具有噪声消除的混频器电路制造技术

本公开涉及具有噪声消除的混频器电路。本公开提供了一种电子设备，该电子设备可包括无线电路，该无线电路具有基带处理器、收发器、前端模块和天线。该收发器可包括混频器电路。该混频器电路可包括由振荡器信号控制的开关。该混频器电路还可包括由反相振荡器信号控制的振荡器相位噪声消除电容器。以这种方式操作，该混频器电路表现出改善的噪声系数性能。该混频器电路表现出改善的噪声系数性能。该混频器电路表现出改善的噪声系数性能。

【技术实现步骤摘要】
具有噪声消除的混频器电路
[0001]本申请要求2020年9月18日提交的美国专利申请第17/026056号的优先权，该申请据此全文以引用方式并入本文。


[0002]本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。

技术介绍

[0003]电子设备常具备无线通信能力。具有无线通信能力的电子设备具有带有一个或多个天线的无线通信电路。无线通信电路中的无线接收器电路使用天线来接收射频信号。
[0004]由天线接收的信号通过收发器被馈送，该收发器通常包括用于解调射频信号的混频器。设计用于电子设备的令人满意的混频器可能是有挑战性的。

技术实现思路

[0005]电子设备可包括无线通信电路。无线通信电路可包括：天线；收发器，该收发器被配置为从天线接收射频信号并且生成对应的基带信号；以及基带处理器，该基带处理器被配置为从收发器接收基带信号。
[0006]本公开的一方面提供了混频器电路。混频器电路可包括输入端口，该输入端口被配置为从天线接收射频信号；输出端口，基于射频信号在该输出端口上生成基带信号；振荡器，该振荡器被配置为生成第一振荡器信号，不同于第一振荡器信号的第二振荡器信号，以及相对于第二振荡器信号反相的第三振荡器信号；第一开关，该第一开关具有耦合到输入端口的输入端子，耦合到输出端口的输出端子，以及被配置为接收第一振荡器信号的控制端子；第二开关，该第二开关具有耦合到第一开关的输出端子的输入端子，耦合到输出端口的输出端子，以及被配置为接收第二振荡器信号的控制端子；以及振荡器相位噪声消除电容器，该振荡器相位噪声消除电容器具有耦合到第二开关的输入端子的第一端子以及被配置为接收第三振荡器信号的第二端子。振荡器相位噪声消除电容器可以是金属
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氧化物
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半导体电容器、金属
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绝缘体
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金属电容器或金属
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氧化物
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金属电容器。
[0007]本公开的一方面提供了一种操作混频器的方法。该方法可包括使用输入端口来接收射频信号；使用振荡器来生成第一振荡器信号，不同于第一振荡器信号的第二振荡器信号，以及相对于第二振荡器信号反相的第三振荡器信号；使用第一开关从输入端口接收射频信号并且接收第一振荡器信号；使用第二开关从第一开关接收信号，接收第二振荡器信号，并且基于射频信号生成对应的基带信号；以及使用振荡器相位噪声消除器来接收第三振荡器信号并降低与第二振荡器信号相关联的相位噪声。该方法还可包括使用触发器来生成第一输出信号和第二输出信号，使用第一系列缓冲器来接收第一输出信号并且生成第一振荡器信号，以及使用第二系列缓冲器来接收第二输出信号并生成第二振荡器信号。
[0008]本公开的一方面提供了一种电子设备，该电子设备包括天线，该天线被配置为接收射频信号；基带处理器，该基带处理器被配置为接收基于射频信号生成的基带信号；振荡
器，该振荡器被配置为生成振荡器信号和相对于振荡器信号反相的反相振荡器信号；以及混频器，该混频器被配置为从天线接收射频信号并且生成基带信号。混频器可包括晶体管，该晶体管具有被配置为接收振荡器信号的栅极端子；以及电容器，该电容器具有直接连接到晶体管的第一端子和被配置为接收反相振荡器信号的第二端子。振荡器可包括触发器，该触发器具有第一输出端和第二输出端；第一多个缓冲器，该第一多个缓冲器耦合到第一输出端并且被配置为生成振荡器信号中的第一振荡器信号；以及第二多个缓冲器，该第二多个缓冲器耦合到第二输出端并且被配置为生成振荡器信号中的第二振荡器信号。振荡器还可包括第一反相器，该第一反相器耦合到第一多个缓冲器中的最后缓冲器；以及第二反相器，该第二反相器耦合到第二多个缓冲器中的最后缓冲器。第一反相器可被配置为生成反相振荡器信号中的第一反相振荡器信号。第二反相器可被配置为生成反相振荡器信号中的第二反相振荡器信号。
附图说明
[0009]图1是根据一些实施方案的具有无线通信电路的例示性电子设备的图示。
[0010]图2是根据一些实施方案的具有收发器电路的例示性无线通信电路的图示。
[0011]图3是根据一些实施方案的例示性混频器电路的图示。
[0012]图4是根据一些实施方案的例示性本地振荡器的图示。
[0013]图5是根据一些实施方案的耦合到振荡器相位噪声消除电容器的例示性混频器开关的图示。
[0014]图6是根据一些实施方案的被配置为生成同相输出信号的混频器电路的一部分的电路图。
[0015]图7是根据一些实施方案的被配置为生成正交相输出信号的混频器电路的一部分的电路图。
[0016]图8是根据一些实施方案的被配置为生成用于控制混频器电路的振荡器信号的例示性本地振荡器的电路图。
[0017]图9是示出根据一些实施方案的例示性振荡器信号波形的图示。
[0018]图10是示出根据一些实施方案的执行振荡器相位噪声消除可如何减小噪声系数的图示。
[0019]图11是根据一些实施方案的在操作图2至图8所示类型的混频器电路中涉及的例示性步骤的流程图。
具体实施方式
[0020]电子设备，诸如图1的电子设备10可具备无线电路。无线电路可包括用于将射频信号下变频到基带的无源混频器电路。无源混频器电路包括混频器和本地振荡器。本地振荡器生成振荡器输出信号以控制混频器中的一个或多个开关。无源混频器电路可设置有振荡器相位噪声消除部件，该振荡器相位噪声消除部件被配置为消除可经由寄生耦合到混频器的输入端的相位噪声。振荡器相位噪声消除部件可以是被配置为接收反相振荡器输出信号的电容器结构。以这种方式布置和操作，无源混频器电路可生成具有改善的噪声系数性能的基带信号。
[0021]图1的电子设备10可以是：计算设备，诸如膝上型计算机、台式计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或者其他手持式或便携式电子设备；较小的设备，诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备；或者佩戴在用户头部上的其他装备；或者其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备安装在信息亭或汽车中的系统)、连接无线互联网的语音控制的扬声器、家庭娱乐设备、遥控设备、游戏控制器、外围用户输入设备、无线基站或接入点、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装备；或者其他电子装备。
[0022]如图1中的示意图所示，设备10可包括位于电子设备外壳诸如外壳12上或其内的部件。外壳12(有时可以称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝、金属合金等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部分或全部可由电介质或其他低电导率材料(例如，玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。
[0023]设备10可包括控制电路14本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.混频器电路，包括：输入端口，所述输入端口被配置为接收射频信号；输出端口，基于所述射频信号在所述输出端口上生成基带信号；振荡器，所述振荡器具有第一振荡器输出端子、第二振荡器输出端子和第三振荡器输出端子，在所述第一振荡器输出端子上生成第一振荡器信号，在所述第二振荡器输出端子上生成不同于所述第一振荡器信号的第二振荡器信号，在所述第三振荡器输出端子上生成相对于所述第二振荡器信号反相的第三振荡器信号；第一开关，所述第一开关具有耦合到所述输入端口的输入端子、耦合到所述输出端口的输出端子以及耦合到所述第一振荡器输出端子的控制端子；第二开关，所述第二开关具有耦合到所述第一开关的所述输出端子的输入端子、耦合到所述输出端口的输出端子以及耦合到所述第二振荡器输出端子的控制端子；以及振荡器相位噪声消除电容器，所述振荡器相位噪声消除电容器具有耦合到所述第二开关的所述输入端子的第一端子和耦合到所述第三振荡器输出端子的第二端子。2.根据权利要求1所述的混频器电路，所述振荡器具有第四振荡器输出端子，在所述第四振荡器输出端子上生成相对于所述第一振荡器信号反相的第四振荡器信号，所述混频器电路还包括：附加振荡器相位噪声消除电容器，所述附加振荡器相位噪声消除电容器具有耦合到所述第二开关的所述输入端子的第一端子和耦合到所述第四振荡器输出端子的第二端子。3.根据权利要求2所述的混频器电路，其中所述振荡器相位噪声消除电容器包括金属
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氧化物
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半导体电容器，所述金属
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氧化物
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半导体电容器具有耦合到所述第二开关的所述输入端子的主体端子以及耦合到所述第三振荡器输出端子的栅极端子。4.根据权利要求2所述的混频器电路，其中所述振荡器相位噪声消除电容器包括金属
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绝缘体
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金属电容器或金属
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氧化物
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金属电容器。5.根据权利要求2所述的混频器电路，还包括：第三开关，所述第三开关具有耦合到所述输入端口的输入端子、耦合到所述第一开关的所述输入端子的输出端子以及耦合到所述第二振荡器输出端子的控制端子。6.根据权利要求2所述的混频器电路，其中所述振荡器包括：触发器，所述触发器具有第一输出端子和第二输出端子；第一缓冲器链，所述第一缓冲器链具有耦合到所述第一输出端子的输入端子以及在其上生成所述第一振荡器信号的输出端子；以及第二缓冲器链，所述第二缓冲器链具有耦合到所述第二输出端子的输入端子以及在其上生成所述第二振荡器信号的输出端子。7.根据权利要求6所述的混频器电路，其中所述振荡器包括：第一反相器，所述第一反相器具有耦合到所述第一缓冲器链中的最后缓冲器的输入端子以及在其上生成所述第四振荡器信号的输出端子；以及第二反相器，所述第二反相器具有耦合到所述第二缓冲器链中的最后缓冲器的输入端子以及在其上生成所述第三振荡器信号的输出端子。8.根据权利要求7所述的混频器电路，其中所述第一反相器和所述第二反相器具有可调整的延迟以补偿过程、电压和温度变化。
9.根据权利要求3所述的混频器电路，其中所述金属
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氧化物
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半导体电容器为所述第二开关的尺寸的至少一半。10.根据权利要求9所述的混频器电路，其中所述金属
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氧化物
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半导体电容器大于所述第二开关的所述尺寸的一半。11.一种操作混频器的方法，包括：利用输入端口来接收射频信号；利用振荡器来生成第一振荡器信号、不同于所述第一振荡器信号的第二振荡器信号以及相对于所述第二振荡器信号反相的第三振荡器信号；利用第一开关从所述输入端口接收所述射频信号并且接收所述第一振荡器信号；利用第二开关从所述第一开关接收信号，接收所述第二振荡器信号，并且基于所述射频信号生成对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵锋，U，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：