与射频步阶衰减器有关的系统、设备和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2014年2月27日提交的、名称为"SYSTEMS，DEVICESANDMETHODS RELATEDTORADIO-FREQUENCYSTEPATTENUATORS(与射频步阶衰减器有关的系统、设备和 方法）"的美国临时申请No. 61/945773的优先权，其公开内容由此通过引用被明确地整体 结合于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及步阶衰减器。
【背景技术】
[0004] 在例如射频（RF)应用的电子应用中，有时所期望的是将例如RF信号的信号放大 或衰减。在放大的背景中，将要被发送的RF信号能够由功率放大器（PA)放大；并且所接收 的RF信号能够由低噪声放大器（LNA)放大。在衰减的背景中，能够根据需要或期望沿着前 述发射（Tx)和接收（Rx)路径的每一个实现一个或多个衰减器。
【发明内容】
[0005] 根据多个实现方式，本公开涉及具有衰减器电路的步阶衰减器，该衰减器电路包 括在第一节点和第二节点之间串联连接的级。该级包括多个第一衰减步阶，该第一衰减步 阶的每一个被配置为提供具有第一增益的可切换的衰减。该级进一步包括多个第二衰减步 阶，该第二衰减步阶每一个被配置为提供具有第二增益的可切换的衰减。该步阶衰减器进 一步包括与衰减器电路通信的控制器。该控制器被配置为控制第一衰减步阶和第二衰减步 阶中的每一个的可切换的衰减。
[0006] 在一些实施例中，第一衰减步阶可包括N个步阶，以使N个步阶提供大约从0到第 一增益的N倍之间的衰减。第二衰减步阶可包括M个步阶，并且可选择第二增益，使得第一 增益具有第二增益的（M+1)倍的值。衰减器电路可具有以第二增益为步阶的处于大约0到 最大值的范围内的总衰减值，其中该最大值是第一增益的N倍与第二增益的M倍之和。
[0007] 在一些实施例中，在从开始衰减状态到停止衰减状态的转换操作期间，衰减器电 路可能易受到毛刺（glitch)影响，其中毛刺是转换范围之外的总的衰减值的暂时偏移的 量值，并且该毛刺量值具有第一增益和第二增益之间的差的最大值。可选择量N、量M、第一 增益和第二增益，以使该最大毛刺值小于与具有相似的总衰减范围和相似的步阶大小的二 进制加权的步阶衰减器相关联的最大毛刺值。该步阶衰减器的最大毛刺值可小于该二进制 加权的步阶衰减器的最大毛刺值的一半。量N例如可以是7,量M例如可以是3,并且第一 增益可以是4dB，并且第二增益可以是ldB，以使总的衰减值处于大约0到31dB的范围中。 步阶衰减器的最大毛刺值可以小于或等于二进制加权的步阶衰减器的最大毛刺值的五分 之一。
[0008] 在一些实施例中，量N与M的和可以小于在具有相似总衰减范围以及相似步阶大 小的温度计编码的（thermometer-coded)步阶衰减器中的衰减器步阶的总数。量N与M的 和可以小于温度计编码的步阶衰减器中的衰减步阶总数的一半。量N可以是7,并且量M可 以是3。第一增益可以是4dB，并且第二增益可以是ldB，以使总衰减值处于大约0到31dB 的范围。量N与M的和可以小于温度计编码的步阶衰减器中的衰减步阶的总数的三分之一。
[0009] 在一些实施例中，第一和第二衰减步阶的每个可包括电阻电路和开关的并联布 置。电阻电路可包括电阻器的31型或T型网络。这些电阻器可实现为薄膜电阻器。
[0010] 在一些实施例中，衰减器电路可在GaAs基底（substrate)上实现。控制器可在 CMOS基底上实现。
[0011] 在一些实现方式中，本公开涉及用于衰减射频（RF)信号的方法。该方法包括：将 RF信号传送通过衰减器电路，该衰减器电路包括在第一节点和第二节点之间串联连接的 级。该级包括多个第一衰减步阶，其中该第一衰减步阶的每个被配置为提供具有第一增益 的可切换的衰减。该级进一步包括多个第二衰减步阶，其中该第二衰减步阶的每个被配置 为提供具有第二增益的可切换的衰减。该方法进一步包括控制第一衰减步阶和第二衰减步 阶的每一个的可切换的衰减，以便产生用于第一节点和第二节点之间的RF信号的总衰减。
[0012] 在一些实施例中，第一衰减步阶可包括N个步阶，第二衰减步阶包括M个步阶。可 选择第二增益以使第一增益具有第二增益的（M+1)倍的值。衰减器电路的总衰减可处于大 约0到第二增益的步阶中的最大值的范围中，该最大值是第一增益的N倍以及第二增益的M 倍的和。所述控制可包括向该级提供一组或多组切换信号，每组切换信号导致总衰减的改 变。一组或多组切换信号可导致衰减器电路在总衰减的改变期间易受到毛刺的影响，其中 该毛刺是超出开始状态和停止状态之间的转换范围之外的总衰减值的暂时偏移的量值，并 且该毛刺量值具有第一增益和第二增益之间的差的最大值。
[0013] 在一些实施例中，控制可包括向所述级提供单组切换信号，其中该单组切换信号 导致处于可能的衰减改变的大约三分之一的毛刺出现的可能性。
[0014] 在一些实施例中，控制可包括按顺序向所述级提供多组切换信号，该多组切换信 号被配置为减小毛刺出现的可能性。该多组切换信号可被配置为除了在涉及单个第一衰减 步阶和至少一个第二衰减步阶的衰减改变中之外，消除毛刺出现的可能性。
[0015] 在一些实施例中，多组切换信号可包括：第一组切换信号，其导致一个或多个第一 衰减步阶被切换以将总衰减从开始状态朝向停止状态而改变；第二组切换信号，其导致一 个或多个第二衰减步阶被切换以将总衰减朝向开始状态而向回改变；以及第三组切换信 号，其导致一个或多个第一衰减步阶被切换以将总衰减朝向停止状态而改变，由此完成衰 减改变而不产生毛刺。
[0016] 在一些实施例中，多组切换信号可包括：第一组切换信号，其导致从开始状态朝向 停止状态的第一衰减改变；以及第二切换信号，其导致向回朝向（backtowards)开始状态 的第二衰减改变，其中第一衰减改变的量值大于第二衰减改变的量值。
[0017] 根据某些教导，本公开涉及射频（RF)衰减模块，该射频（RF)衰减模块包括：被配 置为容纳多个组件的封装基底；以及实现在该封装基底上的衰减器。该衰减器包括：衰减 器电路，其具有在第一节点和第二节点之间串联连接的级。该级包括多个第一衰减步阶，其 中该第一衰减步阶的每个被配置为提供具有第一增益的可切换的衰减。该级进一步包括 多个第二衰减步阶，其中该第二衰减步阶的每个被配置为提供具有第二增益的可切换的衰 减。该衰减器进一步包括与该衰减器电路通信的控制器，其中该控制器被配置为控制第一 衰减步阶和第二衰减步阶的每一个的可切换的衰减。
[0018] 在一些实施例中，该衰减器可在第一半导体裸芯上实现，并且该控制器可在第二 半导体裸芯上实现。第一半导体裸芯可以是GaAs裸芯，并且第二半导体裸芯可以是CMOS 裸芯。
[0019] 在一些实现方式中，本公开涉及射频（RF)系统，该射频（RF)系统包括被配置为产 生要发送的RF信号并处理所接收的RF信号的收发器。该RF系统进一步包括与收发器通 信的天线，其中该天线被配置为促成相应的RF信号的发送和接收。该RF系统进一步包括 被实现以便为至少一些RF信号提供衰减的衰减器。该衰减器包括衰减器电路，该衰减器电 路具有在第一节点和第二节点之间串联连接的级。该级包括多个第一衰减步阶，其中第一 衰减步阶的每一个被配置为提供具有第一增益的可切换的衰减。该级进一步包括多个第二 衰减步阶，其中第二衰减步阶的每一个被配置为提供具有第二增益的可切换的衰减。该衰 减器进一步包括与衰减器电路通信的控制器，该控制器被配置为控制第一衰减步阶和第二 衰减步阶的每一个的可切换的衰减。
[0020] 为了总结本公开的目的，在此描述了本发明某些方面、优点以及新颖特征。应理解 的是，并不一定根据本发明的任何特定实施例实现所有这些优点。因此，本发明可以以实现 或优化如在此教导的一个优点或一组优点而不一定实现在此可能教导或建议的其它优点 的方式被实现或执行。
【附图说明】
[0021] 图1描述了被配置为接收RF信号并产生衰减后的RF信号的步阶衰减器。
[0022] 图2示出了由控制器控制的传统步阶衰减器，其通常被称为温度计编码的衰减 器。
[0023] 图3示出了能够在图2的温度计编码的衰减器中实现的示例衰减转换。
[0024] 图4示出了另一传统衰减器，其具有多个级联的N个二进制加权的级。
[0025] 图5示出了能够在图4中的二进制加权的衰减器中实现的示例衰减转换。
[0026] 图6示出了具有在此描述的一个或多个特征的衰减器。
[0027] 图7示出了可以是图6的衰减器的更具体示例的衰减器。
[0028] 图8示出了能够在图7的衰减器中实现的连续ldB转换的示例序列。
[0029] 图9A-9C示出了具有不同的操作模式的衰减改变（Aatt.)的示例，以及这样的不 同的操作模式能够如何导致不同的毛刺。
[0030]图10A示出了具有可从单个控制命令产生的操作模式的非排序的 (non-sequenced) l3dB转换的不例。
[0031] 图10B示出了可以如何实现排序以确保在类似于图10A的示例的衰减转换期间不 会产生毛刺的示例。
[0032]图11A示出了具有可从单个控制命令产生的操作模式的非排序的13dB转换的另 一示例。
[0033] 图11B示出了可以如何实现排序以确保在类似于图11A的示例的衰减转换期间不 会产生毛刺的另一示例。
[0034] 图12示出了可以实现以操作具有在此描述的一个或多个特征的衰减器的过程。
[0035] 图13示出了可以实现以使用排序技术操作衰减器的过程。
[0036] 图14示出了可以如何向RF路径增加或从RF路径去除各种衰减级的示例。
[0037] 图15A和15B示出了可如何实现图14的每个可切换的衰减级的示例。
[0038] 图16示出了在一些实施例中，具有在此描述