可调谐宽带激励放大器的制造方法
【专利说明】可调谐宽带激励放大器
[0001]根据35U.S.C.§ 119的优先权要求
[0002]本专利申请要求于2012年12月17日提交且被转让给本申请受让人并因而被明确援引纳入于此的题为“Tunable Wideband Driver Amplifier (可调谐宽带激励放大器)”的美国临时专利申请N0.61/738，251的优先权权益。
[0003]背景
[0004]领域
[0005]本申请一般涉及模拟前端的操作和设计，并且尤其涉及在模拟前端中使用的激励放大器的操作和设计。
【背景技术】
[0006]无线设备变得日益复杂，从而导致越来越多的电路系统被纳入到越来越小的芯片和电路板上。例如，无线设备中使用的常规发射机可包括多个激励放大器(DA)以分别放大低频带和高频带两者中的信号。具有用于指定频带的专用DA可实现期望的放大目标；然而，这样的实现也可能具有若干缺点。例如，利用多个DA可造成管芯面积要求方面的成本增加。此外，发射机中的其他电路系统(诸如上变频器)可能需要被修改以支持多个DA配置，从而增加了发射机的复杂度。
[0007]因此，需要被配置成降低无线设备中的管芯面积和发射机设计复杂度的高效宽带激励放大器。
[0008]附图简述
[0009]通过参照以下结合附图考虑的描述，本文中所描述的以上方面将变得更易于明了，在附图中:
[0010]图1示出了在设备中使用的包括可调谐宽带激励放大器的示例性实施例的发射机；
[0011]图2示出了图1中所示的可调谐宽带激励放大器的详细示例性实施例；
[0012]图3示出了解说图2所示的激励放大器的输出的宽带频率范围的频率标绘；
[0013]图4示出了用于无线设备中的宽带放大的方法的示例性实施例；以及
[0014]图5示出了可调谐宽带激励放大器设备的示例性实施例。
[0015]详细描述
[0016]下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应一定解释成优于或胜于其他示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以免煙没本文中给出的示例性实施例的新颖性。
[0017]图1示出在设备中使用的包括新颖的可调谐宽带DA 106的示例性实施例的发射机100。发射机100包括基带处理器102，其将待传送的基带数据输出给上变频器104。上变频器104将基带数据上变频成射频(RF)信号，并将此RF信号输入到可调谐宽带DA 106。可调谐DA 106被配置成提供在被划分成两个可选频带的宽频率范围(即，800Mhz到2.4GHz)上的放大。可调谐DA 106从基带处理器102接收频带选择信号110。频带选择信号110选择这两个可选频带中将在其上提供放大的一个频带。可调谐DA 106还从基带处理器102接收陷阱启用信号112。陷阱启用信号112启用或禁用为经放大输出提供对二次谐波和更高频率的衰减的陷阱电路。可调谐DA 106的经放大输出随后被输入到功率放大器(PA) 108，在此RF信号被进一步放大以供传输。在各示例性实施例中，可调谐DA 106提供宽频率范围上的放大且被配置成在与利用多个放大器的常规DA配置相比时将管芯面积减小一半。
[0018]图2示出了图1中所示的可调谐宽带激励放大器106的详细示例性实施例。上变频器104向平衡-不平衡转换器202输出差分信号，平衡-不平衡转换器202将该差分信号转换成单端信号。该单端信号被输入到DA 106的晶体管204。晶体管204与晶体管206一起操作来放大单端信号以在晶体管206的漏极端208处生成经放大输出信号(DA输出)。应当注意，虽然晶体管204、206被配置成共源共栅对，但放大器106可以利用任何合适的晶体管配置。
[0019]在一示例性实施例中，第一频带选择电路238操作用于将放大器的放大频带设置成第一频带。第一频带(在本文中也被称为低频带)具有表示为(fVB)的中心频率。第一频带选择电路238包括电感器Lfs 210和可变电容器212。电感器Lfs 210连接在漏极端208和供电电压(VDD)之间。可变电容器212连接在漏极端208和电路接地之间。在一示例性实施例中，电感器Lfs 210具有大电感值(即，4nH)且可变电容器212具有可调谐电容范围(即，1-1Opf)。电感器L低210和可变电容器212组合来设置DA 106的第一工作频带。在一示例性实施例中，电感器Lfs 210和可变电容器212被配置成从800MHz到1.4GHz地调谐第一频带的中心频率(L)。
[0020]当在第一工作频带中操作时，低频带陷阱电路230操作用于为经放大DA输出信号提供二次谐波频率减少。低频带陷阱电路230包括连接在电感器Ls 222和晶体管234的漏极端之间的可变电容器232。电感器Ls 222还连接到漏极端208。在一示例性实施例中，电容器232具有在范围l-6pf中的可调谐电容值，且电感器Ls 222具有2nH的电感值。晶体管234具有连接到电路接地的源极端和由低频带(LB)陷阱启用信号236控制的栅极端。例如，在LB陷阱启用信号236处于“高电压”或“启用”状态时，晶体管234导通，使得电容器232耦合到电路接地。在LB陷阱启用信号236处于“低电压”或“禁用”状态时，晶体管234截止，使得电容器232从电路接地解耦合。在一示例性实施例中，图1所示的陷阱启用信号112包括LB陷阱启用信号236且由基带处理器102或该设备处的某一其他实体生成。
[0021]在LB陷阱启用信号236启用(或导通)晶体管234使得电容器232耦合到电路接地时，当在低工作频带中时，电感器Ls 222与电容器232的组合操作用于形成低频带陷阱电路以便为经放大DA输出信号提供二次谐波频率减少。例如，在低频带陷阱电路230被启用时，在低频带中心频率的二次谐波频率(2f^B)处及以上的DA输出频率被减少或衰减。
[0022]在一示例性实施例中，第二频带选择电路220操作用于将DA 106的放大频带设置成第二频带。第二频带(在本文中也被称为高频带)具有表示为(fHB)的中心频率。第二频带选择电路220包括低频带陷阱电路230。在一示例性实施例中，第二频带选择电路220还包括与电容器224串联连接的电感器Ls 222。例如，在一示例性实施例中，电容器224具有固定电容值1pf。电容器224进一步连接到晶体管226的漏极端，晶体管226还具有连接到电路接地的源极端。晶体管226具有连接到高频带(HB)启用信号228并由该信号228控制的栅极端。例如，在HB启用信号228处于“高电压”或“启用”状态时，晶体管226导通，使得电容器224耦合到电路接地。在HB启用信号228处于“低电压”或“禁用”状态时，晶体管226截止，使得电容器224从电路接地解耦合。在一示例性实施例中，图1所示的频带选择信号110包括HB启用信号228且由基带处理器102或该设备处的某一其他实体生成。
[0023]在一示例性实施例中，在HB启用信号228和LB陷阱启用信号236两者都被设置成启用状态时，晶体管226和234被启用(即，导通)，使得电容器224和232耦合到电路接地。这一配置组合电容器224和232的电容值，以取决于电容器232的调谐来创建10-16pf的组合电容值。这一组合的电容与电感器Ls 222、电感器Lis 210以及电容器212相结合地操作用于将DA 106的放大频带调整成第二(或高)频带。在一示例性实施例中，第二频带选择电路220被配置成从1.4GHz到2.4GHz地调谐第二频带的中心频率(f。。
[0024]包括可调谐电容器216和电感器218的储能电路214连接在晶体管204的源极端240和电路接地之间。在DA 106的放大频带被设置成第二(或高)频带时，储能电路214操作用于提供二次谐波减少。在一示例性实施例中，电