CN111162807A - 接收器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种接收器，其包括第一频带组、第二频带组和混频器。第一频带组包括至少一个第一LNA，第一频带组被配置为选择一个第一LNA以接收第一输入信号从而生成放大的第一输入信号。第二频带组包括至少一个第二LNA，第二频带组被配置为选择一个第二LNA以接收第二输入信号从而生成放大的第二输入信号。第一频带组和第二频带组分别耦接到混频器的第一输入端和第二输入端，并且混频器接收放大的第一输入信号和放大的第二输入信号之一以生成输出信号。通过本发明，频带组的信号质量和性能将变得更好，信号质量优于传统技术。

Description

接收器
技术领域
本发明涉及接收器，更具体地，涉及具有由两个频带组共用的混频器的接收器。
背景技术
在常规接收器中，每个频带组(band group)需要专用的混频器(mixer)并且独立操作。为了减小芯片面积，提供了一些混频器共用技术。在第一示例中，两个频带组分别经由开关耦接到混频器的输入端，并且同一时间仅允许一个频带组连接到混频器的输入端。但是，第一示例中的开关提供了额外的寄生负载，混频器的输入端将看到两个开关的寄生负载。在第二示例中，两个频带组直接连接到混频器的输入端，并且同一时间仅一个频带组被启用以将信号发送到混频器的输入端。但是，频带组的负载需要被联合设计(co-designed)，并且混频器的输入端将会看到两个频带组的寄生负载，导致接收器的性能更差。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种频带共用(band sharing)技术，其中由两个频带组共用的混频器在输入端处具有较低的负载，以解决上述问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种接收器，所述接收器包括第一频带组、第二频带组和混频器。第一频带组包括至少一个第一LNA，其中，第一频带组被配置为选择一个第一LNA以接收第一输入信号从而生成放大的第一输入信号。第二频带组包括至少一个第二LNA，其中第二频带组被配置为选择一个第二LNA以接收第二输入信号从而生成放大的第二输入信号。第一频带组和第二频带组分别耦接到混频器的第一输入端和第二输入端，并且混频器接收放大的第一输入信号和放大的第二输入信号之一以生成输出信号。
本发明中两个频带组分别耦接到混频器的两个输入端，每个信号路径不受另一信号路径中的寄生负载的影响，频带组的信号质量和性能将变得更好，信号质量优于传统技术。
在阅读了在各个附图和附图中示出的优选实施例的以下详细描述之后，本发明的这些和其他目的将对本领域普通技术人员变得显而易见。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的接收器的示意图。
图2示出了在图1所示的接收器中选择了第一频带组。
图3示出了在图1所示的接收器中选择了第二频带组。
图4是示出根据本发明的另一实施例的接收器的示意图。
图5示出了在图4所示的接收器中选择了第一频带组。
图6示出了在图4所示的接收器中选择了第二频带组。
图7是示出根据本发明的一个实施例的双平衡混频器的示意图。
具体实施方式
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域一般技术人员应可理解，电子设备制造商可以会用不同的名词来称呼同一组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的“包括”是开放式的用语，故应解释成“包括但不限定于”。此外，“耦接”一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置电性连接于第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。
图1是示出根据本发明的一个实施例的接收器100的示意图。如图1所示，接收器100包括第一频带组110、第二频带组120以及双平衡混频器(double balanced mixer)130和140，其中第一频带组110包括至少一个LNA(在该实施例中，第一频带组110包括多个LNA112_1–112_M)，第二频带组120包括至少一个LNA(在该实施例中，第二频带组120包括多个LNA 122_1–122_N)，M和N可以是任何合适的值。另外，第一频带组110在输出端处具有第一负载114，第一开关SW1和第一电容器C1耦接在第一频带组110与双平衡混频器130和140的第一输入端之间；第二频带组120在输出端处具有第二负载124，第二开关SW2和第二电容器C2耦接在第二频带组120与双平衡混频器130和140的第二输入端之间。
在接收器100的操作中，仅选择第一频带组110和第二频带组120中的其中一个频带组连接到双平衡混频器130。当如图2中所示选择了第一频带组110时，第一开关SW1接通和第二开关SW2断开，并且第一频带组110选择LNA 112_1至112_M中的其中一个以接收第一输入信号Vin1从而产生放大的第一输入信号Vin1'，并且放大的第一输入信号Vin1'通过第一开关SW1和第一电容器C1到达双平衡混频器130的第一输入端，并且双平衡混频器130将放大的第一输入信号Vin1'与振荡信号LOI混频以生成输出信号VoutI；另外，双平衡混频器140将放大的第一输入信号Vin1’与振荡信号LOQ混频以生成输出信号VoutQ。另外，当如图3中所示选择第二频带组120时，第二开关SW2接通并且第一开关SW1断开，第二频带组120选择LNA 122_1至122_N中的其中一个以接收第二输入信号Vin2，从而生成放大的第二输入信号Vin2'，并且放大的第二输入信号Vin2'通过第二开关SW2和第二电容器C2到达双平衡混频器130的第二输入端。双平衡混频器130将放大的第二输入信号Vin2'与振荡信号LOI混频以生成输出信号VoutI；双平衡混频器140将放大的第二输入信号Vin2’与振荡信号LOQ混频以生成输出信号VoutQ。
在图1至图3所示的实施例中，因为第一频带组110和第二频带组120中的每个频带组均使用双平衡混频器130的仅一个输入端和双平衡混频器140的仅一个输入端，所以每个信号路径总是遭受第一开关SW1和第二开关SW2中仅一个开关的寄生负载。因此，信号质量优于传统技术。
另外，电容器C1和电容器C2用于防止LNA 112_1–112_M或122_1–122_N的偏置电压受到双平衡混频器130的偏置电压的影响，也就是说，接收器100具有更好的带内(in-band)性能。
在另一个实施例中，第一开关SWl和第一电容器C1的位置可以互换，或者第二开关SW2和第二电容器C2的位置也可以互换，以使得双平衡混频器130在输入端处具有较小的寄生负载(注意，开关的寄生负载远小于电容器的寄生负载)。具体地，如果第二开关SW2和第二电容器C2的位置互换，则当第一频带组110被启用而第二频带组120被禁用时，双平衡混频器130的第二输入端将看到较少的寄生负载以及第二开关SW2向双平衡混频器130提供更高的阻抗，并且与双平衡混频器130处理放大的第一输入信号Vin1'相关的性能将变得更好。
鉴于以上内容，因为图1至图3中所示的第一开关SWl和第一电容器Cl的位置使得接收器100具有更好的带内性能，并且第二开关SW2和第二电容器C2的互换位置有利于第一频带组110的性能，因此如果第一频带组110比第二频带组120更重要，则图1至图3中所示的第二开关SW2和第二电容器C2的位置可以互换，以提高第一频带组110的性能。
图4是示出根据本发明的另一实施例的接收器400的示意图。如图4所示，接收器400包括第一频带组410、第二频带组420和双平衡混频器430，其中第一频带组410包括多个LNA 412_1至412_M，第二频带组420包括多个LNA 422_1–422_N，M和N可以是任何合适的值。另外，第一频带组410在输出端处具有第一负载414，第一开关SW1耦接在电源电压VDD与第一频带组410的第一负载414之间。第二频带组420在输出端处具有第二负载424，第二开关SW2耦接在电源电压VDD与第二频带组420的第二负载424之间。需要注意的是，接收器400可以进一步包括如图1所示的另一双平衡混频器，其中双平衡混频器430被配置为生成同相输出信号VoutI，而另一个双平衡混频器被配置为生成正交输出信号VoutQ，这与图1所示的实施例相似。
在接收器400的操作中，仅选择第一频带组410和第二频带组420中的一个频带组连接到双平衡混频器430。当如图5中所示选择了第一频带组410时，第一开关SW1接通以及第二开关SW2断开，第一频带组410选择LNA 412_1至412_M中的一个以接收第一输入信号Vin1从而生成放大的第一输入信号Vin1'，并且放大的第一输入信号Vin1'进入双平衡混频器430的第一输入端，双平衡混频器430将放大的第一输入信号Vin1'与振荡信号LO混频以生成输出信号Vout。另外，当如图6中所示选择了第二频带组420时，第二开关SW2接通以及第一开关SW1断开，第二频带组420选择LNA 422_1至422_N中的一个以接收第二输入信号Vin2，从而生成放大的第二输入信号Vin2'，并且放大的第二输入信号Vin2'进入双平衡混频器430的第二输入端，双平衡混频器430将放大的第二输入信号Vin2'与振荡信号混频以生成输出信号Vout。
在图4至图6所示的实施例中，因为第一频带组410和第二频带组420中的每个频带组均仅使用双平衡混频器430的一个输入端，因此信号路径总是遭受第一开关SW1和第二开关SW2中仅一个开关的寄生负载。因此，信号质量优于传统技术。
图7是示出根据本发明的一个实施例的双平衡混频器700的示意图，其中双平衡混频器700可以用于实现双平衡混频器130/430。如图7所示，双平衡混频器700包括第一控制开关M1、第二控制开关M2、第三控制开关M3、第四控制开关M4、第一输入端Nin1、第二输入端Nin2、以及两个输出端Nout1和Nout2，其中第一控制开关M1和第四控制开关M4由振荡信号LO+控制，第二控制开关M2和第三控制开关M3由振荡信号LO-控制。在该实施例中，双平衡混频器700可以被认为是具有双平衡(double balanced)电路结构的单平衡(singlebalance)混频器操作，即，双平衡混频器700仅在其中一个输入端处接收输入信号以生成差分输出信号。具体地，在双平衡混频器700的操作中，如果启用了第一频带组110/410，则双平衡混频器700从第一频带组110/410接收放大的第一输入信号Vin1'以在输出端Nout1和Nout2处生成差分输出信号(此时，第二输入端Nin2处于开路状态(opened)，即第二输入端Nin2不接收任何信号)；如果第二频带组120/420被使能，则双平衡混频器700从第二频带组120/420接收放大的第二输入信号Vin2'，以在输出端Nout1和Nout2处产生差分输出信号(此时，第一输入端Nin1处于开路状态(opened)，即第一输入端Nin1不接收任何信号)。
简要地概述，在本发明的接收器中，两个频带组分别经由开关耦接到双平衡混频器的两个输入端。因此，每个信号路径总是仅遭受其自身开关的寄生负载，而不受另一信号路径中的开关的影响，频带组的信号质量和性能将变得更好。
本领域技术人员将容易理解，可以在保留本发明的教导的同时对装置和方法进行多种修改和变更。因此，上述公开内容应被解释为仅受所附权利要求的范围和界限的限制。

Claims (12)

1.一种接收器，包括：
第一频带组，包括至少一个第一低噪声放大器LNA，其中，所述第一频带组被配置为选择一个第一LNA以接收第一输入信号从而生成放大的第一输入信号；
第二频带组，包括至少一个第二LNA，其中，所述第二频带组被配置为选择一个第二LNA以接收第二输入信号从而生成放大的第二输入信号；以及
混频器，其中所述第一频带组和所述第二频带组分别耦接到所述混频器的第一输入端和第二输入端，所述混频器接收所述放大的第一输入信号和所述放大的第二输入信号中的其中一个以生成输出信号。
2.根据权利要求1所述的接收器，还包括：
第一开关，耦接在所述第一频带组和所述混频器的所述第一输入端之间；以及
第二开关，耦接在所述第二频带组和所述混频器的所述第二输入端之间；
其中，所述第一开关和所述第二开关中的仅其中之一被启用以将所述放大的第一输入信号或所述放大的第二输入信号传送到所述混频器。
3.根据权利要求2所述的接收器，还包括：
第一电容器，耦接在所述第一开关和所述混频器的所述第一输入端之间。
4.根据权利要求3所述的接收器，还包括：
第二电容器，耦接在所述第二开关和所述混频器的所述第二输入端之间。
5.根据权利要求3所述的接收器，还包括：
第二电容器，耦接在所述第二频带组和所述第二开关之间。
6.根据权利要求2所述的接收器，还包括：
第一电容器，耦接在所述第一频带组和所述第一开关之间。
7.根据权利要求6所述的接收器，还包括：
第二电容器，耦接在所述第二频带组和所述第二开关之间。
8.根据权利要求1所述的接收器，还包括：
第一负载，耦接至所述第一频带组的输出端；以及
第一开关，耦接在电源电压和所述第一负载之间，用于选择性地将所述电源电压连接到所述第一负载或不连接到所述第一负载。
9.根据权利要求8所述的接收器，还包括：
第二负载，耦接至所述第二频带组的输出端；以及
第二开关，耦接在所述电源电压和所述第二负载之间，用于选择性地将所述电源电压连接到所述第二负载或不连接到所述第二负载。
10.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述混频器是双平衡混频器，其包括：
第一控制开关，用于根据振荡信号将所述混频器的所述第一输入端选择性地连接至所述混频器的第一输出端；
第二控制开关，用于根据另一振荡信号将所述混频器的所述第一输入端选择性地连接到所述混频器的第二输出端；
第三控制开关，用于根据所述另一振荡信号将所述混频器的所述第二输入端选择性地连接到所述混频器的所述第一输出端；以及
第四控制开关，用于根据所述振荡信号将所述混频器的所述第二输入端选择性地连接到所述混频器的所述第二输出端。
11.根据权利要求10所述的接收器，还包括：
第一开关，耦接在所述第一频带组和所述混频器的所述第一输入端之间；以及
第二开关，耦接在所述第二频带组和所述混频器的所述第二输入端之间；
其中，所述第一开关和所述第二开关中仅其中之一被启用以将所述放大的第一输入信号或所述放大的第二输入信号传送到所述混频器。
12.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述混频器包括双平衡混频器。
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