單端接收機中用于電源抑制的阻抗平衡的制作方法
【專利摘要】描述了通過阻抗平衡在單端接收機中進行電源抑制。該單端接收機包括第一低噪聲放大器和第二低噪聲放大器。該單端接收機還包括輸出差分信號的多端口耦合變壓器。該多端口耦合變壓器包括耦合至第一低噪聲放大器的輸出的第一初級線圈以及第二初級線圈。該單端接收機還包括這些低噪聲放大器中的每一個的輸出處的平衡阻抗。這些阻抗可被配置成使得第一低噪聲放大器的接通阻抗等于第二低噪聲放大器的關斷阻抗和平衡阻抗的組合阻抗。第一和第二初級線圈上的阻抗的此平衡造成噪聲和毛刺信號的電源抑制。
【專利說明】單端接收機中用于電源抑制的阻抗平衡
[0001] 根據(jù)35U. S. C. § 119的優(yōu)先權要求
[0002] 本專利申請要求于2012年4月19日提交的題為"A RF POWER SUPPLY REJECTION TECHNIQUE FOR SINGLE-ENDED MULTI-MODE MULTI-BAND RECEIVERS (用于單端多模多頻帶 接收機的RF電源抑制技術）"的臨時申請No. 61/635, 535的優(yōu)先權，該申請被轉讓給本申 請受讓人并由此通過援引明確納入于此。

【技術領域】
[0003] 本公開一般涉及用于通信系統(tǒng)的電子設備。更具體地，本公開涉及用于單端接收 機中用于電源抑制的阻抗平衡的系統(tǒng)和方法。
[0004] 置量
[0005] 無線通信系統(tǒng)被廣泛部署以提供諸如語音、視頻、數(shù)據(jù)等各種類型的通信內容。這 些系統(tǒng)可以是能夠支持多個終端與一個或多個基站的同時通信的多址系統(tǒng)。
[0006] 終端或基站可包括一個或多個集成電路。這些集成電路可包括無線通信所必需的 模擬和數(shù)字電路系統(tǒng)。此類電路系統(tǒng)可包括電感器。隨著用于構建集成電路的技術的進展， 集成電路上的一些元件（諸如晶體管）在尺寸上持續(xù)減小。然而，一些元件（諸如無源元 件）在尺寸上沒有那么快地減小。因此，可通過簡化集成電路來實現(xiàn)益處。
[0007] 發(fā)明概沭
[0008] 描述了用于電源抑制的單端接收機。該單端接收機包括第一低噪聲放大器。該單 端接收機還包括第二低噪聲放大器。該單端接收機進一步包括平衡阻抗。該單端接收機還 包括輸出差分信號的多端口稱合變壓器。該多端口稱合變壓器包括稱合至第一低噪聲放大 器的輸出的第一初級線圈。該多端口耦合變壓器還包括第二初級線圈。第一初級線圈和第 二初級線圈被緊密耦合為差分電感器。
[0009] 第二初級線圈可耦合至第二低噪聲放大器的輸出。第一低噪聲放大器可接收第一 輸入信號。第二低噪聲放大器可接收第二輸入信號。當?shù)谝惠斎胄盘柣钴S并且第二輸入信 號不活躍時，該多端口稱合變壓器可基于第一輸入信號輸出差分信號。當?shù)谝惠斎胄盘柌?活躍并且第二輸入信號活躍時，該多端口耦合變壓器可基于第二輸入信號輸出差分信號。 [0010] 第一輸入信號可在第一頻帶中并且第二輸入信號可在第二頻帶中。第一低噪聲放 大器可以是高頻帶低噪聲放大器。第二低噪聲放大器可以是低頻帶低噪聲放大器。該多端 口耦合變壓器還可包括第一次級線圈。第一次級線圈可耦合在第一混頻器的第一輸入和第 一混頻器的第二輸入之間。第一初級線圈和第一次級線圈之間可發(fā)生第一耦合。第一初級 線圈可耦合至第二初級線圈。第一混頻器可以是共享混頻器。第二初級線圈和第一次級線 圈之間可發(fā)生第二耦合。
[0011] 該平衡阻抗可包括第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至第一低噪聲放大器的輸 出并耦合接地。第二低噪聲放大器的關斷阻抗與第一平衡阻抗相組合可等于第一低噪聲放 大器的接通阻抗。第二平衡阻抗可經(jīng)由第二開關耦合至第二低噪聲放大器的輸出并耦合接 地。第一低噪聲放大器的關斷阻抗與第二平衡阻抗相組合可等于第二低噪聲放大器的接通 阻抗。
[0012] 單端接收機可包括耦合至第一初級線圈的第一擴展初級線圈。單端接收機還可包 括耦合至第二初級線圈的第二擴展初級線圈。平衡阻抗可包括耦合在第一擴展初級線圈和 地之間的第一平衡阻抗。平衡阻抗還可包括耦合在第二擴展初級線圈和地之間的第二平衡 阻抗。該多端口耦合變壓器還可包括第二次級線圈。該單端接收機可包括第二混頻器。第 二次級線圈可耦合在第二混頻器的第一輸入和第二混頻器的第二輸入之間。該多端口耦合 變壓器還可包括耦合在第一混頻器的第一輸入和第一混頻器的第二輸入之間的第二次級 線圈。
[0013] 該平衡阻抗可包括第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至第一低噪聲放大器的輸 出并耦合接地。該平衡阻抗還可包括第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至第二低噪聲放 大器的輸出并耦合接地。該平衡阻抗可包括第三平衡阻抗，其經(jīng)由第三開關耦合至第一低 噪聲放大器的輸出并耦合接地。該平衡阻抗還可包括第四平衡阻抗，其經(jīng)由第四開關耦合 至第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地。
[0014] 第一低噪聲放大器的輸出可f禹合至第二低噪聲放大器的輸出。該多端口f禹合變壓 器可包括耦合在第一混頻器的第一輸入和第一混頻器的第二輸入之間的第一次級線圈。第 一初級線圈和第一次級線圈之間可發(fā)生第一耦合。第二初級線圈和第二次級線圈之間可發(fā) 生第二耦合。該平衡阻抗可包括第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至第一低噪聲放大器 的輸出并耦合接地。該平衡阻抗還可包括第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至第二低噪 聲放大器的輸出并耦合接地。該平衡阻抗可進一步包括第三平衡阻抗，其經(jīng)由第三開關耦 合至第二初級線圈并耦合接地。該平衡阻抗還可包括第四平衡阻抗，其經(jīng)由第四開關耦合 至第二初級線圈并耦合接地。
[0015] 第二初級線圈可耦合至第二低噪聲放大器的輸出。該平衡阻抗可包括第一平衡阻 抗，其經(jīng)由第一開關耦合至第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地。該平衡阻抗還可包括第 二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地。該單端接收機 還可包括混頻器?；祛l器的第一輸入可耦合至第一低噪聲放大器的輸出?；祛l器的第二輸 入可f禹合至第二低噪聲放大器的輸出。
[0016] 還描述了一種用于接收無線信號的方法。獲得第一輸入信號。還獲得第二輸入信 號。將第一輸入信號和第二輸入信號提供給耦合至平衡阻抗的多端口耦合變壓器。從多端 口耦合變壓器獲得差分信號。
[0017] 可使用第一低噪聲放大器放大第一輸入信號?？墒褂玫诙驮肼暦糯笃鞣糯蟮诙?輸入信號。
[0018] 描述了一種用于接收無線信號的設備。該設備包括用于獲得第一輸入信號的裝 置。該設備還包括用于獲得第二輸入信號的裝置。該設備進一步包括用于將第一輸入信號 和第二輸入信號提供給耦合至平衡阻抗的多端口耦合變壓器的裝置。該設備還包括用于從 多端口耦合變壓器獲得差分信號的裝置。
[0019] 描述了一種用于接收無線信號的計算機程序產(chǎn)品。該計算機程序產(chǎn)品包括其上具 有指令的非瞬態(tài)計算機可讀介質。該指令包括用于使得無線設備獲得第一輸入信號的代 碼。該指令還包括用于使得無線設備獲得第二輸入信號的代碼。該指令進一步包括用于使 得無線設備將第一輸入信號和第二輸入信號提供給耦合至平衡阻抗的多端口耦合變壓器 的代碼。該指令還包括用于使得無線設備從多端口耦合變壓器獲得差分信號的代碼。
[0020] 附圖簡沭
[0021] 圖1是解說使用單端接收機的無線設備的框圖；
[0022] 圖2是解說用在本系統(tǒng)和方法中的接收機的一種配置的框圖；
[0023] 圖3是解說單端接收機的一種配置的框圖；
[0024] 圖4是用于使用單端接收機來接收無線信號的方法的流程圖；
[0025] 圖5是解說包括多端口耦合變壓器和多個平衡阻抗的單端接收機的框圖；
[0026] 圖6是解說包括多端口耦合變壓器和多個平衡阻抗的另一單端接收機的框圖；
[0027] 圖7是解說包括多端口耦合變壓器和多個平衡阻抗的又一單端接收機的框圖；
[0028] 圖8是解說包括多端口耦合變壓器和多個平衡阻抗的另一單端接收機的框圖；
[0029] 圖9是解說包括多端口耦合變壓器和多個平衡阻抗的又一單端接收機的框圖；
[0030] 圖10是解說包括多端口耦合變壓器和多個平衡阻抗的另一單端接收機的框圖；
[0031] 圖11是解說多端口耦合變壓器的一種配置的布局圖；
[0032] 圖12解說了基站內可包括的某些組件；以及
[0033] 圖13解說了無線通信設備內可包括的某些組件。
[0034] 詳細描沭
[0035] 圖1是解說使用單端接收機106的無線設備102的框圖。無線設備102可以是無 線通信設備或基站。單端接收機106可被用來組合多條信號路徑，由此減少無線設備102 的輸入引腳/球的數(shù)目、管芯面積和功耗。
[0036] 無線通信設備還可被稱為終端、接入終端、用戶裝備（UE)、訂戶單元、站等，并且可 包括其功能性的一些或全部。無線通信設備可以是蜂窩電話、個人數(shù)字助理（PDA)、無線設 備、無線調制解調器、手持式設備、膝上型計算機、PC卡、緊湊型閃存、外置或內置調制解調 器、有線電話等。無線通信設備可以是移動或駐定的。無線通信設備在任何給定時刻可在 下行鏈路和/或上行鏈路上與零個、一個或多個基站通信。下行鏈路（或即前向鏈路）是 指從基站至無線通信設備的通信鏈路，而上行鏈路（或即反向鏈路）是指從無線通信設備 至基站的通信鏈路。上行鏈路和下行鏈路可指代通信鏈路或用于該通信鏈路的載波。
[0037] 無線通信設備可在包括其他無線設備102 (諸如基站）的無線通信系統(tǒng)中操作?；?站是與一個或多個無線通信設備通信的站?；具€可被稱為接入點、廣播發(fā)射機、B節(jié)點、 演進型B節(jié)點等，并且可包括其功能性的一些或全部。每個基站提供對特定地理區(qū)域的通 信覆蓋?；究商峁σ粋€或多個無線通信設備的通信覆蓋。術語"蜂窩小區(qū)"取決于使 用該術語的上下文可指基站和/或其覆蓋區(qū)。
[0038] 無線通信系統(tǒng)（例如，多址系統(tǒng)）中的通信可通過在無線鏈路上的傳輸來實現(xiàn)。此 類通信鏈路可經(jīng)由單輸入單輸出（SIS0)、或多輸入多輸出（ΜΜ0)系統(tǒng)來建立。多輸入多輸 出（ΜΜ0)系統(tǒng)包括分別裝備有用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€（NT個）發(fā)射天線和多個（NR個）接 收天線的（諸）發(fā)射機和（諸）接收機。SIS0系統(tǒng)是多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)系統(tǒng)的特例。 如果利用了由這多個發(fā)射和接收天線所創(chuàng)建的附加維度，則該多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)系統(tǒng) 就可以提供改善的性能（例如，更高的吞吐量、更大的容量、或改善的可靠性）。
[0039] 無線通信系統(tǒng)可利用單輸入多輸出（SM0)和多輸入多輸出（ΜΜ0)兩者。無線通 信系統(tǒng)可以是能夠通過共享可用系統(tǒng)資源（例如，帶寬和發(fā)射功率）來支持與多個無線通 信設備通信的多址系統(tǒng)。此類多址系統(tǒng)的示例包括碼分多址（CDMA)系統(tǒng)、寬帶碼分多址 (W-CDMA)系統(tǒng)、時分多址（TDMA)系統(tǒng)、頻分多址（FDMA)系統(tǒng)、正交頻分多址（OFDMA)系統(tǒng)、 單載波頻分多址（SC-FDMA)系統(tǒng)、第三代合作伙伴項目（3GPP)長期演進（LTE)系統(tǒng)、以及 空分多址（SDMA)系統(tǒng)。
[0040] 無線設備102可包括接收機104、解調器122和基帶（BB)電路系統(tǒng)124。接收機 104可包括濾波器/雙工器114。濾波器/雙工器114可以是表面聲波（SAW)濾波器/雙 工器114。濾波器/雙工器114可從天線110接收接收信號112。接收信號112可以是無 線信號。濾波器/雙工器114可處理接收信號112并將其輸出為第一輸入信號116和第二 輸入信號118。在一種配置中，濾波器/雙工器114可基于接收信號112的頻率來產(chǎn)生第一 輸入信號116和第二輸入信號118。例如，濾波器/雙工器114可處理1千兆赫（GHz)以下 的傳入頻率并將其輸出為第一輸入信號116,并處理1千兆赫（GHz)以上的傳入頻率并將其 輸出為第二輸入信號118。具有小于1GHz的頻率的頻帶可被稱為低頻帶（LB)。具有大于 1GHz的頻率的頻帶可被稱為高頻帶（HB)。
[0041] 第一輸入信號116可以是低頻帶（LB)信號且第二輸入信號118可以是高頻帶 (HB)信號。在一些配置中，濾波器/雙工器114可處理并輸出數(shù)個輸入信號。例如，濾波器 /雙工器114可輸出最多達六個信號。
[0042] 接收機104可使用差分接收機設計或單端接收機106設計。差分接收機可以高功 耗、管芯面積和引腳計數(shù)為代價來提供對抗電源噪聲、接地噪聲和共模毛刺的極佳抗擾性。 相反，單端接收機106可以對電源/接地噪聲和毛刺共模信號的高靈敏度為代價來減少輸 入引腳數(shù)目、減小所需管芯面積和降低功耗。因此，可通過對單端接收機106進行改善來實 現(xiàn)益處。
[0043] 單端接收機106可從濾波器/雙工器114接收第一輸入信號116和/或第二輸入 信號118。作為結果，單端接收機106不被要求接收差分信號。單端接收機106可使用單個 信號前端進行操作。換言之，單端接收機106僅需要單個輸入信號。這與需要多個輸入信 號來操作的差分前端形成對比。
[0044] 使用單端接收機106的一個益處在于電路組件的數(shù)量可減少。例如，單端接收機 106僅需要一個輸入引腳。相反，差分接收機需要兩個輸入引腳來操作。因此，當接收機104 包括單端接收機106時，所需輸入引腳的數(shù)目得到減少。
[0045] 具有較少組件的接收機可消耗較小管芯/芯片面積。另外，使用較少組件需要無 線設備102的較低功耗。因此，接收機104中單端接收機106而非差分端接收機的使用可 降低無線設備102的功耗。
[0046] 單端接收機106可包括多端口耦合變壓器130。多端口耦合變壓器130可增大電 源抑制，從而降低接收機對電源噪聲和毛刺共模信號的靈敏度。在一種配置中，多端口耦合 變壓器130與單端接收機106中的其他變壓器相比可提供多超過50分貝（dB)的電源抑 制，而無需外部濾波組件（其將增加無線設備102的成本）。為了進一步改善電源抑制，單 端接收機106還可包括一個或多個平衡阻抗143。這一個或多個平衡阻抗143在下文中結 合圖5-10進一步詳細地討論。
[0047] 單端接收機106可將接收機輸出信號120提供給解調器122。解調器122可將經(jīng) 解調信號提供給基帶（BB)電路系統(tǒng)124。基帶（BB)電路系統(tǒng)124可進一步處理經(jīng)解調信 號。例如，基帶（BB)電路系統(tǒng)124可進一步調理經(jīng)解調信號以獲得語音和/或數(shù)據(jù)。
[0048] 在接收機104的一些配置中，分開的變壓器和混頻器被用于高頻帶路徑和低頻帶 路徑。這具有面積和電流重罰。換言之，對于兩個收到信號而言，需要兩組變壓器和混頻器。 因此，隨著輸入信號的數(shù)目的增加，接收機104中的變壓器和混頻器的數(shù)目也增加。這隨后 導致管芯/芯片面積的增加和所需電流量的增加。另一種技術是為高頻帶路徑和低頻帶路 徑使用分開的變壓器，但共享混頻器。這節(jié)省了一些面積，但仍具有較大的面積懲罰和負荷 問題。
[0049] 在接收機104的另一配置中，可采用開關將變壓器從處理第一輸入信號116切換 到處理第二輸入信號118。然而，這種類型的配置使變壓器的品質因數(shù)（Q)降級，并且由此 使信噪比（SNR)降級。進一步地，這種類型的配置還需要使用多個變壓器。
[0050] 圖2是解說用在本系統(tǒng)和方法中的接收機204的一種配置的框圖。圖2的接收機 204可以解說結合圖1描述的接收機104的一種配置。接收機204可包括表面聲波（SAW) 濾波器/雙工器214、低噪聲放大器（LNA) 228、多端口耦合變壓器230、混頻器232、跨阻抗 放大器（TIA)238、基帶（BB)低通濾波器（LPF)242、模數(shù)轉換器（ADC)244和壓控振蕩器 (VC0)234。
[0051] 接收機204可使用天線210獲得接收信號212。接收信號212可包括一個或多個 頻帶中的信號。接收信號212可通過表面聲波（SAW)濾波器/雙工器214和低噪聲放大器 (LNA) 228。在一種配置中，低噪聲放大器（LNA) 228可以是單端低噪聲放大器（LNA) 228。單 端低噪聲放大器（LNA) 228可能因 RF頻率處的毛刺或功率管理集成電路（PMIC)噪聲（例 如，諸如3階、5階之類的本地振蕩器（L0)頻率諧波，等等）以及存在強擾亂情況下的雙頻 (45MHz、80MHz、190MHz、400MHz)處的噪聲而易受靈敏度降級的影響。
[0052] 來自功率管理集成電路（PMIC)源的電源噪聲通常被低通濾波以獲得RF頻率處的 抑制。這以增大的管芯面積或增加的材料單（Β0Μ)成本為代價。此外，電源網(wǎng)絡/網(wǎng)格可 具有高頻處的諧振，這可增大功率管理集成電路（PMIC)噪聲。分立的組件和功率管理集成 電路（PMIC)源在RF頻率處可能被較差地建模，由此使得單端接收機106因頻率響應中的 不確定性而更容易受到RF頻率處的噪聲/靈敏度降級的影響。
[0053] 經(jīng)放大信號隨后可通過多端口耦合變壓器230到混頻器232。在一種配置中，平衡 阻抗241可耦合至多端口耦合變壓器230。多端口耦合變壓器230和平衡阻抗241的使用 可增大單端接收機106的電源抑制?；祛l器232可調整接收信號212的頻率。混頻器232 可從壓控振蕩器（VC0)234接收本地振蕩器（L0)信號236。在一種配置中，混頻器232可以 是共享混頻器232?；祛l器232的輸出可通過跨阻抗放大器（TIA) 238、基帶（BB)低通濾波 器（LPF) 242和模數(shù)轉換器（ADC) 244以獲得接收機輸出信號220。
[0054] 圖3是解說單端接收機306的一種配置的框圖。圖3的單端接收機306可解說結 合圖1描述的單端接收機106的一種配置。單端接收機306可包括多端口耦合變壓器330、 共享混頻器332、基帶（BB)低通濾波器（LPF) 342和模數(shù)轉換器（ADC) 344。為了簡潔起見， 單端接收機306被解說為僅有一個通道。然而，該通道可包括同相部分和正交部分，并且該 通道可以是單端或差分的。
[0055] 單端接收機306使用多端口耦合變壓器330來向共享混頻器332提供差分信號 357。在一種配置中，低頻帶（LB)路徑和高頻帶（HB)路徑可共享多端口耦合變壓器330和 共享混頻器332。因此，在此配置中，處理接收信號112所需的電路元件的數(shù)目被減少，同時 避免信道降級。結果，信號路由被簡化并且單端接收機306中的電流消耗被降低。進一步 地，需要較小的管芯/芯片尺寸和消耗更少的功率。
[0056] 減少電感器的數(shù)目在減小管芯/芯片尺寸方面可能尤其有用。雖然有源電路組件 因技術的進步而在尺寸上減小，但無源器件（諸如電感器）的尺寸并未縮小很多。因此，電 感器可主導所使用的管芯/芯片面積。減少集成電路中必需的電感器的數(shù)目在減小管芯/ 芯片面積方面比減少接收機104上其他電路元件的數(shù)目方面可具有更大的影響。
[0057] 單端接收機306可接收第一輸入信號316和第二輸入信號318。第一輸入信號316 可被提供給第一低噪聲放大器（LNA) 327。第二輸入信號318可被提供給第二低噪聲放大 器（LNA) 329。圖3的第一低噪聲放大器（LNA) 327和第二低噪聲放大器（LNA) 329可以是結 合圖2討論的低噪聲放大器（LNA) 228的一種配置。第一低噪聲放大器（LNA) 327和第二低 噪聲放大器（LNA) 329可放大不同頻帶。例如，第一低噪聲放大器（LNA) 327可用作低頻帶 (LB)低噪聲放大器（LNA) 228,并且第二低噪聲放大器（LNA) 329可用作高頻帶（HB)低噪聲 放大器（LNA) 228。在此示例中，低頻帶（LB)可以是800兆赫（MHz)頻帶，并且高頻帶（HB) 可以是1. 99GHz頻帶。在一些配置中，附加低噪聲放大器（LNA) 228可被用來接收附加輸入 信號和/或將附加的經(jīng)放大輸入信號提供給多端口耦合變壓器330。
[0058] 第一低噪聲放大器（LNA) 327可輸出第一經(jīng)放大輸入信號331。第二低噪聲放大器 (LNA) 329可輸出第二經(jīng)放大輸入信號333。第一經(jīng)放大輸入信號331和第二經(jīng)放大輸入信 號333兩者可被提供給多端口耦合變壓器330。多端口耦合變壓器330可包括第一初級線 圈（即，電感器）LI 350a、第二初級線圈L2 350b和次級線圈L3 350c。多端口耦合變壓器 330還可包括第一初級線圈LI 350a和第二初級線圈L2 350b之間的中心抽頭326。中心 抽頭326可耦合至電壓電源（Vdd)。
[0059] 第一初級線圈LI 350a和第二初級線圈L2 350b之間可發(fā)生第一耦合。第一耦合 可具有耦合系數(shù)kl2。第一耦合可使得第一初級線圈LI 350a和第二初級線圈L2 350b被 緊密耦合為差分電感器。第一初級線圈LI 350a和第二初級線圈L2 350b被緊密耦合為 差分電感器的布局的一個示例在圖11中給出。第一初級線圈LI 350a和第二初級線圈L2 350b之間的緊密稱合可造成較大的電源抑制。通過使用第一初級線圈LI 350a和第二初級 線圈L2 350b之間的緊密耦合，可改善電源抑制比（PSRR)。在一種配置中，第一初級線圈 LI 350a的電感可以與第二初級線圈L2 350b的電感相同。
[0060] 第一初級線圈LI 350a和次級線圈L3 350c之間可發(fā)生第二耦合。第二耦合可具 有耦合系數(shù)kl3。第二初級線圈L2 350b和次級線圈L3 350c之間可發(fā)生第三耦合。第三 耦合可具有耦合系數(shù)k23。換言之，互相耦合的線圈/電感器L1350a、L2 350b和L3 350c 可彼此耦合（具有耦合系數(shù)kl2、kl3和k23)。該技術假定在第一低噪聲放大器（LNA) 327 工作并且第二低噪聲放大器（LNA) 329關斷時，一些電流流經(jīng)第二初級線圈L2 350b。類似 地，該技術假定在第二低噪聲放大器（LNA) 329工作并且第一低噪聲放大器（LNA) 327關斷 時，一些電流流經(jīng)第一初級線圈LI 350a。
[0061] 第一低噪聲放大器（LNA) 327的輸出可耦合至第一初級線圈LI 350a。第二低噪聲 放大器（LNA) 329的輸出可耦合至第二初級線圈L2 350b。次級線圈L3 350c可耦合在共享 混頻器332的第一輸入358與共享混頻器332的第二輸入360之間。
[0062] 在一種配置中，或者第一輸入信號316、或者第二輸入信號318是活躍的。如果第 一輸入信號316是活躍的（并且由此第二輸入信號318是不活躍的），則多端口耦合變壓器 330可將第一輸入信號316的差分信號357提供給共享混頻器332。類似地，如果第二輸入 信號318是活躍的（并且由此第一輸入信號316是不活躍的），則多端口耦合變壓器330可 將第二輸入信號318的差分信號357提供給共享混頻器332。
[0063] 作為多端口耦合變壓器330的結果，在單端接收機306中僅需要單個共享混頻器 332來處理第一輸入信號316和第二輸入信號318兩者。作為附加益處，信道降級可被減少 并且在一些情形中可被消除。此外，單端接收機306可在不使用開關來將變壓器接通或關 斷的情況下操作。由于所需組件的數(shù)目被減少，因此單端接收機306可比差分接收機占據(jù) 更小的管芯面積/印刷電路板面積。
[0064] 在一種配置中，第一電容器354可稱合在次級線圈L3 350c與共享混頻器332的 第一輸入358之間。類似地，第二電容器356可耦合在次級線圈L3 350c與共享混頻器332 的第二輸入360之間。在另一配置中，電容器354、356可被移除，并且次級線圈350c可被 直接耦合至共享混頻器332。
[0065] 共享混頻器332可處理差分信號357。共享混頻器332可將經(jīng)處理信號提供給基 帶（BB)低通濾波器（LPF)342和模數(shù)轉換器（ADC)344。模數(shù)轉換器（ADC)344可提供至少一 個接收機輸出信號320,其可以是單端或差分的。在一種配置中，多個低噪聲放大器（LNA) (未示出）可分別并聯(lián)地連接在第一低噪聲放大器（LNA) 327的輸出和第二低噪聲放大器 (LNA)329的輸出處。
[0066] 圖4是用于使用單端接收機106來接收無線信號的方法400的流程圖。方法400 可由無線設備102來執(zhí)行。在一種配置中，方法400可由無線設備102上的單端接收機106 來執(zhí)行。單端接收機106可接收（402)第一輸入信號116。單端接收機106還可接收（404) 第二輸入信號118。第一輸入信號116和第二輸入信號118可以或者可以不同時接收。單 端接收機106可使用多端口稱合變壓器230從第一輸入信號116或第二輸入信號118向共 享混頻器332提供（406)差分信號357。
[0067] 例如，多端口耦合變壓器230可使用耦合至次級線圈L3 350c的第一初級線圈L1 350a來從第一輸入信號116向共享混頻器232提供差分信號357。類似地，多端口耦合變 壓器230可使用耦合至次級線圈L3 350c的第二初級線圈L2 350b來從第二輸入信號118 向共享混頻器232提供差分信號357。
[0068] 圖5是解說包括多端口耦合變壓器530和多個平衡阻抗547、548的單端接收機 506的框圖。圖5的單端接收機506可以是結合圖1描述的單端接收機106的一種配置。 單端接收機506可具有較大的面積懲罰和負荷問題。
[0069] 單端接收機506還可包括共享混頻器532、基帶（BB)低通濾波器（LPF) 542和模數(shù) 轉換器（ADC) 544。雖然單端接收機506被解說為僅有一個通道，但該通道可包括未被示出 的同相部分和正交部分。該通道可以是單端或差分的。
[0070] 單端接收機506可使用多端口耦合變壓器530來向共享混頻器532提供差分信 號557。低頻帶（LB)路徑和高頻帶（HB)路徑可共享多端口耦合變壓器530和共享混頻器 532。
[0071] 單端接收機506可接收第一輸入信號516和第二輸入信號518。第一輸入信號 516可被提供給高頻帶（HB)低噪聲放大器（LNA) 527。第二輸入信號518可被提供給低頻 帶（LB)低噪聲放大器（LNA)529。在此示例中，低頻帶（LB)可以是800兆赫（MHz)頻帶，并 且高頻帶（HB)可以是1. 99GHz頻帶。在一些配置中，附加低噪聲放大器（LNA)可被用來接 收附加輸入信號和/或將附加的經(jīng)放大輸入信號提供給多端口耦合變壓器530。
[0072] 高頻帶（HB)低噪聲放大器（LNA) 527可輸出高頻帶（HB)經(jīng)放大輸入信號531。低 頻帶（LB)低噪聲放大器（LNA) 529可輸出低頻帶（LB)經(jīng)放大輸入信號533。高頻帶（HB) 經(jīng)放大輸入信號531和低頻帶（LB)經(jīng)放大輸入信號533兩者可被提供給多端口耦合變壓 器530。多端口耦合變壓器530可包括第一初級線圈LI 550a、第二初級線圈L2 550b和次 級線圈L3 550c。多端口耦合變壓器530還可包括耦合在第一初級線圈LI 550a和第二初 級線圈L2550b之間的中心抽頭。該中心抽頭可耦合至電壓電源（Vdd)。
[0073] 第一初級線圈LI 550a和第二初級線圈L2 550b之間可發(fā)生第一稱合。第一f禹合 可具有耦合系數(shù)kl2。第一耦合可使得第一初級線圈LI 550a和第二初級線圈L2 550b被 緊密耦合為差分電感器。第一初級線圈LI 550a和第二初級線圈L2 550b被緊密耦合為 差分電感器的布局的一個不例在圖11中給出。第一初級線圈LI 550a和第二初級線圈L2 550b之間的緊密耦合可導致較大的電源抑制。
[0074] 第一初級線圈LI 550a和次級線圈L3 550c之間可發(fā)生第二耦合。第二耦合可具 有耦合系數(shù)kl3。第二初級線圈L2 550b和次級線圈L3 550c之間可發(fā)生第三耦合。第三 耦合可具有耦合系數(shù)k23。換言之，互相耦合的線圈/電感器L1550a、L2 550b和L3 550c 可彼此耦合（具有耦合系數(shù)kl2、kl3和k23)。該技術假定在高頻帶（HB)低噪聲放大器 (LNA) 527工作并且低頻帶（LB)低噪聲放大器（LNA) 529關斷時，一些電流流經(jīng)第二初級線 圈L2 550b。類似地，該技術假定在低頻帶（LB)低噪聲放大器（LNA) 529工作并且高頻帶 (HB)低噪聲放大器（LNA) 527關斷時，一些電流流經(jīng)第一初級線圈LI 550a。
[0075] 高頻帶（HB)低噪聲放大器（LNA) 527的輸出可耦合至第一初級線圈LI 550a。低 頻帶（LB)低噪聲放大器（LNA) 529的輸出可耦合至第二初級線圈L2 550b。次級線圈L3 550c可稱合在共享混頻器532的第一輸入558與共享混頻器532的第二輸入560之間。
[0076] 在一種配置中，或者第一輸入信號516、或者第二輸入信號518是活躍的。如果第 一輸入信號516是活躍的（并且由此第二輸入信號518是不活躍的），則多端口耦合變壓器 530可將第一輸入信號516的差分信號557提供給共享混頻器532。類似地，如果第二輸入 信號518是活躍的（并且由此第一輸入信號516是不活躍的），則多端口耦合變壓器530可 將第二輸入信號518的差分信號557提供給共享混頻器532。
[0077] 如果一個低噪聲放大器（LNA)的關斷阻抗與另一個低噪聲放大器（LNA)的接通阻 抗極為不同，則AC電流不流經(jīng)第一初級線圈LI 550a和第二初級線圈L2 550b兩者，由此 限制了電源抑制。為了改善電源抑制，可向單端接收機506添加平衡阻抗547、548。例如， 平衡阻抗Zn B547可經(jīng)由LB開關546耦合至高頻帶（HB)低噪聲放大器（LNA)527的輸出 并且耦合接地。平衡阻抗Z BAUiB548可經(jīng)由HB開關545耦合至低頻帶（LB)低噪聲放大器 (LNA) 529的輸出并且耦合接地。當高頻帶（HB)低噪聲放大器（LNA) 527接通時，LB開關 546可從多端口耦合變壓器530移除平衡阻抗ZBAUB547。類似地，當?shù)皖l帶（LB)低噪聲放 大器（LNA) 529接通時，HB開關545可從多端口耦合變壓器530移除平衡阻抗Zm m548。
[0078] 平衡阻抗ΖΒΑ? ΗΒ548可被實現(xiàn)成使得低頻帶（LB)低噪聲放大器（LNA) 529的關斷阻 抗與平衡阻抗ZBAUIB548相組合等于高頻帶（HB)低噪聲放大器（LNA)527的接通阻抗。類似 地，平衡阻抗ΖΒΑ? ?Β547可被實現(xiàn)成使得高頻帶（HB)低噪聲放大器（LNA)527的關斷阻抗與 平衡阻抗ZBAUB547相組合等于低頻帶（LB)低噪聲放大器（LNA)529的接通阻抗。進一步 地，在另一配置中，平衡阻抗Z BAUB547可耦合至高頻帶（HB)低噪聲放大器（LNA)527的輸 出，并且LB開關546可與平衡阻抗Zh B547串聯(lián)耦合到接地。類似地，平衡阻抗Zbauib548 可耦合至低頻帶（LB)低噪聲放大器（LNA) 529的輸出，并且HB開關545可與平衡阻抗ΖΒΛ hb548和接地串聯(lián)耦合。理論分析示出在等式（1)被滿足時獲得平衡：

【權利要求】
1. 一種用于電源抑制的單端接收機，包括： 第一低噪聲放大器； 第二低噪聲放大器； 平衡阻抗；以及 多端口耦合變壓器，其輸出差分信號，所述多端口耦合變壓器包括： 第一初級線圈，其耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出；以及 第二初級線圈，其中所述第一初級線圈和所述第二初級線圈被緊密耦合為差分電感 器。
2. 如權利要求1所述的單端接收機，其特征在于，所述第二初級線圈耦合至所述第二 低噪聲放大器的輸出。
3. 如權利要求1所述的單端接收機，其特征在于，所述第一低噪聲放大器接收第一輸 入信號，并且其中所述第二低噪聲放大器接收第二輸入信號。
4. 如權利要求3所述的單端接收機，其特征在于，所述第一輸入信號是活躍的并且所 述第二輸入信號是不活躍的，并且其中所述多端口耦合變壓器基于所述第一輸入信號輸出 所述差分信號。
5. 如權利要求3所述的單端接收機，其特征在于，所述第一輸入信號是不活躍的并且 所述第二輸入信號是活躍的，并且其中所述多端口耦合變壓器基于所述第二輸入信號輸出 所述差分信號。
6. 如權利要求3所述的單端接收機，其特征在于，所述第一輸入信號在第一頻帶中，并 且所述第二輸入信號在第二頻帶中。
7. 如權利要求1所述的單端接收機，其特征在于，所述第一低噪聲放大器是高頻帶低 噪聲放大器，并且其中所述第二低噪聲放大器是低頻帶低噪聲放大器。
8. 如權利要求1所述的單端接收機，其特征在于，所述多端口耦合變壓器進一步包括 第一次級線圈，其中所述第一次級線圈耦合在第一混頻器的第一輸入和所述第一混頻器的 第二輸入之間，并且其中所述第一初級線圈和所述第一次級線圈之間發(fā)生第一耦合。
9. 如權利要求8所述的單端接收機，其特征在于，所述第一初級線圈耦合至所述第二 初級線圈，其中所述第一混頻器是共享混頻器，并且其中所述第二初級線圈和所述第一次 級線圈之間發(fā)生第二耦合。
10. 如權利要求9所述的單端接收機，其特征在于，所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地，其 中所述第二低噪聲放大器的關斷阻抗與所述第一平衡阻抗相組合等于所述第一低噪聲放 大器的接通阻抗；以及 第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地，其 中所述第一低噪聲放大器的關斷阻抗與所述第二平衡阻抗相組合等于所述第二低噪聲放 大器的接通阻抗。
11. 如權利要求8所述的單端接收機，其特征在于，進一步包括： 第一擴展初級線圈，其耦合至所述第一初級線圈；以及 第二擴展初級線圈，其耦合至所述第二初級線圈，其中所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其耦合在所述第一擴展初級線圈和地之間；以及 第二平衡阻抗，其耦合在所述第二擴展初級線圈和地之間。
12. 如權利要求11所述的單端接收機，其特征在于，所述多端口耦合變壓器進一步包 括第二次級線圈，并且進一步包括第二混頻器，其中所述第二次級線圈耦合在所述第二混 頻器的第一輸入與所述第二混頻器的第二輸入之間。
13. 如權利要求11所述的單端接收機，其特征在于，所述多端口耦合變壓器進一步包 括第二次級線圈，并且其中所述第二次級線圈耦合在所述第一混頻器的第一輸入與所述第 一混頻器的第二輸入之間。
14. 如權利要求8所述的單端接收機，其特征在于，所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地； 第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地； 第三平衡阻抗，其經(jīng)由第三開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地；以 及 第四平衡阻抗，其經(jīng)由第四開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地。
15. 如權利要求1所述的單端接收機，其特征在于，所述第一低噪聲放大器的輸出耦合 至所述第二低噪聲放大器的輸出。
16. 如權利要求15所述的單端接收機，其特征在于，所述多端口耦合變壓器進一步包 括第一次級線圈，其中所述第一次級線圈耦合在第一混頻器的第一輸入和所述第一混頻器 的第二輸入之間，其中所述第一初級線圈和所述第一次級線圈之間發(fā)生第一耦合，其中所 述第二初級線圈和所述第二次級線圈之間發(fā)生第二耦合，并且其中所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地； 第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地； 第三平衡阻抗，其經(jīng)由第三開關耦合至所述第二初級線圈并耦合接地；以及 第四平衡阻抗，其經(jīng)由第四開關耦合至所述第二初級線圈并耦合接地。
17. 如權利要求1所述的單端接收機，其特征在于，所述第二初級線圈耦合至所述第二 低噪聲放大器的輸出，其中所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地；以 及 第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地，并 且其中所述單端接收機進一步包括混頻器，其中所述混頻器的第一輸入耦合至所述第一低 噪聲放大器的輸出，并且其中所述混頻器的第二輸入耦合至所述第二低噪聲放大器的輸 出。
18. -種用于接收無線信號的方法，所述方法包括： 獲得第一輸入信號； 獲得第二輸入信號； 將所述第一輸入信號和所述第二輸入信號提供給耦合至平衡阻抗的多端口耦合變壓 器；以及 從所述多端口耦合變壓器獲得差分信號。
19. 如權利要求18所述的方法，其特征在于，進一步包括，使用第一低噪聲放大器放大 所述第一輸入信號。
20. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一低噪聲放大器包括低頻帶低噪 聲放大器以用于使用低頻帶信號進行操作。
21. 如權利要求18所述的方法，其特征在于，進一步包括，使用第二低噪聲放大器放大 所述第二輸入信號。
22. 如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述第二低噪聲放大器包括高頻帶低噪 聲放大器以用于使用高頻帶信號進行操作。
23. 如權利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法由單端接收機執(zhí)行，所述單端接 收機包括： 第一低噪聲放大器； 第二低噪聲放大器； 所述平衡阻抗；以及 所述多端口耦合變壓器，其輸出所述差分信號，所述多端口耦合變壓器包括： 第一初級線圈，其耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出；以及 第二初級線圈，其中所述第一初級線圈和所述第二初級線圈被緊密耦合為差分電感 器。
24. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述第二初級線圈被耦合至所述第二低 噪聲放大器的輸出。
25. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一低噪聲放大器接收第一輸入信 號，并且其中所述第二低噪聲放大器接收第二輸入信號。
26. 如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一輸入信號是活躍的并且所述第 二輸入信號是不活躍的，并且其中所述多端口耦合變壓器基于所述第一輸入信號輸出所述 差分信號。
27. 如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一輸入信號是不活躍的并且所述 第二輸入信號是活躍的，并且其中所述多端口耦合變壓器基于所述第二輸入信號輸出所述 差分信號。
28. 如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一輸入信號在第一頻帶中，并且所 述第二輸入信號在第二頻帶中。
29. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一低噪聲放大器是高頻帶低噪聲 放大器，并且其中所述第二低噪聲放大器是低頻帶低噪聲放大器。
30. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述多端口耦合變壓器進一步包括第一 次級線圈，其中所述第一次級線圈耦合在第一混頻器的第一輸入和所述第一混頻器的第二 輸入之間，并且其中所述第一初級線圈和所述第一次級線圈之間發(fā)生第一耦合。
31. 如權利要求30所述的方法，其特征在于，所述第一初級線圈耦合至所述第二初級 線圈，其中所述第一混頻器是共享混頻器，并且其中所述第二初級線圈和所述第一次級線 圈之間發(fā)生第二耦合。
32. 如權利要求31所述的方法，其中所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地，其 中所述第二低噪聲放大器的關斷阻抗與所述第一平衡阻抗相組合等于所述第一低噪聲放 大器的接通阻抗；以及 第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地，其 中所述第一低噪聲放大器的關斷阻抗與所述第二平衡阻抗相組合等于所述第二低噪聲放 大器的接通阻抗。
33. 如權利要求30所述的方法，其中所述單端接收機進一步包括： 第一擴展初級線圈，其耦合至所述第一初級線圈；以及 第二擴展初級線圈，其耦合至所述第二初級線圈，并且其中所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其耦合在所述第一擴展初級線圈和地之間；以及 第二平衡阻抗，其耦合在所述第二擴展初級線圈和地之間。
34. 如權利要求33所述的方法，其特征在于，所述多端口耦合變壓器進一步包括第二 次級線圈，并且其中所述單端接收機進一步包括第二混頻器，其中所述第二次級線圈耦合 在所述第二混頻器的第一輸入與所述第二混頻器的第二輸入之間。
35. 如權利要求33所述的方法，其特征在于，所述多端口耦合變壓器進一步包括第二 次級線圈，并且其中所述第二次級線圈耦合在所述第一混頻器的第一輸入與所述第一混頻 器的第二輸入之間。
36. 如權利要求30所述的方法，其特征在于，所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地； 第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地； 第三平衡阻抗，其經(jīng)由第三開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地；以 及 第四平衡阻抗，其經(jīng)由第四開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地。
37. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一低噪聲放大器的輸出耦合至所 述第二低噪聲放大器的輸出。
38. 如權利要求37所述的方法，其特征在于，所述多端口耦合變壓器進一步包括第一 次級線圈，其中所述第一次級線圈耦合在第一混頻器的第一輸入和所述第一混頻器的第二 輸入之間，其中所述第一初級線圈和所述第一次級線圈之間發(fā)生第一耦合，其中所述第二 初級線圈和所述第二次級線圈之間發(fā)生第二耦合，并且其中所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地； 第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地； 第三平衡阻抗，其經(jīng)由第三開關耦合至所述第二初級線圈并耦合接地；以及 第四平衡阻抗，其經(jīng)由第四開關耦合至所述第二初級線圈并耦合接地。
39. 如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述第二初級線圈耦合至所述第二低噪 聲放大器的輸出，其中所述平衡阻抗包括： 第一平衡阻抗，其經(jīng)由第一開關耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出并耦合接地；以 及 第二平衡阻抗，其經(jīng)由第二開關耦合至所述第二低噪聲放大器的輸出并耦合接地，并 且其中所述單端接收機進一步包括混頻器，其中所述混頻器的第一輸入耦合至所述第一低 噪聲放大器的輸出，并且其中所述混頻器的第二輸入耦合至所述第二低噪聲放大器的輸 出。
40. -種用于接收無線信號的設備，包括： 用于獲得第一輸入信號的裝置； 用于獲得第二輸入信號的裝置； 用于將所述第一輸入信號和所述第二輸入信號提供給耦合至平衡阻抗的多端口耦合 變壓器的裝置；以及 用于從所述多端口耦合變壓器獲得差分信號的裝置。
41. 如權利要求40所述的設備，其特征在于，進一步包括單端接收機，所述單端接收機 包括： 第一低噪聲放大器； 第二低噪聲放大器； 所述平衡阻抗；以及 所述多端口耦合變壓器，其輸出所述差分信號，所述多端口耦合變壓器包括： 第一初級線圈，其耦合至所述第一低噪聲放大器的輸出；以及 第二初級線圈，其中所述第一初級線圈和所述第二初級線圈被緊密耦合為差分電感 器。
42. -種用于接收無線信號的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品包括其上具有指 令的非瞬態(tài)計算機可讀介質，所述指令包括： 用于使得無線設備獲得第一輸入信號的代碼； 用于使得所述無線設備獲得第二輸入信號的代碼； 用于使得所述無線設備將所述第一輸入信號和所述第二輸入信號提供給耦合至平衡 阻抗的多端口耦合變壓器的代碼；以及 用于使得所述無線設備從所述多端口耦合變壓器獲得差分信號的代碼。
【文檔編號】H04B1/18GK104247278SQ201380020100
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權日:2012年4月19日
【發(fā)明者】O·M·喬克斯, W·卓 申請人:高通股份有限公司