[發明專利]具有非對稱匹配網絡的收發器

有效

• 申請號: 201480004630.4
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104919712B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: S·查克拉博蒂;D·萊代奧特;J·艾因齊格;J·格勞爾;V·V·伊娃諾夫
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司;德克薩斯儀器德國股份有限公司
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H04B1/18;H03F3/24
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;趙志剛

一種片上系統(SoC)，其包括收發器，該收發器包含發射器(110、120、130)和接收器(140、150)，其中發射器和接收器中的至少一個具有可配置部分，該可配置部分能夠被配置為以單端模式和差分模式運行。兩個接口引腳(102、103)被提供以用于經由匹配網絡(160)將收發器耦合到天線(170)，其中兩個接口引腳共享地耦合到發射器和接收器。可調諧電容器耦合到可配置部分的差分信號線路，其中可調諧電容器被配置為經過調諧以針對每個運行模式優化可配置部分的阻抗匹配。

技術領域

本發明總體涉及用于射頻傳輸的收發器，并且更具體地，涉及收發器內的阻抗匹配優化。

背景技術

片上系統(SoC)是一個由來已久的概念；基本方法是將越來越多的功能集成到一個給定器件上。這種集成能夠采用硬件或解決方案軟件的形式。很多SoC設計將微處理器內核或多個內核與各種外圍器件和存儲器電路配對。

射頻(RF)收發器可以包括在SoC內，并且可以包括完全集成的CMOS低噪聲放大器(LAN)和功率放大器(PA)。差分電路通常被選擇用于降低LNA電路中的接地噪聲效應并在相同電源電壓下加倍PA的輸出功率電平。然而，天線通常是單端的，并因此可能需要轉換阻抗以便將單端天線接合到片上差分電路的匹配網絡。

藍牙標準被設計用于實現提供10m距離處的1Mb/s的數據速率的劃算的無線通信。注定成為柔性電纜的主要替換物，藍牙領域已經迅速成長。為了幫助全面集成芯片集解決方案，已經放松了該標準的規格。因此，這個標準非常適于SoC方法。很多平臺已經可用于藍牙SoC快速發展市場，并且可用于原型法以縮短設計周期并限制設計團隊范圍。藍牙RF收發器需要若干系統元件：正交頻率合成器、低噪聲放大器(LNA)、提供從RF頻率到基帶的頻率轉換的混頻器和放大器。

附圖說明

圖1是包括本發明的一個實施例的片上系統(SoC)中的收發器的一部分的功能性框圖；

圖2是圖1的收發器中使用的自偏置AB類TX驅動器的原理圖；

圖3是圖1的SoC中使用的收發器模塊的更詳細框圖；

圖4是示例說明圖3的非對稱匹配電路的細節的原理圖；

圖5是一種調諧電容器的更詳細原理圖；

圖6和圖7是可配置接收器LNA的實施例的原理圖；

圖8是說明具有非對稱匹配網絡的收發器的配置的流程圖；以及

圖9是包括可配置收發器的一個示例SoC的框圖。

具體實施方式

示例實施例提供能夠在單端和差分配置之間被重新配置并針對每個配置被優化的前端。PA級可以使用自偏置AB類拓撲。在一個實施例中，接收器LNA(低噪聲放大器)是單端的，而PA是差分的，因此名稱是“非對稱”。對于另一應用，LNA還能夠被配置成差分的。該方法允許通過使用單端PA將公共前端設計用在具有最少外部元件的一個應用中；以及允許使用差分PA、通過添加兩個元件以得到3dB(理論上)更高的輸出功率將公共前端設計用在另一應用中。

在大體積和低成本市場中，由于更少數量的元件使得它更容易處理終端解決方案和完成評估模塊，所以低的外部元件數量是優選的，并因此需要更少的時間進入客戶市場。通過允許各種天線設計易于與收發器接合，提供可配置收發器前端為終端用戶提供靈活性。

因此，期望一種能夠在單端和差分配置之間被重新配置的前端。單端RF能夠與單端LNA連用，而單端PA(功率放大器)需要更低的外部元件數量(低成本)。差分前端接口能夠提供組合兩個TXPA(發射器功率放大器)輸出的輸出功率的能力，因此相比于單端接口獲得理論上3dB更高的Pout(輸出功率)。這種功率組合允許PA級以較低電源電壓運行，并因此為了傳遞更高的功率，不需要電源電壓變得更高。這能夠與DC-DC變換器兼容，獲得更高效率。