用于多堆疊放大器的可調(diào)整增益的制作方法
【專利說明】用于多堆疊放大器的可調(diào)整増益
[0001]背景
[0002]領(lǐng)域
[0003]本公開涉及用于提供具有可調(diào)整增益的放大器的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004]具有可調(diào)整增益的放大器通常在許多類型的電路系統(tǒng)中(例如，在包括用于放大信號(hào)以便在無線介質(zhì)上傳輸?shù)墓β史糯笃鞯臒o線收發(fā)機(jī)中)利用。為了提供可調(diào)整增益，可使用并聯(lián)地耦合的多個(gè)單獨(dú)放大器來實(shí)現(xiàn)合成放大器，其中多個(gè)放大器中的每一個(gè)都可被接通或關(guān)斷以改變合成放大器的有效大小。常見的放大器拓?fù)涫嵌喽询B共源共柵電路，其中輸入晶體管耦合到至少兩個(gè)共源共柵晶體管。為了關(guān)斷采用多堆疊共源共柵電路拓?fù)涞姆糯笃?，共源共柵晶體管的柵極偏置電壓可被接地以關(guān)斷通過該放大器的DC偏置電流。
[0005]以此方式使柵極偏置電壓接地的缺點(diǎn)是當(dāng)所選放大器可被有效關(guān)斷時(shí)，大壓降仍然可能跨被關(guān)斷的共源共柵晶體管的端子出現(xiàn)。這是由于合成放大器中的仍然被接通且仍然可驅(qū)動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)的其他放大器的操作。在特定情況下，大壓降可超出被關(guān)斷器件的擊穿極限，由此不合需要地提高了合成放大器電路的故障率和/或成本。
[0006]提供用于調(diào)整放大器的增益的改進(jìn)技術(shù)將是合乎期望的。
[0007]附圖簡(jiǎn)述
[0008]圖1解說了可在其中實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)的無線通信設(shè)備的設(shè)計(jì)的框圖。
[0009]圖2解說了具有可調(diào)整增益的放大器的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0010]圖3解說了被組合以產(chǎn)生具有可調(diào)整增益的合成放大器的多個(gè)并聯(lián)耦合放大器的具體實(shí)現(xiàn)。
[0011]圖4解說了用于關(guān)斷多共源共柵放大器之一以使得合成放大器可具有可調(diào)整增益的說明性技術(shù)。
[0012]圖5解說了根據(jù)本公開的配置多共源共柵放大器以接通或關(guān)斷該器件的技術(shù)的示例性實(shí)施例。
[0013]圖6解說了圖5中的電路系統(tǒng)的截止電壓的示例。
[0014]圖7解說了本公開的替代示例性實(shí)施例，其中AC耦合電容器Cl.m、C2.m取決于放大器510.m被接通還是關(guān)斷來被選擇性地與地耦合或解耦。
[0015]圖8解說了根據(jù)本公開的雙共源共柵放大器的示例性實(shí)施例，其中組合了本公開的截止電壓偏置和可切換電容器技術(shù)。
[0016]圖9解說了可調(diào)整增益放大器的示例性實(shí)施例，其中多個(gè)放大器并聯(lián)地耦合。
[0017]圖10解說了根據(jù)本公開的方法的示例性實(shí)施例。
[0018]詳細(xì)描述
[0019]以下參照附圖更全面地描述本公開的各個(gè)方面。然而，本公開可用許多不同形式來實(shí)施并且不應(yīng)解釋為被限定于本公開通篇給出的任何具體結(jié)構(gòu)或功能。相反，提供這些方面是為了使得本公開將是透徹和完整的，并且其將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達(dá)本公開的范圍?；诒疚闹械慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會(huì)，本公開的范圍旨在覆蓋本文中所披露的本公開的任何方面，不論其是與本公開的任何其他方面相獨(dú)立地還是組合地實(shí)現(xiàn)的。例如，可以使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面來實(shí)現(xiàn)裝置或?qū)嵺`方法。另外，本公開的范圍旨在覆蓋使用作為本文中所闡述的本公開的各種方面的補(bǔ)充或者另外的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或者結(jié)構(gòu)及功能性來實(shí)踐的此類裝置或方法。應(yīng)當(dāng)理解，本文中所披露的本公開的任何方面可由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)元素來實(shí)施。
[0020]下面結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述旨在作為對(duì)本發(fā)明的示例性方面的描述，而非旨在代表可在其中實(shí)踐本發(fā)明的僅有示例性方面。貫穿本描述使用的術(shù)語“示例性”意指“用作示例、實(shí)例或解說”，并且不應(yīng)當(dāng)一定要解釋成優(yōu)于或勝過其他示例性方面。本詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以用于提供對(duì)本發(fā)明的示例性方面的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐本發(fā)明的示例性方面。在一些實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖形式示出以免煙沒本文中給出的示例性方面的新穎性。在本說明書以及權(quán)利要求書中，術(shù)語“模塊”和“塊”可以可互換地使用以表示被配置成執(zhí)行所描述操作的實(shí)體。
[0021]圖1解說可在其中實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)的無線通信設(shè)備100的設(shè)計(jì)的框圖。圖1示出了示例收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)。一般而言，對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的信號(hào)的調(diào)理可由一級(jí)或多級(jí)的放大器、濾波器、上變頻器、下變頻器等執(zhí)行?？刹煌趫D1中所示的配置地來布置這些電路塊。而且，還可使用未在圖1中示出的其他電路塊來調(diào)理發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的信號(hào)。除非另外指明，否則圖1或者附圖中的任何其他附圖中的任何信號(hào)可以是單端或者差分信號(hào)中的任一者。還可省略圖1中的一些電路塊。
[0022]在圖1所示的設(shè)計(jì)中，無線設(shè)備100包括收發(fā)機(jī)120和數(shù)據(jù)處理器110。數(shù)據(jù)處理器I1可包括存儲(chǔ)器(未示出)以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序代碼。收發(fā)機(jī)120包括支持雙向通信的發(fā)射機(jī)130和接收機(jī)150。一般而言，無線設(shè)備100可包括用于任何數(shù)目的通信系統(tǒng)和頻帶的任何數(shù)目的發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)。收發(fā)機(jī)120的全部或一部分可被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)模擬集成電路(IC)、射頻IC(RFIC)、混合信號(hào)IC等等上。
[0023]發(fā)射機(jī)或接收機(jī)可以用超外差式架構(gòu)或直接變頻式架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在超外差式架構(gòu)中，信號(hào)被分多級(jí)地在射頻(RF)和基帶之間變頻，例如在一級(jí)中從RF到中頻(IF)，然后在另一級(jí)中從IF到基帶以用于接收機(jī)。在直接變頻式架構(gòu)中，信號(hào)在一級(jí)中在RF和基帶之間變頻。超外差式以及直接變頻式架構(gòu)可使用不同的電路塊和/或具有不同的要求。在圖1所示的設(shè)計(jì)中，發(fā)射機(jī)130和接收機(jī)150用直接變頻式架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0024]在發(fā)射路徑中，數(shù)據(jù)處理器110處理要被傳送的數(shù)據(jù)并且向發(fā)射機(jī)130提供I和Q模擬輸出信號(hào)。在示出的示例性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理器110包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)IHa和114b以將由數(shù)據(jù)處理器110生成的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成I和Q模擬輸出信號(hào)(例如，I和Q輸出電流)以供進(jìn)一步處理。
[0025]在發(fā)射機(jī)130內(nèi)，低通濾波器132a和132b分別對(duì)I和Q模擬輸出信號(hào)進(jìn)行濾波以移除由在前的數(shù)模轉(zhuǎn)換引起的不期望鏡頻。放大器(Amp) 134a和134b分別放大來自低通濾波器132a和132b的信號(hào)并且提供I和Q基帶信號(hào)。上變頻器140用來自發(fā)射(TX)本機(jī)振蕩(LO)信號(hào)發(fā)生器190的I和Q TXLO信號(hào)來上變頻I和Q基帶信號(hào)并且提供經(jīng)上變頻的信號(hào)。濾波器142對(duì)經(jīng)上變頻的信號(hào)進(jìn)行濾波以移除由上變頻引起的不期望鏡頻以及接收頻帶中的噪聲。功率放大器(PA) 144放大來自濾波器142的信號(hào)以獲得期望的輸出功率電平并且提供發(fā)射RF信號(hào)。該發(fā)射RF信號(hào)被路由經(jīng)過雙工器或開關(guān)146并經(jīng)由天線148被發(fā)射。
[0026]在示例性實(shí)施例中，PA 144可使用本公開的技術(shù)來設(shè)計(jì)。例如，PA 144可被提供可調(diào)整增益，其中可根據(jù)本公開的技術(shù)來提供PA 144中的偏置電壓和/或一個(gè)或多個(gè)可切換電容器。然而，注意，本文所公開的技術(shù)無需被限于諸如圖1所示的功率放大器中的實(shí)現(xiàn)，并且可以一般地適用于設(shè)計(jì)任何系統(tǒng)中的放大器，例如音頻放大器或其它類型的放大器。此類替換示例性實(shí)施例被構(gòu)想為落在本公開的范圍之內(nèi)。
[0027]在接收路徑中，天線148接收由基站傳送的信號(hào)并且提供收到RF信號(hào)，該收到RF信號(hào)被路由經(jīng)過雙工器或開關(guān)146并且被提供給低噪聲放大器(LNA) 152。該收到RF信號(hào)由LNA 152放大并且由濾波器154濾波以獲得期望RF輸入信號(hào)。下變頻混頻器161a和161b將濾波器154的輸出與來自接收(RX) LO信號(hào)發(fā)生器180的I和O RX LO信號(hào)(即，L0_I和L0_Q)混頻以生成I和Q基帶信號(hào)。I和Q基帶信號(hào)由放大器162a和162b放大并且進(jìn)一步由低通濾波器164a和164b濾波以獲得I和Q模擬輸入信號(hào)，該I和Q模擬輸入信號(hào)被提供給數(shù)據(jù)處理器110。在所示的示例性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理器110包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 116a和116b以將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成要進(jìn)一步由數(shù)據(jù)處理器110處理的數(shù)字信號(hào)。
[0028]TX LO信號(hào)發(fā)生器190生成用于上變頻的I和Q TX LO信號(hào)。RX LO信號(hào)發(fā)生器180生成用于下變頻的I和Q RX LO信號(hào)。每個(gè)LO信號(hào)是具有特定基頻的周期性信號(hào)。PLL(鎖相環(huán))192從數(shù)據(jù)處理器110接收定時(shí)信息并且生成用來調(diào)整來自LO信號(hào)發(fā)生器190的TX LO信號(hào)的頻率和/或相位的控制信號(hào)。類似地，PLL 182從數(shù)據(jù)處理器110接收定時(shí)信息并且生成用來調(diào)整來自LO信號(hào)發(fā)生器180的RX LO信號(hào)的頻率和/或相位的控制信號(hào)。
[0029]圖2解說了具有可調(diào)整增益的放大器的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)201。在圖2中，提供了用于放大輸入電壓IN以生成輸出電壓OUT的放大器201。在某些實(shí)現(xiàn)中，放大器