具有本地振荡器泄漏补偿的多核心混频器的制作方法

文档序号:20436572发布日期:2020-04-17 22:06阅读:156来源:国知局
具有本地振荡器泄漏补偿的多核心混频器的制作方法

所描述的技术一般涉及电子设备,更具体地说涉及混频器。



背景技术:

混频器通常用于各种电路,例如射频(rf)接收器和发送器,用于诸如下变频或上变频的功能。通常,对于混频器,如二极管环混频器或场效应晶体管(fet)环混频器,本地振荡器(lo)泄漏会破坏混频器输出信号的纯度,例如交叉调制、减敏、谐波产生、增益压缩和/或信噪比和失真率(sndr)的降低。由于混频器元件的各种固有特性,例如物理布局、信号交叉、元件干扰、以及混频器设计中的各种其他设计考虑和权衡,减少混频器中的lo泄漏可以是具有挑战性的。



技术实现要素:

权利要求中描述的创新各自具有若干方面,其中没有一个方面单独负责其期望的属性。在不限制权利要求的范围的情况下,现在将简要描述本公开的一些突出特征。

在一些方面,公开了一种具有本地振荡器泄漏补偿的混频器。混频器包括:包括差分输出节点的第一双平衡混频器核心,所述第一双平衡混频器核心被配置为将第一输入信号与第一本地振荡器信号混合。混频器还包括:包括第二差分输出节点的第二双平衡混频器核心,所述第二双平衡混频器核心被配置为将第二输入信号与第二本地振荡器信号混合,所述第二输入信号与所述第一输入信号异相大约180°,并且所述第二本地振荡器信号与所述第一本地振荡器信号异相大约180°。所述差分输出节点电连接到所述第二差分输出节点。所述第一双平衡混频器核心和所述第二双平衡混频器核心被布置成补偿所述本地振荡器泄漏。

在另一方面,公开一种具有本地振荡器泄漏补偿的发送器。发送器包括:多核心混频器,被配置为上变频输入信号并提供射频输出信号。多核心混频器包括:第一双平衡混频器核心,被配置为将第一输入信号与第一本地振荡器信号混合。多核心混频器还包括:第二双平衡混频器核心,被配置为将第二输入信号与第二本地振荡器信号混合,所述第二输入信号与所述第一输入信号异相大约180°,并且所述第二本地振荡器信号与所述第一本地振荡器信号异相大约180°。所述多核心混频器被配置为通过至少将来自所述第一双平衡混频器的第一输出信号与来自所述第二双平衡混频器的第二输出信号组合以产生射频输出信号,以便补偿本地振荡器泄漏。射频放大器包括耦合到所述多核心混频器的输出的输入。

在另外方面,公开一种使用本地振荡器泄漏补偿混合信号的方法。该方法包括:向第一双平衡混频器核心提供第一本地振荡器信号,并且向第二双平衡混频器核心提供第二本地振荡器信号,其中所述第二本地振荡器信号与所述第一本地振荡器信号异相大约180°。该方法还包括:使用所述第一双平衡混频器核心将第一输入信号和所述第一本地振荡器信号混合,以产生第一差分输出信号。该方法还包括:使用所述第二双平衡混频器核心将第二输入信号和所述第二本地振荡器信号混合,以产生第二差分输出信号,其中所述第二输入信号与所述第一输入信号异相大约180°。该方法还包括:将所述第一差分输出信号与所述第二差分输出信号组合以补偿本地振荡器泄漏。

附图说明

提供以下附图和本文中的相关描述是为了说明本公开的具体实施方案,而不是限制性的。

图1a是根据一个实施方案的在发送器中在此公开的技术的示例实现的图。

图1b是根据一个实施方案的在接收器中的本文公开的技术的另一示例实现的图。

图2示出了直接变换发送器的示意图。

图3示出了根据一个实施方案的双平衡单核混频器的框图。

图4a示出了根据一个实施方案的双核心双平衡混频器的示意图。

图4b是根据一个实施方案的图4a的双核心双平衡混频器的框图,示出了通过混频器和射频(rf)输出的本地振荡器(lo)馈通分量。

图5是根据实施方案的示例双核心双平衡混频器的框图和示意图。

具体实施方式

某些实施方案的以下详细描述呈现了特定实施方案的各种描述。然而,这里描述的创新可以以多种不同的方式实施,例如,如权利要求所限定和覆盖的。在本说明书中,参考附图,其中相同的附图标记可以表示相同或功能相似的元件。应该理解,图中所示的元件不一定按比例绘制。此外,应当理解,某些实施方案可以包括比图中所示的元件更多的元件和/或图中所示的元件的子集。此外,一些实施方案可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适组合。

混频器,例如双平衡混频器,可以将本地振荡器泄漏引入发送器或接收器。例如,信号路由中的布局不匹配可能导致混频器中的本地振荡器馈通。本地振荡器信号幅度和/或相位不匹配也可能导致本地振荡器泄漏。本地振荡器泄漏可能难以抑制。

补偿本地振荡器泄漏的一些技术基于涉及相对长的校准时间的校准电路。在一些技术中,校准设置对于不同的频带可以是不同的。因此,需要改进的本地振荡器泄漏补偿。

本公开的方面涉及使用多核心双平衡混频器补偿本地振荡器泄漏。一对双平衡混频器核心可以接收彼此异相180°的本地振荡器信号和彼此异相180°的输入信号。该对的每个双平衡混合器核心都可以具有异相180°的本地振荡器泄漏。可以组合这对双平衡混频器核心的输出。这可能导致来自该对双平衡混频器内核心的每个内核心的本地振荡器泄漏被取消。因此,这种多核心双平衡混频器可以补偿本地振荡器泄漏。在多核心双平衡混频器中,一对混频器核心可以具有关于线基本对称的布局,以补偿布局不匹配。这里公开的本地振荡器泄漏补偿可以在混频器的各种频带和/或整个带宽上有效。

许多混频器可以利用中频(if)和/或射频(rf)滤波来补偿rf前端缺陷。例如,rf前端缺陷可能由iq失配或不平衡、本地振荡器(lo)泄漏、直流(dc)偏移等或其任何组合引起。这种rf前端缺陷可能破坏混频器中相应信号的频谱纯度。在使用这种混频器的通信系统中,rf前端缺陷可能导致更高的误码率(ber)。在宽带通信系统中,缺陷可能是有问题的,尤其是在采用增加的分量缩放和集成来生成混频器和发送器系统的片上系统(soc)实现的情况下。这种soc实现可以引入关于各种分量的信号和/或相应质量的附加严格规范。

虽然if和/或rf滤波可以补偿rf前端缺陷(例如,在超外差发送器和接收器架构中),但是这种滤波可能增加用于通信架构的混频器所需的部件数量、成本和复杂性。随着跨多个频带和/或多个标准操作的通信电路越来越受欢迎和需求,减少对rf滤波的依赖降低了通信电路所涉及的复杂性。直接转换和低if架构由于具有提供相对低功耗和相对高级集成的潜力而受到越来越多的关注。然而,其他技术可能更适合于处理导致rf前端缺陷的系统损伤。例如,非对称电路布局可以减少混频器中电容器的不匹配并改善rf-lo隔离。另外,双核心iq混频器拓扑结构可以减少直通lo馈通,否则该直通lo馈通会由于通过核心的信号路由中的混频器电路布局不匹配而产生,同时还降低lo信号幅度和相位失配。

基于双核心iq混频器拓扑的示例混频器在下面描述,例如在图4a-5中。示例混频器包括双平衡多核心拓扑。这种双平衡多核心混频器可受益于增加的线性度和/或改进的rf前端缺陷抑制以及混频器端口之间的改善的隔离。改进的隔离和抑制缺陷可导致用这些混频器产生的传输可具有较少的噪声和其他缺陷。

虽然这里的混频器一般是关于在if信号被转换为rf输出的发送电路中的应用来描述的,但是这种混频器可以类似地用在接收电路中,其中rf信号被转换为if输出。此外,本文公开的混频器可以在基带和rf之间转换信号。

图1a是根据一个实施方案的在发送器100a中在此公开的技术的示例实现的图。图示的发送器100a包括放大器112、混频器106、本地振荡器108、功率放大器116和天线102。在某些实施方案中,放大器112、混频器106和功率放大器116可以包括在集成电路上。带通滤波器可以包括在混频器106和放大器116之间。天线102和本地振荡器108可以在集成电路的外部或部分。应当理解,图1a-1b中所示的发送器和/或接收器可以包括比图示的更少或更多的元件。在某些实现中,这里公开的接收器和/或发送器可以包括附加元件或分量,例如用于提供差分或单端信号的平衡-不平衡变换器或变压器,用于滤除不需要的谐波的中频(if)带通滤波器等。另一个实施方案中,任何所示天线都可以用于发射rf信号和接收rf信号,并且开关可以选择性地将发射路径或接收路径电连接到这样的天线。如本文所述,图1a-5中的元件的相同或相应的数字和/或名称及其描述表示具有相似或相应的功能和/或特征的元件。

图示的发送器100a包括放大器112,其接收if信号并将放大的if信号输出到混频器106。本地振荡器108可以向混频器106提供本地振荡器信号。在一些实现中,本地振荡器108可以将差分本地振荡器信号提供到混频器106。功率放大器116接收来自混频器106的混频器输出,并且功率放大器116将放大的rf信号提供给要发送的天线102。

图1b是根据一个实施方案的在接收器100b中在此公开的技术的另一示例实现的图。图示的接收器100b包括天线102、低噪声放大器(lna)104、混频器106、本地振荡器108和放大器110。在某些实施方案中,lna104、混频器106和放大器110可以包含在单个集成电路上。低通滤波器可以包括在混频器106和放大器110之间。天线102和/或本地振荡器108可以在集成电路的外部或内部。

图示的接收器100b可以在天线102处接收rf信号,并且可以将rf信号提供给lna104。rf信号可以具有在约30khz至300ghz范围内的频率,例如,对于某些通信标准,在约450mhz至约8.5ghz的范围内。lna104可以放大接收的rf信号并将放大的rf信号提供给混频器106。本地振荡器110可以向混频器106提供本地振荡器信号。在一些实施方式中,本地振荡器108可以向混频器106提供差分本地振荡器信号。放大器110接收来自混频器106的混频器输出,并且放大器112可以输出放大的if信号以进行进一步处理。

图1a-1b中所示的混频器106可以是全差分混频器,其接收差分信号输入、差分lo输入和/或产生差分信号输出。在一些实施方案中,本文公开的混频器可以用整流器或二极管实现,例如p-n结二极管、肖特基势垒二极管、gaas二极管、半导体二极管等。根据一个实施方案,本文公开的混频器可以包括sigebicmos晶体管。在一些实施方案中,本文公开的混频器可以用场效应晶体管(fet)实现,例如金属氧化物半导体(mos)晶体管(其可以是互补形式)、结型场效应晶体管(jfet)、横向扩散金属氧化物半导体(ldmos)晶体管、gaas金属半导体场效应晶体管(gaasmesfet)、假晶高电子迁移率晶体管(phemt)等。虽然术语“金属”和“氧化物”可以存在于例如mos中,但是这种晶体管可以具有由除金属之外的材料制成的栅极,例如多晶硅,并且具有由除氧化硅之外的电介质制成的电介质氧化物区域,例如高κ电介质。根据一些其他实施方案,根据本文讨论的原理和优点实现的混频器可以与双极晶体管一起使用,例如sige双极晶体管或gaas异质结双极晶体管。

图1a-1b中所示的电路100a、100b中的混频器106可以用下面图2-5中示出并结合图2-5描述的任何示例混频器206a-b、300、400、500的任何合适的原理和优点来实现。可以在图1a和/或图1b的混频器106中实现图2-5中任何一个的原理和优点的任何合适组合。

图2示出了示例直接变换发送器200的简化示意图。如图所示,发送器200包括lo输入208和lo缓冲器207a-b、混频器206a-b、基带放大器212a-b、rf可变增益放大器(vga)211、平衡-不平衡变换器213、包络检测器215、功率放大器216、模数转换器(adc)217和数字控制电路219。示例发送器200包括iq混频器电路,其可以对输入信号(例如,基带或中频信号)进行上变频以生成输出信号(例如,载波频率信号)。发送器200可以包括锁相环和lo链以及lo缓冲器或放大器207a-b,以驱动第一混频器206a和第二混频器206b。第一和第二混频器206a-b可分别从基带放大器212a-b接收基带或中频信号,并分别从lo缓冲器207a-b接收lo信号。在一些实施方案中,lo缓冲器207a-b可以从lo链接收lo信号,该lo信号包括耦合到lo的lo输入208,其中lo缓冲器207a-b的lo信号可以是异相的,例如相互之间有90度的偏移。混频器206a-b每个可以具有数字控制,基于该数字控制,混频器206a-b可以消除在发送器200中或由发送器200产生的lo泄漏的至少一部分。发送器200还可以包括rf可变增益放大器(vga)211,以使发送器200能够以不同的功率电平进行发射。发送器200还可以包括跟随平衡-不平衡变换器213(或类似变压器)的功率放大器216,以基于rf信号产生用于驱动发射天线(未示出)的功率。发送器200还包括校准电路,该校准电路包括包络检测器215、模数转换器(adc)217和数字控制电路219。包络检测器215可以将rf信号转换为具有较低频率的较简单形式,从而使片上实现或分析成为可能。adc217可以根据需要执行模数转换,而数字控制电路219可以处理频带信号并调整发送器200的数字控制以优化传输响应。

与产生的rf输出信号的lo隔离可以是上变频器混频器的最重要特征和功能之一。在一些方面,双平衡混频器拓扑可以在发送器(例如,发送器200)中实现,以受益于双平衡混频器的lo抑制和消除能力。然而,在相对高的lo信号频率下,双平衡混频器的单核心布局中的不规则和/或不匹配可能由于混频器核心内的lo信号(和/或其他信号)的路由而在混频器自身内产生lo泄漏。

图3示出了根据一个实施方案的双平衡单核心混频器300的框图。图示的混频器300包括差分lo输入、差分if输入和差分rf输出,并且可以具有典型的双平衡混频器核心布局(在该图中未详细示出)。给定混频器300的典型单核心布局,rf+处的有效lo馈通可以是α因子,而rf-处的有效lo馈通可以是β因子。输出rf信号可以根据下面的等式(1)确定:

(1)rfout=(rf+)-(rf-)+(α+β)lo

因子α和β可能是由混频器300电路和分量对混频器300正在处理的信号的影响、幅度与lo、if或rf信号中的一个或多个不匹配等引起的。例如,当混频器300正在处理if+信号并利用+αlo馈通产生rf+信号(或处理if信号并利用-βlo馈通产生rf-信号)时,可以基于在混频器300内如何路由和处理(例如,输入和/或输出如何交叉)if、rf和lo信号来生成+αlo(或-βlo)馈通。例如,if输入的位置和与lo信号的输入或路由相关的相应if信号可能产生干扰或以其他方式产生用于由混频器300产生的rf信号的lo馈通。

在一些混频器300布局中,+lo和-lo馈通的α和β因子可以具有不同的值,这取决于混频器300内的if、rf和lo信号的路由。例如,混频器300的结构和布局可以限制if和lo输入以及rf输出的可用位置。lo信号相对于if输入的位置(以及反之if信号相对于lo输入)的信号流可以影响在混频器300内产生的+αlo和-βlo馈通。因为+lo和-lo信号的路径可能不同,所以α和β因子可以具有不同的值,其中α和β因子的值与混频器300内的信号的路由相关联。例如,其中+lo信号在if输入附近通过,-lo信号从if输入路由,然后+lo信号可以获得具有比-lo信号的β因子更大值的α因子。

在一些实施方案中,可能无法确保α和β因子具有相同的值。例如,使用单核心混频器300布局或类似技术可能无法确保α和β因子相同,因为六个混频器300的输入和输出(两个lo(差分)输入、两个if(差分)输入和两个rf(差分)输出)可能无法以使α和β因子相等的方式对称地集成到单核心混频器300中。因此,由于混频器核心输入和输出在单核心混频器300内的不平衡交叉,泄漏分量可以通过混频器300,产生不同的α和β值,导致+lo和-lo分量在不使用过滤器或类似分量的情况下不能减少。例如,因为α和β因子具有不同的值,所以简单地组合rf+和rf-信号的输出将不会导致+αlo和-βlo馈通的消除。

在一些方面,为了减少和/或消除+αlo和-βlo馈通,混频器300可以由成对的多个核心形成或由成对的多个核心形成,其中每对的核心具有相对于彼此的相对或翻转的布局。根据该技术,任何偶数个混频器核心都可以用于实现混频器300,其中每对核心都具有彼此异相180°的lo和if输入。具体地,每对核心的核心可以具有相应或相似的布局,这些布局相对于相应的lo和if输入和路由被翻转。另外,lo输入可以针对每对核心分开(例如,使用信号分配器或分配器,例如wilkinson或类似的分配器或分配器),使得每对核心接收lo信号的相对部分。在lo输入被分开的这样的方面中,可以组合rf输出(例如,使用信号组合器,例如wilkinson或类似的组合器),因为每对核心可以生成rf输出信号的一部分。

图4a示出了根据一个实施方案的iq双核心双平衡混频器400的示意图。iq双核心双平衡混频器400可包括四个单独(或单个)混频器核心402a-d,其布置成形成两个双核心双平衡混频器401a-b,每个混频器具有两个核心(包括混频器核心402a-b的第一双核心双平衡混频器401a和包括混频器核心402c-d的第二双核心双平衡混频器401b)。每个单独的混频器核心402可以包括输入和输出(例如,两个lo(差分)输入,两个if(差分)输入和两个rf(差分)输出)。在一些实施方案中,一对核心402的输出耦合在一起以合并或组合输出。例如,混频器核心402a和402b的rf输出在组合器(例如wilkinson或类似的信号组合器)处合并或组合。

如本文所述,形成每个双核心双平衡混频器401a-b的两个混频器核心402a-b和402c-d的取向或布局(具体来说,lo和if信号的输入位置和路由)可以相对于彼此翻转。因此,与混频器核心402b相比,混频器核心402a可以具有翻转取向或布局(用于lo和if输入位置和信号路由),并且与混频器核心402d相比,混频器核心402c可以具有翻转取向或布局(用于lo和if输入位置和信号路由)。由于形成双核心双平衡混频器401的混频器核心402之间的这种翻转取向,在每个混频器核心402的rf端口处产生的lo泄漏分量(在此描述的+αlo和-βlo馈通)的α和β因子可以等于或基本相等或相同值。例如,+lo信号的路由可以类似地受到混频器核心402的if输入和/或其他分量作为-lo信号的影响,因为它们各自的路由可以将+lo和-lo信号暴露给基本相同的干扰,等等。由于rf输出(带有相应的+αlo和-βlo馈通元件)可能是异相的,因此具有相同或基本相似的值+α和-β因子可能导致+lo和-lo分量在组合器处消除,并且rf信号分量应该是同相的并且在数学上组合或求和。因此,通过将异相+αlo和-βlo泄漏分量与+/-rf信号分量相加,lo泄漏被消除并且rf被合并,从而与例如可以由单个核心形成的双平衡混频器300相比补偿双平衡混频器400的每个混频器核心401的输出处的lo泄漏。该补偿可以减少和/或消除混频器400的输出处的lo泄漏。

图4b是根据一个实施方案的双核心双平衡混频器核心401a的框图,其形成混频器400的一部分,示出了通过混频器核心401a和rf输出的lo馈通部件。混频器核心401a包括形成双核心混频器核心401a的两个单核心402a和402b。混频器核心401a还包括将lo+信号馈送到每个核心402a-b中的第一分离器404a和将lo-信号馈送到每个核心402a-b中的第二分离器404b。混频器核心401a还包括核心402a-b的rf输出的两个组合器或加法器406a-b。

核心402a-b每个接收if+和if-信号作为输入,并基于输入lo+和lo-信号产生rf+和rf-输出信号。例如,核心402a可以具有这样的布局,其中lo输入位于核心402a的顶部,并且在核心402a的顶部上从左到右布置(+,-),而核心402b可以具有这样的布局,其中lo输入位于核心402b的顶部,并且在核心402b的顶部上从左到右排列(-,+)。核心402a可以具有沿着核心402a的右侧定位的if输入,而核心402b可以具有沿着核心402b的左侧定位的if输入。核心402a可以具有沿着核心402a的底部定位的rf输出,其中从左到右的(+,-)布置跨越核心402a的底部,而核心402b可以具有位于核心402b的底部的rf输出,其中从左到右的(+,-)布置跨越核心402b的底部。因此,核心402a-b的布局被翻转或者是沿着垂直轴穿过图4b的镜像。

分离器404a-b可以将lo信号分成两个信号以被引导到核心402a-b。例如,分离器404a可以将lo+信号分成两个相等的信号以馈送到核心402a-b,并且分离器404b可以将lo-信号分成两个相等的信号以馈送到核心402a-b。因此,分离器404a可以将lo+信号分成两个信号,并且每个核心402a-b可以接收信号之一作为输入。类似地,分离器404b可以将lo-信号分成两个信号,并且每个核心402a-b可以接收信号之一作为输入。鉴于分离lo输入,核心402a-b可以生成分离rf输出,其中当核心402a-b接收的输入信号时,核心402a-b输出的信号。当核心402a-b的输出在组合器406a-b处合并时,信号被相加以产生组合器406a处的rf-信号和组合器406b处的rf+信号。

如本文所讨论的,各种分量可具有α和β因子,其在给定核心402a-b的翻转布局的情况下值相等或基本相似。因此,当在组合器406a-b处组合时,分量可以抵消或基本上抵消,导致仅在组合器406a-b的输出处保留rf-和rf+输出。例如,核心402a-b可以处理输入if和lo信号以产生如本文所述的输出rf信号。鉴于核心402a-b的布局,核心402a-b中的每一个可以生成αlo和βlo馈通分量以及相应的输出分量。例如,核心402a可以生成包括分量的输出,而核心402b可以生成包括分量的输出。核心402a-b的翻转布局允许α和β因子具有相等或基本相似的值但具有相反的符号(例如,馈通是正的而馈通是负的)。因此,当馈通和馈通在组合器406a处组合时,它们相互抵消或基本上相互抵消。基于此,可以根据下面的等式(2)确定组合器406a-b的输出处的输出rf信号:

(2)rfout=(rf+)-(rf-)

图5是示例性双核心双平衡混频器500的框图和示意图。如图所示,混频器500可包括四个单独或单个混频器核心402a-d。每个核心402a-d包括if(差分)输入502a-d和lo(差分)输入504a-d并产生rf(差分)输出。如图所示,if和lo输入可以在每个核心402a-d之间是异相的(例如,核心402a-d的if和lo输入分别具有0度、180度、270度和90度的相位角)。因此,由核心402a-d中的每一个产生的rf输出也可以彼此异相。混频器500包括两个组合器(例如,加法器或加法器)406a-b,其组合由每个核心402a-d产生的rf输出与其他核心402a-d中的一个。例如,组合器406a可以组合由核心402a和核心402b生成的输出。类似地,组合器406b可以组合由核心402c-d生成的输出。最后,混频器500可以包括第三组合器506,其组合由组合器406a-b产生的rf输出。组合器506可以在其输出处生成组合的rf信号。

在一些实施方案中,核心402a和402b可以生成或输出由混频器500生成或输出的rf信号的rf-i分量,并且核心402c和402d可以生成或输出由混频器500生成或输出的rf信号的rf-q分量。可以通过组合器506组合rf-i和rf-q分量,以输出由混频器500产生或输出的rf信号。

在一些实施方案中,核心402a和402b(以及核心402c和402d)可以具有翻转的布局,例如沿着图5的页面的垂直轴。如布局510所示,混频器核心502a和502b中的每一个可包括晶体管或开关(或类似电路)的布置。与与核心402b相关联的布局相比,与核心402a相关联的布局510的一部分具有相反或翻转极性(或符号)的lo和if输入端子,其是与沿着垂直轴翻转与核心402a相关联的布局510的部分产生的,以产生与核心402b相关联的布局510的一部分。虽然这里没有明确示出,但是布局510(以及相应的极性关系)可以应用于核心402c和402d。

如本文所讨论的,一对核心402a和402b以及一对核心402c和402d分别具有彼此180度异相的输入,并在lo方面产生彼此180度异相的输出,并且在rf方面产生相位。通过彼此180度异相,成对的核心402a和402b以及成对的核心402c和402d可以具有彼此180度异相的lo馈通分量和rf输出分量,使得当成对核心402a和402b(以及成对核心402c和402d)的输出在组合器406a(和406b)处组合时,使这些lo馈通分量的至少大部分相互抵消。

这里关于混频器400和500描述的双核心混频器布局可以用于在混频器400和500中提供各种益处。例如,混频器的双核心布局可以抵消由各种源产生的lo馈通分量,包括核心不匹配、lo信号幅度和/或相位失配,以及驱动混频器400和500的非理想lo放大器产生的lo谐波。因此,双核心混频器布局可消除lo信号相位和/或增益不匹配的影响。在一些实施方案中,本文描述的双核心双平衡混频器可以用在发送器中以产生具有消除或减少的lo泄漏的rf信号。通过在核心对之间使用异相if和lo信号,可以通过组合异相核心对的输出来消除(或基本上消除)各个核心中的lo泄漏,这样可以在没有附加分量的情况下取消lo泄漏分量(在组合器之外)。此外,核心对的输出的组合还产生rf输出,因此通过单个操作提供lo泄漏减少和rf输出生成,从而潜在地减少if、lo和rf信号的处理。

由于每个混频器核心的不对称布局,本文所述的双核心混频器可以有利地减少或消除在混频器核心中产生的lo泄漏。部分地,由于混频器核心的输入的复杂路由,可能导致不对称布局,这可能使对称布局难以或不可能创建。使用成对的混频器核心(例如,在双核心布局中)来消除lo泄漏可以改善包括混频器的发送器的高频性能。例如,双核心混频器布局可以在发送器处提供从小于或约45db到60-70db的lo到rf隔离改进。在一些实施方案中,双核心混频器布局可以在双平衡和/或双匹配核心布局上提供至少5db的改进。

在一些实施方案中,与具有高lo至rf馈通的有源混频器相比,具有本文所述布局的双核心双平衡无源混频器可提供更好的噪声因子(nf)或互调失真(im3)nf/im3折衷。可以优化这种无源混频器以在24-40ghz的宽带中的5g应用中操作。在一些实施方案中,双核心混频器布局可以减小lo放大器的幅度和相位失配的影响。对于差分混频器输出,lo泄漏消除或减少的益处可以是差分泄漏和共模泄漏的减少。在一些实施方案中,这里描述的布局和配置可以适当地应用于单输出混频器和混频器核心。

根据本文所讨论的任何实施方案,多核心混频器可包括:第一混频器核心,被配置为接收第一本地振荡器信号;以及第二混频器核心,被配置为接收第二本地振荡器信号,其中第一本地振荡器信号和第二本地振荡器信号大约180度异相。当信号处于大约170度和190度异相的范围内时,信号可以是大约180度异相。

本文公开的混频器可以在各种电子系统中实现。例如,本文讨论的混频器可以在接收器、发送器和/或收发器中实现。作为一个示例,根据本文讨论的任何合适的原理和优点的混频器可以使用来自本地振荡器的本地振荡器信号将信号上变频到射频。例如,可以将上变频信号提供给功率放大器。作为另一个例子,根据这里讨论的任何合适的原理和优点的混频器可以从低噪声放大器接收射频信号,并使用来自本地振荡器的本地振荡器信号对射频信号进行降频转换。本公开的各方面适用于可受益于减少的本地振荡器泄漏的任何系统和/或设备。

本公开的各方面可以在各种电子设备中实现。例如,本公开的各方面可以在可以受益于减少的本地振荡器泄漏的任何电子设备或电子分量中实现。作为示例,本发明的方面可在具有发送器、接收器或收发器的任何电子装置或电子分量中实施,所述发送器、接收器或收发器可受益于减少的本地振荡器泄漏。电子设备的示例可以包括但不限于消费电子产品、消费电子产品的部件、电子测试设备、车载电子系统等。电子设备的示例可以包括但不限于计算设备、通信设备、电子家用电器、汽车电子系统等。此外,电子设备可以包括未完成的产品。

在整个说明书和权利要求书中,词语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”等通常被解释为包含性意义,而不是排他性或穷举性意义;也就是说,在“包括但不限于”的意义上。如本文通常所使用的,“耦合”一词是指两个或更多个元件,它们可以直接彼此耦合,或者通过一个或多个中间元件耦合。同样地,如本文通常使用的词语“连接”是指可以直接连接或通过一个或多个中间元件连接的两个或更多个元件。另外,当在本申请中使用时,词语“此处”、“上方”,“下方”和类似含义的词语应当指代本申请的整体而不是指本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下,使用单数或复数的上述详细描述中的词语也可以分别包括复数或单数。关于两个或更多个项目的列表中的“或”一词通常旨在包含对该词的所有以下解释:列表中的任何项目,列表中的所有项目以及列表中的项目的任何组合。

此外,除非另有明确说明或在所使用的上下文中以其他方式理解,否则本文使用的条件语言,例如“可以”、“可能”、“例如”、“诸如”等通常旨在表达某些实施方案包括,而其他实施方案不包括某些特征、元素和/或状态。因此,这种条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施方案以任何方式需要特征、元素和/或状态,或者一个或多个实施方案必须包括用于确定在任何特定实施方案中是否包括或将要执行这些特征、元件和/或状态的逻辑。

虽然已经描述了本发明的某些实施方案,但是这些实施方案仅作为示例呈现,并且不旨在限制本公开的范围。实际上,这里描述的新颖方法、装置和系统可以以各种其他形式体现;此外,在不脱离本公开的精神的情况下,可以对这里描述的方法、装置和系统的形式进行各种省略、替换和改变。例如,可以删除、移动、添加、细分、组合和/或修改这里描述的电路块和/或电路元件。这些电路块和/或电路元件中的每一个可以以各种不同的方式实现。所附权利要求及其等同物旨在涵盖落入本公开的范围和精神内的任何这样的形式或修改。

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