射频前端和电路的制作方法

专利名称：射频前端和电路的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及无线通信，并且更具体地涉及射频收发器。
背景技术：
已知通信系统支持无线和/或有线连接的通信装置间的无线和有线通信。这些通信系统的范围从国家和/或国际蜂窝电话系统到因特网甚至到点对点家用无线网络。 各种类型的通信系统可分别创建，并根据一种或多种通信标准运行。例如，无线通信系统可以根据一种或多种标准运行，这些标准包括但不限于IEEE802. 11、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、移动通信全球系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分布式系统(LMDS)、多信道多点分布式系统(MMDS)、射频标识(RFID)、增强型分组无线通信业务 (EDGE)、通用分组无线业务(GPRS)、WCDMA、长期演进(LTE)、微波存取全球互通(WiMAX)和 /或其变型。根据无线通信系统的类型，无线通信装置(例如蜂窝电话、双向无线电、个人数字助手(PDA)、个人电脑(PC)、手提电脑、家庭娱乐设备、RFID读卡器、RFID标签等)与其它无线通信装置直接或间接通信。对于直接通信(又称为点对点通信)，参与的无线通信装置将它们的接收器和发射器调谐到相同的频道(例如无线通信系统的多个射频载波中的一个或一些系统特定的射频频率)并通过这些频道通信。对于间接无线通信，每个无线通信装置与相关基站(例如用于蜂窝服务)和/或通过分配的频道与相关接入点(例如用于家庭内或建筑物内的无线网络)直接通信。为了完成无线通信装置间的通信链接，相关基站和 /或相关接入点通过系统控制器、通过公共交换电话网、通过因特网和/或通过一些其他广域网相互直接通信。对于每个参与无线通信的无线通信装置，它包括内置无线电收发器(即接收器和发射器)或与相关无线电收发器相连(例如用于家庭和/或建筑物内无线通信网络的基站、RF调制解调器等)。已知接收器与天线相连并包括低噪声放大器、一个或多个中频级 (stage)、滤波级和数据恢复级。低噪声放大器通过天线接收入站RF信号然后将其放大。一个或多个中频级将放大的RF信号与一个或多个本地振荡混合，从而将放大的RF信号转换为基带信号或中频信号。滤波级滤波基带信号或中频信号以衰减不需要的带外信号，从而生成滤波的信号。数据恢复级根据特定的无线通信标准恢复滤波的信号中的数据。已知发射器包括数据调制级、一个或多个中频级以及功率放大器。数据调制级根据特定的无线通信标准将数据转换为基带信号。一个或多个中频级将基带信号与一个或多个本地振荡混合以产生RF信号。功率放大器放大RF信号，然后通过天线将其发射。为了实施无线电收发器，无线通信装置包括多个集成电路和多个分立组件。图1 示出了支持2G和3G蜂窝电话协议的无线通信装置的一个例子。如图所示，无线通信装置包括基带处理IC、电源管理IC、无线电收发器IC、发射/接收(T/R)开关、天线以及多个分立组件。分立组件包括表面声波(SAW)滤波器、功率放大器、双工器、电感器和电容器。这些分立组件增加了无线通信装置的材料成本，但是它们并不是实现2G和3G协议的精确性能需求所必须的。随着集成电路工艺技术的发展，无线通信装置制造商希望无线收发器IC制造商根据IC制造工艺的进步更新它们的IC。例如，由于制造工艺过程的改变(例如使用更小的晶体管型号)，针对更新的制造工艺过程重新设计无线收发器IC。由于大多数数字电路随着IC制造工艺过程而缩小，IC数字部分的重新设计是一个相对简单的过程。但是，由于大多数模拟电路(例如电感器、电容器等)不随IC过程而缩小，模拟部分的重新设计不是一个简单的任务。因此，无线收发器IC制造商投入了巨大努力来生产使用更新IC制造工艺过程的IC0

发明内容
本发明提供一种装置和操作方法，并在以下


和具体实施方式
部分以及权利要求中给出进一步的描述。根据本发明的一方面，射频前端包括天线调谐单元，所述天线调谐单元可操作地耦合到天线，并且用于基于天线调谐信号调谐所述天线的操作特性；双工器，所述双工器可操作地耦合到所述天线调谐单元，并且用于提供出站无线信号与入站无线信号之间的电气分离(electrical isolation)；平衡网络，所述平衡网络可操作地耦合到所述双工器，并且用于建立基本上匹配所述天线的阻抗的阻抗；以及处理模块，所述处理模块用于估计所述天线的所述阻抗，以产生估计天线阻抗；以及基于所述估计天线阻抗生成所述天线调谐信号。优选地，所述射频前端还包括所述处理模块用于基于所述双工器的电气性能特性生成平衡网络调谐信号；以及所述平衡网络基于所述平衡网络调谐信号建立所述阻抗，其中所述处理模块在所述平衡网络建立所述阻抗之后估计所述天线的所述阻抗。优选地，所述天线调谐单元包括以下的至少一个可调谐电阻器-电容器-电感器网络；以及可调谐电容器-电感器网络。优选地，所述射频前端还包括查找表模块，所述查找表模块可操作地耦合来接收所述天线调谐信号；基于所述天线调谐信号访问天线设定；以及提供所述天线设定到所述天线调谐单元，其中所述天线的所述操作特性包括带宽、品质因数、增益、中心频率以及频率响应的至少一个。优选地，所述射频前端还包括功率放大器，所述功率放大器可操作地耦合来放大上变频信号，以产生所述出站无线信号；以及低噪声放大器，所述低噪声放大器可操作地耦合来放大所述入站无线信号。
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优选地，所述射频前端还包括前端模块，所述前端模块包括所述天线调谐单元、所述双工器，以及所述平衡网络；以及包括所述处理模块的片上系统模块。根据一个方面，一种射频前端，包括双工器，所述双工器可操作地耦合到天线，其中所述双工器用于提供出站无线信号与入站无线信号之间的电气分离；低噪声放大器(LNA)，所述低噪声放大器可操作地耦合来放大所述入站无线信号；LNA旁路电路，所述LNA旁路电路用于当所述射频前端处于第一模式时将所述入站无线信号传递到所述LNA，并且当所述射频前端处于第二模式时旁路所述LNA ；以及选通(gated)平衡网络，所述选通平衡网络可操作地耦合到所述双工器，其中所述选通平衡网络用于当所述射频前端处于第三模式时，建立基本上匹配所述天线的阻抗的阻抗；以及当所述射频前端处于所述第一或第二模式之一时，建立相对于所述天线的所述阻抗较低的阻抗。优选地，所述射频前端还包括当所述入站无线信号依照时分双工(TDD)协议时，所述第一模式对应于所述射频前端的接收模式；当所述出站无线信号依照TDD协议时，所述第二模式对应于所述射频前端的发射模式；当所述入站和出站无线信号依照频分双工(FDD)协议时，所述第三模式对应于所述射频前端的收发模式。优选地，所述射频前端还包括处理模块，所述处理模块用于基于所述双工器的电气性能特性生成平衡网络调谐信号；并且所述平衡网络基于所述平衡网络调谐信号建立基本上匹配所述天线的所述阻抗的所述阻抗。优选地，所述射频前端还包括功率放大器，所述功率放大器可操作地耦合来放大上变频信号，以产生出站无线信号。优选地，所述可调谐平衡网络包括以下至少之一带有短路开关的可调谐电阻器-电容器网络；带有短路开关的可调谐电感器-电容器网络；以及带有短路开关的可调谐电阻器-电感器-电容器网络。优选地，所述射频前端还包括前端模块，所述前端模块包括所述双工器和所述选通平衡网络；以及包括所述LNA和LNA旁路电路的片上系统模块。根据一个方面，一种电路包括
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低噪声放大器(LNA)，所述低噪声放大器可操作地耦合来放大入站无线信号，以产生放大的入站无线信号，其中所述入站无线信号接收自双工器；以及处理模块，所述处理模块可操作地耦合来基于所述双工器的电气性能特性生成平衡网络调谐信号；发送所述平衡网络调谐信号到平衡网络，其中所述平衡网络建立基本上匹配天线的阻抗的阻抗；在所述平衡网络建立基本上匹配天线的阻抗的阻抗之后，估计所述天线的阻抗以产生估计天线阻抗；基于所述估计天线阻抗生成天线调谐信号；以及发送所述天线调谐信号到天线调谐单元，其中所述天线调谐单元基于天线调谐信号调谐所述天线的操作特性。优选地，所述处理模块进一步用于确定射频前端的模式；当所述模式为第一模式时生成LNA 导通信号(pass signal)；发送所述LNA导通信号到LNA旁路电路，所述LNA旁路电路将所述入站无线信号传递到所述LNA ；生成低阻抗信号；以及将所述低阻抗信号发送到所述平衡网络，以使所述平衡网络建立相对于所述天线的所述阻抗较低的阻抗；当所述模式为第二模式时生成LNA旁路信号；发送所述LNA旁路信号到所述LNA旁路电路，所述LNA旁路电路分流所述LNA ；生成所述低阻抗信号；以及发送所述低阻抗信号到所述平衡网络；以及当所述模式为第三模式是生成LNA导通信号；发送所述LNA导通信号到LNA旁路电路，所述LNA旁路电路将所述入站无线信号传递到LNA ；生成平衡阻抗信号；以及发送所述平衡阻抗信号到所述平衡网络，以使所述平衡网络建立基本上匹配所述天线的所述阻抗的所述阻抗。 优选地，所述电路还包括当所述入站无线信号依照时分双工(TDD)协议时，所述第一模式对应于所述射频前端的接收模式；当所述出站无线信号依照TDD协议时，所述第二模式对应于所述射频前端的发射模式；当所述入站和出站无线信号依照频分双工(FDD)协议时，所述第三模式对应于所述射频前端的收发模式。
根据一个方面，一种前端模块，包括天线调谐单元，所述天线调谐单元可操作地耦合到天线，并且用于基于天线调谐信号调谐所述天线的操作特性；双工器，所述双工器可操作地耦合到所述天线调谐单元，并且用于提供出站无线信号与入站无线信号之间的电气分离；以及平衡网络，所述平衡网络可操作地耦合到所述双工器，并且用于基于平衡网络调谐信号建立基本上匹配所述天线的阻抗的阻抗。优选地，所述天线调谐单元包括以下的至少一个可调谐电阻器-电容器-电感器网络；以及可调谐电容器-电感器网络。优选地，所述射频前端还包括查找表模块，所述查找表模块可操作地耦合来接收所述天线调谐信号；基于所述天线调谐信号访问天线设定；以及提供所述天线设定到所述天线调谐单元，其中所述天线的所述操作特性包括带宽、品质因数、增益、中心频率以及频率响应的至少一个。优选地，所述前端模块还包括功率放大器，所述功率放大器可操作地耦合来放大上变频信号，以产生出站无线信号。优选地，所述前端模块还包括所述平衡网络用于当所述前端模块处于所述第三模式时，建立基本上匹配所述天线的所述阻抗的所述阻抗；以及当所述前端模块处于所述第一或第二模式之一时，建立相对于所述天线的所述阻抗较低的阻抗。优选地，所述前端模块还包括当所述入站无线信号依照时分双工(TDD)协议时，所述第一模式对应于所述射频前端的接收模式；当所述出站无线信号依照TDD协议时，所述第二模式对应于所述射频前端的发射模式；当所述入站和出站无线信号依照频分双工(FDD)协议时，所述第三模式对应于所述射频前端的收发模式。本发明的各种优点、各个方面和创新特征以及具体实施例的细节，将在以下的说明书和附图中进行详细介绍。

图1是现有技术无线通信设备的示意性框图；图2是依照本发明的便携式计算通信设备的实施方案的示意性框图；图3是依照本发明的便携式计算通信设备的另一实施方案的示意性框图4是依照本发明的便携式计算通信设备的另一实施方案的示意性框图；图5是依照本发明的便携式计算通信设备的另一实施方案的示意性框图；图6是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的实施方案的示意性框图；图7是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的实施方案的示意性框图；图8是依照本发明的前端模块(FEM)和LNA每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图9是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图10是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图11是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图12是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图13是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图14是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图15是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图16是依照本发明在2G TX模式中前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的实施方案的示意性框图；图17是依照本发明在2G RX模式中前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的实施方案的示意性框图；图18是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图19是依照本发明的小信号平衡网络的实施方案的示意性框图；图20是依照本发明的大信号平衡网络的实施方案的示意性框图；图21是依照本发明的前端模块(FEM)和LNA每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图22是依照本发明的阻抗的实施方案的示意性框图；图23是依照本发明的阻抗的另一实施方案的示意性框图；图M是依照本发明的平衡网络的实施方案的示意性框图；图25是依照本发明的平衡网络的另一实施方案的示意性框图；图沈是依照本发明用于时控平衡网络的时钟发生器的实施方案的示意性框图；图27是依照本发明图25的平衡网络的操作实施例的图；图观是依照本发明的平衡网络的另一实施方案的示意性框图四是依照本发明的每个前端模块(FEM)的部分的另一实施方案的示意性框图；图30是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块的每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图31是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块的每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图32是依照本发明的前端模块(FEM)和LNA的每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图33是依照本发明的前端模块(FEM)和LNA的每个的部分的等效电路的实施方案的示意性框图；图34是依照本发明的变压器巴伦(balim)的实施方案的示意性框图；图35是依照本发明的变压器巴伦的实施的实施例的图；图36是依照本发明的变压器巴伦的实施的另一实施例的图；图37是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块的每个的部分的另一实施方案的示意性框图；图38是依照本发明的前端模块(FEM)和SOC模块的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。
具体实施例方式图2是便携式计算通信设备10的实施方案的示意性框图，便携式计算通信设备10 包含在片上系统(SOC) 12和前端模块(FEM) 14。便携式计算通信设备10可以是能由人携带，能至少部分地由电池供电的任何设备，包含射频收发器(例如，射频(RF)和/或微米波 (MMW))并且执行一个或多个软件应用。例如，便携式计算通信设备10可以是蜂窝电话、膝上型电脑、个人数字助理、视频游戏控制台、视频游戏机、个人娱乐单元、平板电脑等。SOC 12包含无表面声波(SAW-Iess)接收器部18、无SAW发射器部20、基带处理单元22、处理模块M和电源管理单元沈。SAW接收器部18包含接收器(RX)射频(RF)到中频(IF)部28和接收器(RX) IF到基带(BB)部30。RX RF到IF部28还包含一个或多个变频带通滤波器(FTBPF) 32。处理模块M和基带处理单元22可以是单个处理设备、分开的处理设备或多个处理设备。这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中心处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路，和/ 或基于电路的硬编码和/或操作说明操纵信号(模拟和/或数字)的任何设备。处理模块 24和/或基带处理单元22可以具有关联存储器和/或存储元件，其可以是单个存储设备、 多个存储设备，和/或处理模块M的嵌入电路。这样的存储设备可以是只读存储器、随机存取存储器、易失存储器、非易失存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓存，和/或存储数字信息的任何设备。注意，如果处理模块M和/或基带处理单元22包含多于一个处理设备，则处理设备可以集中排布(例如，经由有线和/或无线总线结构直接耦合到一起) 或者可分散排布(例如，经由局域网络和/或广域网络经由间接耦合的云计算)。还要注意，当处理模块M和/或基带处理单元22经由状态机、模拟电路、数字电路，和/或逻辑电
10路实施其功能的一个或多个时，存储相应操作说明的存储器和/或存储器元件可以嵌入或外接于包括状态机、模拟电路、数字电路，和/或逻辑电路的电路内，或外部。还应注意，存储器组件存储、且处理模块M和/或基带处理单元22执行与至少一幅附图中所示的至少一些步骤和/或功能相关的硬编码和/或操作指令。前端模块(FEM) 14包含多个功率放大器(PA) 34_36、多个接收器-发射器(RX-TX) 分离模块38-40、多个天线调谐单元(ATU) 42-44，以及频带(FB)开关46的一个或多个。注意，FEM14可以包括不止两条路径I^as 34-36 (其中RX-TX分离模块38-40以及ATU 42-44 与FB开关46相连)或可以包括单条路径。例如FEM14可以包括一条用于2G(第二代)蜂窝服务的路径、一条用于3G(第三代)蜂窝服务的路径和第三条用于无线局域网(WLAN)服务的路径。当然，FEM 14中还存在很多其它示例性路径组合来支持一个或多个无线通信标准(例如IEEE802. 11、蓝牙、移动通信全球系统(GSM)、码分多址(CDMA)、射频标识(RFID)、 增强型分组无线通信业务(EDGE)、通用分组无线业务(GPRS)、WCDMA、高速下行分组接入 (HSDPA)、高速上行分组接入(HSUPA)、长期演进(LTE)、WiMAX (微波存取全球互通)和/或其变型)。操作的实施例中，处理模块M执行要求数据的无线传输的一个或多个功能。该情形中，处理模块M提供出站数据(例如，语音、文本、声频、视频、图像等)到基带处理单元或模块22。基带处理单元或模块22根据一个或多个无线通信标准(例如GSM、CDMA、WCDMA、 HSUPA、HSDPA、WiMAX、EDGE、GPRS、IEEE802. 11、蓝牙、紫蜂、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、IEEE802. 16、数据优化改进(EV-DO)等)将出站数据转换为一个或多个出站符号流。这种转换包括以下至少一项加扰、删余(puncturing)、编码、交错、星座映射、调制、 扩频、跳频、波束成形、空时分组编码、空频分组编码、频域-时域转换和/或数字基带-中频转换。注意，基带处理单元22将出站数据转换为单个出站符号流，以实现单输入单输出 (SISO)通信和/或多输入单输出(MISO)通信，并将出站数据转换为多个出站符号流，以实现单输入多输出(SIMO)和多输入多输出(MIMO)通信。 基带处理单元22提供一个或多个出站符号流到无SAW发射器部20，无SAW发射器部20将出站符号流(一个或多个)转换成一个或多个出站RF或MMW信号。无SAW收发器部20可以包含直接转换拓扑(例如，基带或近基带符号流到RF信号的直接转换)或者超外差(super heterodyne topology)拓扑(例如，将基带或近基带符号流转换为IF信号， 并然后转换IF信号为RF信号)。对于直接转换，无表面声波发射器部20可以具有基于笛卡尔的拓扑、基于偏振 (polar-based)的拓扑或基于混合偏振-笛卡尔的拓扑。在基于笛卡尔的拓扑中，无表面声波发射器部20将所述一个或多个出站符号流的同相和正交分量(例如分别为A1U) οο8(ωΒΒα)+ΦΙα)) ^p ΑΘα)οο8(ωΒΒα)+ΦΘα)))与一个或多个发射端本地振荡(τχ L0)的同相和正交分量(例如分别为COs( KF(t))和Sin(coKF(t)))混合以产生混合的信号。FTBPF组合和滤波该混合的信号以产生一个或多个出站上变频信号(例如A(t) 008(ωΒΒα)+Φα) + ωΕρα)))ο功率放大器驱动器(PAD)模块放大出站上变频信号以产生预先功率放大的(pre-PA)出站RF信号。在基于相位偏振的拓扑中，无表面声波发射器部20包括用于产生出站符号流的振荡(例如根据相位信息(+/-δφ[相移]和/或Φα)[相位调制]进行调节的C0S( RF(t)))的振荡器。得到的调节的振荡(例如COs( KF(t)+/-AcD)或 οο8(ωΕρα)+Φα)))可以进一步由出站符号流的幅度信息(例如A(t)[幅度调制]) 来调节，以产生一个或多个上变频的信号(例如A(t)C0S( KF(t)+/-AcD)或A(t) οο8(ωΕρα)+Φ (t)))。功率放大器驱动器(PAD)模块放大出站上变频信号以产生预先功率放大的出站RF信号。在基于频率偏振的拓扑中，无表面声波发射器部20包括用于产生出站符号流的振荡(例如根据频率信息(例如+/-Δ ·[频移]和/或f(t)[频率调制]进行调节的C0S( KF(t)))的振荡器。得到的调节的振荡(例如C0S( RF(t)+/-Af)或 cos( EF(t)+f(t)))可以进一步由出站符号流的幅度信息(例如A(t)[幅度调制]) 来调节，以产生一个或多个上变频的信号(例如A(t)C0S( KF(t)+/-Af)或A(t) cos( EF(t)+f(t)))功率放大器驱动器(PAD)模块放大出站上变频信号以产生预先功率放大的出站RF信号。在基于混合偏振-笛卡尔的拓扑中，无表面声波发射器部20将出站符号流的相位信息(例如(308(ωΒΒα)+/-ΔΦ)或COS(coBB(t)+。(t)))和幅度信息(例如A(t)分开。无表面声波发射器部20将所述一个或多个出站符号流的同相和正交分量(例如分别为(^((^⑴+①工⑴)和COS(coBB(t)+0Q(t)))与一个或多个发射端本地振荡(TX L0) 的同相和正交分量(例如分别为COs( KF(t))和Sin(coKF(t)))混合以产生混合的信号。 功率放大器驱动器(PAD)模块放大标准化的出站上变频信号并将幅度信息(例如A(t)) 注入标准化的出站上变频信号以产生预先功率放大的(pre-PA)出站RF信号(例如A(t) cos ν ω RF α)+Φα)))。对于超外差拓扑，无表面声波发射器部20包括基带(BB)-中频(IF)部和IF-射频(RF)部。BB-IF部可以是基于偏振的拓扑、基于笛卡尔的拓扑、基于混合偏振-笛卡尔的拓扑或上变频出站符号流的混合级。在前三个例子中，BB-IF部生成IF信号(例如A(t) οο8(ωΙρα)+Φα))), IF-RF部包括混合级、滤波级和功率放大器驱动器(PAD)，以产生预先功率放大的出站RF信号。当BB-IF部包括混合级时，IF-RF部可以具有基于偏振的拓扑、基于笛卡尔的拓扑或基于混合偏振-笛卡尔的拓扑。在这种情况下，BB-IF部将出站符号流(例如A(t) cos ((ω ΒΒ⑴+Φ (t)))转换为中频符号流(例如A (t) cos (ω IF⑴+Φ (t)))。IF-RF部将IF 符号流转换为预先功率放大的出站RF信号。无表面声波发射器部20向前端模块(FEM) 14的功率放大器模块(PA) 34-36输出预先功率放大的出站RF信号。PA 34-36包括于放大的预先功率放大的RF信号串联和/或并联连接的一个或多个功率放大器，以产生出站RF信号。注意，PA34-36的参数(例如增益、 线性度、带宽、效率、噪声、输出动态范围、转换速率、上升速率、置位时间、超调量、稳定因子等)可以根据从基带处理单元22和/或处理模块M接收的控制信号进行调节。例如，由于发射条件改变(例如信道相应改变、TX单元和RX单元间的距离改变、天线属性改变等)， SOC 12的处理源(例如BB处理单元22和/或处理模块24)监视发射条件变化并调节PA 34-36的属性以优化性能。该确定并不是独立做出的；例如，可以根据前端模块其他能被调节的参数(例如ATU 42-44、RX-TX分离模块38-40)做出，从而优化RF信号的发射和接收。RX-TX分离模块38-40(可以是双工器、循环器(circulator)或变压器巴仑或其他利用共用天线提供TX信号和RX信号的分离的装置)衰减出站RF信号。RX-TX分离模块 38-40可以根据从SOC 12的基带处理单元和/或处理模块M接收的控制信号调节它对出站RF信号的衰减。例如，当发射功率相对很低时，可以调节RX-TX分离模块38-40减小它对TX信号的衰减。对天线调谐单元(ATU)42_44进行调谐以提供所期望的与天线16大致匹配的阻抗。调谐后，ATU 42-44将来自RX-TX分离模块38-40的衰减的TX信号提供给天线16以便发射。注意，可以持续或定时调节ATU 42-44以便跟踪天线16的阻抗变化。例如，基带处理单元22和/或处理模块M可以检测天线16的阻抗变化，并根据所检测到的变化向ATU 42-44提供控制信号，使其相应地改变自己的阻抗。在该实例中，无表面声波发射器部20具有两个输出一个用于第一频带，另一个用于第二频带。上述讨论关注的是出站数据向单个频带(例如850MHz、900MHz等)的出站RF信号的转换过程。该过程与出站数据向其他频带(例如1800MHz、1900MHz、2100MHz、 2.4GHz、5GHz等)的RF信号的转换相似。注意，使用单个天线16时，无表面声波发射器20 生成其它频带内后其它频带的出站RF信号。FEM14的频带(FB)开关46将天线16与无表面声波发射器输出路径的合适的输出连接。FB开关46从基带处理单元22和/或处理模块 M接收控制信息，用以选择路径来连接天线16。天线16还接收一个或多个入站RF信号，并通过频带(FB)开关46将它们提供给 ATU 42-44其中之一。ATU 22- 将入站RF信号提供给RX-TX分离模块38-40，RX-TX分离模块38-40将该信号路由给S0C12的接收器(RX) RF-IF部。RX RF-IF部28将入站RF信号 (例如A(t) cos (ωκρ⑴+①⑴))转换为入站IF信号(例如A1(Occ)s (ωΙρα)+Φ〗α))和 AQ(t)COS(coIF(t)+c5Q(t)))。RXRF-IF部观的各种实施例将在其他附图中说明。RX IF-BB部30将入站IF信号转换为一个或多个入站符号流(例如A(t) cos (ωΒΒ (t) + Φ (t)))。此时，RX IF-BB部30包括混频部和组合&滤波部。混频部将入站 IF信号与第二本地振荡(例如L02 = IF-BB，其中BB的范围可以是零到几MHz)混合以产生I和Q混频信号。组合&滤波部进行组合(例如将混频信号相加到一起——包括和数分量和差分分量)，然后将组合的信号滤波以大幅衰减和数分量，并通过基本未衰减的差分分量作为入站符号流。基带处理单元22根据一个或多个无线通信标准(例如GSM、CDMA、WCDMA, HSUPA, HSDPA, WiMAX, EDGE、GPRS、IEEE802. 11、蓝牙、紫蜂、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进 (LTE)、IEEE802. 16、数据优化改进(EV-DO)等)将入站符号流转换为入站数据(例如语音、文本、音频、视频、图形等)。这种转化可以包括以下至少一项数字中频-基带转换、时域-频域转换、空-时分组解码、空-频分组解码、解调、扩频解码、跳频解码、波束成形解码、星座解映射、解交错、解码、解删余和/或解扰。注意，处理模块M将单个入站符号流转换为入站数据，以实现单输入单输出(SISO)通信和/或多输入单输出(MISO)通信，并将多个入站符号流转换为入站数据，以实现单输入多输出(SIMO)和多输入多输出(MIMO)通信。电源管理单元沈集成于SOC 12中以执行各种功能。这些功能包括监视电源连接和电池充电、在必要时给电池充电、控制给SOC 12的其他组件供电、生成供电电压、关闭不必要的SOC模块、控制SOC模块的睡眠模式和/或提供实时时钟。为了给电源供电电压的生成提供便利，电源管理单元26可以包括一个或多个切换模式供电电源和/或一个或多个线性稳压器。使用这种便携式计算通信设备10，可以淘汰昂贵且分散的片外组件(例如SAW滤波器、双工器、电感器和/或电容器)，并可以将它们的功能包含于在单个裸片上实现的前端模块(FEM) 14中。另外，无SAW接收器部和无SAW发射器部为淘汰分散的片外组件提供了便利。图3是便携式计算通信设备10的另一实施方案的示意性框图，所述便携式计算通信设备10包含片上系统(SOC) 52，以及另一实施方案的前端模块(FEM) 50。SOC 52包含电源管理单元沈、无SAW接收器部18、无SAW发射器部20、基带处理单元22，并且可以还包含处理模块。FEM 50包含多个功率放大器模块(PA) 34-36、多个RX-TX分离模块38-40，以及至少一个天线调谐单元(ATU) 54。该实施方案中，SOC 52用于并行支持两个或多个无线通信(例如，蜂窝电话呼叫和WLAN通信和/或蓝牙通信)。因此，无SAW发射器20按照参考图2和/或参考以下一幅或多幅附图所描述的方式生成两种(或多种)不同频带的出站RF信号。可以将这些不同频率的出站RF信号中的第一种提供给FEM 50的PAs 34-36其中之一，并将其它的出站RF 信号提供给其它PA34-36。TX-RX分离模块38-40中每一个的功能如同参考图2所描述的以及将要参考以下附图中至少一幅进行描述的。根据来自SOC 52的控制信号进行调谐的 ATU 54为天线16提供用于发射的两种出站RF信号。天线16也接收两个或多个不同频带入站RF信号，将其提供到ATU 54。ATU讨可以包括用于分离这两种入站RF信号并分离每种分离信号的阻抗匹配电路(例如一个或多个LC电路)的分流器(splitter)；用于分离信号并分离阻抗匹配电路的巴伦变压器；或这两种信号的阻抗匹配电路，其中这两种信号提供给RX-TX分离模块38-40。RX-TX分离模块38-40的每个均为频带依赖性的，使得每它们仅各自的频带(例如，850-900MHz和1800_1900MHz)内传送入站和出站RF信号。如此，第一 TX-RX分离模块 38-40提供第一频带入站RF信号到的无SWA RX部18的第一输入，并且第二 TX-RX分离模块38-40提供第二频带入站RF信号到的无SWA RX部18的第二输入。无SAW RX部18按照已参考图2描述的和/或将要参考以下至少一幅附图进行描述的方法处理入站RF信号以产生第一入站数据和第二入站数据。图4是便携式计算通信设备的另一实施方案的示意性框图，所述便携式计算通信设备包含耦合到前端模块(FEM) 182的的片上系统(SOC) 180。S0C180包含多个无SAW接收器部(仅示出接收器部的LNA和变频带通滤波器(FTBPF))、多个无SAW发射器部(仅示出功率放大器驱动(PAD))、处理模块、基带处理模块(未示出或包含在处理模块中)，以及电源管理单元(未示出)。FEM 182包含低频带(LB)路径、高频带(HB)路径和频带开关(FB Sff)。LB路径包含功率放大器模块(PA)、低带阻抗级(LB Z)、低带低通滤波器(LBLPF)、开关(SW)、发射-接收分离模块(TX-RX ISO)(例如，双工器)、第二开关(SW)，以及天线调谐单元(ATU)。HB路径包含功率放大器模块(PA)、高带阻抗级(HB Z)、高带低通滤波器(HB LPF)、开关(SW)、发射-接收分离模块(TXRX ISO)(例如，双工器)、第二开关(SW)，以及天线调谐单元(ATU)。 注意，低带路径可以用于支持低带GSM、EDGE，和/或WCDMA无线通信，并且高带路径可以被用于支持高带GSM、EDGE,和/或WCDMA无线通信。
14
如上所述和/或如同将要参考以下至少一幅附图进行描述的，SOC 180用于输出预PA的出站RF信号并用于输入入站RF信号。FEM 182经由LB路径或HB路径接收预-PA 出站RF信号并经由相应的PA模块将它们放大。阻抗级(LB Z或HB Z)在PA模块的输出上提供期望负载，并耦合到低通滤波器(LBLPF或HP LPF)。LPF滤波出站RF信号。基于开关(SW)的配置，将出站RF信号提供到TX-RX ISO模块或到ATU。如果开关将LPF耦合到 TX-RX ISO模块，则TX-KX模块在将出站RF信号提供到ATU之前衰减出站RF信号。ATU的功能如上所述和/或将参考以下至少一幅附图进行描述。注意，SOC 180和FEM 182之间没有分立组件。具体地，便携式计算通信装置不需要现有蜂窝电话实施例中所必须的分立SAW滤波器。以下至少一项为淘汰SAW滤波器和 /或其他传统外部组件做出了贡献无SAW接收器的结构、无SAW发射器的结构和/或FEM 182的各种组件的编程(programmability)。图5是便携式计算通信设备的另一实施方案的示意性框图，所述便携式计算通信设备包含耦合到前端模块(FEM) 192的的片上系统(SOC) 190。S0C190包含多个无SAW接收器部(仅示出接收器部的LNA和变频带通滤波器(FTBPF))、处理模块、基带处理模块(未示出或包含在处理模块中)，以及电源管理单元(未示出)。FEM 192包括低频带(LB)路径、高频带(HB)路径，以及频带开关(FBSW)。LB路径包含功率放大器模块(PA)、低带阻抗级(LB Z)、开关(SW)、低带低通滤波器(LB LPF)、发射-接收分离模块(TX-RX ISO)(例如，双工器)、第二开关(SW)，以及天线调谐单元(ATU)。 HB路径包含功率放大器模块(PA)、高带阻抗级(LB Z)、开关(SW)、高带低通滤波器(LB LPF)、发射-接收分离模块(TX-RX ISO)(例如，双工器)、第二开关(SW)，以及天线调谐单元(ATU)。注意，低带路径可以用于支持低带GSM、EDGE，和/或WCDMA无线通信，并且高带路径可以用于支持高带GSM、EDGE,和/或WCDMA无线通信。在SOC 190的各种实施方案中，SOC 190的接收器部的变频带通滤波器提供充分地滤波带外阻滞(far-out blocker)及滤波对期望信号产生不可忽略影响的镜像信号。这将减小接收器部(基带处理模块的输出端或RX BB-IF部的输入)的模数转换器(ADC)的动态范围需求。相比于可比拟直接转换(comparable direction conversion)接收器部， 接收器部的超外差结构有利于减少功耗和死区。图6是前端模块810和片上系统模块812的示意性框图。前端模块810包含双工器816和可调谐平衡网络818。片上系统模块812包含检测器模块拟9和处理模块822。注意，处理模块822，如同本申请中讨论的任何其他处理模块，可以如参考图2的处理模块M 来构建。操作的实施例中，双工器耦合到收发入站和出站无线信号835和837的天线826。 例如，入站和出站无线信号835和837可以对应于依照一个或多个无线通信协议产生的射频(RF)信号，无线通信协议的例子已在前文提供。作为更具体的实施例，出站无线信号835 具有对应于无线通信协议的发射频率的载波频率，并且入站无线信号835具有对应于无线通信协议的接收频带的载波频率。双工器816提供入站无线信号837和出站无线信号835之间的电气分离。双工器 816可以是频率选择性双工器或者电气平衡式双工器，以提供入站和出站无线信号835和 837之间30dB或更大的分离。
可调谐平衡网络818用于基于调谐信号823建立基本上匹配天线的阻抗的阻抗。 一般地，出站无线信号835的能量(例如，电流和/或电压)分成两路。第一路是到天线 826的，并且第二路是到可调谐平衡网络818的。如果这两路基本上相等，则能量将基本上相等，这有效地抵消耦合到双工器816的入站无线信号837的部分的出站无线信号835。为了维持可调谐平衡网络818与天线826的变化的阻抗的阻抗平衡，检测器模块 820监控双工器816的电气性能特性。例如，检测器模块820监控双工器816的共模(common mode)，以检测有天线与可调谐平衡网络818之间的阻抗失衡造成的共模偏置。如果检测到偏置，检测器模块820生成误差信号。注意其他电气性能特性包含，但不限于双工器内的阻抗失配、双工器的一个或多个分量的非线性，和/或频率依赖分量相应。用作调谐引擎的处理模块822基于误差信号生成调谐信号823。例如，误差信号可以指示可调谐平衡网络818的阻抗小于天线拟6的阻抗。该情形中，处理模块生成调谐信号823，以增加可调谐平衡网络818的阻抗到更接近地匹配天线的阻抗。注意，由于天线的阻抗基于环境条件(例如对金属物体的接近度、多径衰减，等)而变化，这是个动态过程。图7是前端模块(FEM)SlO和SOC 812每个的部分的实施方案的示意性框图。FEM 810部包含功率放大器模块(PA) 814、双工器816、平衡网络818以及感应电路817。双工器包含变压器(或其他结构，例如频率选择性双工器和/或电气平衡式双工器)，并且平衡网络818包含可调谐电阻器-电容器网络、可调谐电感器-电容器网络以及可调谐电阻器-电感器-电容器网络的至少一个。用于感应双工器的电气性能特性的感应电路817包含跨接在变压器的次级绕组(wing)上的一对电阻器。SOC 812的一部分包含峰值检测器820、调谐引擎822和低噪声放大器模块(LNA)。或者，峰值检测器820和/或调谐引擎822可以在 FEM 810 内。操作的实施例中，PA 814供应出站RF信号到变压器双工器816的双绕组原级的中央抽头。出站RF信号的电流在两个绕组之间按天线和平衡网络816之间阻抗差异成比例分流。如果平衡网络818的阻抗基本上匹配天线的阻抗，则电流在两个绕组之间相等地分流。具有如所示的绕组配置，如果原级绕组的电流基本上匹配，它们的磁场在次级绕组中实质上彼此抵消。由此，次级具有出站RF信号的大致衰减表示(!^presentation)。针对入站RF信号，原级的两个绕组生成对应于入站RF信号的磁场。该情形中，磁场叠加，由此在次级中产生原级电流的两倍的电流(假设每个绕组具有相同的匝数)。如此，变压器放大入站RF信号。如果天线的阻抗与平衡网络818的阻抗之间存在失衡，则出站RF信号电流分量将在次级中出现(例如，TX泄漏(leakage))。例如，假设通过绕组到电感器的电流是iP1， 并且通过绕组到平衡网络818的电流是iP2。TX泄漏可以表示为iP1_iP2。共模感应电路的电阻器感应TX泄漏为双工器的电气性能特性。例如，电阻器中心节点处的电压等于 VS-(R产ZiJRdip2-R2^ipi)，其中VS是次级电压，并且2iK是来自接收到的入站RF信号的电流。假设1^ = 并iP1 = iP2，则中心节点处的电压等于VS的1/2。然而，如果iP1不等于 iP2，电阻器的中心节点处的电压将与其差值成比例地偏离1/2VS。注意，检测器820输出对正由天线接收的阻滞信号不敏感的电压，因为检测器的输入耦合到LNA的差分输入。检测器820检测电阻器中心节点处电压距离1/2VS的差异，并提供差异指示给处理模块822。处理模块822(用作调谐引擎)解释(interpret)差异，并生成控制信号，以调节平衡网络的阻抗。例如，如果iP1大于iP2，则感应电路的共模电压(例如电阻器的中心节点)将大于1/2VS，其指示平衡网络818的阻抗太高。如此，处理模块822生成降低平衡网络818的阻抗的调谐信号823。作为另一实施例，如果iP1小于iP2，则感应电路的共模电压将小于1/2VS，其指示平衡网络818的阻抗太低。如此，处理模块822生成增加平衡网络 818的阻抗的调谐信号823。处理模块822可以解释共模电压偏差，确定平衡网络818的期望阻抗，以及相应地生成调谐信号。或者，处理模块822可以在步骤中迭代生成调节平衡网络818的阻抗的调谐信号，直到达到期望的阻抗。以任一种途径，处理模块822均用作保持平衡网络818的阻抗基本上匹配天线的阻抗(其随时间、使用，和/或环境条件而变化)，以最小化TX泄漏。图8是前端模块(FEM 960)和SOC 962每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 960的部分包含功率放大器模块(PA)814、双工器816、平衡网络818以及感应电路817。双工器816包含变压器(或其他结构，例如频率选择性双工器和/或电气平衡式双工器)。感应电路817包含跨接在变压器次级的一对电阻器。SOC 962的部包含峰值检测器974、处理模块976 (其执行调谐引擎的功能)，以及单端低噪声放大器模块(LNA972)。 或者，峰值检测器974和/或调谐引擎可以在FEM 960内。如参考图7所讨论的，电路补偿TX泄漏。为了进一步减小关于处理入站无线信号的共模问题，低噪声放大器拟4可以是单端LNA。该情形中，双工器816的次级绕组的一端耦合到公共回路，并且低噪声放大器的第二输入耦合到参考电压。图9是前端模块(FEM)SlO和SOC 812每个的部分的实施方案的示意性框图。前端模块810包含多个双工器816-1到816-2以及多个可调谐平衡网络818-1到818-2。双工器816的每个耦合到天线826-1到826-2。片上系统模块812包含处理模块822和多个检测器模块820-1到820-2。双工器816-1将第一出站无线信号835-1从第一入站无线信号837_1分离。如前所述，第一可调谐平衡网络818-1经由处理模块822以及第一检测器模块820-1调谐。类似地，双工器816-2将第二出站无线信号835-2从第二入站无线信号837-2分离。第二可调谐平衡网络818-2经由第二调谐信号823-2通过处理模块822以及第二检测器模块820-2调谐。该实施方案中，第一入站和出站无线信号可以以第一频带收发，并且第二入站和出站无线信号可以以第二频带收发。例如，第一和第二频带可以分别是900MHz频带、 1800MHz频带、1900MHz频带、2GHz频带、2. 4GHz频带、5GHz频带、60GHz频带等中不同的频
市ο图10是前端模块(FEM)SlO和SOC 812的每个的部分的实施方案的示意性框图。 前端模块830包含双工器838、平衡网络842以及天线调谐单元(ATU)) 840。片上系统模块 832包含低噪声放大器852以及处理模块846。天线调谐单元840可以如图所示的包含级联电阻器-电容器-电感器电路。双工器838和平衡网络842可以包含与整个具体实施实施方式中所描述的双工器和平衡网络作用相似的组件。操作的实施例中，天线834接收来自另一通信设备的入站无线信号837，并发射出站无线信号835。入站无线信号837可以依照一个或多个无线通信协议从另一无线通信设备接收。出站无线信号835可以通过前端模块830中和/或片上系统模块832中的基带处理、上变频以及功率放大来生成。为了提供最优天线性能，天线调谐单元840基于天线调谐信号调谐天线的操作特性(例如，阻抗、带宽、增益、品质因数、辐射图(radiation pattern)、偏振、效率等)。例如， 天线调谐单元840依照天线调谐信号调节级联电阻器-电容器-电感器网络的可变电阻和 /或可变电容。为了产生天线调谐信号841，处理模块846生成平衡网络调谐信号，其调节平衡网络到基本上得到天线与平衡网络之间的平衡阻抗。随着天线与平衡网络之间的阻抗基本上匹配，处理模块846基于入站无线信号837、测试信号(一个或多个)和/或由低噪声放大器852接收的出站无线信号835的分量，来估计天线的阻抗和/或其他特性。例如，天线阻抗可以基于入站和/或出站无线信号的已知性质以及接收到的入站和/或出站无线信号的性质来建立。作为具体实施例，如果阻抗低于预期(例如，50欧姆)，则天线的增益受影响。 通过确定增益影响，可以估计阻抗。图11是前端模块(FEM) 830和SOC 832的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 830的部分包含功率放大器模块(PA)836、双工器838、平衡网络842、天线调谐单元(ATU) 840，以及共模感应电路。双工器838包含变压器(或其他结构，例如频率选择性双工器838和/或电气平衡式双工器838)，并且平衡网络包含至少可变电阻器以及至少一个可变电容器。共模感应电路包含跨接在第二变压器上的一对电阻器。SOC 832的部分包含峰值检测器848、调谐引擎850(其可以通过处理模块846来实施)、查找表(LUT)844、处理模块846，以及低噪声放大器模块(LNA)852。或者，峰值检测器848和/或调谐引擎850可以在FEM 830内。除了由感应电路(S卩，电阻器)、检测器848、调谐引擎850以及平衡网络842提供的，用于将平衡网络842的阻抗与天线的阻抗平衡的功能；FEM 830包含ATU 840。ATU 840 包含一个或多个固定的无源组件和/或一个或多个可变无源组件。例如，ATU 840可以包含可变电容器-电感器电路、可变电容器、可变电感器等。作为另一实施例，ATU 840可以包含可调谐电阻器-电容器-电感器网络以及可调谐电容器-电感器网络。ATU 840的另一实施例在图10中提供。操作的实施例中，PA 836将放大的出站RF信号提供给双工器838，双工器838可以包含用来将出站RF信号从入站RF信号分离的变压器。双工器838将放大的出站RF信号输出到ATU 840，其经由存储在LUT 844中的设定调谐，以提供期望的天线匹配电路(例如、阻抗、带宽、增益、品质因数、辐射图、频率响应、偏振、效率等)。为了确定提供ATU 840 的设定，LUT 884接收来自处理模块846的天线调谐信号841。然后，LUT 884基于天线调谐信号访问天线设定847，并将其提供到ATU。ATU 840将出站RF信号输出到天线用于发射。天线接收入站RF信号并且将其提供给ATU 840，ATU 840又将其提供给双工器 838。双工器838输出入站RF信号到LNA 852以及共模感应电路。如前所述，共模感应电路、检测器848、调谐引擎850以及平衡网络842用以将平衡网络842的阻抗与天线的阻抗平衡。处理模块846用于监控FEM 830的各种参数。例如处理模块846可以监控天线阻抗、发射功率、PA 836的性能(例如，增益、线性、带宽、效率、噪声、输出动态范围、摆动速率 (slew rate)、上升率、稳定时间(settling time)、过冲量(overshoot)、稳定因数等)、接收到的信号强度、SNR、S^、由调谐引擎850做出的调节等。处理模块846解释这些参数，以确定FEM 830的性能是否可以被进一步优化。例如，处理模块846可以确定对ATU 840的调节将改进PA 836的性能。该情况中，处理模块846访问LUT 844，以将期望的设定提供给 ATU 840。如果ATU 840中的该改变影响ATU 840和平衡网络842之间的阻抗平衡，则调谐引擎850做出合适的调节。替换的实施方案中，处理模块846将调谐引擎850的功能性与平衡调节提供到ATU 840和平衡网络842，以达到FEM 830的期望性能。在另一替换的实施方案中，平衡网络842 固定，并且ATU 840提供FEM 830中期望的调节，以达到阻抗平衡，并且达到FEM 830的期望性能。图12是前端模块(FEM)860和SOC 862每个的部分的另一实施方案的示意性框图。前端模块860包含双工器870和选通平衡网络868。片上系统模块862包含低噪声放大器876和LNA旁路电路875。操作的实施例中，双工器870提供出站无线信号835和入站无线信号837之间的电气分离，所述出站无线信号835和入站无线信号837经由天线864收发。当射频前端处于第三模式时，选通平衡网络868建立基本上匹配天线的阻抗的阻抗，并且当射频前端处于第一和第二模式之一时建立关于天线的阻抗的低阻抗。例如，当入站无线信号依照时分双工(TDD)协议时，第一模式对应于射频前端的接收模式；当出站无线信号依照TDD协议时， 第二模式对应于射频前端的发射模式；并且当出站和入站无线信号依照频分双工(FDD)协议时，第三模式对应于射频前端的收发模式。当射频前端处于第一模式时，LNA旁路电路875将入站无线信号传递到LNA，并且当射频前端处于第二模式时，LNA旁路电路875旁路LNA。低噪声放大器(LNA)876放大入站无线信号，以产生放大的入站无线信号。图13是用于2G和3G蜂窝电话操作的前端模块(FEM) 860和SOC 862每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 860的部分包含功率放大器模块(PA)866、双工器870、 选通平衡网络868，以及共模感应电路(Rl和似)。双工器870包含变压器(或其他结构， 例如频率选择性双工器和/或电气平衡式双工器)并且选通平衡网络868包含短路开关、 至少可变电阻器，以及至少一个可变电容器。SOC 862的部分包含峰值检测器872、处理模块874、开关(如LNA旁路电路87 ，以及低噪声放大器模块(LNA 876)。或者，峰值检测器 872和/或调谐引擎874可以在FEM 860内。该实施方案中，双工器优化为频分双工(FDD)，其用于3G蜂窝电话应用中。该模式中，选通平衡网络868的开关和LNA旁路电路的开关是开启的，使得选通平衡网络基于调谐信号提供基本上等于天线的阻抗的阻抗。在用于2G蜂窝电话应用中的时分双工(TDD)中，选通平衡网络860经由开关短路。这实质上去除了 3-dB理论插入损耗限值，并仅留下实施损耗(implementation loss)。 注意，对于2G传输，LNA旁路电路开关是关闭的。对于2G接收，LNA旁路电路开关是开启的。图14是2G TX模式下图92的前端模块(FEM) 860和SOC 862每个的部分的实施方案的示意性框图。该模式中，LNA旁路电路开关短路LNA 876，并且平衡网络开关短路平衡网络。由于横跨次级绕组的短路，原级绕组实质上被短路。由此，PA 866有效地直接耦合到天线。图15是2G RX模式下图92的前端模块(FEM) 860和SOC 862每个的部分的实施方案的示意性框图。该模式中，LNA开关开启，并且平衡网络开关关闭，由此短路平衡网络。 该配置中，变压器用作接收器部的变压器巴伦。图16是前端模块(FEM)890和SOC 892每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 890的部分包含功率放大器模块(PA)896、双工器898、平衡网络900，以及共模感应电路(例如R1&R2)。双工器898包含变压器(或其他结构，例如频率选择性双工器和/ 或电气平衡式双工器)，并且平衡网络900包含至少可变电阻器和至少一个可变电容器，并且可以还包含电感器。SOC的部分包含峰值检测器902、调谐引擎904(其可以经由处理模块来实施)、检测模块906，以及低噪声放大器模块(LNA)908。或者，峰值检测器902、泄漏检测模块906，和/或调谐引擎904可以在FEM 890内。操作的实施例中，检测模块检测功率放大器的非线性功能，以产生检测到的非线性。例如，检测模块906检测PA 896内和/或平衡网络900内晶体管的导通电阻的变化。 作为更具体的实施例，随着PA 896输出电流增加，PA 896内和/或平衡网络900内晶体管的导通电阻(om-resistance)增加。这种增加影响平衡网络900的整体阻抗。检测模块 906将检测到的非线性提供给处理模块904。或或又，检测模块906基于导通电阻的非线性发展跟踪功率放大器的变化的包络信号(envelope signal)，并将包络信号提供给处理模块 904。检测模块906进一步检测双工器的发射泄漏，以产生检测到的发射泄漏。例如，检测模块906接收来自感应电路Rl和Rl和共模信号，并且其从共模信号生成检测到的发射泄漏。如前文提及，双工器中的失衡将造成共模电压中的偏移，其由感应电路感应。处理模块基于检测到的非线性生成粗调信号，并基于检测到的发射泄漏生成精调信号。处理模块将粗调信号和精调信号提供给可调谐平衡网络900，基于所述粗调信号和精调信号建立阻抗。如此，粗调与精调的双反馈回路调节双工器内的失衡以及功率放大器和 /或平衡网络900的性能变化(例如，导通电阻)。图17是前端模块(FEM) 910和SOC模块912每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 910的部分包含功率放大器模块(PA) 916、双工器918、平衡网络920，以及感应电路(例如，R1&R2)。双工器918包含变压器(或其他结构，例如频率选择性双工器918和/ 或电气平衡式双工器918)，并且平衡网络包含至少可变电阻器和至少一个可变电容器。SOC 912的部分包含峰值检测器922、处理模块拟6 (其包含调谐引擎的功能)，以及低噪声放大器模块(LNA)9M。或者，峰值检测器922和/或调谐引擎可以在FEM 910内。操作的实施例中，如前文所描述，处理模块拟6基于双工器中的失衡生成调谐信号并将其提供到平衡网络920。此外，处理模块拟6确定出站无线信号的发射功率电平，该操作可以以各种方式完成。例如，处理模块可以提供发射功率电平到功率放大器916，功率放大器916使用其来建立发射功率电平。作为另一实施例，前端模块910可以包含发射信号强度指示器，其将发射功率电平拟8提供到处理模块926。处理模块926比较发射功率电平928与分离要求。例如，当发射功率电平相对低(例如，为入站RF信号的较小阻滞(blocker)，和/或入站RF信号的信号强度相对高时) 时，双工器中的发射泄漏将成比例地较低。这种情形中，双工器内发射信号的衰减量可以降低，并仍提供发射泄漏的足够补偿。如此，当发射功率电平与分离要求相比相对有利时(例如，相对地低)，处理模块拟6生成分离调节信号921。处理模块拟6发送分离调节信号921到双工器和可调谐平衡网络至少之一。当接收分离调节信号时，双工器918基于分离调节信号调节出站无线信号和入站无线信号之间的电气分离。例如，如果双工器918是频率选择性双工器，则其通过调节一个或多个滤波器的滤波器调节出站无线信号和入站无线信号之间的电气隔离。又例如，如果双工器918是电气平衡式双工器，平衡网络基于分离调节信号调节其阻抗，作为双工器918的负载与入站和出站无线信号间的电气分离之间的权衡。图18是前端模块(FEM) 810和SOC模块812的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。前端模块810包含功率放大器、双工器816，以及可调谐平衡网络818。片上系统模块812包含检测器模块820和处理模块822。可调谐平衡网络818包含多个电阻性元件 841-843、多个电容性元件845-847，以及多个低压开关元件849-855。可调谐平衡网络818 可以还包含耦合到电阻性元件和/或电容性元件的一个或多个电感性元件857。操作的实施例中，功率放大器放大上变频信号为出站无线信号835。如前所述，双工器816可操作地耦合到天线并且提供出站无线信号与入站无线信号之间的电气分离。可调谐平衡网络基于调谐信号823建立基本上匹配天线的阻抗的阻抗。例如，调谐信号可以激活(例如，小规模(scale)或大规模)可调谐平衡网络的一个或多个低压开关元件，从而将一个或多个电容性元件以及一个或多个电阻性元件作为阻抗匹配负载耦合到双工器。相应地，通过激活一个或多个低压开关元件，平衡网络818的阻抗在给定频率范围内调谐，以基本上匹配天线的阻抗。注意，通过使用低压开关元件，平衡网络可容易地在集成电路上实施，其中低压低于平衡网络上电压摆动(swing)。平衡网络中，电阻性元件可以是电阻器、基于有源电阻器的晶体管-电感器，和/ 或开关电容器。电容性元件可以是电容器和/或变容二极管。各种电阻性元件的例子示于图22和23中。图19是包含多个晶体管、多个电阻器，以及多个电容器的小信号平衡网络880的实施方案的示意性框图。平衡网络中包含的电阻器的选择可以通过第一套调谐信号位(例如，10位)来控制，并且用于包含在平衡网络中的电容器的选择可以通过第二套调谐信号位(例如，5位)来控制。可调谐平衡网络的示例性实施方案中，电阻性元件的第一电阻性元件与低压开关元件的第一开关元件串联；电阻性元件的第二电阻性元件与低压开关元件的第二开关元件串联。第二电阻性元件与第二开关元件的公共节点耦合到第一开关元件的控制节点。这样的连接方式继续用于多个电阻性元件和多个低压开关元件。继续示例性实施方案，电容性元件的第一电容性元件与低压开关元件的第三开关元件串联，并且电容性元件的第二电容性元件与低压开关元件的第四开关元件串联。第二电容性元件与第四开关元件的公共节点耦合到第三开关元件的控制节点。这样的连接方式继续用于多个电容性元件和多个低压开关元件。该实施例中，可调谐平衡网络的阻抗依照调谐信号的小信令(small signaling)来调谐。例如，随着对调谐信号823的电压调节(在小信令范围内，使得晶体管处于线性区域)，晶体管的导通电阻是变化的，使得导通电阻、电阻器(rl-to)以及电容器(Cl-Cn)的串联和并联组合为平衡网络提供期望的阻抗。图20包含RLC(电阻器-电感器-电容器)网络和多个晶体管的大信号平衡网络 882的实施方案的示意性框图。晶体管导通和断开，以提供RLC网络的不同组合的电阻器、 电感器和/或电容器，以提供平衡网络的期望阻抗。该情形中，晶体管具有相对小的电压摆动，并由此可以使用较低电压晶体管。例如，如果平衡网络包含四个电阻器-晶体管电路，四个电容器-晶体管电路，以及一个或多个电感器，则晶体管的导通与断开建立平衡网络的阻抗。例如，每个栅极也被耦合来接收4位控制信号的一位，其中最左电阻器-晶体管电路接收最有效位，下一最左电阻器-晶体管电路的栅极接收下一个最有效位，如此类推。再有，最左边电阻器-晶体管电路的电阻器是R4，下一最左电阻器-晶体管电路的电阻器是R3，如此类推。由此，对于该实施例，当4位控制信号时0001时，仅最右的电阻器-晶体管电路导通，并且其电阻器Rl提供得到的电阻。当4为控制信号是0011时，最右的两个电阻器-晶体管电路导通，并且得到的电阻是R1//R2。当4位控制信号是0111时，最右的三个电阻器-晶体管电路导通，并且得到的电阻是R1//R2//R3。当4位控制信号是1111时，全部四个电阻器_晶体管电路导通，并且得到的电阻式R1//R2//R3//R4。平衡网络的电容器侧也以类似的方式起作用。在另一个实施例中，每个电阻器-晶体管电路和每个电容器-晶体管电路可以独立地由相应控制信号的位进行控制。对于上述附图中描述的并在这里修改后的四电阻-晶体管电路配置，控制信号1000产生电阻R4 ；控制信号0100产生电阻R3 ；控制信号1010产生电阻R4//R2 ；依此类推。作为又另一实施方案，电阻性元件的第一电阻性元件与多个低压开关元件的第一开关元件串联；电阻性元件的第二电阻性元件与多个低压开关元件的第二开关元件串联； 电容性元件的第一电容性元件与低压开关元件的第三开关元件串联；并且电容性元件的第二电容性元件与低压开关元件的第四开关元件串联。该实施方案中，依照调谐信号的大信令来调谐可调谐平衡网络的阻抗。例如，随着调谐信号823的电压调节(在大信令范围内，使得“开”或“关”晶体管)，并联和/或串联组合的电阻器(rl-foi)、电容器(Cl-Cn)，以及电感器(如果有的话)为平衡网络提供期望的阻抗。图21是前端模块(FEM) 1010和SOC模块1012每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 1010的部包含功率放大器模块(PA) 1014、双工器1016、平衡网络1018，以及天线调谐单元(ATU)840。双工器1016包含变压器(或其他结构，例如频率选择性双工器 1016和/或电气平衡式双工器1016)。SOC 1012的部分包含峰值检测器1002 (未示出)、 处理模块1020(其执行调谐引擎的功能)，以及低噪声放大器模块(LNA) 1022。或者，峰值检测器1002和/或调谐引擎可以在FEM 1010内。平衡网络1018包含具有如所示的多个可变电阻器、多个可变电容器以及至少一个电感器的RLC网络。该实施方案中，可调谐平衡网络1018来提供宽范围的阻抗，以使能够更高地匹配天线的阻抗。此外，平衡网络具有针对期望的电压驻波比(VSW (例如，3 1) 的宽的调谐范围，特别是当结合调谐ATU进行调谐时。
图22是平衡网络的电阻器-晶体管(R-T)电路的阻抗的实施方案的示意性框图。 电容器对应于晶体管的寄生电容。由于R-T电路包含真无源电阻器，其对插入损耗上的3dB 理论限制有贡献。图23是平衡网络的电阻器-晶体管(R-T)电路的阻抗的的另一实施方案的示意性框图。该实施方案中，R-T电路包含电感弱化(inductively degenerated)的共源晶体管。如此，其为有源电阻并且不对插入损耗上的3dB理论限值有贡献。由此，由平衡网络造成的仅有损耗为实施损耗。具体地，R-T电路通过使用有源设备而非无源电阻器，提供平衡网络内的有源回转器。使用有源回转器，TX插入损耗由于其取决于电阻的值，而不改变，但是由于与电阻相关联的噪声在有源实施中降低，RX噪声因数则增强。例如，电容器作为共栅MOSFET的输入阻抗的一个可能的实施中，电阻由式R= 1/gm给定。这样的电阻器的噪声功率谱密度是 4KTY/gm或4KTYR，其中K是波尔兹曼常数，T是开氏温度，并且、是热噪声参数并且是工艺的函数。另一方面，无源电阻器具有由4KTR给定的固定的噪声功率谱密度。对于最近的深亚微米技术，Y的值小于1，由此使用共栅MOSFET实施的电阻器生成针对相同的电阻器来说更小的噪声。图M是前端模块(FEM) 1010和SOC模块1012的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。前端模块1010包含双工器816和平衡网络1030。片上系统模块812包含检测器模块820和处理模块822。平衡网络1013包含阻抗上变频器1032和基带阻抗电路1034。操作的实施例中，基带阻抗电路基于调谐信号823生成阻抗。以期望频率(例如，
时控的阻抗上变频器1032上变频基带阻抗到射频阻抗。当被调谐时，平衡网络 1013的射频阻抗基本上匹配在给定的操作频带内的天线826的阻抗。图25是平衡网络1030的实施方案的示意性框图，平衡网络1030包含多个晶体管 (例如，作为上变频模块的多相晶体管开关网络)和多个基带阻抗(ZBB(S)) 396-402。每个基带阻抗可以包含多个电容性元件。每个所述基带阻抗可包括多个电容性元件、多个电阻性元件和多个开关元件。对于每个基带阻抗，一个或多个电容性元件和/或一个或多个电阻性元件基于调谐信号耦合到一起，以产生基带阻抗。注意，电阻性元件可以是电阻器、基于有源电阻器的晶体管-电感器，和/或开关电容器，并且电容器元件可以是电容器和/或变容二极管。操作的实施例中，平衡网络接收调谐信号832，并相应地调节基带阻抗。使用由图 26的时钟发生器404生成的四相时钟来切换晶体管。如图沈中所示，时钟发生器404产生四个时钟信号，每个时钟信号具有25%占空比且依次相移90°。该时钟信号的频率对应于入站RF信号的载波频率，并可以被调节以更好地跟踪载波频率。图27示出了基带阻抗到RF阻抗的变频。如所示，调谐基带阻抗以在DC具有期望的阻抗(例如，50欧姆)。上变频模块调制基带阻抗到+/-RF频率。图28是包含两个阻抗上变频器1042、1044以及两个对应基带阻抗(Zbbl046、 1048)的平衡网络的另一实施方案的示意性框图。以期望的频率(例如，fKF—T)^PfKF—τχ)时控每个阻抗上变频器。例如，上变频器1042可以以第一频率带内的频率时控，并且上变频器1044可以以第二频率带内的频率时控。作为另一实施例，第一操作频带对应于无线通信协议的发射频带，并且第二操作频带对应于无线通信协议的接收频带。作为另一实施例，第一操作频带对应于第一无线通信协议的频带，并且第二操作频带对应于第二无线通信协议的频带。注意，阻抗上变频器 1042,1044以及其对应的基带阻抗的每种组合均可以以如前文参考图27讨论的相似方式来实施。图四是包含双工器816和平衡网络818的前端模块的示意性框图。双工器816包含第一绕组871、第二绕组773、第三绕组875和补偿模块877。耦合这些绕组以具有五个节点用于可操作地将天线耦合到第一绕组的第一节点；用于接收出站无线信号，并且可操作地将第一绕组耦合到第二绕组的第二节点；将第二绕组可操作地耦合到平衡网络的第三节点；可操作地耦合来从第三绕组输出对应于入站无线信号的第一信号分量的第四节点； 以及可操作地耦合来从第三绕组输出对应于入站无线信号的第二信号分量的第五节点。操作的实施例中，双工器816在第一和第二绕组871&873之间的公共节点接收出站无线信号835。出站无线信号835的电流在第一和第二绕组之间分流，其表示为ITX_ANT和 ITX_BN。如果平衡网络818的阻抗匹配天线拟6的阻抗，则发射天线电流和平衡网络电流将大致上相等。由于这些电流大致上相等，他们有效地关于第三绕组彼此抵消，使得第三绕组具有可忽略的TX泄漏分量。然而，如果平衡网络818与天线拟6的阻抗之间存在失衡，则将在第三绕组上存在不可忽略的发射泄漏。第一绕组871和第二绕组873串联组合从天线拟6接收入站无线信号。入站无线信号具有电流分量Ικχ。由于PA的高输出阻抗，串联耦合的第一和第二绕组磁耦合接收电流到第三绕组875，以产生入站无线信号837，如果天线拟6与平衡网络818的阻抗之间存在失衡，则将在第三绕组上存在发射泄漏电流。即使平衡网络818与天线拟6的阻抗基本上相等，也可能在双工器内存在失衡，该失衡造成表现在第三绕组上的发射泄漏电流。失衡可能是由绕组的寄生电容之间的失衡造成的。该情形中，补偿模块877用于补偿由于双工器816内的失衡造成的，第一和第二信号以及出站无线信号之间的电气分离。图30是前端模块(FEM) 930和SOC 932的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 930的部分包含功率放大器模块(ΡΑ)936、双工器816，以及平衡网络818。双工器 816包含具有三个绕组871、873&875和寄生电容Cpl&Cp2的变压器。补偿模块877包含补偿电容器Ccl&Cc2。SOC 932的部分包含峰值检测器、处理模块(其包括调谐引擎的功能)， 以及低噪声放大器模块(LNA)940。仅示出LNA940。该实施方案中，补偿电容器Ccl&Cc2补偿寄生电容(例如，Cpl和Cp2)的失配，寄生电容可以导致原级绕组(例如，Ll和L2)之间的失配。如此，这样选择补偿电容器(Ccl 和Cd)，使得Cpl+Ccl = Cp2+Cc2。通过增加补偿电容器，双工器932的分离带宽大于没有补偿电容器时的分离带宽，并且进一步降低了发射泄漏。图31是前端模块(FEM) 930和SOC 932的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 930的部分包含功率放大器模块(PA)936、双工器816，以及平衡网络818。双工器 816包含具有三个绕组871、873&87和寄生电容Cpl&Cp2的变压器。补偿模块877包含补偿电容器Ccl&Cc2、检测模块891和处理模块893。SOC 932的部包含峰值检测器、处理模块 (其包含调谐引擎的功能)，以及低噪声放大器模块(LNA)940。注意，检测模块891和/或处理模块893可以在SOC 932中。
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该实施方案中，补偿电容器Ccl&Cc2可调节来补偿寄生电容(例如Cpl和Cp2)的失配。如此，这样调节补偿电容器(Ccl和Cc2)，使得Cpl+Ccl = Cp2+Cc2。为了确定补偿电容器的设定，检测模块检测第一和第二寄生电容之间的失衡。该操作可以通过检测第三绕组上的发射泄漏、确定平衡网络和天线的阻抗之间的失衡导致的发射泄漏部分，以及估计(或计算)由于寄生电容失衡导致的发射泄漏的部分来完成。处理模块基于第一和第二寄生电容之间失衡的确定第一和第二补偿电容器的电容。然后，处理模块基于所确定的第一补偿电容器的电容生成第一电容设定，并且基于所确定的第二补偿电容器的电容生成第二电容设定。图32是前端模块(FEM) 950和LNA 952的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 950的部分包含功率放大器模块(PA)卯4、双工器956和平衡网络958。双工器956 包含具有三个绕组和寄生电容(Cp3和Cp4)的变压器。LNA 952包含输入晶体管，其具有寄生电容(Cp)、偏压晶体管、共模分离电路和负载阻抗(ζ)。共模分离电路包含作为共模弱化电感器的电感器(U)以及第一和第二电容器。实施例中，第一和第二电容器可以是LNAY 寄生电容器Cp3&Cp4。另一实施例中，第二和第二电容器可与寄生电容器并联。由于在LNA 952中包含共模分离补偿电路，发射泄漏被进一步降低。如此，即使平衡网络15和补偿模块不能完全补偿失衡，LNA 952的共模分离电路也进一步降低发射泄漏的不良影响。图33是图32的前端模块(FEM)和LNA的每个的部分的等效电路20的实施方案的示意性框图。该示共模分离是如何被改进的。通过变压器的寄生电容(Cp3和Cp4) 耦合到次级绕组(L)的失衡电流，耦合到由感应器(U)和输入晶体管的寄生电容形成的分开的储能电路。储能电路提供高的差分阻抗，低的共模阻抗，抑制失衡。图34是双工器的变压器980的实施方案的示意性框图。变压器包含原级绕组 (L1&L2)以及次级绕组(L3)。每一个原级绕组具有相同的匝数，次级绕组可以具有与原级绕组相同数目的匝或不同数目的匝。绕组的取向如所示。图35是在4个厚金属层的集成电路、IC封装基片，和/或印刷电路板上实施变压器的实施例的图。原级绕组位于上两层上，次级绕组位于下两层上。位于第三和第四层上的次级的线圈可串联或并联连接。图36是在3个厚金属层的IC、IC封装基片，和/或印刷电路板上的变压器的实施的另一实施例的图。原级绕组位于顶层，下一层用于互联，并且可以相对于二次绕组的取向旋转90'。二次绕组是在第二和/或第三下层上。图37是前端模块(FEM)990 *LNA992的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。前端模块990包含功率放大器994、双工器996、平衡网络1000和音注(tone injection)模块998。片上系统模块992包含处理模块1004，并且可以还包含如前文描述的其他组件。在接收路径中的发射噪声和/或接收带噪声低于低噪声放大器的噪声基底 (floor)的情况中，可以检测发射噪声和/或接收带噪声的进一步补偿，并随后通过包含音注模块998来补偿。例如，音注模块998 (其可以是振荡器、锁相环路、直接数字频率合成器等)在第一模式中，产生具有与入站无线信号的载波频率基本上相同的载波频率的音 (tone)995。音995注入到由双工器996接收的出站无线信号，该操作可以通过将音与PA的输出或与PA的输入求和来完成。可操作地耦合到天线的双工器996，在第一模式中提供出站无线信号、与音和入站无线信号的组合信号之间的电气分离。第二模式中，双工器996提供出站无线信号和入站无线信号之间的电气分离(例如，音不存在)。平衡网络1000基于调谐信号997建立基本上匹配天线的阻抗的阻抗。处理模块1004确定组合信号的音分量的幅值。这可以在基带、中频或在RF完成。 处理模块1004然后校正音分量的幅值到入站频带分离信号(例如，接收路径上接收带噪声和/或发射噪声的测量值)。然后处理模块1004基于入站频带分离调节组合信号的下变频表示的基带处理。例如，由于入站频带分离信号作为接收路径上接收带噪声和/或发射噪声的测量值，这些噪声分量可以在基带转换过程期间被以数字方式滤波。处理模块1004可以进一步用于当入站无线信号的噪声与噪声阈值(例如，在LNA 的噪声基底以下)相比有利时，使第一模式20有效。或者，处理模块用于在入站无线信号的噪声与噪声阈值相比不利时，使第二模式有效，其中音注模块在第二模式失效。处理模块1004可以再进一步用于基于如前文讨论的双工器996的电气性能特性生成调谐信号997。然后处理模块发送调谐信号997到平衡网络1000，平衡网络1000基于调谐信号997调节阻抗。然后，处理模块基于入站频带分离调节调谐信号，以进一步补偿接收路径上的噪声。图38是前端模块(FEM) 990和SOC 992的每个的部分的另一实施方案的示意性框图。FEM 990的部分包含功率放大器模块(PA)994、双工器996、平衡网络1000、音注模块 998，以及感应电路(例如，R1&R2)。双工器996包含变压器(或其他结构，例如频率选择双工器和/或电气平衡双工器)并且平衡网络1000包含至少可变电阻器和至少一个可变电容器。SOC 992的部分包含检测器1002、处理模块1004 (其执行调谐引擎的功能)、基带处理单元1008，以及低噪声放大器模块(LNA) 1006。或者，峰值检测器1002和/或调谐引擎可以在FEM990内。在操作的实施例中，如前所述，感应电路、调谐引擎、检测器1002以及平衡网络 1000用来平衡平衡网络与天线的阻抗。许多情形中，这将降低接收器带中的发射器(TX)和 /或接收器(RX)噪声到LNA 1006的噪声基底以下或相当于LNA 1006的噪声基底。由于 TX和/或RX噪声在噪声基底或以下，其难以跟踪，这不利地影响跟踪天线的阻抗。为了增强对天线阻抗的跟踪，音注模块998在接收器频带中注入音(tone)(例如 Acos (ωEX_EF(t)))。双工器996不同于TX信号地衰减RX音，因为它位于RX频带中，且双工器996和平衡网络1000可调谐用于TX频带。因此，在双工器996的RX侧上(例如变压器的次级上)产生容易检测的泄漏信号。基于RX音的泄漏信号通过接收器部传播直至它被转换为基带信号。在基带，该音幅度是RX频带分离的测量值。根据RX频带分离的测量值，可以确定天线的阻抗。随着天线阻抗的改变，可以调节天线调谐单元和/或平衡网络1000以跟踪天线的阻抗。注意，在基带可以轻易地除去该音。操作的实施例中，功率放大器放大上行变频信号以产生出站无线信号。音注模块产生具有与入站无线信号的载波频率基本上相同的载波频率的音，其中音信号与出站无线信号组合。双工器996提供出站无线信号、与音和入站无线信号的组合信号之间的电气分离。平衡网络基于调谐信号简历基本上匹配天线的阻抗的阻抗。双工器996为低噪声放大器1006提供入站无线信号，其中入站无线信号包含入站 RF信号分量和音分量。LNA放大组合信号，以产生放大的组合信号，其通过下变频模块变频成基带或近基带信号。如前所述，处理模块基于双工器的电气性能特性生成调谐信号。然后处理模块将基带或近基带信号转换成基带音信号和基带入站信号。然后处理模块基于基带音信号(其是RX带分离的测量值)确定入站频带分离，并基于入站频带分离调节调谐信号。处理模块还可以基于入站频带分离调节基带入站信号，以补偿入站频带中的传输噪声。前述附图中，一些元件具有共同或相似的名称以及相同或不同的附图标记。针对这些元件(例如，FEM、S0C、双工器、平衡网络等)，元件可以包含具有各种名称和/或不同附图标记的元件的特征和/或特性的任意组合。本文可能用到的，术语“基本上，，或“大约”，对相应的术语和/或组件间的关系提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于到50%，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。组件间的关系从小百分比的差分到大的差分。本文还可能用到的，术语“可操作地连接”、“连接”和/或“耦合”，包括通过中间组件(例如，该组件包括，但不限于，组件、组件、电路和/或模块)直接连接和/或间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。本文还可能用到，推断连接(亦即，一个组件根据推论连接到另一个组件)包括两个组件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。本文还可能用到，术语“可操作地连接”，表明组件包括以下一个或多个功率连接、 输入、输出等，用于在激活时执行一个或多个相应功能并可以进一步包括与一个或多个其它组件的推断连接。本文还可能用到，术语“相关的”，正如这里可能用的，包括单独组件和 /或嵌入另一个组件的某个组件的直接和/或间接连接。本文还可能用到，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个组件、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的幅度时，当信号1的幅度大于信号2的幅度或信号2的幅度小于信号1幅度时，可以得到有利的比较结果。尽管上述附图中示出的晶体管是场效应晶体管(FET)，但本领域技术人员应该明白，上述晶体管可以使用任意类型的晶体管结构，包括但不限于，双极、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、N阱晶体管、P阱晶体管、增强型、耗尽型以及零电压阈值(VT)晶体管。以上借助于说明指定的功能和关系的方法步骤对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块和方法步骤的界限和顺序在此处被专门定义。然而，只要给定的功能和关系能够适当地实现，界限和顺序的变化是允许的。任何上述变化的界限或顺序应被视为在权利要求保护的范围内。本发明至少部分借助于一个或多个实施例进行了描述。本文所使用的本发明的实施例适用于说明本发明的方面、特征、概念和/或实例。构成本发明的装置、制造方法、机器和/或步骤的物理实施例可以包括参考本文所述至少一个实施例进行描述的方面、特征、 概念、实例等中至少一项。以上还借助于说明某些重要功能的功能模块对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块的界限在此处被专门定义。当这些重要的功能被适当地实现时，变化其界限是允许的。类似地，流程图模块也在此处被专门定义来说明某些重要的功能，为广泛应用，流程图模块的界限和顺序可以被另外定义，只要仍能实现这些重要功能。上述功能模块、流程图功能模块的界限及顺序的变化仍应被视为在权利要求保护范围内。本领域技术人员也知悉此处所述的功能模块，和其它的说明性模块、模组和组件，可以如示例或由分立组件、特殊功能的集成电路、带有适当软件的处理器及类似的装
权利要求
1.一种射频前端，其特征在于，包括天线调谐单元，所述天线调谐单元可操作地耦合到天线，并且用于基于天线调谐信号调谐所述天线的操作特性；双工器，所述双工器可操作地耦合到所述天线调谐单元，并且用于提供出站无线信号与入站无线信号之间的电气分离；平衡网络，所述平衡网络可操作地耦合到所述双工器，并且用于建立基本上匹配所述天线的阻抗的阻抗；以及处理模块，所述处理模块用于估计所述天线的所述阻抗，以产生估计天线阻抗；以及基于所述估计天线阻抗生成所述天线调谐信号。
2.如权利要求1所述的射频前端，其特征在于，还包括所述处理模块用于基于所述双工器的电气性能特性生成平衡网络调谐信号；以及所述平衡网络基于所述平衡网络调谐信号建立所述阻抗，其中所述处理模块在所述平衡网络建立所述阻抗之后估计所述天线的所述阻抗。
3.如权利要求1所述的射频前端，其特征在于，所述天线调谐单元包括以下的至少一个可调谐电阻器-电容器-电感器网络；以及可调谐电容器-电感器网络。
4.如权利要求1所述的射频前端，其特征在于，还包括 查找表模块，所述查找表模块可操作地耦合来接收所述天线调谐信号； 基于所述天线调谐信号访问天线设定；以及提供所述天线设定到所述天线调谐单元，其中所述天线的所述操作特性包括带宽、品质因数、增益、中心频率以及频率响应的至少一个。
5.如权利要求1所述的射频前端，其特征在于，还包括功率放大器，所述功率放大器可操作地耦合来放大上变频信号，以产生所述出站无线信号；以及低噪声放大器，所述低噪声放大器可操作地耦合来放大所述入站无线信号。
6.如权利要求1所述的射频前端，其特征在于，还包括前端模块，所述前端模块包括所述天线调谐单元、所述双工器、以及所述平衡网络；以及包括所述处理模块的片上系统模块。
7.一种射频前端，其特征在于，包括双工器，所述双工器可操作地耦合到天线，其中所述双工器用于提供出站无线信号与入站无线信号之间的电气分离；低噪声放大器，所述低噪声放大器可操作地耦合来放大所述入站无线信号； LNA旁路电路，所述LNA旁路电路用于当所述射频前端处于第一模式时将所述入站无线信号传递到所述LNA，并且当所述射频前端处于第二模式时旁路所述LNA ；以及选通平衡网络，所述选通平衡网络可操作地耦合到所述双工器，其中所述选通平衡网络用于当所述射频前端处于第三模式时，建立基本上匹配所述天线的阻抗的阻抗；以及当所述射频前端处于所述第一或第二模式之一时，建立相对于所述天线的所述阻抗较低的阻抗。
8.如权利要求7所述的射频前端，其特征在于，还包括当所述入站无线信号依照时分双工协议时，所述第一模式对应于所述射频前端的接收模式；当所述出站无线信号依照时分双工协议时，所述第二模式对应于所述射频前端的发射模式；当所述入站和出站无线信号依照频分双工协议时，所述第三模式对应于所述射频前端的收发模式。
9.一种电路，其特征在于，包括低噪声放大器，所述低噪声放大器可操作地耦合来放大入站无线信号，以产生放大的入站无线信号，其中所述入站无线信号接收自双工器；以及处理模块，所述处理模块可操作地耦合来基于所述双工器的电气性能特性生成平衡网络调谐信号；发送所述平衡网络调谐信号到平衡网络，其中所述平衡网络建立基本上匹配天线的阻抗的阻抗；在所述平衡网络建立基本上匹配天线的阻抗的阻抗之后，估计所述天线的阻抗以产生估计天线阻抗；基于所述估计天线阻抗生成天线调谐信号；以及发送所述天线调谐信号到天线调谐单元，其中所述天线调谐单元基于天线调谐信号调谐所述天线的操作特性。
10.一种前端模块，其特征在于，包括天线调谐单元，所述天线调谐单元可操作地耦合到天线，并且用于基于天线调谐信号调谐所述天线的操作特性；双工器，所述双工器可操作地耦合到所述天线调谐单元，并且用于提供出站无线信号与入站无线信号之间的电气分离；以及平衡网络，所述平衡网络可操作地耦合到所述双工器，并且用于基于平衡网络调谐信号建立基本上匹配所述天线的阻抗的阻抗。
全文摘要
一种射频前端，包括天线调谐单元、双工器、平衡网络，以及处理模块。所述天线调谐单元可操作地耦合到天线，并且用于基于天线调谐信号调谐所述天线的操作特性。所述双工器可操作地耦合到所述天线调谐单元，并且用于提供出站无线信号与入站无线信号之间的电气分离。所述平衡网络可操作地耦合到所述双工器，并且用于基于平衡网络调谐信号建立基本上匹配所述天线的阻抗的阻抗。所述处理模块用来估计所述天线的阻抗，来产生估计天线阻抗，并且基于所述估计天线阻抗来生成天线调谐信号。
文档编号H04B1/58GK102271002SQ201110149478
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者胡曼·达拉比, 莫赫伊·米克合玛 申请人:美国博通公司