用于测试信号生成的可重配置的接收机电路的制作方法
【专利说明】用于测试信号生成的可重配置的接收机电路
[0001]1.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10日提交的题为“TEST SIGNAL GENERAT1N BYREUSING RECEIVER CIRCUITRY(通过重用接收机电路系统来生成测试信号)”的临时美国申请序列号为61/735，453的优先权，其被转让给本申请受让人并通过援引明确纳入于此。
[0003]背景
[0004]1.领域
[0005]本公开一般涉及电子器件，尤其涉及用于生成测试信号的接收机电路。
11.
【背景技术】
[0006]无线通信系统中的无线设备(例如，蜂窝电话或智能电话)可以传送和接收数据以用于双向通信。无线设备可包括用于数据传送的发射机以及用于数据接收的接收机。对于数据传送，发射机可用数据来调制发射本地振荡器(LO)信号以获得经调制信号，放大经调制信号以获得具有恰当输出功率电平的输出射频(RF)信号，并经由天线将该输出RF信号发射到基站。对于数据接收，接收机可经由天线获得收到RF信号，放大该收到RF信号并用接收LO信号对该收到RF信号进行下变频，并处理该经下变频信号以恢复由基站发送的数据。LO信号是可被用于频率转换的周期性信号。
[0007]无线设备可包括数个接收机，并且每个接收机可包括各种电路。每个接收机中的电路可被设计成满足规范，但可具有可因制造工艺、温度、电源电压等的变化而改变很大的性能。测试/校准这些电路以便即使存在这些变化仍确保良好性能会是合乎期望的。
[0008]附图简述
[0009]图1示出了无线设备与无线系统处于通信。
[0010]图2示出了图1中的无线设备的框图。
[0011]图3示出了具有可重配置的接收机电路以生成测试信号的两个接收机的框图。
[0012]图4A示出了这两个接收机在接收(RX)模式中的操作。
[0013]图4B和4C示出了这两个接收机在测试/校准模式中的操作。
[0014]图5示出了图3中的低噪声放大器(LNA)、下变频器、低通滤波器和接口电路的示例性设计。
[0015]图6示出了这两个接收机在RX模式中的操作。
[0016]图7A到SB示出了这两个接收机在测试/校准模式中的操作。
[0017]图9示出了将混频器重配置为放大器。
[0018]图10示出了将共源LNA和接口电路重配置为可编程衰减器。
[0019]图11示出了将共栅LNA重配置为可编程衰减器。
[0020]图12示出了将共源LNA和接口电路重配置为可编程衰减器和振幅调制(AM)调制器。
[0021]图13示出了将共栅LNA重配置为可编程衰减器和AM调制器。
[0022]图14示出了 LO生成器的示例性设计。
[0023]图15示出了用于执行下变频和测试信号生成的过程。
[0024]图16示出了用于执行放大和测试信号生成的过程。
[0025]详细描述
[0026]以下阐述的详细描述旨在作为本公开的示例性设计的描述，而无意表示可在其中实践本公开的仅有设计。术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何设计不必被解释为优于或胜过其他设计。本详细描述包括具体细节以提供对本公开的示例性设计的透彻理解。对于本领域技术人员将明显的是，没有这些具体细节也可实践本文描述的示例性设计。在一些实例中，公知的结构和器件以框图形式示出以免煙没本文中给出的示例性设计的新颖性。
[0027]本文公开了无线设备中可被重配置成生成测试信号的接收机电路。这些接收机电路可被用于各种电子设备，诸如无线通信设备(例如，蜂窝电话、智能电话等)、平板设备、个人数字助理(PDA)、手持式设备、无线调制解调器、膝上型计算机、智能本、上网本、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备、消费电子设备、等等。为了清楚起见，以下描述了将接收机电路用于无线通信设备。
[0028]图1示出了无线设备110与无线通信系统120处于通信。无线系统120可以是长期演进(LTE)系统、码分多址(CDMA)系统、全球移动通信(GSM)系统、无线局域网(WLAN)系统或其他某个无线系统。CDMA系统可实现宽带CDMA(WCDMA)、CDMA IX、演进数据最优化(EVDO)、时分同步CDMA(TD-SCDMA)、或其他某个版本的CDMA。为简明起见，图1示出了无线系统120包括两个基站130和132以及一个系统控制器140。一般而言，无线系统可包括任何数目的基站以及任何网络实体集合。
[0029]无线设备110还可以指用户装备(UE)、移动站、终端、接入终端、订户单元、站等。无线设备110可以是蜂窝电话、智能电话、平板、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持式设备、膝上型计算机、智能本、上网本、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备、等等。无线设备110可与无线系统120通信。无线设备110还可接收来自广播站(例如，广播站134)的信号、来自一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)中的卫星(例如，卫星150)的信号等。无线设备110可支持用于无线通信的一种或多种无线电技术，诸如LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVD0、TD-SCDMA、GSM、802.11 等。
[0030]无线设备110可以能够在覆盖低于1000兆赫兹(MHz)的频率的低频带(LB)、覆盖从1000MHz到2300MHz的频率的中频带(MB)和/或覆盖高于2300MHz的频率的高频带(HB)中操作。例如，低频带可覆盖698到960MHz，中频带可覆盖1475到2170MHz，并且高频带可覆盖2300到2690MHz和3400到3800MHz。低频带、中频带和高频带是指三组频带(或频带组)，其中每个频带组包括数个频率带(或简称为“频带”)。每个频带可以覆盖至多达200MHz。LTE版本11支持35个频带，这些频带被称为LTE/UMTS频带并且在公众可获取的文档3GPP TS 36.101中列出。一般而言，可以定义任何数目个频带组。每个频带组可覆盖任何频率范围，这些频率范围可以匹配或者可以不匹配以上给出的频率范围中的任何一个。每个频带组可包括任何数目个频带。
[0031]无线设备110可以支持载波聚集，其是多个载波上的操作。载波聚集也可被称为多载波操作。载波可指被用于通信的频率范围并且可与某些特性相关联。例如，载波可与描述该载波上的操作的系统信息和/或控制信息相关联。载波也可被称为分量载波(CC)、频率信道、蜂窝小区等。频带可包括一个或多个载波。在LTE中每个载波可以覆盖至多达20MHzο在LTE版本11中，无线设备110可以配置成具有在一个或两个频带中的多达5个载波。
[0032]无线设备110可接收在不同频率处并发地发送的多个所传送的信号。这多个所传送的信号可以(i)由一个或多个基站在不同频率处的多个载波上发送以用于载波聚集，或者(ii)由相同无线系统中的不同基站发送以用于协调式多点(CoMP)，或者(iii)由一个或多个无线系统中的一个或多个基站发送以用于并发服务(例如，并发的语音/语音、语音/数据、数据/数据等)，或者(iv)由一个或多个基站发送以用于并发传输。
[0033]图2示出了图1中的无线设备110的示例性设计的框图。在这一示例性设计中，无线设备110包括耦合至主天线210的收发机220、耦合至副天线212的收发机222、以及数据处理器/控制器280。收发机220包括多个(K个)接收机230pa至230pk和多个(K个)发射机250pa至250pk以支持多个频带、多种无线电技术、载波聚集等。收发机222包括多个(L个)接收机230sa至230sl和多个(L个)发射机250sa至250sl以支持多个频带、多种无线电技术、载波聚集、接收分集、从多个发射天线到多个接收天线的多输入多输出(MMO)传输，等等。
[0034]在图2所示的示例性设计中，每个接收机230包括LNA 240和接收电路242。对于数据接收，天线210接收来自基站和/或其他发射机站的信号并且提供收到RF信号。天线接口电路224接收收到RF信号并将一个或多个输入RF信号提供给一个或多个所选接收机。天线接口电路224可包括开关、双工器、共用器、发射滤波器、接收滤波器、匹配电路等。以下描述假定接收机230pa是唯一的所选接收机。在接收机230pa内，LNA 240pa放大输入RF信号并提供经放大RF信号。接收电路242pa将经放大RF信号从RF下变频到基带，对经下变频的信号进行滤波和放大，并且将输入基带信号提供给数据处理器280。接收电路242pa可包括混频器、滤波器、放大器、匹配电路、振荡器、本地振荡器(LO)生成器、锁相环(PLL)等。收发机220和222中的每个其余的接收机230可以类似于接收机230pa的方式操作。
[0035]在图2中示出的示例性设计中，每个发射机250包括发射电路252和功率放大器(PA) 254。对于数据传送，数据处理器280处理(例如，编码和调制)要传送的数据，并且将一个或多个输出基带信号提供给一个或多个所选发射机。以下描述假定发射机250pa是唯一的所选发射机。在发射机250pa内，发射电路252pa对模拟输出信号进行放大、滤波并将其从基带上变频至RF，并且提供经调制的RF信号。发射电路252pa可包括放大器、滤波器、混频器、匹配电路、振荡器、LO生成器、PLL等等。PA 254pa接收并放大经调制RF信号，并且提供具有恰当输出功率电平的发射RF信号。发射RF信号被路由通过天线接口电路224并经由天线210来发射。收发机220和222中的每个其余发射机250可按与发射机250pa类似的方式来操作。
[0036]图2不出了接收机230和发射机250的不例性设计。接收机和发射机还可包括图2中未示出的其他电路，诸如滤波器、匹配电路等。收发机220和222的全部或部分可实现在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。例如，收发机220和222内的LNA 240和接收电路242可实现在一个或多个RFIC上。收发机220和222中的这些电路也可按其他方式来实现。
[0037]数据处理器/控制器280可为无线设备110执行各种功能。例如，数据处理器280可对经由接收机230接收到的数据以及经由发射机250传送的数据执行处理。控制器280可控制收发机220和222内的各种电路的操作。存储器282可存储供数据处理器/控制器280使用的程序代码和数据。数据处理器/控制器280可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或其他IC上。
[0038]一般而言，无线设备可包括任何数目的接收机和任何数目的发射机。这些接收机中和发射机可被设计成满足规范，但可具有可因IC工艺、温度、电源电压等的变化而改变很大的性能。例如，这些接收机和发射机可被实现成具有可能因IC工艺变化而改变的阈值电压和器件失配的晶体管。阈值电压和器件失配的变化可能不利地影响无线设备的性能。测试/校准接收机中的电路以便即使存在IC工艺、温度、电源电压等的变化仍确保良好性能会是合乎期望的。
[0039]在本公开的一方面，一个接收机中的电路可被重配置和重用以生成用于另一接收机的测试信号。这可使得接收机中的电路被高效地测试，而不需要附加电路或外部装备来生成测试信号。这还可提供以下所述的其他益处。
[0040]图3示出了具有可重配置的接收机电路以生成测试信号的两个接收机310和312的示例性设计的框图。接收机310包括LNA 320和接收电路330。接收机312包括LNA 322和接收电路3