可编程无线收发器制造技术

一种完全集成的、可编程的混合信号无线收发器，包括无线频率集成电路（ＲＦＩＣ），其数字输入和输出的频率和协议是不可知的，该无线收发器被编程且多无线频带和标准是配置的，以及能连接到一些网络和服务提供。该ＲＦＩＣ包括可调谐振荡电路，其包括具有电感的传输线，多个可切换电容器配置为切换进或出可调谐电路以响应第一信号，以及至少一个可变电容器能响应第二控制信号而改变，该振荡电路的中央振荡频率响应第一和第二控制信号而电子地调谐，以控制多个可切换电容器的第一电容值和至少一个可变电容器的第二电容值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括LC振荡电路、宽带可编程本地振荡器以及内置控制模块的可编程无线收发器。
技术介绍
无线通信继续以空前的速度发展。今天，世界上已经有超过十亿的移动无线装置。对遍及世界的蜂窝技术，广域网、本地网，公共安全和军事通信，多频带和多通信标准/协议成为普遍存在的通信的最大困难。各种装置使用这些组合的转换服务的要求增长迅速(2006年TAM预期超过$3B)。一些半导体和设备公司，认识到该增长市场的需要，已经致力于特殊的、昂贵的材料，例如硅-锗(SiGe)或微机电系统(MEMS)以实现更好的性能、多特色集成电路。其他的公司则致力于高功耗技术(例如高频取样)以建立解决方法。当前，建立能访问两个以上频带和不同协议的用户装置的费用高昂且物理体积巨大。大部分装置的制造已经尝试在单个介质上放入两个不同芯片组。特别地，一个当前设计包括，例如诺基亚D211WLAN&GPRS PCMCIA卡。该卡使用两个多芯片组用于WLAN部分和ST微电子芯片组用于GPRS功能。该方法是昂贵、巨大和僵化的。在GHz范围内设计高密度、宽带集成电路的困难在于需要提供低功耗的振荡电路，用于跨越宽频率范围。当前现有技术依赖的电路包括由半导体的金属层形成的电感器，该半导体制造中使用了特殊的集成电路(ASICs)和芯片系统(SoC)装置，其能以某种方式模块化以形成扁平几何矩形或螺旋结构以存储磁能量。该装置称为螺旋电感器。该装置的电感量取决于匝的数量和对应芯片面积的物理尺寸。遗憾地是，该类型的传感器部件的实现是不可能对应节点尺寸技术(其定义参数，例如装置的栅极长度)。实际上，由于模拟CMOS内节点尺寸(金属氧化物互补半导体)技术是趋向于朝130nm或以下的栅极长度，该电感元件的物理横截面必须保持同等长度，因此阻碍了整个芯片面积的减少。其他与螺旋电感器相关的问题包括其易于产生导线损耗(导致调谐电路的低品质因素)，在基板上引发辐射和引发电磁场传播(涡旋电流)效应。因此尝试构造带熔断基线的LC振荡电路，如2004年10月19日出版的Traub享有的美国专利第6,806,785号中，所讨论。该‘785专利公开了使用熔断基线以形成电感，其作为窄带振荡器电路的一部分，描述了该振荡器电路同样包括压变电容、熔断基线电感器和分离-衰减放大器。在一些电信标准收发器电路的基本构造模块为频率合成器。频率合成器的目的为发射器中的上-转换频率和接收器的下-转换频率产生要求的谐振信号。频率合成允许在小而精确的步骤中产生可调节频率(例如，对GSM为200Khz，对DECT(数字增强无绳电信)为1.728MHz，以及相似的)其随后用于混频器中以实现频带和信道的选择。当前现有技术中的频率合成依赖于锁相环电路(PLL)中实现整数N或分数N结构，其具有相位检测、低通滤波器以及在反馈环中的可编程除法器。传统频率合成电路的一个实施例包括具有可编程出发音输的频率除法器，带有滤波器的相位比较器，参考频率振荡器和参考除法器，如D.Gapski所享有的德国专利DE10131091，2002年7月18日出版。频率合成器的其他实施例包括耦合到多重VCO的多频带频率产生器构造的振荡器在Ries所享有的美国专利6,785,525，2004年8月31日出版有所描述。用于通信和信号强度监控的双频合成器的实施例在W.Torbjorn享有的GB2254971，1992年10月12日出版，有所描述。此外，直接数字频率合成的几个实施例在Hinrichs et al所享有的美国专利申请2004176047，2004年12月30日出版，Frank所享有的美国专利申请2004176045，2004年9月9日出版，以及WatanabeNozomu所享有的欧洲专利EP0409127，1991年1月23日出版有所描述。然而，现有技术不适于运用到单个多重频带、多标准收发器中，其空间、费用、以及宽带频率运行是溢价的，由于例如僵化的、窄带频率调谐能力以及高元件数量的实现等原因。
技术实现思路
考虑到现有技术中出现的不足，因此期望设计和实现一种RFIC，其无需使用螺旋型电感器和具有能宽带调谐的本地振荡器，以服务于多频带。此外，其可期望结合RFIC的内置测试和评估模块，在原处提供对RFIC参数的监控，以及能动态调节RFIC的参数以符合多个电信标准。本专利技术的多个方面和多个实施例涉及可编程混频信号无线收发器，其包含低费用无线频率集成电路(RFIC)，其频率和协议是不可知的。RFIC的多个实施例提供完全集成的无线收发，其数字输入和输出是可编程的以及多无线频带和标准是可配置的，其可用于连接到不同的网络，提供的服务或标准。根据一个实施例，可调谐振荡电路被构造进金属半导体集成电路，其至少包含一个具有电感的传输线，多个可切换电容器配置为切换进或出该可调谐电路以响应第一控制信号，和至少一个响应第二控制信号的可变电容器，其中振荡电路的中央振荡频率是电子调谐的，以响应第一和第二控制信号，其控制多个可切换电容器的第一电容值以及至少一个可变电容器的第二电容器值。在一个实施例中，该传输线包含熔断基线，其在该集成电路和引线框中相互连接。可替换的，该传输线可为微波带线或共面波导线。多个固定电容器可以是，例如，金属氧化物半导体MOS电容器或金属-绝缘层-金属(MIM)电容器。在其他实施例中，该振荡电路可进一步包括耦合到多个切换电容器的切换网络，该切换网络是可操作的，响应第一控制信号，以切换进和出任一可切换电容器以调谐第一电容值以提供选定振荡频率范围。该可变电容器可以是，例如，变容二极管以及第二电容值可以通过调节变容二极管的偏电压来进行控制以响应第二控制信号。该振荡电路可以耦合到，例如，压控振荡器(VCO)以控制VCO的调谐范围。在另一实施例中，该调谐电路可被耦合到低噪音放大器(LNA)电路以及振荡电路的阻抗可被调谐以削弱该低噪音放大器的阻抗以及匹配低噪音放大器到特定负载的输入阻抗。根据另一实施例，调谐电路跨越多个频带以及在多个频带内的一个频带的方法，该方法包括提供阻抗，提供并联到来自多个可切换电容器的电感的第一电容值，响应第一控制信号以在一个频带内调谐该振荡电路，以及提供并联到电感的第二电容值，响应第二控制信号以在在一个频带内调谐该振荡电路。在一个实施例中，提供的第一电容值可以包括切换进或出振荡电路的任一可切换电容器以获得第一电容值。在另外一个实施例中，第二电容值可由变容二极管提供以及提供的第二电容可包括改变变容二极管的偏电压响应该第二控制信号。在另外一个实施例中，该方法可包括通过耦合该调谐电路到该压控振荡器以控制压控振荡器的调谐范围的步骤。在另外一个实施例中，该方法可包括通过耦合谐振电路到低噪音放大器以协调低噪音放大器到负载的输入阻抗的步骤，以及调谐振荡电路的阻抗以平衡低噪音放大器的阻抗以及匹配低噪音放大器到负载的输入阻抗。根据一个其他实施例，频率合成器实现为包括压控振荡器的锁相环，其产生VCO频率信号，耦合到压控振荡器的振荡电路以及适于调节压控振荡器的调谐范围，以及耦合到压控振荡器的除法器电路，该除法器位于锁相环的前向环路上，该除法器电路适于产生频率，其为该VCO频率信号分频后的版本。在一个实施例中，该相位锁相环可包含位于锁相环反馈通路上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造进半导体集成电路的可调谐振荡电路，该可调谐振荡电路包括：至少一个具有电感的传输线；多个可切换电容器配置为切换进或出该可调谐电路以响应第一控制信号；以及至少一个可变电容器能响应第二控制信号而改变；该振荡电路的中央振荡频率可电子地调谐以响应第一和第二控制信号以控制多个可切换电容器的第一电容值和至少一个可变电容器的第二电容值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉塞尔J希尔，杰弗里C达维，
申请(专利权)人：比特沃半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[]