CN107546457A - 差分定向耦合器、信号转换系统和用于转换差分输入信号的方法 - Google Patents

差分定向耦合器、信号转换系统和用于转换差分输入信号的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及差分定向耦合器、信号转换系统和用于转换差分输入信号的方法。提出差分定向耦合器，其包括具有第一变换器的第一耦合器和具有第二变换器的第二耦合器。第一耦合器的输入端口和隔离端口能够相对于第二耦合器的输入端口和隔离端口镜像对称地构造。

Description

差分定向耦合器、信号转换系统和用于转换差分输入信号的 方法
技术领域
本发明涉及差分定向耦合器、信号转换系统和用于转换差分输入信号的相应方法。
背景技术
在高频(RF，英语Radio Frequency)系统中，例如可能需要基于芯片的正交产生(也称为I/Q产生)，以便例如能够实现通信应用的调制技术的高效实施或用于雷达应用的唯一明确(eindeutig)的相位评估。在正交产生的情况下，将信号分为第一信号和第二信号，所述第一信号和第二信号在制造公差范围内具有相同的功率和90°相位差或者说90°相移。正交产生例如对于正交幅度调制而言可能是必需的。为了正交产生，需要提供与90°相位差相结合的信号功率等量分配、尤其信号功率均分分配的部件。这种提供具有等量的、尤其均分的和/或均匀的功率分配的90°相位差的部件也称为正交混合定向耦合器。
为此，由于更高的干扰敏感性、更好的偶模干扰抑制、更低的二阶非线性以及改进的稳定性，可以期望在芯片层面上使用差分信号。相应地可能需要不仅实现第一信号和第二信号之间具有90°相移的均匀功率分配而且实现具有相位(0°,180°)的差分输入信号到在功率方面均匀分配的、具有相位(0°,90°,180°,270°)的两个差分输出信号的所谓四相位分配。
实现这种四相位分配的可行方案是应用电压受控振荡器(英语：voltage-controlled oscillator，VCO)和静态分频器，所述电压受控振荡器在输入信号的双倍频率下振荡，所述静态分频器提供全部四个相位。所述可选方案在微米波频率范围内对于电路几乎不成问题。例如，在60GHz输入信号的情况下，需要能够在120GHz的情况下运行的振荡器和分频器。在一种替代解决方案中可能的是，使用所谓的分支线耦合器，所述分支线耦合器差分地扩展。然而，这要求非常大的芯片面积、例如在输入信号具有60GHz频率的情况下600微米x200微米。在这种情况下，对于例如在移动无线电站中、在广播发射器中以及在雷达设备上使用的所谓相控阵列系统，I/Q产生由于输入信号的大的波长而极大地占据芯片面积。另一种可行方案在于使用多相过滤器，所述多相过滤器虽然能够具有小的尺寸，然而在50Ω系统中能够导致高的信号衰减。此外，能够使用基于集总元件的耦合器，所述集总元件具有所谓点阵集总元件耦合器(lattice lumped-element Koppler)。然而，这样的耦合器具有以下较大缺点：耦合器是非常窄带的，并且需要附加的部件，例如用于线圈或变换器的附加布线。
因此，本申请的待解决的问题在于，提供具有小尺寸的差分定向耦合器。另一待解决的问题在于，提供具有差分定向耦合器的信号转换系统。此外，待解决的问题在于，提供用于转换差分输入信号的改进的方法。
发明内容
本发明提出一种差分定向耦合器，其包括：具有第一变换器的第一耦合器，所述第一变换器包括第一输入线圈和第一输出线圈；具有第二变换器的第二耦合器，所述第二变换器包括第二输入线圈和第二输出线圈；其中，所述第一输入线圈和所述第二输入线圈分别具有输入端口，在从竖直方向俯视所述差分定向耦合器时，所述第一变换器至少部分地覆盖所述第二变换器，在俯视时，所述第一输入线圈和所述第二输入线圈在它们的输入端口方面相互镜像对称地构造。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一输入线圈和所述第二输入线圈分别具有传输端口，并且在俯视时所述第一输入线圈和所述第二输入线圈在它们传输端口方面相互镜像对称地构造。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一耦合器的输入端口在俯视时至少部分地覆盖所述第二耦合器的传输端口，并且所述第一耦合器的传输端口在俯视时至少部分地覆盖所述第二耦合器的输入端口。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一耦合器和所述第二耦合器相互电绝缘，并且所述差分定向耦合器多件式地构造。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一耦合器和所述第二耦合器分别基于集总元件和/或分别为基于变换器的单端定向耦合器。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一耦合器和所述第二耦合器形状相同。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一变换器和所述第二变换器在俯视时在制造公差范围内全等地相互叠置。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一耦合器和所述第二耦合器分别为正交混合定向耦合器和/或所述差分定向耦合器为差分正交混合定向耦合器。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一输出线圈和所述第二输出线圈还分别具有隔离端口和输出端口，并且所述第一输出线圈和所述第二输出线圈在它们的相应的隔离端口方面和它们的相应的输出端口方面在俯视时相互镜像对称构造。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一变换器和所述第二变换器在俯视时覆盖一个芯片面积，并且所述芯片面积至多为由所述第一变换器或所述第二变换器覆盖的面积的120％。
本发明提出一种信号转换系统，其包括：发送器，所述发送器设置用于产生具有基础信号和相对于所述基础信号反相的参考信号的差分输入信号；差分定向耦合器，所述差分定向耦合器包括具有第一变换器的第一耦合器和具有第二变换器的第二耦合器；其中，所述基础信号耦合到所述第一耦合器的输入端口上，所述参考信号耦合到所述第二耦合器的输入端口上，所述差分定向耦合器设置用于将差分输入信号至少部分地转换为相对于差分输入信号具有相移的至少一个差分输出信号，所述基础信号的基础信号电流通过所述第一变换器产生第一磁场，并且所述参考信号的参考信号电流通过所述第二变换器产生第二磁场，并且所述第一耦合器和所述第二耦合器的输入端口相对于彼此布置使得所述第一磁场和所述第二磁场相长地叠加。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一变换器包括第一输入线圈和第一输出线圈，所述第二变换器包括第二输入线圈和第二输出线圈，所述第一输入线圈和所述第一输出线圈和/或所述第二输入线圈和所述第二输出线圈磁耦合和/或电容耦合，用于将所述差分输入信号转换为所述至少一个差分输出信号。
根据本发明的一种优选实施方式，所述至少一个差分输出信号的相移能够借助于所述第一变换器的至少一个导线的第一宽度和/或借助于所述第二变换器的至少一个导线的第二宽度调节。
根据本发明的一种优选实施方式，所述差分定向耦合器设置用于将所述差分输入信号转换为相对于所述差分输入信号具有第一相移的第一差分输出信号和相对于所述差分输入信号具有第二相移的第二差分输出信号，并且所述第一相移为0°并且所述第二相移为90°。
根据本发明的一种优选实施方式，所述差分定向耦合器设置用于将所述差分输入信号转换为相对于所述差分输入信号具有第一相移的第一差分输出信号和相对于所述差分输入信号具有第二相移的第二差分输出信号，并且所述第一输出信号的功率在制造公差范围内相应于所述第二输出信号的功率。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一变换器具有第一输入线圈，所述第二变换器具有第二输入线圈，并且所述第一输入线圈的缠绕方向与所述第二输入线圈的缠绕方向相反。
根据本发明的一种优选实施方式，所述第一变换器和所述第二变换器在俯视时覆盖一个芯片面积，并且所述芯片面积至多为所述差分输入信号的波长的20％。
本发明还提出一种用于转换差分输入信号的方法，所述方法具有以下步骤:
提供发送器，
提供差分定向耦合器，所述差分定向耦合器具有第一耦合器和第二耦合器，所述第一耦合器具有第一输入线圈和第一输出线圈，所述第二耦合器具有第二输入线圈和第二输出线圈；
通过发送器产生差分输入信号，其中，所述差分输入信号包括基础信号和相对于所述基础信号反相的参考信号；
通过所述第一耦合器的输入端口耦合所述基础信号以及通过所述第二耦合器的输入端口耦合参考信号，使得所述基础信号的基础信号电流在所述第一输入线圈内部并且所述参考信号的参考信号电流在所述第二输入线圈内部沿相同方向流动；
通过所述差分定向耦合器将所述差分输入信号转换为至少一个差分输出信号。
根据本发明的一种优选实施方式，所述至少一个差分输出信号的转换包含以下步骤:使所述第一输入线圈与所述第一输出线圈磁耦合和/或电容耦合；使所述第二输入线圈与所述第二输出线圈磁耦合和/或电容耦合。
根据本发明的一种优选实施方式，所述差分输出信号的转换包含以下步骤:
通过所述第一耦合器将所述基础信号转换为第一相移的基础信号和第二相移的基础信号；
通过所述第二耦合器将所述参考信号转换为第一相移的参考信号和第二相移的参考信号；
将所述第一相移的基础信号和所述第一相移的参考信号组合成第一差分输出信号；
将所述第二相移的基础信号和所述第二相移的参考信号组合成第二差分输出信号。
根据本发明的一种优选实施方式，通过所述第一差分输出信号和所述第二差分输出信号实施调制方法。
根据本发明的一种优选实施方式，提供所述差分定向耦合器，使得在俯视所述差分定向耦合器时所述第一输入线圈和/或所述第一输出线圈在制造公差范围内全等地布置在所述第二输入线圈和/或所述第二输出线圈之上。
根据本发明的一种优选实施方式，提供所述差分定向耦合器，使得所述第一耦合器和所述第二耦合器之间的磁耦合为正。
附图说明
为了全面地理解实施例及其优点，结合附图参照以下描述。
在此示出:
图1：信号转换系统的实施例，
图2A，2B，3和4：差分定向耦合器的实施例，
图5，6：差分定向耦合器的等效电路图和用于差分定向耦合器的耦合器的等效电路图，
图7A：用于转换差分输入信号的方法的实施例，
图7B：用于提供差分定向耦合器的实施例，
图8A，8B，9A和9B：用于运行耦合器或者说差分定向耦合器的模拟，
图10，11A和11B：替代的耦合器和替代的差分定向耦合器的实施例和模拟。
具体实施方式
以下参考附图描述差分定向耦合器、信号转换系统以及用于转换差分输入信号的方法的不同实施方式。在此，相同、同种或功能相同的元件设有相同或类似的参考标记。
在一些实施例的情况下，信号转换系统包括在此描述的差分定向耦合器。此外，在一些实施例的情况下，所述方法通过在此描述的差分定向耦合器和/或通过在此描述的信号转换系统实施。这意味着，针对差分定向耦合器公开的所有特征也针对信号转换系统和/或所述方法公开，反之亦然。
借助图1详细阐述了在此描述的信号转换系统的实施例，所述信号转换系统具有差分定向耦合器19。在此，纯示例性地示出具有差分定向耦合器19的信号转换系统，所述差分定向耦合器构造为正交混合定向耦合器。
所示出的信号转换系统能够分别包括发送器50和定向耦合器19。发送器50能够设置用于产生具有基础信号Sin和参考信号Sin，ref的差分输入信号Sin、Sin，ref。参考信号Sin，ref相对于基础信号Sin可以是反相的、即相移180°。特别地，参考信号Sin，ref能够相应于相移180°的基础信号Sin。基础信号Sin能够为非反相信号(nichtinvertierendes Signal)或者说正信号，并且参考信号Sin，ref能够为反相信号(invertierendes Signal)或者说负信号。定向耦合器19能够设置用于将差分输入信号Sin、Sin，ref转换为第一差分输出信号Sout1、Sout1，ref和第二差分输出信号Sout2、Sout2，ref。
在一些实施方式的情况下，第二差分输出信号Sout2，Sout2，ref能够相对于差分输入信号Sin、Sin，ref和/或相对于第一差分输出信号Sout1，Sout1，ref相移、尤其相移90°。即，差分定向耦合器19能够具有(0°,90°)相位输出和(180°,270°)相位输出。此外，第一差分输出信号Sout1，Sout1，ref和第二差分输出信号Sout2，Sout2，ref能够在差分定向耦合器19的制造公差范围内具有相同功率。例如，差分定向耦合器19将差分输入信号Sin，Sin，ref在制造公差范围内按各50％(相应于3dB功率分配)分为第一差分输出信号Sout1，Sout1，ref和第二差分输出信号Sout2，Sout2，ref。例如，这两个差分输出信号Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref都能够为本地振荡器(LO)信号，所述本地振荡器(LO)信号能够用于提供正交信号(也称为I/Q信号)。此外，这两个差分输出信号Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref都能够为所谓的正交信号，所述正交信号能够适用于实施正交幅度调制方法。
现在，借助图2A，2B，3和4详细阐述差分定向耦合器29的实施方式。图2A和2B示出定向耦合器29(图2A)和定向耦合器29的局部(图2B)的示意性立体图。图3示出定向耦合器29的物理实现。图4借助立体图示出定向耦合器29的三维图，并且尤其示出定向耦合器29在芯片系统中的可能嵌入。
定向耦合器29能够具有第一耦合器和第二耦合器，所述第一耦合器具有第一变换器10，所述第二耦合器具有第二变换器20。第一耦合器和第二耦合器能够分别为基于变换器的单端定向耦合器，例如正交混合定向耦合器。第一变换器10能够包含第一输入线圈15和第一输出线圈16。此外，第二变换器20能够包含第二输入线圈25和第二输出线圈26。第一输入线圈15、第一输出线圈16、第二输入线圈25和第二输出线圈26能够分别基于能够相互叠置的单个金属层。
特别地，定向耦合器29和/或定向耦合器29的等同效果的等效电路图能够基于集总元件(英语:lumped elements)。在此和在下文中，“集总元件”能够为如下电结构元件：所述电结构元件的尺寸小于输入信号Sin，Sin，ref的波长的1/10。例如，集总元件为电阻、电容器或者电感。
两个输入线圈15，25能够分别具有输入端口11，21和传输端口12，22。在替代实施方式中可能的是，两个输入线圈15，25分别具有多个输入端口11，21和多个传输端口12，22。此外，两个输出线圈16，26能够分别具有隔离端口14，24和输出端口13，23。例如，隔离端口14，24以尤其与定向耦合器29的阻抗相匹配的电阻终止。例如，隔离端口14，24与相应的输入端口11，21隔离。
在一些实施方式的情况下，输入线圈15，25和输出线圈16，26能够分别基于缠绕的导线(Leiterbahn)。导线能够具有第一宽度b1和第二宽度b2。例如，能够借助于第一宽度b1和/或第二宽度b2调节导线之间的进而相应输入线圈15，25和输出线圈16，26之间的磁耦合和/或电容耦合。尤其可能的是，借助于第一耦合器和第二耦合器之间的电容耦合的强度来调节输入信号Sin，Sin，ref和第一输出信号Sout1，Sout1，ref和第二输出信号Sout2，Sout2，ref之间的相移。这例如能够通过相应地匹配第一宽度b1和/或第二宽度b2进行。
在一些实施方式的情况下，在俯视差分定向耦合器29时，第一变换器10能够尤其完全覆盖第二变换器20。在此和在下文中，“俯视”能够指的是从垂直于定向耦合器29的主延伸平面延伸的竖直方向看向定向耦合器29。换句话说，第一变换器10和第二变换器20沿着竖直方向至少部分地、尤其完全地相互叠置。例如，第一变换器10和第二变换器20在俯视时在制造公差范围内完全重叠。尤其可能的是，两个变换器10，20形状相同地构造。两个变换器10，20——尤其输入线圈15，25和输出线圈16，26能够具有相同大小。
输入线圈15，25和输出线圈16，26能够相互交替叠置地堆叠。在输入线圈15，25和输出线圈16，26之间能够分别布置有隔离材料。
两个变换器10，20能够覆盖一个芯片面积。所述芯片面积的大小能够基本上通过第一直径d1和横向于、尤其垂直于第一直径d1延伸的第二直径d2确定(为此例如参照图3)。由于两个变换器10，20相互叠置，可能的是，所覆盖的芯片面积相对较小。所述芯片面积能够尤其相应于由第一输入线圈15、第二输入线圈25、第一输出线圈16或者第二输出线圈26覆盖的面积。例如，对于针对差分输入信号Sin，Sin，ref的约10GHz到100GHz的频率而设置的定向耦合器29，第一直径d1和第二直径d2分别为至少50微米且至多100微米，尤其为68微米。芯片面积则例如能够基本上为68微米x68微米。
第一输入线圈15和第二输入线圈25能够在输入端口11，21和传输端口12，22方面在俯视时相互镜像对称地构造。特别地，第一输入线圈15的输入端口11和传输端口12能够相对于第二输入线圈25的输入端口21和传输端口22交换布置。
尤其可能的是，第一和第二耦合器分别为单端定向耦合器，例如单端正交混合定向耦合器。例如，第一耦合器实现具有(0°,90°)相位输出的定向耦合器，而第二耦合器实现具有(180°,270°)相位输出的定向耦合器。
第一耦合器和第二耦合器能够相互叠置地堆叠布置并且相互电容耦合，以实现差分定向耦合器29。特别地，第一耦合器和第二耦合器能够如此相互叠置，使得两个耦合器之间的磁耦合总是为正。在此和在下文中，如果两个耦合器的互感(gegenseitigebzw.)为正，则能够得出正磁耦合。在正磁耦合的情况下，第一耦合器和第二耦合器的磁通尤其总是正叠加。换句话说，磁通加和。这能够通过如下方式实现：输入端口11，21布置在差分定向耦合器29的同侧上。因为参考信号Sin，ref的电流在基础信号Sin的电流的反方向上流动，所以可能需要相互交换输入端口11，21，以能够实现正的磁耦合器。
在一些实施方式中，定向耦合器29能够集成在芯片、尤其芯片系统上。例如，定向耦合器29为此借助于馈电线41，42与保持系统43连接。
在一些实施方式中可能的是，差分定向耦合器29用在包括发送器50的信号转换系统中。例如，发送器50能够和定向耦合器29集成在同一芯片系统中。通过发送器50产生的基础信号Sin能够施加到第一耦合器的输入端口11上，并且通过发送器50产生的参考信号Sin，ref能够施加到第二耦合器的输入端口21上。所述施加例如能够借助于在图4中示出的馈电线41，42进行。
基础信号Sin能够在第一输入线圈15中引起基础信号电流I1，所述基础信号电流在第一输入线圈15内部的流动能够产生第一磁场H1(为此例如参照图2A)。此外，参考信号Sin，ref能够在第二输入线圈25中引起参考信号电流I2，所述参考信号电流在第二输入线圈25内部的流动能够产生第二磁场H2。基础信号电流I1和参考信号电流I2能够尤其总是沿相同方向流动。例如，在制造公差范围内，基础信号电流I1和/或参考信号电流I2平行于主延伸平面并且垂直于俯视时的竖直方向流动。
第一磁场H1和第二磁场H2能够如此延伸，使得第一变换器10和第二变换器20相互正耦合。换句话说，第一磁场H1和第二磁场H2能够正地加和为一个较大的总磁场，或者说两个变换器10，20中的磁通能够相长地(konstruktiv)叠加。两个磁场H1，H2能够引起输入线圈15，25和输出线圈16，26之间的磁耦合。由此可能的是，例如结合第一输入线圈15和第一输出线圈16之间的电容耦合以及第二输入线圈25和第二输出线圈26之间的电容耦合，将差分输入信号Sin，Sin，ref转换为两个差分输出信号(在图2A，2B和3中未示出)。差分输出信号例如能够在传输端口12，22和/或输出端口14，24上量取。
由于参考信号Sin，ref相对于基础信号Sin反相，基础信号电流I1会在替代的差分定向耦合器的情况下相对于参考信号电流I2方向相反地传导，在所述替代的差分定向耦合器的情况下，输入端口11，21和传输端口12，22不相互交换。这会导致两个磁场H1，H2相消地(destruktiv)叠加。为了补偿这种效果，输入端口11，21和传输端口12，22能够相互交换，以便尤其能够实现两个磁场H1，H2的相长叠加。
借助在图5中示出的等效电路图，详细阐述在此描述的定向耦合器59的实施例。定向耦合器59能够包括具有输入端口511和传输端口512的第一输入线圈515、具有输出端口514和隔离端口513的第一输出线圈516、具有输入端口521和传输端口522的第二输入线圈525和具有输出端口523和隔离端口523的第二输出线圈526。
输入线圈515，525和输出线圈516，526能够分别磁耦合(电感L1，L2，L3，L4)和电容耦合(电容Cc)到分别相邻的输入线圈515，525或者输出线圈516，526上。输入线圈515，525和输出线圈516，526能够分别基于单个的、尤其金属的导线。所示出的等效电路图能够相应于基于集总元件的兰格耦合器(Lange-Koppler)的等同效果的等效电路图。
借助耦合器699的在图6中示出的等效电路图，详细阐述在此描述的差分定向耦合器29的实施例。耦合器699能够为差分定向耦合器29的第一耦合器和/或第二耦合器，其中，当前不与另外的耦合器相结合地描述耦合器699。在图6中示出的实现方式为耦合器的极其紧凑的实现方式，所述紧凑的实现方式能够基于模仿兰格耦合器的等同效果电路。耦合器699尤其能够单端地构造。
耦合器699能够包括具有两个线圈Lin，Lout的变换器，所述线圈相互磁耦合(耦合因子k)。此外，在所述线圈之间能够通过电容CC存在电容耦合。线圈Lin，Lout能够通过另外的电容CG与周围环境、尤其芯片系统的衬底耦合。尤其，另外的电容CG能够为寄生电容。替代在图6中示出的实施例，电容CC和/或另外的电容CG也能够分别采用不同的值。此外，耦合器699包括输入端口611、传输端口612、尤其接地的隔离端口613和输出端口614。
在相同构造的线圈(Lin＝Lout＝L)的情况下，在固定耦合因子k的情况下，等效电路图能够通过以下公式描述：
在此，Zoo为奇模(英语:odd mode)的特性阻抗，Zoe为偶模(英语:even mode)的特性阻抗，Zo为特性波阻抗，ω0为输入信号的角频率，M为互感并且θo为相应线路(英语:transmission line)的电长度。在此和在下文中，“线路”能够为以下结构元件：所述结构元件的尺寸处于输入信号波长的范围内。为了推导前述公式，在此参照D.Ozis的文献《Integrated Quadrature Couplers and Their Application in Image-RejectReceivers》(IEEE Journal of Solid-State Circuits，Vol44，No5(2009年5月))。在50GHz频率的情况下，得出用于耦合器699的以下理想值：L＝187.57pH；M＝132.63pH；CG＝21.975fF；CC＝53.052fF。
耦合器699能够适用于转换单端信号，例如基础信号或参考信号。然而，通过耦合器699的相应括展，也能够实现差分信号的转换。
借助图7A详细阐述在此描述的用于转换差分输入信号的方法。在所述方法中，例如能够借助于发送器50提供差分输入信号Sin，Sin，ref，所述差分输入信号耦和到差分定向耦合器29的输入端口上、例如第一耦合器和第二耦合器的输入端口11，21上。差分输入信号Sin，Sin，ref尤其借助于差分定向耦合器29转换为能够被进一步处理的至少一个差分输出信号Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref。
借助图7B详细阐述用于提供差分定向耦合器29的方法。在所述方法中，提供第一耦合器和第二耦合器。第一耦合器和第二耦合器能够为结合图1至4描述的第一耦合器和第二耦合器。特别地，第一耦合器包括第一变换器10，所述第一变换器包括第一输入线圈15和第一输出线圈16。第二耦合器能够具有第二变换器20，所述第二变换器具第二输入线圈25和第二输出线圈26。此外，用于提供定向耦合器的方法包括如此相互叠置第一耦合器的和第二耦合器，使得从竖直方向俯视差分定向耦合器29时第一变换器10至少部分地覆盖第二变换器20。
借助图8A和8B详细阐述用于在此描述的定向耦合器29的耦合器699的实施例。耦合器699能够基于在图6中示出的实施例。在此，例如能够通过相应地匹配第一宽度b1和/或第二宽度b2和/或输入线圈15，25和/或输出线圈16，26的大小进行输入信号Sin，Sin，ref的至少20GHz且至多80GHz的频率的优化。特别地，耦合器699能够为所谓的单端耦合器，所述单端耦合器例如能够设置用于转换单端信号。
图8A针对输入端口611上的剩余信号(相关的第一S参数S101)、传输端口612上的传输信号(相关的第二S参数S102)、隔离端口613上的隔离信号(相关的第三S参数S103)以及输出端口614上的输出信号(相关的第四S参数S104)作为输入信号Sin，Sin，ref的频率fin的函数示出以dB为单位的S参数S的模拟。对于S参数的模拟，在此和以下分别采用50Ω终端。此外，图8B示出输出信号相对于输入信号的相位差(以°为单位)的模拟S105。基于集总元件的单端耦合器能够据此在信号转换时具有高带宽。例如，在40GHz的频率改变的情况下(例如在至少40GHz且至多80GHz的输入信号频率的范围内)，输出信号的功率至多变化5dB。
借助图9A和9B详细阐述差分定向耦合器29的实施例。差分定向耦合器29能够用于转换差分输入信号Sin，Sin，ref。例如，差分定向耦合器29能够包含至少一个、优选正好两个单端耦合器699。差分定向耦合器能够基于在图2A，2B，3和4中和/或图5中示出的实施例，其中，能够进行差分输入信号Sin，Sin，ref的至少20GHz且至多80GHz的频率的优化。图9A针对施加在输入端口11，21上的差分剩余信号(相关的第一S参数S111)、施加在传输端口12，22上的第一差分输出信号Sout1(相关的第二S参数S112)、施加在输出端口14，24上的第二差分输出信号Sout2(相关的第四S参数S114)以及隔离端口13，23上的差分隔离信号(相关的第三S参数S113)作为差分输入信号Sin，Sin，ref的频率fin的函数示出以dB为单位的S参数S的模拟。图9B示出第一差分输出信号Sout1和第二差分输出信号Sout2之间的相位差(以°为单位)的模拟S115。
在此描述的定向耦合器29能够在大的频率范围上具有宽带的耦合、尤其宽带的功率稳定性和宽带的相位稳定性。此外，这能够通过使用集总元件来实现。由此，能够例如提供具有小尺寸的、宽带的正交混合耦合器。
例如，相位差在至少20GHz且至多80GHz的范围内变化最大2°，在至少20GHz、尤其至少30GHz且至多60GHz的范围内变化小于1°。此外可能的是，第一差分输出信号Sout1和/或第二差分输出信号Sout2的功率在至少20GHz、尤其至少30GHz且至多100GHz的范围内变化至多10dB。在至少40GHz且至多80GHz的范围内，第一差分输出信号Sout1的功率和/或第二差分输出信号Sout2的功率能够尤其变化至多5dB。在约60GHz、尤其至少59GHz且至多62GHz的频率的情况下能够是定向耦合器29的优化运行。
借助图10借助示意图详细阐述能够基于分布元件的替代差分定向耦合器119的实施例。替代差分定向耦合器119能够构造为分支线耦合器(Branch-Line-Koppler)并且尤其一体式地或者说一件式地构造。替代差分定向耦合器119能够为基于分布元件的、尤其基于传输线路或者说线路段的耦合器。这样的定向耦合器能够相对简单地确定尺寸，然而缺点在于，需要芯片系统或者说芯片上的高的空间需求，所述空间需求随着输入信号波长而增加。
替代差分定向耦合器119能够具有第一传输线路1131和第二传输线路，所述第一传输线路和所述第二传输线分别具有输入端口1111，1121、传输端口1112，1122、输出端口1114，1124和隔离端口1113，1123。此外，存在金属化部1133，所述金属化部在定向耦合器的线路之下延伸。替代差分定向耦合器119能够为差分分支线耦合器。
借助图11A和11B详细阐述替代差分定向耦合器119的实施例。附图示出针对至少20GHz且至多80GHz的范围内的输入信号频率优化的替代差分定向耦合器119的模拟。图11A针对输入端口1111，1121上的剩余信号S121、传输端口1112，1122上的传输信号S122、隔离端口1113，1123上的隔离信号S123以及输出端口1114，1124上的输出信号S124作为输入信号的频率fin的函数示出以dB为单位的S参数S模拟。此外，图11B示出输出信号S124相对于输入信号121的相位差(以°为单位)的模拟S125。基于分布元件的替代差分定向耦合器119相比于在此描述的差分定向耦合器29能够具有强烈依赖频率的耦合并且尤其构造用于输入信号的窄带转换。特别地，替代差分定向耦合器119能够具有2dB功率不相等性(2dBLeistungs-Ungleichheit)和所述频率范围上的强烈相位改变。
根据定向耦合器的至少一个实施方式，定向耦合器包括具有第一变换器的第一耦合器和具有第二变换器的第二耦合器。第一变换器包括第一输入线圈和第一输出线圈。此外，第二变换器包括第二输入线圈和第二输出线圈。第一输入线圈或第二输入线圈和第一输出线圈或第二输出线圈能够分别为第一变换器或第二变换器的变换器线圈。例如，第一输入线圈或第二输入线圈能够与第一输出线圈或第二输出线圈磁耦合和/或电容耦合。
输入线圈和输出线圈能够通过导电的导线绕组构成。导线绕组尤其能够一件式地构造。可能的是，输入线圈和输出线圈分别仅包括一个导线绕组。替代地，输入线圈中的至少一个输入线圈和/或输出线圈中的至少一个输出线圈具有多个导线绕组。
根据至少一个实施方式，第一输入线圈和第二输入线圈分别包括一个输入端口。可能的是，第一输入线圈或第二输入线圈具有其他输入端口。输入端口能够为第一输入线圈或第二输入线圈的能导电的连接端，所述连接端能够设置用于将信号耦合输入到第一输入线圈或第二输入线圈中。
根据至少一个实施方式，在从竖直方向俯视差分定向耦合器时，第一变换器至少部分地覆盖第二变换器。换句话说，第一变换器和第二变换器能够相互叠置。换句话说，第一变换器和第二变换器沿着竖直方向至少部分地相互叠置。竖直方向能够垂直于主延伸平面延伸，在所述主延伸平面中差分定向耦合器在侧向方向上延伸。定向耦合器能够垂直于主延伸平面具有相对于定向耦合器在侧向方向之一上的最大延伸而言小的厚度。例如，在定向耦合器运行时，通过施加到输入端口中的至少一个输入端口上的信号产生的信号电流在制造公差范围内平行于主延伸平面流动。
根据至少一个实施方式，第一输入线圈和第二输入线圈在它们的输入端口方面在俯视时相互镜像对称地构造。在此和在下文中，端口、例如输入端口的“镜像对称的构造”不应在该概念的数学严格意义上理解，而应在制造公差范围内理解。镜像对称的构造能够尤其仅仅、即专门指镜像对称构造的端口的位置。例如，在镜像对称的构造的情况下，端口在它们在相关的输入线圈中或上的相应位置方面交换地布置。对于输入线圈的另外的部件、例如导线绕组，可能的是，镜像对称的构造不是必需的。
根据至少一个实施方式，第一输入线圈和第二输入线圈分别包括一个传输端口。可能的是，第一输入线圈或第二输入线圈具有另外的传输端口。第一输入线圈或第二输入线圈的相应输入端口例如能够通过相应输入线圈的至少一个导线绕组与相应传输端口耦合。
根据至少一个实施方式，第一输入线圈和第二输入线圈在它们的传输端口方面在俯视时相互镜像对称地构造。可能的是，第一输入线圈和第二输入线圈在它们的输入端口方面和在它们的传输端口方面在俯视时相互镜像对称地构造。第一输入线圈的输入端口和传输端口相对于第二输入线圈的输入端口和传输端口尤其能够交换布置。例如，第一输入线圈的输入端口与第一输入线圈的传输端口的交换能够使第一输入线圈过渡到第二输入线圈中，反之亦然。
根据至少一个实施方式，在俯视时，第一耦合器的输入端口至少部分地覆盖第二耦合器的传输端口。此外，在俯视时，第一耦合器的传输端口至少部分地覆盖第二耦合器的输入端口。在俯视时，第一耦合器的输入端口或传输端口尤其能够分别完全覆盖第二耦合器的传输端口或输入端口。
根据差分定向耦合器的至少一个实施方式，第一耦合器和第二耦合器相互电绝缘地构造。此外，差分定向耦合器多件式地构造。例如，在第一输入线圈、第一输出线圈、第二输入线圈和第二输出线圈之间分别布置有电绝缘材料。
根据差分定向耦合器的至少一个实施方式，第一耦合器和第二耦合器分别基于集总元件。例如，差分定向耦合器尤其专门由集总元件构成。特别地，集总元件具有小于输入信号波长的1/10的尺寸或者说大小。替代或附加地，第一耦合器和第二耦合器能够分别为基于变换器的单端定向耦合器。单端定向耦合器能够设置用于转换单端信号。例如，由此可能的是，提供特别紧凑的定向耦合器。与此不同地，具有分布元件的耦合器、例如基于传输线路的耦合器具有较大的延展。
根据差分定向耦合器的至少一个实施方式，第一耦合器和第二耦合器形状相同。例如，第一输入线圈和第二输入线圈或第一输出线圈和第二输出线圈具有相同数量的导线绕组和相同的线圈半径。
根据差分定向耦合器的至少一个实施方式，第一变换器和第二变换器在俯视时在制造公差范围内全等地相互叠置。换句话说，第一变换器完全覆盖第二变换器，反之亦然。
根据至少一个实施方式，第一耦合器和第二耦合器分别为正交混合定向耦合器。替代或附加地，差分定向耦合器为差分正交混合定向耦合器。换句话说，第一耦合器和第二耦合器和/或差分定向耦合器能够分别设置用于将一个输入信号转换为两个输出信号，所述输出信号在制造公差范围内具有相同功率并且相互具有90°相移。
根据至少一个实施方式，第一输出线圈和第二输出线圈分别具有隔离端口和输出端口。相应的隔离端口能够通过相应的输出线圈的导线绕组与相应的输出端口耦合。第一输出线圈和第二输出线圈在它们的隔离端口和它们的输出端口方面在俯视时相互镜像对称地构造。
根据至少一个实施方式，第一变换器和第二变换器在俯视时覆盖一个芯片面积，所述芯片面积为由第一变换器或第二变换器覆盖的面积的至多120％、优选至多110％和特别优选至多105％。换句话说，在制造公差范围内，差分定向耦合器能够具有第一耦合器或第二耦合器的大小，尤其第一输入线圈、第二输入线圈、第一输出线圈或第二输出线圈的大小。
根据至少一个实施方式，信号转换系统包括发送器，所述发送器设置用于产生具有基础信号和参考信号的差分输入信号。参考信号构造为相对于基础信号反相，这意味着相移180°。差分输入信号尤其能够具有输入信号频率。例如，输入信号频率为至少500MHz并且至多300GHz、优选至少10GHz并且至多100GHz。
根据至少一个实施方式，信号转换系统包括差分定向耦合器。差分定向耦合器能够包括具有第一变换器的第一耦合器和具有第二变换器的第二耦合器。
发送器和差分定向耦合器能够安装在同一芯片系统上。此外，可能的是，发送器设置用于接收在芯片系统之外产生的信号并且将所述信号转变为差分输入信号。
根据信号转换系统的至少一个实施方式，基础信号耦合到第一耦合器的输入端口上。此外，参考信号耦合到第二耦合器的输入端口上。例如，通过连接线路进行耦合，借助于所述连接线路，信号转换系统的信号输出端与输入端口导电连接。
根据至少一个实施方式，差分定向耦合器设置用于将差分输入信号至少部分地转换为相对于差分输入信号具有相移的至少一个差分输出信号。所述至少一个差分输出信号能够包含相移的基础信号和相对于相移的基础信号反相地构造的、相移的参考信号。相移的参考信号能够相对于相移的基础信号具有相移，并且输出参考信号能够相对于参考信号具有相移。例如，差分定向耦合器设置用于将差分输入信号分为两个差分输出信号。替代或附加地，可能的是，差分定向耦合器设置用于将差分输入信号与另外的、尤其差分的信号进行组合。
根据至少一个实施方式，基础信号的基础信号电流通过第一变换器产生第一磁场，并且参考信号的参考信号电流通过第二变换器产生第二磁场。第一耦合器和第二耦合器的输入端口如此相对于彼此布置，使得第一磁场和第二磁场相长地叠加。例如在两个线圈同向耦合的情况下产生相长的叠加。同向耦合例如能够通过正磁耦合实现，在所述正磁耦合的情况下，磁场相互正加和。
根据至少一个实施方式，第一变换器包括第一输入线圈和第一输出线圈，并且第二变换器包括第二输入线圈和第二输出线圈。第一输入线圈和第一输出线圈和/或第二输入线圈和第二输出线圈磁耦合和/或电容耦合。所述耦合能够用于将差分输入信号转换为差分输出信号。
根据至少一个实施方式，至少一个差分输出信号的相移能够借助于第一变换器的至少一个导线的第一宽度和/或借助于第二变换器的至少一个导线的第二宽度调节。例如能够借助于第一宽度和/或第二宽度影响第一输入线圈和第一输出线圈之间的或第二输入线圈和第二输出线圈之间的电容耦合和/或磁耦合的强度。替代或附加地，可能的是，电容耦合和/或磁耦合能够借助于导线之间的间距调节。
根据至少一个实施方式，差分定向耦合器设置用于将差分输入信号转换为相对于差分输入信号具有第一相移的第一差分输出信号和相对于差分输入信号具有第二相移的第二差分输出信号。第一相移能够为0°并且第二相移能够为90°。替代或附加地，第一输出信号的功率能够在制造公差范围内相应于第二输出信号的功率。差分定向耦合器则例如能够为差分正交混合耦合器。
根据至少一个实施方式，第一输入线圈的缠绕方向与第二输入线圈的缠绕方向相反。换句话说，第一输入线圈和第二输入线圈能够这样缠绕，使得两个输入线圈中的一个输入线圈顺时针方向构造并且两个输入线圈中的另一个输入线圈逆时针方向构造，或者反过来。此外可能的是，第一输出线圈的缠绕方向与第二输出线圈的缠绕方向相反。
根据至少一个实施方式，第一变换器和第二变换器在俯视时覆盖一个芯片面积。所述芯片面积在所述实施方式的情况下为差分输入信号的波长的至多20％、优选至多10％和特别优选至多5％。
根据用于转换差分输入信号的方法的至少一个实施方式，所述方法包括提供发送器和提供差分定向耦合器。差分定向耦合器包括具有第一输入线圈和第一输出线圈的第一耦合器和具有第二输入线圈和第二输出线圈的第二耦合器。此外，所述方法包括通过发送器产生差分输入信号。差分输入信号包括基础信号和相对于基础信号反相的参考信号。此外，所述方法包括通过差分定向耦合器将差分输入信号转换为至少一个差分输出信号。
根据至少一个实施方式，所述方法包括通过第一耦合器的输入端口耦合基础信号以及通过第二耦合器的输入端口耦合参考信号。所述耦合如此进行，使得基础信号的基础信号电流在第一输入线圈之内并且参考信号的参考信号电流在第二输入线圈之内沿相同方向流动。
根据至少一个实施方式，差分输出信号的转换包含第一输入线圈与第一输出线圈的磁耦合和/或电容耦合以及第二输入线圈与第二输出线圈的磁耦合和/或电容耦合。例如，相应的磁耦合和/或电容耦合通过施加差分输入信号来进行。
根据至少一个实施方式，差分输出信号的转换包含通过第一耦合器将基础信号转换为第一相移的基础信号和第二相移的基础信号、通过第二耦合器将参考信号转换为第一相移的参考信号和第二相移的参考信号、将第一相移的基础信号和第一相移的参考信号组合成第一差分输出信号以及将第二相移的基础信号和第二相移的参考信号组合成第二差分输出信号。
根据至少一个实施方式，所述方法包括通过第一差分输出信号和第二差分输出信号实施调制方法。例如实施正交幅度调制。
根据至少一个实施方式，如此提供差分定向耦合器，使得第一输入线圈和/或第一输出线圈在俯视差分定向耦合器时在制造公差范围内全等地布置在第二输入线圈和/或第二输出线圈之上。尤其可能的是，第一输入线圈覆盖第一输出线圈、第二输入线圈和第二输出线圈。
根据所述方法的至少一个实施方式，如此提供差分定向耦合器，使得第一耦合器和第二耦合器之间的磁耦合是正的。例如，输入线圈和输出线圈如此相互布置，使得基础信号的基础信号电流与参考信号的参考信号电流相反地流动。
虽然参照明示的实施方式描述了本发明，但本发明不由于借助这些实施例的描述而限于这些实施例。而是本发明包括任意新特征以及任意特征组合，这尤其也包含权利要求中的特征的任意组合，即使所述特征或所述组合本身没有在权利要求或实施例中明确给出。特别地，在附图中可以示出对于实现而言不是强制必须的特征。取而代之，在其他实施方式中，所示出或所描述的特征或元件中的一些特征或元件可以省略和/或通过替代特征或元件取代。

Claims (23)

1.一种差分定向耦合器(19，29，59)，其包括：
具有第一变换器(10)的第一耦合器，所述第一变换器包括第一输入线圈(15)和第一输出线圈(16)，
具有第二变换器(20)的第二耦合器，所述第二变换器包括第二输入线圈(25)和第二输出线圈(26)，其中，
所述第一输入线圈(15)和所述第二输入线圈(25)分别具有输入端口(11，21)，
在从竖直方向俯视所述差分定向耦合器(19，29，59)时，所述第一变换器(10)至少部分地覆盖所述第二变换器(20)，
在俯视时，所述第一输入线圈(15)和所述第二输入线圈(25)在它们的输入端口(11，21)方面相互镜像对称地构造。
2.根据权利要求1所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一输入线圈(15)和所述第二输入线圈(25)分别具有传输端口(12，22)，并且
在俯视时，所述第一输入线圈(15)和所述第二输入线圈(25)在它们传输端口(11，21)方面相互镜像对称地构造。
3.根据权利要求1或2所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一耦合器的输入端口(11)在俯视时至少部分地覆盖所述第二耦合器的传输端口(22)，并且
所述第一耦合器的传输端口(12)在俯视时至少部分地覆盖所述第二耦合器的输入端口(21)。
4.根据权利要求1至3之一所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一耦合器和所述第二耦合器相互电绝缘，并且所述差分定向耦合器(19，29，59)多件式地构造。
5.根据权利要求1至4之一所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一耦合器和所述第二耦合器分别基于集总元件和/或分别为基于变换器的单端定向耦合器。
6.根据权利要求1至5之一所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一耦合器和所述第二耦合器形状相同。
7.根据权利要求1至6之一所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一变换器(10)和所述第二变换器(20)在俯视时在制造公差范围内全等地相互叠置。
8.根据权利要求1至7之一所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一耦合器和所述第二耦合器分别为正交混合定向耦合器和/或所述差分定向耦合器(19，29，59)为差分正交混合定向耦合器。
9.根据权利要求1至8之一所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一输出线圈(16)和所述第二输出线圈(26)还分别具有隔离端口(13，23)和输出端口(14，24)，并且
所述第一输出线圈(16)和所述第二输出线圈(26)在它们的相应的隔离端口(13，23)方面和它们的相应的输出端口(14，24)方面在俯视时相互镜像对称构造。
10.根据权利要求1至9之一所述的差分定向耦合器(19，29，59)，其中，
所述第一变换器(10)和所述第二变换器(20)在俯视时覆盖一个芯片面积，并且
所述芯片面积至多为由所述第一变换器(10)或所述第二变换器(20)覆盖的面积的120％。
11.一种信号转换系统，其包括：
发送器(50)，所述发送器设置用于产生具有基础信号(Sin)和相对于所述基础信号反相的参考信号(Sin，ref)的差分输入信号，
差分定向耦合器(19，29，59)，所述差分定向耦合器包括具有第一变换器(10)的第一耦合器和具有第二变换器(20)的第二耦合器，其中，
所述基础信号(Sin)耦合到所述第一耦合器的输入端口(11)上，
所述参考信号(Sin，ref)耦合到所述第二耦合器的输入端口(21)上，
所述差分定向耦合器(19，29，59)设置用于将差分输入信号(Sin，Sin，ref)至少部分地转换为相对于差分输入信号(Sin，Sin，ref)具有相移的至少一个差分输出信号(Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref)，
所述基础信号(Sin)的基础信号电流(I1)通过所述第一变换器(10)产生第一磁场(H1)，并且所述参考信号(Sin，ref)的参考信号电流(I2)通过所述第二变换器(20)产生第二磁场(H2)，并且
所述第一耦合器和所述第二耦合器的输入端口(11，21)相对于彼此布置使得所述第一磁场(H1)和所述第二磁场(H2)相长地叠加。
12.根据权利要求11所述的信号转换系统，其中，
所述第一变换器(10)包括第一输入线圈(15)和第一输出线圈(16)，
所述第二变换器(20)包括第二输入线圈(25)和第二输出线圈(26)，
所述第一输入线圈(15)和所述第一输出线圈(16)和/或所述第二输入线圈(25)和所述第二输出线圈(26)磁耦合和/或电容耦合，用于将所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)转换为所述至少一个差分输出信号(Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref)。
13.根据权利要求11或12所述的信号转换系统，其中，
所述至少一个差分输出信号(Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref)的相移能够借助于所述第一变换器(10)的至少一个导线的第一宽度(b1)和/或借助于所述第二变换器(20)的至少一个导线的第二宽度(b2)调节。
14.根据权利要求10至13之一所述的信号转换系统，其中，
所述差分定向耦合器(19，29，59)设置用于将所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)转换为相对于所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)具有第一相移的第一差分输出信号(Sout1，Sout1，ref)和相对于所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)具有第二相移的第二差分输出信号(Sout2，Sout2，ref)，并且
所述第一相移为0°并且所述第二相移为90°。
15.根据权利要求10至14之一所述的信号转换系统，其中，
所述差分定向耦合器(19，29，59)设置用于将所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)转换为相对于所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)具有第一相移的第一差分输出信号(Sout1，Sout1，ref)和相对于所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)具有第二相移的第二差分输出信号(Sout2，Sout2，ref)，并且
所述第一输出信号(Sout1，Sout1，ref)的功率在制造公差范围内相应于所述第二输出信号(Sout2，Sout2，ref)的功率。
16.根据权利要求10至15之一所述的信号转换系统，其中，
所述第一变换器(10)具有第一输入线圈(15)，
所述第二变换器(20)具有第二输入线圈(25)，并且
所述第一输入线圈(15)的缠绕方向与所述第二输入线圈(25)的缠绕方向相反。
17.根据权利要求10至16之一所述的信号转换系统，其中，
所述第一变换器(10)和所述第二变换器(20)在俯视时覆盖一个芯片面积，并且
所述芯片面积至多为所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)的波长的20％。
18.一种用于转换差分输入信号(Sin，Sin，ref)的方法，所述方法具有以下步骤:
提供发送器(50)，
提供差分定向耦合器(19，29，59)，所述差分定向耦合器具有第一耦合器和第二耦合器，所述第一耦合器具有第一输入线圈(15)和第一输出线圈(16)，所述第二耦合器具有第二输入线圈(25)和第二输出线圈(26)；
通过发送器(50)产生差分输入信号(Sin，Sin，ref)，其中，所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)包括基础信号(Sin)和相对于所述基础信号反相的参考信号(Sin，ref)；
通过所述第一耦合器的输入端口(11)耦合所述基础信号(Sin)以及通过所述第二耦合器的输入端口(21)耦合参考信号(Sin，ref)，使得所述基础信号(Sin)的基础信号电流(I1)在所述第一输入线圈(15)内部并且所述参考信号(Sin，ref)的参考信号电流(I2)在所述第二输入线圈(25)内部沿相同方向流动；
通过所述差分定向耦合器(19，29，59)将所述差分输入信号(Sin，Sin，ref)转换为至少一个差分输出信号(Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref)。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述至少一个差分输出信号(Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref)的转换包含以下步骤:
使所述第一输入线圈(15)与所述第一输出线圈(16)磁耦合和/或电容耦合；
使所述第二输入线圈(25)与所述第二输出线圈(26)磁耦合和/或电容耦合。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所述差分输出信号(Sout1，Sout1，ref，Sout2，Sout2，ref)的转换包含以下步骤:
通过所述第一耦合器将所述基础信号(Sin)转换为第一相移的基础信号(Sout1)和第二相移的基础信号(Sout2)；
通过所述第二耦合器将所述参考信号(Sin，ref)转换为第一相移的参考信号(Sout1，ref)和第二相移的参考信号(Sout2，ref)；
将所述第一相移的基础信号(Sout1)和所述第一相移的参考信号(Sout1，ref)组合成第一差分输出信号(Sout1，Sout1，ref)；
将所述第二相移的基础信号(Sout2)和所述第二相移的参考信号(Sout2，ref)组合成第二差分输出信号(Sout2，Sout2，ref)。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括:
通过所述第一差分输出信号(Sout1，Sout1，ref)和所述第二差分输出信号(Sout2，Sout2，ref)实施调制方法。
22.根据权利要求18至21之一所述的方法，其中，提供所述差分定向耦合器(19，29，59)，使得在俯视所述差分定向耦合器(19，29，59)时所述第一输入线圈(15)和/或所述第一输出线圈(16)在制造公差范围内全等地布置在所述第二输入线圈(25)和/或所述第二输出线圈(26)之上。
23.根据权利要求18至22之一所述的方法，其中，提供所述差分定向耦合器(19，29，59)，使得所述第一耦合器和所述第二耦合器之间的磁耦合为正。
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