用于衰减射频系统中信号的系统和方法

文档序号:8002411阅读:310来源:国知局
用于衰减射频系统中信号的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于衰减射频系统中信号的系统和方法。根据实施例,一种方法包括:耦合来自发射器的功率以形成第一信号,调节第一信号以形成第二信号,并将第二信号耦合到接收器的输入。调节包括调整第二信号以组合反相信号和从发射器耦合到接收器的输入的泄漏信号,使得泄漏信号被衰减。
【专利说明】用于衰减射频系统中信号的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及半导体电路和方法,并且更特别地涉及用于衰减射频(RF)系统中信号的系统和方法。
【背景技术】
[0002]移动通信系统中增加数目的频带和标准增加了移动电话设计的复杂度,因为现在一些移动电话被配置为通过使用跨过多个频带的多个标准而工作。此外,移动电话还可包括全球定位系统(GPS)接收器、FM无线电接收器和USB端口。在许多移动电话中,这些多个频带和标准可通过使用多个信号路径内的多个射频(RF)发射器和接收器而实现,其中多个信号路径可通过使用天线开关来被耦合到单个天线,和/或被耦合到多个天线。然而,移动电话内越来越多的频带的引入可能引起关于各种发射器和接收器工作期间的干扰(jamming)的一些问题。
[0003]例如,当在824-915MHZ的范围内工作时,采用GSM功能的移动电话可发射33dBm(2ff)的输出功率。如果存在其它设备,诸如FM无线电设备或无线LAN等,则从GSM发射器发射的RF功率可由移动电话内的其它接收器接收。即使来自GSM发射器的该功率泄漏关于其它接收器在带外,滤波器的变化和天线匹配可能允许足够的功率泄漏到相邻系统。例如,GSM信号可能使FM接收器的输入LNA被按到压缩,从而导致减少的敏感度及差的性能。GSM信号甚至可能经由电缆连接来耦合到USB接收器,从而引起USB接收器的输入级处的压缩,以及可能地中断USB数据发射。
[0004]通过提供输入滤波器以强烈地衰减干扰RF信号,一些常规的系统处理发射器泄漏的问题。例如,FM接收器可使用低通滤波器来抑制108MHz以上的信号,而USB接收器可使用有损的共模滤波器。

【发明内容】

[0005]根据实施例,一种方法包括:稱合来自发射器的功率以形成第一信号,调节第一信号以形成第二信号,以及将第二信号耦合到接收器的输入。调节包括调整第二信号以组合反相信号和从发射器耦合到接收器的输入的泄漏信号,使得泄漏信号被衰减。
[0006]在附图和下面的详细说明中阐述了本发明的一个或多个实施例的细节。根据详细说明和图以及权利要求,本发明的其它特征、目的和优点将显而易见的。
【专利附图】

【附图说明】
[0007]为了更完整地理解本发明及其优点,现参照连同附图一起采取的下面的详细说明,在其中:
[0008]图1图示了根据本发明的实施例的RF系统;
[0009]图2图示了根据另一实施例的RF系统;
[0010]图3图示了具有可切换的滤波器和/或信号块的实施例RF系统;[0011]图4a-c图示了具有天线耦合电路的实施例RF电路;
[0012]图5a_d图示了可与实施例信号调节电路一起使用的移相器拓扑;
[0013]图6a_d图示了实施例可调整的高通T形移相器电路;
[0014]图7a_b图示了实施例可调整的低通TI形移相器电路;
[0015]图8a_c图示了实施例电阻性T形衰减器电路;
[0016]图9a_c图示了实施例电阻性TI形衰减器电路;并且
[0017]图10a-d图示了实施例信号调节电路。
[0018]除非另外指示,不同图中的相应的数字和符号一般指的是相应的部分。图以清晰图示优选实施例的相关方面被绘制,而不一定按比例绘制。为了更清楚地图示某些实施例,指示相同结构、材料或工艺步骤的变化的字母可以跟在图号之后。
具体实施例
[0019]下面详细论述目前优选实施例的形成和使用。然而,应当领会的是,本发明提供可以在各种各样的具体上下文中被具体化的许多可应用的发明概念。所讨论的具体实施例仅仅是说明形成和使用本发明的具体方式的,并不限制本发明的范围。
[0020]将关于具体上下文中的优选实施例来描述本发明,系统用于抵消从发射器泄露到RF系统中位于一处(co-located)的接收器的功率。然而本发明还可以应用到其它类型的电路和系统,诸如数据发射系统、通信系统和其它电子系统之类。
[0021]在实施例中,通过在位于一处的接收器的输入引入抵消信号,来衰减从发射器到位于一处的接收器的泄漏功率。图1图示实施例RF系统100,其具有移动电话系统102、信号调节电路114和FM接收器118。在实施例中,RF系统100位于移动电话或移动手持终端内。在本发明的可替换的实施例中,系统100例如可表示部署在计算机、平板计算机、多媒体设备或其它电子系统内的无线电设备,所述其它电子系统具有相同底架内的或者在彼此的短距离内位于一处的多个RF系统。
[0022]移动电话系统102可以是射频系统,其被配置为根据移动电话系统标准工作,诸如GSM、CDMA, LTE或其它通信系统标准。在实施例中,移动电话系统102包含耦合到天线108的功率放大器104。应当理解的是,系统102可以包含其它部件,诸如为了图示的简单而在图1中未示出的上变频器、基带处理器和用来能够实现与基站通信的其它电路。在工作期间,在天线108上发射由功率放大器104输出的功率。该发射的功率中的一些可经由FM天线116耦合到FM接收器118。这种耦合在图1中用箭头126表示。应当理解的是,通过其它寄生信号路径,例如容纳系统100的电路板内的耦合,诸如线之间的磁耦合、板迹线之间的电容性耦合以及经由电源的耦合,功率还可从功率放大器104的外部耦合到FM接收器118的输入。这些寄生耦合路径的总和可能与FM接收器118的接收干扰,和/或使FM接收器118前端不敏感。
[0023]在实施例中,通过引入抵消信号120,可减少从移动电话系统102到FM接收器118所发射的功率之间的耦合效应。在实施例中,抵消信号120由信号调节电路114产生,所述信号调节电路114产生与移动电话系统102的泄漏发射信号近似幅度相同但相位相反的信号,如由接收器118的输入所见。
[0024]在实施例中,经由定向I禹合器106从功率放大器104的输出I禹合功率以形成第一率禹合信号124。定向I禹合器106取由功率放大器104输出的信号中的一小部分,例如-20dB。在一些实施例中,该耦合的输出功率还可被由移动电话系统102利用的发射的功率检测器使用。此发射的功率检测器例如可由整流二极管或现有技术中公知的其它功率检测电路实现。信号调节电路114经由可调衰减器110来衰减第一耦合信号124,并经由可调移相器112来移动相位以形成抵消信号120。在一些实施例中,抵消信号120关于第一稱合信号124移动大约180°,以形成反相信号。在其它实施例中,为了补偿泄漏路径126内的相移,抵消信号120可被移动除180°以外的其它某相位。在FM接收器118的输入处将抵消信号120与由FM天线116接收的信号求和。通过和与泄漏信号126大约幅度相同且大约180°的信号求和,可以显着地衰减泄漏信号126的效应。
[0025]在一些实施例中,可调衰减器110和可调移相器112可能是有损的,例如具有大于20dB的复合衰减。如此,可调移相器112可能是有损的,并可与可调衰减器110串联组合。
[0026]应当理解的是,图1所示的系统仅仅是具体实施例的一个例子。本发明的实施例可进一步用来补偿不同类型的发射系统泄漏到不同类型的接收系统的接收器的效应。即使图1将接收器118描述为FM接收器,但在本发明的可替换的实施例中,接收器118可以是GPS接收器、W1-Fi接收器、另外的移动电话系统接收器或其它类型的接收器。同样,生成泄漏功率126的移动电话系统102可以是任意类型的发射器,例如W1-Fi发射器或各种标准的移动电话系统,诸如GSM、CDMA, LTE, WiMAX等等。
[0027]图2图示了根据本发明的另一实施例的RF系统130。移动电话系统102和信号调节电路114在操作上类似于图1所描绘的移动电话系统102。然而,为了补偿耦合到USB信号电缆134的泄漏信号126的效应,这里将补偿信号120添加到USB系统132的共模输入。通过提供与耦合的发射信号126异相大约180°的补偿信号120,可补偿可能潜在使USB收发器132的性能退化的大干扰。
[0028]图3图示了根据本发明的另一个实施例的系统200。在实施例中,RF发射器202经由天线204发射信号。该发射的信号的部分214可能耦合到可切换滤波器信号块210,其输入被表示为天线206。可切换滤波器信号块210可包括根据RF发射器202提供的信号强度信息来被使能或禁用的滤波器。在实施例中,在RF发射器202发射的时间期间和/或由发射器202发射RF功率超过阈值的时间期间,激活信号块210内的可切换滤波器。
[0029]在实施例中,可切换滤波器/信号块210可应用到USB电路的输入。例如在一个实施例中,可接入和切断USB端口的共模滤波器,这取决于如由信号强度信息信号208表示的由RF发射器202所发射的功率。可替换地,可切换滤波器/信号块210可包含禁用USB端口的输入信号路径的开关。例如,在RF发射器202发射的时间期间和/或在RF发射器202的输出功率超过特定阈值的时间期间,可禁用到USB收发器(诸如图2中图示的USB收发器132)的输入。通过禁用到USB收发器的输入而不是允许USB收发器的性能由于耦合的信号而退化,通过避免生成由于高信号电平而在USB收发器输入生成的进一步失真,性能可得到改进。在RF发射器202是GSM发射器的实施例中,可在发射577 u s的短GSM突发脉冲的时间期间关闭USB连接。
[0030]图4a图示了具有多个收发器的实施例RF发射路径400,其可用在RF电路中,诸如多标准的移动电话中。RF发射路径400具有耦合到发射器输出信号416a至416n的天线开关402,其可耦合到各种类型的RF发射器。天线匹配网络404耦合到开关402的输出。在一些实施例中,天线匹配网络404可以是可调的,例如在耦合到发射器输出信号416a至416n的各种RF发射器以不同频率和/或带宽工作的实施例中。定向耦合器410耦合在天线匹配网络404和天线408之间。为了产生补偿信号,定向耦合器410的输出412可由实施例信号调节电路使用。RF发射路径400特别好地适合于共享单个天线的多标准移动电话。
[0031]图4b图示了 RF发射路径420,其具有可调RF匹配段422和被配置为耦合到天线的定向耦合器424。RF匹配段422例如可耦合到功率放大器的输出、RF开关的输出或其它电路。定向I禹合器424可用来导出关于天线匹配质量的品质因数(figure of merit)。例如,控制逻辑电路434可比较来自定向耦合器424的耦合发射的功率和耦合反射的功率421,以导出控制信号425。控制信号425可进一步用来调谐RF匹配段422。在实施例中,RF匹配段422包括具有可调整电容器436和440以及可调整电感器438的TI形网络。控制信号425可调整RF匹配段422的参数,直到反射的功率和发射的功率的比率被最小化。应该领会的是,RF匹配段422的结构被示出为例子。在本发明的可替换的实施例中,可通过使用不同匹配拓扑来实现RF匹配段422。
[0032]在实施例中,发射的功率信号423还可用作信号调节电路426的输入,其可配置为提供实施例抵消信号。在实施例中,通过使用包括有损电感器428和432以及分路(shunt)电容器430的T形网络来实现信号调节电路426。通过使用有损电感器428和432,信号调节电路426可同时实现衰减和相移,该衰减和相移抵消了耦合到系统中出现的其它接收器的发射功率的效应。在实施例中,这些有损电感器和/或分路电容器是可调的。应该进一步领会的是,通过将发射的功率信号423用作对于信号调节电路426的输入,可使用预先存在的定向耦合器424,从而减少了实现实施例信号抵消方案的必要部件的数目。
[0033]图4c图示了 RF信号路径450的另一实施例,其类似于在图4b中图示的RF信号路径420,除了耦合到从定向耦合器424输出的发射的功率信号423的信号调节电路452之外。在实施例中,通过使用包括单个有损电感器462及两个串联电容器460和464的T形网络来实现信号调节电路452。在本发明的可替换的实施例中,可使用其它网络拓扑来实现信号调节电路452。
[0034]图5a_d图示了可用来实现实施例移相器网络的一些网络。在一些实施例中,图5a-d中所示的电路元件可以是可调整的。图5a图示了具有串联电容器Cl和分路电感器LI的高通T形网络。为了实现0的相移,可根据下列等式来选择电感器LI和电容器Cl:
[0035]
【权利要求】
1.一种方法,其包括: 耦合来自发射器的功率以形成第一信号; 调节第一信号以形成第二信号;以及 将第二信号耦合到接收器的输入,其中调节包括:调整第二信号以组合反相信号和从发射器耦合到接收器的输入的泄漏信号,使得泄漏信号被衰减。
2.如权利要求1所述的方法,其中, 调节进一步包括:衰减和相移第一信号。
3.如权利要求1所述的方法,其中, 耦合包括:耦合来自发射器的天线端口的第一信号。
4.如权利要求1所述的方法,其中: 该方法进一步包括: 确定来自发射器的功率的信号强度; 比较确定的信号强度和阈值;以及 仅当确定的信号强度超过阈值时才将第二信号耦合到接收器的输入。
5.如权利要求1所述的方法,其中, 调节进一步包括执行校准,执行校准包括: 发射定义的信号; 在接收器的输入处检测定义的信号的泄漏;以及 调整第二信号的相位和幅度,直到检测的泄漏被抵消。
6.如权利要求5所述的方法,其中, 调整第二信号的相位和幅度包括:调整第二信号的相位和幅度,直到检测的泄漏被衰减到低于第二阈值。
7.如权利要求5所述的方法,其中, 执行校准进一步包括:存储与存储器中第二信号的调整的相位和幅度相关联的幅度和相位数据。
8.如权利要求7所述的方法,其中, 调节第一信号进一步包括:从存储器中检索幅度和相位数据,并将与检索到的幅度和相位数据相关联的调整的幅度和相位施加到第一信号以形成第二信号。
9.如权利要求1所述的方法,进一步包括:将第二信号耦合到第二接收器。
10.一种用于衰减从发射器到接收器的泄漏功率的系统,该系统包括: 第一输入端口,其被配置为耦合到发射器;以及 信号调节电路,其具有被配置为耦合到发射器的输入端口以及被配置为耦合到接收器的输入的输出端口,该信号调节电路被配置为:在衰减泄漏信号的输出端口处产生反相信号,所述泄漏信号从发射器耦合到接收器的输入。
11.如权利要求10所述的系统,进一步包括耦合到发射器的天线端口的定向耦合器,该定向I禹合器具有I禹合到第一输入端口的输出端口。
12.如权利要求10所述的系统,其中, 信号调节电路被配置为:调整耦合到第一输入端口的发射器信号的幅度和相位。
13.如权利要求10所述的系统,其中,信号调节电路包括可调衰减器和可调移相器。
14.如权利要求13所述的系统,其中, 可调衰减器包括可调整的电阻器网络。
15.如权利要求14所述的系统,其中, 可调整的电阻器网络包括具有与半导体开关串联耦合的电阻器的n形网络或T形网络。
16.如权利要求13所述的系统,其中, 可调移相器包括包括了可调整的电容器和可调整的电感器的n形网络或T形网络。
17.如权利要求16所述的系统,其中, 可调整的电容器包括积聚模式MOSFET电容器。
18.一种射频电路,其包括: 发射器,其被配置为向第一系统提供发射信号; 第一接收器,其被配置为与第二系统工作;以及 在发射器和第一接收器之间耦合的调节电路,该调节电路被配置为通过产生反相信号并在第一接收器的输入处求和该反相信号,来衰减从发射器向第一接收器发射的泄漏信号。
19.如权利要求18所述的射频电路,其中, 调节电路包括可调整的衰减器和可调整的移相器。
20.如权利要求19所述的射频电路,其中: 可调整的衰减器包括电阻性n形网络或电阻性T形网络;并且 可调整的移相器包括LC TI形网络或LCT形网络。
21.如权利要求19所述的射频电路,其中: 可调整的衰减器包括多个可切换的电阻器;以及 可调整的移相器包括多个可调整的电容器。
22.如权利要求18所述的射频电路,其中, 调节电路进一步包括被配置为耦合到发射器的定向耦合器。
23.如权利要求22所述的射频电路,其中, 定向耦合器耦合到发射器的天线端口。
24.如权利要求18所述的射频电路,其中: 调节电路进一步包括耦合到比较器的功率检测器;并且 调节电路进一步被配置为只有当比较器指示了功率检测器的输出超过比较器阈值时才在第一接收器的输入处求和该反相信号。
25.如权利要求18所述的射频电路,进一步包括耦合到第一接收器的第二接收器,其中调节电路进一步被配置为:通过产生另一反相信号,并在第二接收器的输入处求和另一反相信号,来衰减从发射器向第二接收器发射的另一泄漏信号。
26.如权利要求25所述的射频电路,其中, 发射器被配置为发射GSM信号,第一接收器被配置为接收FM信号,而第二接收器被配置为接收USB信号。
27.如权利要求18所述的射频电路,其中,发射器和第一接受器被部署在移动电话上
【文档编号】H04B1/52GK103532588SQ201310300048
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】W·巴卡尔斯基, A·德魏 申请人:英飞凌科技股份有限公司
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