CN1592085A - 通信设备、电子仪器、通信功能电路、放大器电路以及平衡不平衡转换电路 - Google Patents

通信设备、电子仪器、通信功能电路、放大器电路以及平衡不平衡转换电路 Download PDF

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Abstract

一种通信设备，作为多个通信功能，包括用于放大接收信号或传输信号的放大器，用于将不平衡信号转换成平衡信号或将平衡信号转换成不平衡信号的平衡不平衡转换器，以及用于转换频率的混频器。将用于减小特定频带的增益的增益减小单元安装在多个通信功能中的至少一个中。例如，带阻滤波器，作为增益减小单元并被设置在晶体管对之间。可以设置多个带阻滤波器，从而将其分配给多个通信功能。

Description

通信设备、电子仪器、通信功能电路、 放大器电路以及平衡不平衡转换电路
技术领域
本发明涉及如混频器、放大器以及平衡不平衡转换器等通信设备和通信功能电路。更具体地，本发明涉及由集成电路构成的适用于无线通信的通信设备。
背景技术
通常，无线通信设备包括如下功能：用于放大输入到天线或从天线输出的信号的放大器；用于将天线的不平衡信号转换成平衡信号或反之的平衡不平衡转换器；用于执行射频和调制或解调频率之间的频率转换的混频器；以及用于产生发送混频器的切换信号的本地信号的PLL。在普通的无线通信设备中，公认的实事是，在这些组成功能之间设置多种滤波器，以防止不必要的频带或泄漏的干扰。
另一方面，随着通信技术最近的发展，出现了不同通信系统使用邻近频带的情况，甚至出现多个通信系统建立在相同便携式终端内的情况。所以，消除邻近频带间的干扰的需求增加，反过来这也使在这样系统中的滤波设置更加复杂。
在使用宽带频率的通信方法中，可能出现禁止使用的频带出现在使用的带宽中的情况。例如，超宽带(UWB)通信方法就是这样一种方法。
如上所述，无线通信设备包括多个通信功能电路，如放大器、平衡不平衡转换器以及混频器。然而，应当注意的是，这里的描述将以混频器为中心。通常，执行高频无线电通信中的频率转换的混频器是吉尔伯特小区混频器(cell mixer)，其能够在相对低的能耗下，实现低噪声和低增益。
图2所示为通常使用的吉尔伯特小区混频器。吉尔伯特小区混频器包括：接收RF(射频)信号的差分晶体管对M1和M2，以及接收LO(本地振荡器)信号的两组差分晶体管对M3、M4和M5、M6。
将RF的差分输入信号RF+和RF-输入到差分晶体管对M1和M2的栅级。将LO差分信号的LO+输入到晶体管M3和M6的栅极，以及将LO-输出到晶体管M4和M5的栅极。
在差分晶体管对M1和M2的源级侧形成电流源晶体管。将输入到晶体管M1和M2中的差分RF信号转换成差分电流，然后响应输入到晶体管M3和M6的栅极的LO信号，对其进行切换。从负载电阻器RL1和RL2的晶体管侧端输出这样频率转换后的信号，作为差分信号IF+和IF-。
虽然随着输入RF信号的频率变高，增益正在变小，但是吉尔伯特小区混频器在较宽的频带中具有对已输出的频率转换后的信号(针对向下变频器的IF信号)的增益。
例如，在以下现有技术列表中的参考文献(1)中，公开了吉尔伯特小区混频器电路。
现有技术列表
(1)日本专利申请未审公开No.2000-138537(第2页，图8)。
发明内容
考虑到上述情况，做出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种有效减少邻近频带间的干扰的技术。另一个目的是提供一种适用于宽带通信的技术。
根据本发明的一种通信设备，作为多个通信功能，包括：用于放大接收信号或传输信号的放大器，用于将不平衡信号转换成平衡信号或将平衡信号转换成不平衡信号的平衡不平衡转换器，以及用于转换频率的混频器中的至少两个功能。并且该通信设备包括：增益减小装置，用于减小多个通信功能中的至少一个中的特定频带的增益。
增益减小装置是如低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器等滤波器。这样的滤波器具有用于该变频率特性的装置。
增益减小装置能够改变频带，从而减小增益，并且可以包括：输入装置，用于输入信号，以改变增益-减小频带。
根据上述本发明，通过如安装在通信功能中的带阻滤波器等增益减小装置，减小通信功能中的特定频带的增益。同时，通过实现这样的结构，提供了能够有效减小由于邻近的频带而产生的干扰的通信设备。
优选地，本发明应用于如UWB等宽带通信。在宽带通信中，可能出现部分禁止的频带存在于给定的频带中的情况。然而，根据本发明，通过安装在通信功能内的增益减小装置能够有效地减小禁止频带的增益，从而可以提供适应于宽带通信的通信设备。
根据本发明的优选实施例，设置多个增益减小装置从而将其分配给多个通信功能。多个增益减小装置可以具有减小不同频带的增益的特性。多个增益减小装置可以具有减小类似频带的增益的特性。多个增益减小装置可以具有减小相互邻近的不同频率的增益的特性。并且可以设置多个增益减小装置的特性，从而通过合成其中多个增益减小装置减小增益的频带来减小预定频带范围的增益。
包括增益减小装置的通信功能可以包括晶体管，并且增益减小装置可以是设置在晶体管和地之间的滤波器。增益减小装置可以是设置在晶体管对之间的带阻滤波器。
根据本发明，如果在国家和地区间，通信方案相同，但被允许的频率不同，则可以提供用于改变用作增益减小装置的滤波器的频率特性的装置。在多个窄频带可用并以时间顺序方式使用并改变频带，同时频带与特定规则相一致的通信方案中，可以提供用于根据所使用的频率、按照时间顺序的方式改变用作增益减小装置的滤波器频率特性的装置。
本发明的另一个优选的实施例涉及一种具有通信功能的电子设备。此电子设备包括通信设备，所述通信设备，作为多个通信功能，包括用于放大接收信号或输出信号的放大器，用于将不平衡信号转换成平衡信号或将平衡信号转换成不平衡信号的平衡不平衡转换器，以及用于转换频率的混频器中的至少两个功能。并且此电子设备包括：增益减小装置，用于减小多个通信功能中的至少一个中的特定频带的增益。
根据本发明的一种通信功能电路构成一种通信设备，并且此通信功能电路包括：处理与其接收或传输有关的信号频率的晶体管对。所述通信功能电路还包括设置在形成于晶体管对的源级和发射机之间的信号路径上的滤波器。例如，所述通信功能电路是混频器、放大器或平衡不平衡转换器。例如，滤波器是带阻滤波器。
根据上述本发明，通过额外设置在通信功能电路中的滤波器减小特定频带的增益。根据本发明，能够有效地减小邻近频带间的干扰，而无需使用任何外部提供给通信功能电路的滤波器。
此外，本发明优选地应用于如UWB等宽带通信。在宽带通信中，可能出现部分禁止的频带宽存在于给定频带中的情况，并且频带的设置不同于传统实践。在传统实践中，频带狭窄，不考虑像这样的频带设置。然而，根据本发明，通过安装在通信功能电路中的增益减小装置来减小禁止频带的增益，从而能够提供适应于宽带通信的通信技术。
根据本发明的另一个优选实施例涉及一种通信功能电路，如混频器等。此通信功能电路具有：两组差分晶体管对，其中一对输入第一差分信号，而另一对输入第二差分信号；以及一组负载电阻器或负载晶体管，其中电流从电源通过负载电阻器或负载晶体管、向其输入第二差分信号的差分晶体管对和向其输入第一差分信号的差分晶体管对流向地电位，并且从负载电阻器或负载晶体管和向其输入第二差分信号的差分晶体管对之间输出频率转换后的信号。此混频电路还包括：带阻滤波器，设置在形成于向其输入第一差分信号的差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间的信号路径中。
从差分晶体管对的每个源级或发射极来看，可以对称地设置带阻滤波器的组成元件的电特性。
一种通信功能电路，具有位于差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间的多个电感器或电阻器，其中多个电感器或电阻器可以与地电位短路，或者可以通过至少一个电感器或电阻器与地电位相连，或者可以通过电感器和电阻器的串联电路与地电位相连，并且可以在差分晶体管对的源级电极或发射极电极中的每一个和地电位间，设置具有包括至少一个电容和至少一个电感器或电阻器在内的串联电路的带阻滤波器。
一种通信功能电路，具有位于差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间的两个电感器或电阻器，其中两个电感器或电阻器的连接点可以与地电位短路，或者可以通过至少一个电感器与地电位相连，并且在差分晶体管对的源级电极或发射极电极中的每一个和地电位间，设置具有电感器和电容器的串联电路的带阻滤波器。
一种通信功能电路，具有位于差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间的串联连接的两组电容器和电感器的并联电路，并且其中电容器和电感器的并联的连接点可以与地电位短路，或者可以通过至少一个电感器或电阻器与地电位相连，或者可以设置通过电感器和电容器的串联电路相连的带阻滤波器。
可以构造通信功能电路，从而使至少一个电容器串联连接在差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间，其中在差分晶体管对的源级电极或发射极电极间，串联两个电感器，并且两个电感器的连接点可以与地电位短路，或者可以通过至少一个电感器或电阻器与地电位相连，或者可以设置通过电感器和电容器的串联电路相连的带阻滤波器。
可以构造通信功能电路，从而提供一种带阻滤波器，包括：插入在差分晶体管对的源级电极或发射极电极与地电位之间的电感器；以及与电感器并联的电容器。
可以构造通信功能电路，从而寄生电阻器分量负载或电阻器与设置在差分晶体管对的源级电极或发射极电极间的电感器串联。
根据本发明的另一个优选实施例涉及一种放大器电路。此放大器电路包括：晶体管对和位于晶体管对和电源之间的负载电阻器或负载晶体管，其中从晶体管对和负载电阻器或负载晶体管之间输出信号。并且，此放大器电路还包括：带阻滤波器，设置在形成于晶体管对的源级电极或发射极电极之间的信号路径中。
根据本发明的另一个优选实施例涉及一种平衡不平衡转换器电路。此平衡不平衡转换器电路包括：晶体管对和位于晶体管对和电源之间的负载电阻器或负载晶体管，其中从晶体管对和负载电阻器或负载晶体管之间输出信号。并且，此平衡不平衡转换器电路还包括：带阻滤波器，设置在形成于晶体管对的源级电极或发射极电极之间的信号路径中。
应当注意的是，改变为方法、系统、计算机程序、其中存储有计算机程序的记录介质、数据结构等的对上述结构部件和表达的任意组合或重新组合都是有效的，并包括在本实施例中。
此外，本发明内容无需描述所有必需特征，因而发明也可以是这些描述特点的子组合。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的通信设备。
图2示出了吉尔伯特小区混频器的结构。
图3示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的结构。
图4示出了从图3所示的结构提取出的滤波器部分。
图5示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的另一结构。
图6示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的滤波器特性。
图7示出了用于应对失真的电路及其输出特性。
图8示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的另一结构。
图9示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的另一结构。
图10示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的另一结构。
图11示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的另一结构。
图12示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的滤波特性的仿真计算的示例。
图13示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的滤波特性的仿真计算的另一示例。
图14示出了差分低噪声放大器的结构。
图15示出了分布式放大器的结构。
图16示出了平衡不平衡转换器的结构。
图17示出了另一平衡不平衡转换器的结构。
图18示出了将多个滤波器分配给多个通信电路的另一实施例。
图19示出了将多个滤波器分配给多个通信电路的另一实施例。
图20示出了将多个滤波器分配给多个通信电路的另一实施例。
图21示出了将多个滤波器分配给多个通信电路的另一实施例。
图22示出了将多个滤波器分配给多个通信电路的另一实施例。
图23示出了添加了滤波器的吉尔伯特小区混频器的另一结构。
图24示出了图23所示的可变电容电路的结构。
图25示出了用作具有通信功能的电子设备的示例的便携式电话的结构示例。
图26示出了用作具有通信功能的电子设备的示例的W-LAN基站的结构示例。
图27示出了用作具有通信功能的电子设备的示例的W-LAN终端的结构示例。
具体实施方式
将根据不限定本发明范围但示例发明的下列实施例对发明进行描述。在实施例中描述的所有特征及其组合对发明并非必需。
图1示出了根据本发明优选实施例的通信设备的示例。图1所示的通信设备10是用于无线接收的通用设备。可以在单一的IC电路中构建通信设备10。通信设备10包括多个通信功能电路，即平衡不平衡转换器电路14、放大器电12和混频器电16，其彼此串联。在本说明书和权利要求书中，将通信功能电路简称为通信功能，以及，同样地，将平衡不平衡转换器电路、放大器电路和混频器电路分别简称为平衡不平衡转换器、放大器、混频器。放大器12是低噪声放大器(LNA)，其放大信号以传输或接收无线电信号。平衡不平衡转换器(平衡不平衡转换变压器)14是有源平衡不平衡转换器，其将不平衡信号转换为平衡信号，反之亦然。混频器16是吉尔伯特小区混频器，其实现射频与调制或解调频率之间的转换。
平衡不平衡转换器14与天线18相连接。并由天线18接收RF信号。针对已接收的RF信号，平衡不平衡转换器14将不平衡信号转换成平衡信号，反之亦然。放大器12放大信号，然后混频器16根据RF信号和本地PLL所产生的LO(本地振荡器)信号，输出IF信号。
根据本实施例的通信设备10具有针对设置在多个通信功能的至少一个中的特定频率的内置增益减小装置。增益减小装置是设置在形成于晶体管对之间的信号路径上的带阻滤波器。以下描述涉及混频器16具有带阻滤波器的情况。
图3示出了混频器的结构。与图2所示的传统吉尔伯特小区混频器类似，此混频器包括：接收RF信号的差分晶体管对M1和M2；以及接收LO信号的两组差分晶体管对M3、M4和M5、M6。这里，RF信号与第一差分信号相对应，而LO信号与第二差分信号相对应。
晶体管M1和M2是n-MOS晶体管，并且将差分RF信号RF+和RF-输入其栅级端。晶体管M1和M2的漏极端与差分晶体管对M3、M4和差分晶体管对M5、M6分别公共源级端电连接。从n-MOS晶体管M3到M6的栅极端输入用于切换频率转换的LO信号。在电连接中，将LO差分信号的LO+输入晶体管M3和M5的栅极端，而将其LO-输入晶体管M4和M6的栅极端。通过公共连接相连的晶体管M3和M5的漏极端通过负载电阻器RL1或晶体管负载与电源电位VDD相连。以相似的方式，通过公共连接相连的晶体管M4和M6的漏极端通过负载电阻器RL2或晶体管负载与电源电位VDD相连。
利用如图3所示的混频器，通过LO信号切换已输入的RF信号，并且将其作为IF差分信号IF+和IF-从负载电阻器RL1和RL2与晶体管M3到M6的漏极端之间输出。
如图3所示，将带阻滤波器设置在接收RF信号的晶体管M1和M2的源级端之间。对带阻滤波器进行设置，从而具有流向地的直流电流路径。
参照图4，假定具有3个接线端的电路网络，即，图3的差分晶体管对M1和M2的源级端分别作为端口1和端口2，以及将接地点作为端口3。同时，按照如下方式构成电路：端口1和端口2的阻抗针对特定频变高，并且在晶体管M1和M2的源级间形成带阻滤波器。同样配置电路，从而使直流电流在端口1和3之间以及端口2和3之间流动。
图5示出了根据本实施例的混频器的结构示例。在差分晶体管对M1和M2的源级间存在虚接地点，对于AC信号，其与地相比具有高阻抗。在晶体管对M1和M2的源级和虚接地点间分别形成电感器L1和L2，并且从虚接地点将其接地，从而允许直流电流流入混频器。在图5所示的情况下，在虚接地点和地之间也形成电感器L3。
应当注意的是，虚接地点(电感器L1和L2的连接点)可以与地短路或者通过电阻器或者通过电感器和电阻器的串联电路与地相连(同样适用于以下所讨论的滤波器)。
从晶体管M1和M2的每个源级到地形成电感器和电容器的串联电路。而从晶体管M1的源级到地形成电感器L4和电容器C1的串联电路，从晶体管M2的源级到地形成电感器L5和电容器C2的串联电路。
按照这种方式，如图5所示的滤波器包括位于晶体管对M1和M2的源级之间的多个电感器(图5中的电感器L1和L2)，具有将多个电感器与地电位相连的结构，还具有位于晶体管对M1和M2的源极与地电位之间的电容器和电感器(L4、C1和L4、C2)的串联电路。
电感器L1和L2的连接点(虚接地点)可以与地短路或者通过电阻器或者通过电感器和电阻器的串联电路与地相连。此外，可以在晶体管对M1和M2间设置电阻器。并且可以在晶体管M1和M2与地电位之间设置电阻器。或者，在其中设置电容器和电阻器的串联电路。
这里，按照与图4相同的方式，假定具有三个接线端的电路网络，即，差分晶体管对M1和M2的源级端分别作为端口1和端口2，以及接地点作为端口3。并且通过适当地设置电感器和电容器的值，从而使端口1和端口2的阻抗针对特定频率变高，在晶体管M1和M2的源级间来形成带阻滤波器。
众所周知，滤波器的特性根据关系式 f = 1 / 2 π LC 来决定，其中f是谐振频率。
每个电路元件的值关于虚接地点对称设置。因此，电感器L1和L2是相同大小的，并且同样地，电感器L4和L5以及电容器C1和C2分别是相同大小的。
按照这种方式，从晶体管对M1和M2的每个源级端来看，带阻滤波器的组成元件的电特性是对称设置的。像这样的对称设置也可以优选地应用于其他结构的滤波器。
同样地，在电感器的设计值较大时，需要在IC上形成微带线的螺旋图案。在这种情况下，除电感器的寄生电阻器外，可以设置电阻分量，从而改善混频器的线性。
寄生电阻分量负载或电阻器可以与晶体管对M1和M2间的电感器串联。并且此结构同样可以应用于其他滤波器。
此外，在本实施例中，电容器可以与设置在差分晶体管对M1和M2的源级和地电位之间的电感器并联。并且此结构也可以应用于其他滤波器。
通过实现上述结构，吉尔伯特小区的操作所必需的晶体管的直流电流通过电感器流向地，并且由于晶体管M1和M2与IC地之间的电感器的电阻分量，仅出现电位降。由于使用 电感器L1、L2和电感器L3 的谐振、和电容器C1和电感器L4的谐振、和电容器C2和电感器L5 的谐振形成窄带阻滤波器，在特定频带内阻抗可以变得更大。因此，转换增益获得如图6所示的频率特性。所以，可以降低特定频率的转换效率，因此减小了来自其他通信系统的干扰。
同样地，作为减小混频器的相互调制失真的技术，通常采用在差分晶体管对的源级和虚拟接地点间插入电感器或电阻器的技术。如果在差分晶体管对的源级和虚拟接地点间设置阻抗，则如图7所示，将减小针对从差分晶体管对的栅级输入的信号的输出信号的增益。然而，线性提高。所以，可以获得与此相似的有利效果。
图8示出了混频器的另一个结构的示例。图8和图5的混频器除其滤波器以外具有相同的基本结构。
在图8中，在向其输入RF信号的晶体管对M1和M2的源级端之间形成相同大小的电感器L1和L2。电感器L1和L2的连接点(虚接地点)G1与IC地相连接地。如上所述，可以在虚接地点和IC地之间设置电感器。在图8所示的结构中，电容器C1和C2还分别与电感器L1和L2形成并联电路。
因此，如图8所示的滤波器具有串联在晶体管对M1和M2的源级间的两组电容和电感器的并联电路，并且对其进行构造，从而并联电路的连接点与地电位相连接地。应当注意的是，连接点可以与地电位彼此短路，或者通过上述电感器或通过电阻器或通过电感器和电阻器的串联电路与地相连接。
在这样的电路结构中，吉尔伯特小区的操作所必需的晶体管的直流电流通过电感器流向地，并且由于晶体管M1和M2与IC地之间的电感器的电阻分量，仅出现电位降。由于使用 电感器L1和电容器C1对 与电感器L2和电容器C2对的谐振形成窄带阻滤波器，特定频带内的阻抗能够更大。因此，在图6所示的这种结构中，能够降低特定频率的转换效率。
图9示出了混频器的另一个结构示例。图9的混频器和图5的混频器除其滤波器结构外，共享其他相同的基本结构。
在图9的混频器中，在向其输入RF信号的晶体管对M1和M2的源级端之间形成相同大小的电感器L1和L2。电感器L1和L2的连接点(虚接地点)G1与IC地相连接地。如上所述，可以在虚接地点和IC地间设置电感器。在图9所示的结构中，在晶体管对M1和M2的源级端之间还设置电容器C1。
因此，图9所示的滤波器具有连接在晶体管对M1和M2的源级之间的电容器C1，并且还具有串联在晶体管对M1和M2的源级之间的两个电感器L1和L2，以及对其进行构造，从而使这些电感器L1和L2的连接点与地电位相连接地。连接点可以与地电位相互短路，或者可以通过上述电感器或者通过电阻器或者通过电感器和电阻器的串联电路与地电位相连。如果如此设置，则可以使晶体管对M1和M2的源级之间的多个电容器相互串联。
通过实现这样的电路结构，吉尔伯特小区的操作所必需的晶体管的直流电流通过电感器流向地，并且由于在晶体管M1和M2与IC地之间的电感器的电阻分量，仅出现电位降。由于使用电感器L1和L2与电容器C1的谐振形成窄带阻滤波器，所以在特定频带内的阻抗能够更大。因此，也如图6所示，能够降低特定频率的转换效率。
图10示出了混频器的另一结构的示例。图10的混频器的特征在于具有附加在图9所示的混频器的结构上的电感器L3和电容器C2的串联电路的结构。位于晶体管M1和M2的源极端之间的电感器L3和电容器C2的串联电路不仅与电感器L1和L2并联设置，而且与电容器C1并联设置。在如图10所示的结构中，出现两个高阻抗频带。所以，可以根据本实施例在多个频率上设置高阻抗频带。
图11示出了混频器的另一结构示例。图11的混频器的特征在于具有附加在图10所示的混频器的结构上的电感器L4和电容器C3的串联电路的结构。以与电感器L3和电容器C2的串联电路相同的方式，将电感器L4和电容器C3的串联电路设置在晶体管M1和M2的源级之间。在如图11所示的结构中，出现了三个高阻抗频带。
图12和13示出了滤波器特性的仿真计算的示例。图12表示针对图9所示电路的计算示例。如图所示，有利地出现了高阻抗频带。另一方面，图13表示针对图10所示电路的计算示例。如图所示，高阻抗出现在两个频率处。
上面已经描述了其中混频器具有带阻滤波器的几个优选示例。在上面的描述中，接收RF信号的差分晶体管对M1和M2是n-MOS。然而，差分晶体管对M1和M2可以是p-MOS。虽然给出的是针对降频转换混频器的描述，但是同样可以应用于升频转换混频器。
虽然已经使用FET对本发明进行了描述，但是当使用双极晶体管时也适用。在这种情况下，“源级”对应于“发射极”，“栅极”对应于“基极”，以及“漏极”对应于“集电极”。
参照图1，作为通信功能，除混频器16之外，通信设备10还包括放大器12和平衡不平衡转换器14。与混频器16的情况类似，放大器12和/或平衡不平衡转换器14可以具有带阻滤波器。在下文中将给出对这一点的描述。
图14示出了差分低噪声放大器的基本电路。通常，在图14所示地结构中还包括各种可选电路。低噪声放大器具有晶体管对M1和M2。信号从晶体管对M1和M2的栅极输入，并从其漏极输出。
图15示出了分布式放大器。分布式放大器具有多个晶体管对M1和M2。多个晶体管对将被表示为M1’和M2’、M1”和M2”、以及M1和M2。此外，构成分布式放大器，从而通过电感器或分配线将输入信号输入到每个差分对中。
因此，类似于吉尔伯特小区混频器，差分低噪声放大器或分布式放大器具有晶体管对。本实施例具有如下结构：将如图3所示的滤波器加入到如图14所示的晶体管对间。在图5到图11中示出了滤波器的特定结构的示例。滤波器自身的结构和实现模式可以与上述混频器相同。每个滤波器的描述可以与上面混频器的滤波器的描述相同，所以这里将其省略。
图16和17示出了有源平衡不平衡转换器的基本电路。在图16和17中，两种类型的平衡不平衡转换器作为基本电路示出。在这些电路中，从IN端输入不平衡信号，而从OUT+和OUT-端输出平衡信号。
如图16和17所示，平衡不平衡转换器也具有晶体管对M1和M2。在这个实施例中，结构为将图3所示的滤波器加入到图16和17所示的晶体管对M1和M2之间。在图5到图11中示出了滤波器的具体结构示例。滤波器自身的结构和实现模式可以和上述混频器相同。每个滤波器的描述可以和上面混频器的滤波器的描述相同，所以这里将其省略。
上面的描述所假定是如放大器、混频器和平衡不平衡转换器等通信功能。并且这些功能中的至少一个具有滤波器。可以按照将其分配给至少两个通信功能的方式设置多个滤波器。
根据本实施例，如图18所示，平衡不平衡转换器、放大器和混频器分别具有带阻滤波器。例如，从图5到图11中的滤波器示例中选择每个滤波器的结构。参照图18，形成三个滤波器，从而要通过滤波器滤去的频带在平衡不平衡转换器、放大器和混频器中互不相同。也就是说，构成放大器中的滤波器，从而阻塞频率f1的通过。构成平衡不平衡转换器中的滤波器，从而阻塞频率f2的通过。构成混频器中的滤波器，从而阻塞频率f3的通过。所以，在本实施例中，通过通信设备10能够减小多个不同频带中的增益。因此，根据本发明的通信设备能够应用于其中设置了多个不同的禁止频率的宽带通信的情况中。
图19示出了另一实施例。在这个实施例中，平衡不平衡转换器、放大器和混频器每个都具有带阻放大器。然而，构成滤波器，从而具有三个滤波器滤去相同频带的特性。通常，形成在IC上的电感具有较低的Q值，从而滤波器的衰减变小。然而，在根据本实施例的这个结构中，级联设置滤去相同频带的多个滤波器，从而必然能够完全阻塞特定频带的信号的通过。应当注意的是，这里“相同频带的增益”包括“相似频带”或者“几乎相同频带”的情况。
图20示出了另一实施例。在这个实施例中，平衡不平衡转换器、放大器和混频器每个都具有带阻放大器。并且构成三个滤波器，从而具有滤去邻近的不同频带的特性。
假设单一功能具有上述多个滤波器，则实现期望的滤波可能是困难的。这是因为将要滤去的频带相互邻近，并因此相互影响。在这方面，根据本实施例的结构在于在多个通信功能中分配多个滤波器，因而在降低多个邻近频带的增益上具有优势。
图21示出了另一实施例。在这个实施例中，衡不平衡器、放大器和混频器具有滤去邻近的不同频带的特性。此外，合成将由三个滤波器滤去的三个频带。因而，设置多个滤波器的特性，从而滤去特定频带范围。
根据如图21所示的这个实施例，通过合成多个滤波器，能够阻塞特定频带范围的通过。如果单一滤波器获得陡峭的特性，则不容易增宽将要被滤去的频带的范围。相反地，如果增宽将要被滤去的频带范围，则不能获得陡峭的特性。这里，陡峭的特性是指只滤去了部分频带并且最大限度地不滤去其相邻频带的特性。根据本实施例，上述多个滤波器的使用实现了陡峭的特性，并因此能够滤去更宽的频带范围。
图22示出了另一实施例。在这个实施例中，改变包含在平衡不平衡转换器、放大器和混频器中的滤波器的中心频率，从而改变将要被滤去的频带。在通过切换通信方案，而在多个频带下使用通信设备的情况下，本发明有效。用于实现本实施例的电路是使用通过其能够改变电感和电容的设备的电路，并且在图23中示出了这样电路的实际实现示例。在图24中示出了图23所示的可变电容电路VC1的电路结构的示例。通过使用电压Vcnt改变D1和D2的电容，来改变滤波器的频率特性。这里，D1和D2是包含在电路中的变容二极管。
根据上述本实施例，外部施加的电压变化改变了滤波器的频率特性。本实施例能够有效地处理多频带方法，例如在短时间内改变使用频带的UWB。
已经给出了对其中将多个滤波器分配到多个通信功能的实施例的描述。虽然将三个滤波器分配给上述实施例的三个通信功能，但是其结构并不局限于此。例如，可以将两个滤波器应用于两个通信功能。在混频器具有两个滤波器而放大器具有三个滤波器的情况下，部分或全部的通信功能可以具有多个滤波器(例如，见图11和图12)
已经参照涉及通信设备和组成通信设备的通信功能的实施例，对本发明进行了描述。下面，将对配备有该通信设备的电子设备进行描述。
图25示出了具有根据本发明实施例的通信功能的电子设备。在该示例中，电子设备是便携式电话20。此处示出便携式电话20作为用于语音通信的电子设备的示例。
便携式电话20具有音频处理单元24和基带信号处理单元22。音频处理单元24和基带信号处理单元22由控制器26控制。音频处理单元24与麦克风28和扬声器30相连。控制器26与操作单元32和显示器34相连。基带信号处理单元22与将基带信号转换为RF信号从而进行传输或接收的RF-IF单元36相连。此RF-IF单元36，更具体地，其一部分处理与图1所示的通信设备相对应的RF信号。换句话说，RF-IF单元36具有如上述混频器等通信功能。并且将滤波器安装在该通信功能中。
图26示出了具有通信功能的另一电子设备。在这个示例中，电子设备是基站40，其作为用于数据通信的设备的示例，并且对应于W-LAN(无线LAN)的基站。基站40具有网络IF单元44和基带信号处理单元42。由控制器46控制网络IF单元44和基带信号处理单元42。网络IF单元44通过以太网(注册商标)等与RF-IF单元48相连。这个RF-IF单元48对应于图1所示的通信设备。换句话说，RF-IF单元48具有如上述混频器等通信功能。并且将滤波器安装在该通信功能中。
图27示出了具有通信功能的另一电子设备。在这个示例中，电子设备是终端50，其作为用于数据通信的设备的示例，并且对应于W-LAN的终端。终端50具有PC-IF单元54和基带信号处理单元52。由控制器56控制PC-IF单元54和基带信号处理单元52。PC-IF单元54通过PCMCIA等与另一PC相连接。基带信号处理单元52与RF-IF单元58相连。RF-IF单元58对应于图1所示的通信设备。换句话说，RF-IF单元58具有如上述混频器等通信功能。并且将滤波器安装在该通信功能中。
已经基于优选实施例对本发明进行了描述。根据本实施例，通过如安装在通信功能中的带阻滤波器等增益减小装置减小对特定频带的增益。在通信功能内部减小增益。通过实现这样的结构，提供了一种通信设备，能够有效减小由邻近使用频带的频带所产生的干扰。
本发明可以优选地应用于如UWB等宽带通信。如上所述，在宽带通信中，可能出现部分禁止频带存在于给定的频带中的情况。然而，根据本实施例，通过安装在通信功能内的增益减小装置能够有效地减小对禁止频带的增益，从而能够提供适用于宽带通信的通信设备。
根据本发明，直接关注于在检验适用于宽带通信中的频带设置的通信设备期间的通信功能，如混频器和放大器等。并且通信功能具有增益减小装置，从而减小部分增益。因此，提出了一种通信设备，适用于其中部分包含禁止频带的宽带通信。
在传统的技术中，结构为只将电感器设置在晶体管对之间。在传统实践中，也存在其中只设置电阻器的结构。在传统实践中，也存在在晶体管对之间设置振荡电路的结构。在这样的传统技术中，想要反射信号。与这样的传统技术相反，本发明的特征在于通过降低增益，对信号进行陷波。
根据本发明，通过集成化构建设备来减小所使用的部件数，因此有助于滤波器结构的简化。
此外，根据上述本实施例，设置多个增益减小装置，从而将其分配该多个通信功能。因此，多个增益减小装置一起发生作用，从而能够获得增益减小方面所需的特性。典型地，增益减小装置可以是如上所述的带阻滤波器。
在这一点上，结构为多个增益减小装置具有通过其减小不同频带的增益的特性。所以，通过通信设备能够减小多个不同频带的增益。
此外，结构为多个增益减小装置具有通过其减小相同频率的增益的特性。结果，能够可靠地减小特定频带的增益。
此外，结构为多个增益减小装置具有通过其减小邻近的不同频带的增益的特性。所以，那些增益减小装置的功能能够优选而有效地实现，并且能够期望其比将多个滤波器设置在单一地点的情况更加有益的结果。
此外，优选地，设置多个增益减小装置的特性，从而通过合成其中多个增益减小装置减小增益的频带来减小特定频带范围的增益。所以，能够在获得陡峭特性的同时，实现特定频带范围的增益的减小。
此外，在本发明中的通信功能电路可以具有多个滤波器。在这种情况下，能够在晶体管对间设置多个高阻抗频带。在图10和图11中示出了这种类型的示例。
根据本发明，能够调整频率特性，从而只能传输或接收特定的频带。
此外，根据上述本发明，设置多个滤波器，从而将其分配给多个通信功能电路。因此，多个滤波器一起发生作用，并能够获得所期望的滤波器特性。已经参照图18到21，使用示例，对本发明的这个优势方面进行了描述。
已经基于仅作为示例的实施例对本发明进行了描述。因此，本领域的技术人员可以理解的是，存在对上述每个组件和处理的组合的其他不同的修改，并且这样的修改也涵盖在本发明的范围内。例如，在本发明的范围内，根据本发明的通信设备并不局限于具有如图1所示的结构的那些设备，并且通信设备中的通信功能的结构可以不同于图1。有源平衡不平衡转换器和低噪声放大器的排列可以是相反顺序的。安装在通信设备中的通信功能可以不同于图1所示的有源平衡不平衡转换器、低噪声滤波器和混频器的排列。此外，通信设备可以是用于接收的通信设各，并且在这种情况下，可以进行任何修改以适用于接收。尽管在本实施例中描述的功能电路是不同类型的，例如功能电路可以是具有内置滤波器的不平衡型。
尽管已经通过实施例对本发明进行了描述，应当理解的是在不偏离权利要求所限定的本发明的范围的前提下，本领域的技术人员可以进行多种改变和替代。

Claims (21)

1、一种通信设备，作为多个通信功能，包括：用于放大接收信号或传输信号的放大器，用于将不平衡信号转换成平衡信号或将平衡信号转换成不平衡信号的平衡不平衡转换器，以及用于转换频率的混频器中的至少两个功能，所述设备包括：
增益减小装置，用于减小多个通信功能中的至少一个中的特定频带的增益。
2、按照权利要求1所述的通信设备，其特征在于，将多个增益减小装置分配给多个通信功能。
3、按照权利要求2所述的通信设备，其特征在于，多个增益减小装置具有减小不同频带的增益的特性。
4、按照权利要求2所述的通信设备，其特征在于，多个增益减小装置具有减小类似频带的增益的特性。
5、按照权利要求2所述的通信设备，其特征在于，多个增益减小装置具有减小相互邻近的不同频率的增益的特性。
6、按照权利要求5所述的通信设备，其特征在于，设置多个增益减小装置的特性，从而通过合成其中多个增益减小装置减小增益的频带来减小预定频带范围的增益。
7、按照权利要求1所述的通信设备，其特征在于，包括所述增益减小装置的通信功能包括晶体管，并且所述增益减小装置是设置在晶体管和地之间的滤波器。
8、按照权利要求1所述的通信设备，其特征在于，包括所述增益减小装置的通信功能包括晶体管对，并且所述增益减小装置是设置在晶体管对和地之间的带阻滤波器。
9、一种具有通信功能的电子设备，包括通信设备，所述通信设备，作为多个通信功能，包括用于放大接收信号或传输信号的放大器，用于将不平衡信号转换成平衡信号或将平衡信号转换成不平衡信号的平衡不平衡转换器，以及用于转换频率的混频器中的至少两个功能，所述电子设备包括：
增益减小装置，用于减小多个通信功能中的至少一个中的特定频带的增益。
10、一种构成通信设备的通信功能电路，所述电路包括：
晶体管对，其处理与其接收或传输有关的信号的频率，
其中将滤波器设置在形成于所述晶体管对的源级或发射极之间的信号路径上。
11、按照权利要求10所述的通信功能电路，其特征在于，设置在形成于所述晶体管对的源级或发射极之间的信号路径上的滤波器是带阻滤波器。
12、一种通信功能电路，具有：两组差分晶体管对，其中一对输入第一差分信号，而另一对输入第二差分信号；以及一组负载电阻器或负载晶体管，其中电流从电源经过负载电阻器或负载晶体管、向其输入第二差分信号的差分晶体管对和向其输入第一差分信号的差分晶体管对流向地电位，并且从负载电阻器或负载晶体管和向其输入第二差分信号的差分晶体管对之间输出频率转换后的信号，所述电路还包括：
带阻滤波器，设置在形成于向其输入第一差分信号的差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间的信号路径中。
13、一种放大器电路，包括：晶体管对和位于晶体管对和电源之间的负载电阻器或负载晶体管，其中从晶体管对和负载电阻器或负载晶体管之间输出信号，所述放大器电路还包括：
带阻滤波器，设置在形成于晶体管对的源级电极或发射极电极之间的信号路径中。
14、一种平衡不平衡转换器电路，包括：晶体管对和位于晶体管对和电源之间的负载电阻器或负载晶体管，其中从晶体管对和负载电阻器或负载晶体管之间输出信号，所述平衡不平衡转换器电路还包括：
带阻滤波器，设置在形成于晶体管对的源级电极或发射极电极之间的信号路径中。
15、按照权利要求12所述的通信功能电路，其特征在于，从差分晶体管对的每个源级或发射极电极来看，对称地设置所述带阻滤波器的组成元件的电特性。
16、按照权利要求12所述的通信功能电路，其特征在于，在差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间设置多个电感器或电阻器，多个电感器或电阻器与地电位短路，或者通过至少一个电感器或电阻器与地电位相连，或者通过电感器和电阻器的串联电路与地电位相连，并且在差分晶体管对的源级电极或发射极电极中的每一个和地电位间，设置具有包括至少一个电容和至少一个电感器或电阻器在内的串联电路的带阻滤波器。
17、按照权利要求12所述的通信功能电路，其特征在于，在差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间设置两个电感器或电阻器，两个电感器或电阻器的连接点与地电位短路，或者通过至少一个电感器与地电位相连，并且在差分晶体管对的源级电极或发射极电极中的每一个和地电位间，设置具有电感器和电容器的串联电路的带阻滤波器。
18、按照权利要求12所述的通信功能电路，其特征在于，在差分晶体管对的源级电极或发射极电极间串联设置两组电容器和电感器的并联电路，并且电容器和电感器的并联电路的连接点与地电位短路，或者通过至少一个电感器或电阻器与地电位相连，或者设置通过电感器和电容器的串联电路相连的带阻滤波器。
19、按照权利要求12所述的通信功能电路，其特征在于，至少一个电容器串联连接在差分晶体管对的源级电极或发射极电极之间，在差分晶体管对的源级电极或发射极电极间，串联两个电感器，并且两个电感器的连接点与地电位短路，或者通过至少一个电感器或电阻器与地电位相连，或者设置通过电感器和电容器的串联电路相连的带阻滤波器。
20、按照权利要求12所述的通信功能电路，其特征在于，设置带阻滤波器，包括：插入在差分晶体管对的源级电极或发射极电极与地电位之间的电感器；以及与电感器并联的电容器。
21、按照权利要求12所述的通信功能电路，其特征在于，电阻器与设置在差分晶体管对的源级电极或发射极电极间的电感器串联。
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