可重新配置的宽带电流模式滤波器制造技术

在某些方面，一种电路包括被配置为接收射频(RF)信号的低噪声放大器(LNA)、耦合到低噪声放大器(LNA)的第一混频器和耦合到第一混频器的第一跨阻滤波器。第一跨阻滤波器包括被配置为双端接的LC梯型滤波器的一部分的可调谐电感器和电容器(LC)网络和耦合到可调谐电感器和电容器(LC)网络的跨阻放大器(TIA)。该电路还包括耦合到低噪声放大器(LNA)的第二混频器和耦合到第二混频器的第二跨阻滤波器。

Reconfigurable broadband current mode filter

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可重新配置的宽带电流模式滤波器相关申请的交叉引用本专利申请要求于2017年10月11日提交的题为“RECONFIGURABLEWIDEBANDCURRENT-MODEFILTERS”的美国专利申请15/730,040的优先权，该美国专利申请转让给本专利申请的受让人并且在此明确地引入作为参考。
本公开的多个方面总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及一种在无线通信系统中接收、放大和/或滤波高或低带宽信号的方法和装置。
技术介绍
在过去的几十年中，无线通信服务获取了巨大的发展。正在开发无线通信技术以满足日益增长的需求并且提供更多且更好的移动通信应用和服务。随着越来越多的人成为无线通信系统的用户，并且通过这些系统提供越来越多的服务，对具有更大容量、更高吞吐量、更低等待时间和更好可靠性的移动通信系统的需求日益增长。作为对这种需求的响应，具有新能力的新一代无线通信技术一直在不断发展。如今，每家主要的电信技术供应商或提供商都在研究下一代无线通信技术5G。5G旨在为智能手机、手表、家庭、汽车和任何其他设备提供快速、稳定且无所不在的语音和数据连接。像当前无线通信技术4G(例如，LTE)和上一代无线通信技术3G(例如，UMTS)一样，5G是一种专门为跟上需要移动连接的设备的发展而建立的无线连接。5G有望使人们能够像往常一样发送文本、拨打电话和浏览网络——并且它将极大地提高数据在网络上传输的速度。5G将使人们更轻松地下载和上传UltraHD和3D视频。它还将为成千上万个互联网连接的设备进入我们的日常生活提供空间。对于带宽小于100MHz的3G或4GRF信号，接收器基带滤波器通常使用常规的运算跨导放大器(OTA)RC滤波器以实现其良好的噪声/线性性能。图1示出了这样的示例之一。接收器100包括低噪声放大器(LNA)102。低噪声放大器(LNA)102放大RF信号。来自低噪声放大器(LNA)102的通常为电流模式的放大的RF信号耦合到I通道和Q通道两者。它由I通道中的同相混频器104I和Q通道中的正交相混频器104Q下变频为零中频(ZIF)或中频(IF)信号。同相混频器104I和正交相混频器104Q由相位偏移为90度的差分本地振荡器信号(未示出)驱动。通常，差分本地振荡器信号的占空比为25％或更小，以减少I通道与Q通道之间的耦合。I通道和Q通道两者中的下变频信号在耦合到基带处理器(未示出)之前耦合到相应的运算跨导放大器(OTA)RC滤波器106I和106Q。对于低带宽(例如，小于80MHz)信号，由于强大的有源反馈(通过电阻器RFB和电容器CFB)，运算跨导放大器(OTA)RC滤波器106I和106Q具有低的噪声和良好的线性度。然而，被设计为具有大于100MHz的带宽的运算跨导放大器RC(OTA-RC)滤波器(诸如运算跨导放大器RC(OTA-RC)滤波器106I和106Q)可能遭受低环路增益和增益不准确、滤波器响应不准确、高噪声和/或不良线性度的困扰。此外，对于使用毫米波波长(mmWave)RF信号的5G无线通信，生成高频低占空比本地振荡器信号具有挑战性。对于常规的OTA-RC滤波器，占空比为50％的本地振荡器信号会增加I-Q串扰并且损害OTA-RC滤波器的性能。对于可以以mmWave频谱(例如，在24GHz以上的频带中)进行操作并且IF或基带带宽超过100MHz(例如，约400MHz)的超高容量无线RF前端，期望能有一种具有高线性度和带宽、低噪声和低功耗的替代滤波器架构。
技术实现思路
下面给出一个或多个实现的简化概述以提供对这样的实现的基本理解。该概述不是所有预期实现的广泛概述，并且既不旨在标识所有实现的关键或重要元素，也不旨在界定任何或所有实现的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个实现的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。在一个方面，一种电路包括被配置为接收射频(RF)信号的低噪声放大器(LNA)、耦合到低噪声放大器(LNA)的第一混频器和耦合到第一混频器的第一跨阻滤波器。第一跨阻滤波器包括被配置为双端接的LC梯型滤波器的一部分的可调谐电感器和电容器(LC)网络和耦合到可调谐电感器和电容器(LC)网络的跨阻放大器(TIA)。该电路还包括耦合到低噪声放大器(LNA)的第二混频器和耦合到第二混频器的第二跨阻滤波器。另一方面，一种方法包括通过低噪声放大器(LNA)放大射频(RF)信号以生成放大的RF信号；通过第一混频器对放大的RF信号进行下变频以生成第一低频信号；通过第一跨阻滤波器对第一低频信号进行放大和滤波以生成第一基带信号。该方法还包括通过第二混频器对放大的RF信号进行下变频以生成第二低频信号。通过第二跨阻滤波器对第二低频信号进行放大和滤波以生成第二基带信号。第一跨阻滤波器包括被配置为双端接的LC梯型滤波器的一部分的可调谐电感器和电容器(LC)网络和耦合到可调谐电感器和电容器(LC)网络的跨阻放大器(TIA)。另一方面，一种电路包括用于放大射频(RF)信号并且生成放大的RF信号的装置；用于对放大的RF信号进行下变频并且生成第一低频信号的装置；以及用于对第一低频信号进行放大和滤波并且生成第一基带信号的装置。用于对第一低频信号进行放大和滤波并且生成第一基带信号的装置包括被配置为双端接的LC梯型滤波器的一部分的可调谐电感器和电容器(LC)网络和耦合到可调谐电感器和电容器(LC)网络的跨阻放大器(TIA)。该电路还包括用于对放大的RF信号进行下变频并且生成第二低频信号的装置和用于对第二低频信号进行放大和滤波并且生成第二基带信号的装置。为了实现前述和相关目的，一种或多种实现包括下文中充分描述并且在权利要求中具体指出的特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个实现的某些说明性方面。然而，这些方面仅指示可以采用各种实现的原理的各种方式中的几种，并且所描述的实现旨在包括所有这些方面及其等同物。附图说明图1示出了用于低带宽信号的RF前端接收器的示例。图2示出了根据本公开的某些方面的用于高带宽信号的RF前端接收器的示例。图3示出了根据本公开的某些方面的同相混频器和正交相混频器两者的示例性实现。图4示出了根据本公开的某些方面的本地振荡器信号的示例性波形。图5示出了根据本公开的某些方面的具有双端接的LC梯型滤波器和跨阻放大器(TIA)的示例性实现的用于高带宽信号的RF前端接收器的示例。图6示出了根据本公开的某些方面的可编程电容器网络的示例性实现。图7示出了根据本公开的某些方面的跨阻放大器(TIA)的示例性实现。图8a示出了根据本公开的某些方面的可编程PMOS电流镜的示例性实现。图8b示出了根据本公开的某些方面的可编程PMOS电流镜的另一示例性实现。图8c示出了根据本公开的某些方面的可编程NMOS电流镜的示例性实现。图8d示出了根据本公开的某些方面的可编程NMOS电流镜的另一示例性实现。图9a示出了根据本公开的某些方面的可编程电阻器网络的示例性实现。图9b示出了根据本公开的某些方面的可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路，包括：/n低噪声放大器(LNA)，被配置为接收射频(RF)信号；/n第一混频器，耦合到所述低噪声放大器(LNA)；/n第一跨阻滤波器，耦合到所述第一混频器，其中所述第一跨阻滤波器包括/n可调谐电感器和电容器(LC)网络，被配置为双端接的LC梯型滤波器的一部分；以及/n跨阻放大器(TIA)，耦合到所述可调谐电感器和电容器(LC)网络；/n第二混频器，耦合到所述低噪声放大器(LNA)；以及/n第二跨阻滤波器，耦合到所述第二混频器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171011 US 15/730,0401.一种电路，包括：
低噪声放大器(LNA)，被配置为接收射频(RF)信号；
第一混频器，耦合到所述低噪声放大器(LNA)；
第一跨阻滤波器，耦合到所述第一混频器，其中所述第一跨阻滤波器包括
可调谐电感器和电容器(LC)网络，被配置为双端接的LC梯型滤波器的一部分；以及
跨阻放大器(TIA)，耦合到所述可调谐电感器和电容器(LC)网络；
第二混频器，耦合到所述低噪声放大器(LNA)；以及
第二跨阻滤波器，耦合到所述第二混频器。


2.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一混频器和所述第二混频器被配置为由具有约50％的占空比的差分本地振荡器(LO)信号钟控。


3.根据权利要求1所述的电路，其中所述双端接的LC梯型滤波器被配置为具有大于400MHz的带宽。


4.根据权利要求1所述的电路，其中所述可调谐电感器和电容器(LC)网络包括可编程电容器阵列。


5.根据权利要求4所述的电路，其中所述双端接的LC梯型滤波器被配置为通过对所述可编程电容器阵列编程而具有不同带宽。


6.根据权利要求1所述的电路，其中所述跨阻放大器(TIA)包括被配置为提供负载电流的可编程电流镜。


7.根据权利要求6所述的电路，其中所述跨阻放大器(TIA)还包括耦合到所述可编程电流镜的共栅放大器。


8.根据权利要求7所述的电路，其中当所述跨阻放大器(TIA)被配置为操作在第一模式中时与操作在第二模式中时相比，所述可编程电流镜被配置为提供较低负载电流。


9.根据权利要求8所述的电路，其中当所述跨阻放大器(TIA)被配置为操作在所述第一模式中时与操作在所述第二模式中时相比，所述双端接的LC梯型滤波器被配置为具有较低带宽。


10.根据权利要求1所述的电路，其中所述跨阻放大器(TIA)被配置为以开环操作并且没有共模反馈电路。


11.根据权利要求1所述的电路，其中所述跨阻放大器(TIA)包括耦合到所述可调谐电感器和电容器(LC)网络的输入，并且其中所述可调谐电感器和电容器(LC)网络耦合到所述第一混频器。


12.根据权利要求11所述的电路，其中所述低噪声放大器(LNA)、所述第一混频器、所述第二混频器和所述第二跨阻滤波器(TIA)被配置为向所述双端接的LC梯型滤波器提供源阻抗。


13.根据权利要求1所述的电路，其中所述跨阻滤波器还包括可编程源电阻器；其中所述跨阻放大器(TIA)包括耦合到所述第一混频器的输入和耦合到所述可编程源电阻器的输出；并且其中所述可调谐电感器和电容器(LC)网络被配置为耦合到所述可编程源电阻器。


14.根据权利要求1所述的电路，其中所述跨阻放大器(TIA)包括负载阻抗，所述负载阻抗具有：
第一端子；
第二端子；
中央端子；
多个第一电阻器和多个第一开关，其中所述多个第一电阻器中的每个第一电阻器被配置为通过所述多个第一开关中的对应的第一开关的操作与所述第一端子和所述中央端子耦合或解耦；
多个第二电阻器和多个第二开关，其中所述多个第二电阻器中的每个第二电阻器被配置为通过所述多个第二开关中的对应的第二开关的操作与所述第二端子和所述中央端子耦合或解耦。


15.根据权利要求14所述的电路，其中所述中央端子被配置为由共模电压驱动。


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【专利技术属性】
技术研发人员：T·D·盖茨曼，C·D·帕特尔，梁赖简，俞欣旻，R·兰加拉詹，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US