电路530的跨导ngm组合而抵消了在被保护EM电路(电感器306)中的电压V1

用于抵消被保护EM电路(电感器306)中电压V1的方法可以由以下等式描述:

V1=(M12jω)I2+(M13jω)I3,

V2=(L2jω)I2+(M23jω)I3+(1/C2jω)I2

其中jω是例如攻击者电路610的操作频率的虚数分量,M12是EM耦合K12的系数,M13是EM耦合K13的系数,M23是EM耦合K23的系数,I1是流过EM电路的电流(例如由EM耦合感应所致),I2是流过防护环502的电流(例如由EM耦合感应所致),I3是流过攻击者610的电流。跨电阻R2的电压V2也可以如下所述:

V2=-R2I2

此外,在一个示例中,调谐负gm电路530的跨导ngm以抵消电阻R2(例如ngm设置在-1/R2)。被保护EM电路(电感器306)中的电压V1可以由以下而描述:

在一个示例中,电容器418的电容C2可以调谐以抵消被保护EM电路(电感器306)中的电压V1。电容器418的电容C2可以因此是:

在操作中,攻击者电路610可以操作在第一频率。在一个示例中,处理系统320可以调谐负gm电路530和/或电容器408的设置(例如来自负gm电路530和/或电容器408的所产生多个设置)以抵消在第一频率的EM耦合830。处理系统320可以调谐第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置(例如来自第二负gm电路730和/或第二电容器718的所产生多个设置),以抵消在第一频率的谐波处的EM耦合831。在另一示例中,第二攻击者810电路可以操作在第二频率并且产生对EM电路840的EM耦合832。处理系统320可以调谐负gm电路530和/或电容器408的设置(例如来自负gm电路530和/或电容器408的所产生多个设置)以抵消在第二频率的EM耦合830。处理系统320可以进一步调谐第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置(例如来自第二负gm电路730和/或第二电容器718的所产生多个设置)以抵消在第二频率EM耦合832。

图10是用于产生并调谐在负gm电路(例如530)和电容器(例如408)上的设置以用于抵消EM耦合的另一方法的流程图1000。虚线所示的步骤可以是可选的。方法可以由设备例如处理系统320执行。在步骤902中,设备产生多个设置以用于耦合至环结构的负跨导电路。环结构至少部分地围绕EM电路。在步骤906中,设备产生多个设置以用于耦合至第二环结构的电容性元件。在步骤910中,设备产生多个设置以用于耦合至第二环结构的第二负跨导电路,其中第二环结构至少部分地围绕EM电路。在步骤916中,设备调谐第二电容性元件至用于第二电容性元件的多个设置之一,以抵消至在第二频率对EM电路的第二EM耦合。在1010处,设备校准电压受控振荡器。在1012处,设备基于电压受控振荡器的校准而产生用于负跨导电路的多个设置或者产生用于电容性元件的多个设置。

例如,参照图5-图8,处理系统320可以与VCO 322对接以调节储能电路302并校准VCO 322,例如参照图3B所述。通过校准VCO 322,处理系统320可以基于校准而识别关于工艺变化的信息(例如振荡频率比工艺模型指示更快或更慢)。可以基于VCO 332的校准而产生或调节负gm电路530和/或电容器408的设置。以该方式,可以产生或调节负gm电路530和/或电容器408的设置以考虑工艺变化。此外,可以基于VCO 332的校准而产生或调节第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置。以该方式,可以调整或调节第二负gm电路730和/或第二电容器718的设置。

图11是示出了在示例性设备1102’中不同模块/装置/部件之间数据流的概念性数据流示图1100。设备1102’可以是处理系统320。设备包括配置用于校准VCO 322的VCO校准模块1130。在一个示例中,设备校准VCO的频率并识别工艺变化。设备进一步包括设置产生模块1132。设置产生模块1132可以被配置用于产生用于负gm电路530和/或电容器408的多个预定设置以用于抵消EM耦合。设置产生模块1132可以进一步配置用于产生用于第二负gm电路730和/或第二电容器718的多个预定设置以用于抵消EM耦合。通过向攻击者电路610提供测试音并确定在被保护EM电路840处设置的效果而产生设置。设备包括设置调谐模块,配置用于将负gm电路530和/或电容器408调谐至用于抵消第一频率的EM耦合的设置。设置调谐模块进一步被配置用于将第二负gm电路730和/或第二电容器718调谐至用于抵消第二频率的EM耦合的设置。

图12是示出了用于采用处理系统1214的设备1102的硬件实施方式的示例的示图1200。处理系统1214可以采用总线架构实施,通常由总线1224表示。总线1224可以包括任意数目的互连总线和电桥,取决于处理系统的具体应用以及整体设计约束。总线1224将各个电路链接在一起,各个电路包括由处理器1204、模块1130、1132、1134和计算机可读媒介1206表示的一个或多个处理器和/或硬件模块。总线1224也可以链接各个其他电路诸如时钟源、外围设备、电压调节器、和电源管理电路,这些是本领域广泛已知的,并且因此将不再进一步描述。

处理系统1214可以耦合至收发器1210。收发器1210耦合至一个或多个天线1220。收发器1210提供用于在传输媒介之上与各种其他设备通信的装置。收发器1210从一个或多个天线1220接收信号,从所接收信号提取信息,并且将所提取的信息提供至处理系统1214。此外,收发器1210从处理系统1214接收信息,并且基于所接收的信息,产生待施加至一个或多个天线1220的信号。处理系统1214包括耦合至计算机可读媒介1206的处理器1204。处理器1204负责普通处理,包括存储在计算机可读媒介1206上软件的执行。当由处理器1204执行时,软件使得处理系统1214执行用于任何特定设备的此前所述的各种功能。计算机可读媒介1206也可以用于存储数据,当执行软件时由处理器1204操纵该数据。处理系统进一步包括模块1130、1132和1134中的至少一个。模块可以是运行在处理器1204中、驻留/存储在计算机可读媒介1206中的软件模块,耦合至处理器1204的一个或多个硬件模块,或者这些的一些组合。

在一个配置中,设备1102/1102’包括用于产生用于耦合至环结构的负跨导电路的多个设置的装置。环结构至少部分地围绕EM电路。设备进一步包括用于调谐负跨导电路至用于负跨导电路的多个设置之一以抵消在一个频率的对EM电路的EM耦合的装置。设备进一步包括用于产生用于耦合至环结构的电容性元件的多个设置的装置,以及用于调谐电容性元件至用于电容性元件的多个设置之一以抵消在一个频率的对EM电路的EM耦合的装置。设备进一步包括用于产生多个设置以用于耦合至第二环结构的第二负跨导电路的装置。第二环形装置至少部分地围绕EM电路。设备进一步包括用于调谐第二负跨导电路至用于第二负跨导电路的多个设置之一以抵消在第二频率的对EM电路的第二EM耦合的装置。设备进一步包括用于产生用于耦合至第二环结构的第二电容性元件的多个设置的装置,以及用于调谐第二电容性元件至用于第二电容性元件的多个设置之一以抵消在第二频率的对EM电路的EM耦合的装置。设备进一步包括用于校准电压受控振荡器的装置。产生用于负跨导电路的多个设置、或者产生用于电容性元件的多个设置是基于校准电压受控振荡器的结果。产生用于第二负跨导电路的多个设置或者产生用于第二电容性元件的多个设置是基于校准电压受控振荡器的结果。前述装置可以是设备1102的前述模块、设备1102’的处理系统1214、和/或配置用于执行由前述装置所引述功能的处理系统320的一个或多个。

应该理解的是在所公开方法中步骤的具体顺序或层级是示例性方案的示意说明。基于设计喜好,应该理解的是可以重设方法中步骤的具体顺序或层级。此外,可以组合或省略一些步骤。所附方法权利要求以取样顺序展现了各个步骤的要素,并且并非意在限定于所展示的具体顺序或层级。

提供之前的说明书以使得本领域任何技术人员能够实施在此所述的各个方面。对于这些方面的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的,并且在此限定的普遍原理可以适用于其他方面。因此,权利要求并非意在限定于在此所示的方面,而是应该符合与权利要求语言一致的范围,其中以单数形式对元件的参考并非意在意味着“一个和仅一个”除非明确地如此规定,而是相反地意味着“一个或多个”。除非明确地相反规定,术语“一些”涉及一个或多个。对于本领域普通技术人员已知或者稍后将要已知的、遍及本公开所述的各个方面的要素的所有结构和功能等效形式在此通过参考的方式明确地包括并且意在由权利要求所包含。此外,在此所公开的绝非意在对于公众是专用的,不论该公开是否明确地引述在权利要求中。权利要求要素不应构造为装置加上功能,除非使用短语“用于……的装置”而明确地引述该要素。

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