接收宽带射频信号的接收器及无线通信装置的制作方法

文档序号:14522408阅读:388来源:国知局
接收宽带射频信号的接收器及无线通信装置的制作方法

[相关申请的交叉参考]

本申请主张在2016年11月18日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2016-0154443号以及在2017年8月2日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2017-0098072号的权利及优先权,所述韩国专利申请的公开内容全文并入本文供参考。

本发明涉及一种支持载波聚合的无线通信装置,且更具体来说,涉及一种接收宽带射频(radiofrequency,rf)信号的接收器以及包括所述接收器的无线通信装置。



背景技术:

无线通信装置可在将数据放置在预定载波上之后对射频信号进行调制,放大经调制的射频信号,并将放大的射频信号发射到无线通信网络。另外,无线通信装置可从无线通信网络接收射频信号,且放大所述射频信号并对所述射频信号进行解调。为了发射/接收更多的数据,无线通信装置可支持载波聚合(carrieraggregation,ca)(即,对通过执行多载波调制(multi-carriermodulation,mcm)来调制的射频信号进行发射/接收)。然而,如果不能防止噪声特征或增益特征的劣化,则无线通信装置可能无法有效地支持载波聚合。



技术实现要素:

本发明的至少一个实施例提供一种能够改善支持载波聚合(ca)的无线通信装置的增益特征的接收器、以及一种包括所述接收器的无线通信装置。

根据本发明的示例性实施例,提供一种无线通信装置,所述无线通信装置包括:放大器区块,被配置成接收利用至少一个载波发射的射频(rf)输入信号并放大所述射频输入信号,以产生至少一个射频输出信号。所述放大器区块包括:第一放大单元,被配置成放大所述射频输入信号,以产生第一射频放大信号及第二射频放大信号,并对所述第一射频放大信号与所述第二射频放大信号进行组合以产生第三射频放大信号,所述第一射频放大信号包括第一非线性度因数,所述第二射频放大信号包括第二非线性度因数;以及第二放大单元,被配置成接收所述第三射频放大信号并放大所述第三射频放大信号,以产生与所述至少一个载波对应的射频输出信号。

根据本发明的示例性实施例,提供一种接收射频输入信号并基于载波聚合(ca)模式来处理所述射频输入信号的接收器。所述接收器包括多个放大器区块。所述多个放大器区块中的每一者包括第一放大单元及第二放大单元。所述第一放大单元包括彼此具有不同性质的至少两个输入放大器,使得当放大所述射频输入信号时产生的非线性度因数彼此具有不同的符号。所述第一放大单元被配置成执行所述非线性度因数的第一消除且利用所述至少两个输入放大器将所述射频输入信号放大成射频放大信号。所述第二放大单元包括多个放大电路,所述多个放大电路分别包括至少一个放大器,所述至少一个放大器被配置成接收所述射频放大信号并放大所述射频放大信号,以输出与预定载波对应的射频输出信号。

根据本发明的示例性实施例,提供一种操作支持载波聚合的无线通信装置的方法。所述方法包括:将从射频(rf)信号产生的射频输入信号放大成第一射频放大信号及第二射频放大信号,所述射频信号是利用至少一个载波发射,所述第一射频放大信号包括第一非线性度因数,所述第二射频放大信号包括第二非线性度因数,所述第二非线性度因数具有与所述第一非线性度因数的符号不同的符号;通过将所述第一射频放大信号与所述第二射频放大信号相加来产生第三射频放大信号;通过放大所述第三射频放大信号来产生与所述至少一个载波对应的射频输出信号;以及通过对所述射频输出信号进行下变频来产生基带信号。

根据本发明的示例性实施例,提供一种无线通信装置,所述无线通信装置包括第一放大器、第二放大器及第三放大器。第一放大器包括第一互补晶体管,所述第一互补晶体管具有第一宽度。所述第一放大器被配置成放大输入射频(rf)信号以产生第一放大射频信号,所述输入射频信号是利用至少一个载波发射。第二放大器包括非互补晶体管,所述非互补晶体管具有与所述第一宽度不同的第二宽度。所述第二放大器被配置成放大所述输入射频信号以产生第二放大射频信号。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明,将会更清晰地理解本发明概念的示例性实施例,在附图中:

图1是根据本发明示例性实施例的无线通信装置以及包括所述无线通信装置的无线通信系统的图。

图2a至图2f是说明根据本发明示例性实施例的载波聚合(ca)技术的图。

图3是图1所示无线通信装置的实例的方块图。

图4是根据本发明示例性实施例的接收器的方块图。

图5a及图5b是根据本发明示例性实施例的图4所示接收器的方块图。

图6是根据本发明示例性实施例的接收器的方块图。

图7a是根据本发明示例性实施例的图6所示接收器的方块图。

图7b是说明接收器以带间载波聚合形式进行的操作的方块图。

图7c是说明接收器以带内载波聚合形式进行的操作的方块图。

图8a及图8b是根据本发明示例性实施例的图5a所示第一放大器的方块图。

图9a及图9b是根据本发明示例性实施例的图5a所示第二放大器的方块图。

图10是说明根据本发明示例性实施例的将被进行补偿的非线性度因数的曲线图。

图11a至图11c是根据本发明示例性实施例的低噪声放大器(lownoiseamplifier,lna)的详细电路图。

图12a至图12c是根据本发明示例性实施例的低噪声放大器的详细电路图。

图13是根据本发明示例性实施例的低噪声放大器的详细电路图。

图14a及图14b是说明低噪声放大器的放大操作的电路图。

图15是说明根据本发明示例性实施例的无线通信装置的操作的流程图。

图16是说明根据本发明示例性实施例的图15所示操作s120的流程图。

[符号的说明]

10:无线通信系统

100、200:无线通信装置

110、112:基站

114:广播站

120:系统控制器

130:卫星

210:主天线

212:辅助天线

220、250:收发器

222、420、520:天线接口电路

224a~224k、254a~254l、500a、500b、500c、600a、600b、600c、700:低噪声放大器

225a~225k、255a~255l:接收电路

226a:功率放大器

227a:发射电路

230a:接收器/第一接收器

230b~230k、260a~260l、400、400'、500:接收器

240a:发射器/第一发射器

240b~240k、270a~270l:发射器

280:数据处理器

282:存储器

410、510:天线

430:输入匹配电路

440:载波聚合低噪声放大器/低噪声放大器

442、442a、442b、510a、610a、610b、710:第一放大单元

442_1a、442_1b、512a、512b、512c、612a、712:第一输入放大器

442_2a、442_2b、514a、514b、514c、614a、714:第二输入放大器

442_3b、616a、716:反馈电路

443、446_1、446_1a、446_1b、446_2~446_m、446_1'、446_2'~446_m'、720_3~720_m:放大电路

444':开关单元

446、446a、446b、520a、520b、520c、620a、620b、620c、720:第二放大单元

446_11a、522a、522b、522c、622a、622b、622c:放大器

446_12b、624a、624b:电流缓冲器

450_1、450_2~450_m:输出电路

451_1、451_2~451_m:负载电路

452_1、552_1:下变频器电路/第一下变频器电路

452_2~452_m:下变频器电路/第二下变频器电路~第m下变频器电路

453_1、453_2~453_m、454_1、454_2~454_m:混频器

455_1、455_2~455_m、456_1、456_2~456_m:基带滤波器

510b、510c:第一放大器

530a:开关

530_1:第一输入匹配电路/输入匹配电路

530_n:第n输入匹配电路/输入匹配电路

540:多输入多输出低噪声放大器

550_1:输出电路/第一输出电路

550_2:输出电路/第二输出电路

550_3:输出电路/第三输出电路

550_4:输出电路/第四输出电路

550_5~550_m:输出电路/第五输出电路~第m输出电路

551_1:负载电路/第一负载电路

551_2:负载电路/第二负载电路

551_3:负载电路/第三负载电路

551_4:负载电路/第四负载电路

551_5~551_m:负载电路/第五负载电路~第m负载电路

552_2:下变频器电路/第二下变频器电路

552_3:下变频器电路/第三下变频器电路

552_4:下变频器电路/第四下变频器电路

552_5~552_m:下变频器电路/第五下变频器电路~第m下变频器电路

617b、626b:第一互连电路

618b:第二互连电路

626c:电流引导电路

717、718:互连电路

720_1:第一放大电路/放大电路

720_2:第二放大电路/放大电路

722_1:放大器/第一放大器

722_2~722_m:放大器/第二放大器~第m放大器

724_1:电流缓冲器/第一电流缓冲器

724_2~724_m:电流缓冲器/第二电流缓冲器~第m电流缓冲器

726_1:互连电路/第一互连电路

726_2~726_m:互连电路/第二互连电路~第m互连电路

ampb、ampb_9~ampb_n:放大器区块

ampb_1:放大器区块/第一放大器区块

ampb_2:放大器区块/第二放大器区块

ampb_3:放大器区块/第三放大器区块

ampb_4:放大器区块/第四放大器区块

ampb_5:放大器区块/第五放大器区块

ampb_6:放大器区块/第六放大器区块

ampb_7:放大器区块/第七放大器区块

ampb_8:放大器区块/第八放大器区块

bncs3'、bncs3″:第三经放大非线性度原因信号

bnlf3:第三经放大非线性度因数/经放大的第三非线性度因数

cc1、cc2、cc3:耦合电容器

cc3_1、cc3_2、cc3_m:电容器

cf:电容器装置

en/dis_cs:启用/禁用控制信号

fsin_b1:第一基波信号

fsin_b2:第二基波信号

fsin_b3:第三基波信号

fsout、fsout″:基波输出信号

fnlf:最终非线性度因数

ilo1:同相本地振荡器信号

ma1、ma1'、ma1″、ma2、ma2'、ma2″、mb1、mb1'、mb1″、mb2、mb3、mb1_1、mb1_2、mb1_m、mb2_1、mb2_2、mb2_m:晶体管

ncs1、ncs1'、ncs1″:第一非线性度原因信号

ncs2、ncs2'、ncs2″:第二非线性度原因信号

ncs3:非线性度原因信号

ncs3'、ncs3″:第三非线性度原因信号

ncs4、ncs4'、ncs4″:第四非线性度原因信号

nlf1:第一非线性度因数

nlf2:第二非线性度因数

nlf3:第三非线性度因数

nlf4:第四非线性度因数

qlo1:正交本地振荡器信号

rf:电阻器装置

rfin、rfin4~rfinn:射频输入信号

rfin1:射频输入信号/第一射频输入信号

rfin2:射频输入信号/第二射频输入信号

rfin3:射频输入信号/第三射频输入信号

rfin_b1:第一射频放大信号

rfin_b2:第二射频放大信号

rfin_b3、rfin_b3'、rfin_b3″:第三射频放大信号

rfout、rfout'、rfout″:射频输出信号

rfout1:射频输出信号/第一射频输出信号

rfout2:射频输出信号/第二射频输出信号

rfout3:射频输出信号/第三射频输出信号

rfout4~rfoutm:射频输出信号

rxin:接收器输入信号

rxin1:第一接收器输入信号/接收器输入信号

rxinn:第n接收器输入信号/接收器输入信号

s100、s110、s120、s122、s124、s130:步骤

sw、sw1、sw2~swm:开关装置

swcs、swcs2、swcs3、swcs2_1、swcs2_2~swcs2_m:开关控制信号

trwd1:第一晶体管

trwd2:第二晶体管

vdd:电源电压

vgs1:第一偏压

vgs2:第二偏压

vr:预定参考值

wd1:第一宽度

wd2:第二宽度

x、y:节点

xbasout1、xbasout2、xbasout3~xbasoutm:基带信号

xmod:模式控制信号

zin、zin1、zin2:输入阻抗

zout:输出阻抗

ω1:第一载波/载波

ω2:第二载波/载波

ω3:第三载波/载波

具体实施方式

图1是执行无线通信操作的无线通信装置100以及包括无线通信装置100的无线通信系统10的图。参照图1,无线通信系统10可为长期演化(longtermevolution,lte)系统、码分多址(codedivisionmultipleaccess,cdma)系统、全球移动通信系统(globalsystemformobilecommunication,gsm)、以及无线局域网(wirelesslocalareanetwork,wlan)系统中的一者。码分多址系统可具有各种实作形式,例如宽带码分多址(widebandcdma,wcdma)、时分同步码分多址(time-divisionsynchronizedcdma,td-scdma)、cdma2000等。

无线通信系统10包括至少两个基站110及112、以及系统控制器120。然而,本发明概念并非仅限于此。举例来说,无线通信系统10可包括至少两个基站以及多个网络实体。无线通信装置100可被称为用户设备(userequipment,ue)、移动站(mobilestation,ms)、移动终端(mobileterminal,mt)、用户终端(userterminal,ut)、用户站(subscribestation,ss)、便携式装置等。基站110及112可表示与无线通信装置100及/或其他基站进行通信以发射及接收数据信号及/或控制信息的固定站。基站110及112可分别被称为节点b、演化节点b(evolved-nodeb,enb)、基站收发系统(basetransceiversystem,bts)、接入点(accesspoint,ap)等。

无线通信装置100可与无线通信系统10进行通信,且可从广播站114接收信号。此外,无线通信装置100可从全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem,gnss)或全球定位系统(globalpositioningsystem,gps)的卫星130接收信号。无线通信装置100可支持用于无线通信的无线电技术(例如,长期演化、cdma2000、宽带码分多址、时分同步码分多址、全球移动通信系统、802.11等)。

在实施例中,无线通信装置100支持用于使用多个载波来执行发射/接收操作的载波聚合。无线通信装置100可在低频带、中频带、及高频带中与无线通信系统10执行无线通信。低频带、中频带、及高频带可分别被称为频带组(bandgroup),且每一个频带组可包括多个频带。载波聚合(在下文中被称为“ca”)可被分类为带内载波聚合及带间载波聚合。带内载波聚合表示利用频带内的多个载波执行无线通信操作,且带间载波聚合表示利用不同频带中的多个载波执行无线通信操作。

根据本发明实施例的无线通信装置100可执行带内载波聚合及带间载波聚合两者,且另外,可利用一个载波而非载波聚合(即,而非多个载波)来执行无线通信操作。无线通信装置100中所包括的用于从无线通信系统10接收射频(rf)信号的接收器的输入阻抗在带内载波聚合的操作及带间载波聚合的操作期间可维持恒定。在实施例中,无线通信装置100接收射频信号,且接着将射频信号放大,并且同时抵消非线性度因数以改善增益特征。因此,无线通信装置100的信号接收灵敏度可得到提高,从而提高无线通信装置100的无线通信操作的可靠性。

图2a至图2f是关于载波聚合的技术的图。

图2a是示出连续的带内载波聚合的图。参照图2a,图1所示无线通信装置100利用为低频带的同一频带内的四个连续的载波来执行信号的发射/接收。在实施例中,当一组载波中的任意两个载波之间不存在空间时,所述一组载波被视为连续的。

图2b是示意性地示出不连续的带内载波聚合的图。参照图2b,无线通信装置100利用为低频带的同一频带内的四个不连续的载波来执行信号的发射/接收。在实施例中,当一组载波中的至少两个载波之间存在空间时,这一组载波被视为不连续的。所述载波可彼此分别间隔开例如5mhz、10mhz、或另一个量。

图2c是示意性地示出同一频带组中的带间载波聚合的图。参照图2c,无线通信装置100利用同一频带组中所包括的两个频带中的四个载波来执行信号的发射/接收。

图2d是示意性地示出不同的频带组中的带间载波聚合的图。参照图2d,无线通信装置100利用不同的频带组中所包括的四个载波来执行信号的发射/接收。详细来说,两个载波处于低频带中所包括的频带中,且其他两个载波处于中频带中所包括的频带中。

请注意,本发明并非仅限于图2a至图2d所示的示例性聚合载波。举例来说,无线通信装置100可针对频带或频带组来支持聚合载波的各种组合。

参照图2e,其呈现聚合载波技术,所述聚合载波技术通过将一个或多个基站中的多个频带进行组合来运行以满足对更高位速率的要求。作为移动网络中的一种的长期演化网络可实现100mbps的数据传输速度,且因此能够在无线通信环境中发射/接收大容量的视频。图2e示出其中根据载波聚合技术将长期演化标准的五个频带进行组合的实例,载波聚合技术能够将数据传输速度提高五倍。在图2e中,在长期演化中定义载波(载波1至载波5)中的每一者,且在长期演化标准中,一个频率带宽最大被定义成20mhz。因此,根据实施例的无线通信装置100可将数据速率提高至100mhz的带宽。

图2e示出其中仅将由长期演化定义的载波进行组合的实例,但本发明概念并非仅限于此。如图2f所示,可将不同的无线通信网络的载波进行组合。参照图2f,当根据载波聚合技术将频带进行组合时,也可将第三代(3rd-generation,3g)标准与无线保真(wirelessfidelity,wi-fi)标准的频带进行组合。如上所述,长期演化a采用载波聚合技术,且因此,可以较快的速度执行数据传输。

图3是图1所示无线通信装置100的另一个实例的方块图。

参照图3,无线通信装置200包括连接到主天线210的收发器220、连接到辅助天线212的收发器250、以及数据处理器(或控制器)280。收发器220可包括多个接收器230a至230k以及多个发射器240a至240k。收发器250可包括多个接收器260a至260l以及多个发射器270a至270l。具有以上结构的收发器220及250可支持多个频带、多种无线电技术、载波聚合、接收分集(receivingdiversity)、以及多个发射天线与多个接收天线之间的多输入多输出(multiple-inputmultiple-out,mimo)。

在实施例中,第一接收器230a包括低噪声放大器(lownoiseamplifier,lna)224a以及接收电路225a。第一接收器230a的结构可应用于其他接收器230b至230k、以及260a至260l。在下文中,以下将阐述第一接收器230a的结构。为接收数据,主天线210可从基站及/或发射器站接收射频信号。在实施例中,主天线210通过对所接收到的射频信号执行频率滤波来产生射频输入信号,并通过天线接口电路222将经滤波的射频输入信号路由到所选择的接收器。天线接口电路222可包括开关装置、双工器(duplexer)、滤波器电路、及输入匹配电路。低噪声放大器224a将经滤波的射频输入信号放大以产生射频输出信号,并将射频输出信号提供到数据处理器280。数据处理器280可基于射频输出信号将数据存储在存储器282中。

根据本发明概念实施例的低噪声放大器224a在根据各种载波聚合的通信操作期间将输入阻抗恒定地维持为目标阻抗。另外,当射频输入信号被放大时,可抵消在放大期间可能会出现的非线性度因数以改善放大期间的增益特征及噪声特征。在实施例中,低噪声放大器224a将射频输入信号依序地放大至少两倍以产生一个射频输出信号,且可依序地抵消在放大至少两倍期间产生的非线性度因数。此后将提供其详细说明。

在实施例中,接收电路225a将从低噪声放大器224a接收到的射频输出信号从射频下变频到基带以产生基带信号。在其他实施例中,接收电路225a可被称为输出电路。在实施例中,接收电路225a对基带信号进行放大及滤波,并将经放大及滤波的基带信号提供到数据处理器280。数据处理器280可基于经放大及滤波的基带信号将数据存储在存储器282中。接收电路225a可包括混频器、滤波器(filter)、放大器、振荡器、本地振荡器产生器(localoscillatorgenerator)、锁相环(phaselockedloop,pll)电路等中的至少一者。

在实施例中,第一发射器240a包括功率放大器226a以及发射电路227a。第一发射器240a的结构可应用于其他发射器240b至240k、以及270a至270l。在下文中,以下将阐述第一发射器240a的结构。在发射数据时,数据处理器280可对待发射的数据进行处理(例如,数据编码及数据调制),且可将模拟输出信号提供到所选择的发射器。举例来说,数据处理器280可将数字数据处理成模拟数据以存储在存储器282中。

在实施例中,发射电路257a将模拟输出信号从基带上变频到射频,并对模拟输出信号进行放大及滤波以产生经调制的射频信号。在实施例中,模拟输出信号的上变频会得到具有比模拟输出信号高的频率的经调制射频信号。发射电路257a可包括放大器、滤波器、混频器、输入匹配电路、振荡器、本地振荡器(localoscillator,lo)、锁相环电路等中的至少一者。在实施例中,功率放大器226a接收并放大经调制的射频信号,并经由天线接口电路222向主天线210提供具有适当的输出功率电平的发射射频信号。经调制的射频信号可经由主天线210被发射到基站。

收发器220及收发器250的全部或其中之一可被实作为模拟集成电路、射频集成电路、或混频信号集成电路。举例来说,低噪声放大器224a至224k以及254a至254l、以及接收电路225a至225k以及255a至255l可被实作为一个模块(例如,射频集成电路)。然而,本发明概念并非仅限于此。举例来说,可以各种不同的方式来实作收发器220及250的电路配置。

图4是根据本发明概念示例性实施例的接收器400的方块图。接收器400可用于实作图3所示接收器230a至230k及/或接收器260a至260l中的一者或多者。

参照图4,接收器400包括支持非载波聚合及带内载波聚合的载波聚合低噪声放大器440、天线410、天线接口电路420、输入匹配电路430、及多个输出电路450_1至450_m。载波聚合低噪声放大器440可对图3所示低噪声放大器224a至224k以及254a至254l中的至少一者的输出进行运算。载波聚合低噪声放大器440可包括单个输入端及多个(m个)输出端。举例来说,载波聚合低噪声放大器440可从单个输入端接收输入射频信号并基于输入射频信号经由多个输出端输出多个射频信号。接收器400可经由天线410接收由至少一个载波发射的输入射频信号(或下行链路信号)。天线410可将所接收到的射频信号提供到天线接口电路420。在实施例中,天线接口电路420执行频率滤波以及对所接收到的射频信号进行路由以向输入匹配电路430提供接收器输入信号rxin。输入匹配电路430可通过阻抗匹配(impedancematching)来向载波聚合低噪声放大器440提供射频输入信号rfin。输入匹配电路430可执行载波聚合低噪声放大器440与天线接口电路420或天线410之间的阻抗匹配。输入匹配电路430可包含在天线接口电路420中。

载波聚合低噪声放大器440以利用一个载波的载波聚合形式或以非载波聚合形式来放大射频输入信号rfin以经由一个低噪声放大器输出端输出一个射频输出信号,或者以包括m个载波的带内载波聚合形式来放大射频输入信号rfin以经由m个低噪声放大器输出端输出m个射频输出信号rfout1至rfoutm,其中m大于1。在实施例中,载波聚合低噪声放大器440从外部来源接收模式控制信号xmod,且基于模式控制信号xmod的值或电平来以单输出模式或多输出模式中的一种模式运行。在单输出模式中,载波聚合低噪声放大器440以一个输入及一个输出的配置运行,并接收射频输入信号rfin,射频输入信号rfin包括通过一个载波发射的至少一个信号。单输出模式可用于接收通过一个载波而非利用载波聚合发射的信号。在多输出模式中,载波聚合低噪声放大器440以一个输入及m个输出的配置运行,并接收包括通过多个载波发射的信号的射频输入信号rfin且分别向m个输出电路450_1至450_m输出m个射频输出信号rfout1至rfoutm。一个射频输出信号可对应于一个载波。在实施例中,输出电路450_1至450_m中的至少一者接收射频输出信号并对射频输出信号进行下变频以将射频输出信号输出为基带信号。在实施例中,所述下变频将射频输出信号变频成较低频率的信号。输出电路450_1至450_m可对应于图3所示接收电路225及255。

图5a及图5b是根据示例性实施例的图4所示接收器400的低噪声放大器440及输出电路450的方块图。

参照图5a,接收器400包括载波聚合低噪声放大器440以及所述多个输出电路450_1至450_m。载波聚合低噪声放大器440包括至少一个放大器区块ampb。放大器区块ampb包括第一放大单元442及第二放大单元446。第一放大单元442包括放大电路443,放大电路443将射频输入信号rfin放大且可抵消在放大期间产生的非线性度因数。第二放大单元446经由第一放大单元442的输出节点x连接到第一放大单元442,并从第一放大单元442接收经放大的射频输入信号。第二放大单元446包括多个放大电路446_1至446_m,且放大电路446_1至446_m中的每一者可接收启用/禁用控制信号en/dis_cs以对启用及禁用进行控制。举例来说,当接收到以带内载波聚合形式利用g(其中g是小于m的整数)个载波发射的射频信号时,可从放大电路446_1至446_m中选择并启用g个放大电路,且被启用的放大电路可分别输出射频输出信号。举例来说,当g小于可用放大电路的总数目时,可将其余的放大电路禁用以节省电力。当假设接收到以带内载波聚合形式利用m个载波发射的射频信号时,放大电路446_1至446_m中的每一者可将射频输入信号放大并抵消在放大期间产生的非线性度因数以输出射频输出信号rfout1至rfoutm。

如上所述,根据本发明的载波聚合低噪声放大器440可抵消在放大预定信号时产生的非线性度因数,以改善其线性度被看重的增益特征。另外,第二放大单元446从第一放大单元442接收经放大的射频输入信号并再次将所接收到的射频输入信号放大,且因此,可在消耗较少的直流(directcurrent,dc)电流的同时输出具有期望量值的射频输出信号。

输出电路450_1至450_m分别包括连接到第二放大单元446的放大电路446_1至446_m的负载电路451_1、451_2、...、451_m、以及下变频器电路452_1至452_m。在实施例中,负载电路451_1至451_m是基带滤波器。第一下变频器电路452_1包括两个混频器453_1及454_1、以及基带滤波器455_1及456_1。第一下变频器电路452_1的结构可应用于其他下变频器电路452_2至452_m。举例来说,第二下变频器电路452_2包括两个混频器453_2及454_2、以及基带滤波器455_2及456_2,且第m下变频器电路452_m包括混频器453_m及454_m、以及基带滤波器455_m及456_m。当假设接收到以带内载波聚合形式利用m个载波发射的射频信号时,输出电路450_1至450_m可分别将射频输出信号rfout1至rfoutm变频成基带信号xbasout1至xbasoutm。混频器453_1、453_2、...、453_m可接收同相本地振荡器信号ilo1,且混频器454_1、454_2、...454_m可接收正交本地振荡器信号qlo1。

参照图5b,不同于图5a所示实例,接收器400'进一步包括开关单元444',开关单元444'包括多个开关装置sw1、sw2、...、swm。因此,当接收到以带内载波聚合形式利用n个载波发射的射频信号时,可通过开关控制信号swcs来控制开关单元444'以使得从放大电路446_1'至446_m'中选择n个放大电路。然而,本发明概念的实施例并非仅限于图5a所示接收器400以及图5b所示接收器400'的结构。

图6是根据本发明示例性实施例的接收器500的方块图。接收器500可用于实作图3所示接收器230a至230k及/或接收器260a至260l中的一者或多者。

参照图6,接收器500包括支持非载波聚合、带内载波聚合、及带间载波聚合的多输入多输出低噪声放大器540、天线510、天线接口电路520、输入匹配电路、及多个输出电路550_1至550_m。输入匹配电路可包括第一输入匹配电路530_1至第n输入匹配电路530_n。多输入多输出低噪声放大器540可对图3所示低噪声放大器224及254中的一者的输出进行运算。多输入多输出低噪声放大器540可包括多个(n个)输入端及多个(m个)输出端。接收器500可经由天线510接收从同一频带或不同频带内的多个载波或一个载波发射的射频信号(或下行链路信号)。天线510可将所接收到的射频信号提供到天线接口电路520。天线接口电路520可对所接收到的射频信号执行频率滤波。作为实例,天线接口电路520对射频信号进行滤波以产生利用第一频带中的载波发射的第一接收器输入信号rxin1。另外,天线接口电路520对射频信号进行滤波以产生利用第n频带中的载波发射的第n接收器输入信号rxinn。天线接口电路520可产生一个至n个接收器输入信号rxin1至rxinn,且可进行路由以将接收器输入信号提供到输入匹配电路530_1至530_n。输入匹配电路530_1至530_n可通过执行阻抗匹配操作来提供被应用于多输入多输出低噪声放大器540的一个到n个射频输入信号rfin1至rfinn。

多输入多输出低噪声放大器540可接收一个到n个射频输入信号rfin1至rfinn。举例来说,多输入多输出低噪声放大器540可将从非载波聚合或带内载波聚合发射的一个射频输入信号放大成从带间载波聚合发射的n个射频输入信号。多输入多输出低噪声放大器540可将可接收到的一个到n个射频输入信号rfin1至rfinn放大以分别向输出电路550_1至550_m输出射频输出信号rfout1至rfoutm。

在实施例中,多输入多输出低噪声放大器540从外部来源接收模式控制信号xmod,且基于模式控制信号xmod的值或电平来以单输出模式、带内载波聚合模式、及带间载波聚合模式中的一种模式运行。在单输出模式中,多输入多输出低噪声放大器540以一个输入及一个输出的配置运行。另外,多输入多输出低噪声放大器540可接收包括通过一个载波发射的至少一个信号的射频输入信号,并将射频输入信号放大以输出一个射频输出信号。在带内载波聚合模式中,多输入多输出低噪声放大器540以一个输入及m个输出的配置运行,其中m大于1。另外,多输入多输出低噪声放大器540可接收包括通过同一频带中的多个载波发射的多个传输的射频输入信号,且可分别向m个输出电路550_1至550_m输出一到m个射频输出信号rfout1至rfoutm。一个射频输出信号可对应于一个载波。在带间载波聚合模式中,多输入多输出低噪声放大器540以n个输入及m个输出的配置运行,其中n及m大于1。另外,多输入多输出低噪声放大器540可接收包括通过一到n个不同频带中的一到m个载波发射的多个传输的射频输入信号,且可分别向m个输出电路550_1至550_m输出射频输出信号rfout1至rfoutm。输出电路550_1至550_m中的至少一者可接收射频输出信号并对射频输出信号进行下变频以将射频输出信号输出为基带信号。

图7a是根据示例性实施例的图6所示接收器500的方块图,图7b是说明接收器以带间载波聚合形式进行的操作的方块图,且图7c是说明接收器以带内载波聚合形式进行的操作的方块图。

参照图7a,接收器500包括多输入多输出低噪声放大器540以及多个输出电路550_1至550_m。多输入多输出低噪声放大器540包括多个放大器区块ampb_1至ampb_n。所述多个放大器区块ampb_1至ampb_n分别接收射频输入信号rfin1至rfinn,并将射频输入信号rfin1至rfinn放大,以产生射频输出信号rfout1至rfoutm,且可输出射频输出信号rfout1至rfoutm。所述多个放大器区块ampb_1至ampb_n连接到输出电路550_1至550_m。举例来说,第一放大器区块ampb_1可连接到m个输出电路550_1至550_m,且其他放大器区块ampb_2至ampb_m可分别连接到m个输出电路550_1至550m。第一输出电路550_1可包括负载电路551_1及下变频器电路552_1。第一输出电路550_1的结构可应用于其他输出电路550_m。举例来说,第m输出电路550_m可包括第m负载电路551_m及第m下变频器电路552_m。输出电路550_1至550_m可分别接收射频输出信号rfout1至rfoutm中的一者并对射频输出信号rfout1至rfoutm中的所述一者进行下变频,以输出基带信号xbasout1至xbasoutm。

图7b是说明接收器500以带间载波聚合形式进行的操作的图。参照图7b,接收器500包括多输入多输出低噪声放大器540以及第一输出电路至第五输出电路550_1、550_2、550_3、550_4及550_5,且多输入多输出低噪声放大器540包括第一放大器区块至第八放大器区块ampb_1、ampb_2、ampb_3、ampb_4、ampb_5、ampb_6、ampb_7及ampb_8。第一输出电路550_1包括第一负载电路551_1及第一下变频器电路552_1,第二输出电路550_2包括第二负载电路551_2及第二下变频器电路552_2,第三输出电路550_3包括第三负载电路551_3及第三下变频器电路552_3,第四输出电路550_4包括第四负载电路551_4及第四下变频器电路552_4,且第五输出电路550_5包括第五负载电路551_5及第五下变频器电路552_5。在下文中,将阐述其中基站利用第一频带的第一载波ω1、第三频带的第二载波ω2、以及第五频带的第三载波ω3来发射射频信号的情形。

首先,启用放大器区块ampb_1至ampb_8中的一些放大器区块(ampb_1、ampb_3、及ampb_5),且被启用的放大器区块ampb_1、ampb_3及ampb_5分别接收与第一载波ω1至第三载波ω3对应的第一射频输入信号rfin1至第三射频输入信号rfin3。第一放大器区块ampb_1将第一射频输入信号rfin1放大并抵消在放大期间产生的非线性度因数,且可向被启用的第一输出电路550_1输出第一射频输出信号rfout1。第三放大器区块ampb_3将第二射频输入信号rfin2放大并抵消在放大期间产生的非线性度因数,且可向被启用的第二输出电路550_2输出第二射频输出信号rfout2。另外,第五放大器区块ampb_5将第三射频输入信号rfin3放大并抵消在放大期间产生的非线性度因数,且可向被启用的第三输出电路550_3输出第三射频输出信号rfout3。被启用的输出电路550_1至550_3可输出与载波ω1至ω3对应的基带信号xbasout1至xbasout3。

图7c是说明接收器500以带内载波聚合形式进行的操作的图。参照图7c,接收器500包括多输入多输出低噪声放大器540以及第一输出电路550_1至第五输出电路550_5,且多输入多输出低噪声放大器540包括第一放大器区块ampb_1至第八放大器区块ampb_8。在下文中,将阐述其中基站利用同一频带的第一载波ω1、第二载波ω2、以及第三载波ω3来发射射频信号的情形。

首先,从放大器区块ampb_1至ampb_8中启用第一放大器区块ampb_1,且被启用的放大器区块ampb_1接收与第一载波ω1至第三载波ω3对应的第一射频输入信号rfin1。第一放大器区块ampb_1将第一射频输入信号rfin1放大并抵消在放大期间产生的非线性度因数,并向被启用的第一输出电路550_1输出与第一载波ω1对应的第一射频输出信号rfout1。另外,第一放大器区块ampb_1将第一射频输入信号rfin1放大并抵消在放大期间产生的非线性度因数,并向被启用的第二输出电路550_2输出与第二载波ω2对应的第二射频输出信号rfout2。最后,第一放大器区块ampb_1将第一射频输入信号rfin1放大并抵消在放大期间产生的非线性度因数,并向被启用的第三输出电路550_3输出与第三载波ω3对应的第三射频输出信号rfout3。被启用的输出电路550_1至550_3可输出与载波ω1至ω3对应的基带信号xbasout1至xbasout3。在下文中,以下将阐述根据本发明概念实施例的放大器区块的详细结构的特征。

图8a及图8b是根据本发明示例性实施例的图5a所示第一放大单元442的方块图。

参照图8a,第一放大单元442a包括第一输入放大器442_1a及第二输入放大器442_2a。第一输入放大器442_1a与第二输入放大器442_2a可并联连接到彼此。也就是说,第一输入放大器442_1a的输入端与第二输入放大器442_2a的输入端通过y节点连接,且第一输入放大器442_1a的输出端与第二输入放大器442_2a的输出端通过x节点连接。

第一输入放大器442_1a接收射频输入信号rfin,并将射频输入信号rfin放大以产生包括第一非线性度因数nlf1的第一射频放大信号rfin_b1。第二输入放大器442_2a接收射频输入信号rfin,并将射频输入信号放大以产生包括第二非线性度因数nlf2的第二射频放大信号rfin_b2。非线性度因数可为在由预定的放大器将信号放大时产生的信号,且非线性度因数可包括会妨碍放大器的线性度因数中的至少一者。作为实例,当放大器包括晶体管时,由与晶体管的跨导相关的系数产生的信号可对应于非线性度因数。

作为实例,彼此不同地设定第一输入放大器442_1a的特征与第二输入放大器442_2a的特征,且因而,由第一输入放大器442_1a产生的第一非线性度因数nlf1的符号不同于由第二输入放大器442_2a产生的第二非线性度因数nlf2的符号。举例来说,当第一非线性度因数nlf1具有正号时,第二非线性度因数nlf2具有负号。第一射频放大信号rfin_b1与第二射频放大信号rfin_b2可在x节点处进行组合并输出为第三射频放大信号rfin_b3。此处,由于第一非线性度因数nlf1的符号与第二非线性度因数nlf2的符号彼此不同,因此第一非线性度因数nlf1与第二非线性度因数nlf2可彼此抵消。第一放大单元442a中的非线性度因数的抵消可被称为第一消除。因此,第三射频放大信号rfin_b3可包括第三非线性度因数nlf3,第三非线性度因数nlf3是第一非线性度因数nlf1与第二非线性度因数nlf2之间的抵消的结果。

参照图8b,当与图8a所示第一放大单元442a的配置进行比较时,第一放大单元442b可进一步包括反馈电路442_3b。反馈电路442_3b可并联连接到第一输入放大器442_1b及第二输入放大器442_2b。也就是说,反馈电路442_3b可连接在x节点与y节点之间。由于第一放大单元442b包括反馈电路442_3b,因此第一放大单元442b的输入阻抗zin可恒定地维持为预定值。在实施例中,反馈电路442_3b被配置成使第一放大单元442b的输入阻抗zin对应于预定目标阻抗(例如,50欧姆)。另外,反馈电路442_3b可使得能够充分执行对包括第一放大单元442b的低噪声放大器的输入匹配操作。此外,反馈电路442_3b可将第一放大单元442b的放大增益设定成恒定的以使第一放大单元442b的线性度可得到提高。

图9a及图9b是示出图5a所示第二放大单元446的实例的方块图。

参照图9a,如在图5a中一样,第二放大单元446a可包括多个放大电路。放大电路4461a可为所述多个放大电路中的一者,且放大电路446_1a的配置可应用于所述多个放大电路。放大电路446_1a包括放大器446_11a。放大器446_11a从第一放大单元442a接收包括第三非线性度因数nlf3的第三射频放大信号rfin_b3。放大器446_11a可通过将第三射频放大信号rfin_b3放大来产生射频输出信号rfout。根据本发明概念实施例的放大器446_11a在将第三射频放大信号rfin_b3放大时会产生第四非线性度因数nlf4,第四非线性度因数nlf4具有与第三经放大非线性度因数bnlf3的符号不同的符号。此处,当放大器446_11a将第三射频放大信号放大时,放大器446_11a可通过将所产生的第四非线性度因数nlf4与经放大的第三非线性度因数bnlf3相加来抵消第四非线性度因数nlf4以及经放大的第三非线性度因数bnlf3。第二放大单元446a中的非线性度因数的抵消可被称为第二消除。因此,射频输出信号rfout可包括最终非线性度因数fnlf,最终非线性度因数fnlf是第四非线性度因数nlf4与经放大的第三非线性度因数bnlf之间抵消的结果。最终非线性度因数fnlf可具有值0或接近0的值。由此,第二放大单元446a将非线性度因数移除,并提高第二放大单元446a的线性度。然而,本发明概念并非仅限于图8a所示第一放大单元442a及图9a所示第二放大单元446a。举例来说,第一放大单元442a或第二放大单元446a除了第一消除及第二消除之外还可包括用于抵消非线性度因数的更多的电路配置。

参照图9b,当与图9a所示第二放大单元446a进行比较时,第二放大单元446b的放大电路446_1b可进一步包括电流缓冲器446_12b。由于存在电流缓冲器446_12b,因此可向放大电路446_1b提供大的输入/输出阻抗,且因此,放大电路446_1b的放大增益可得到提高。另外,电流缓冲器446_12b可降低流经放大电路446_1b的电流的变化程度,且因此,可执行稳定的放大操作。

图10是说明根据本发明示例性实施例的将要被抵消的非线性度因数的曲线图。

参照图10,晶体管的相对于包括预定晶体管的放大器的跨导二阶导数gm″成为在放大器的放大操作期间妨碍线性度的因数。具体来说,gm″的值根据晶体管的栅极-源极电压(gate-sourcevoltage,vgs)或偏压而变化。更详细来说,基于预定参考值vr,gm″可具有处于区a中的正值且可具有处于区b中的负值。尽管晶体管的gm″的特性可根据晶体管的电路配置而变化,然而将基于图10所示曲线图来提供以下说明。

图11a及图11c是根据本发明示例性实施例的低噪声放大器500a、500b及500c的详细电路图。

参照图11a,低噪声放大器500a包括第一放大单元510a、第二放大单元520a及开关530a。在图11a至图11c中的第二放大单元520a、520b及520c中示出多个放大电路中的仅一个放大电路。第一放大单元510a包括第一输入放大器512a及第二输入放大器514a。第一输入放大器512a包括作为nmos晶体管的ma1晶体管,且第二输入放大器514a包括作为pmos晶体管的ma2晶体管。ma1晶体管的源极与ma2晶体管的漏极可经由x节点连接到彼此,且ma1晶体管的栅极与ma2晶体管的栅极可经由y节点连接到彼此。ma2晶体管的源极可接收电源电压vdd,且ma1晶体管的漏极可接收接地电压。第二放大单元520a包括放大器522a,且放大器522a包括作为nmos晶体管的mb1晶体管。开关530a包括根据开关控制信号swcs而接通或断开的开关装置sw,且在下文中,将在开关装置sw处于导通状态的假设下进行阐述。

首先,将射频输入信号rfin施加到ma1晶体管的栅极以及ma2晶体管的栅极。ma1晶体管将射频输入信号rfin放大,以产生第一射频放大信号rfin_b1。在下文中,非线性度原因信号(non-linearitycausesignal)是与上述非线性度因数对应的信号,且基波信号(fundamentalsignal)可为包括图3所示数据处理器280执行数据处理操作时所需要的信息的信号。

第一射频放大信号rfin_b1可包括与非线性度因数对应的第一非线性度原因信号ncs1、以及第一基波信号fsin_b1。ma2晶体管可将射频输入信号放大,以产生第二射频放大信号rfin_b2。第二射频放大信号rfin_b2可包括与非线性度因数对应的第二非线性度原因信号ncs2以及第二基波信号fsin_b2。非线性度原因信号是由晶体管的gm″分量产生,且可为降低第一放大单元510a或第二放大单元520a的线性度的原因。

在根据实施例的第一放大单元510a中,为抵消第一非线性度原因信号ncs1及第二非线性度原因信号ncs2,第一输入放大器512a可产生具有正值的第一非线性度原因信号ncs1,且第二输入放大器514a可产生具有负值的第二非线性度原因信号ncs2。在实施例中,为产生具有不同符号的非线性度原因信号,ma1晶体管的偏压与ma2晶体管的偏压不同。在实施例中,为对具有不同符号的非线性度原因信号的量值进行调整,ma1晶体管的宽度(或宽度函数)与ma2晶体管的宽度不同。当晶体管的宽度增大时,包括晶体管的放大器可能需要比达到目标放大增益所需的偏压更小的偏压。

参照图10,当第一晶体管trwd1具有第一宽度wd1且第二晶体管trwd2具有比第一宽度wd1小的第二宽度wd2时,第一晶体管trwd1需要第一偏压vgs1且第二晶体管trwd2需要比第一偏压vgs1大的第二偏压vgs2以达到相同的目标增益。当向第一晶体管trwd1施加第一偏压vgs1时,第一晶体管trwd1的gm″可具有正值,且当向第二晶体管trwd2施加第二偏压vgs2时,第二晶体管trwd2的gm″可具有负值。

基于以上特性,ma1晶体管的宽度以及ma2晶体管的宽度可被设定成使得ma1晶体管的gm″具有负值且ma2晶体管的gm″具有正值,且放大器可在此基础上进行设计。综上所述,对ma1晶体管的运行区与ma2晶体管的运行区进行不同地设定,且因此,可在放大的同时抵消非线性度因数。

作为实例,可将ma1晶体管的宽度以及ma2晶体管的宽度设定成使得由第一输入放大器512a产生的第一非线性度原因信号ncs1的绝对值与由第二输入放大器514a产生的第二非线性度原因信号ncs2的绝对值彼此相等。作为实例,ma2晶体管的宽度可大于ma1晶体管的宽度。此处,在第一射频放大信号rfin_b1以及第二射频放大信号rfin_b2之后从x节点输出的第三射频放大信号rfin_b3,以使得第三射频放大信号rfin_b3不包括非线性度原因信号ncs3,而是只包括第三基波信号fsin_b3。

第三射频放大信号rfin_b3可被施加到mb1晶体管的栅极。mb1晶体管可将第三射频放大信号rfin_b3放大,以产生射频输出信号rfout。射频输出信号rfout可包括基波输出信号fsout及第四非线性度原因信号ncs4。由于在第一放大单元510a中对非线性度原因信号进行抵消,因此射频输出信号rfout不包括除第四非线性度原因信号ncs4之外的非线性度原因信号,且因此可确保线性度。mb1晶体管的漏极可接收接地电压且mb1晶体管的源极可提供射频输出信号rfout。

参照图11b,低噪声放大器500b包括ma1'晶体管、ma2'晶体管及mb1'晶体管,ma1'晶体管、ma2'晶体管及mb1'晶体管具有与图11a所示低噪声放大器500a中所包括的ma1晶体管、ma2晶体管及mb1晶体管不同的宽度。由第一输入放大器512b产生的第一非线性度原因信号ncs1'具有正号且由第二输入放大器514b产生的第二非线性度原因信号ncs2'具有负号,且可将ma1'晶体管的宽度以及ma2'晶体管的宽度设定成使得第一非线性度原因信号ncs1'的绝对值大于第二非线性度原因信号ncs2'的绝对值。作为实例,ma2'晶体管的宽度可大于ma1'晶体管的宽度。结果,由第一放大器510b产生的第三射频放大信号rfin_b3'可包括具有预定正值的第三非线性度原因信号ncs3'。

放大器522b可将第三射频放大信号rfin_b3'放大,以输出射频输出信号rfout'。在实施例中,mb1'晶体管的宽度被设定成使由放大器522b产生的第四非线性度原因信号ncs4'具有与第三经放大非线性度原因信号bncs3'的符号不同的符号,且具有与第三经放大非线性度原因信号bncs3'的绝对值相同的绝对值。作为实例,如以上参照图10所述,mb1'晶体管的宽度可被设定成使mb1'晶体管的gm″具有正值。因此,第四非线性度原因信号ncs4'与第三经放大非线性度原因信号bncs3'可彼此抵消,且射频输出信号rfout'可仅包括基波输出信号fsout。因此,低噪声放大器500b的线性度可得到提高。

参照图11c,低噪声放大器500c包括ma1″晶体管及ma2'晶体管,ma1″晶体管及ma2″晶体管具有与图11b所示低噪声放大器500b中所包括的ma1'晶体管及ma2'晶体管不同的宽度。作为实例,可将ma1″晶体管的宽度及ma2″晶体管的宽度设定成使得由第一输入放大器512c产生的第一非线性度原因信号ncs1″具有正号且由第二输入放大器514c产生的第二非线性度原因信号ncs2″具有负号,且第一非线性度原因信号ncs1″的绝对值小于第二非线性度原因信号ncs2″的绝对值。作为实例,'ma1″晶体管的宽度可小于ma2″晶体管的宽度。结果,由第一放大器510c产生的第三射频放大信号rfin_b3″可包括具有预定负值的第三非线性度原因信号ncs3″。

放大器522c可将第三射频放大信号rfin_b3″放大,以输出射频输出信号rfout″'。mb1″mb1″晶体管的宽度可被设定成使由放大器522c产生的第四非线性度原因信号ncs4″具有与第三经放大非线性度原因信号bncs3″的符号不同的符号,且具有与第三经放大非线性度原因信号bncs3″的绝对值相等的绝对值。作为实例,如以上参照图10所说明,mb1″mb1″晶体管的宽度可被设定成使mb1″mb1″晶体管的gm″具有负值。因此,第四非线性度原因信号ncs4″与第三经放大非线性度原因信号bncs3″可彼此抵消,且射频输出信号rfout″可仅包括基波输出信号fsout″。因此,低噪声放大器500c的线性度可得到提高。然而,本发明概念并非仅限于参照图11a至图11c所说明的低噪声放大器的实施例。另外,可提供各种实施例,在所述实施例中,第一放大器中在非线性度原因信号之间进行的第一消除以及第二放大器中在非线性度原因信号之间进行的第二消除。

图12a至图12c是根据本发明示例性实施例的低噪声放大器600a、600b及600c的详细电路图。

参照图12a,低噪声放大器600a包括第一放大单元610a及第二放大单元620a。图12a至图12c示出第二放大单元620a中所包括的多个放大电路中的仅一个放大电路。第一放大单元610a包括第一输入放大器612a、第二输入放大器614a及反馈电路616a。反馈电路616a可包括电阻器装置rf(例如,电阻器)以及电容器装置cf。电阻器装置rf与电容器装置cf可串联连接到彼此。反馈电路616a连接到y节点及x节点以并联连接到第一输入放大器612a及第二输入放大器614a。以上已参照图11a至图11c阐述了第一输入放大器612a及第二输入放大器614a的配置,且因此,此处不再对其予以详述。

第二放大单元620a包括放大器622a及电流缓冲器624a。电流缓冲器624a可包括作为nmos晶体管的mb2晶体管。mb2晶体管可与放大器622a的mb1晶体管形成级联结构,且可被称为级联晶体管。作为实例,可根据开关控制信号swcs2来控制mb2晶体管的接通/断开。可通过控制mb2晶体管的接通/断开来启用或禁用第二放大单元620a。

参照图12b,当与图12a所示低噪声放大器600a的配置进行比较时,第一放大单元610b及第二放大单元620b可进一步包括第一互连电路及第二互连电路617b、618b及626b。第一互连电路617b可包括具有足够大的电容的cc1耦合电容器,从而具有比ma1晶体管的跨导(或1/gm)小的阻抗。第二互连电路618b可包括具有足够大的电容的cc2耦合电容器,从而具有比ma2晶体管的跨导(或1/gm)小的阻抗。另外,第一互连电路626b可包括具有足够大的电容的cc3耦合电容器,从而具有比mb1晶体管的跨导(或1/gm)小的阻抗。

如以上参照图8b所阐述,第一放大单元610b的输入阻抗zin1可因反馈电路616a而具有恒定的目标阻抗。因此,第一放大单元610b的放大增益可具有恒定值,以提高低噪声放大器600b的线性度。另外,对于第二放大单元620b的输入阻抗zin2来说,如以上参照图9b所阐述,第二放大单元620b可因电流缓冲器624b而具有大的输入/输出阻抗,且可具有比第一放大单元610b的输出阻抗zout大得多的阻抗值。因此,第二放大单元620b可包括多个放大电路(图中未示出),且即使在启用或禁用一个放大电路(例如,包括放大器622b及电流缓冲器624b的放大电路)时也可包括多个放大电路。第二放大单元620b的输入阻抗zin2非常大,且因此,在其他放大电路中流动的电流量会变化。因此,第二放大单元620b中所包括的放大电路中的每一者可具有为恒定值的放大增益,从而提高低噪声放大器600b的线性度。

参照图12c,与图12a所示低噪声放大器600a相比,第二放大单元620c可进一步包括电流引导电路626c。电流引导电路626c包括mb3晶体管,且mb3晶体管的接通/断开可根据开关控制信号swcs3来控制。更详细来说,如果需要减小射频输出信号rfout的量值,则可接通mb3晶体管。也就是说,当接通mb3晶体管时,在放大器622c中流动的电流中的一些电流朝电流引导电路626c流动,且因此,可输出具有量值的射频输出信号rfout,其中所述量值小于在断开mb3晶体管时输出的量值。第二放大单元620c的放大增益可利用电流引导电路626c来调整。

图13是根据本发明示例性实施例的低噪声放大器700的详细电路图,且图14a及图14b是说明低噪声放大器700的放大操作的电路图。

参照图13,低噪声放大器700包括第一放大单元710及第二放大单元720。第一放大单元710包括第一输入放大器712、第二输入放大器714、反馈电路716、以及互连电路717及718。第一放大单元710的结构与参照图12a的以上说明相同,且不再对其予以详述。

第二放大单元720包括多个放大电路720_1、720_2、...、720_m。放大电路720_1至720_m可分别包括放大器722_1、722_2、...、722_m、电流缓冲器724_1、724_2、...、724_m、以及互连电路726_1、726_2、...、726_m。第一放大器722_1可包括晶体管mb1_1,第二放大器722_2可包括晶体管mb1_2,且第m放大器722_m可包括晶体管mb1_m。第一电流缓冲器724_1可包括晶体管mb2_1,第二电流缓冲器724_2可包括晶体管mb2_2,且第m电流缓冲器724_m可包括晶体管mb2_m。第一互连电路726_1可包括电容器cc3_1,第二互连电路726_2可包括电容器cc3_2,且第m互连电路726_m可包括电容器cc3_m。尽管图13未示出,然而放大电路720_1至720_m中的每一者可进一步包括图12c所示电流引导电路626c。第二放大单元720的放大电路720_1至720_m的启用及禁用可根据开关控制信号swcs2_1、swcs2_2、...、swcs2_m来进行控制,且被启用的放大电路720_1至720_m可从第一放大单元710接收经放大的射频输入信号并将经放大的射频输入信号放大以输出射频输出信号rfout1至rfoutm。

图14a是说明低噪声放大器700以非载波聚合或带间载波聚合形式进行的放大操作的图。参照图14a,第一放大单元710通过预定频带中的第一载波ω1接收射频输入信号rfin。如上所述,第一放大单元710可将射频输入信号rfin放大,并抵消在放大期间产生的非线性因数。在实施例中,通过开关控制信号swcs2_1启用第二放大单元720的放大电路720_1至720_m中的仅第一放大电路720_1,且通过开关控制信号swcs_2至swcs2_m禁用其他放大电路712_2至720_m。第一放大电路720_1从第一放大单元710接收经放大的射频输入信号,将经放大的射频输入信号放大,并抵消在放大期间产生的非线性因数以及先前存在的非线性因数。第一放大电路720_1可输出与第一载波ω1对应的第一射频输出信号rfout1。

图14b是说明低噪声放大器700以带内载波聚合形式进行的放大操作的图。参照图14b,第一放大单元710接收通过预定频带中的第一载波ω1及第二载波ω2发射的射频输入信号rfin。如上所述,第一放大单元710可将射频输入信号rfin放大,并抵消在放大期间产生的非线性因数。在实施例中,通过开关控制信号swcs2_1及swcs2_2启用第二放大单元720的放大电路720_1至720_m中的仅第一放大电路720_1及第二放大电路720_2,且通过开关控制信号swcs2_m禁用其他放大电路720_m。第一放大电路720_1及第二放大电路720_2从第一放大单元710接收经放大的射频输入信号,将经放大的射频输入信号放大,并抵消在放大期间产生的非线性因数以及先前存在的非线性因数。第一放大电路720_1输出与第一载波ω1对应的第一射频输出信号rfout1,且第二放大电路720_2输出与第二载波ω2对应的第二射频输出信号rfout2。

图15是说明根据本发明示例性实施例的无线通信装置的操作的流程图。

参照图15,所述无线通信装置的放大器区块中所包括的第一放大单元接收射频输入信号,并将射频输入信号放大成第一射频放大信号及第二射频放大信号,所述第一射频放大信号包括第一非线性度因数,所述第二射频放大信号包括第二非线性度因数,所述第二非线性度因数具有与所述第一非线性度因数的符号不同的符号(s100)。第一放大单元通过对第一射频放大信号与第二射频放大信号进行组合来产生第三射频放大信号,第三射频放大信号包括将第一非线性度因数与第二非线性度因数彼此抵消的结果(或第三非线性度因数)(s110)。放大器区块中所包括的第二放大单元从第一放大器接收第三射频放大信号并放大第三射频放大信号,以产生与预定载波对应的射频输出信号(s120)。无线通信装置中所包括的输出电路从第二放大单元接收射频输出信号,并对射频输出信号进行下变频以产生基带信号(s130)。

图16是说明根据本发明示例性实施例的图15所示操作s120的流程图。

参照图16,在操作s110之后,第二放大单元将第三射频放大信号放大成使得经放大的第三非线性度因数的符号不同于在放大第三射频放大信号时产生的第四非线性度因数的符号(s122)。第二放大单元产生射频输出信号,射频输出信号包括对经放大的第三非线性度因数与第四非线性度因数进行抵消的结果(s124)。之后,可执行操作s130。

尽管已参照本发明的实施例具体示出并阐述了本发明概念,然而应理解,可在本文中作出形式及细节上的各种改变,此并不背离本发明的精神及范围。

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