用于噪声抵消接收器的阻断器滤波的制作方法
【专利说明】用于噪声抵消接收器的阻断器滤波
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2014年3月27日提交的美国申请N0.14/227,877的优先权，其也要求2013年8月30日提交的美国临时申请N0.61/871,990的优先权，该申请的内容在此出于所有目的通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本公开涉及集成电路(IC)设计，并且更特别地涉及噪声抵消接收器的设计。
【背景技术】
[0004]在射频(RF)通信接收器的设计中，通常希望提供低噪声前端以克服来自接收链的后续级的噪声贡献。某些接收器前端采用噪声抵消体系结构，其中由两个信号路径产生的信号电流加权并总和在一起以抵消接收到信号中的噪声的带外干扰。该体系结构可以有利地减轻接收链中前端放大器和混频器的设计需求。
[0005]在某些实施方式中，噪声抵消体系结构可以包括耦合至混频器输出端的电容器以旁路分流不希望的差模信号分量(例如由于本地振荡器局部馈通或带外阻断器)以及共模信号分量(例如由于RF信号馈通或两倍于本地振荡器频率的谐波分量)。然而，提供这些电容器可以不希望地降低接收链的跨导放大器(TIA)的输入阻抗峰值频率，以及存在带外阻断器时降低TIA的线性。此外，电容器可以不希望地耗费大量片上面积。
[0006]因此，将希望提供技术以通过改进带外干扰信号抑制和接收器线性而改进噪声抵消接收器前端的性能。
【附图说明】
[0007]图1示出了其中可以实施本公开的技术的现有技术无线通信装置的设计的框图。
[0008]图2示出了噪声抵消接收器前端的一种实施方式。
[0009]图3示出了本公开的一个示例性实施例，其中额外的混频器还与混频器并联耦合以改进接收器中的噪声抵消和阻断器滤波。
[0010]图4示出了在正交下变频转换噪声抵消接收器中包括反相耦合计数的备选示例性实施例。
[0011]图5示出了在图4中接收信号路径中某些部分的单平衡混频器实施方式的示例性实施例。
[0012]图6示出了通过在第一信号路径和第二信号路径之间并入交叉耦合电容器的本公开基带阻断器滤波(BBBF)技术的示例性实施例。
[0013]图7示出了在两个(例如同相和正交)第一信号路径和两个(例如同相和正交)第二信号路径之间并入交叉耦合电容器的接收器的示例性实施例。
[0014]图8示出了根据本公开的阻断器抑制计数的示意性滤波响应。
[0015]图9示出了用于驱动具有多个相位的本地振荡器的示例性方案。
[0016]图10示出了根据本公开的方法的示例性实施例。
[0017]图11和图12进一步示出了根据本公开的容纳了同相和正交下变频转换路径的噪声抵消接收器的备选示例性实施例。
【具体实施方式】
[0018]下文中参照附图更完整描述本公开的各个特征方面。然而本公开可以具体化为许多形式并且不应构造为限定于本公开全文中所展示的任何特定结构或功能。相反，提供这些特征方面以使得本公开将是详尽和完整的，并且将向本领域技术人员完全传递本公开的范围。基于在此的教导，本领域技术人员应该意识到本公开的范围意在覆盖在此所公开的本公开的任何特征方面，不论独立于或者于本公开任何其他特征方面组合而实施。例如，可以使用在此所述任何数目的特征方面实施设备或者实现方法。此外，本公开的范围意在覆盖使用其他结构、功能、或者除了在此所述本公开各个特征方面之外的结构和功能而实现的该设备或方法。应该理解的是可以由权利要求的一个或多个要素而具体化在此所公开的本公开的任何特征方面。
[0019]以下结合附图描述的详细说明书意在作为本发明的示例性实施例的说明并且并非意在仅表示其中可以实现本发明的示例性实施例。该说明书全文中使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或说明”，并且应该不必构造为在其他示例性实施例之上的优选或有利的实施例。详细说明书为了提供对本发明示例性实施例的全面理解的目的而包括具体细节。对于本领域技术人员将明显的是，可以不采用这些具体细节而实施本发明的示例性实施例。在一些情形中，广泛已知的结构和装置以框图形式示出以便于避免模糊在此所展示的示例性实施例的创新性。
[0020]图1示出了其中可以实施本公开技术的现有技术无线通信装置100的设计的框图。图1示出了示例性的收发器设计。通常，可以由放大器、滤波器、上变频器、下变频器等的一个或多个级而执行对在发射器和接收器中信号的调节。这些电路组块可以不同于图1中所示配置而设置。此外，图1中所示一些组块可以在一些实施方式中缺省，而图1中未示出的其他电路组块也可以用于调节发射器和接收器中的信号。除非另外指出，图1中或者附图中任何其他图中的任何信号可以是单端的或者差分的。图1中一些电路组块也可以省略。
[0021]在图1中所示的设计中，无线装置100包括收发器120和数据处理器110。数据处理器110可以包括存储器(未示出)以存储数据和程序代码。收发器120包括支持双向通信的发射器130和接收器150。通常，无线装置100可以包括任意数目的发射器和/或接收器以用于任意数目的通信系统和频带。收发器120的全部或一部分可以实施在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。
[0022]发射器或接收器可以采用超外差(super-heterodyne)体系结构或直接转换体系结构而实施。在超外差体系结构中，在多个级中在射频(RF)和基带之间对信号频率转换，例如在一个级中从RF至中间频率(IF)，并且随后在另一级中从IC至基带以用于接收器。在直接转换体系结构中，在一个级中在RF和基带之间对信号频率转换。超外差和直接转换体系结构可以使用不同的电路组块和/或具有不同需求。在图1中所示的设计中，发射器130和接收器150采用直接转换体系结构而实施。
[0023]在发射路径中，数据处理器110处理待发射的数据并且向发射器130提供I和Q模拟输出信号。在所示的示例性实施例中，数据处理器110包括用于将由数据处理器110所产生的数字信号转换为I和Q模拟输出信号(例如I和Q输出电流)以用于进一步处理的数模转换器(DAC)IHa 和 114b。
[0024]在发射器130内，低通滤波器132a和132b分别对I和Q模拟输出信号滤波以移除由之前的数字至模拟转换所引起的不希望的图像。放大器(Amp)134a和134b分别放大来自低通滤波器132a和132b的信号，并且提供I和Q基带信号。上变频器140采用来自TX LO信号发生器190的I和Q发射(TX)本地振荡器(LO)信号而对I和Q基带信号上变频，并且提供上变频的信号。滤波器142对上变频信号滤波以移除由频率上变频引起的不希望图像以及在接收频带中的噪声。功率放大器(PA)144放大来自滤波器142的信号以获得所需的输出功率等级并且提供发射RF信号。发射RF信号通过双工器或开关146而路由并且经由天线148而发射。
[0025]在接收路径中，天线148接收由基站发射的信号并且提供所接收的RF信号，其通过双工器或开关146而路由并且提供至低噪声放大器(LNA)152。双工器146被设计用于采用特定的RX至TX双工器频率间隔而操作，以使得RX信号与TX信号隔离(例如无需使用发射/接收开关)。这使能频分双工(FDD)操作，而在146处具有发射/接收开关的实施例可以限制于时分双工(TDD)操作。接收到的RF信号由LNA 152放大并且由滤波器154滤波以获得所需的RF输入信号。下变频混频器161a和161b将滤波器154的输出于来自RX LO信号发生器180的I和Q接收(RX)LO信号(也即L0_I和L0_Q)混合以产生I和Q基带信号。I和Q基带信号由放大器162a和162b放大，并且进一步由低通滤波器164a和164b滤波以获得I和Q模拟输入信号，其提供至数据处理器110。在所示的示例性实施例中，数据处理器110包括用于将模拟输入信号转换为数字信号以进一步由数据处理器110处理的模数转换器(ADC)116a和116b。
[0026]在图1中，TX LO信号发生器190产生用于频率上变频的I和Q TX LO信号，而RX LO信号发生器180产生用于频率下变频的I和Q RX LO信号。每个LO信号是具有特定基频的周期性信号。PLL 192从数据处理器110接收时序信号并且产生用于调整来自LO信号发生器190的TX LO信号的频率和/或相位的控制信号。类似的，PLL 182从数据处理器110接收时序信息并且产生用于调节来自LO信号发生器180的RX LO信号的频率和/或相位的控制信号。
[0027]任选地，平衡-不平衡(balun)转换器(图1中未示出)可以提供在LNA 152与接收器150的混频器161a、161b的输出端之间。平衡-不平衡转换器可以将单端信号转换为差分信号，并且可以包括例如将来自初级绕组的信号互相耦合至次级绕组的变压器。
[0028]在某些实施方式中，接收器150的某些前端元件可以由噪声抵消接收器体系结构替代以改进噪声性能。图2示出了噪声抵消接收器前端的实施方式200。注意到实施方式200仅为了示意说明目的而示出，并且并非意味着限制本公开的范围。噪声抵消接收器前端的进一步细节描述在2013年5月I日提交的、转让给本公开的受让人的共同未决的美国专利申请N0.13/8