双频射频发射器的制作方法

专利名称：双频射频发射器的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及射频通信。更特定来说，本发明涉及一种双频射频发射器。
背景技术：
用于例如蜂窝式电话等无线通信装置的技术的进步使得能够在维持或改进装置 的性能标准的同时降低装置的例如成本、尺寸、重量和功率的特性，进而改进装置的便携 性，达到现在常常将所述装置用作对常规陆线电话的替代的程度。一种降低无线通信装置的成本和尺寸的有效方法是将同一组件用于装置的一个 以上功能。此方法可被称为增加组件集成或电路重复使用。虽然所述进步已改进装置的便携性，但是装置的消费者不断需要装置的更多功能 和服务。举例来说，装置的制造商已开发出在两个或两个以上频带(即，多个频带)(例如， 两个频带)中操作以准许装置在具有一个以上通信网络的环境内操作的装置。举例来说， 在两个频带中操作的蜂窝式电话可被称为双频蜂窝式电话。一种具有一个以上通信网络的示范性环境是根据在具有850MHz左右的载波频率 的频带中操作的被称为码分多址(CDMA)的标准和在具有1950MHz左右的载波频率的频带 中操作的被称为个人通信系统(PCS)的标准而操作的蜂窝式通信网络。另一种示范性环境 为根据在具有用于标准GSM的900MHz左右的载波频率的频带中操作的被称为GSM(全球移 动通信系统)的标准和在具有用于DCS1800的1800MHz左右的载波频率的频带中操作的被 称为数字通信系统(DCS)的标准而操作的蜂窝式通信网络。通信网络中的标准(数字或模 拟)的组合的各种其它实例是已知或可能的。为了使通信发生，无线通信装置发射并接收信号。发射器(其与收发器分离或为 收发器的部分)发射用于无线通信装置的信号。发射器通常接受由装置内部产生的用于发 射的基带信号。基带信号可呈数字信号的形式，其被称为复合信号，例如同相(I)和正交相 位(Q)信号。通常，发射器随后执行基带信号的数字到模拟转换、频率调制和功率放大的形 式。在一个以上频带中操作的无线通信装置需要在每一频带中发射信号，进而要求一 个以上发射功能。举例来说，此可能要求对于数字到模拟转换、频率调制和功率放大中的每 一功能具有一个以上单独功能。具体来说，举例来说，可通过两个单独的发射信号路径(一 个用于高频带发射器(例如，1950MHz)且另一个用于低频带发射器(例如，850MHz))来实 施双频发射器。然而，两个单独的发射信号路径增加了无线通信装置支持双频能力所需的 成本和尺寸(例如，集成电路裸片面积)。无线通信装置的技术的进步使得能够在维持或改进装置的性能标准的同时降低 双频发射器的成本和尺寸，例如，如图1和图2中所示。图1和图2分别说明根据现有技术 的第一双频射频(RF)发射器100和第二双频射频(RF)发射器200的框图表示。在图1中，双频RF发射器100包括基带滤波器102、压控振荡器(VCO) 108、本机振 荡器(LO)缓冲器110、两个分频器112 (除以4)和114 (除以2)、两个混频器104和106、两个RF可变增益放大器(VGA) 116和124、两个变压器118和126、两个驱动器放大器(DA) 120 和128，以及两个RF SAff滤波器122和130。图1在使用180纳米CMOS半导体制造工艺的 集成电路裸片上两个混频器104和106、两个RF VGAl 16和124以及两个DA 120和128中 的每一者所需要的宽度和长度(w/L)的方面来描述所述面积。举例来说，基带滤波器102、 VCO 108、L0缓冲器110、分频器112(除以4)、混频器104、RF VGA 116、变压器118、DA 120 和RF SAW滤波器122提供用于经配置以在蜂窝式频带中产生发射信号的第一发射路径的 元件。举例来说，基带滤波器102、VCO 108、LO缓冲器110、分频器114(除以2)、混频器 106、RF VGA 124、变压器126、DA 128和RF SAff滤波器130提供用于经配置以在PCS频带 中产生发射信号的第二发射路径的元件。基带滤波器102、VCO 108和LO缓冲器110是第 一发射路径和第二发射路径中的每一者所共有，且重复用于第一发射路径和第二发射路径 中的每一者，进而降低这些共同元件的集成电路裸片面积和相关联的成本。 在图2中，双频RF发射器200包括基带滤波器102、VC0 108,LO缓冲器110、两个 分频器112 (除以4)和114 (除以2)、缓冲器132、一个混频器104、一个RF VGA116、两个变 压器118和126、两个DA 120和128，以及两个RF SAff滤波器122和130。图2在使用180 纳米CMOS工艺的集成电路裸片上混频器104、RF VGA 116以及两个DA 120和128中的每 一者所需要的宽度和长度(w/L)的方面来描述所述面积。举例来说，基带滤波器102、VCO 108、L0缓冲器110、分频器112(除以4)、缓冲器132、混频器104,VGA 116、变压器118,DA 120和RF SAff滤波器122提供用于经配置以在蜂窝式频带中产生发射信号的第一发射路 径的元件。举例来说，基带滤波器102、VC0108、LO缓冲器110、分频器114(除以2)、缓冲 器132、混频器104、VGA 116、变压器126、DA 128和RF SAff滤波器130提供用于经配置以 在PCS频带中产生发射信号的第二发射路径的元件。基带滤波器102、VCO 108和LO缓冲 器110、缓冲器132、混频器104和VGA 116是第一发射路径和第二发射路径中的每一者所 共有的，且重复用于第一发射路径和第二发射路径中的每一者，进而节省这些共同元件的 集成电路裸片面积和相关联的成本。因此，图2中的双频发射器200通过添加比所降低的 集成电路裸片面积和相关联的成本小得多的缓冲器132的集成电路裸片面积和相关联的 成本来降低在图1中的双频发射器100中所使用的混频器106和VGA 124所需要的集成电 路裸片面积和相关联的成本。因此，需要在不断维持或改进性能的同时继续与图1和图2中分别展示的双频发 射器100和200所描述的相比在更大程度上降低双频发射器所需要的集成电路裸片面积和 相关联的成本。

发明内容
本发明提供一种无线通信装置、一种射频集成电路、一种射频发射器、一种方法、 一种设备和/或一种系统。所述设备可包括执行所述方法的数据处理系统，和存储可执行 应用程序的计算机可读媒体，所述可执行应用程序当在数据处理系统上执行时致使所述数 据处理系统执行方法。根据本发明的一个方面，发射器包括变压器和变压器调谐电路。变压器将差动射 频(RF)信号变换成单端RF信号。变压器调谐电路调谐变压器以准许发射器在第一频带 (例如，蜂窝式频带)或不同于第一频带的第二频带(例如，PCS频带)中发射单端RF信号。
将从附图和以下详细描述明白本发明的这些和其它方面。


以实例的方式说明本发明的方面且不限于附图的诸图，其中相同参考数字标示对 应的元件。图1说明根据现有技术的第一射频发射器的框图表示。图2说明根据现有技术的第二射频发射器的框图表示。图3说明根据本发明的一个方面的无线通信装置的框图表示。图4说明根据本发明的一个方面的射频发射器的框图表示。图5说明根据本发明的一个方面的如图4中所说明的射频发射器的特性表。图6说明根据本发明的一个方面的由如图4中所说明的射频发射器执行的方法。
具体实施例方式以下描述和图式说明本发明，且不应将其解释为限制本发明。描述了众多具体细 节以提供对本发明的透彻理解。然而，在某些例子中，并未描述众所周知或常规的细节以便 避免使本发明的描述模糊不清。本发明中对一个实施例或一实施例的参考未必针对同一实 施例，且这些参考包括一个或一个以上实施例。图3说明根据本发明的一个方面的无线通信装置300的框图表示。装置300可为 任何类型的装置，例如，蜂窝式电话，其另外被称为移动电话、手机、无线电电话、便携式电 话、移动台、无绳电话等。装置300可采用使用包括(例如)射频和红外频率的频谱的任何 部分的任何类型的无线技术。通常，装置300根据一种或一种以上通信标准或协议(例如)经由一个或一个以 上基站(BS)(未图示)与通信网络(未图示)通信以与其它无线通信装置或其它装置(例 如陆线电话、计算机、服务器等)通信，但可在不通过通信网络的情况下与其它无线通信装 置直接通信。尽管本文中呈现的实例涉及特定通信标准或协议，但是本发明的原理一般适 用于任何形式的无线通信。通信标准或协议指代任何标准或协议，例如CDMA、TDMA、FDMA、 GSM、PCS或其组合。装置300可为固定的(S卩，静止的)和/或移动的(即，便携的)。装置300可以 多种形式实施，包括(但不限于)以下一者或一者以上蜂窝式电话、个人计算机(PC)、桌 上型计算机、膝上型计算机、工作站、小型计算机、大型计算机、超级计算机、基于网络的装 置、数据处理器、个人数字助理(PDA)、智能卡、寻呼机和手表。装置300尤其包括控制器302、发射器304、接收器306、存储器308和用户接口 310。在无线通信装置中通常会发现其它元件，其未图示，但可包括(例如)天线、电源和全 球定位接收器。控制器302 (其另外被称为处理器)通过向发射器304、接收器306、存储器308和 用户接口 310提供控制信号来控制这些元件的功能。控制器302可响应于接收来自这些元 件中的一者或一者以上的输入信号而提供控制信号。发射器304将通信信号发射到BS接 收器(未图示)。接收器306接收来自BS发射器(未图示)的通信信号。
发射器304和接收器306 —起提供用于执行处理分别在通信链路上发射与接收的通信信号所需的功能的收发器。通信链路(其另外被称为通信信道或通信路径)通常为到 例如一个或一个以上基站(未图示)的另一组件的射频通信链路。存储器308表示任何类型的数据存储装置，例如计算机存储器装置或其它有形或 计算机可读存储媒体。存储器装置表示视装置300的特定实施而位于一个或一个以上位置 处且实施为一种或一种以上技术的一个或一个以上存储器装置。另外，存储器308可为可 由控制器302读取且能够存储实施一过程的数据和/或一系列指令的任何类型。存储器装 置的实例包括(但不限于)RAM、ROM、EPROM、EEPROM、PROM、磁盘(硬盘或软盘)、CD-ROM、 DVD、快闪存储器等。用户接口 310可进一步提供数据输入装置和数据输出装置(均未图示)。数据输 入装置通常响应于接收从用户手动输入的数据或从另一电子装置自动输入的数据而将数 据提供到控制器302。对于手动输入，数据输入装置可为键盘和鼠标，但还可为(例如)触 摸屏、小键盘或麦克风和语音辨识应用程序。数据输出装置通常提供来自控制器的数据以供用户或另一电子装置使用。对于到 用户的输出，举例来说，数据输出装置可为响应于从控制器302接收显示信号而产生一个 或一个以上显示图像的显示器，但还可为扬声器或打印机。显示图像的实例包括(例如) 文本、图形、视频、照片、图像、图、图表、表格、数字等。图4说明根据本发明的一个方面的由控制器302控制的发射器304的框图表示。 发射器304被实施为双频发射器。举例来说，发射器304的一部分经实施为射频集成电路(RFIC) 402。RFIC 402包 括基带(BB)可变增益放大器(VGA) 404、基带滤波器102、VCO 108、LO缓冲器110、两个分 频器112 (除以4)和114 (除以2)、缓冲器132、一个混频器104、一个RF VGA116、一个变压 器118、变压器调谐电路422和423、一个驱动器放大器120、具有调谐427的输出匹配网络 426，以及两个RF开关428和430。个别地，作为单独元件，RFIC402中的元件中的每一者的 功能在此项技术中是众所周知的。将这些元件集成于集成电路中准许以更少成本和更小尺 寸来制造装置300。或者，在图4中展示为在RFIC 402内部的一个或一个以上元件可实施 于RFIC 402外部。在RFIC 402外部，发射器304进一步包括一个数/模转换器(DAC) 406、两个RF SAff滤波器122和130、两个功率放大器(PA) 440和450、两个功率耦合器442和452、两个 滤波器444和454、两个天线446和456，和至少一个功率检测器458。个别地，作为单独元 件，在RFIC 402外部的元件中的每一者的功能在此项技术中是众所周知的。当仅一个RF SAff滤波器122、一个功率放大器(PA) 440、一个功率耦合器442、一个滤波器444和一个天 线446可支持一个以上发射频带时，技术的进步可准许使用仅一个RF SAff滤波器122、一 个功率放大器(PA) 440、一个功率耦合器442、一个滤波器444和一个天线446。另外，技术 的进步可准许由一个或两个RF SAW滤波器122和130、一个或两个功率放大器(PA) 440和 450、一个或两个功率耦合器442和452、一个或两个滤波器444和454以及一个或两个天线 446和456提供的一些功能与一个或两个发射路径中的其它元件的功能组合或从一个或两 个发射路径中去除。另外，在图4中展示为在RFIC 402外部的一个或一个以上元件可实施 于RFIC 402内部。
举例来说，DAC 406,BB VGA 404、基带滤波器102、VC0 108、L0缓冲器110、分频器 112 (除以4)、缓冲器132、混频器104,VGA 116、变压器118、变压器调谐电路422和423、驱 动器放大器120、具有调谐427的输出匹配网络426以及RF开关428在RFIC 402中提供用 于经配置以在蜂窝式频带中产生发射信号的第一发射路径的元件。举例来说，DAC 406、BB VGA404、基带滤波器102、VCO 108、LO缓冲器110、分频器114 (除以2)、缓冲器132、混频器104,VGA 116、变压器118、变压器调谐电路422和423、驱 动器放大器120、具有调谐427的输出匹配网络426以及RF开关430提供用于经配置以在 PCS频带中产生发射信号的第二发射路径的元件。举例来说，DAC 406、BB VGA 404、基带滤波器102、VCOjP LO缓冲器110、缓冲器 132、混频器104、VGA 116、变压器118、变压器调谐电路422和423、驱动器放大器120和具 有调谐427的输出匹配网络426是第一发射路径和第二发射路径中的每一者共有的，且重 复用于第一发射路径和第二发射路径中的每一者，进而节省这些共同元件的集成电路裸片 面积和相关联的成本。因此，图4中的双频发射器304进一步降低在图2中的双频发射器 200中使用的变压器126和驱动器放大器128所需的集成电路裸片面积和相关联的成本， 在图4中的双频发射器304中去除了变压器126和驱动器放大器128。图4在使用180纳 米CMOS工艺的集成电路裸片上混频器104、VGA 116和驱动器放大器120中的每一者所需 要的宽度和长度(w/L)的方面来描述所述面积。一般来说，在操作中，由DAC 406将数字发射基带信号(例如，双端或差动正交I 和Q信号)从数字信号转换成模拟信号，由BB VGA 404对其进行增益调整，用基带滤波器 102对其进行滤波，且由混频器104响应于接收来自分频器112或114的两个本机振荡频 率信号中的一者而将其上变频转换以产生差动发射RF信号。VGA 116提供对所接收的差 动发射RF信号的功率和/或增益控制。变压器118将VGA的输出处的增益受控的差动发 射RF信号从变压器118的一次侧(primary side)处的双端信号转换成变压器118的二次 侧(secondary side)处的单端信号。驱动器放大器120提供对所述单端信号的功率/增 益控制以及信号放大以供由RFIC 402经由RF开关428或430中的一者输出。控制器302包括用于频带选择434和增益调整436的控制功能以致使发射器304 在第一发射频带(例如，例如蜂窝式频带等低频带)或第二发射频带(例如，例如PCS频带 等高频带)中操作。第一发射频带和第二发射频带可为适于发射任何两个发射频率信号的 任何两个发射频带。另外，可实施适于发射两个以上发射频率信号的两个以上发射频带。频带选择434提供控制信号以控制发射器304的大体上识别为A、B、C和D的部 分。频带选择434提供控制信号以通过选择分频器112 (除以4)或分频器114(除以2)来 控制发射器部分A。频带选择434提供控制信号以通过将另外被称为电容调谐储能电路的 电容器422 (Ctime)和423 (Ctime2)调谐到特定值来控制发射器部分B。频带选择434提供 控制信号以通过将电容427(Ctime3)调谐到特定值来控制发射器部分C。频带选择434提 供控制信号以通过选择RF开关428或RF开关430来控制发射器部分D。增益调整436提供控制信号以控制发射器304的大体上识别为E的部分。增益调 整436提供控制信号以通过将发射信号Tx IQ的功率电平调整到特定值来控制发射器部分 E。通过调整处于基带频率的BB VGA 404的输出振幅和/或通过调整处于射频的RF VGAl 16 的增益，或以其它所要方式，可调整发射信号的功率电平。可响应于分别经由功率耦合器442或452来自功率放大器440或450的反馈信号(如由功率检测器458测量)而调整输 入信号的功率电平，或可在不使用反馈信号的情况下将输入信号的功率电平调整预定值。控制器302通过使得频带选择434能够选择分频器112(除以4)以将电容器 422 (Ctune)调谐到3. 7pF，将电容器423 (Ctune2)调谐到1. OpF且选择RF开关428而致使 发射器304以第一发射频率(例如，低频带，蜂窝式频率)来操作。控制器302进一步通过 调谐输出匹配网络(0ΜΝ)，例如，通过调谐电容器427(Ctime3)以优化输出功率，而致使发 射器304以第一发射频率(例如，低频带，蜂窝式频率)来操作。控制器302进一步通过使 得增益调整436能够将发射信号Tx IQ的基带输入功率电平调整到0. 6而致使发射器304 以第一发射频率(例如，低频带，蜂窝式频率)来操作。控制器302通过使得频带选择434能够选择分频器112(除以2)以将电容器422 (Ctune)调谐到0. OpF、将电容器423 (Ctune2)调谐到0. OpF且选择RF开关430而致使 发射器304以第二发射频率(例如，高频带，PCS频率)来操作。控制器302进一步通过调 谐输出匹配网络(0ΜΝ)，例如，通过调谐电容器427(Ctime3)以优化输出功率，而致使发射 器304以第二发射频率(例如，高频带，PCS频率)来操作。控制器302进一步通过使得增 益调整436能够将发射信号Tx IQ的基带输入功率电平调整到0. 8而致使发射器304以第 二发射频率(例如，高频带，PCS频率)来操作。电容器422 (Ctune)和423 (Ctune2)分别在变压器118的一次(S卩，输入)侧和二 次(即，输出)侧处形成电容调谐储能电路以用于调谐变压器118。电容器427(Ctime3)调 谐用于驱动器放大器120的输出匹配网络(0MN)426。可调谐OMN 426通过将输出阻抗维 持于例如50欧姆的所要值而在所要频带处提供最佳输出功率电平。尽管使用两个电容器 422和423来调谐变压器118且使用一个电容器427来调谐输出匹配网络426，但是每一元 件的电容器的数目和位置可变化。举例来说，电容器423(Ctime2)可单独地、作为位于变压 器118的输入(即，一次侧)处的电容器422 (Ctime)的替代或与其组合地位于变压器118 的输出(即，二次侧)处。另外，可使用其它技术或元件，而不是调谐电容器，来改变变压器 118的频率特性和/或输出匹配网络426的阻抗特性。图5说明根据本发明的一个方面的如图4中所说明的发射器304的特性表500。 表500包括列501到506和行507到510。描述为“Ctune/Ctune2(pF) ”的列501描述用于调谐电容器422和423的电容器 值。由控制器302的频带选择434部分调整用于调谐电容器422和423的电容器值。通过 设计、实验和/或测试来确定电容器值以便当在第一频带和第二频带中的一者中发射所述 发射信号的同时提供发射器304的适当性能。举例来说，将电容器422和423分别调谐到 3. 7pF和1. OpF以使得发射器304能够在第一频带(例如，用于蜂窝式的低频带)中发射适 当信号。另外，举例来说，将电容器422和423各调谐到0. OpF以使得发射器304能够在第 二频带(例如，用于PCS的高频带)中发射适当信号。描述为“BB输入”的列502描述发射信号Tx IQ的基带输入功率电平。由控制器 302的增益调整436部分调整发射信号Tx IQ的基带输入功率电平。通过设计、试验和/或 测试来确定发射信号Tx IQ的基带输入功率电平以便当在第一频带和第二频带中的一者中 发射所述发射信号的同时提供发射器304的适当性能。举例来说，将发射信号Tx IQ的基 带输入功率电平调整到0. 8以使得发射器304能够在第一频带(例如，用于蜂窝式的低频带)中发射适当信号。另外，举例来说，将发射信号Tx IQ的基带输入功率电平调整到0.6 以使得发射器304能够在第二频带(例如，用于PCS的高频带)中发射适当信号。描述为“频率(Hz) ”的列503描述所要的发射频带。由控制器302的频带选择434部分通过经由分频器112和114中的一者选择本机振荡频率、调谐变压器118，通过调谐变 压器118且通过选择对应的RF开关428和430来选择所要的发射频带。通过设计、实验和 /或测试来确定所要的发射频带以便当在第一频带和第二频带中的一者中发射所述发射信 号的同时提供发射器304的适当性能。举例来说，将发射频带选择为850MHz以使得发射器 304能够在第一频带(例如，用于蜂窝式的低频带)中发射适当信号。另外，举例来说，将发 射频带选择为1. 95GHz以使得发射器304能够在第二频带(例如，用于PCS的高频带)中 发射适当信号。描述为“Ida(mA) ”的列504描述驱动器放大器120的电流。驱动器放大器120的 电流为当发射器304在第一频带和第二频带中的一者中发射所述发射信号时所测量或以 其它方式确定的发射器304的性能特性。举例来说，使得发射器304能够在第一频带或第 二频带中发射适当信号的可接受电流为约25mA。描述为“Pout (dBm)，，的列505描述发射器304分别在RF开关428和430之后且 在SAW滤波器122和130之前的输出功率。发射器304的输出功率为当发射器304在第一 频带和第二频带中的一者或两者中发射所述发射信号时所测量或以其它方式确定的发射 器304的性能特性。举例来说，使发射器304能够在第一频带或第二频带中的一者或两者 中发射适当信号的发射器304的输出功率为约lOdBm。描述为“在7dBm下的ACPR”的列506描述发射器304的邻近信道功率比(ACPR)， 其另外被称为邻近信道泄漏比(ACLR)。发射器304的ACPR为当发射器304在第一频带和 第二频带中的一者中发射所述发射信号时所测量或以其它方式确定的发射器304的性能 特性。ACPR为另一装置的邻近频率信道中的干扰量或功率量的测量值。通常将ACPR定义 为邻近频率信道中的平均功率与所发射信道中的平均功率的比(或偏移)。ACPR为CDMA 发射器和其组件的重要测量值。ACPR描述因RF组件(例如，发射器304中的元件)的非线 性而产生的失真量。ACPR为测量被传递通过非线性系统的邻近于用户的信道的频谱能量 的可计量方法。为获得系统的ACPR，需要测量在用户的所分配发射信道的带宽中的频谱能 量。接着，需要测量邻近信道中的频谱能量。一旦已取得两种测量值，便计算两者的比，因 此名为ACPR。举例来说，使发射器304能够在第一频带或第二频带中的一者或两者中发射 适当信号的发射器304的ACPR在7dBm的输出功率下为约53. 6。列501、502和503描述表示由控制器302提供到发射器304的控制信号的信息。 列504、505和506描述表示由发射器304提供到控制器302或在装置300内或外部的其它 测试设备的测得性能数据的信息。因此，对于如列501、502和503中所表示的提供到发射 器304的控制信号，发射器304提供如列504、505和506中所表示的测得性能数据。行507描述发射器304接收控制信号以用于将电容器422和423 (Ctune/Ctune2) 各调谐到OpF，将发射信号Tx IQ基带输入功率电平设定到0. 6，且将发射频带设定到用于 PCS的1. 95GHz (例如，通过选择分频器114和RF开关430)。行507描述提供对应测得的 性能数据驱动器放大器120的25. 68mA、RF开关430的输出处的10. 13dBm输出功率，和在 7dBm下的53. 8ACPR。行507可表示发射器304的默认条件和/或初始状态。在行507中，列501、502和503中的控制信号在列504、505和506中提供适当的对应测得性能数据，以使得发射器304能够在第二频带(例如，用于PCS的高频带)中发射适当信号。行508描述发射器304接收控制信号以用于将电容器422和423 (Ctune/ Ctune2)各调谐到OpF，将发射信号Tx IQ基带输入功率电平设定到0. 6且将发射频率设 定到850MHz，且提供测得性能数据驱动器放大器120的20. 69mA、RF开关430的输出处 的-14. 40dBm输出功率和不适用的(n/a)ACPR。在行508中，列501和502中的值保持与行 507中相同，但值列503变成第一频带(例如，用于蜂窝式的850MHz)。在行508中，列501、 502和503中的值并未在列504、505和506中的每一者中提供适当对应测得性能数据来使 得发射器304能够在第一频带(例如，用于蜂窝式的低频带)中发射适当信号。因此，如行 509中所展示，对于列501和502中所表示的值，需要进一步考虑所述值。行509描述发射器304接收控制信号以用于将电容器422和423 (Ctune/Ctune2) 分别调谐到3. 7/1. OpF,将发射信号Tx IQ基带输入功率电平设定到0. 6且将发射频率设 定到850MHz，且提供测得性能数据驱动器放大器120的21. 86mA,RF开关430的输出处的 4. 04dBm输出功率和53. 6ACPR。在行509中，列502和503中的值保持与行508中相同， 但值列501变成电容器422和423的值(例如，分别为3. 7pF和1. OpF)。在行509中，列 501,502和503中的值仍未在列504和505的每一者中提供适当的对应测得性能数据但在 列506中为可接受的，以使得发射器304能够在第一频带(例如，用于蜂窝式的低频带)中 发射适当信号。因此，如行510中所展示，对于列501和502中所表示的值，需要进一步考 虑所述值。行510描述发射器304接收控制信号以用于将电容器422和423 (Ctune/Ctund) 分别调谐到3. 7/1. OpF,将发射信号Tx IQ基带输入功率电平设定到0. 8且将发射频率设 定到850MHz，且提供测得性能数据驱动器放大器120的25. 52mA,RF开关430的输出处的 9. 95dBm输出功率和53. 6ACPR。在行510中，列501和503中的值保持与行509中相同，但 值列502变成基带输入功率的值0. 8。在行510中，列501、502和503中的值现在于列504、 505和506中的每一者中提供适当的对应测得性能数据以使得发射器304能够在第一频带 (例如，用于蜂窝式的低频带)中发射适当信号。作为改变列502中的基带输入功率的值的 替代或除改变列502中的基带输入功率的值以外，为了在列504、505和506中的每一者中 提供适当的对应测得性能数据，可改变电容器422、423和/或427的值。然而，集成电路的 制造工艺可能会限制电容器422、423和/或427所需的值。因此，虽然可在调整输入信号 的功率电平的值或在不调整输入信号的功率电平的值的情况下在RFIC 402外部提供电容 器422、423和/或427的所要值，但是希望将电容器422、423和/或427保持在RFIC 402 内部以最小化装置300的成本和尺寸。图6说明根据本发明的一个方面的由图4中所说明的发射器304执行的方法600。 发射器304响应于从控制器302接收控制信号(其另外被称为指令、命令或值)而执行方 法600。控制器302响应于接收存储于存储器308中的计算机可读指令而提供控制信号。 可以不同于所示次序的次序来执行图6中所示的功能，且视发射器304的设计而定可去除 或修改一些功能。在框601中，方法600(例如)通过从用于装置300的另一过程继续而开始。在框602中，控制器302选择频带以致使发射器304在第一发射频带(例如，例如蜂窝式频带的低频带)或在第二发射频带(例如，例如PCS频带的高频带)中操作。举例来说，控制器302通过执行子框603、604和605中所描述的方法而选择频带。可实施其它 选择方法。 在框603中，控制器302经由控制器302中的频带选择434而提供控制信号以通 过选择用于第一发射频率(例如，低频带，蜂窝式频率)的分频器112(除以4)或通过选择 用于第二发射频率(例如，高频带，PCS频率)的分频器114(除以2)来控制发射器部分A。
在框604中，控制器302经由频带选择434而提供控制信号以通过在变压器118的 输入和输出处分别将电容器422 (Ctime)和423 (Ctime2)调谐到特定值来控制发射器部分 B。举例来说，将电容器422和423分别调谐到3. 7pF和1. OpF以使得发射器304能够在第 一频带(例如，用于蜂窝式的低频带)中发射适当信号。另外，举例来说，将电容器422和 423各调谐到0. OpF以使得发射器304能够在第二频带(例如，用于PCS的高频带)中发射 适当信号。在框605中，控制器302经由控制器302中的频带选择434而提供控制信号以通 过选择用于第一发射频率(例如，用于蜂窝式的低频带)的RF开关428或通过选择用于第 二发射频率(例如，用于PCS的高频带)的RF开关430来控制发射器部分D。在框606中，控制器302经由频带选择434而提供控制信号以通过将输出匹配网 络426处的电容器427(Ctime3)调谐到特定值来控制发射器部分D。举例来说，将电容器 427调谐到第一适当值以使得发射器304能够在第一频带(例如，用于蜂窝式的低频带)中 发射适当信号。另外，举例来说，将电容器427调谐到第二适当值以使得发射器304能够在 第二频带(例如，用于PCS的高频带)中发射适当信号。在框607中，控制器302经由增益调整436而提供控制信号以通过将发射信号Tx IQ的基带输入功率电平调整到特定值来控制发射器部分E。举例来说，将发射信号Tx IQ 的基带输入功率电平调整到0.8以使得发射器304能够在第一频带(例如，用于蜂窝式的 低频带)中发射适当信号。另外，举例来说，将发射信号Tx IQ的基带输入功率电平调整到 0. 6以使得发射器304能够在第二频带(例如，用于PCS的高频带)中发射适当信号。在框609中，方法600 (例如)通过继续进行用于装置300的另一过程而结束。双频发射器304沿BB VGA 404、基带滤波器102、混频器104、VGA 116、变压器118、 驱动器放大器120和输出匹配网络426的路径提供通过RFIC 402的单个发射信号路径。发 射器304当在第一发射频带(例如，蜂窝式频带)或第二发射频带(例如，PCS频带)中发 射时具有适当性能。举例来说，用于第一频带和第二频带两者的单个发射信号路径比现有 的双频发射器100和200 (如图1和图2中分别展示)更紧凑。通过在RFIC402上实施被 识别为A、B、C、D和E的技术中的一者或一者以上，使这些进步成为可能。举例来说，与图2 中所示的发射器200相比，双频发射器304通过仅使用一个变压器118和一个驱动器放大 器120而将发射器裸片尺寸减小了 40%，进而降低集成电路裸片的对应成本以及集成电路 封装的成本和尺寸。本文中所含的系统、元件和/或过程可以硬件、软件或两者的组合来实施，且可包 括一个或一个以上控制器。控制器为用于执行任务的装置和/或机器可读指令的集合。控 制器可为能够执行实施一过程的一系列指令的任何装置，其包括(但不限于)计算机、微处 理器、处理器、专用集成电路(ASIC)、有限状态机、数字信号处理器(DSP)或某一其它机构。控制器包括硬件、固件和/或软件的任何组合。控制器通过计算、操纵、分析、修改、转换或 发射所存储和/或所接收的信息以供可执行应用程序或程序或信息装置使用和/或通过将 所述信息路由到输出装置而作用于所述信息。可执行应用程序包含用于(例如)响应于用户命令或输入而实施预定功能的机器代码或机器可读指令，所述预定功能包括(例如)操作系统、软件应用程序或其它信息处理 系统的功能。可执行程序为用于执行一个或一个以上特定过程的代码(即，机器可读指令)片 段、子例程，或其它独特的代码区段，或可执行应用程序的部分，且可包括对所接收输入参 数(或响应于所接收输入参数而)执行操作以及提供所得输出参数。在各种实施例中，将可硬连线电路与软件指令组合使用以实施本发明。因此，所述 技术既不限于硬件电路与软件的任何特定组合，也不限于由数据处理系统执行的指令的任 何特定源。另外，在整个此描述中，将各种功能和操作描述为由软件代码执行或引起以简化 描述。然而，所属领域的技术人员将认识到，这些表达所指的是，所述功能由处理器执行代 码引起。由此描述将明白，本发明的若干方面可至少部分以软件体现。即，可响应于计算机 系统或其它数据处理系统的处理器执行机器可读媒体中所含的指令的序列而在计算机系 统或其它数据处理系统中执行所述技术。机器可读媒体包括以可由机器(例如，计算机、网络装置、个人数字助理、计算机、 数据处理器、制造工具、具有一个或一个以上处理器的集合的任何装置等)存取的形式来 提供(即，存储和/或发射)信息的任何机构。机器可读媒体可用以存储当由数据处理系 统执行时致使所述系统执行本发明的各种方法的软件和数据。可将此可执行软件和/或数 据的部分存储于各处。举例来说，机器可读媒体包括可记录/不可记录媒体(例如，只读存 储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、快闪存储器装置、非易 失性存储器、高速缓冲存储器、远程存储装置等)，以及电传播信号、光学传播信号、声学传 播信号或其它形式的传播信号(例如，载波、射频信号、红外信号、数字信号等)等。在前述说明书中，已参考本发明的特定示范性实施例描述了本发明。将明白，在不 脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的更广的精神和范围的情况下，可对本发明进行各 种修改。因此，应按说明性意义而非限制性意义来看待本说明书和图式。
权利要求
一种发射器，其包含变压器，其适于将差动射频(RF)信号变换成单端RF信号；以及变压器调谐电路，其适于调谐所述变压器，以准许所述发射器在第一频带和不同于所述第一频带的第二频带中的一者中发射所述单端RF信号。
2.根据权利要求1所述的发射器，其中所述变压器调谐电路包含第一电容器，其适于调谐所述变压器的输入侧，所述输入侧适于接收所述差动RF信号。
3.根据权利要求2所述的发射器，其中所述变压器调谐电路包含第二电容器，其适于调谐所述变压器的输出侧，所述输出侧适于产生所述单端RF信号。
4.根据权利要求1所述的发射器，其包含混频器，其适于响应于接收第一参考频率信号和第二参考频率信号中的一者而将差动 基带信号转换成所述差动RF信号，以准许所述发射器分别在所述第一频带和所述第二频 带中的一者中发射所述单端RF信号。
5.根据权利要求1所述的发射器，其包含输出匹配网络，其适于将所述发射器的输出阻抗维持于预定值，以在所述第一频带和 所述第二频带中的一者中提供所述单端RF信号的所要输出功率电平；输出匹配网络调谐电路，其适于调谐所述输出匹配网络，以准许所述发射器在所述第 一频带和所述第二频带中的一者中以所述所要输出功率电平来发射所述单端RF信号。
6.根据权利要求5所述的发射器，其中所述输出匹配网络调谐电路包含 第三电容器，其适于调谐所述输出匹配网络。
7.根据权利要求1所述的发射器，其包含第一开关和第二开关，其适于将所述单端RF信号连接到第一发射路径和第二发射路 径中的一者，以准许所述发射器分别在所述第一频带和所述第二频带中的一者中发射所述 单端RF信号。
8.根据权利要求1所述的发射器，其包含放大器，其适于调整所述差动RF信号的增益，以准许所述发射器分别在所述第一频带 和所述第二频带中的一者中以所要输出功率电平来发射所述单端RF信号。
9.根据权利要求8所述的发射器，其包含功率检测器，其适于测量由所述发射器发射的表示所述单端RF信号的发射信号的输 出功率电平，其中所述放大器响应于所述发射信号的所述输出功率电平而调整所述差动RF信号的 所述增益。
10.根据权利要求8所述的发射器，其中所述放大器包含基带可变增益放大器，其适于在差动基带信号被转换成所述差动RF信号之前调整所 述差动基带信号的增益。
11.根据权利要求8所述的发射器，其中所述放大器包含射频可变增益放大器，其适于调整所述差动RF信号的所述增益。
12.根据权利要求1所述的发射器，其中所述第一频带和所述第二频带分别包含蜂窝式频带和个人通信服务(PCS)频带。
13.—种发射器，其包含基带滤波器，其适于滤波差动基带信号以产生经滤波的差动基带信号； 混频器，其适于响应于接收第一参考频率信号和第二参考频率信号中的一者而将所述 经滤波的差动基带信号转换成差动RF信号，以准许所述发射器分别在所述第一频带和所 述第二频带中的一者中发射单端RF信号，放大器，其适于调整所述差动RF信号的增益，以准许所述发射器分别在所述第一频带 和所述第二频带中的一者中以所要输出功率电平来发射所述单端RF信号； 变压器，其适于将所述差动RF信号变换成所述单端RF信号； 变压器调谐电路，其适于调谐所述变压器，以准许所述发射器在所述第一频带和所述 第二频带中的一者中发射所述单端RF信号；驱动器放大器，其适于放大所述单端RF信号；输出匹配网络，其适于将所述发射器的输出阻抗维持于预定值，以在所述第一频带和 所述第二频带中的一者中提供所述单端RF信号的所述所要输出功率电平；输出匹配网络调谐电路，其适于调谐所述输出匹配网络，以准许所述发射器在所述第 一频带和所述第二频带中的一者中以所述所要输出功率电平来发射所述单端RF信号；以 及第一开关和第二开关，其适于将所述单端模拟RF信号连接到第一发射路径和第二发 射路径中的一者，以准许所述发射器分别在所述第一频带和所述第二频带中的一者中发射 所述单端模拟RF信号。
14.根据权利要求13所述的发射器，其中所述发射器包含位于半导体裸片上的集成电路。
15.根据权利要求13所述的发射器，其中所述变压器调谐电路包含第一电容器，其适于调谐所述变压器的输入侧，所述输入侧适于接收所述差动RF信号。
16.根据权利要求15所述的发射器，其中所述变压器调谐电路包含第二电容器，其适于调谐所述变压器的输出侧，所述输出侧适于产生所述单端RF信号。
17.根据权利要求13所述的发射器，其中所述输出匹配网络调谐电路包含 第三电容器，其适于调谐所述输出匹配网络。
18.根据权利要求13所述的发射器，其包含功率检测器，其适于测量由所述发射器发射的表示所述单端RF信号的发射信号的输 出功率电平，其中所述放大器响应于所述发射信号的所述输出功率电平而调整所述差动RF信号的 所述增益。
19.根据权利要求13所述的发射器，其中所述放大器包含基带可变增益放大器，其适于在差动基带信号被转换成所述差动RF信号之前调整所 述差动基带信号的增益。
20.根据权利要求13所述的发射器，其中所述放大器包含射频可变增益放大器，其适于调整所述差动RF信号的所述增益。
21.根据权利要求13所述的发射器，其中所述第一频带和所述第二频带分别包含蜂窝 式频带和个人通信服务(PCS)频带。
22.一种用于操作发射器的方法，其包含 将差动射频(RF)信号变换成单端RF信号；以及调谐变压器以准许所述发射器在第一频带和不同于所述第一频带的第二频带中的一 者中发射所述单端RF信号。
23.根据权利要求22所述的用于操作发射器的方法，其进一步包含 将所述差动基带信号滤波为经滤波的差动基带信号；响应于接收第一参考频率信号和第二参考频率信号中的一者而将所述经滤波的差动 基带信号转换成差动RF信号，以准许所述发射器分别在所述第一频带和所述第二频带中 的一者中发射所述单端RF信号；调整所述差动RF信号的增益，以准许所述发射器分别在所述第一频带和所述第二频 带中的一者中以所要输出功率电平来发射所述单端RF信号； 放大所述单端RF信号；将所述发射器的输出阻抗维持于预定值，以在所述第一频带和所述第二频带中的一者 中提供所述单端RF信号的所述所要输出功率电平；调谐所述输出匹配网络，以准许所述发射器在所述第一频带和所述第二频带中的一者 中以所述所要输出功率电平来发射所述单端RF信号；以及将所述单端模拟RF信号连接到第一发射路径和第二发射路径中的一者，以准许所述 发射器分别在所述第一频带和所述第二频带中的一者中发射所述单端模拟RF信号。
24.一种无线通信装置，其包含 发射器，其包含变压器，其适于将差动射频(RF)信号变换成单端RF信号；以及 变压器调谐电路，其适于调谐所述变压器，以准许所述发射器在第一频带和不同于所 述第一频带的第二频带中的一者中发射所述单端RF信号；以及控制器，其适于通过控制所述变压器调谐电路来选择所述第一频带和所述第二频带中 的一者，且适于调整所述差动RF信号的增益，以准许所述发射器在所述第一频带和所述第 二频带中的一者中以所要输出功率电平来发射所述单端RF信号。
25.一种信号承载媒体，其包含可由数据处理器执行以用于控制发射器的机器可读指 令集合，所述发射器适于在第一频带和不同于所述第一频带的第二频带中的一者中发射信 号，所述机器可读指令集合包含选择第一参考频率信号和第二参考频率信号中的一者以用于将差动基带信号转换成 差动RF信号，以准许所述发射器分别在所述第一频带和所述第二频带中的一者中发射单 端RF信号；调整所述差动基带信号和所述差动RF信号中的至少一者的增益，以准许所述发射器 分别在所述第一频带和所述第二频带中的一者中以所要输出功率电平来发射所述单端RF 信号；调谐适于将所述差动RF信号变换成所述单端RF信号的变压器，以准许所述发射器在所述第一频带和所述第二频带中的一者中发射所述单端RF信号；调谐输出匹配网络，以准许所述发射器在所述第一频带和所述第二频带中的一者中以 所述所要输出功率电平来发射所述单端RF信号；以及将所述单端RF信号连接到第一发射路径和第二发射路径中的一者，以准许所述发射 器分别在所述第一频带和所述第二频带中的一者中发射所述单端模拟RF信号。
全文摘要
一种发射器包括变压器和变压器调谐电路。所述变压器将差动射频(RF)信号变换成单端RF信号。所述变压器调谐电路调谐所述变压器，以准许所述发射器在第一频带(例如，蜂窝式频带)或第二频带(例如，PCS频带)中发射所述单端RF信号。
文档编号H04B1/04GK101868921SQ200880117194
公开日2010年10月20日 申请日期2008年10月9日 优先权日2007年10月10日
发明者居坎瓦尔·辛格·萨霍塔, 毛林·帕雷什巴伊·巴加特, 邓君雄 申请人:高通股份有限公司