CN111133631B - 可变增益移相器 - Google Patents

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Abstract

可变增益移相器包括I/Q发生器和矢量求和电路。I/Q发生器基于输入信号生成相位信号。矢量求和电路基于相位信号、选择信号和电流控制信号，来调节第一、第二、第三和第四同相矢量以及第一、第二、第三和第四正交矢量的幅度和方向，并通过将同相矢量和正交矢量求和生成输出信号。矢量求和电路包括第一、第二、第三和第四矢量求和单元以及第一、第二、第三和第四电流控制电路。第一和第二矢量求和单元调整第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量的方向。第三和第四矢量求和单元调整第三和第四同相矢量以及第三和第四正交矢量的方向。第一和第二电流控制电路连接到第一和第二矢量求和单元，并且调节第一电流的量和第二电流的量。第三和第四电流控制电路连接到第三和第四矢量求和单元，并且调节第三电流的量和第四电流的量。

Description

可变增益移相器
技术领域
示例实施例总体上涉及信号处理技术，并且更具体地涉及应用于波束成形系统的可变增益移相器。
背景技术
当前正在研究的第五代(5G)移动通信系统，与第四代(4G)移动通信系统的长期演进(LTE)相比，其网络容量约为数十至数百倍。诸如大规模多输入多输出(MIMO)和波束成形之类的技术可用于5G移动通信系统。
在无线通信中，波束成形是智能天线的技术，并且是用于仅将天线的波束照射到相应终端的技术。近来，已经研究了在射频(RF)级中形成相位阵列的模拟相位阵列波束成形，并且特别地，已经研究了作为关键或核心模块的相移块和增益调节块。相移块改变相位以适合每个信号路径，并且增益调节块补偿每个信号路径的增益误差。
传统上，相移块和增益调节块是分开设计的，但是，存在难以独立地控制相位和增益的问题。另外，传统上，可变增益放大器(VGA)或衰减器用作增益调节块，但是，存在电路尺寸增大的问题。
发明内容
一些示例实施例提供了一种可变增益移相器，其能够一次性独立地控制或调节相位和增益。
根据示例实施例，可变增益移相器包括同相/正交(I/Q)发生器和矢量求和电路。I/Q发生器基于输入信号生成第一、第二、第三和第四相位信号。矢量求和电路基于第一、第二、第三和第四相位信号、第一、第二、第三和第四选择信号以及第一、第二、第三和第四电流控制信号，来调节第一、第二、第三和第四同相矢量以及第一、第二、第三和第四正交矢量的幅度和方向，并通过将第一、第二、第三和第四同相矢量和第一、第二、第三和第四正交矢量求和来生成与输出信号相对应的第一和第二差分输出信号。矢量求和电路包括第一、第二、第三和第四矢量求和单元以及第一、第二、第三和第四电流控制电路。第一和第二矢量求和单元基于第一和第二选择信号来调节第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量的方向。第三和第四矢量求和单元基于第三和第四选择信号来调节第三和第四同相矢量以及第三和第四正交矢量的方向。第一和第二电流控制电路连接到第一和第二矢量求和单元，并且基于第一和第二电流控制信号调节与第一和第二同相矢量相对应的第一电流的量以及与第一和第二正交矢量相对应的第二电流的量。第三和第四电流控制电路连接到第三和第四矢量求和单元，并基于第三和第四电流控制信号调节与第三和第四同相矢量相对应的第三电流的量以及与第三和第四正交相对应的第四电流的量。
在一些示例实施例中，可以基于第一矢量求和单元和第二矢量求和单元之间的大小比来确定第一同相矢量和第二同相矢量之间的幅度比以及第一正交矢量和第二正交矢量之间的幅度比。可以基于第三矢量求和单元与第四矢量求和单元之间的大小比来确定第三同相矢量和第四同相矢量之间的幅度比以及第三正交矢量和第四正交矢量之间的幅度比。
在一些示例实施例中，第一矢量求和单元可以包括第一矢量电路、第二矢量电路、第三矢量电路和第四矢量电路。第一矢量电路可以连接在第一和第二输出节点与第一节点之间，并且可以基于第一选择信号被选择性地启用并且接收第一和第二相位信号。第一和第二输出节点可以分别输出第一和第二差分输出信号。第二矢量电路可以连接在第一和第二输出节点与第一节点之间，并且可以基于第一选择信号被选择性地启用并且接收第一和第二相位信号。第三矢量电路可以连接在第一和第二输出节点与第二节点之间，并且可以基于第一选择信号被选择性地启用并且接收第三和第四相位信号。第四矢量电路可以连接在第一和第二输出节点与第二节点之间，并且可以基于第一选择信号被选择性地启用并且接收第三和第四相位信号。
在一些示例实施例中，第一电流控制电路可以包括第一电流控制晶体管，该第一电流控制晶体管连接在第一节点和接地电压之间并且具有接收第一电流控制信号的栅电极。第二电流控制电路可以包括第二电流控制晶体管，该第二电流控制晶体管连接在第二节点和接地电压之间并且具有接收第二电流控制信号的栅电极。
在一些示例实施例中，第一矢量电路可以包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第一开关。第一晶体管可以连接在第一输出节点和第三节点之间，并且可以具有接收第一相位信号的栅电极。第二晶体管可以连接在第二输出节点和第三节点之间，并且可以具有接收第二相位信号的栅电极。第三晶体管可以连接在第三节点和第一节点之间。所述第一开关可以基于第一选择信号将所述第一电流控制信号选择性地提供给所述第三晶体管的栅电极。
在一些示例实施例中，可变增益移相器可以进一步包括数模转换器，其生成第一、第二、第三和第四电流控制信号。数模转换器可以包括第一互补转换器、第二互补转换器和第三互补转换器。第一互补转换器可以基于第一数字控制位来生成第一和第二中间控制信号。第二互补转换器可以基于第二数字控制位和第一中间控制信号来生成第一和第二电流控制信号。第三互补转换器可以基于第二数字控制位和第二中间控制信号来生成第三和第四电流控制信号。
在一些示例实施例中，第一互补转换器可以包括多个第一晶体管、多个第一开关、第一电流镜像晶体管和第二电流镜像晶体管。多个第一晶体管的栅电极可以彼此连接在一起。多个第一开关可以基于第一数字控制位将多个第一晶体管与第一节点和第二节点中的一个电连接。第一电流镜像晶体管可以连接在第一节点和接地电压之间，并且可以具有连接到第一节点的栅电极以提供第一中间控制信号。第二电流镜像晶体管可以连接在第二节点和接地电压之间，并且可以具有连接到第二节点的栅电极以提供第二中间控制信号。
在一些示例实施例中，第二互补转换器可以包括多个第二晶体管、多个第二开关、第三电流镜像晶体管和第四电流镜像晶体管。多个第二晶体管的栅电极可以彼此连接在一起。多个第二开关可以基于第二数字控制位将多个第二晶体管与第三节点和第四节点中的一个电连接。第三电流镜像晶体管可以连接在第三节点和接地电压之间，并且可以具有连接到第三节点的栅电极以提供第一电流控制信号。第四电流镜像晶体管可以连接在第四节点和接地电压之间，并且可以具有连接到第四节点的栅电极以提供第二电流控制信号。
在一些示例实施例中，第三互补转换器可以包括多个第三晶体管、多个第三开关、第五电流镜像晶体管和第六电流镜像晶体管。多个第三晶体管的栅电极可以彼此连接在一起。多个第三开关可以基于第二数字控制位将多个第三晶体管与第五节点和第六节点中的一个电连接。第五电流镜像晶体管可以连接在第五节点和接地电压之间，并且可以具有连接到第五节点的栅电极以提供第三电流控制信号。第六电流镜像晶体管可以连接在第六节点和接地电压之间，并且可以具有连接到第六节点的栅电极以提供第四电流控制信号。
根据示例实施例，可变增益移相器包括同相/正交(I/Q)发生器、矢量求和电路和数模转换器。I/Q发生器基于输入信号生成第一、第二、第三和第四相位信号。矢量求和电路基于第一、第二、第三和第四相位信号、第一和第二选择信号以及第一、第二、第三和第四电流控制信号调节第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量的幅度和方向，并且通过对第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量求和来生成对应于输出信号的第一和第二差分输出信号。数模转换器生成第一、第二、第三和第四电流控制信号。矢量求和电路包括第一和第二矢量求和单元以及第一、第二、第三和第四电流控制电路。第一矢量求和单元基于第一选择信号来调节第一同相矢量和第一正交矢量的方向。第二矢量求和单元基于第二选择信号来调节第二同相矢量和第二正交矢量的方向。第一和第二电流控制电路连接到第一矢量求和单元，并基于第一和第二电流控制信号调节对应于第一同相矢量的第一电流的量和对应于所述第一正交矢量的第二电流的量。第三和第四电流控制电路连接到第二矢量求和单元，并基于第三和第四电流控制信号调节对应于第二同相矢量的第三电流的量和对应于第二正交矢量的第四电流的量。数模转换器包括第一互补转换器、第二互补转换器和第三互补转换器。第一互补转换器基于第一数字控制位生成第一和第二中间控制信号。第二互补转换器基于第二数字控制位和第一中间控制信号生成第一和第二电流控制信号。第三互补转换器基于第二数字控制位和第二中间控制信号生成第三和第四电流控制信号。
根据示例实施例，可变增益移相器包括同相/正交(I/Q)发生器和矢量求和电路。I/Q发生器基于输入信号生成第一、第二、第三和第四相位信号。矢量求和电路基于第一、第二、第三和第四相位信号和第一、第二、第三和第四电流控制信号来调节第一、第二、第三和第四矢量的幅度，并通过对第一、第二、第三和第四矢量求和来生成与输出信号相对应的第一和第二差分输出信号。第一和第二矢量具有同相分量和相反的方向，而第三和第四矢量具有正交分量和相反的方向。矢量求和电路包括第一、第二、第三和第四电流控制电路和矢量求和单元。第一电流控制电路基于第一和第二电流控制信号中的一个来调节与第一矢量相对应的第一电流的量。第二电流控制电路基于第一和第二电流控制信号中的另一个来调节与第二矢量相对应的第二电流的量。第三电流控制电路基于第三和第四电流控制信号中的一个来调节与第三矢量相对应的第三电流的量。第四电流控制电路基于第三和第四电流控制信号中的另一个来调节与第四矢量相对应的第四电流的量。矢量求和单元连接到所有第一、第二、第三和第四电流控制电路，接收第一、第二、第三和第四相位信号，并基于第一、第二、第三和第四电流生成第一和第二差分输出信号。
在一些示例实施例中，矢量求和单元可以包括第一矢量电路、第二矢量电路、第三矢量电路和第四矢量电路。第一矢量电路可以连接在第一和第二输出节点与第一节点之间，并且可以接收第一和第二相位信号。第一和第二输出节点可以分别输出第一和第二差分输出信号。第二矢量电路可以连接在第一和第二输出节点与第二节点之间，并且可以接收第一相位信号和第二相位信号。第三矢量电路可以连接在第一和第二输出节点与第三节点之间，并且可以接收第三相位信号和第四相位信号。第四矢量电路可以连接在第一和第二输出节点与第四节点之间，并且可以接收第三相位信号和第四相位信号。
在一些示例实施例中，第一电流控制电路可以包括第一电流控制晶体管，该第一电流控制晶体管连接在第一节点和接地电压之间并且具有接收第一和第二电流控制信号中的一个的栅电极。第二电流控制电路可以包括第二电流控制晶体管，该第二电流控制晶体管连接在第二节点和接地电压之间并且具有接收第一和第二电流控制信号中的另一个的栅电极。第三电流控制电路可以包括第三电流控制晶体管，该第三电流控制晶体管连接在第三节点和接地电压之间并且具有接收第三和第四电流控制信号中的一个的栅电极。第四电流控制电路可以包括第四电流控制晶体管，该第四电流控制晶体管连接在第四节点和接地电压之间并且具有接收第三和第四电流控制信号中的另一个的栅电极。
在一些示例实施例中，第一矢量电路可以包括第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管可以连接在第一输出节点和第一节点之间，并且可以具有接收第一相位信号的栅电极。第二晶体管可以连接在第二输出节点和第一节点之间，并且可以具有接收第二相位信号的栅电极。
在一些示例实施例中，可变增益移相器可以进一步包括数模转换器，其生成第一、第二、第三和第四电流控制信号。数模转换器可以包括第一互补转换器、第二互补转换器和第三互补转换器。第一互补转换器可以基于第一数字控制位来生成第一和第二中间控制信号。第二互补转换器可以基于第二数字控制位和第一中间控制信号来生成第一和第二电流控制信号。第三互补转换器可以基于第二数字控制位和第二中间控制信号来生成第三和第四电流控制信号。
在一些示例实施例中，可变增益移相器可以进一步包括第一双刀双掷(DPDT)开关。第一DPDT开关可以连接到第二互补转换器的输出端子，可以将第一和第二电流控制信号中的一个提供给第一电流控制电路，并且可以将第一和第二电流控制信号中的另一个提供给第二电流控制电路。
在一些示例实施例中，可变增益移相器可以进一步包括第二DPDT开关。第二DPDT开关可以连接到第三互补转换器的输出端子，可以将第三和第四电流控制信号中的一个提供给第三电流控制电路，并且可以将第三和第四电流控制信号中的另一个提供给第四电流控制电路。
在一些示例实施例中，I/Q发生器可以包括电阻-电容器(RC)梯和多相滤波器。RC梯可以基于与输入信号相对应的第一和第二差分输入信号来生成第一、第二、第三和第四中间相位信号。多相滤波器可以基于第一、第二、第三和第四中间相位信号来生成第一、第二、第三和第四相位信号。
在一些示例实施例中，RC梯可以包括第一、第二、第三和第四电容器以及第一、第二、第三和第四电阻器。第一电容器可以连接在接收第一差分输入信号的第一输入节点与输出第一中间相位信号的第一中间节点之间。第二电容器可以连接在接收第二差分输入信号的第二输入节点与输出第二中间相位信号的第二中间节点之间。第一电阻器可以连接在第一输入节点和输出第三中间相位信号的第三中间节点之间。第二电阻器可以连接在第二输入节点和输出第四中间相位信号的第四中间节点之间。第三和第四电阻器可以串联连接在第一中间节点和第二中间节点之间。第三和第四电容器可以串联连接在第三中间节点和第四中间节点之间。
在一些示例实施例中，多相滤波器可以包括第五、第六、第七和第八电容器以及第五、第六、第七和第八电阻器。第五电容器可以连接在第一中间节点和输出第一相位信号的第一输出节点之间。第六电容器可以连接在第二中间节点和输出第二相位信号的第二输出节点之间。第七电容器可以连接在第三中间节点和输出第三相位信号的第三输出节点之间。第八电容器可以连接在第四中间节点和输出第四相位信号的第四输出节点之间。第五电阻器可以连接在第一输出节点和第三中间节点之间。第六电阻器可以连接在第二输出节点和第四中间节点之间。第七电阻器可以连接在第三输出节点和第二中间节点之间。第八电阻器可以连接在第四输出节点和第一中间节点之间。
因此，在根据示例实施例的可变增益移相器中，所有多个同相矢量和所有多个正交矢量可以用于相位调节和增益调节。例如，可以基于选择信号和电流控制信号来调节这些矢量的大小和方向，并且可以通过对经过调节了大小和方向的矢量求和来生成输出信号，从而使用一个模块一次性独立地控制输出信号的相位和增益。
例如，可变增益移相器中包括的矢量求和电路可以基于电流分离方案来实现，使得矢量求和电路包括两个矢量求和单元和与其连接的四个电流控制电路，并且使得一个矢量求和单元由两个电流控制电路控制。因此，可以减小可变增益移相器的尺寸和制造成本，并且可以通过增加数模转换器的控制位数来以相对高的分辨率有效地实现可变增益移相器。又例如，可以基于电流分离方案和单元分离方案来实现矢量求和电路，使得矢量求和电路包括四个矢量求和单元和与其连接的四个电流控制电路，并且使得两个矢量求和单元由两个电流控制电路控制。因此，可以减小可变增益移相器的尺寸和制造成本，并且可变增益移相器可以具有相对较高的动态范围和高分辨率。
另外，在根据示例实施例的可变增益移相器中，具有同相分量和相反方向的第一和第二矢量以及具有正交分量和相反方向的第一和第二矢量都可以用于相位调节和增益调节。例如，可以基于电流控制信号来调节这些矢量的幅度，并且可以通过对其幅度被调节的这些矢量求和来生成输出信号，从而使用一个模块一次性独立地控制输出信号的相位和增益。
例如，可变增益移相器中包括的矢量求和电路可以被实现，以使得矢量求和电路包括一个矢量求和单元和其连接的四个电流控制电路，并且使得省略了用于选择矢量的选择电路。因此，可以减小可变增益移相器的尺寸和制造成本。又例如，可变增益移相器中包括的数模转换器可以使用互补转换器和/或至少一个DPDT开关来实现。因此，可以减小可变增益移相器的尺寸，并且可以将可变增益移相器有效地应用于使用较低工作电压的系统。又例如，可变增益移相器中包括的I/Q发生器可以使用RC梯和多相滤波器来实现。因此，可以支持相对宽带的操作，并且可以显着减小相位误差和幅度误差。
附图说明
图1是示出根据示例实施例的可变增益移相器的框图。
图2A和图2B是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的电路图。
图3A和图3B是用于描述包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的操作的图。
图4和图5是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的数模转换器的示例的图。
图6是示出根据示例实施例的可变增益移相器的框图。
图7A和7B是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的电路图。
图8是用于描述根据示例实施例的包括在可变增益移相器中的矢量求和电路的操作的图。
图9是示出根据示例实施例的可变增益移相器的框图。
图10是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的电路图。
图11A和11B是用于描述包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的操作的图。
图12、13、14、15和16是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的数模转换器的示例的图。
图17是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的I/Q发生器的电路图。
图18A和图18B是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的I/Q发生器的特性的图。
具体实施例
将参考示出了实施例的附图来更全面地描述各种示例实施例。然而，本发明构思可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。
相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明构思的范围完全传达给本领域技术人员。在本申请中，相似的参考标号指代相似的元件。
将理解，尽管术语第一、第二等在本文中可用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明构思的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
将理解的是，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”至另一个元件时，则不存在中间元件。应当以类似的方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语(例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。
这里使用的术语是出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制发明构思。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还将理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加其他一种或多种。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。还将理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非在此明确定义，不应被理想化或过度形式化地解释。
通过参考附图详细描述其示例实施例，本发明构思的上述和其他特征将变得更加显而易见。在附图中，相同的附图标记用于相同的元件，并且省略了相同元件的重复说明。
图1是示出根据示例实施例的可变增益移相器的框图。
参考图1，可变增益移相器1000包括同相/正交(I/Q)发生器1020和矢量求和电路1030。可变增益移相器1000还可以包括第一传输线变压器(TLT)1010、数模转换器(DAC)1040、选择电路1050和第二传输线变压器1060。
第一传输线变压器1010可以基于输入信号IS来生成第一和第二差分输入信号IS+和IS-。例如，第一差分输入信号IS+可以具有与输入信号IS基本上相同的相位(例如，输入信号IS和第一差分输入信号IS+之间的相位差可以是大约0度)，并且输入信号IS和第二差分输入信号IS-之间的相位差可以是大约180度。第一传输线变压器1010可执行平衡到不平衡(BALUN)和阻抗匹配网络的功能。
I/Q发生器1020基于输入信号IS，例如基于与输入信号IS相对应的第一和第二差分输入信号IS+和IS-，生成第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-。例如，第一相位信号I+可以具有与输入信号IS基本上相同的相位(例如，输入信号IS和第一相位信号I+之间的相位差可以是大约0度)，输入信号IS和第二相位信号I-之间的相位差可以大约为180度，输入信号IS和第三相位信号Q+之间的相位差可以大约为90度，输入信号IS和第四相位信号Q-之间的相位差可以是大约270度。
相对于输入信号IS具有大约0度和大约180度的相位差的第一和第二相位信号I+和I-中的每一个都可以被称为具有同相分量的信号或简称为同相信号。相对于输入信号IS具有大约90度和大约270度的相位差的第三和第四相位信号Q+和Q-中的每一个可以被称为具有正交分量的信号或简称为正交信号。
矢量求和电路1030基于第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-、第一和第二选择信号SEL1和SEL2以及第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX，调节第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量的幅度和方向，并且通过将第一和第二同相矢量和第一和第二正交矢量求和，生成与输出信号OS相对应的第一和第二差分输出信号OS+和OS-。矢量求和电路1030的详细配置将在后面参考图2A和2B进行描述。
如稍后将参考图3A和3B所描述的，第一和第二同相矢量可以是具有同相分量的矢量，并且可以具有相同的方向或相反的方向。第一和第二正交矢量可以是具有正交分量的矢量，并且可以具有相同方向或相反方向。矢量求和电路1030可以基于第一和第二选择信号SEL1和SEL2确定第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量的方向，并且可以基于第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX调节与第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量相对应的第一、第二、第三和第四电流的量。因此，矢量求和电路1030可以一次独立地控制输出信号OS的相位和增益。
数模转换器1040可以基于数字控制位CTRL来生成第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX。数模转换器1040的详细配置将在后面参考图4和5进行描述。
选择电路1050可以生成第一和第二选择信号SEL1和SEL2。数模转换器1040和选择电路1050可以被称为控制矢量求和电路1030的一个控制电路。
第二传输线变压器1060可以基于第一和第二差分输出信号OS+和OS-来生成输出信号OS。例如，第一和第二差分输出信号OS+和OS-之间的相位差可以为大约180度。与第一传输线变压器1010一样，第二传输线变压器1060可以执行平衡到不平衡和阻抗匹配网络的功能。
根据示例实施例的可变增益移相器可以被称为矢量调制器。
图2A和图2B是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的电路图。
参考图1、2A和2B，矢量求和电路1030包括第一矢量求和单元1110a、第二矢量求和单元1110b、第一电流控制电路1120、第二电流控制电路1130、第三电流控制电路1140和第四电流控制电路1150。
第一矢量求和单元1110a连接到第一和第二电流控制电路1120和1130，接收第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-、第一和第二电流控制信号I_DAC和Q_DAC以及第一选择信号SEL1，并基于第一选择信号SEL1调节第一同相矢量和第一正交矢量的方向。
第一电流控制电路1120连接到第一矢量求和单元1110a，并且基于第一电流控制信号I_DAC调节与第一同相矢量相对应的第一电流iIMAIN的量。第二电流控制电路1130连接到第一矢量求和单元1110a，并基于第二电流控制信号Q_DAC调节与第一正交矢量相对应的第二电流iQMAIN的量。
第一矢量求和单元1110a可以包括第一矢量电路IMAIN(+)、第二矢量电路IMAIN(-)、第三矢量电路QMAIN(+)和第四矢量电路QMAIN(-)。第一矢量电路IMAIN(+)可以连接在第一和第二输出节点NO11和NO12与节点N15之间，并且可以接收第一和第二相位信号T+和I-。第二矢量电路IMAIN(-)可以在第一和第二输出节点NO11和NO12与节点N15之间与第一矢量电路IMAIN(+)并联连接，并且可以接收第一和第二相位信号I+和I-。第三矢量电路QMAIN(+)可以连接在第一和第二输出节点NO11和NO12与节点N16之间，并且可以接收第三相位信号Q+和第四相位信号Q-。第四矢量电路QMAIN(-)可以在第一和第二输出节点NO11和NO12与节点N16之间与第三矢量电路QMAIN(+)并联连接，并且可以接收第三相位信号Q+和第四相位信号Q-。可以基于第一选择信号SEL1选择性地启用或激活第一、第二、第三和第四矢量电路IMAIN(+)、IMAIN(-)、QMAIN(+)和QMAIN(-)中的每一个。
第一、第二、第三和第四矢量电路IMAIN(+)、IMAIN(-)、QMAIN(+)和QMAIN(-)中的每个可以包括三个晶体管和一个开关。例如，第一矢量电路IMAIN(+)可以包括晶体管NT11、NT12和NT19以及开关S11。晶体管NT11可以连接在第一输出节点NO11和节点N11之间，并且可以具有接收第一相位信号I+的栅电极。晶体管NT12可以连接在第二输出节点NO12和节点N11之间，并且可以具有接收第二相位信号I-的栅电极。晶体管NT19可以连接在节点N11和节点N15之间。开关S11可以基于第一选择信号SEL1将第一电流控制信号I_DAC选择性地提供给晶体管NT19的栅电极。第二矢量电路IMAIN(-)可以包括晶体管NT13、NT14和NT1A以及开关S12。晶体管NT13可以连接在第一输出节点NO11和节点N12之间，并且可以具有接收第二相位信号I-的栅电极。晶体管NT14可以连接在第二输出节点NO12和节点N12之间，并且可以具有接收第一相位信号I+的栅电极。晶体管NT1A可以连接在节点N12和节点N15之间。开关S12可以基于第一选择信号SEL1将第一电流控制信号I_DAC选择性地提供给晶体管NT1A的栅电极。
类似地，第三矢量电路QMAIN(+)可以包括晶体管NT15、NT16和NT1B以及开关S13。晶体管NT15可以连接在第一输出节点NO11和节点N13之间，并且可以具有接收第三相位信号Q+的栅电极。晶体管NT16可以连接在第二输出节点NO12和节点N13之间，并且可以具有接收第四相位信号Q-的栅电极。晶体管NT1B可以连接在节点N13和节点N16之间。开关S13可以基于第一选择信号SEL1将第二电流控制信号Q_DAC选择性地提供给晶体管NT1B的栅电极。第四矢量电路QMAIN(-)可以包括晶体管NT17、NT18和NT1C以及开关S14。晶体管NT17可以连接在第一输出节点NO11和节点N14之间，并且可以具有接收第四相位信号Q-的栅电极。晶体管NT18可以连接在第二输出节点NO12和节点N14之间，并且可以具有接收第三相位信号Q+的栅电极。晶体管NT1C可以连接在节点N14和节点N16之间。开关S14可以基于第一选择信号SEL1将第二电流控制信号Q_DAC选择性地提供给晶体管NT1C的栅电极。
尽管未详细示出，但是包括在第一矢量求和单元1110a中的每个开关S11、S12、S13和S14可以接收第一选择信号SEL1的相应一位，并且可以响应于第一选择信号SEL1的各个位被导通和/或关断。
第一和第二电流控制电路1120和1130中的每个可以包括一个晶体管。例如，第一电流控制电路1120可以包括第一电流控制晶体管NT1D，其连接在节点N15和接地电压(例如，VSS或GND电压)之间并且具有接收第一电流控制信号I_DAC的栅电极。第二电流控制电路1130可以包括第二电流控制晶体管NT1E，其连接在节点N16和接地电压之间并且具有接收第二电流控制信号Q_DAC的栅电极。
第二矢量求和单元1110b连接到第三和第四电流控制电路1140和1150，接收第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-、第三和第四电流控制信号I_DACAUX和Q_DACAUX以及第二选择信号SEL2，并基于第二选择信号SEL2调节第二同相矢量和第二正交矢量的方向。
第三电流控制电路1140连接到第二矢量求和单元1110b，并且基于第三电流控制信号I_DACAUX来调节与第二同相矢量相对应的第三电流iIAUX的量。第四电流控制电路1150连接到第二矢量求和单元1110b，并且基于第四电流控制信号Q_DACAUX来调节与第二正交矢量相对应的第四电流iQAUX的量。
第二矢量求和单元1110b、第三电流控制电路1140和第四电流控制电路1150的配置可以分别与第一矢量求和单元1110a、第一电流控制电路1120和第二电流控制电路1130的配置基本相同。
例如，第二矢量求和单元1110b可以包括第五矢量电路IAUX(+)、第六矢量电路IAUX(-)、第七矢量电路QAUX(+)和第八矢量电路QAUX(-)。第五和第六矢量电路IAUX(+)和IAUX(-)可以并联连接在第一和第二输出节点NO11和NO12与节点N25之间。第五和第六矢量电路IAUX(+)和IAUX(-)中的每个可以接收第一和第二相位信号T+和I-。第七和第八矢量电路QAUX(+)和QAUX(-)可以并联连接在第一和第二输出节点NO11和NO12与节点N26之间。第七和第八矢量电路QAUX(+)和QAUX(-)中的每个可以接收第三和第四相位信号Q+和Q-。可以基于第二选择信号SEL2选择性地启用或激活第五、第六、第七和第八矢量电路IAUX(+)、IAUX(-)、QAUX(+)和QAUX(-)中的每一个。
第五矢量电路IAUX(+)可以包括晶体管NT21、NT22和NT29以及开关S21，第六矢量电路IAUX(-)可以包括晶体管NT23、NT24和NT2A以及开关S22。晶体管NT21可以连接在第一输出节点NO11和节点N21之间，并且可以具有接收第一相位信号I+的栅电极。晶体管NT22可以连接在第二输出节点NO12和节点N21之间，并且可以具有接收第二相位信号I-的栅电极。晶体管NT29可以连接在节点N21与节点N25之间。开关S21可以基于第二选择信号SEL2将第三电流控制信号I_DACAUX选择性地提供给晶体管NT29的栅电极。晶体管NT23可以连接在第一输出节点NO11和节点N22之间，并且可以具有接收第二相位信号I-的栅电极。晶体管NT24可以连接在第二输出节点NO12和节点N12之间，并且可以具有接收第一相位信号I+的栅电极。晶体管NT2A可以连接在节点N22和节点N25之间。开关S22可以基于第二选择信号SEL2将第三电流控制信号I_DACAUX选择性地提供给晶体管NT2A的栅电极。
类似地，第七矢量电路QAUX(+)可以包括晶体管NT25、NT26和NT2B以及开关S23，并且第八矢量电路QAUX(-)可以包括晶体管NT27、NT28和NT2C以及开关S24。晶体管NT25可以连接在第一输出节点NO11和节点N23之间，并且可以具有接收第三相位信号Q+的栅电极。晶体管NT26可以连接在第二输出节点NO12和节点N23之间，并且可以具有接收第四相位信号Q-的栅电极。晶体管NT2B可以连接在节点N23和节点N26之间。开关S23可以基于第二选择信号SEL2将第四电流控制信号Q_DACAUX选择性地提供给晶体管NT2B的栅电极。晶体管NT27可以连接在第一输出节点NO11和节点N24之间，并且可以具有接收第四相位信号Q-的栅电极。晶体管NT28可以连接在第二输出节点NO12和节点N24之间，并且可以具有接收第三相位信号Q+的栅电极。晶体管NT2C可以连接在节点N24和节点N26之间。开关S24可以基于第二选择信号SEL2将第四电流控制信号Q_DACAUX选择性地提供给晶体管NT2C的栅电极。
尽管未详细示出，但是包括在第二矢量求和单元1110b中的每个开关S21、S22、S23和S24可以接收第二选择信号SEL2的相应的一位，并且可以响应于第二选择信号SEL2的相应一位被导通和/或关断。
第三电流控制电路1140可以包括第三电流控制晶体管NT2D，其连接在节点N25和接地电压之间并且具有接收第三电流控制信号I_DACAUX的栅电极。第四电流控制电路1150可以包括第四电流控制晶体管NT2E，其连接在节点N26与接地电压之间并且具有接收第四电流控制信号Q_DACAUX的栅电极。
第一和第二矢量求和单元1110a和1110b共同连接到第一和第二输出节点NO11和NO12，并基于第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量(例如基于第一、第二、第三和第四电流iIMAIN、iQMAIN、iIAUX和iQAUX)生成第一和第二差分输出信号OS+和OS-。第一和第二输出节点NO11和NO12可以分别输出第一和第二差分输出信号OS+和OS-，并且可以连接至第二传输线变压器1060。电源电压VDD可以施加至第二传输线变压器1060。
尽管图2A和图2B示出了其中所有晶体管NT11至NT1E和NT21至NT2E均为n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的示例，但是可以根据示例实施例改变包括在矢量求和电路1030中的晶体管的类型和数量。
在常规移相器中，仅选择具有不同方向的两个同相矢量中的一个，仅选择具有不同方向的两个正交矢量中的一个，并且将所选择的矢量求和以生成输出信号。常规移相器对于相位调节(或控制)是有效的，但是在增益调节(或控制)方面存在困难。
在根据示例实施例的可变增益移相器1000中，第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量都可以用于相位调节和增益调节。例如，可以基于选择信号SEL1和SEL2以及电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX来调节这些矢量的幅度和方向，并且可以通过将被调节幅度和方向的这些矢量求和来生成输出信号OS，从而使用一个模块一次独立地控制输出信号OS的相位和增益。具体地，可以基于电流分离方案来实现矢量求和电路1030，使得两个矢量求和单元1110a和1110b共同连接到输出节点NO11和NO12，并且四个电流控制电路1120、1130、1140和1150连接到两个矢量求和单元1110a和1110b，以使得一个矢量求和单元(例如，矢量求和单元1110a)由两个电流控制电路(例如，电流控制电路1120和1130)控制。因此，可以减小可变增益移相器1000的尺寸和制造成本，并且可以通过增加数模转换器1040的控制位CTRL的数量来以相对高的分辨率有效地实现可变增益移相器1000。
图3A和图3B是用于描述包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的操作的图。
参考图2A、图2B和图3A，第一和第二矢量电路IMAIN(+)和IMAIN(-)中的一个以及第一电流控制电路1120可以提供与第一同相矢量和第一电流iIMAIN相对应的第一路径。第三和第四矢量电路QMAIN(+)和QMAIN(-)中的一个和第二电流控制电路1130可以提供与第一正交矢量和第二电流iQMAIN相对应的第二路径。第五和第六矢量电路IAUX(+)和IAUX(-)中的一个以及第三电流控制电路1140可以提供与第二同相矢量和第三电流iIAUX相对应的第三路径。第七和第八矢量电路QAUX(+)和QAUX(-)中的一个和第四电流控制电路1150可以提供与第二正交矢量和第四电流iQAUX相对应的第四路径。
如上所述，在根据示例实施例的可变增益移相器中，可以同时使用所有四个路径，并且在本发明中，可以通过改变矢量的幅度和方向来一次实现相位调节和增益调节。另外，流过矢量求和电路1030的电流总量可以保持恒定以将输出阻抗保持为相同值，并且流过每条路径的电流量可以以适当的比率分配或划分，从而独立地控制输出信号OS的相位和增益。
例如，第一、第二、第三和第四电流iIMAIN、iQMAIN、iIAUX和iQAUX可以满足以下等式1、等式2、等式3和等式4。
【等式1】
iIMAIN＝IMAIN+(IMAIN*Δ)
【等式2】
iQMAIN＝IMAIN-(IMAIN*Δ)
【等式3】
iIAUX＝(ITOTAL-IMAIN)+(ITOTAL-IMAIN)*Δ
【等式4】
iQAUX＝(ITOTAL-IMAIN)-(ITOTAL-IMAIN)*Δ
流过第一矢量求和单元1110a的电流可以约为(2*IMAIN)，流过第二求和单元1110b的电流可以约为(2*(ITOTAL-IMAIN))，因此通过矢量求和电路1030的总电流可以总是恒定在大约(2×ITOTAL)。
可以基于第一和第二选择信号SEL1和SEL2来调节第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量的方向，可以基于第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX来调节第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量的幅度，从而控制输出信号OS的相位和增益。
换句话说，可以通过将等式1、等式2、等式3和等式4中的值Δ从大约-1改变为大约1来调节输出信号OS的相位。可以通过将等式1、等式2、等式3和等式4中的值IMAIN从大约(0.5*ITOTAL)改变为大约ITOTAL来调节输出信号OS的增益。可以通过同时改变等式1、等式2、等式3和等式4中的值Δ和值IMAIN来调节输出信号OS的相位和增益。在任何情况下，流过矢量求和电路1030的总电流可以保持不变，因此输出阻抗也可以保持不变。
在一些示例实施例中，为了实现如图3A所示，可以基于第一选择信号SEL1闭合开关S11和S13并且可以断开开关S12和S14，以选择第一和第三矢量电路IMAIN(+)和QMAIN(+)，从而选择具有前向(或正向)方向的第一同相矢量VIM+和具有正向的第一正交矢量VQM+。另外，可以基于第二选择信号SEL2闭合开关S21和S23并且可以断开开关S22和S24，以选择第五和第七矢量电路IAUX(+)和QAUX(+)，从而选择具有正向的第二同相矢量VIA+和具有正向的第二正交矢量VQA+。与当仅使用第一矢量求和单元1110a时由虚线示出的增益圆相比，根据示例实施例，当同时使用第一矢量求和单元1110a和第二矢量求和单元1110b时，可以增加由实线示出的增益圆，并且因此可以看出，根据示例实施例，增益已经增加。在该示例中，可以通过调节第一、第二、第三和第四电流iIMAIN、iQMAIN、iIAUX和iQAUX的幅度(或比率)来在第一象限中调节相位。
在其他示例实施例中，为了实现如图3B所示，可以基于第一选择信号SEL1闭合开关S11和S13并且可以断开开关S12和S14，以选择第一和第三矢量电路IMAIN(+)和QMAIN(+)，从而选择具有正向的第一同相矢量VIM+和具有正向的第一正交矢量VQM+。另外，可以基于第二选择信号SEL2闭合开关S22和S24并且断开开关S21和S23，以选择第六和第八矢量电路IAUX(-)和QAUX(-)，从而选择具有反向(或负)方向的第二同相矢量VIA-和具有反向的第二正交矢量VQA-。与当仅使用第一矢量求和单元1110a时由虚线示出的增益圆相比，根据示例实施例，当同时使用第一和第二矢量求和单元1110a和1110b时，可以减小由实线示出的增益圆，并且因此可以看出，根据示例实施例，增益已经减小。在该示例中，可以通过调节第一、第二、第三和第四电流iIMAIN、iQMAIN、iIAUX和iQAUX的幅度(或比率)来在第一象限中调节相位。
尽管在图3A和图3B中未示出，可以选择具有正向的第一正交矢量VQM+和具有正向的第二正交矢量VQA+，可以选择具有反向的第一同相矢量和具有反向的第二同相矢量，可以调节第一、第二、第三和第四电流iIMAIN、iQMAIN、iIAUX和iQAUX的幅度，从而可以在第二象限中调节相位。类似地，可以选择具有正向的第一同相矢量VIM+和具有正向的第二同相矢量VIA+，可以选择具有反向的第一正交矢量和具有反向的第二正交矢量，可以调节第一、第二、第三和第四电流iIMAIN、iQMAIN、iIAUX和iQAUX的幅度，从而可以在第四象限中调节相位。可以选择具有反向的第一和第二同相矢量，可以选择具有反向的第一和第二正交矢量，可以调节第一、第二、第三和第四电流iIMAIN、iQMAIN、iIAUX和iQAUX的幅度，因此可以在第三象限中调节相位。
尽管图3A和3B示出了通过仅闭合开关S11和S12中的一个、仅闭合开关S13和S14中的一个、仅闭合开关S21和S22中的一个、仅闭合开关S23和S24中的一个来选择第一和第二同相矢量以及第一和第二正交矢量的方向的示例，但是示例性实施例不限于此。例如，开关S11和S12都可以同时闭合，开关S13和S14都可以同时闭合，开关S21和S22都可以同时闭合，并且开关S23和S24都可以同时闭合。
图4和图5是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的数模转换器的示例的图。
参考图4和图5，数模转换器1040可以包括第一互补转换器1210a、第二互补转换器1210b和第三互补转换器1210c。
第一互补转换器1210a可以基于第一数字控制位CTRLN来生成第一和第二中间控制信号CMAIN和CAUX。第二互补转换器1210b可以基于第二数字控制位CTRLM和第一中间控制信号CMAIN来生成第一和第二电流控制信号I_DAC和Q_DAC。第三互补转换器1210c可以基于第二数字控制位CTRLM(或第二数字控制位CTRLM的反相位/CTRLM)和第二中间控制信号CAUX来生成第三和第四电流控制信号I_DACAUX和Q_DACAUX。如图5所示，第一、第二和第三互补转换器1210a、1210b和1210c可以具有彼此相似的配置，并且可以彼此结合地操作。第一、第二和第三互补转换器1210a、1210b和1210c的重叠部分可以减小，因此可以减小尺寸和功耗。
在一些示例实施例中，第一数字控制位CTRLN可以具有N个位，其中N是大于或等于二的自然数，第二数字控制位CTRLM可以具有M个位，其中M是大于或等于二的自然数。
第一互补转换器1210a可以包括多个第一晶体管PT11、PT12、PT13、PT14、PT15和PT16、多个第一开关S31、S32、S33和S34、第一电流镜像晶体管NT31和第二电流镜像象晶体管NT32。第一互补转换器1210a可以进一步包括参考电流源IREF。
多个第一晶体管PT11至PT16可以具有彼此连接在一起的栅电极，并且可以具有连接至节点N30的第一电极。可以将电源电压施加到节点N30。参考电流源IREF可以连接在节点N30与多个第一晶体管PT11至PT16的栅电极之间。
多个第一开关S31至S34可基于第一数字控制位CTRLN将多个第一晶体管PT11至PT16与第一节点N31和第二节点N32中的一个电连接。例如，第一开关S31可以基于第一数字控制位CTRLN中的一个将第一晶体管PT12与第一节点N31和第二节点N32中的一个电连接。
尽管未详细示出，但是多个第一开关S31至S34中的每个可以接收第一数字控制位CTRLN中的相应一位，并且可以响应于第一数字控制位CTRLN中的相应一位而接通和/或断开。
尽管图5示出的实施例中晶体管PT11总是连接到第二节点N32，晶体管PT16总是连接到第一节点N31，并且多个第一开关S31至S34的数量小于多个第一晶体管PT11至PT16的数量，但是示例实施例不限于此。例如，与第二互补转换器1210b一样，多个第一开关的数量可以等于多个第一晶体管的数量。
第一电流镜像晶体管NT31可以连接在第一节点N31和接地电压之间，并且可以具有连接到第一节点N31的栅电极，以提供第一中间控制信号CMAIN。第二电流镜像晶体管NT32可以连接在第二节点N32和接地电压之间，并且可以具有连接到第二节点N32的栅电极，以提供第二中间控制信号CAUX。
第一互补转换器1210a可以基于第一数字控制位CTRLN对第一开关S31至S34的控制，通过调节流过第一和第二电流镜像晶体管NT31和NT32的电流量来生成第一和第二中间控制信号CMAIN和CAUX。流过第一电流镜像晶体管NT31的电流与流过第二电流镜像晶体管NT32的电流之和(例如，流过第一和第二电流镜像晶体管NT31和NT32的电流的总量)可以保持恒定，因此，第一和第二中间控制信号CMAIN和CAUX的和可以保持恒定。
第二互补转换器1210b可以包括多个第二晶体管PT21、PT22和PT23、多个第二开关S35、S36和S37、第三电流镜像晶体管NT33和第四电流镜像晶体管NT34。
多个第二晶体管PT21至PT23可以具有彼此连接在一起的栅电极，并且可以具有连接至节点N30的第一电极。
多个第二开关S35至S37可基于第二数字控制位CTRLM将多个第二晶体管PT21至PT23与第三节点N33和第四节点N34中的一个电连接。
尽管图5示出了多个第二开关S35至S37的数量等于多个第二晶体管PT21至PT23的数量的示例，但是示例实施例不限于此。例如，与第一互补转换器1210a一样，多个第二开关的数量可以小于多个第二晶体管的数量。
第三电流镜像晶体管NT33可以连接在第三节点N33和接地电压之间，并且可以具有连接到第三节点N33的栅电极，以提供第一电流控制信号I_DAC。第四电流镜像晶体管NT34可以连接在第四节点N34和接地电压之间，并且可以具有连接到第四节点N34的栅电极，以提供第二电流控制信号Q_DAC。
第三互补转换器1210c可具有与第二互补转换器1210b基本相同的配置。第三互补转换器1210c可以包括多个第三晶体管PT31、PT32和PT33、多个第三开关S38、S39和S3A、第五电流镜像晶体管NT35和第六电流镜像晶体管NT36。
多个第三晶体管PT31至PT33可以具有彼此连接在一起的栅电极，并且可以具有连接至节点N30的第一电极。
多个第三开关S38至S3A可基于第二数字控制位CTRLM或第二数字控制位CTRLM的反相位/CTRLM将多个第三晶体管PT31至PT33与第五节点N35和第六节点N36中的一个电连接。
第五电流镜像晶体管NT35可以连接在第五节点N35和接地电压之间，并且可具有连接到第五节点N35的栅电极，以提供第三电流控制信号I_DACAUX。第六电流镜像晶体管NT36可以连接在第六节点N36和接地电压之间，并且可以具有连接到第六节点N36的栅电极，以提供第四电流控制信号Q_DACAUX。
第二和第三互补转换器1210b和1210c可基于由第二数字控制位CTRLM对开关S35至S3A的控制来调节流过电流镜像晶体管NT33至NT36的电流量来生成电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX。流过电流镜像晶体管NT33和NT34的电流的总和可以保持恒定，因此电流控制信号I_DAC和Q_DAC的总和可以保持恒定。流过电流镜像晶体管NT35和NT36的电流的总和可以保持恒定，因此电流控制信号I_DACAUX和Q_DACAUX的总和可以保持恒定。
数模转换器1040还可包括：第一连接电路，其将第一互补转换器1210a与第二互补转换器1210b连接；和第二连接电路，其将第一互补转换器1210a与第三互补转换器1210c连接。第一连接电路可以包括串联连接在节点N30和接地电压之间的晶体管PT24和NT37。晶体管PT24的栅电极可以连接至第二晶体管PT21至PT23的栅电极和晶体管PT24的第二电极，晶体管NT37的栅电极可以连接至第一电流镜像晶体管NT31的栅电极以接收第一中间控制信号CMAIN。第二连接电路可以包括串联连接在节点N30和接地电压之间的晶体管PT34和NT38。晶体管PT34的栅电极可以连接至第三晶体管PT31至PT33的栅电极和晶体管PT34的第二电极，并且晶体管NT38的栅电极可以连接至第二电流镜像晶体管NT32的栅电极以接收第二中间控制信号CAUX。
尽管图5示出了其中晶体管PT11至PT16、PT21至PT24和PT31至PT34是p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管并且晶体管NT31至NT38是NMOS晶体管的示例，根据示例实施例，可以改变包括在数模转换器1040中的晶体管的类型。
在一些示例实施例中，可以改变包括在数模转换器1040中的晶体管PT11至PT16、PT21至PT24、PT31至PT34和NT31至NT38以及开关S31至S3A的类型和数量。
尽管图5示出了其中一个互补变换器1210b生成第一和第二电流控制信号I_DAC和Q_DAC以及另一个互补变换器1210c生成第三和第四电流控制信号I_DACAUX和Q_DACAUX的示例，但是示例实施例不限于此。例如，第一和第三电流控制信号I_DAC和I_DACAUX可以由一个互补转换器生成，而第二和第四电流控制信号Q_DAC和Q_DACAUX可以由另一个互补转换器生成。包括在根据示例实施例的数模转换器中的互补转换器可以被称为差分转换器。
图6是示出根据示例实施例的可变增益移相器的框图。
参考图6，可变增益移相器2000包括I/Q发生器2020和矢量求和电路2030。可变增益移相器2000还可以包括第一传输线变压器2010、数模转换器2040、选择电路2050和第二个传输线变压器2060。
图6的可变增益移相器2000可以与图1的可变增益移相器1000基本相同，除了改变矢量求和电路2030的配置然后改变选择电路2050之外。图6中的第一传输线变压器2010、I/Q发生器2020、数模转换器2040和第二传输线变压器2060可以与图1中的第一传输线变压器1010、I/Q发生器1020、数模转换器1040和第二传输线变压器1060分别基本相同。
矢量求和电路2030基于第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-、第一、第二、第三和第四选择信号SEL1、SEL2、SEL3和SEL4以及第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX，调节第一、第二、第三和第四同相矢量以及第一、第二、第三和第四正交矢量的幅度和方向，并通过对第一、第二、第三和第四同相矢量和第一、第二、第三和第四正交矢量求和，来生成对应于输出信号OS的第一和第二差分输出信号OS+和OS-。矢量求和电路2030的详细结构将在后面参考图7A和7B进行描述。
第一、第二、第三和第四同相矢量可以是具有同相分量的矢量，并且可以具有相同的方向或相反的方向。第一、第二、第三和第四正交矢量可以是具有正交分量的矢量，并且可以具有相同的方向或相反的方向。矢量求和电路2030可以基于第一、第二、第三和第四选择信号SEL1、SEL2、SEL3和SEL4来确定第一、第二、第三和第四同相矢量以及第一、第二、第三和第四正交矢量的方向，并可以基于第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX来调节与第一、第二、第三和第四同相矢量以及第一、第二、第三和第四正交矢量相对应的第一、第二、第三和第四电流的量。因此，矢量求和电路2030可以一次独立地控制输出信号OS的相位和增益。
选择电路1050可以生成第一、第二、第三和第四选择信号SEL1、SEL2、SEL3和SEL4。
图7A和7B是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的电路图。
参考图6、7A和7B，矢量求和电路2030包括第一矢量求和单元2110a、第二矢量求和单元2110b、第三矢量求和单元2110c、第四矢量求和单元2110d、第一电流控制电路2120、第二电流控制电路2130、第三电流控制电路2140和第四电流控制电路2150。
第一矢量求和单元2110a连接到第一和第二电流控制电路2120和2130，接收第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-、第一和第二电流控制信号I_DAC和Q_DAC以及第一选择信号SEL1，并基于第一选择信号SEL1调节第一同相矢量和第一正交矢量的方向。第二矢量求和单元2110b连接到第一和第二电流控制电路2120和2130，接收第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-、第一和第二电流控制信号I_DAC和Q_DAC和第二选择信号SEL2，并基于第二选择信号SEL2来调节第二同相矢量和第二正交矢量的方向。
第一电流控制电路2120连接到第一和第二矢量求和单元2110a和2110b，并且基于第一电流控制信号I_DAC来调节与第一和第二同相矢量相对应的第一电流iIMAIN的量。第二电流控制电路2130连接到第一和第二矢量求和单元2110a和2110b，并且基于第二电流控制信号Q_DAC来调节与第一和第二正交矢量相对应的第二电流iQMAIN的量。
第一矢量求和单元2110a可以包括四个矢量电路IMAIN1(+)、IMAIN1(-)、QMAIN1(+)和QMAIN1(-)，第二矢量求和单元2110b可以包括四个矢量电路IMAIN2(+)、IMAIN2(-)、QMAIN2(+)和QMAIN2(-)。矢量电路IMAIN1(+)和IMAIN2(+)中的每个可以具有与图2A中的第一矢量电路IMAIN(+)基本相同的配置，矢量电路IMAIN1(-)和IMAIN2(-)中的每个可以具有与图2A中的第二矢量电路IMAIN(-)基本相同的配置，矢量电路QMAIN1(+)和QMAIN2(+)中的每一个可以具有与图2A中的第三矢量电路QMAIN(+)基本相同的配置，矢量电路QMAIN1(-)和QMAIN2(-)中的每个可以具有与图2A中的第四矢量电路QMAIN(-)基本相同的配置。第一和第二矢量求和单元2110a和2110b可以并联连接在第一和第二输出节点NO21和NO22以及节点N41和N42之间。
第一电流控制电路2120可以包括第一电流控制晶体管NT41，其连接在节点N41和接地电压之间并且具有接收第一电流控制信号I_DAC的栅电极。第二电流控制电路2130可以包括第二电流控制晶体管NT42，其连接在节点N42和接地电压之间并且具有接收第二电流控制信号Q_DAC的栅电极。第一和第二矢量求和单元2110a和2110b可以共同连接到节点N41和N42，因此可以共同连接到第一和第二电流控制电路2120和2130。
第三矢量求和单元2110c连接到第三和第四电流控制电路2140和2150，接收第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-、第三和第四电流控制信号I_DACAUX和Q_DACAUX以及第三选择信号SEL3，并基于第三选择信号SEL3来调节第三同相矢量和第三正交矢量的方向。第四矢量求和单元2110d连接到第三和第四电流控制电路2140和2150，接收第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-、第三和第四电流控制信号I_DACAUX和Q_DACAUX和第四选择信号SEL4，并基于第四选择信号SEL4调节第四同相矢量和第四正交矢量的方向。
第三电流控制电路2140连接到第三和第四矢量求和单元2110c和2110d，并且基于第三电流控制信号I_DACAUX来调节与第三和第四同相矢量相对应的第三电流iIAUX的量。第四电流控制电路2150连接到第三和第四矢量求和单元2110c和2110d，并且基于第四电流控制信号Q_DACAUX来调节与第三和第四正交矢量相对应的第四电流iQAUX的量。
第三矢量求和单元2110c可以包括四个矢量电路IAUX1(+)、IAUX1(-)、QAUX1(+)和QAUX1(-)，第四矢量求和单元2110d可以包括四个矢量电路IAUX2(+)、IAUX2(-)、QAUX2(+)和QAUX2(-)。矢量电路IAUX1(+)和IAUX2(+)中的每个可以具有与图2B中的第五矢量电路IAUX(+)基本相同的配置，矢量电路IAUX1(-)和IAUX2(-)中的每一个可以具有与图2B中的第六矢量电路IAUX(-)基本相同的配置，每个矢量电路QAUX1(+)和QAUX2(+)可以具有与图2B中的第七矢量电路QAUX(+)基本相同的配置，矢量电路QAUX1(-)和QAUX2(-)中的每个可以具有与图2B中的第八矢量电路QAUX(-)基本相同的配置。第三和第四矢量求和单元2110c和2110d可以并联连接在第一和第二输出节点NO21和NO22与节点N41和N42之间。
第三电流控制电路2140可以包括第三电流控制晶体管NT43，其连接在节点N43和接地电压之间并且具有接收第三电流控制信号I_DACAUX的栅电极。第四电流控制电路2150可以包括第四电流控制晶体管NT44，其连接在节点N44和接地电压之间并且具有接收第二电流控制信号Q_DACAUX的栅电极。第三和第四矢量求和单元2110c和2110d可以共同连接到节点N43和N44，因此可以共同连接到第三和第四电流控制电路2140和2150。
第一、第二、第三和第四矢量求和单元2110a、2110b、2110c和2110d共同连接到第一和第二输出节点NO21和NO22，并基于第一、第二、第三和第四同相矢量以及第一、第二、第三和第四正交矢量(例如，基于第一、第二、第三和第四电流iIMAIN,iQMAIN,iIAUX和iQAUX)生成第一和第二差分输出信号OS+和OS-。第一和第二输出节点NO21和NO22可以输出第一和第二差分输出信号OS+和OS-，并且可以连接至第二传输线变压器2060。电源电压VDD可以施加至第二传输线变压器2060。
在一些示例实施例中，第一矢量求和单元2110a的大小可以与第三矢量求和单元2110c的大小基本相同(例如，MAIN1＝AUX1)，且第二矢量求和单元2110b的大小可以与第四矢量求和单元2110d的大小基本相同(例如，MAIN2＝AUX2)。矢量求和单元的大小可以由矢量求和单元中包括的晶体管的大小(例如，沟道宽度、沟道长度等)确定。在其他示例实施例中，第一矢量求和单元2110a的大小和第三矢量求和单元2110c的大小之间的第一比率可以与第二矢量求和单元2110b的大小和第四矢量求和单元2110d的大小之间的第二比率基本相同(例如，MAIN1：AUX1＝MAIN2：AUX2)。在该示例中，可以基于第一矢量求和单元2110a和第二矢量求和单元2110b之间的大小比来确定第一同相矢量和第二同相矢量之间的幅度比以及第一正交矢量和第二正交矢量之间的幅度比。类似地，可以基于第三矢量求和单元2110c和第四矢量求和单元2110d之间的大小比来确定第三同相矢量和第四同相矢量之间的幅度比以及第三正交矢量和第四正交矢量之间的幅度比。
当如上所述确定矢量求和单元的大小时，如果由第二矢量求和单元2110b确定的第二同相矢量和第二正交矢量的方向与由第一矢量求和单元2110a确定的第一同相矢量和第一正交矢量的方向相对或相反，则可以看到发生较大的增益变化。例如，当第一矢量求和单元2110a与第二矢量求和单元2110b之间的小大比为大约3：1时，如果矢量如上所述被反转，则与矢量具有相同方向的示例相比，可以将总有效电流减小大约一半，并且可以将增益减小大约6dB。可以为第三矢量求和单元2110c和第四矢量求和单元2110d得出相同的特性。
使用上述特征，可以通过不同地设置共同连接到两个电流控制电路(例如，电流控制电路2120和2130)的两个矢量求和单元(例如，矢量求和单元2110a和2110b)的大小来控制增益调节的最高有效位(MSB)部分，并且可以通过如参考图3A和3B描述的方式调节第一、第二、第三和第四电流iIMAIN、iQMAIN、iIAUX和iQAUX来控制增益调节的最低有效位(LSB)部分，从而有效地增加了增益调节的动态范围和分辨率。
在根据示例实施例的可变增益移相器2000中，所有的第一、第二、第三和第四同相矢量以及所有的第一、第二、第三和第四正交矢量可以用于相位调节和增益调节。例如，可以基于选择信号SEL1、SEL2、SEL3和SEL4以及电流控制信号I_DAC、Q_DAC、I_DACAUX和Q_DACAUX来调节这些矢量的幅度和方向，并且可以通过将这些调节过幅度和方向的矢量求和来生成输出信号OS，从而一次独立地控制输出信号OS的相位和增益。特别地，如在图2A和图2B中的矢量求和电路1030一样，可以基于电流分离方案来实现矢量求和电路2030。另外，可以基于单元分离方案来实现矢量求和电路2030，以使得一个矢量求和单元被划分为共同连接到两个电流控制电路(例如，电流控制电路2120和2130)的两个矢量求和单元(例如，矢量求和单元2110a和2110b)。因此，可变增益移相器2000可以具有相对高的动态范围和高分辨率。
图8是用于描述包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的操作的图。
参考图7A、7B和8，可以根据第一、第二、第三和第四同相矢量VIM1、VIM2、VIA1和VIA2以及第一、第二、第三和第四正交矢量VQM1、VQM2、VQA1和VQA2的方向来调节输出信号OS的增益。在下文中，将基于第一象限中的增益调节来描述示例。
在图8的示例中，假定大小按第一矢量求和单元2110a、第二矢量求和单元2110b、第三矢量求和单元2110c和第四矢量求和单元2110d的顺序减小。换句话说，第一矢量求和单元2110a可以具有最大尺寸，而第四矢量求和单元2110d可以具有最小尺寸。(例如，第一、第二、第三和第四矢量求和单元2110a、2110b、2110c和2110d的大小比约为27：9：3：1)。
当所有第一、第二、第三和第四同相矢量VIM1、VIM2、VIA1和VIA2以及第一、第二、第三和第四正交矢量VQM1、VQM2、VQA1和VQA2具有正向时，如在第一示例GAIN_MAX中所示，输出信号OS可以具有最大增益。
当第一和第二同相矢量VIM1和VIM2以及第一和第二正交矢量VQM1和VQM2具有正向且第三和第四同相矢量VIA1和VIA2以及第三和第四正交矢量VQA1和VQA2具有反向时，如第二示例GAIN_M1所示，输出信号OS的增益可以小于第一示例GAIN_MAX的增益。
当第一和第三同相矢量VIM1和VIA1以及第一和第三正交矢量VQM1和VQA1具有正向且第二和第四同相矢量VIM2和VIA2以及第二和第四正交矢量VQM2具有反向时，如第三示例GAIN_M2所示，输出信号OS的增益可以小于第二示例GAIN_M1的增益。
当第一和第四同相矢量VIM1和VIA2以及第一和第四正交矢量VQM1和VQA2具有正向且第二和第三同相矢量VIM2和VIA1以及第二和第三正交矢量VQM2和VQA1具有反向时，如第四示例GAIN_MIN所示，输出信号OS可以具有最小的增益。
尽管未在图8中示出，可以通过以类似方式调节矢量的方向在第二、第三和第四象限中执行增益调节。
图9是示出根据示例实施例的可变增益移相器的框图。
参考图9，可变增益移相器3000包括同相/正交(I/Q)发生器3020和矢量求和电路3030。可变增益移相器3000还可以包括第一传输线变压器(TLT)3010、数模转换器(DAC)3040和第二传输线变压器3060。
第一传输线变压器3010可基于输入信号IS生成第一和第二差分输入信号IS+和IS-。例如，第一差分输入信号IS+可以具有与输入信号IS基本上相同的相位(例如，输入信号IS和第一差分输入信号IS+之间的相位差可以是大约0度)，并且输入信号IS和第二差分输入信号IS-之间的相位差可以是大约180度。第一传输线变压器3010可以执行平衡到不平衡(BALUN)和阻抗匹配网络的功能。
I/Q发生器3020基于输入信号IS(例如基于与输入信号IS相对应的第一和第二差分输入信号IS+和IS-)生成第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-。例如，第一相位信号I+可以具有与输入信号IS基本相同的相位(例如，输入信号IS和第一相位信号I+之间的相位差可以是大约0度)，输入信号IS和第二相位信号I-可以大约为180度，输入信号IS和第三相位信号Q+之间的相位差可以大约为90度，输入信号IS和第四相位信号Q-之间的相位差可以是大约为270度。I/Q发生器3020的详细配置将在后面参考图17进行描述。
相对于输入信号IS具有大约0度和大约180度的相位差的第一和第二相位信号I+和I-中的每一个都可以被称为具有同相分量的信号或简称为同相信号。相对于输入信号IS具有大约90度和大约270度的相位差的第三和第四相位信号Q+和Q-中的每一个可以被称为具有正交分量的信号或简称为正交信号。
矢量求和电路3030基于第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-以及第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC1、I_DAC2、Q_DAC1和Q_DAC2，调节第一、第二、第三和第四矢量的幅度，并通过对第一、第二、第三和第四矢量求和来生成与输出信号OS相对应的第一和第二差分输出信号OS+和OS-。矢量求和电路3030的详细配置将在后面参考图10进行描述。
如稍后将参考图11A和11B描述的，第一和第二矢量可以是具有同相分量的矢量或同相矢量，并且可以具有相反的方向。第三和第四矢量可以是具有正交分量的矢量或正交矢量，并且可以具有相反的方向。矢量求和电路3030可以基于第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC1、I_DAC2、Q_DAC1和Q_DAC2来调节与第一、第二、第三和第四矢量相对应的第一、第二、第三和第四电流的量。因此，矢量求和电路3030可以一次独立地控制输出信号OS的相位和增益。
数模转换器3040可基于数字控制位CTRL生成第一、第二、第三和第四电流控制信号I_DAC1、I_DAC2、Q_DAC1和Q_DAC2。数模转换器3040的详细配置将在后面参考图12至16进行描述。
第二传输线变压器3060可以基于第一和第二差分输出信号OS+和OS-来生成输出信号OS。例如，第一和第二差分输出信号OS+和OS-之间的相位差可以为大约180度。与第一传输线变压器3010一样，第二传输线变压器3060可以执行平衡到不平衡和阻抗匹配网络的功能。
根据示例实施例的可变增益移相器可以被称为矢量调制器。
图10是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的电路图。
参考图9和图10，矢量求和电路3030包括矢量求和单元3110、第一电流控制电路3120、第二电流控制电路3130、第三电流控制电路3140和第四电流控制电路3150。
第一电流控制电路3120基于第一和第二电流控制信号I_DAC1和I_DAC2中的一个来调节与第一矢量相对应的第一电流iIP的量。第二电流控制电路3130基于第一和第二电流控制信号I_DAC1和I_DAC2中的另一个来调节与第二矢量相对应的第二电流iIM的量。图10示出了其中第一电流控制电路3120响应于第一电流控制信号I_DAC1而操作并且第二电流控制电路3130响应于第二电流控制信号I_DAC2而操作的示例。
第三电流控制电路3140基于第三和第四电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2中的一个来调节与第三矢量相对应的第三电流iQP的量。第四电流控制电路3150基于第三和第四电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2中的另一个来调节与第四矢量相对应的第四电流iQM的量。图10示出了其中第三电流控制电路3140响应于第三电流控制信号Q_DAC1而操作并且第四电流控制电路3150响应于第四电流控制信号Q_DAC2而操作的示例。
第一、第二、第三和第四电流控制电路3120、3130、3140和3150中的每一个可以包括一个晶体管。例如，第一电流控制电路3120可以包括第一电流控制晶体管NT61，其连接在第一节点N51和接地电压(例如，VSS或GND电压)之间，并且具有接收第一和第二电流控制信号I_DAC1和I_DAC2中的一个的栅电极。第二电流控制电路3130可以包括第二电流控制晶体管NT62，其连接在第二节点N52和接地电压之间，并且具有接收第一和第二电流控制信号I_DAC1和I_DAC2中的另一个的栅电极。
类似地，第三电流控制电路3140可以包括第三电流控制晶体管NT63，其连接在第三节点N53和接地电压之间，并且具有接收第三和第四电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2中的一个的栅电极。第四电流控制电路3150可以包括第四电流控制晶体管NT64，其连接在第四节点N54和接地电压之间，并且具有接收第三和第四电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2中的另一个的栅电极。
矢量求和单元3110连接到所有第一、第二、第三和第四电流控制电路3120、3130、3140和3150，接收第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-，并基于第一、第二、第三和第四电流iIP、iIM、iQP和iQM生成第一和第二差分输出信号OS+和OS-。
矢量求和单元3110可以包括第一矢量电路I(+)、第二矢量电路I(-)、第三矢量电路Q(+)和第四矢量电路Q(-)。第一矢量电路I(+)可以连接在第一和第二输出节点NO51和NO52与第一节点N51之间，并且可以接收第一和第二相位信号T+和I-。第二矢量电路I(-)可以连接在第一和第二输出节点NO51和NO52与第二节点N52之间，并且可以接收第一和第二相位信号T+和I-。第三矢量电路Q(+)可以连接在第一和第二输出节点NO51和NO52与第三节点N53之间，并且可以接收第三和第四相位信号Q+和Q-。第四矢量电路Q(-)可以连接在第一和第二输出节点NO51和NO52与第四节点N54之间，并且可以接收第三和第四相位信号Q+和Q-。
第一、第二、第三和第四矢量电路I(+)、I(-)、Q(+)和Q(-)中的每个可以包括两个晶体管。例如，第一矢量电路I(+)可以包括第一晶体管NT51和第二晶体管NT52。第一晶体管NT51可以连接在第一输出节点NO51和第一节点N51之间，并且可以具有接收第一相位信号I+的栅电极。第二晶体管NT52可以连接在第二输出节点NO52和第一节点N51之间，并且可以具有接收第二相位信号I-的栅电极。第二矢量电路I(-)可以包括第三晶体管NT53和第四晶体管NT54。第三晶体管NT53可以连接在第一输出节点NO51和第二节点N52之间，并且可以具有接收第二相位信号I-的栅电极。第四晶体管NT54可以连接在第二输出节点NO52和第二节点N52之间，并且可以具有接收第一相位信号I+的栅电极。
类似地，第三矢量电路Q(+)可以包括第五晶体管NT55和第六晶体管NT56。第五晶体管NT55可以连接在第一输出节点NO51和第三节点N53之间，并且可以具有接收第三相位信号Q+的栅电极。第六晶体管NT56可以连接在第二输出节点NO52和第三节点N53之间，并且可以具有接收第四相位信号Q-的栅电极。第四矢量电路Q(-)可以包括第七晶体管NT57和第八晶体管NT58。第七晶体管NT57可以连接在第一输出节点NO51和第四节点N54之间，并且可以具有接收第四相位信号Q-的栅电极。第八晶体管NT58可以连接在第二输出节点NO52和第四节点N54之间，并且可以具有接收第三相位信号Q+的栅电极。
第一和第二输出节点NO51和NO52可以分别输出第一和第二差分输出信号OS+和OS-，并且可以连接到第二传输线变压器3060。电源电压VDD可以施加到第二传输线变压器3060。
尽管图10示出了其中所有晶体管NT51至NT58和NT61至NT64都是n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的示例，根据示例实施例，可以改变包括在矢量求和电路3030中的晶体管的类型和数量。
在常规移相器中，仅选择具有同相分量和不同方向的两个矢量中的一个，仅选择具有正交分量和不同方向的两个矢量中的一个，并且将所选择的矢量相加以生成输出信号。常规移相器对于相位调节(或控制)是有效的，但是在增益调节(或控制)方面存在困难。
在根据示例实施例的可变增益移相器3000中，具有同相分量的第一和第二矢量以及具有正交分量的第一和第二矢量都可以用于相位调节和增益调节。例如，可以基于电流控制信号I_DAC1、I_DAC2、Q_DAC1和Q_DAC2来调节这些矢量的幅度，并且可以通过将幅度被调节的这些矢量相加来生成输出信号OS，从而使用一个模块一次独立地控制输出信号OS的相位和增益。特别地，矢量求和电路3030可以由一个矢量求和单元3110和连接到其上的四个电流控制电路3120、3130、3140和3150来实现，并且可以省略用于选择矢量(例如，用于确定矢量的方向)的选择电路。因此，可以减小可变增益移相器3000的尺寸和制造成本。
图11A和11B是用于描述包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的矢量求和电路的操作的图。
参考图10和11A，第一矢量电路I(+)和第一电流控制电路3120可以提供与第一矢量和第一电流iIP相对应的第一路径。第二矢量电路I(-)和第二电流控制电路3130可以提供与第二矢量和第二电流iIM相对应的第二路径。第一矢量可以具有同相分量和第一方向(例如，正向)，第二矢量可以具有同相分量和与第一方向相反的第二方向(例如，反向)。第三矢量电路Q(+)和第三电流控制电路3140可以提供与第三矢量和第三电流iQP相对应的第三路径。第四矢量电路Q(-)和第四电流控制电路3150可以提供与第四矢量和第四电流iQM相对应的第四路径。第三矢量可以具有正交分量和第三方向(例如，正向)，并且第四矢量可以具有正交分量和与第三方向相反的第四方向(例如，反向)。
如上所述，与常规移相器不同，根据示例实施例，在可变增益移相器中可以同时使用所有四个路径，并且还可以使用具有反向的矢量的幅度来调节增益。另外，流过矢量求和电路3030的电流总量可以保持恒定，以将输出阻抗保持为相同值，并且流过每条路径的电流量可以以适当的比例分配或划分，从而独立地控制输出信号OS的相位和增益。
例如，如图11A所示，第一、第二、第三和第四电流iIP、iIM、iQP和iQM可满足以下等式5、等式6、等式7、等式8、等式9、等式10和等式11。
【等式5】
iIP+iIM＝iITOTAL
【等式6】
iQP+iQM＝iQTOTAL
【等式7】
iIP:iIM＝α:(1-α) (0≤α≤1)
【等式8】
IQP:iQM＝β:(1-β) (0≤β≤1)
【等式9】
α＝βor(1-β)
【等式10】
iITOTAL:iQTOTAL＝γ:(1-γ) (0≤γ≤1)
【等式11】
iITOTAL+iQTOTAL＝iTOTAL
如上所述，由于根据示例实施例，在可变增益移相器中同时使用所有四个路径，因此正向分量(例如，第一电流iIP生成的第一矢量和第三电流iQP生成的第三矢量)和反向分量(例如，由第二电流iIM生成的第二矢量和由第四电流iQM生成的第四矢量)对于同相分量和正交分量中的每一个可以共存。这些反向分量可以用于通过衰减信号的幅度来控制功率增益的幅度。
根据金属氧化物半导体(MOS)晶体管的基本等式，对于输入到栅电极的小信号vIN，可以满足iOUT＝gm*vIN，并且gm可以与直流电(DC)的平方根成比例)(例如gm∝(ID)1/2)。因此，图11B中所示的第一矢量VI+、第二矢量VI-、第三矢量VQ+和第四矢量VQ-的幅度可以满足以下等式12和等式13。
【等式12】
VI+:VI-＝(α)1/2:(1-α)1/2
【等式13】
VQ+:VQ-＝(β)1/2:(1-β)1/2
当作为电流总量的iTOTAL恒定时，最终生成并具有同相分量的矢量的幅度可以与第一矢量VI+和第二矢量VI-之间的幅度差基本相同，并且最终生成并具有正交分量的矢量的幅度可以与第三矢量VQ+和第四矢量VQ-之间的幅度差基本相同。因此，与最终生成的输出信号OS相对应的输出矢量OV的幅度R和相位θ可以满足以下等式14和等式15。
【等式12】
Figure GDA0002428971630000301
【等式13】
θ＝tan-1((1-γ)/γ)1/2
从等式14可以看出，输出信号OS的幅度仅与α或β有关，而与γ不相关。从等式15可以看出，输出信号OS的相位仅与γ有关，与α或β无关。
换句话说，由于α(或β)和γ是自变量，如果与(iIP:iIM)的比率或(IQP:iQM)的比率有关的α或β固定，则在固定输出信号OS幅度的同时，通过调节与(iITOTAL:iQTOTAL)之比有关的γ，可以仅控制输出信号OS的相位。另外，如果与(iITOTAL:iQTOTAL)之比有关的γ固定，则在固定输出信号OS的相位的同时，通过调节与(iIP:iIM)的比率或(IQP:iQM)的比率有关的α或β，可以仅控制输出信号OS的幅度。由于I和Q信号以相同的比率衰减，因此在维持输出信号OS的相位的同时，仅输出信号OS的幅度可以衰减。
然而，如上所述，流经矢量求和电路3030的总电流iTOTAL可以始终保持恒定，而与输出信号OS的相位或增益无关。因此，输出阻抗可以是固定的，与下一级匹配的阻抗可以不改变，由于增益改变而导致的相位改变或由于相位改变而导致的增益改变可能不会发生，因此增益和相位可以彼此独立地进行调节。
在一些示例实施例中，如图11B所示，与输出信号OS相对应的输出矢量OV的相位范围可以由α和β确定。例如，当α＝β、α＞0.5并且β＞0.5时，输出矢量OV可以位于第一象限中。当α＝(1-β)、α<0.5和β>0.5时，输出矢量OV可以位于第二象限中。当α＝β、α＜0.5并且β＜0.5时，输出矢量OV可以位于第三象限中。当α＝β、α＞0.5并且β＜0.5时，输出矢量OV可以位于第四象限中。
图12、13、14、15和16是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的数模转换器的示例的图。
参考图12，数模转换器3040a可以包括第一转换器3210a、第二转换器3210b、第三转换器3210c和第四转换器3210d。
第一转换器3210a可基于第一数字控制位CTRLNM1生成第一电流控制信号I_DAC1。第二转换器3210b可以基于第二数字控制位CTRLNM2生成第二电流控制信号I_DAC2。第三转换器3210c可以基于第三数字控制位CTRLNM3来生成第三电流控制信号Q_DAC1。第四转换器3210d可以基于第四数字控制位CTRLNM4来生成第四电流控制信号Q_DAC2。尽管未详细示出，但是第一、第二、第三和第四转换器3210a、3210b、3210c和3210d可以具有相同的配置，并且可以分别和/或彼此独立地操作。
在一些示例实施例中，第一、第二、第三和第四数字控制位CTRLNM1、CTRLNM2、CTRLNM3和CTRLNM4中的每一个可以具有N*M位，其中N和M中的每一个都是大于或等于二的自然数。图12的数模转换器3040a可以基于第一、第二、第三和第四数字控制位CTRLNM1、CTRLNM2、CTRLNM3和CTRLNM4执行M位的增益调节和N位的相位调节。
参考图13和图14，数模转换器3040b可以包括第一互补转换器3230a、第二互补转换器3230b和第三互补转换器3230c。
第一互补转换器3230a可基于第一数字控制位CTRLN生成第一和第二中间控制信号I_DAC和Q_DAC。第二互补转换器3230b可以基于第二数字控制位CTRLM和第一中间控制信号I_DAC来生成第一和第二电流控制信号I_DAC1和I_DAC2。第三互补转换器3230c可以基于第二数字控制位CTRLM(或第二数字控制位CTRLM的反相位/CTRLM)和第二中间控制信号Q_DAC生成第三和第四电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2。如图14所示，第一、第二和第三互补转换器3230a、3230b和3230c可以具有彼此相似的配置，并且可以彼此结合地操作。
在一些示例实施例中，第一数字控制位CTRLN可以具有N位，并且第二数字控制位CTRLM可以具有M位。图13的数模转换器3040b可以基于第一和第二数字控制位CTRLN和CTRLM执行M位的增益调节和N位的相位调节，因此可以减小尺寸和功耗，同时具有比图12的数模转换器3040a更简单的结构。
第一互补转换器3230a可以包括多个第一晶体管PT51、PT52、PT53、PT54、PT55和PT56、多个第一开关S51、S52、S53和S54、第一电流镜像晶体管NT71和第二电流镜像象晶体管NT72。第一互补转换器3230a可以进一步包括参考电流源IREF。
多个第一晶体管PT51至PT56可以具有彼此连接在一起的栅电极，并且可以具有连接至节点N60的第一电极。可以将电源电压施加到节点N60。参考电流源IREF可以连接在节点N60与多个第一晶体管PT51至PT56的栅电极之间。
多个第一开关S51至S54可基于第一数字控制位CTRLN将多个第一晶体管PT51至PT56与第一节点N61和第二节点N62中的一个电连接。例如，第一开关S51可以基于第一数字控制位CTRLN中的一个将第一晶体管PT52与第一节点N61和第二节点N62中的一个电连接。
尽管未详细示出，但是多个第一开关S51至S54中的每个可以接收第一数字控制位CTRLN中的相应一位，并且可以响应于第一数字控制位CTRLN中的相应一位而导通和/或断开。
尽管图14示出了晶体管PT51始终连接到第二节点N62，晶体管PT56始终连接到第一节点N61，并且多个第一开关S51至S54的数量小于多个第一晶体管PT51至PT56的数量的示例，但是示例实施例不限于此。例如，与第二互补转换器3230b一样，多个第一开关的数量可以等于多个第一晶体管的数量。
第一电流镜像晶体管NT71可以连接在第一节点N61和接地电压之间，并且可以具有连接到第一节点N61的栅电极，以提供第一中间控制信号I_DAC。第二电流镜像晶体管NT72可以连接在第二节点N62和接地电压之间，并且可以具有连接到第二节点N62的栅电极，以提供第二中间控制信号Q_DAC。
第一互补转换器3230a可以基于第一数字控制位CTRLN对于第一开关S51至S54的控制，通过调节流过第一和第二电流镜像晶体管NT71和NT72的电流量来生成第一和第二中间控制信号I_DAC和Q_DAC。流过第一电流镜像晶体管NT71的电流和流过第二电流镜像晶体管NT72的电流之和(例如，流过第一和第二电流镜像晶体管NT71和NT72的电流总量)可以保持恒定，因此，第一中间控制信号I_DAC和第二中间控制信号Q_DAC的总和可以保持恒定。
第二互补转换器3230b可以包括多个第二晶体管PT61、PT62和PT63、多个第二开关S61、S62和S63、第三电流镜像晶体管NT73和第四电流镜像晶体管NT74。
多个第二晶体管PT61至PT63可以具有彼此连接在一起的栅电极，并且可以具有连接至节点N60的第一电极。
多个第二开关S61至S63可基于第二数字控制位CTRLM将多个第二晶体管PT61至PT63与第三节点N63和第四节点N64中的一个电连接。
尽管图14示出了其中多个第二开关S61至S61的数量等于多个第二晶体管PT61至PT63的数量的示例，但是示例实施例不限于此。例如，与第一互补转换器3230a一样，多个第二开关的数量可以小于多个第二晶体管的数量。
第三电流镜像晶体管NT73可以连接在第三节点N63与接地电压之间，并且可以具有连接至第三节点N63的栅电极，以提供第一电流控制信号I_DAC1。第四电流镜像晶体管NT74可以连接在第四节点N64和接地电压之间，并且可以具有连接到第四节点N64的栅电极，以提供第二电流控制信号I_DAC2。
第三互补转换器3230c可以具有与第二互补转换器3230b基本相同的配置。第三互补转换器3230c可以包括多个第三晶体管PT71、PT72和PT73、多个第三开关S71、S72和S73、第五电流镜像晶体管NT75和第六电流镜像晶体管NT76。
多个第三晶体管PT71至PT73可以具有彼此连接在一起的栅电极，并且可以具有连接至节点N60的第一电极。
多个第三开关S71至S73可基于第二数字控制位CTRLM或第二数字控制位CTRLM的反相位/CTRLM将多个第三晶体管PT71至PT73与第五节点N65和第六节点N66中的一个电连接。
第五电流镜像晶体管NT75可以连接在第五节点N65和接地电压之间，并且可以具有连接到第五节点N65的栅电极，以提供第三电流控制信号Q_DAC1。第六电流镜像晶体管NT76可以连接在第六节点N66和接地电压之间，并且可以具有连接到第六节点N66的栅电极，以提供第四电流控制信号Q_DAC2。
第二和第三互补转换器3230b和3230c可基于第二数字控制位CTRLM对于开关S61至S63和S71至S73的控制，通过调节流过电流镜像晶体管NT73至NT76的电流量来生成电流控制信号I_DAC1、I_DAC2、Q_DAC1和Q_DAC2。流过电流镜像晶体管NT73和NT74的电流的总和可以保持恒定，因此电流控制信号I_DAC1和I_DAC2的总和可以保持恒定。流过电流镜像晶体管NT75和NT76的电流的总和可以保持恒定，因此电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2的总和可以保持恒定。
数模转换器3040b还可包括将第一互补转换器3230a与第二互补转换器3230b连接的第一连接电路，以及将第一互补转换器3230a与第三互补转换器3230c连接的第二连接电路。第一连接电路可以包括串联连接在节点N60和接地电压之间的晶体管PT64和NT77。晶体管PT64的栅电极可以连接至第二晶体管PT61至PT63的栅电极和晶体管PT64的第二电极，并且晶体管NT77的栅电极可以连接至第一电流镜像晶体管NT71的栅电极以接收第一中间控制信号I_DAC。第二连接电路可以包括串联连接在节点N60和接地电压之间的晶体管PT74和NT78。晶体管PT74的栅电极可以连接至第三晶体管PT71至PT73的栅电极和晶体管PT74的第二电极，晶体管NT78的栅电极可以连接至第二电流镜像晶体管NT72的栅电极以接收第二中间控制信号Q_DAC。
尽管图14示出了其中晶体管PT51至PT56、PT61至PT64以及PT71至PT74是p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管并且晶体管NT71至NT78是NMOS晶体管的示例，根据示例实施例，可以改变包括在数模转换器3040b中的晶体管的类型。
在一些示例实施例中，可以改变数模转换器中包括的晶体管PT51至PT56、PT61至PT64、PT71至PT74和NT71至NT78以及开关S51至S54、S61至S63以及S71至S73的类型和数量。
参考图15，数模转换器3040c可以包括第一互补转换器3230a、第二互补转换器3230b和第三互补转换器3230c。数模转换器3040c可以进一步包括第一双刀双掷(DPDT)开关3250a。
图15的数模转换器3040c可以与图13和图14中的数模转换器3040b基本相同，除了数模转换器3040c还包括第一DPDT开关3250a之外。图15中的第一和第二互补转换器3230a和3230b包括第一和第二互补转换器3230a和3230b。图15中的第一和第二互补转换器3230a和3230b可以分别与图13和图14中的第一和第二互补转换器3230a和3230b基本相同。图15中的第三互补转换器3230c可以与图13和图14中的第三互补转换器3230c基本相同，除了图15中的第三互补转换器3230c仅基于第二数字控制位CTRLM进行操作之外。
第一DPDT开关3250a可以连接到第二互补转换器3230b的输出端子。于第一选择信号SEL1，第一DPDT开关3250a可以基将第一和第二电流控制信号I_DAC1和I_DAC2中的一个提供给第一电流控制电路3120，并且可以将第一和第二电流控制信号I_DAC1和I_DAC2中的另一个提供给第二电流控制电路3130。
图15的数模转换器3040c可以使用第一DPDT开关3250a将作为I信号的正向分量的第一电流iIP的幅度和作为I信号的反向分量的第二电流iIM的幅度彼此交换，而不生成第二数字控制位CTRLM的反相位/CTRLM。
参考图16，数模转换器3040d可以包括第一互补转换器3230a、第二互补转换器3230b和第三互补转换器3230c。数模转换器3040c可以进一步包括第一DPDT开关3250a和第二DPDT开关3250b。
图16的数模转换器3040d可以与图15的数模转换器3040c基本相同，除了数模转换器3040d还包括第二DPDT开关3250b。
第二DPDT开关3250b可以连接到第三互补转换器3230c的输出端子。基于第二选择信号SEL2，第二DPDT开关3250b可以将第三和第四电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2中的一个提供给第三电流控制电路，并且可以将第三和第四电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2中的另一个提供给第四电流控制电路。
图16的数模转换器3040d可以使用第一DPDT开关3250a将作为I信号的正向分量的第一电流iIP的幅度和作为I信号的反向分量的第二电流iIM的幅度彼此交换，或者可以使用第二DPDT开关3250b将作为Q信号的正向分量的第三电流iQP的幅度和作为Q信号的反向分量的第四电流iQM的幅度彼此交换，而不生成第二数字控制位CTRLM的反相位/CTRLM。
换句话说，使用互补转换器和/或至少一个DPDT开关，I信号的正向分量和反向分量可以彼此交换或互换，Q信号的正向分量和反向分量可以彼此交换或互换，或I信号的正向分量和反向分量以及Q信号的正向分量和反向分量均可以彼此交换或互换。因此，可以有效地执行大约180度的相移和大约90度的相移，并且可以有效地表示图11B所示的第一至第四象限。另外，由于DPDT开关未布置在矢量求和电路3030的DC路径中，所以根据示例实施例的可变增益移相器可以有效地应用于使用相对低的工作电压的系统。
尽管在图15和图16中未示出，根据示例实施例的数模转换器可以仅包括第一互补转换器3230a、第二互补转换器3230b、第三互补转换器3230c和第二DPDT开关3250b。
尽管图13、14、15和16示出了其中一个互补转换器3230b生成第一和第二电流控制信号I_DAC1和I_DAC2且另一个互补转换器3230c生成第三和第四电流控制信号Q_DAC1和Q_DAC2的示例，但是示例实施例并未限于此。例如，第一和第三电流控制信号I_DAC1和Q_DAC1可以由一个互补转换器生成，而第二和第四电流控制信号I_DAC2和Q_DAC2可以由另一个互补转换器生成。包括在根据示例实施例的数模转换器中的互补转换器可以被称为差分转换器。
图17是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的I/Q发生器的电路图。
参考图17，I/Q发生器3020可以包括电阻-电容器(RC)梯3310和多相滤波器3320。
RC梯3310可基于第一和第二差分输入信号IS+和IS-生成第一、第二、第三和第四中间相位信号MI+、MI-、MQ+和MQ-。
RC梯3310可以包括第一电容器C51、第二电容器C52、第三电容器C53、第四电容器C54、第一电阻器R51、第二电阻器R52、第三电阻器R53和第四电阻器R54。第一电容器C51可以连接在接收第一差分输入信号IS+的第一输入节点N71和输出第一中间相位信号MI+的第一中间节点N73之间。第二电容器C52可以连接在接收第二差分输入信号IS-的第二输入节点N72和输出第二中间相位信号MI-的第二中间节点N74之间。第一电阻器R51可以连接在第一输入节点N71和输出第三中间相位信号MQ+的第三中间节点N75之间。第二电阻器R52可以连接在第二输入节点N72和输出第四中间相位信号MQ-的第四中间节点N76之间。第三和第四电阻器R53和R54可以串联连接在第一中间节点N73和第二中间节点N74之间。第三和第四电容器C53和C54可以串联连接在第三中间节点N75和第四中间节点N76之间。
多相滤波器3320可以基于第一、第二、第三和第四中间相位信号MI+、MI-、MQ+和MQ-生成第一、第二、第三和第四相位信号I+、I-、Q+和Q-。多相滤波器3320可以包括第五电容器C55、第六电容器C56、第七电容器C57、第八电容器C58、第五电阻器R55、第六电阻器R56、第七电阻器R57和第八电阻器R58。第五电容器C55可以连接在第一中间节点N73和输出第一相位信号I+的第一输出节点N77之间。第六电容器C56可以连接在第二中间节点N74和输出第二相位信号I-的第二输出节点N78之间。第七电容器C57可以连接在第三中间节点N75和输出第三相位信号Q+的第三输出节点N79之间。第八电容器C58可以连接在第四中间节点N76和输出第四相位信号Q-的第四输出节点N80之间。第五电阻器R55可以连接在第一输出节点N77和第三中间节点N75之间。第六电阻器R56可以连接在第二输出节点N78和第四中间节点N76之间。第七电阻器R57可以连接在第三输出节点N79和第二中间节点N74之间。第八电阻器R58可以连接在第四输出节点N80和第一中间节点N73之间。
图18A和18B是示出包括在根据示例实施例的可变增益移相器中的I/Q发生器的特性的图。
参考图17、18A和18B，在I/Q发生器3020中，I信号和Q信号之间的相位差在所有频带中可以总是保持在大约90度，从而减小了相位误差。另外，在I/Q发生器3020中，I信号和Q信号的振幅在大约5至6GHz的频带中可以几乎恒定(例如，大约0.03dB的误差)，从而减小振幅误差。
如果I/Q发生器仅包括RC梯，则不存在相位误差，但是，距中心频率越远，幅度误差就越大。如果I/Q发生器仅包含多相滤波器，则不会出现幅度误差，但是，距中心频率越远，相位误差就越大。
在根据示例实施例的I/Q发生器3020中，RC梯电路3310和多相滤波器3320可以串联连接，因此可以显着减小相位误差和幅度误差。
上述实施例可以应用于包括可变增益移相器的各种通信设备和系统，以及包括各种通信设备和系统的各种电子设备和系统。例如，示例实施例可以应用于诸如移动电话、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字照相机、便携式游戏机、导航设备、可穿戴设备、物联网(IoT)设备、万物互联(IoE)设备、电子书阅读器、虚拟现实(VR)设备、增强现实(AR)设备、机器人设备等之类的设备或系统。
前述内容是示例实施例的说明，并且不应解释为对其的限制。尽管已经描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在不实质性脱离本发明构思的新颖教导和优点的情况下，可以对示例实施例做出许多修改。相应地，所有这样的修改旨在被包括在如权利要求所限定的本发明构思的范围内。因此，应当理解，前述内容是各种示例实施例的说明，并且不应解释为限于所公开的特定示例实施例，并且对所公开的示例实施例以及其他示例实施例的修改旨在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种可变增益移相器，包括：
同相/正交(I/Q)发生器，其配置为基于输入信号生成第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号和第四相位信号；和
矢量求和电路，其配置为基于所述第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号和第四相位信号、第一选择信号、第二选择信号、第三选择信号和第四选择信号以及第一电流控制信号、第二电流控制信号、第三电流控制信号和第四电流控制信号来调节第一同相矢量、第二同相矢量、第三同相矢量和第四同相矢量以及第一正交矢量、第二正交矢量、第三正交矢量和第四正交矢量的幅度和方向，并通过将所述第一同相矢量、第二同相矢量、第三同相矢量和第四同相矢量和所述第一正交矢量、第二正交矢量、第三正交矢量和第四正交矢量求和来生成与输出信号相对应的第一差分输出信号和第二差分输出信号，且
其中所述矢量求和电路包括：
第一矢量求和单元和第二矢量求和单元，其配置为基于所述第一选择信号和第二选择信号来调节所述第一同相矢量和第二同相矢量以及所述第一正交矢量和第二正交矢量的方向；
第三矢量求和单元和第四矢量求和单元，其配置为基于所述第三选择信号和第四选择信号来调节所述第三同相矢量和第四同相矢量以及所述第三正交矢量和第四正交矢量的方向；
第一电流控制电路和第二电流控制电路，其连接到所述第一矢量求和单元和第二矢量求和单元，并且配置为基于所述第一电流控制信号和第二电流控制信号调节与所述第一同相矢量和第二同相矢量相对应的第一电流的量以及与所述第一正交矢量和第二正交矢量相对应的第二电流的量；和
第三电流控制电路和第四电流控制电路，其连接到所述第三矢量求和单元和第四矢量求和单元，并配置为基于所述第三电流控制信号和第四电流控制信号调节与所述第三同相矢量和第四同相矢量相对应的第三电流的量以及与所述第三正交矢量和第四正交矢量相对应的第四电流的量。
2.如权利要求1所述的可变增益移相器，其中：
所述第一同相矢量和所述第二同相矢量之间的幅度比以及所述第一正交矢量和所述第二正交矢量之间的幅度比是基于所述第一矢量求和单元和所述第二矢量求和单元之间的大小比来确定的，且
所述第三同相矢量和所述第四同相矢量之间的幅度比以及所述第三正交矢量和所述第四正交矢量之间的幅度比是基于所述第三矢量求和单元与所述第四矢量求和单元之间的大小比来确定的。
3.如权利要求1所述的可变增益移相器，其中所述第一矢量求和单元包括：
第一矢量电路，其连接在第一输出节点和第二输出节点与第一节点之间，并且配置为基于所述第一选择信号被选择性地启用并且接收所述第一相位信号和第二相位信号，所述第一输出节点和第二输出节点分别输出所述第一差分输出信号和第二差分输出信号；
第二矢量电路，其连接在所述第一输出节点和第二输出节点与所述第一节点之间，并且配置为基于所述第一选择信号被选择性地启用并且接收所述第一相位信号和第二相位信号；
第三矢量电路，其连接在所述第一输出节点和第二输出节点与第二节点之间，并且配置为基于所述第一选择信号被选择性地启用并且接收所述第三相位信号和第四相位信号，以及
第四矢量电路，其连接在所述第一输出节点和第二输出节点与所述第二节点之间，并且配置为基于所述第一选择信号被选择性地启用并且接收所述第三相位信号和第四相位信号。
4.如权利要求3所述的可变增益移相器，其中：
所述第一电流控制电路包括第一电流控制晶体管，所述第一电流控制晶体管连接在所述第一节点和接地电压之间并且具有接收所述第一电流控制信号的栅电极；且
所述第二电流控制电路包括第二电流控制晶体管，所述第二电流控制晶体管连接在所述第二节点和接地电压之间并且具有接收所述第二电流控制信号的栅电极。
5.如权利要求3所述的可变增益移相器，其中所述第一矢量电路包括：
第一晶体管，其连接在所述第一输出节点和第三节点之间，并且具有接收所述第一相位信号的栅电极；
第二晶体管，其连接在所述第二输出节点和所述第三节点之间，并且具有接收所述第二相位信号的栅电极；
第三晶体管，其连接在所述第三节点和所述第一节点之间；和
第一开关，其基于所述第一选择信号将所述第一电流控制信号选择性地提供给所述第三晶体管的栅电极。
6.如权利要求1所述的可变增益移相器，进一步包括：
数模转换器，其配置为生成所述第一电流控制信号、第二电流控制信号、第三电流控制信号和第四电流控制信号；且
其中所述数模转换器包括：
第一互补转换器，其配置成基于第一数字控制位来生成第一中间控制信号和第二中间控制信号；
第二互补转换器，其配置成基于第二数字控制位和所述第一中间控制信号来生成所述第一电流控制信号和第二电流控制信号；
第三互补转换器，其配置成基于所述第二数字控制位和所述第二中间控制信号来生成所述第三电流控制信号和第四电流控制信号。
7.如权利要求6所述的可变增益移相器，其中所述第一互补转换器包括：
多个第一晶体管，所述多个第一晶体管的栅电极彼此连接在一起；
多个第一开关，其配置为基于所述第一数字控制位将所述多个第一晶体管与第一节点和第二节点中的一个电连接；
第一电流镜像晶体管，其连接在所述第一节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第一节点的栅电极以提供所述第一中间控制信号；和
第二电流镜像晶体管，其连接在所述第二节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第二节点的栅电极以提供所述第二中间控制信号。
8.如权利要求7所述的可变增益移相器，其中所述第二互补转换器包括：
多个第二晶体管，其栅电极彼此连接在一起；
多个第二开关，其配置为基于所述第二数字控制位将所述多个第二晶体管与第三节点和第四节点中的一个电连接；
第三电流镜像晶体管，其连接在所述第三节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第三节点的栅电极以提供所述第一电流控制信号；和
第四电流镜像晶体管，其连接在所述第四节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第四节点的栅电极以提供所述第二电流控制信号。
9.如权利要求8所述的可变增益移相器，其中所述第三互补转换器包括：
多个第三晶体管，其栅电极彼此连接在一起；
多个第三开关，其配置为基于所述第二数字控制位将所述多个第三晶体管与第五节点和第六节点中的一个电连接；
第五电流镜像晶体管，其连接在所述第五节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第五节点的栅电极以提供所述第三电流控制信号；和
第六电流镜像晶体管，其连接在所述第六节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第六节点的栅电极以提供所述第四电流控制信号。
10.一种可变增益移相器，包括：
同相/正交(I/Q)发生器，其配置为基于输入信号生成第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号和第四相位信号；
矢量求和电路，其配置为基于所述第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号和第四相位信号、第一选择信号和第二选择信号以及第一电流控制信号、第二电流控制信号、第三电流控制信号和第四电流控制信号来调节第一同相矢量和第二同相矢量以及第一正交矢量和第二正交矢量的幅度和方向，并且通过对所述第一同相矢量和第二同相矢量以及所述第一正交矢量和第二正交矢量求和来生成对应于输出信号的第一差分输出信号和第二差分输出信号；和
数模转换器，其配置为生成所述第一电流控制信号、第二电流控制信号、第三电流控制信号和第四电流控制信号，
其中所述矢量求和电路包括：
第一矢量求和单元，其配置为基于所述第一选择信号来调节所述第一同相矢量和所述第一正交矢量的方向；
第二矢量求和单元，其配置为基于所述第二选择信号来调节所述第二同相矢量和所述第二正交矢量的方向；
第一电流控制电路和第二电流控制电路，其连接到所述第一矢量求和单元，并配置为基于所述第一电流控制信号和第二电流控制信号调节对应于所述第一同相矢量的第一电流的量和对应于所述第一正交矢量的第二电流的量；和
第三电流控制电路和第四电流控制电路，其连接到所述第二矢量求和单元，并配置为基于所述第三电流控制信号和第四电流控制信号调节对应于所述第二同相矢量的第三电流的量和对应于所述第二正交矢量的第四电流的量；且
其中所述数模转换器包括：
第一互补转换器，其配置为基于第一数字控制位生成第一中间控制信号和第二中间控制信号；
第二互补转换器，其配置为基于第二数字控制位和所述第一中间控制信号生成所述第一电流控制信号和第二电流控制信号；和
第三互补转换器，其配置为基于所述第二数字控制位和所述第二中间控制信号生成所述第三电流控制信号和第四电流控制信号。
11.如权利要求10所述的可变增益移相器，其中所述第一互补转换器包括：
多个第一晶体管，其栅电极彼此连接在一起；
多个第一开关，其配置为基于所述第一数字控制位将所述多个第一晶体管与第一节点和第二节点中的一个电连接；
第一电流镜像晶体管，其连接在所述第一节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第一节点的栅电极以提供所述第一中间控制信号；和
第二电流镜像晶体管，其连接在所述第二节点和接地电压之间，并且具有连接至所述第二节点的栅电极，以提供所述第二中间控制信号。
12.如权利要求11所述的可变增益移相器，其中所述第二互补转换器包括：
多个第二晶体管，其栅电极彼此连接在一起；
多个第二开关，其配置为基于所述第二数字控制位将所述多个第二晶体管与第三节点和第四节点中的一个电连接；
第三电流镜像晶体管，其连接在所述第三节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第三节点的栅电极以提供所述第一电流控制信号；和
第四电流镜像晶体管，其连接在所述第四节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第四节点的栅电极以提供所述第二电流控制信号。
13.如权利要求12所述的可变增益移相器，其中所述第三互补转换器包括：
多个第三晶体管，其栅电极彼此连接在一起；
多个第三开关，其配置为基于所述第二数字控制位将所述多个第三晶体管与第五节点和第六节点中的一个电连接；
第五电流镜像晶体管，其连接在所述第五节点和接地电压之间，并且具有连接至所述第五节点的栅电极以提供所述第三电流控制信号；和
第六电流镜像晶体管，其连接在所述第六节点和接地电压之间，并且具有连接到所述第六节点的栅电极以提供所述第四电流控制信号。
14.一种可变增益移相器，包括：
同相/正交(I/Q)发生器，其配置为基于输入信号生成第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号和第四相位信号；和
矢量求和电路，其配置为基于所述第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号和第四相位信号以及第一电流控制信号、第二电流控制信号、第三电流控制信号和第四电流控制信号来调节第一矢量、第二矢量、第三矢量和第四矢量的幅度，并通过将所述第一矢量、第二矢量、第三矢量和第四矢量求和来生成与输出信号相对应的第一差分输出信号和第二差分输出信号，其中第一和第二矢量具有同相分量和相反的方向，第三和第四矢量具有正交分量和相反的方向，且
其中矢量求和电路包括：
第一电流控制电路，其配置为基于所述第一电流控制信号和第二电流控制信号中的一个来调节与所述第一矢量相对应的第一电流的量；
第二电流控制电路，其配置为基于所述第一电流控制信号和第二电流控制信号中的另一个来调节与所述第二矢量相对应的第二电流的量；
第三电流控制电路，其配置为基于所述第三电流控制信号和第四电流控制信号中的一个来调节与所述第三矢量相对应的第三电流的量；
第四电流控制电路，其配置为基于所述第三电流控制信号和第四电流控制信号中的另一个来调节与所述第四矢量相对应的第四电流的量；和
矢量求和单元，其连接到所有所述第一电流控制电路、第二电流控制电路、第三电流控制电路和第四电流控制电路，并配置为基于所述第一电流、第二电流、第三电流和第四电流接收所述第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号和第四相位信号并生成所述第一差分输出信号和第二差分输出信号。
15.如权利要求14所述的可变增益移相器，其中所述矢量求和单元包括：
第一矢量电路，其连接在第一输出节点和第二输出节点与第一节点之间，并配置为接收所述第一相位信号和第二相位信号，所述第一输出节点和第二输出节点分别输出所述第一差分输出信号和第二差分输出信号；
第二矢量电路，其连接在所述第一输出节点和第二输出节点与第二节点之间，并配置为接收所述第一相位信号和第二相位信号；
第三矢量电路，其连接在所述第一输出节点和第二输出节点与第三节点之间，并配置为接收所述第三相位信号和第四相位信号；和
第四矢量电路，其连接在所述第一输出节点和第二输出节点与第四节点之间，并配置为接收所述第三相位信号和第四相位信号。
16.如权利要求15所述的可变增益移相器，其中：
所述第一电流控制电路包括第一电流控制晶体管，所述第一电流控制晶体管连接在所述第一节点和接地电压之间，并且具有接收所述第一电流控制信号和第二电流控制信号中的一个的栅电极，
所述第二电流控制电路包括第二电流控制晶体管，所述第二电流控制晶体管连接在所述第二节点和接地电压之间，并且具有接收所述第一电流控制信号和第二电流控制信号中的另一个的栅电极，
所述第三电流控制电路包括第三电流控制晶体管，所述第三电流控制晶体管连接在所述第三节点和接地电压之间，并且具有接收所述第三电流控制信号和第四电流控制信号中的一个的栅电极，且
所述第四电流控制电路包括第四电流控制晶体管，所述第四电流控制晶体管连接在所述第四节点和接地电压之间，并且具有接收所述第三电流控制信号和第四电流控制信号中的另一个的栅电极。
17.如权利要求15所述的可变增益移相器，其中所述第一矢量电路包括：
第一晶体管，其连接在所述第一输出节点和所述第一节点之间，并且具有接收所述第一相位信号的栅电极；和
第二晶体管，其连接在所述第二输出节点和所述第一节点之间，并且具有接收所述第二相位信号的栅电极。
18.如权利要求14所述的可变增益移相器，还包括：
数模转换器，其配置为生成第一电流控制信号、第二电流控制信号、第三电流控制信号和第四电流控制信号，且
其中所述数模转换器包括：
第一互补转换器，其配置为基于第一数字控制位生成第一中间控制信号和第二中间控制信号；
第二互补转换器，其配置为基于第二数字控制位和所述第一中间控制信号来生成所述第一电流控制信号和第二电流控制信号；和
第三互补转换器，其配置为基于所述第二数字控制位和所述第二中间控制信号来生成所述第三电流控制信号和第四电流控制信号。
19.如权利要求18所述的可变增益移相器，还包括：
第一双刀双掷(DPDT)开关，其连接到所述第二互补转换器的输出端子，并配置为将所述第一电流控制信号和第二电流控制信号中的一个提供给所述第一电流控制电路，并将所述第一电流控制信号和第二电流控制信号中的另一个提供给所述第二电流控制电路。
20.如权利要求19所述的可变增益移相器，还包括：
第二DPDT开关，其连接到所述第三互补转换器的输出端子，并配置为将所述第三电流控制信号和第四电流控制信号中的一个提供给所述第三电流控制电路，并将所述第三电流控制信号和第四电流控制信号中的另一个提供给所述第四电流控制电路。
21.如权利要求14所述的可变增益移相器，其中所述I/Q发生器包括：
电阻器-电容器(RC)梯，其配置为基于与所述输入信号相对应的第一和第二差分输入信号来生成第一、第二、第三和第四中间相位信号；和
多相滤波器，其配置为基于所述第一、第二、第三和第四中间相位信号生成所述第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号和第四相位信号。
22.如权利要求21所述的可变增益移相器，其中所述RC梯包括：
第一电容器，其连接在接收所述第一差分输入信号的第一输入节点和输出所述第一中间相位信号的第一中间节点之间；
第二电容器，其连接在接收所述第二差分输入信号的第二输入节点和输出所述第二中间相位信号的第二中间节点之间；
第一电阻器，其连接在所述第一输入节点和输出所述第三中间相位信号的第三中间节点之间；
第二电阻器，其连接在所述第二输入节点和输出所述第四中间相位信号的第四中间节点之间；
第三和第四电阻器，其串联连接在所述第一中间节点和所述第二中间节点之间；和
第三和第四电容器，其串联连接在所述第三中间节点和所述第四中间节点之间。
23.如权利要求22所述的可变增益移相器，其中所述多相滤波器包括：
第五电容器，其连接在所述第一中间节点和输出所述第一相位信号的第一输出节点之间；
第六电容器，其连接在所述第二中间节点和输出所述第二相位信号的第二输出节点之间；
第七电容器，其连接在所述第三中间节点和输出所述第三相位信号的第三输出节点之间；
第八电容器，其连接在所述第四中间节点和输出所述第四相位信号的第四输出节点之间；
第五电阻器，其连接在所述第一输出节点和所述第三中间节点之间；
第六电阻器，其连接在所述第二输出节点和所述第四中间节点之间；
第七电阻器，其连接在所述第三输出节点和所述第二中间节点之间；和
第八电阻器，其连接在所述第四输出节点和所述第一中间节点之间。
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