ОСЛАБЛЕНИЕ СИНФАЗНОГО СИГНАЛА ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДУПЛЕКСЕРА Российский патент 2012 года по МПК H04B1/52 

Связанные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет соответственно Предварительной заявке США 60/971207, озаглавленной "ОСЛАБЛЕНИЕ СИНФАЗНОГО СИГНАЛА ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДУПЛЕКСЕРА", поданной 10 сентября 2007, все раскрытие которой рассматривается как часть раскрытия настоящей заявки.

Область техники

Настоящее раскрытие относится в целом к электронным устройствам и, более определенно, к методам ослабления нежелательных компонент сигнала от дуплексера в устройстве беспроводной связи.

Уровень техники

Устройство беспроводной связи (например, сотовый телефон) может иметь передатчик и приемник для поддержания двухсторонней радиосвязи в системе беспроводной связи. Для передачи данных передатчик может модулировать несущий радиочастотный (RF) сигнал данными, получая при этом модулированный сигнал. Передатчик может дополнительно фильтровать и усиливать модулированный сигнал для получения передаваемого сигнала и может затем передавать этот сигнал через беспроводный канал на базовые станции в беспроводной системе. Для приема данных приемник может принимать сигналы от базовых станций и может обрабатывать принятый сигнал для восстановления данных, посланных базовыми станциями на беспроводное устройство.

Беспроводная система может использовать дуплексирование с частотным разделением (FDD). В случае FDD один частотный канал используется для прямой линии связи (нисходящей линии связи) от базовых станций на беспроводное устройство, а другой частотный канал используется для обратной линии связи (восходящей линии связи) от беспроводного устройства к базовым станциям. Беспроводное устройство может иметь возможность одновременно передавать и принимать данные по двум частотным каналам. Беспроводное устройство может иметь дуплексер, чтобы направить входной RF сигнал от антенны на приемник и чтобы направить передаваемый сигнал от передатчика к антенне. Дуплексер обеспечивает развязку между передатчиком и приемником, использующими одну и ту же антенну. В идеальном случае дуплексер не должен подавать ни один из передаваемых сигналов на приемник. На практике дуплексер может не обеспечивать хорошей развязки между передающим портом и приемным портом, и относительно большая часть передаваемого сигнала может попадать на приемник. Попадающий передаваемый сигнал может ухудшить работу приемника, или может даже вызвать невыполнение приемником технических условий.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже рассматриваются методы ослабления нежелательных компонент сигнала от дифференциального дуплексера. Дифференциальный дуплексер может принимать передаваемый сигнал от передатчика в передающем порту и предоставлять выходной RF сигнал в антенный порт. Дифференциальный дуплексер может дополнительно принимать асимметричный входной RF сигнал от антенны в антенном порту и предоставлять принятый дифференциальный сигнал в дифференциальных приемных (RX+ и RX-) портах. Дифференциальный принятый сигнал может включать в себя нежелательный синфазный сигнал, который может происходить от передаваемого сигнала и/или входного RF сигнала. Синфазный сигнал состоит из компонентов сигнала, имеющих ту же самую фазу в RX+ и RX-портах.

В одном аспекте синфазный сигнал может быть ослаблен синфазным фильтром в схеме согласования импеданса, соединенной с RX+ и RX-портами дуплексера. Схема согласования может включать в себя первую пассивную схему, включенную между RX+ портом и первым узлом, вторую пассивную схему, включенную между RX- портом и вторым узлом, и компоненту шунтирующей схемы, включенную между первым и вторым узлами. Малошумящий усилитель (LNA) может иметь дифференциальный вход, соединенный с первым и вторым узлами. Компонента шунтирующей схемы может быть заменена синфазным фильтром.

В одной схеме синфазный фильтр включает в себя первую катушку индуктивности, включенную между первым узлом и общим узлом, вторую катушку индуктивности, включенную между вторым узлом и общим узлом, и конденсатор, включенный между общим узлом и земляной шиной. В другой схеме синфазный фильтр включает в себя первый конденсатор, включенный между первым узлом и общим узлом, второй конденсатор, включенный между вторым узлом и общим узлом, и катушку индуктивности, включенную между общим узлом и земляной шиной. Для обеих схем компонента синфазного сигнала от RX+ порта ослабляется в первом узле первой последовательной LC-схемой в синфазном фильтре, и компонента синфазного сигнала от RX- порта ослабляется во втором узле второй последовательной LC-схемой в синфазном фильтре. Резонансные частоты последовательных LC-схем могут быть установлены в пределах частотного диапазона передаваемого сигнала, чтобы обеспечить хорошее ослабление компонент передаваемого синфазного сигнала в RX+ и RX- портах.

Различные аспекты и признаки раскрытия описываются подробнее ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 изображает блок-схему устройства беспроводной связи.

Фиг.2 - связь между четырьмя портами дифференциального дуплексера.

Фиг.3 - схема согласования импеданса для дуплексера.

Фиг.4 - схема согласования импеданса с синфазным фильтром.

Фиг.5 - график импеданса последовательной LC цепи синфазного фильтра.

Фиг.6 - другая схема согласования импеданса с синфазным фильтром.

Фиг.7 - еще одна схема согласования импеданса с синфазным фильтром.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг.1 показана блок-схема конструкции устройства беспроводной связи 100. В этой конструкции беспроводное устройство 100 включает в себя антенну 102, приемопередатчик 110, процессор 160, контроллер/процессор 170 и устройство 172 памяти. Приемопередатчик 110 включает в себя дифференциальный дуплексер 112, приемник 120 и передатчик 140, которые поддерживают двунаправленную радиосвязь с системой беспроводной связи. Обычно беспроводное устройство 100 может включать в себя любое число приемников и любое число передатчиков для любого числа систем связи и диапазонов частот.

В приемопередатчике 110 дуплексер 112 имеет антенный (Ant) порт, соединенный с антенной 102, дифференциальные приемные (RX+ и RX-) порты, связанные с приемником 120, и передающий (TX) порт, связанный с передатчиком 140. В приемном тракте антенна 102 принимает ретранслированные сигналы от базовых станций и предоставляет асимметричный входной RF сигнал на порт Ant дуплексера 112. Дуплексер 112 связывает входной RF сигнал от порта Ant с RX+ и RX- портами и предоставляет дифференциальный принятый сигнал на приемник 120. В приемнике 120 дифференциальный принятый сигнал проходит через схему согласования импеданса 122, усиливается посредством LNA 124 и преобразуется с понижением частоты от RF в базовую полосу понижающим преобразователем 126. Понижающий преобразователь 126 обеспечивает синфазный (I) и квадратурный (Q) сигналы, преобразованные с понижением частоты, которые усиливаются усилителем (VGA) 128 с переменным коэффициентом передачи, фильтруются фильтром 130 нижних частот и усиливаются усилителем (Amp) 132. Усилитель 132 предоставляет I и Q входные аналоговые сигналы I_in и Q_in на процессор 160 данных.

В передающем тракте процессор 160 данных обрабатывает передаваемые данные и предоставляет I и Q выходные аналоговые сигналы I_out и Q_out на передатчик 140. В передатчике 140 выходные аналоговые сигналы I и Q усиливаются усилителем 142, фильтруются фильтром 144 нижних частот, усиливаются посредством VGA 146 и преобразуются с повышением частоты, от базовой полосы до RF, повышающим преобразователем 148. Преобразованный с повышением частоты сигнал фильтруется полосовым фильтром 150 и дополнительно усиливается усилителем мощности (PA) 152 для получения передаваемого сигнала. Дуплексер 112 направляет передаваемый сигнал от порта TX к порту Ant и предоставляет выходной RF сигнал на антенну 102.

Локальный осциллятор (LO) 158 генерирует дифференциальный приемный LO сигнал, используемый для преобразования с понижением частоты и предоставляет этот LO сигнал на понижающий преобразователь 126. LO 158 также генерирует дифференциальный передаваемый LO сигнал, используемый для преобразования с повышением частоты, и предоставляет этот LO сигнал на повышающий преобразователь 148. Частоты передачи и приема LO сигналов могут быть заданы центральными частотами частотных каналов, используемых для передачи и приема данных, соответственно.

На фиг.1 показан пример схемы приемопередатчика. Обычно формирование сигналов в приемнике 120 и передатчике 140 может быть выполнено посредством одного или нескольких каскадов усилителя, фильтра, смесителя и т.д. Эти схемные блоки могут быть установлены в конфигурации, отличающейся от показанной на фиг.1. Кроме того, для формирования сигналов в передатчике и приемнике могут также использоваться и другие схемные блоки, не показанные на фиг.1. Некоторые схемные блоки на фиг.1 могут также вообще отсутствовать. Весь приемопередатчик 110, или его часть, могут быть выполнены в одной или нескольких интегральных RF схемах (RFIC), IC сигналов смешанного типа и т.д.

Процессор 160 может включать в себя различные процессоры для передачи и приема данных. Контроллер/процессор 170 может управлять операцией в беспроводном устройстве 100. Устройство 172 памяти может хранить программные коды и данные для беспроводного устройства 100. Процессор 160 данных, контроллер/процессор 170 и/или устройство памяти 172 могут быть осуществлены в одной или нескольких специализированных интегральных схемах (ASIC) и/или других IC.

Дифференциальный дуплексер 112 может предоставить определенные преимущества по сравнению с асимметричным дуплексером. Во-первых, дифференциальный дуплексер 112 может предоставить принятый дифференциальный сигнал на LNA 124, избегая согласующее устройство или какую-либо другую схему для выполнения преобразования от несимметричного сигнала к дифференциальному. Во-вторых, дифференциальный дуплексер 112 может обеспечить лучшую фильтрацию передаваемого сигнала в RX+ и RX- порты дуплексера.

На фиг.2 показана связь между четырьмя портами дифференциального дуплексера 112. Порты Ant, TX, RX+ и RX- дуплексера 112 могут также обозначаться как порты 1, 2, 3 и 4, соответственно. Передаваемый сигнал V_TX от передатчика 140 подается от порта TX на порт Ant с общим коэффициентом передачи S₂₁, на RX+ порт с общим коэффициентом передачи S₂₃ и на RX- порт с общим коэффициентом передачи S₂₄. Входной RF сигнал, V _RFin от антенны 102 подается от порта Ant на RX+ порт с общим коэффициентом передачи S₁₃ и на RX- порт с общим коэффициентом передачи S₁₄. Принятый сигнал V _RX+ в RX+ порту составлен из входного RF сигнала, подаваемого от порта Ant, и передаваемого сигнала V _TX, подаваемого от порта TX. Принятый сигнал V _RX- в RX- порте также составлен из входного RF сигнала, подаваемого от порта Ant, и передаваемого сигнала V _TX, подаваемого от порта TX.

В идеальном случае коэффициент передачи S₂₁ должен быть большим (близким к единице), и коэффициенты передачи S₂₃, и S₂₄ должны быть очень малыми или нулевыми. В этом случае большая часть передаваемого сигнала должна подаваться на порт Ant, и очень малая часть передаваемого сигнала будет подаваться на RX+ или RX- порт. В идеальном случае коэффициенты передачи S₁₃ и S₁₄ должны быть большими (близкими к единице) и иметь противоположные фазы. В этом случае большая часть входного RF сигнала будет подаваться на RX+ и RX- порты.

Принятый дифференциальный сигнал в RX+ и RX- портах может быть разложен на дифференциальный сигнал V _DM и синфазный сигнал V _СM. Дифференциальный сигнал имеет компоненты сигнала с противоположными фазами в RX+ и RX- портах. Синфазный сигнал имеет компоненты сигнала с одной и той же фазой в RX+ и RX- портах. Дифференциальный и синфазный сигналы могут включать в себя компоненты сигнала от входного RF сигнала и передаваемого сигнала.

Развязка TX от RX представляет собой ключевой параметр дуплексера 112 и сильно влияет на условие линейности приемника 120. Развязка TX от RX определяет величину передаваемого сигнала, подаваемого от порта TX на RX+ и RX- порты. Обычно большая развязка TX от RX приводит к меньшей подаче передаваемого сигнала или к утечке, которая может затем ослабить условие линейности приемника 120. Эти условия линейности могут быть выражены в терминах точки перехвата второго порядка (IP2), точки перехвата третьего порядка (IP3), тройного биения, сжатия усиления и т.д.

Для дифференциального дуплексера 112 часть передаваемого в порт TX сигнала может быть подана на RX+ и RX- порты. Если порт Ant нагружен, то сигнал V _RX+ содержит только передаваемую компоненту сигнала, подаваемую из порта TX на порт RX+, и сигнал V _RX- содержит только передаваемую компоненту сигнала, подаваемую из порта TX на порт RX-. Амплитуда и фаза передачи S ₂₃ от порта TX на RX+ порт может соответствовать, а может и не соответствовать амплитуде и фазе передачи S ₂₄ от порта TX на RX- порт. Следовательно, V _RX+ может согласовываться, а может и не согласовываться с V _RX-.

Дифференциальный сигнал V _DM включает в себя компоненты сигнала с противоположными фазами в RX+ и RX- портах. Если порт Ant нагружен, то дифференциальный сигнал V_DM может быть выражен как:

V _DM = ½(V _RX+-V _RX-). (1)

Синфазный сигнал V _СM включает в себя компоненты сигнала с одной и той же фазой в RX+ и RX- портах. Если порт Ant нагружен, то синфазный сигнал V_СМ может быть выражен как:

V _СM = ½(V _RX++V _RX-).(2)

Если передаваемые в RX+ и RX- порты компоненты сигнала имеют одну и ту же величину и фазу, то дуплексер 112 обеспечивает неограниченное дифференциальное ослабление передаваемого сигнала. Если передаваемые в RX+ и RX- порты компоненты сигнала имеют одну и ту же величину, но противоположные фазы, то дуплексер 112 обеспечивает неограниченное синфазное ослабление передаваемого сигнала. Обычно передаваемая в RX+ порт компонента сигнала может иметь любую величину и фазу, относительно таковых для передаваемой в RX- порт компоненты сигнала.

Степень дифференциального ослабления (DMA) и степень синфазного ослабления (CMA) для передаваемого сигнала может быть выражена в децибелах (dB) следующим образом:

DMA = 20 log₁₀(V _TX/V _DM), и(3)

CMA = 20 log₁₀(V _TX/V _CM) (4)

В идеальном случае дифференциальный дуплексер 112 должен предоставить очень высокое DMA и очень высокое CMA, так чтобы только малая доля передаваемого сигнала появилось в RX+ и RX- портах. Однако дифференциальный дуплексер 112 может иметь очень высокое DMA или очень высокое CMA, даже когда большие компоненты передаваемого сигнала присутствуют в RX+ и RX- портах. Высокое DMA может быть получено, когда большие компоненты передаваемого сигнала имеют ту же самую фазу, и высокое CMA может быть получено, когда большие компоненты передаваемого сигнала имеют противоположные фазы. Большие компоненты передаваемого сигнала в любой форме (или синфазные, или дифференциальные, или комбинация обоих) могут действовать как помехи для приемника 120. Помехи представляют собой нежелательные сигналы большой амплитуды, которые находятся вне полосы частот полезного сигнала. Однако нелинейность приемника 120 может создать интермодуляционное искажение из-за помех, и интермодуляционное искажение может находиться в пределах полосы частот полезного сигнала и ухудшать работу устройства. Следовательно, приемник 120 должен быть в состоянии принимать малый полезный сигнал при наличии помех от передаваемого сигнала.

Дифференциальный дуплексер 112 может быть коммерчески доступным дуплексером и может иметь относительно высокое DMA, но относительно низкое CMA. Наличие относительно больших компонент синфазного (СМ) передаваемого сигнала на входе приемника 120 из-за низкого CMA может быть столь же вредным, как и присутствие компонент дифференциального (DM) передаваемого сигнала. В частности, большие компоненты сигнала СМ могут затруднять выполнение условий линейности для IP2, IP3, тройное биение, сжатие усиления и т.д. Эти условия линейности могут быть особенно жесткими для системы Множественного Доступа с Кодовым Разделением (CDMA).

Компоненты передаваемого СМ сигнала должны быть ослаблены, чтобы обеспечить хорошую работу устройства. Симметрирующее устройство или трансформатор может быть соединено с RX+ и RX- - портами дуплексера 112 и использоваться для ослабления компонент передаваемого СМ сигнала. Однако это увеличило бы стоимость и аннулировало бы одну из основных причин использования дифференциального дуплексера, которая заключается в исключении симметрирующего устройства. Альтернативно, может быть использован действительно дифференциальный приемник с действительно дифференциальным LNA и последующими схемными блоками. В этом случае усиление синфазных компонент может быть намного меньшим, чем усиление дифференциальных компонент. Величина компонент сигнала СМ может снижаться, если компоненты сигнала СМ проходят через приемник. Однако такой действительно дифференциальный приемник может быть более сложным, более дорогостоящим, потреблять больше мощности и т.д.

В одном аспекте синфазный сигнал от RX+ и RX- портов дуплексера 112 может быть ослаблен синфазным фильтром согласующей схемы 112. Синфазный фильтр может быть осуществлен с пассивными схемными компонентами и может включать в себя схемы последовательных LC цепей, каждая из которых имеет катушку индуктивности ("L"), соединенную последовательно с конденсатором ("C"). Синфазный фильтр может быть способен ослабить компоненты передаваемого СМ сигнала так же, как и другие компоненты СМ сигнала в широкой полосе частот, минимально затрагивая дифференциальные параметры дуплексера 112.

На фиг.3 показана схема 122a согласования импеданса, которая представляет собой вариант схемы 122 согласования импеданса на фиг.1. В этой конструкции схема 122a согласования включает в себя конденсаторы 322a и 322b и катушку индуктивности 324. Конденсатор 322a имеет значение C _S и включен между RX+ портом дуплексера 112 и узлом A. Конденсатор 322b также имеет значение C _S и включен между RX- портом дуплексера 112 и узлом B. Катушка индуктивности 324 имеет значение L _P и включена между узлами A и B. Конденсаторы 322a и 322b являются последовательными компонентами схемы, и катушка индуктивности 324 является шунтирующей компонентой схемы. Значения конденсаторов 322a и 322b и значение катушки индуктивности 324 могут быть подобраны для получения желаемого согласования импеданса для RX+ и RX- портов дуплексера 112 с дифференциальным входом LNA 124, соединенным с узлами A и B.

На фиг.4 показана схема 122b согласования импеданса, которая представляет собой другой вариант схемы 122 согласования импеданса на фиг.1. Схема 122b согласования включает в себя синфазный фильтр для ослабления синфазного сигнала от RX+ и RX- портов дуплексера 112. В конструкции, показанной на фиг.4, схема 122b согласования включает в себя конденсаторы 422a, 422b и 426 и катушки индуктивности 424а и 424b. Конденсатор 422a имеет значение C _S и включен между RX+ портом и узлом A. Конденсатор 422b также имеет значение C _S и включен между RX- портом и узлом B. Катушка индуктивности 424a имеет значение L _Р/2 и включена между узлом A и общим узлом C. Катушка индуктивности 424b также имеет значение L _Р/2 и включена между узлом B и общим узлом C. Конденсатор 426 имеет значение C _CM и включен между общим узлом C и земляной шиной.

Схема 122b согласования на фиг.4 по существу включает в себя те же самые компоненты схемы для согласования импеданса, что и схема 122a согласования на фиг.3. Шунтирующая катушка индуктивности 324 в согласующей схеме 122a была разделена на две катушки индуктивности 424a и 424b, каждая из которых имеет половину значения индуктивности катушки индуктивности 324. Общий узел C находится в центральной точке катушек индуктивности 424a и 424b и является виртуальной земляной точкой. Следовательно, такая компонента схемы, как конденсатор 426, может быть соединена с общим узлом C без изменения дифференциальных параметров согласующей схемы 122b.

Синфазный фильтр осуществлен с катушками индуктивности 424a и 424b и конденсатором 426. Синфазный фильтр включает в себя (i) первую последовательную LC цепь, сформированную катушкой индуктивности 424a и конденсатором 426 и используемую для ослабления компонент СМ сигнала в узле A, и (ii) вторую последовательную LC цепь, сформированную катушкой индуктивности 424b и конденсатором 426, и используемую для ослабления компонент СМ сигнала в узле B. Конденсатор 426 общий для обеих последовательных LC цепей. Две последовательные LC цепи должны быть идентичными или согласованными настолько близко, насколько это возможно.

Для дифференциального сигнала V_DM компонента DM сигнала в RX+ порту имеет ту же самую величину, но противоположную фазу, что и компонента DM сигнала в RX- порту. Поскольку конденсатор 422a и катушка индуктивности 424a имеют те же самые значения, что и конденсатор 422b и катушка индуктивности 424b, компонента DM сигнала от RX+ порта имеет ту же самую величину, но противоположную фазу, что и компонента DM сигнала от RX- порта в общем узле C. Следовательно, компоненты DM сигнала от RX+ и RX- портов компенсируют друг друга в общем узле C, который является виртуальной землей для дифференциального сигнала. Конденсатор 426 не влияет на дифференциальный сигнал.

Для синфазного сигнала V _СМ компонента СМ сигнала в RX+ порту имеет ту же самую величину и фазу, что и компонента СМ сигнала в RX- порту. Поскольку конденсатор 422a и катушка индуктивности 424a имеют те же самые значения, что и конденсатор 422b и катушка индуктивности 424b, компонента СМ сигнала от RX+ порта имеет ту же самую величину и фазу, что и компонента СМ сигнала от RX- порта в общем узле C. Следовательно, компоненты СМ сигнала от RX+ и RX- портов складываются между собой в общем узле C. Конденсатор 426 может быть использован, чтобы обеспечить низкий импеданс для компонентов СМ сигнала в узлах A и B.

Резонансная частота f _R последовательной LC цепи может быть выражена как:

(5)

Как видно из уравнения (5), резонансная частота определяется значениями катушки индуктивности 424a и конденсатора 426 и не зависит от значения конденсатора 422a. Значение катушки индуктивности 424a может быть задано требуемым согласованием импеданса. Значение конденсатора 426 может затем быть выбрано так, что резонансная частота является требуемой частотой.

На фиг.5 показан график импеданса Z _LC последовательной LC цепи, который является импедансом последовательной LC цепи, сформированной катушкой индуктивности 424a и конденсатором 426, если рассматривать узел А на фиг.4. В этом примере резонансная частота f _R установлена равной 835 МГц, что приблизительно является центром передаваемого диапазона частот от 824 до 849 МГц для диапазона сотовой связи. Импеданс последовательной LC цепи имеет минимальное значение на резонансной частоте f _R и увеличивается монотонно для увеличивающегося смещения частоты от резонансной частоты.

Компонента СМ сигнала в узле A может быть ослаблена в наибольшей степени на резонансной частоте. Резонансная частота может быть выбрана как находящаяся в центре передаваемого частотного диапазона, или составлять конкретную передаваемую частоту для ослабления компоненты передаваемого СМ сигнала от передатчика. Резонансная частота может также быть некоторой другой частотой, которая может быть вне передаваемого частотного диапазона.

Импеданс последовательной LC цепи может быть довольно низким, например, порядка десятков Ом для относительно широкого диапазона частот. Входной импеданс LNA 124 может составлять несколько сотен Ом. Импеданс последовательной LC цепи может, таким образом, быть намного меньше входного импеданса LNA. Кроме того, катушка индуктивности 424a и конденсатор 426 могут быть внешними, отдельными компонентами схемы, имеющими относительно большую добротность (Q). Импеданс последовательной LC цепи может, таким образом, быть низким по сравнению с входным импедансом LNA для широкого диапазона частот и не только вокруг передаваемого частотного диапазона, например, как показано на фиг.5. Широкополосное синфазное ослабление может быть, таким образом, достигнуто с последовательной LC цепью.

На фиг.4 показана схема синфазного фильтра, составленного из последовательных LC цепей для ослабления компоненты СМ сигнала от RX+ и RX- портов дуплексера 112. Обычно последовательные LC цепи могут быть сформированы на основе любой компоненты шунтирующей цепи в согласующей схеме. В зависимости от типа компоненты шунтирующей цепи (например, L или C) в согласующей схеме одна или несколько дополнительных компонент цепи (например, C или L) может быть добавлена к согласующей схеме для обеспечения низкого импеданса для компонент СМ сигнала при пропускании компонент DM сигнала.

На фиг.6 показана схема 122c согласования импеданса, которая представляет собой еще одну конструкцию схемы 122 согласования импеданса на фиг.1. Схема 122c согласования может также ослабить компоненты СМ сигнала от RX+ и RX- портов дуплексера 112. В показанной на фиг.6 конструкции схема 122c согласования включает в себя пассивные схемы 622a и 622b, катушки индуктивности 624а и 624b и конденсатор 626. Пассивная схема 622a имеет импеданс Zs и включена между RX+ портом и узлом A. Пассивная схема 622b также имеет импеданс Zs и включена между RX- портом и узлом B. Пассивные схемы 622a и 622b, каждая, могут содержать одну или несколько катушек индуктивности, конденсаторы, резисторы и т.д. Катушка индуктивности 624a имеет значение L _P/2 и включена между узлом A и общим узлом C. Катушка индуктивности 624b также имеет значение L _P/2 и включена между узлом B и общим узлом C. Катушки индуктивности 624a и 624b имеют между узлами A и B суммарное значение L _P. Конденсатор 626 имеет значение C _СM и включен между общим узлом C и земляной шиной.

Синфазный фильтр включает в себя первую последовательную LC цепь, образованную катушкой индуктивности 624a и конденсатором 626, и вторую последовательную LC цепь, образованную катушкой индуктивности 624b и конденсатором 626. Значение конденсатора 626 может быть выбрано так, чтобы получить требуемые резонансные частоты для последовательных LC цепей. Как показано в уравнении (5), резонансная частота каждой последовательной LC цепи не зависит от импеданса Zs пассивной схемы 622a или 622b.

На фиг.7 показана схема 122d согласования импеданса, которая является еще одной конструкцией схемы 122 согласования импеданса на Фиг.1. Согласующая схема 122 может также ослабить компоненты СМ сигнала от RX+ и RX- портов дуплексера 112. В показанной на Фиг.7 конструкции согласующая схема 122d включает в себя пассивные схемы 722a и 722b, конденсаторы 724b и 724b и катушку индуктивности 726. Пассивная схема 722a имеет импеданс Zs и включена между RX+ портом и узлом A. Пассивная схема 722b также имеет импеданс Zs и включена между RX- портом и узлом B. Пассивные схемы 722a и 722b, каждая, могут содержать одну или несколько катушек индуктивности, конденсаторы, резисторы и т.д. Конденсатор 724a имеет значение 2Cp и включен между узлом A и общим узлом C. Конденсатор 724b также имеет значение 2Cp и включен между узлом B и общим узлом C. Конденсаторы 724a и 724b имеют суммарное значение Cp между узлами A и B. Катушка индуктивности 726 имеет значение L _СМ и включена между общим узлом C и земляной шиной.

Синфазный фильтр включает в себя первую последовательную LC цепь, образованную конденсатором 724a и катушкой индуктивности 726, и вторую последовательную LC цепь, образованную конденсатором 724b и катушкой индуктивности 726. Значение катушки индуктивности 726 может быть выбрано таким, чтобы получить требуемые резонансные частоты для последовательных LC цепей.

Рассматриваемый синфазный фильтр может использоваться для различных согласующих схем, имеющих компоненту шунтирующей цепи. Эти согласующие схемы могут иметь различные топологии, и импеданс Zs на фиг.6 и 7 может быть задан любой функцией. Компонента шунтирующей цепи может быть катушкой индуктивности или конденсатором. Если компонента шунтирующей цепи является катушкой индуктивности со значением Lp, то эта катушка индуктивности может быть разделена на две катушки индуктивности со значением Lp/2, как показано на фиг.6. Конденсатор может затем быть добавлен между общим узлом C и земляной шиной. Если компонента шунтирующей цепи является конденсатором со значением Сp, то этот конденсатор может быть разделен на два конденсатора со значениями 2Cp, как показано на фиг.7. Катушка индуктивности может затем быть добавлена между общим узлом C и земляной шиной.

Обычно схема согласования импеданса может подавать дифференциальный принятый сигнал от дифференциалного приемного порта дуплексера на LNA. Дифференциальный принятый сигнал может включать в себя дифференциальный сигнал и синфазный сигнал. Схема согласования импеданса может содержать синфазный фильтр для ослабления синфазного сигнала. Синфазный фильтр может иметь резонансную частоту, находящуюся в пределах передаваемого частотного диапазона или соответствовать некоторой другой частоте.

В одной схеме устройства аппарат включает в себя первую компоненту схемы, включенную между первым узлом (например, узлом A) и общим узлом (например, узлом C), вторую компоненту схемы, включенную между вторым узлом (например, узлом B) и общим узлом, и третью компоненту схемы, включенную между общим узлом и земляной шиной. Первая, вторая и третья компоненты схемы обеспечивают тракт с низким импедансом для синфазного сигнала, принятого в первом и втором узлах от дифференциальных приемных портов дуплексера. LNA может иметь дифференциальный вход, соединенный с первым и вторым узлами.

В одной схеме первая и вторая компоненты схемы могут быть катушками индуктивности, а третья компонента схемы может быть конденсатором, например, как показано на фиг.6. В другой схеме первая и вторая компоненты схемы могут быть конденсаторами, а третья компонента схемы может быть катушкой индуктивности, например, как показано на фиг.7. Первая и третья компоненты схемы могут иметь первую резонансную частоту. Вторая и третья компоненты схемы могут иметь вторую резонансную частоту, согласованную с первой резонансной частотой. Дуплексер может связывать передаваемый сигнал в пределах передаваемого частотного диапазона от порта передачи до антенного порта. Первая и вторая резонансные частоты могут находиться в пределах передаваемого частотного диапазона.

Первая пассивная схема (например, схема 622a или 722a) может быть включена между первым узлом и первым приемным портом дуплексера. Вторая пассивная схема (например, схема 622b или 722b) может быть включена между вторым узлом и вторым приемным портом дуплексера. Первый и второй приемные порты могут соответствовать дифференциальным приемным портам дуплексера. Первая и вторая пассивные схемы и первая и вторая компоненты схемы могут быть частью схемы согласования импеданса для дифференциальных приемных портов дуплексера.

Рассматриваемый синфазный фильтр может предоставить различные преимущества в дополнение к уже отмеченным выше. Во-первых, последовательные LC цепи могут быть способны ослабить компоненты СМ LO сигнала, попадающие от LO генератора 158 на узлы A и B. Может иметься ограничение на максимальную величину LO сигнала в антенне 102. Ослабление компонент СМ LO сигнала последовательными LC цепями может способствовать осуществлению этого ограничения. Во-вторых, последовательные LC цепи могут улучшить "дифференциальность" дуплексера по широкому диапазону частот, которые могут включать в себя приемный частотный диапазон. Различие фазы между компонентами сигнала в дифференциальном входе LNA 124 может быть ближе к 180° с последовательными LC цепями.

Рассматриваемый синфазный фильтр может быть использован для беспроводных устройств в различных системах беспроводной связи, таких как системы Множественного Доступа с Кодовым Разделением (CDMA), системы Множественного Доступа c Временным Разделением (TDMA), системы Множественного Доступа с Частотным Разделением (FDMA), ортогональные системы FDMA (системы OFDMA) и системы FDMA с единственной несущей (SC-FDMA). Беспроводные устройства могут поддерживать различные радиотехнологии, например, технологию Универсального Наземного Радио-Доступа (UTRA) и cdma2000 для CDMA. Технология UTRA включает в себя технологию широкополосного CDMA (W-CDMA) и технологию Low Chip Rate (LCR). Технология cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Беспроводные устройства могут также поддержать такие радиотехнологии, как Развитая UTRA (E-UTRA) и Ультра Мобильную Широкополосную передачу (UMB) для OFDMA. Беспроводные устройства могут работать в различных диапазонах частот, например, в диапазоне сотовой связи (который составляет 824-849 МГц для передачи и 869-894 МГц для приема), в диапазоне Услуг Персональной Связи (PCS) (который составляет 1850-1910 МГц для передачи и 1930-1990 МГц для приема), в диапазоне IMT-2000 (который составляет 1920-1980 МГц для передачи и 2110-2170 МГц для приема), в различных диапазонах UMTS и т.д.

Рассматриваемый синфазный фильтр может быть осуществлен с отдельными компонентами схемы (например, катушками индуктивности и конденсаторами) на печатной монтажной плате (PCB) и может быть внешней для IC или RFIC. Эти отдельные компоненты схемы могут быть коммерчески доступными компонентами соответствующих значений, которые могут зависеть от охватываемого дуплексером диапазона частот. Синфазный фильтр может также быть осуществлен в пределах IC, RFIC, IC смешанного сигнала, ASIC и т.д. Синфазный фильтр может быть использован совместно с другими схемными блоками (например, LNA), изготовленными с различными технологиями изготовления IC, например, с технологией комплементарного металло-оксидного полупроводника (CMOS), N-канального MOS (N-MOS), P-канального MOS (P-MOS), биполярного плоскостного транзистора (BJT), биполярного CMOS (BiCMOS), кремния-германия (SiGe), арсенида галлия (GaAs) и т.д. Синфазный фильтр может также быть изготовлен с любой из этих технологий изготовления IC.

Описанное устройство, реализующее синфазный фильтр, может быть автономным устройством или может быть частью большего устройства. Устройство может быть (i) автономной IC, (ii) конструкцией из одной или нескольких IC, которые могут включать в себя устройство памяти IC для сохранения данных и/или команд, (iii) RFIC, например, RF приемник (RFR) или RF передатчик/приемник (RTR), (iv) ASIC, например, модем мобильной станции (MSM), (v) модулем, который может быть встроен в другие устройства, (vi) печатной платой, (vii) приемником, сотовым телефоном, беспроводным устройством, телефонной трубкой или мобильным блоком, (viii) и т.д.

Приведенное описание раскрытия предоставлено для того, чтобы позволить любому специалисту в данной области техники реализовать или использовать раскрытие. Различные модификации раскрытия должны быть очевидны специалисту в данной области техники, и заданные здесь исходные принципы могут быть применены к другим модификациям без отступления от объема раскрытия. Таким образом, раскрытие не ограничивается описанными здесь примерами и конструкциями, но предполагает самые широкие возможности, совместные с раскрытыми здесь принципами и новыми признаками.

Изобретение относится к устройствам и способам для ослабления нежелательных компонент сигнала от дифференциального дуплексера. Техническим результатом является улучшение работы приемника за счет ослабления синфазного сигнала. Дуплексер обеспечивает дифференциальный принятый сигнал в RX+ и RX- портах. Принятый дифференциальный сигнал включает в себя нежелательный синфазный сигнал, который может происходить от передаваемого сигнала. Синфазный сигнал ослабляется синфазным фильтром в схеме согласования импеданса, связанного с RX+ и RX- портами. Схема согласования импеданса включает в себя первую пассивную схему, включенную между RX+ портом и первым узлом, вторую пассивную схему, включенную между RX- портом и вторым узлом, и синфазный фильтр, включенный между первым и вторым узлами. В одной схеме синфазный фильтр включает в себя первую катушку индуктивности, включенную между первым узлом и общим узлом, вторую катушку индуктивности, включенную между вторым узлом и общим узлом, и конденсатор, включенный между общим узлом и земляной шиной. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Синфазный фильтр, содержащий:
первую компоненту схемы, включенную между первым узлом и общим узлом;
вторую компоненту схемы, включенную между вторым узлом и общим узлом; и
третью компоненту схемы, включенную между общим узлом и земляной шиной, причем первая, вторая и третья компоненты схемы обеспечивают тракт с низким импедансом для синфазного сигнала, принятого в первом и втором узлах от дифференциальных приемных портов дуплексера.

2. Фильтр по п.1, причем первая и вторая компоненты схемы содержат катушки индуктивности, и третья компонента схемы содержит конденсатор.

3. Фильтр по п.1, причем первая и вторая компоненты схемы содержат конденсаторы, и третья компонента схемы содержит катушку индуктивности.

4. Фильтр по п.1, дополнительно содержащий:
первую пассивную схему, включенную между первым узлом и первым приемным портом дуплексера; и
вторую пассивную схему, включенную между вторым узлом и вторым приемным портом дуплексера, причем первый и второй приемные порты соответствуют дифференциальным приемным портам дуплексера.

5. Фильтр по п.4, причем первая и вторая компоненты схемы содержат катушки индуктивности, третья схема содержит конденсатор, и первая и вторая пассивные схемы содержат конденсаторы.

6. Фильтр по п.4, причем первая и вторая пассивные схемы и первая и вторая компоненты схемы обеспечивают согласование импеданса для дифференциальных приемных портов дуплексера.

7. Фильтр по п.1, дополнительно содержащий:
малошумящий усилитель (LNA), имеющий дифференциальный вход, связанный с первым и вторым узлами.

8. Фильтр по п.1, причем первая и третья компоненты схемы имеют первую резонансную частоту, причем вторая и третья компоненты схемы имеют вторую резонансную частоту, согласованную с первой резонансной частотой.

9. Фильтр по п.8, причем дуплексер передает передаваемый сигнал в передаваемом частотном диапазоне от порта передачи к антенному порту, причем первая и вторая резонансные частоты находятся в пределах передаваемого частотного диапазона.

10. Фильтр по п.1, причем дуплексер работает в сотовом диапазоне или диапазоне Персональной Связи (PCS).

11. Фильтр по п.1, причем первая, вторая и третья компоненты схемы представляют собой отдельные компоненты схемы, внешние относительно радиочастотной интегральной схемы (RFIC).

12. Фильтр по п.1, причем первая, вторая и третья компоненты схемы выполнены в пределах радиочастотной интегральной схемы (RFIC).

13. Устройство беспроводной связи, содержащее:
дуплексер, имеющий дифференциальные приемные порты;
первую пассивную схему, включенную между первым из дифференциальных приемных портов и первым узлом;
вторую пассивную схему, включенную между вторым из дифференциальных приемных портов и вторым узлом;
первую компоненту схемы, включенную между первым узлом и общим узлом;
вторую компоненту схемы, включенную между вторым узлом и общим узлом; и
третью компоненту схемы, включенную между общим узлом и земляной шиной, причем первая, вторая и третья компоненты схемы обеспечивают тракт с низким импедансом для синфазного сигнала, принятого в первом и втором узлах от дифференциальных приемных портов дуплексера.

14. Устройство беспроводной связи по п.13, причем первая и вторая компоненты схемы содержат катушки индуктивности, и третья компонента схемы содержит конденсатор.

15. Устройство беспроводной связи по п.13, причем первая и вторая компоненты схемы содержат конденсаторы, и третья компонента схемы содержит катушку индуктивности.

16. Устройство беспроводной связи по п.13, дополнительно содержащее:
малошумящий усилитель (LNA), имеющий дифференциальный вход, связанный с первым и вторым узлами.

17. Устройство беспроводной связи по п.16, причем LNA выполнен на радиочастотной интегральной схеме (RFIC), причем дуплексер, первая и вторая пассивные схемы и первая, вторая и третья компоненты схемы являются внешними относительно RFIC.

18. Устройство согласования импедансов, содержащее:
схему согласования импеданса для передачи дифференциального принятого сигнала от дифференциальных приемных портов дуплексера к малошумящему усилителю (LNA), причем дифференциальный принятый сигнал содержит дифференциальный сигнал и синфазный сигнал, причем схема согласования импеданса содержит синфазный фильтр, чтобы ослабить синфазный сигнал.

19. Устройство по п.18, причем дуплексер передает передаваемый сигнал в передаваемом частотном диапазоне от порта передачи к антенному порту, причем синфазный фильтр имеет резонансную частоту в пределах передаваемого частотного диапазона.

20. Устройство по п.18, причем LNA усиливает дифференциальный сигнал от дуплексера.

21. Способ согласования импедансов, содержащий:
передачу дифференциального принятого сигнала от дифференциальных приемных портов дуплексера через схему согласования импеданса к малошумящему усилителю (LNA), причем дифференциальный принятый сигнал содержит дифференциальный сигнал и синфазный сигнал; и
ослабление синфазного сигнала синфазным фильтром в пределах схемы согласования импеданса.

22. Способ по п.21, дополнительно содержащий:
установку резонансной частоты синфазного фильтра в пределах передаваемого частотного диапазона для дуплексера.

23. Способ по п.21, дополнительно содержащий усиление дифференциального сигнала с помощью LNA.

24. Устройство согласования импедансов, содержащее:
средство для передачи дифференциального принятого сигнала от дифференциальных приемных портов дуплексера через схему согласования импеданса к малошумящему усилителю (LNA), причем дифференциальный принятый сигнал содержит дифференциальный сигнал и синфазный сигнал; и
средство для ослабления синфазного сигнала синфазным фильтром в схеме согласования импеданса.

25. Устройство по п.24, дополнительно содержащее:
средство для установки резонансной частоты синфазного фильтра в пределах передаваемого частотного диапазона для дуплексера.