CN107787555B - 移相器/衰减器电路中的状态改变稳定化 - Google Patents

移相器/衰减器电路中的状态改变稳定化 Download PDF

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Abstract

一种电子系统，包括：数字可选择的移相器电路和插入损耗微调电路，使得整个系统在改变相位状态时在插入损耗上表现出很小的变化或没有变化；以及/或者数字可选择的衰减器电路和相位微调电路，使得当改变衰减状态时，整个系统对相位的影响很小或没有影响。包括用于针对这样的电路选择调节控制字的方法。

Description

移相器/衰减器电路中的状态改变稳定化
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年6月26日提交的美国专利申请第14/752,353号的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
背景技术
(1)技术领域
本发明涉及电子电路，更具体地，涉及数字可选择的移相器和/或数字可选择的衰减器电路。
(2)背景技术
电子移相器电路用于改变信号的传输相位角，并且通常用于使射频(RF)信号移相。现代移相器电路可以被数字控制，从而提供通过二进制控制字来选择的一组离散的相位状态。一些移相器电路还包括数字控制的RF信号衰减器电路，其提供通过二进制控制字来选择的一组离散的衰减状态。
图1是现有技术电子系统100的框图，现有技术电子系统100包括耦接至可选择的衰减器电路104的可选择的移相器电路102和输入/输出接口106。可选择的移相器电路102和可选择的衰减器电路104对RF输入信号RF_In进行修改，以生成RF输出信号RF_Out。例如，在雷达系统、相控阵天线系统和蜂窝无线发射器和接收器中，所示出的实施方式可能是有用的。
输入/输出接口106允许用户以已知的方式通过将数字控制字应用于相应电路来选择移相器电路102中的特定相位状态和衰减器电路104中的衰减状态。作为一个示例，针对相位的5位控制字可以针对可选移相器电路102选择32个相位状态中的一个，并且针对衰减的4位控制字可以针对可选衰减器电路104选择16个衰减状态中的一个。类似电路的商业示例是来自派更半导体公司(Peregrine Semiconductor Corporation)的PE46120单片相位和振幅控制器产品。
理想的移相器电路在所有相位状态下提供低的插入损耗和相等的振幅(或损耗)。理想的移相器电路也应在没有衰减的情况下进行操作，从而仅改变输入信号的相位而不影响插入损耗。然而，实际的移相器电路具有取决于所选择的相位状态的插入损耗的固有的和不希望的变化性。例如，图2是数字移相器电路的一个模拟的曲线图，其示出根据相位状态选择(每个状态由虚线202上的点表示)的插入损耗的变化性(以dB为单位，相对于由虚线200所示的大约-5.8dB的目标值进行测量)。插入损耗变化性是由于在不同的移相电路部件切换进入或离开信号路径时在移相器电路内的内部部件和路径差异以及二进制部件之间的阻抗差异和/或RF信号的聚合路径中的阻抗变化而引起的。
类似地，理想的衰减器电路应在没有相移的情况下进行操作，从而仅改变输入信号的衰减而不影响相位。然而，实际的衰减器电路可能会取决于所选择的衰减状态而造成不希望的相位变化。
随着状态选择位的数目和对应的内部相互作用的增大，上述问题变得尤其严重。
因此，需要在改变相位状态时对插入损耗表现出很小的影响或没有影响的移相器电路，以及用于校准和选择用于这样的电路的相位状态的方法。还需要在改变衰减状态时对相位表现出很小的影响或没有影响的衰减器电路，以及用于校准和选择用于这样的电路的衰减状态的方法。本发明解决了这些需求。
发明内容
技术问题
本发明包括：一种电子系统，该电子系统包括数字可选择的移相器电路和插入损耗微调电路，使得整个系统在改变相位状态时表现出很小的插入损耗变化或没有插入损耗变化；以及一种方法，用于校准和选择这样的系统的相位状态。本发明还包括一种电子系统，该电子系统包括数字可选择的衰减器电路和相位微调电路，使得整个系统在改变衰减状态时对相位表现出很小的影响或没有影响；以及一种方法，用于校准和选择这样的系统的衰减状态。本发明还包括数字可选择的移相器电路、数字可选择的衰减器电路以及向这样的电路中的任一个或两者提供可选择的状态变化稳定的微调电路的组合。
具体地，为了使包括数字可选择的移相器电路的电子系统中的插入损耗变化性最小化，将可选择的小衰减器耦接至移相器电路。通过将小的损耗(衰减程度)选择性地添加到具有较好插入损耗的那些相位状态，使所选择的相位状态之间的插入损耗变化性最小化，从而使所有相位状态下的插入损耗基本上均衡。可选地，可以对所有相位状态应用偏差，以提供“负”的衰减程度，从而允许根据需要改变衰减量，以将调节前相位状态插入损耗移动接近于调节后插入损耗目标值。
类似地，为了使包括数字可选择的衰减器电路的电子系统中的相位变化性最小化，将可选择的小移相器耦接至衰减器电路。通过将小的相位调节选择性地添加到表现出相移的衰减状态，使所选择的衰减状态之间的相位变化最小化，以使所有衰减状态下的相位基本上均衡。
校准处理将每个相位和/或衰减状态映射到补偿衰减或相位的期望程度(在一些情况下可以为零)。微调电路的补偿相位和衰减设置可以作为映射到对应的相位状态或衰减状态控制字的固定值被存储在对这样的设置进行编码的查找表(例如只读存储器、或一组可设置的开关或熔断器、或硬编码的金属化层)中。另外，本发明的一些实施方式允许用户对由微调电路产生的调节程度进行可选择地编程。
在下面的附图和描述中阐述了本发明的一个或更多个实施方式的细节。根据说明书和附图并且根据权利要求书，本发明的其他特征、目的和优点将是明显的。
附图说明
图1是包括耦接至可选择的衰减器电路的可选择的移相器电路和输入/输出接口块的现有技术电子系统的框图。
图2是移相器电路的一个模拟的曲线图，其示出了根据相位状态选择的插入损耗的变化性。
图3是示出本发明的相位状态调节实施方式的框图。
图4A是微调电路的一个实施方式的框图。
图4B是适合用作调节级的“L垫”型衰减器电路的示意图。
图4C是适合用作调节级的分流开关电阻器衰减器电路的示意图。
图5是调节控制电路的一个实施方式的框图。
图6示出了移相器电路的一个模拟的第一曲线(调节前)以及在选择的衰减量已被应用之后根据相位状态选择的插入损耗的第二曲线(调节后)，第一曲线示出了根据相位状态选择的插入损耗的变化性。
图7A是示出了根据相位状态选择和频率的衰减的调节前变化性的针对移相器电路的特定模拟的一组曲线图，其示出了使插入损耗均衡所需的每个相位状态的补偿程度。
图7B是与图7A中的移相器电路的相同模拟的一组曲线图，但其示出了根据相位状态选择和频率的衰减的调节后变化性，同时示出了使插入损耗均衡所施加的每个相位状态的补偿程度。
图8是示出本发明的更一般的相位和衰减调节实施方式的框图。
在各个附图中，相同的附图标记和名称指示相同的元件。
具体实施方式
本发明包括：一种电子系统，其包括数字可选择的移相器电路和插入损耗微调电路，使得在改变相位状态时整个系统对插入损耗表现出很小的影响或没有影响；以及一种方法，用于校准和选择用于这样的系统的相位状态。
本发明还包括：一种电子系统，其包括衰减器电路和相位微调电路，使得在改变衰减状态时整个系统对相位表现出很小的影响或没有影响；以及一种方法，用于校准和选择用于这样的系统的衰减状态。
特别地，为了使包括数字可选择的移相器电路的电子系统中的插入损耗变化性最小化，将可选择的小衰减器耦接至移相器电路。通过将小的损耗(衰减程度)选择性地添加到具有较好插入损耗的那些相位状态来使所选择的相位状态之间的插入损耗变化性最小化，以便使所有相位状态下的插入损耗基本上均衡。可选地，可以对所有相位状态应用偏差，以便提供“负”的衰减程度，从而允许根据需要改变衰减量，以将调节前相位状态插入损耗移动接近于调节后插入损耗目标值。在一些实施方式中，可以通过选择性地应用少量增益调节而不是衰减调节来校正所选相位状态之间的变化性；增益调节可能被认为是“负”的衰减调节。此外，可以使用增益和衰减调节的组合来校正这样的相位变化性。
类似地，为了使包括数字可选择的衰减器电路的电子系统中的相位变化性最小化，将可选择的小移相器耦接至衰减器电路。通过将小的相位调节选择性地添加到表现出相移的衰减状态来使所选择的衰减状态之间的相位变化性最小化，以使所有衰减状态下的相位基本上均衡。
校准处理将每个相位和/或衰减状态映射到补偿衰减或相位的期望的程度(在一些情况下可以为零)。微调电路的补偿相位和衰减设置可以作为映射到对应的相位状态或衰减状态控制字的固定值被存储在对这样的设置进行编码的查找表(例如，只读存储器、或一组可设置的开关或熔断器、或硬编码的金属化层)中。另外，本发明的一些实施方式允许用户对由微调电路产生的调节水平进行可选择地编程。
随着状态选择位的数目和对应的内部相互作用的增大，本发明的实施方式特别有用。
相位状态调节实施方式
图3是示出本发明的相位状态调节实施方式300的框图。在所示的实施方式中，可选择的移相器电路302与RF输入信号RF_In耦合，并且可选择的移相器电路302的输出端耦接至微调电路304。微调电路304的输出端耦接至可选择的衰减器电路306，该可选择的衰减器电路306的输出为RF_Out，即RF_In信号的修改形式。
可选择的移相器电路302和可选择的衰减器电路306都从输入/输出接口308耦接至对应的控制字线。输入/输出接口308用作例如借助于公知的串行外设接口(SPI)串行总线与外部电路通信的接口。相位状态和衰减程度可以由外部电路经由这样的串行接口来指定。输入/输出接口308将指定的状态和程度转换成由相位总线310和衰减总线312传送的控制字，以用于针对可选择的移相器电路302选择相应的相位状态，并且针对可选择的衰减器电路306选择相应的衰减器状态。控制字的宽度(例如4位、5位)是设计选择的问题。
所示的实施方式还包括调节控制电路314。到所示调节控制电路314的一个输入是来自相位总线310的相位控制字。响应于相位控制字值，调节控制电路314在相应的总线316上向微调电路304输出调节控制字。
所示的微调电路304除了可选择的衰减程度很精细之外在功能上类似于可选择的衰减器电路306。例如，对于允许选择衰减程度的8个组合(包括零衰减)中的任一个的3位调节控制字，所示的微调电路304可以包括三级精细衰减器：0.05dB、0.1dB和0.2dB(相比而言，通常的可选择的衰减器电路306具有大约0.5dB的最小衰减值)。已经发现的是，由不同选择的相位状态引起的插入损耗的差异通常可以通过这样的精细值的一些组合来补偿，一般而言，衰减分辨率(即衰减步长)小于大约0.5dB，并且总可用调节衰减通常小于大约0.5dB。
作为更具体的示例，根据下面的表1，可以将3位调节控制字映射到0.05dB、0.1dB和0.2dB的衰减器并且控制0.05dB、0.1dB和0.2dB的衰减器：
Figure BDA0001506218110000061
表1
图4A是微调电路304的一个实施方式的框图。示出了通过对应的选择线S1至Sn与由对应调节总线316传送的n位调节控制字耦合的“n”个衰减器调节级330a至330n。调节级330a至330n的内部结构是设计选择的问题。例如，图4B是适合用作调节级330a至330n的“L垫”型衰减器电路330的示意图。L垫型衰减器电路330基本上包括由如图所示连接的两个电阻器R1和R2形成的可切换(2-状态)分压器电路。为了接通衰减器电路330(衰减模式)，旁路开关SW1断开，并且分流开关SW2响应于接收到对应的控制信号S或
Figure BDA0001506218110000062
而闭合，引起其中输入信号从输入端口传播到输出端口的常规的“L垫”型衰减器配置(在衰减模式配置中示出SW1和SW2开关)。如本领域已知的，衰减和/或反射的量是R1和R2的函数。为了关断衰减器电路330，旁路开关SW1闭合，并且分流开关SW2断开，从而对开关SW1周围的输入信号进行分流并且有效地旁路衰减器电路330。
“L垫”型衰减器的衰减特性是本领域技术人员所公知的。也可以使用其他衰减器电路，例如，“π”型衰减器或“桥接T”型衰减器，并且这样的电路可以包括有源和/或无源部件的组合。引入少量衰减的另一种方法是使用分流开关电阻器。图4C是适合用作调节级的分流开关电阻器衰减器电路332的示意图。电阻器R3和开关SW3如图所示的那样连接。为了接通衰减器电路332(衰减模式)，分流开关SW3响应于接收到具有“ON”状态(例如二进制1)的对应控制信号S而闭合。为了关断衰减器电路332(非衰减模式)，分流开关SW3响应于接收到具有“OFF”状态(例如二进制0)的对应控制信号S而断开。如本领域中已知的，在衰减模式中，分流开关电阻器通过使少量的输入信号基本上消散和反射来引入少量的衰减，由此引起小的阻抗失配。
尽管在图4A中示出了调节级330a至330n的二进制加权组，但也可以使用其他加权方案，包括线性“温度计”型衰减电路。另外，虽然调节级330a至330n被示出为串联连接，但可以通过将“n”个并联衰减器中的一个或更多个切换成串联在输入端口与输出端口之间来实现等效功能。还可以使用各种混合串联和并联等效电路，以在微调衰减程度下选择性地切换到RF信号路径中，以便在相位状态变化时抵消插入损耗的变化。
在替代实施方式中，可以通过选择性地应用少量的增益调节而不是衰减调节来校正所选择的相位状态之间的变化性；增益调节可能被认为是“负”的衰减调节。此外，可以使用增益(负衰减)调节和衰减调节的组合来校正这种相位变化性。使用增益调节的挑战和折衷包括设计保持合理的线性度的放大级并且处理更大的电流消耗；不过，增益(负衰减)调节的使用对于一些应用可以是有用的。然而，一般而言，增加正衰减(而不是具有增益形式的负衰减)的优点是线性度劣化较少并且电流消耗降低。
调节控制电路314以简单的形式简单地将输入相位选择控制字从相位总线310映射到调节控制字，以输出至微调电路304。校准处理将每个相位状态映射到期望的补偿衰减程度(在一些情况下可能为零)。用于插入损耗微调电路的补偿衰减设置可以作为被映射到对应的相位状态控制字的固定值被存储在对这样的设置进行编码的查找表(例如，只读存储器、或一组可设置的开关或熔断器、或借助于金属化层硬编码的组合逻辑解码器)中。另外，本发明的一些实施方式允许用户对由插入损耗微调电路产生的衰减程度进行可选择地编程。
图5是调节控制电路314的一个实施方式的框图。除了借助于对应的相位总线310从输入/输出接口308接收相位选择控制字之外，调节控制电路314类似地通过直接控制总线320接收相位选择控制字，并且还接收模式选择器信号322(线路或总线)。相位总线310耦接至查找表324，其将特定的相位选择控制字映射到由映射的调节总线311传送的对应调节控制字。直接控制总线320通过输入/输出接口308例如通过动态编程的控制电路(未示出)或从外部查找表来传送由用户的系统提供的调节控制字。该特征在客户希望将相位控制字映射到最终系统配置中的调节控制字以考虑对可选择的移相器电路302(例如，相邻电路、电路板上的接地平面等)的所有影响时可能是有用的。
模式选择器信号322与总线多路复用器326耦合并且从查找表324或直接控制总线320中选择映射的调节总线311作为调节控制电路314的输出端。在一些实施方式中，模式选择器信号322也可以与查找表324耦合(用虚线示出)，以选择相位控制字到调节控制字的“N”个映射中的一个。因此，例如，如果查找表324包括将输入控制字映射到输出控制字的多“页”(例如8页)的存储器位置，则可以在外部程序控制下通过适当宽度(例如3位)的模式选择器信号322来选择不同的页。该特征可能有多种用途，例如，已知的是可选择的移相器电路302的行为可以取决于特定环境因素(例如环境或电路温度、集成电路制造工艺变化)、系统配置或输入信号频率而变化，并且因此输入相位选择控制字到调节控制字的不同映射可以在不同时间处或在不同条件下是适当的。
相位状态控制字到调节控制字的映射
为了相同的目的，相位控制字到调节控制字的映射可以以几种方式完成：针对每个相位状态选择衰减量，使得具有较好插入损耗的相位状态比具有较差插入损耗的相位状态被衰减得更多，以使所有相位状态下的插入损耗基本上均衡。
例如，图6示出了移相器电路的一个模拟的第一曲线602(调节前)以及在选择的衰减量已被应用之后根据相位状态选择的插入损耗的第二曲线604(调节后)，第一曲线602示出了根据相位状态选择的插入损耗的变化性。相位状态3(PS3)的调节前插入损耗量小于相位状态15(PS15)的插入损耗。因此，相位状态3比相位状态15需要更多的衰减，以使调节前的曲线602“平坦化”成类似于调节后的曲线604。
通常，每个相位状态选择所需的衰减量将变化，并且可以在部件制造的校准阶段期间根据经验来确定。例如，本发明的集成电路实施方式可以针对每个相位状态下的调节控制字的不同值进行测试，并且可以选择最佳实现期望插入损耗程度的每个相位状态下的调节控制字的值，并且将其存储在查找表中。一种有效的测试方法是应用二进制搜索模式(也称为半间隔搜索算法)。对于3位调节字，从中间值开始，仅需进行3次测试以在8个可能的状态中找到最佳的衰减程度。例如，参照上面的表1，测试可以从二进制调节值“100”开始(在该示例中对应于0.2dB)，并且向上或向下移动表的值达当前值(例如“100”)与下一个适用范围的值之间的差的大约一半。因此，如果调节值“100”衰减太小，则测试介于“100”与“111”之间的值(即“110”)；如果“110”衰减太大，则测试介于“110”与“100”之间的值(即“101”)。
应当注意，一些调节前相位状态的插入损耗可能比期望的目标值(例如在所示示例中大约-5.8dB)更差。因此，在一些实施方式中，可以期望应用减小这样的相位状态的插入损耗的“负”衰减。这可以通过选择对所有相位状态应用“中间”衰减量(即偏差)的调节控制字位的组合来实现，由此允许衰减的量根据需要而变化，以移动调节前的相位状态插入损耗接近于调节后插入损耗目标值。例如，参照上面的表1，所有相位状态可以最初衰减0.15dB(在该示例中是调节控制字值011)，使得可以应用更多或更少的衰减来将在每个相位状态处出现的插入损耗调节成接近于目标值。作为替选，如上面所指出的，少量的增益调节可以用于相同的目的。
图7A是示出了根据相位状态选择和频率的衰减的调节前变化性的针对移相器电路的特定模拟的一组曲线图(曲线702a、704a、706a)，其示出了使插入损耗均衡所需的每个相位状态的补偿程度。在该图(以及下面的图7B)中，针对与该示例中的2.8°至87.2°的相应相移对应的各个相位状态0至31绘制了插入损耗(以dB为单位)。每个曲线702a、704a、706a表示单独的频率。图7A示出了将相位状态映射到查找表324中的多“页”调节控制字的一个原因：可以根据频率以及相位状态来应用不同的调节衰减量。
图7B是如图7A中移相器电路的相同模拟的一组曲线图(曲线702b、704b、706b)，但其示出了根据相位状态选择和频率的衰减的调节后变化性，同时示出了使插入损耗均衡所应用的每个相位状态的补偿程度。具有较低插入损耗的相位状态被衰减，以使相位状态下的整体插入损耗响应平坦化。尽管在该示例中没有消除所有相位状态下的插入损耗的变化性，但与图7A所示的调节前曲线702a、704a、706a相比，这样的变化性显著降低了。例如，在2.5GHz处，所有相位状态下的插入损耗在大约±0.05dB内。
替代实施方式和总体调节实施方式
本发明构思延伸到多个替代实施方式。例如，参照图3，串联耦接的可选择移相器电路302、微调电路304和可选择衰减器电路306可以重新布置成任何串行顺序。此外，添加微调以根据相位状态补偿插入损耗变化性的概念延伸到微调电路304的功能上可比的并行电路实施方式。
另外，上述实施方式聚焦于调节信号衰减，以根据相位状态抵消插入损耗的变化性。然而，相同的概念可以被应用于调节信号相位，以根据衰减状态抵消相位变化性。亦即，在各种衰减器电路部件切换进入和离开从RF_In到RF_Out的信号路径时，应用到可选择衰减器电路306的衰减状态改变可以引起输入信号的相位改变。因此，由映射到衰减状态的调节控制字值来控制的相位微调电路可以选择性地切换到信号路径中，以抵消这样的相位变化性。相位微调电路可以允许正相移和/或负相移。这样的相位微调电路是设计选择的问题，并且可以包括例如一个或更多个电感部件L、电容部件C或组合LC移相器，包括具有有源和无源部件的组合的电路(例如，在2015年5月5日发布并转让给本发明的受让人的题为“Method and Apparatus for Use InDigitally Tuning a Capacitor in a IntegratedCircuit Device”的美国专利第9024700B2号中描述的数字可调谐的电容器电路，其教示通过引用并入本文中)。通常，每个衰减状态选择所需的相位调节量将变化，并且类似于上面针对衰减微调电路304所描述的方法，可以在部件制造的校准阶段期间根据经验来确定。然而，这对相位调节量的精细程度的控制是有用的，并且通常调节分辨率的最小量(即相位步长)应该小于或等于大约2.8度的相位。
图8是示出本发明的更一般的相位和衰减调节实施方式的框图。可以作为可选择移相器电路或可选择衰减器电路的第一可选择部件802耦接至RF_In与RF_Out之间的RF信号路径。可以作为可选择衰减器电路或可选择移相器电路(但第一可选择部件802的相反功能)的第二可选择部件806也耦接至RF信号路径。微调电路804也耦接至RF信号路径。这三个部件(802、804、806)可以重新布置成任何串行顺序，并且可以替代功能上相当的并行电路实施方式。
如在图3中，输入/输出接口308用作与外部电路通信的接口。来自输入/输出接口308的总线810、812将状态控制字传送给第一可选择部件802和第二可选择部件806(根据情况为相位状态控制字或衰减状态控制字)。类似地，来自输入/输出接口308的总线814将相位状态控制字和/或衰减状态控制字传送给调节控制电路314'，该调节控制电路314'也耦接至模式选择器信号线或总线322。可选地，直接控制总线320可以从输入/输出接口块308耦接至调节控制电路314'。在替代实施方式中，可以通过完全不同的控制接口来控制这三个部件(802、804、806)，并且从控制的角度仅以软件进行“接合”。因此，可以存在被分别控制但给出相同结果的多个电路块。
与图3的调节控制电路314类似，调节控制电路314'包括将特定相位选择控制字和/或衰减选择控制字映射到对应的调节控制字的查找表。如果存在，则直接控制总线320通过输入/输出接口308传送由用户的系统提供的调节控制字。模式选择器信号线或总线322控制调节控制电路314'是否输出映射的调节控制字或直接的调节控制字。
微调电路804接收调节控制字(映射的或直接的)并且根据相位状态和/或衰减状态提供衰减和/或相位的微调。尽管示出为一个电路块，但微调电路804可以被实现为单独的衰减调节电路和相位调节电路。调节控制电路314'可以使用与组合的衰减/相位微调电路804或单独的衰减调节电路和相位调节电路耦合的单个查找表来实现。可选地，调节控制电路314'可以使用用于将衰减和相位映射到调节控制字的单独的查找表来实现，该单独的查找表可以与组合衰减/相位微调电路804或单独的衰减调节电路和相位调节电路耦合。
如在上述其他实施方式中那样，可以以几种方式来完成相位控制字到调节控制字的映射，以针对每个相位状态选择衰减量，以便使所有相位状态下的插入损耗基本上均衡。类似地，衰减控制字到调节控制字的映射可以以几种方式完成，以针对每个衰减状态选择相位调节量，以使所有衰减状态下的相位基本上均衡。
在一些实施方式中，可能需要“跳过”由于某种原因无法通过微调(例如超出范围)来校正的不希望的状态。因此，对于这样的状态，微调电路304不进行调节。这可以例如通过在调节控制电路314中对查找表324进行适当的编程，或通过将映射状态逻辑添加到调节控制电路314来完成。在这样做时，特定的相位或衰减状态将具有(分别)相对增大的衰减或相位的偏移。然而，相位单调性以及插入损耗或相位平坦性会被保持，这对于应用而言是最重要的。嵌入在调节电路中的这样的特征使动作自动化，并且避免了在宏观系统水平上的外部用户编程。附加的复杂性在于，调节控制电路314将起到影响其他状态的作用。
方法
本发明的另一方面包括一种用于在可选择的移相器电路中的相位状态改变时补偿插入损耗的变化的方法，包括：针对每个相位状态选择并且应用一定量的衰减量，使得具有较好插入损耗的相位状态比具有较差插入损耗的相位状态衰减得更多，以使所有相位状态下的插入损耗基本上均衡。
上述方法的另一方面包括：对所有相位状态应用偏差程度的衰减，并且针对每个相位状态选择一定量的调节衰减，以使调节前相位状态插入损耗移动接近于调节后插入损耗目标值。
本发明的又一方面包括一种用于在可选择的衰减器电路中的衰减状态改变时补偿相位变化的方法，包括：针对每个衰减状态选择并且应用一定量的相移，以使所有衰减状态下的相移基本上均衡。
上述方法的附加方面包括：将调节值存储在将所应用的相位和/或衰减控制字映射到调节控制字的查找表中；可选择地将映射的调节控制字或外部提供的调节控制字输出到微调电路，该微调电路向所施加的RF信号提供相位和/或衰减的微调；通过根据经验针对每个相位状态或衰减状态比较衰减或相移的程度来选择用于存储的调节控制字，并且针对最佳实现插入损耗或相位的期望水平的每个这样的状态来存储调节控制字；以及借助于二进制搜索模式来选择并且映射调节控制字。
实现方式
对于本领域的普通技术人员应当明显的是，可以实现本发明的各个实施方式以满足各种各样的规格。因此，选择合适的元件值是设计选择的问题。本发明的各种实施方式可以以任何合适的集成电路(IC)技术(包括但不限于MOSFET和IGFET结构)或混合或分立电路形式来实现。集成电路实施方式可以使用包括但不限于标准体硅、绝缘体上硅(SOI)、蓝宝石上硅(SOS)、GaAs pHEMT和MESFET工艺的任何合适的衬底和工艺来制造。可以取决于特定规格和/或实现技术(例如NMOS、PMOS或CMOS)调节电压电平或反转电压极性。元件电压、电流和功率处理能力可以根据需要改变，例如通过调节设备尺寸、“堆叠”元件以处理更大的电压，以及/或者使用多个并联元件以处理更大的电流。
已经描述了本发明的多个实施方式。应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，以上描述的一些步骤和电路可以是不依赖于顺序的，并且因此可以以与所描述的顺序不同的顺序执行或者布置。关于上述方法描述的各种动作可以以重复的、连续的或并行的方式执行。应当理解，前面的描述旨在说明而不是限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书的范围限定，并且其他实施方式在权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种射频电子电路，包括：
(a)数字移相器电路，用于响应于应用的相位状态数字控制字来修改所施加的射频信号的相位；
(b)具有一组离散的衰减状态的数字衰减器电路，用于响应于应用的衰减状态数字控制字来选择性地使所施加的射频信号衰减；
(c)微调电路，其包括多个可选择的衰减器电路，所述多个可选择的衰减器电路用于根据所应用的相位状态数字控制字提供相位经修改的所施加的射频信号的可选择的衰减，以使通过所应用的相位状态数字控制字选择的相位状态之间的插入损耗变化基本上均衡；以及
(d)调节控制电路，其耦接至所述微调电路，所述调节控制电路包括查找表，所述查找表包含相位状态数字控制字到调节数字控制字的多个映射，并且所述调节控制电路被配置成接收模式选择器信号，所述模式选择器信号至少根据所应用的射频信号的频率来选择所述多个映射中的一个；
其中，所述调节控制电路在所选择的所述多个映射中的一个映射中将所应用的相位状态数字控制字映射到所述调节数字控制字，
其中，所述调节数字控制字耦接至所述微调电路，以选择所述多个可选择的衰减器电路的衰减状态；
其中，所述数字移相器电路、所述微调电路和所述数字衰减器电路以任何串联顺序耦接；并且
其中，提供可选择的衰减以使通过所应用的相位状态数字控制字选择的相位状态之间的插入损耗变化基本上均衡包括：对所有相位状态应用偏差程度的衰减，使得可以通过针对每个相位状态选择一定量的调节衰减来应用更多或者更少的衰减，以便使调节前相位状态插入损耗移动接近于调节后插入损耗目标值。
2.根据权利要求1所述的射频电子电路，其中，所述调节控制电路耦接至调节数字控制字的外部源并且还包括多路复用器，所述多路复用器用于可选择地将调节数字控制字从所述查找表或调节数字控制字的所述外部源中的一个应用至所述微调电路。
3.根据权利要求1所述的射频电子电路，其中，由所述多个可选择的衰减器电路提供的衰减的步长小于大约0.5dB。
4.根据权利要求1所述的射频电子电路，其中，所述多个可选择的衰减器电路串联连接。
5.一种数字控制的射频电子电路，包括：
(a)数字移相器电路，用于响应于应用的相位状态数字控制字来修改所施加的射频信号的相位；
(b)微调电路，其耦接至所述数字移相器电路，所述微调电路包括多个可选择的衰减器电路，所述多个衰减器电路用于根据所应用的相位状态数字控制字提供相位经修改的所施加的射频信号的衰减，以使通过所应用的相位状态数字控制字选择的相位状态之间的插入损耗变化基本上均衡；以及
(c)调节控制电路，其耦接至所述微调电路，所述调节控制电路包括查找表，所述查找表包含相位状态数字控制字到调节数字控制字的多个映射，并且所述调节控制电路被配置成接收模式选择器信号，所述模式选择器信号至少根据所应用的射频信号的频率来选择所述多个映射中的一个；
其中，所述调节控制电路在所选择的所述多个映射中的一个映射中将所应用的相位状态数字控制字映射到所述调节数字控制字，
其中，所述调节数字控制字耦接至所述微调电路，以选择所述多个可选择的衰减器电路的衰减状态；
其中，提供可选择的衰减以使通过所应用的相位状态数字控制字选择的相位状态之间的插入损耗变化基本上均衡包括：对所有相位状态应用偏差程度的衰减，使得可以通过针对每个相位状态选择一定量的调节衰减来应用更多或者更少的衰减，以便使调节前相位状态插入损耗移动接近于调节后插入损耗目标值。
6.根据权利要求5所述的射频电子电路，其中，由所述多个可选择的衰减器电路提供的衰减的步长小于大约0.5dB。
7.一种用于修改施加的射频的电子电路，包括：
(a)数字移相器电路，用于响应于应用的相位状态数字控制字来修改所施加的射频信号的相位；
(b)具有一组离散的衰减状态的数字衰减器电路，用于响应于所应用的衰减状态数字控制字来选择性地使所施加的射频信号衰减；
(c)第一微调电路，其包括多个可选择的调节衰减器电路，用于根据所应用的相位状态数字控制字提供相位经修改的所施加的射频信号的可选择的衰减调节，以使通过所应用的相位状态数字控制字选择的相位状态之间的插入损耗变化基本上均衡；
(d)第二微调电路，其包括多个可选择的调节移相器电路，用于根据所应用的衰减状态数字控制字提供衰减的所施加的射频信号的可选择的相移调节，以使通过所应用的衰减数字控制字选择的衰减状态之间的相位变化基本上均衡；以及
(e)调节控制电路，其耦接至所述第一微调电路和所述第二微调电路，所述调节控制电路包括查找表，所述查找表包含相位状态数字控制字和衰减状态数字控制字到调节数字控制字的多个映射，并且所述调节控制电路被配置成接收模式选择器信号，所述模式选择器信号至少根据所应用的射频信号的频率来选择所述多个映射中的一个；
其中，所述调节控制电路在所选择的所述多个映射中的一个映射中将所应用的相位状态数字控制字或者所应用的衰减状态数字控制字中的至少一个映射到所述调节数字控制字；
其中，所述调节数字控制字耦接至所述第一微调电路和所述第二微调电路，以选择所述多个可选择的衰减器电路的衰减状态和所述多个可选择的调节移相器电路的相移状态；
其中，所述数字移相器电路、所述数字衰减器电路、所述第一微调电路和所述第二微调电路以任何串联顺序耦接；并且
其中，提供可选择的衰减以使通过所应用的相位状态数字控制字选择的相位状态之间的插入损耗变化基本上均衡包括：对所有相位状态应用偏差程度的衰减，使得可以通过针对每个相位状态选择一定量的调节衰减来应用更多或者更少的衰减，以便使调节前相位状态插入损耗移动接近于调节后插入损耗目标值。
8.根据权利要求7所述的电子电路，其中，所述调节控制电路耦接至调节数字控制字的外部源并且还包括多路复用器，所述多路复用器用于可选择地将调节数字控制字从所述查找表或调节数字控制字的所述外部源中的一个应用至所述微调电路。
9.根据权利要求7所述的电子电路，其中，由所述多个可选择的调节衰减器电路提供的衰减的步长小于大约0.5dB。
10.根据权利要求7所述的电子电路，其中，由所述多个可选择的调节移相器电路提供的相移的步长小于或等于大约2.5度的相位。
11.一种修改所施加的射频信号的相位的方法，包括：
(a)响应于应用的相位状态数字控制字来修改所施加的射频信号的相位；
(b)响应于应用的衰减状态数字控制字来选择性地使所施加的射频信号衰减；
(c)将相位状态数字控制字到调节数字控制字的多个映射存储在查找表中；
(d)至少根据所应用的射频信号的频率来选择所述多个映射中的一个；
(e)在所选择的所述多个映射中的一个中将所应用的相位状态数字控制字映射到所述调节数字控制字；
(f)响应于所述调节数字控制字，借助于多个可选择的衰减器电路来选择并且应用针对所修改的射频信号的一定量的衰减，以使通过所应用的相位状态数字控制字选择的所有相位状态下的插入损耗基本上均衡；以及
(g)对所有相位状态应用偏差程度的衰减，使得可以通过针对每个相位状态选择一定量的调节衰减来应用更多或者更少的衰减，以便使调节前相位状态插入损耗移动接近于调节后插入损耗目标值。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：通过根据经验针对每个相位状态将与调节数字控制字对应的衰减程度和所述可选择的移相器电路的插入损耗进行比较来选择调节数字控制字，并且针对最佳实现期望的插入损耗程度的每个相位状态来存储所述调节数字控制字。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，比较衰减程度包括：以二进制搜索模式来应用与调节数字控制字对应的衰减程度。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括：可选择地输出来自所述查找表的映射的调节数字控制字或外部提供的调节数字控制字作为所应用的调节数字控制字。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：对所有相位状态应用偏差程度的衰减，并且针对每个相位状态选择一定量的调节衰减，以使调节前相位状态插入损耗移动接近于调节后插入损耗目标值。
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