BR112016008388B1 - Arranjo de indutor sintonizável, transceptor de radiofrequência, receptor de radiofrequência de multi faixas, dispositivo de comunicação, e, método para sintonia de um arranjo de indutor sintonizável - Google Patents

Arranjo de indutor sintonizável, transceptor de radiofrequência, receptor de radiofrequência de multi faixas, dispositivo de comunicação, e, método para sintonia de um arranjo de indutor sintonizável Download PDF

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Abstract

ARRANJO DE INDUTOR SINTONIZÁVEL, TRANSCEPTOR DE RADIOFREQUÊNCIA, RECEPTOR DE RADIOFREQUÊNCIA DE MULTI FAIXAS, DISPOSITIVO DE COMUNICAÇÃO, E, MÉTODO DE UM ARRANJO DE INDUTOR SINTONIZÁVEL. É descrito um arranjo de indutor sintonizável arranjável em um chip ou substrato. O indutor sintonizável compreende uma primeira parte de enrolamento conectada em uma primeira extremidade a uma primeira entrada do arranjo de indutor sintonizável, uma segunda parte de enrolamento conectada em uma extremidade à outra extremidade da primeira parte de enrolamento, uma terceira parte de enrolamento conectada em uma extremidade a uma segunda entrada do arranjo de indutor sintonizável, uma quarta parte de enrolamento conectada em uma extremidade à outra extremidade da terceira parte de enrolamento, e um arranjo de comutador arranjado para sintonizar o arranjo de indutor sintonizável. A sintonia é realizada provendo seletivamente qualquer dentre um circuito compreendendo a primeira e terceira parte de enrolamento em série entre a primeira e segunda entradas, ou um circuito compreendendo a primeira, segunda, quarta e terceira parte de enrolamento em série entre a primeira e segunda entradas. A primeira e terceira parte de enrolamento são arranjadas sobre o chip ou substrato de tal modo que campos magnéticos do primeiro e terceiro enrolamentos são essencialmente comuns, e a segunda e quarta partes de enrolamento são arranjadas para cancelar o acoplamento eletromagnético com a primeira e terceira parte de enrolamento. São também descritos um receptor, transceptor, dispositivo de comunicação, método e programa de computador.

Description

Campo técnico
[001] A presente invenção refere-se em geral a um arranjo de indutor sintonizável, um transceptor de radiofrequência com um ressonador apresentando tal arranjo, um dispositivo de comunicação, um método para sintonizar o arranjo e um programa de computador para sintonizar.
Fundamentos
[002] À medida que mais faixas devem ser suportadas em rádio transceptores, cujas faixas podem abranger uma ampla faixa de frequência, tal como de 700 MHz a 3800 MHz, isto pode ser satisfeito por um conjunto de ressonadores. É sabido que sintonizar um ressonador LC (indutor-capacitor) em mais de uma oitava é difícil, o que faz com que sejam necessários múltiplos circuitos sintonizados. Este problema é adicionalmente enfatizado quando agregação de portadora, isto é, a comunicação é realizada sobre diversas portadoras diferentes simultaneamente, cujas portadoras podem ser espalhadas em qualquer lugar na ampla faixa de frequência.
[003] Ressonadores LC consomem espaço no chip, quando implementados em chip, e são bastante dispendiosos quando implementados fora do chip. É, portanto, um desejo prover ressonadores mais flexíveis.
[004] O WO 03/052780 Al descreve um componente indutivo incluindo precisamente uma bobina tendo uma indutância total e uma pluralidade de voltas em espiral que são realizadas na forma de trilhas condutoras tendo uma largura de trilha condutora que se afunila na direção do centro de uma pluralidade de voltas em espiral, dois contatos de afunilamento na bobina e um circuito de controle que é conectado entre dois contatos de afunilamento e altera a indutância efetiva da bobina.
[005] O WO 2007/006867 A1 descreve que a indutância de um indutor plano monolítico é distribuída em porções de indutores menores. As porções de indutores menores são providas em uma configuração em cascata de maneira que faça com que o indutor funcione com um dispositivo de indutor de diferente. Algumas das porções de indutores menores são arranjadas para serem simetricamente derivadas ou submetidas à formação de curto-circuito em relação ao ponto comum em uma ou mais etapas para operação em um ou mais bandas de radiofrequência maiores. Por meio da formação de curto-circuito simetricamente comutável, uma etapa de indutância pode ser provida.
Sumário
[006] Um objetivo da invenção é pelo menos aliviar os problemas acima estabelecidos. A presente invenção é baseada no entendimento de que ambas capacitância e indutância de um ressonador LC precisam ser sintonizadas para obter a flexibilidade desejada. Um arranjo de indutor sintonizável é consequentemente provido. O inventor também verificou as exigências para a frequência auto ressonante ser estabelecida alta o bastante para modos de alta frequência, o valor de Q precisa ser alto o bastante, particularmente no estado de baixa indutância, para não degradar o ganho ou aumentar o consumo de corrente em uma implementação utilizável, e que a relação de indutâncias precisa ser alta o bastante para também cobrir as faixas baixas. Isto é obtido por um arranjo de comutadores no arranjo de indutor sintonizável que executa roteamento de sinal de tal modo que a perda por inserção é diminuída, particularmente em circuitos não utilizados.
[007] De acordo com um primeiro aspecto, é provido um arranjo de indutor sintonizável arranjável em um chip ou substrato, o indutor sintonizável compreendendo uma primeira parte de enrolamento conectada em uma primeira extremidade a uma primeira entrada do arranjo de indutor sintonizável; uma segunda parte de enrolamento conectada em uma primeira extremidade a uma segunda extremidade da primeira parte de enrolamento; uma terceira parte de enrolamento conectada em uma primeira extremidade a uma segunda entrada do arranjo de indutor sintonizável; uma quarta parte de enrolamento conectada em uma primeira extremidade a uma segunda extremidade da terceira parte de enrolamento e em uma segunda extremidade conectada na direção de uma segunda extremidade da segunda parte de enrolamento; e um arranjo de comutadores arranjado para sintonizar o arranjo de indutor sintonizável, provendo seletivamente pelo menos: um circuito compreendendo a primeira e quarta partes de enrolamento em série entre a primeira e segunda entradas; e um circuito compreendendo a primeira, segunda, quarta e terceira parte de enrolamento em série entre a primeira e segunda entradas. A primeira e terceira parte de enrolamento são arranjadas no chip ou substrato de tal modo que campos magnéticos da primeira e terceira parte de enrolamento são essencialmente comuns e a segunda e quarta partes de enrolamento são arranjadas para cancelar acoplamento eletromagnético com a primeira e terceira parte de enrolamento.
[008] A quarta parte de enrolamento pode ser conectada na segunda extremidade à segunda extremidade da segunda parte de enrolamento.
[009] O arranjo de indutor sintonizável pode compreender partes de enrolamento adicionais conectadas entre a segunda extremidade da quarta parte de enrolamento e a segunda extremidade da segunda parte de enrolamento.
[0010] O arranjo de comutadores pode compreender um primeiro comutador conectada entre a segunda extremidade da quarta parte de enrolamento e a segunda extremidade da segunda parte de enrolamento.
[0011] O arranjo de comutadores pode compreender um primeiro comutador conectada entre a segunda extremidade da primeira parte de enrolamento e a segunda extremidade da terceira parte de enrolamento.
[0012] O arranjo de comutadores pode compreender um primeiro comutador conectado entre a segunda extremidade da primeira parte de enrolamento e uma base virtual conectada à segunda extremidade da segunda parte de enrolamento; e um segundo comutador conectado entre a segunda extremidade da terceira parte de enrolamento e a base virtual.
[0013] A segunda e quarta partes de enrolamento podem formar um padrão sobre o chip ou substrato apresentando uma primeira parte direcionando o campo magnético em uma primeira direção e uma segunda parte direcionando o campo magnético em uma segunda direção, em que a segunda direção é oposta à primeira direção. O padrão da segunda e quarta partes de enrolamento e o padrão da primeira e terceira parte de enrolamento pode ser arranjado simetricamente sobre o chip ou substrato. A primeira e terceira parte de enrolamento podem formar um padrão envolvendo a segunda e quarta partes de enrolamento em um plano do chip ou substrato.
[0014] O padrão da segunda e quarta partes de enrolamento pode ser octogonal, em forma de trevo de quatro folhas ou em forma de trevo de 2n folhas onde n é um número positivo.
[0015] Duas ou mais partes de enrolamento podem ser arranjadas em uma pluralidade de camadas condutoras no chip ou substrato.
[0016] A base virtual pode ser uma fonte de alimentação de CC, que em CA, tal como radiofrequência, atua como uma base para sinais de CA, ou pode ser uma base ou nó de tensão de referência CC.
[0017] De acordo com um segundo aspecto, é provido um transceptor de radiofrequência compreendendo um ressonador, em que o ressonador compreende um arranjo de indutor sintonizável de acordo com o primeiro aspecto, em que o arranjo de indutor sintonizável é sintonizável para habilitar o ressonador a funcionar de modo selecionável em uma das diversas frequências ressonantes.
[0018] De acordo com um terceiro aspecto, é provido um Receptor de radiofrequência de multi faixas compreendendo um primeiro trajeto de receptor arranjado para receber um sinal de rádio em uma primeira faixa de frequência; um segundo trajeto de receptor arranjado para receber um sinal de rádio em uma segunda faixa de frequência, em que a primeira faixa de frequência opera em uma frequência mais alta do que a segunda faixa de frequência, e cada um dentre o primeiro e segundo trajetos de receptor é arranjado para operar seletivamente em uma faixa de frequência selecionada dentre uma pluralidade de faixas de frequência; e compreende um ressonador compreendendo um arranjo de indutor sintonizável de acordo com o primeiro aspecto, cujo ressonador é arranjado para ser sintonizado para a faixa de frequência selecionada.
[0019] De acordo com um quarto aspecto, é provido um dispositivo de comunicação compreendendo um transceptor de radiofrequência de acordo com o segundo aspecto ou um receptor de radiofrequência de multi faixas de acordo com o terceiro aspecto, e um processador arranjado para interagir com o transceptor de radiofrequência ou receptor de radiofrequência de multi faixas, em que o processador é arranjado para controlar o arranjo de comutadores, para selecionar um modo de sintonia do arranjo de indutor sintonizável.
[0020] De acordo com um quinto aspecto, é provido um método de um arranjo de indutor sintonizável incluindo partes de enrolamento e comutadores para sintonia de acordo com o primeiro aspecto. O método compreende determinar uma configuração de sintonia para o arranjo de indutor sintonizável; designar estados de comutação para a comutador ou respectivas comutadores para configuração de sintonia; e controlar a comutador ou comutadores de acordo com os estados de comutações designados.
[0021] De acordo com um sexto aspecto, é provido um programa de computador compreendendo instruções executáveis por computador que, quando executadas por um controlador programável de um transceptor de radiofrequência ou receptor de radiofrequência de multi faixas compreendendo um ressonador que compreende um arranjo de indutor sintonizável, faz com que o controlador execute o método do quinto aspecto.
[0022] É obtida uma vantagem para modalidades em que o valor de Q aumenta com a frequência, com uma disposição que provê valor de Q mais alto em estado de indutância baixa do que em estado de indutância alta, e a largura de faixa do ressonador absoluta torna-se mais constante ao longo da frequência.
[0023] Uma vantagem de acordo com as modalidades é que um ressonador sintonizável permite uma configuração mais flexível de um receptor/transmissor/transceptor multi faixa. Por exemplo, diferentes trajetos de receptor não precisam mais ser dedicados a faixa baixa ou faixa alta, mas podem ser alocados dependendo da situação de recepção atual.
[0024] Outros objetivos, recursos e vantagens da presente invenção surgirão a partir da seguinte descrição detalhada, a partir das reivindicações dependentes anexas bem como a partir dos desenhos. Geralmente, todos os termos usados nas reivindicações devem ser interpretados de acordo com o seu significado ordinário no campo técnico, a menos que seja explicitamente definido aqui de outro modo. Todas as referências a "um/uma/o/a [elemento, dispositivo, componente, meio, etapa, etc.]" devem ser interpretadas abertamente como referindo-se a pelo menos uma instância do citado elemento, dispositivo, componente, meio, etapa etc., a menos que explicitamente declarado em contrário. As etapas de qualquer método aqui divulgado não têm que ser executadas na ordem exata divulgada, a menos que estabelecido explicitamente.
Breve descrição dos desenhos
[0025] Os acima, bem como objetivos adicionais, recursos e vantagens da presente invenção, serão melhor entendidos através da seguinte descrição detalhada ilustrativa e não limitante das modalidades preferidas da presente invenção, com referência aos desenhos anexos.
[0026] Figura 1 ilustra esquematicamente um arranjo de indutor sintonizável, de acordo com uma modalidade.
[0027] Figura 2 ilustra esquematicamente um arranjo de indutor sintonizável, de acordo com uma modalidade.
[0028] Figura 3 ilustra uma disposição de enrolamentos de um arranjo de indutor sintonizável, com uma indicação esquemática no arranjo de comutador, de acordo com modalidades.
[0029] Figura 4 ilustra um detalhe de uma disposição de enrolamentos de um arranjo de indutor sintonizável, de acordo com uma modalidade.
[0030] Figura 5 ilustra esquematicamente um circuito entre o FRONT END de rádio em que os arranjos de indutor sintonizável de acordo com modalidades são aplicáveis.
[0031] Figura 6 é um diagrama em blocos ilustrando esquematicamente um dispositivo de comunicação, de acordo com uma modalidade.
[0032] Figura 7 é um fluxograma ilustrando esquematicamente um método de um arranjo de indutor sintonizável, de acordo com uma modalidade.
[0033] Figura 8 ilustra esquematicamente um programa de computador e um processador para implementar o método.
Descrição detalhada
[0034] Figura 1 ilustra esquematicamente um arranjo de indutor sintonizável, de acordo com uma modalidade. O arranjo de indutor é preferivelmente arranjado em um chip ou substrato, como será demonstrado abaixo. O arranjo de indutor compreende uma primeira parte de enrolamento W1 conectada a uma extremidade de uma primeira entrada INP do arranjo de indutor sintonizável, uma segunda parte de enrolamento W2 conectada em uma extremidade à outra extremidade da primeira parte de enrolamento W1, uma terceira parte de enrolamento W3 conectada em uma extremidade a uma segunda entrada INN do arranjo de indutor sintonizável e uma quarta parte de enrolamento W4 conectada em uma extremidade à outra extremidade da terceira parte de enrolamento W3 e conectada em um outra extremidade à outra extremidade da segunda parte de enrolamento W2. O ponto em que a segunda e quarta partes de enrolamento se juntam pode opcionalmente ser conectado a uma base de CA, por exemplo, para fornecer tensão, como uma derivação central. Uma conexão em série das partes de enrolamento W1, W2, W4 e W3 é então inerentemente formada. O arranjo de indutor sintonizável adicionalmente compreende um arranjo de comutador, arranjado para sintonizar o arranjo de indutor sintonizável, provendo seletivamente a conexão em série ou um circuito compreendendo a primeira e terceira parte de enrolamento W1, W3 em série entre a primeira e segunda entradas INP, INN. As partes de enrolamento são arranjadas em um chip ou substrato, isto é, essencialmente em um plano, porém os enrolamentos podem ser formados em duas ou mais camadas metálicas, em que os enrolamentos podem ser empilhados em um chip ou substratos ou arranjados lado a lado em uma camada metálica, ou uma combinação destes. O arranjo de comutador compreende uma comutador S12 conectada entre a outra extremidade da primeira parte de enrolamento W1 e a outra extremidade da terceira parte de enrolamento W3. Quando a comutador S12 está aberta, a conexão em série das partes de enrolamento W1, W2, W4, W3 é operável, enquanto quando a comutador S12 está fechada, o circuito compreendendo a primeira e terceira parte de enrolamentos W1, W3 em série é operável entre a primeira e segunda entradas INP, INN. Quando no estado em que somente a primeira e terceira parte de enrolamento W1, W3 estão operáveis, é desejável que o segundo e quarto enrolamentos W2, W4 inoperáveis não influenciem, por exemplo, para manter a perda de inserção baixa. Portanto, a primeira e terceira parte de enrolamento são arranjadas sobre o chip ou substrato de tal modo que campos magnéticos do primeiro e terceiro enrolamentos sejam essencialmente comuns, e a segunda e quarta partes de enrolamento sejam arranjadas para cancelar o acoplamento eletromagnético com a primeira e terceira parte de enrolamento. Isto pode ser arranjado por uma estrutura de enrolamento que cancela o acoplamento magnético entre o primeiro/terceiro e o segundo/quarto enrolamentos, como será demonstrado, por exemplo, com referência à Figura 3 abaixo. O princípio pode ser obtido pela segunda e quarta partes de enrolamento a partir de um padrão no chip ou substrato apresentando uma primeira parte direcionando o campo magnético em uma primeira direção e uma segunda parte direcionando o campo magnético em uma segunda direção, em que a segunda direção é oposta à primeira direção. O acoplamento magnético é deste modo cancelado. Deve ser notado que a derivação central está conectada ao nó de suprimento no modo de baixa impedância, e quando a comutador S12 está fechada, há trajetos da primeira e terceira parte de enrolamento W1, W3 até o nó de derivação central, via segunda e quarta partes de enrolamento W2, W4 curto-circuitadas. A impedância ou resistência é razoavelmente aumentada, porém está provendo uma solução de trabalho para muitas aplicações.
[0035] Figura 2 ilustra esquematicamente um arranjo de indutor sintonizável de acordo com uma modalidade. O arranjo de indutor é preferivelmente arranjado sobre um chip ou substrato, como será demonstrado abaixo. A arranjo de indutor compreende uma primeira parte de enrolamento W1 conectada em uma extremidade a uma primeira entrada INP do arranjo de indutor sintonizável, uma segunda parte de enrolamento W2 conectada em uma extremidade à outra extremidade da primeira parte de enrolamento W1, uma terceira parte de enrolamento W3 conectada em uma extremidade a uma segunda entrada INN do arranjo de indutor sintonizável e uma quarta parte de enrolamento W4 conectada em uma extremidade à outra extremidade da terceira parte de enrolamento W3 e, em outra extremidade, conectada à outra extremidade da segunda parte de enrolamento W2. O ponto em que a segunda e quarta partes de enrolamento W2, W4 se juntam é conectado a uma base de CA, por exemplo, à tensão de alimentação, como uma derivação central. Uma conexão em série das partes de enrolamento W1, W2, W4, W3 é então formada inerentemente. O arranjo de indutor sintonizável compreende adicionalmente um arranjo de comutador arranjado para sintonizar o arranjo de indutor sintonizável, provendo seletivamente a conexão em série ou um circuito compreendendo a primeira e terceira parte de enrolamento W1, W3 em série entre a primeira e segunda entradas INP, INN. As partes de enrolamento são arranjadas sobre um chip ou substrato, isto é, essencialmente em um plano, porém os enrolamentos podem ser formados em duas ou mais camadas metálicas, em que os enrolamentos podem ser empilhados sobre o chip ou substrato ou arranjados lado a lado em uma camada metálica, ou uma combinação destes. O arranjo de comutador compreende um primeiro comutador S1 conectada entre a outra extremidade da primeira parte de enrolamento W1 e o base de CA, isto é, à derivação central. Um segundo comutador S2 é conectada entre a derivação central e a outra extremidade da terceira parte de enrolamento W3. Quando as comutadores S1 e S2 estão abertas, a conexão em série das partes de enrolamento W1, W2, W4, W3 está operável enquanto, quando as comutadores S1 e S2 estão fechadas, o circuito compreendendo a primeira e terceira parte de enrolamento W1, W3 em série é operável entre a primeira e segunda entradas INP, INN. A conexão de CA provida no estado aberto pela derivação central está no estado fechado ainda provido via comutadores S1, S2. Aqui, o arranjo de comutador dual provê um trajeto de impedância mais baixo para a derivação central, comparado com a modalidade demonstrada com referência à Figura 1, porém pode haver um custo de capacitâncias parasíticas mais altas. Quando, no estado em que somente a primeira e terceira parte de enrolamento W1, W3 estão operáveis, é desejável que a segunda e quarta partes de enrolamento W2, W4 inoperáveis não influenciem, por exemplo, para manter a perda de inserção baixa. Portanto, a primeira e terceira parte de enrolamento são arranjadas sobre o chip ou substrato de tal modo que campos magnéticos do primeiro e terceiro enrolamentos sejam essencialmente comuns, e a segunda e quarta partes de enrolamento sejam arranjadas para cancelar o acoplamento eletromagnético com a primeira e terceira parte de enrolamento. Isto pode ser arranjado por uma estrutura de enrolamento que cancela o acoplamento magnético entre o primeiro/terceiro e o segundo/quarto enrolamentos, como será demonstrado, por exemplo, com referência à Figura 3 abaixo. O princípio pode ser obtido pela segunda e quarta partes de enrolamento a partir de um padrão no chip ou substrato apresentando uma primeira parte direcionando o campo magnético em uma primeira direção e uma segunda parte direcionando o campo magnético em uma segunda direção, em que a segunda direção é oposta à primeira direção. O acoplamento magnético é deste modo cancelado. Usando duas comutadores S1, S2 conectadas à derivação central, conexão de baixa impedância para o nó de suprimento é obtida, o que pode ser importante para algumas aplicações. Por outro lado, o arranjo de comutador mais complexo pode resultar em mais resistência e/ou capacitância parasítica, o que pode degradar o desempenho do ressonador em algumas aplicações.
[0036] Figura 3 ilustra um exemplo de disposição de enrolamentos de um arranjo de indutor sintonizável, com uma indicação esquemática no arranjo de comutador, de acordo com modalidades, onde os respectivos arranjos de comutador demonstrados com referência às Figuras 1 e 2 são esquematicamente ilustrados na Figura 3. A primeira e terceira parte de enrolamento formam um padrão em torno do segundo enrolamento em um plano do chip ou substrato. O padrão da segunda e quarta partes de enrolamento e o padrão da primeira e terceira parte de enrolamento são arranjados simetricamente sobre o chip ou substrato, conforme enfatizado pelas linhas simétricas providas na Figura 3. O padrão da segunda e quarta partes de enrolamento é de forma octogonal na Figura 3, o que provê uma primeira parte direcionando o campo magnético em uma primeira direção e uma segunda parte direcionando o campo magnético em uma segunda direção, em que a segunda direção é oposta à primeira direção. Outros padrões provendo o mesmo efeito são igualmente possíveis, por exemplo, em forma de trevo de quatro folhas ou forma de trevo de 2n folhas onde n é um número positivo.
[0037] Figura 4 ilustra um detalhe de um exemplo de disposição de enrolamentos de um arranjo de indutor sintonizável, de acordo com uma modalidade. Cruzamentos de trilhas condutoras formando os enrolamentos podem então ser obtidos. Duas ou mais das partes de enrolamentos podem ser arranjadas em uma pluralidade de camadas condutoras sobre o chip ou substrato. Na ilustração, as trilhas são providas lado a lado sobre o substrato e os cruzamentos usando condutores em camadas. Entretanto, as trilhas podem também usar condutores em camadas e serem colocadas no topo uma da outra, ou uma combinação ser provida em diferentes camadas e lado a lado. A forma dos enrolamentos tem sido também ilustrada como um octógono, porém outras formas são igualmente factíveis, tais como circular, quadrada ou outra forma de n lados, onde n é 3 ou mais, ou combinações destas, que formam enrolamentos envolvendo um campo magnético, o que é a finalidade dos enrolamentos para formar uma indutância. A indutância pode ser adaptada para finalidades diferenciais ou finalidades de extremidade única no modo convencional.
[0038] Partes de enrolamentos adicionais podem ser conectados entre a segunda e quarta partes de enrolamento W2, W4, que podem ser incluídas na formação de um circuito do arranjo de indutor sintonizável. Tais partes de enrolamentos adicionais são preferivelmente também arranjadas sobre o chip ou substrato, de tal modo que campos magnéticos para cancelar o acoplamento eletromagnético com a primeira a quarta partes de enrolamento W1-W4 similarmente à relação entre a segunda e quarta partes de enrolamento W2, W4 para a primeira e terceira parte de enrolamento W1, W3. Isto pode ser habilitado aplicando camadas metálicas adicionais para implementar as partes de enrolamento sobre o chip ou substrato, e comutadores adicionais para o arranjo de comutador para prover seletivamente circuitos incluindo uma quantidade desejada de partes de enrolamento.
[0039] Figura 5 ilustra esquematicamente um circuito entre o FRONT END de rádio em que os arranjos de indutor sintonizável de acordo com modalidades são aplicáveis. No circuito de FRONT END de rádio usado, por exemplo, em um rádio 3GPP LTE uma multiplicidade de faixas pode ser usada. Adicionalmente se, por exemplo, agregação de portadora onde faixas separadas são coletadas e usadas simultaneamente em diferentes configurações, a versatilidade é uma chave para uma solução de FRONT END factível. Ainda adicionalmente, se o FRONT END deveria ser utilizável para outras tecnologias de acesso rádio igualmente, tais como GSM, UMTS, WLAN, GNSS etc., as demandas de versatilidade aumentam adicionalmente. O sinal recebido pode então estar em uma multiplicidade de frequências e possuindo largura de faixa larga ou estreita e, por exemplo, um filtro de seleção de faixa ou outro circuito que necessita um ressonador, pode precisar ser configurável para isto, dependendo do modo de operação atual. Capacitância variável em tais filtros de seleção de faixa normalmente faz muito, por exemplo, usando bancos de capacitor em que a capacitância pode ser comutada sob demanda, porém usando um indutor sintonizável conforme demonstrado acima, a versatilidade pode ser melhorada, bem como o desempenho, por exemplo, dos filtros de seleção de faixa. Usando um ou mais arranjos de indutor sintonizáveis 502, 504 como aqueles demonstrados acima, as demandas de versatilidade podem ser satisfeitas. Combinações de faixas flexíveis são assim habilitadas.
[0040] Um exemplo, em que o arranjo de FRONT END conforme demonstrado acima pode ser usado é um receptor de radiofrequência de multi faixas 500. O receptor 500 compreende um primeiro trajeto de receptor arranjado para receber um sinal rádio em uma primeira faixa de frequência e um segundo trajeto de receptor arranjado para receber um sinal rádio em uma segunda faixa de frequência, onde a primeira faixa de frequência opera em uma frequência mais alta do que a segunda faixa de frequência, isto é, um arranjo de faixa alta-baixa onde ambas as faixas alta e baixa podem ser recebidas simultaneamente. Cada um do primeiro e segundo trajetos de receptor pode ser arranjado para operar seletivamente a uma faixa de frequência selecionada entre uma pluralidade de faixas de frequência, por exemplo, o primeiro trajeto de faixa alta pode selecionar para operar em uma dentre as faixas de frequência de 1800 MHz, 1900 MHz, 2100 MHz e 2700 MHz, enquanto o segundo trajeto de faixa baixa pode selecionar para operar em uma das faixas de frequência de 750 MHz, 850 MHz, 900 MHz e 1500 MHz simultaneamente. Estas faixas de frequência são apenas demonstradas como exemplos, e outras faixas de frequência e agrupamentos entre faixas de frequência alta e baixa são igualmente possíveis. Cada trajeto de receptor compreende um ressonador compreendendo um arranjo de indutor sintonizável 502, 504 conforme demonstrado acima, onde os ressonadores são arranjados para serem sintonizados para a faixa de frequência selecionada no respectivo trajeto de receptor. Deve ser notado que ambos os trajetos de receptor são sintonizáveis para todas as faixas de frequência pela abordagem do arranjo de indutor sintonizável, onde é obtida grande flexibilidade uma vez que não há trajeto dedicado para as faixas mais alta e mais baixa. Arranjos com mais de dois de tais trajetos de receptor são também possíveis. Combinações flexíveis de faixa de frequência são então habilitadas, o que por exemplo, é vantajoso em soluções de agregação de portadora.
[0041] Na Figura 5, os ressonadores são ilustrados para sintonizar saídas LNA como um exemplo. O ressonador com arranjo de indutor sintonizável pode naturalmente ser usado para outras finalidades, tais como para filtros, casamento de impedância etc.
[0042] Figura 6 é um diagrama em blocos ilustrando esquematicamente um dispositivo de comunicação, de acordo com uma modalidade. O dispositivo de comunicação compreende um receptor ou transceptor 602, que pode ser conectado a uma antena 604 e outros circuitos 606 tal como um processador arranjado para interagir com o receptor ou transceptor 602, interfaces de entrada e saída do dispositivo de comunicação 600, etc. O receptor ou transceptor 602 compreende um ressonador 610, em que o ressonador compreende um arranjo de indutor sintonizável de acordo com qualquer das modalidades demonstradas acima, em que o arranjo de indutor sintonizável é sintonizado para habilitar o ressonador 610 a funcionar em uma pluralidade de frequências de ressonância. O receptor ou transceptor pode também compreender um controlador 608 que pode ser arranjado para controlar a sintonia do ressonador 610, isto é, também do arranjo de indutor sintonizável. O receptor 602 pode, por exemplo, ser um Receptor de radiofrequência de multi faixas 500 demonstrado com referência à Figura 5.
[0043] Figura 7 é um fluxograma ilustrando esquematicamente um método de um arranjo de indutor sintonizável, de acordo com uma modalidade. O método compreende determinar 701 uma configuração de sintonia para o arranjo de indutor sintonizável. Isto pode ser feito recebendo alocação de frequência de uma entidade remota ou a partir de uma entidade dentro de um aparelho de comunicação possuindo o arranjo de indutor sintonizável. Com base, por exemplo, na informação de alocação de frequência, estados de comutação são designados 702 para a comutador S12 ou respectivas comutadores S1, S2 para a configuração de sintonia e, controlar 703 as comutadores de acordo com os estados de comutações designados. Em uma nova alocação, o procedimento pode ser repetido.
[0044] O método de acordo com a presente invenção é adequado para implementação com o auxílio de meios de processamento, tais como computadores e/ou processadores, especialmente para o caso em que um controlador digital controla o transceptor. Portanto, são providos programas de computador, compreendendo instruções arranjadas para fazer com que os meios de processamento, processador ou computador realizem as etapas de qualquer dos métodos de acordo com qualquer das modalidades descritas com referência à Figura 7. Os programas de computador preferivelmente compreendem código de programa que é armazenado em um meio legível por computador 800, conforme ilustrado na Figura 8, que pode ser carregado e executado por um meio de processamento, processador ou computador 802, para fazer com que este realize os métodos, respectivamente, de acordo com modalidades da presente invenção, preferivelmente como qualquer das modalidades descritas com referência à Figura 7. O computador 802 e o produto de programa de computador 800 podem ser arranjados para executar o código de programa sequencialmente, em que ações de qualquer dos métodos são realizadas por etapas. Os meios de processamento, processador ou computador 802 são preferivelmente o que normalmente é referido como um sistema incorporado. Então, o meio legível por computador 800 exibido e o computador 802 na Figura 8 deveriam ser interpretados como sendo para fins ilustrativos apenas para prover entendimento do princípio, e não serem interpretados como qualquer ilustração direta dos elementos. A invenção foi descrita principalmente acima com referência a poucas modalidades. Entretanto, como é prontamente verificado por um especialista na técnica, outras modalidades além daquelas acima divulgadas são igualmente possíveis, dentro do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações de patente anexas.

Claims (12)

1. Arranjo de indutor sintonizável, arranjável sobre um chip ou substrato, o indutor sintonizável compreendendo: uma primeira parte de enrolamento (W1) conectada em uma primeira extremidade a uma primeira entrada (INP) do arranjo de indutor sintonizável; uma segunda parte de enrolamento (W2) conectada em uma primeira extremidade a uma segunda extremidade da primeira parte de enrolamento (W1); uma terceira parte de enrolamento (W3) conectada em uma primeira extremidade a uma segunda entrada (INN) do arranjo de indutor sintonizável; uma quarta parte de enrolamento (W4) conectada em uma primeira extremidade a uma segunda extremidade da terceira parte de enrolamento (W3) e em uma segunda extremidade, conectada na direção de uma segunda extremidade da segunda parte de enrolamento (W2); e um arranjo de comutador (S12, S1, S2) arranjado para sintonizar o arranjo de indutor sintonizável, provendo seletivamente; um circuito compreendendo a primeira e terceira parte de enrolamento (W1, W3) em série entre a primeira e segunda entradas (INP, INN); ou um circuito compreendendo a primeira, segunda, quarta e terceira parte de enrolamento (W1, W2, W4, W3) em série entre a primeira e segunda entradas (INP, INN); em que a primeira e terceira partes de enrolamento (W1, W3) são arranjadas sobre o chip ou substrato de tal modo que campos magnéticos da primeira e terceira parte de enrolamento (W1, W3) são essencialmente comuns, e a segunda e quarta partes de enrolamento (W2, W4) são arranjadas para cancelar o acoplamento eletromagnético com a primeira e terceira parte de enrolamento (W1, W3); caracterizado pelo fato de que a segunda e quarta partes de enrolamento (W2, W4) formam um padrão sobre o chip ou substrato apresentando uma primeira parte direcionando o campo magnético em uma primeira direção e uma segunda parte direcionando o campo magnético em uma segunda direção, onde a segunda direção é oposta à primeira direção; e em que o padrão da segunda e quarta partes de enrolamento (W2, W4) é octogonal, em forma de trevo de quatro folhas ou em forma de trevo de 2n folhas onde n é um inteiro positivo.
2. Arranjo de indutor sintonizável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quarta parte de enrolamento (W4) é conectada na segunda extremidade à segunda extremidade da segunda parte de enrolamento (W2).
3. Arranjo de indutor sintonizável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente partes de enrolamento conectadas entre a segunda extremidade da quarta parte de enrolamento (W4) e a segunda extremidade da segunda parte de enrolamento (W2).
4. Arranjo de indutor sintonizável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o arranjo de comutador compreende um primeiro comutador (S12) conectada entre a segunda extremidade da primeira parte de enrolamento (W1) e a segunda extremidade da terceira parte de enrolamento (W3).
5. Arranjo de indutor sintonizável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o arranjo de comutador compreende: um primeiro comutador (S1) conectado entre a segunda extremidade da primeira parte de enrolamento (W1) e uma base virtual conectada à segunda extremidade da segunda parte de enrolamento (W2); e um segundo comutador (S2) conectado entre a segunda extremidade da terceira parte de enrolamento (W3) e a base virtual.
6. Arranjo de indutor sintonizável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o padrão da segunda e quarta partes de enrolamento (W2, W4) e o padrão da primeira e terceira parte de enrolamento (W1, W3) são simetricamente arranjados sobre o chip ou substrato.
7. Arranjo de indutor sintonizável de acordo a reivindicação 1 ou 6, caracterizado pelo fato de que a primeira e terceira parte de enrolamento (W1, W3) formam um padrão envolvendo a segunda e quarta partes de enrolamento (W2, W4) em um plano do chip ou substrato.
8. Arranjo de indutor sintonizável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que duas ou mais das partes de enrolamento (W1, W2, W3, W4) são arranjadas em uma pluralidade de camadas condutoras no chip ou substrato.
9. Transceptor de radiofrequência (602), caracterizado pelo fato de compreender um ressonador (610), em que o ressonador (610) compreende um arranjo de indutor sintonizável como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que o arranjo de indutor sintonizável é sintonizável para habilitar o ressonador (610) a funcionar selecionavelmente em uma de uma pluralidade de frequências de ressonância.
10. Receptor de radiofrequência de multi faixas (500), caracterizado pelo fato de compreender um primeiro trajeto de receptor arranjado para receber um sinal de rádio em uma primeira faixa de frequência; um segundo trajeto de receptor arranjado para receber um sinal de rádio em uma segunda faixa de frequência, em que a primeira faixa de frequência opera em uma frequência mais alta do que a segunda faixa de frequência, e cada um dentre o primeiro e segundo trajetos de receptor é arranjado para operar seletivamente em uma faixa de frequência selecionada dentre uma pluralidade de faixas de frequência; e compreende um ressonador compreendendo um arranjo de indutor sintonizável (502, 504) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8 cujo ressonador é arranjado para ser sintonizado para a faixa de frequência selecionada.
11. Dispositivo de comunicação (600), caracterizado pelo fato de compreender um transceptor de radiofrequência (602) como definido na reivindicação 9 ou um receptor de radiofrequência de multi faixas (602) como definido na reivindicação 10, em que o dispositivo de comunicação compreende um processador (608) que é arranjado para controlar o arranjo de comutador para selecionar um modo de sintonia do arranjo de indutor sintonizável.
12. Método para sintonia de um arranjo de indutor sintonizável incluindo partes de enrolamento e comutadores como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, o método caracterizado pelo fato de compreender: determinar (701) uma configuração de sintonia para o arranjo de indutor sintonizável; designar (702) estados de comutação para a comutador ou respectivas comutadores para a configuração de sintonia; e controlar (703) o comutador ou comutadores de acordo com os estados de comutação designados.
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