DE102010003253A1

DE102010003253A1 - Mischer variabler Größe für Sender mit hohem Gewinnbereich

Info

Publication number: DE102010003253A1
Application number: DE102010003253A
Authority: DE
Inventors: Jose Pedro Diogo Faisca Moreira
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: US8422588B2; US20100254490A1; US9059661B2; US20130200925A1; US9184699B2; US20130203366A1; DE102010003253B4

Abstract

Implementierungen eines Sender mit hohem Gewinnbereich mit Mischern variabler Größe werden beschrieben.

Description

Typische Kommunikationssysteme, die Kommunikationsstandards einsetzen, wie z. B. GSM (Global System for Mobile Communication), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), UMTS (Universal Mobile Telecommunication Systems) und Kombinationen (Multimodensysteme) können Sende-/Empfangsgeräte zum Senden und Empfangen von Signalen verwenden. Ein Sende-/Empfangsgerät kann einen Sender mit hohem Gewinnbereich umfassen, um Signale zu Kommunikationsvorrichtungen zu übertragen, wenn jegliche solcher Kommunikationsstandards verwendet werden.
Bei einem Phasenmodulationsschema mit nicht konstanter Hüllkurve wird ein Basisbandsignal, das ein Basisbandphasensignal und ein Basisbandamplitudensignal enthält, zur Übertragung in ein Hochfrequenzträgersignal moduliert, wie z. B. ein Hochfrequenz-(HF-)Frequenzsignal oder ein HF-Signal. Das Basisbandphasensignal kann das HF-Frequenzträgersignal phasenmodulieren, wodurch ein phasenmoduliertes HF-Signal erzeugt wird. Das phasenmodulierte HF-Signal kann ferner durch das Basisbandamplitudensignal in einer Mischerkomponente amplitudenmoduliert werden, um das phasenmodulierte HF-Signal mit nicht konstanter Hüllkurve zu erzeugen. Die Amplitudenmodulation kann von einem Digital-zu-Analog-Wandler (DAC; digital to analog converter) gespeist werden, der das Basisbandamplitudensignal in ein analoges Basisbandamplitudensignal transformiert. Die Amplitudenmodulation kann für eine exakte Bahn des phasenmodulierten HF-Signals verwendet werden und kann einen hohen Gewinnbereich für eine effiziente Übertragung in einem Sender erfordern.
Normalerweise kann ein Sender, der bei einer polaren Modulation eingesetzt wird, einen hohen Gewinnbereich zum Übertragen des phasenmodulierte HF-Signals mit nicht konstanter Hüllkurve benötigen. Heutige Mischer jedoch sind im Allgemeinen nicht in der Lage, hohe Gewinnbereiche zu handhaben. Um hohe Gewinne zu handhaben, kann der Mischer eine größere Größe benötigen, was zu einem Verzerrungsproblem während einer Übertragung mit niedrigem Gewinn des modulierten HF-Signals führen kann. Ferner erzeugt die größere Mischergröße ein relativ hohes Lecken des lokalen Oszillators (LO; local oscillator), was ein HF-Signal ungleich Null umfasst, wenn das Basisbandamplitudensignal Null ist. Daher erfüllt eine herkömmliche Topologie des Senders bei einer typischen Kommunikationsvorrichtung die Anforderungen von niedriger Verzerrung und niedrigem LO-Lecken möglicherweise nicht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Modulatorkomponente, eine Hochfrequenz-Digital-zu-Analog-Wandler-Komponente und ein Verfahren zum Reduzieren des Leckens eines lokalen Oszillators mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die detaillierte Beschreibung wird Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben. In den Figuren identifizieren das bzw. die linken Zeichen eines Bezugszeichens die Figur, in der das Bezugszeichen zuerst auftritt. Dieselben Zahlen werden durchgehend in den Zeichnungen verwendet, um auf gleiche Merkmale und Komponenten Bezug zu nehmen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm, das eine Senderkomponente darstellt;
2 ein Blockdiagramm, das einen Prozess einer Phasenmodulation mit Amplitudenmodulation darstellt;
3 ein Blockdiagramm, das einen exemplarischen Übertragungsabschnitt eines Modulators darstellt, der mit Mischern variabler Größe implementiert ist;
4 ein Blockdiagramm, das eine exemplarische Implementierung eines HF-Digital-zu-Analog-Wandlers (DAC; digital to analog converter) darstellt, der in einem Sender verwendet wird;
5 ein Blockdiagramm, das einen exemplarischen Mischer darstellt, der in einem Sender implementiert ist; und
6 ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Implementieren eines Senders mit Mischern variabler Größe in einer Kommunikationsvorrichtung darstellt.
Diese Offenbarung richtet sich auf Techniken und Verfahren zum Implementieren eines Sender mit hohem Gewinnbereich mit einem Mischer variabler Größe in einer Kommunikationsvorrichtung. Der Sender mit hohem Gewinnbereich mit dem Mischer mit variabler Größe kann in einer Hochfrequenzkomponente (HF-Komponente) eines Senders umfasst sein. Der Sender mit hohem Gewinnbereich moduliert ein Basisbandsignal in einen HF-Frequenzträger und erzeugt ein moduliertes HF-Signal. Das modulierte HF-Signal kann ein phasenmoduliertes HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve umfassen, das durch eine Mischerkomponente erzeugt wird. Die Mischerkomponente kann einer Verzerrung und einem Lokaloszillatorlecken (LO-Lecken; LO = local oscillator) bei dem Senderausgang unterliegen. Um eine geringe Verzerrung und LO-Lecken über einen hohen Gewinnbereich zu erreichen, wird die Mischerkomponente, die in einer herkömmlichen Topologie verwendet wird, in kleinere Teilmischerkomponenten unterteilt.
1 stellt einen Sender 100 dar, der eine Basisbandkomponente 102 und eine HF-Komponente 104 umfasst, die ein Senden und einen Empfang von Daten liefern. Die Basisbandkomponente 102 kann ein Basisbandsignal erzeugen, das verwendet wird, um einen HF-Frequenzträger der HF-Komponente 104 zu modulieren. Die HF-Komponente 104 kann den HF-Frequenzträger liefern, der phasenmoduliert und amplitudenmoduliert ist, um ein phasenmoduliertes HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve zu erzeugen. Bei einer Implementierung umfasst die HF-Komponente 104 einen Satz aus unterteilten (subdivided) Mischerkomponenten (Sub-Mischer-Komponenten bzw. Teilmischerkomponenten), um das phasenmodulierte HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve zu erzeugen. Der Satz aus Teilmischerkomponenten kann einen einzelnen Ausgang umfassen, um eine Ausgangsäquivalenz des größeren Mischers zu erzeugen, der bei der herkömmlichen Topologie verwendet wird. Ein phasenmoduliertes HF-Signal (das auch als ein Lokaloszillatorsignal bezeichnet wird) kann durch den Satz aus Teilmischerkomponenten empfangen werden und amplitudenmodulierten werden, um das phasenmodulierte HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve zu erzeugen.
Ein Signal von Peripheriegeräten, Kamera, Anzeige etc. 106 kann durch eine Eingangs-/Ausgangskomponente (I/O) 108 zur anfänglichen Verarbeitung empfangen werden. Die I/O-Komponente 108 kann analoge Datensignale in digitale Datensignale umwandeln, während die digitalen Datensignale in demselben Zustand beibehalten werden können (d. h. digital bleiben). Die I/O-Komponente 108 kann die Datensignale verarbeiten, um ein gleichphasiges Signal (I; in-Phase) und ein Quadraturphasensignal (Q) zu erzeugen.
Die Datensignale, die aus der I/O-Komponente 108 ausgegeben werden, gehen durch den Weg 110 und werden durch einen digitalen Signalprozessor (DSP; digital signal processor) 112 empfangen. Der DSP 112 kann ein Filter verwenden, um die Bandbreite einzuschränken, wodurch ein Spektrum des Basisbandsignals gebildet wird. Der DSP 112 kann eine Koordinatenrotations-Digitalcomputer-Komponente (CORDIC-Komponente; COordinate Rotation DIgital Computer) umfassen, um die I- und Q-Signale des Basisbandsignals in entsprechende polare Repräsentationen umzuwandeln. Die polare Äquivalenz kann das Basisbandphasensignal und das Basisbandamplitudensignal enthalten.
Eine digitale Schnittstelle 114 kann den Weg für die Ausgabe des DSP 112 verbinden, die durch eine Komponente einer Phasenregelschleife/Modulator 116 empfangen wird. Die digitale Schnittstelle 114 kann eine bidirektionale Kommunikation zwischen der Basisbandkomponente 102 und der HF-Komponente 104 liefern. Die Komponente aus Phasenregelschleife/Modulator 116 kann eine Phasenmodulation und Amplitudenmodulation des HF-Frequenzträgers ausführen. Bei einer Implementierung kann die Komponente aus Phasenregelschleife/Modulator 116 die Phasenregelschleifenkomponente (PLL-Komponente; phase locked loop) für eine Phasenmodulation des HF-Frequenzträgers, einen Satz aus unterteilten DAC-Komponenten (Sub-DAC-Komponenten) zum Umwandeln des digitalen Basisbandamplitudensignals in analoge Basisbandsignale, und den Satz aus Teilmischerkomponenten für eine Amplitudenmodulation des phasenmodulierten HF-Signals umfassen.
Das phasenmodulierte HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve aus dem Ausgang der Phasenregelschleife/Modulator-Komponente 116 kann durch den Weg 118 verlaufen und durch einen Verstärker 120 empfangen werden. Der Verstärker 120 kann das phasenmodulierte HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve vor der Übertragung durch eine Antenne 122 verstärken.
2 stellt ein Blockdiagramm 200 dar, das eine Transformation der Datensignale durch den DSP 112 in ein polar äquivalentes Basisbandsignal liefert, und eine Phasen/Amplituden-Modulation durch die Phasenregelschleife/Modulator-Komponente 116, um das phasenmodulierte HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve zu erzeugen. Eine Verarbeitungskomponente 202 für ein digitales Basisbandsignal kann die I- und Q-Signale filtern, um das Basisbandsignal zu erzeugen. Das Basisbandsignal an dem Ausgang der Verarbeitungskomponente 202 für das digitale Basisbandsignal umfasst, dass das I-Signal durch den Weg 204 läuft und das Q-Signal durch den Weg 206 läuft.
Das I- und Q-Signal auf dem Weg 204 bzw. dem Weg 206 werden durch die CORDIC 208 empfangen. Die CORDIC 208 transformiert das I-Signal und Q-Signal in ihre polare Äquivalenz, was das Basisbandphasensignal, das auf Weg 210 ausgegeben wird, und das Basisbandamplitudensignal, das auf Weg 212 ausgegeben wird, umfasst. Das Basisbandphasensignal, das auf dem Weg 210 ausgegeben wird, wird von einer Phasendifferenziatorkomponente 214 empfangen, die das Basisbandphasensignal in ein Basisbandmodulationsfrequenzsignal umwandelt. Das Basisbandamplitudensignal, das auf dem Weg 212 ausgegeben wird, wird durch einen digitalen Multiplizierer 216 empfangen, der eine Multiplikation des Basisbandamplitudensignals auf dem Weg 212 mit einem programmierbaren Wert umfassen kann, um eine Gewinnsteuerung zu implementieren (d. h. übertragener Leistungspegel ist geregelt). Der digitale Multiplizierer 216 kann einen Teil der oder den gesamten Satz der Teilmischerkomponenten EIN-schalten, basierend auf dem übertragenen Leistungspegel, der bei der digitalen Verarbeitung des Basisbandamplitudensignals auf dem Weg 212 geregelt wird. Ein Weg 218 kann ein digital verarbeitetes Basisbandamplitudensignal umfassen, das aus dem digitalen Multiplizierer 216 ausgegeben wird und von einer HF-DAC-Komponente 220 empfangen wird. Die HF-DAC-Komponente 220 kann das digital verarbeitete Basisbandamplitudensignal in die analogen Basisbandsignale umwandeln. Wie nachfolgend erörtert wird, umfasst die HF-DAC-Komponente 220 den Satz aus Teil-DAC-Komponenten, d. h. die Teil-DAC-Komponenten 220-1, 220-2, ...220-N, wobei „N” eine ganze Zahl ist.
Das Basisbandmodulationsfrequenzsignal kann durch den Weg 222 laufen und durch eine PLL 224 empfangen werden. Die PLL 224 kann verwendet werden, um den HF-Frequenzträger zu modulieren, wobei das Basisbandmodulationsfrequenzsignal von Weg 222 kommt, um das phasenmodulierte HF-Signal auf Weg 226 zu erzeugen. Das phasenmodulierte HF-Signal auf Weg 226 kann ein Differenzsignal enthalten, das durch eine Mischerkomponente 228 empfangen wird. Die Mischerkomponente 228, wie nachfolgend erörtert wird, umfasst den Satz aus Teilmischerkomponenten 228-1, 228-2, ...228-N, die parallel verbunden sind. Eine individuelle Teilmischerkomponente (z. B. Teilmischerkomponente 228-1) verarbeitet einen Bruchteil der analogen Basisbandsignale und ist in der Größe proportional zu einem Maximalpegel des Bruchteils der analogen Basisbandsignale, die empfangen werden (d. h. durch die individuelle Teilmischerkomponente). Die Summe der Bruchteile ist gleich dem ganzen Basisbandsignal. Wie nachfolgend erörtert wird, reduziert die Verarbeitung von kleineren Signalen das Lokaloszillatorlecken und Verzerrungen. Das Differenzsignal, das durch die Mischerkomponente 228 empfangen wird, kann ein positives Signal (d. h. LO-Signal) und ein negatives Signal (d. h. LOX-Signal) des phasenmodulierten HF-Signals auf Weg 226 umfassen. Das Differenzsignal, das durch die Mischerkomponente 228 empfangen wird, kann einer Amplitudenmodulation von einem Signal auf Weg 230 unterzogen werden. Das Signal auf Weg 230 umfasst die Ausgabe der HF-DAC-Komponente 220, die die analogen Basisbandsignale enthält. Die Ausgabe der HF-DAC-Komponente 220 umfasst ein erstes, analoges Basisbandsignal, ein zweites, analoges Basisbandsignal usw. Wie nachfolgend gezeigt wird, kann das erste, analoge Basisbandsignal eine Ausgabe der ersten Teil-DAC-Komponente 220-1 umfassen, das zweite, analoge Basisbandsignal kann eine Ausgabe der zweiten Teil-DAC-Komponente 220-2 umfassen usw.
3 stellt ein Blockdiagramm 300 dar, das eine exemplarische Implementierung einer Modulatorkomponente darstellt, die die Teil-DAC-Komponenten 220 und die Teilmischerkomponenten 228 umfasst. Die Teilmischerkomponenten 228 umfassen eine Addiererkomponente 314. Die exemplarische Implementierung der Modulatorkomponente verringert die Verzerrung und das LO-Lecken bei einem Ausgangsfrequenzsignal. Die Reihenfolge, in der die Blöcke des Systems beschrieben sind, soll nicht als eine Einschränkung gedacht sein, und jegliche Anzahl der beschriebenen Systemblöcke kann in jeglicher Reihenfolge kombiniert werden, um das System zu implementieren, oder ein alternatives System. Zusätzlich dazu können individuelle Blöcke aus dem System gelöscht werden, ohne von dem Wesen und dem Schutzbereich des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Ferner kann das System in jeglicher geeigneten Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination derselben. implementiert sein, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Das digital verarbeitete Basisbandamplitudensignal von Weg 218 wird durch die HF-DAC-Komponente 220 empfangen, die in „N” Teil-DAC-Komponenten unterteilt ist, d. h. Teil-DAC-Komponenten 220-1, 220-2, ...220-N, die kollektiv als der Satz aus Teil-DAC-Komponenten 220 bezeichnet werden. Der Satz aus Teil-DAC-Komponenten 220 kann das digitale Basisbandsignal von Weg 218 in N analoge Basisbandsignale umwandeln, d. h. analoge Basisbandsignale 230-1, 230-2, ...230-N. Da N Ausgänge vorliegen, kann es einen N entsprechenden Satz aus Teilmischerkomponenten in der Mischerkomponente 228 geben (d. h. Teilmischerkomponenten 228-1, 228-2, ...228-N), hierin nachfolgend bezeichnet als der Satz aus Teilmischerkomponenten 228. Der Satz aus Teilmischerkomponenten 228 empfängt die N analogen Basisbandsignale (d. h. analoge Basisbandsignale 230-1, 230-2, ...230-N) von dem Satz aus Teil-DAC-Komponenten 220. Der Satz aus Teilmischerkomponenten 228 umfasst individuelle Größen, die proportional zu einem Maximalausgangsstrom sind (d. h. Maximalpegel), der durch den entsprechenden Satz aus Teil-DAC-Komponenten 220 erzeugt wird (d. h. analoge Basisbandsignale 230-1, 230-2, 230-N). Der Satz aus Teilmischerkomponenten 228 kann unabhängig EIN- und AUS-geschaltet werden. Das EIN- und AUS-Schalten wird bestimmt durch den übertragenen Leistungspegel, der bei der digitalen Verarbeitung des Basisbandamplitudensignals geregelt wird. Das EIN- und AUS-Schalten des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 wird weiter bestimmt durch die Amplitudenmodulation, wie nachfolgend weiter erörtert wird.
Bei einer Implementierung, wenn einige des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 die analogen Basisbandsignale während eines Sende-Bursts nicht empfangen (d. h. es gibt eine Abnahme bei dem Sendegewinn, wie er durch die digitale Multipliziererkomponente 216 implementiert ist), dann kann der Teil des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 während des gesamten Sende-Bursts AUS-geschaltet werden. Der AUS-geschaltete Teil des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228, während des gesamten Sende-Bursts, wird hierin nachfolgend als ein erster Teilsatz des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 bezeichnet. Der erste Teilsatz kann eine oder mehrere Teilmischerkomponenten aus dem Satz aus Teilmischerkomponenten 228 umfassen, die die analogen Basisbandsignale nicht empfangen, aufgrund der Gewinnsteuerungsregelung (z. B. basierend auf einem gewünschten Signalpegel des Ausgangsfrequenzsignals). Die andere eine oder die anderen mehreren Teilmischerkomponenten, die die analogen Basisbandsignale empfangen können (d. h. EIN-geschaltet), sind in einem zweiten Teilsatz des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 umfasst. Das AUS-Schalten des ersten Teilsatzes während des gesamten Sende-Bursts kann eine Verringerung des LO-Leckens ermöglichen.
Bei einer anderen Implementierung, wenn der zweite Teilsatz des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 die analogen Basisbandsignale während eines Teils des Sende-Bursts nicht verarbeitet (z. B. aufgrund einer Amplitudenmodulation), dann kann der zweite Teilsatz dynamisch EIN- und AUS-geschaltet werden, um das LO-Lecken weiter zu verringern. Das dynamische Schalten des zweiten Teilsatzes kann fortfahren, wenn die digitale Multipliziererkomponente 216 keine neue Einstellung bei der Gewinnsteuerungsregelung einbringt. Der zweite Teilsatz (d. h. Anzahl von Teilmischerkomponenten), kann ferner auf dem gewünschten Signalpegel des Ausgangsfrequenzsignals bei dem Modulator basieren. Als solches kann die Anzahl von Teilmischerkomponenten, die verwendet werden soll, basierend auf der Gewinnregelung und der Amplitudenmodulation bestimmt werden, die bei dem Ausgangsfrequenzsignal implementiert sein soll.
Ein Weg 302 kann die positive Seite (d. h. LO-Signal) des Differenzsignals bei dem phasenmodulierten HF-Signal auf Weg 226 liefern. In Verbindung mit der positiven Seite liefert ein Weg 304 auch die negative Seite (d. h. LOX-Signal) des Differenzsignals in dem phasenmodulierten HF-Signal auf Weg 226. Das LO- und LOX-Signal kann durch die Pufferkomponenten 306-1, 306-2, ...306-N empfangen werden, die kollektiv als die Pufferkomponente 306 bezeichnet werden. Die Pufferkomponenten 306-1, 306-2... und 306-N werden jeweils mit dem Satz aus Teilmischerkomponenten 228 verbunden. Die Pufferkomponente 306 regeneriert das Lokaloszillatorsignal, was optimale Antriebsbedingungen für die Teilmischerkomponenten 228 ermöglicht. Die Pufferkomponente 306 kann freigegeben werden durch Freigabeschalterkomponenten 308-1, 308-2, ...308-N, die kollektiv als Freigabeschalterkomponenten 308 bezeichnet werden. Die Freigabeschalterkomponenten 308 werden jeweils mit der jeweiligen Pufferkomponente 306 verbunden. Die Freigabeschalterkomponenten 308 können verwendet werden, um den Teilsatz des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 EIN- und AUS-zuschalten. Die Pufferkomponente 306 kann N Ausgangssignale umfassen, die durch die Wege 310-1, 310-2... und 310-N verlaufen. Die N Ausgangssignale auf den Wegen 310-1, 310-2... und 310-N werden jeweils durch den Satz aus Teilmischerkomponenten 228 empfangen. Der Satz aus Teilmischerkomponenten 228 mischt die N analogen Basisbandsignale mit den entsprechenden N Ausgangssignalen auf den Wegen 310-1, 310-2... und 310-N. Zu diesem Zweck kann die Teilmischerkomponente 228-1 eine erste modulierte Signalausgabe liefern, die Teilmischerkomponente 228-2 kann eine zweite modulierte Signalausgabe liefern usw.
Die erste modulierte Signalausgabe, die zweite modulierte Signalausgabe usw. können durch einen Weg 312 verlaufen und durch eine Addiererkomponente 314 empfangen werden. Die Addiererkomponente 314 kombiniert die erste modulierte Signalausgabe, die zweite modulierte Signalausgabe usw. von Weg 312. Zu diesem Zweck erzeugt die Addiererkomponente 314 ein Ausgangsfrequenzsignal, das ein phasenmoduliertes HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve bei der gegebenen Implementierung umfasst.
Bei einer Implementierung kann die Freigabeschalterkomponente 308-1 die Pufferkomponente 306-1 EIN-schalten, um die Differenzsignale LO und LOX zu liefern, von den Wegen 302 bzw. 304, zu der Teilmischerkomponente 228-1. Die Teilmischerkomponente 228-1 mischt die Differenzsignale LO und LOX mit dem analogen Basisbandsignal von Weg 230-1. Eine Ausgabe der Teilmischerkomponente 228-1 kann die erste modulierte Signalausgabe umfassen, die zu der Ausgabe des Rest des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 addiert wird (d. h. Teilmischerkomponente 228-2, 228-3, ...228-N). Die Summe der Ausgabe (d. h. unter Verwendung der Addiererkomponente 314) des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 kann das phasenmodulierte HF-Signal mit nichtkonstan ter Hüllkurve auf Weg 118 umfassen. Die Teilmischerkomponente 228-1 kann dynamisch deaktiviert bzw. gesperrt werden, für einen Teil des Sende-Bursts, wenn die Teilmischerkomponente 228-1 keine analogen Basisbandsignale aufgrund der Amplitudenmodulation empfängt. Anders ausgedrückt kann das dynamische Schalten der Teilmischerkomponente 228-1 bestimmt werden durch einen momentanen Wert der variierenden Basisbandsignale basierend auf der Amplitudenmodulation.
4 stellt eine exemplarische Implementierung eines Mehrfachbitsatzes der Teil-DAC-Komponenten 220 dar (z. B. 10-Bit, thermometercodierter DAC), um eine lineare Ausgabe mit minimaler Verzerrung und LO-Lecken bei dem Satz aus Teilmischerkomponenten 228 zu erreichen, wie vorangehend beschrieben wurde.
Das digital verarbeitete Basisbandamplitudensignal auf Weg 218 kann durch den Mehrfachbitsatz der Teil-DAC-Komponenten 220 empfangen und in analoge Basisbandsignale umgewandelt werden. Bei einer Implementierung kann der Mehrfachbitsatz der Teil-DAC-Komponenten 220 2¹⁰ – 1 schaltbare Stromquellenzellen umfassen, die EIN-geschaltet werden können, gemäß einer 10-Bit-Digitaleingabe, die das digital verarbeitete Basisbandamplitudensignal von Weg 218 darstellt. Jede DAC-Zelle in dem Mehrfachbitsatz der Teil-DAC-Komponenten 220 kann eine aktive Stromquelle umfassen, die mit Masse verbunden ist, wenn sie nicht aktiviert ist, oder zu dem entsprechenden Weg 230 geschaltet ist (z. B. Weg 230-1, 230-2, ...230-32), wenn sie aktiviert ist.
Bei dem vorliegenden Beispiel umfasst der Mehrfachbitsatz der Teil-DAC-Komponenten 220 2¹⁰ – 1 oder 1.023 DAC-Zellen, die in 2^10/2 Zeilen und Spalten unterteilt und angeordnet sind, d. h. 32 Zeilen mal 32 Spalten. Die Anordnung von 32 Zeilen und 32 Spalten ist in 4 gezeigt. Die 32 Spalten werden als Weg 400-1 für Spalte 1, Weg 400-2 für Spalte 2, ... Weg 400-32 für Spalte 32 bezeichnet; und auf ähnliche Weise werden die 32 Zeilen als Weg 402-1 für Zeile 1, 402-2 für Zeile 2, ..., Weg 402-32 für Zeile 32 bezeichnet. Jede Spalte zeigt 32 DAC-Zellen; jedoch zeigt die erste Spalte (Spalte 1) 31 DAC-Zellen. Bei diesem Beispiel ist die 32. oder letzte DAC-Zelle in der Spalte 1 leer oder „Null” und ist als 404 dargestellt.
Die DAC-Zellen in jeder Spalte sind zusammengruppiert, wobei jede Gruppe als eine Teil-DAC-Komponente bezeichnet werden kann. Da es 32 Spalten gibt, können 32 Gruppen vorhanden sein, was zu den 32 Teil-DAC-Komponenten führt. Die 32 Teil-DAC-Komponenten umfassen Teil-DAC 220-1, Teil-DAC 220-2 bis zu Teil-DAC 220-32. Die DAC-Zellen in jeder Spalte (z. B. Spalten 1, 2, 3, ...32) sind miteinander verbunden, um eine einzelne Ausgangs-Teil-DAC-Komponente zu bilden, wie erwähnt wurde (z. B. Teil-DAC 220-1, 220-2, ...220-32). Die einzelne Ausgangs-Teil-DAC-Komponente kann den Maximalausgangsstrom umfassen, der proportional zu der Größe des Mischers variabler Größe ist, der bei dem Sender mit hohem Gewinnbereich verwendet wird. Der Mehrfachbitsatz der Teil-DAC-Komponenten 220 verarbeitet einen dezimal codierten Wert des digitalen Basisbandamplitudensignals auf Weg 218, der zwischen 0 und 1.023 ist, durch EIN-Schalten der entsprechenden Anzahl von DAC-Zellen zwischen 0 und 1.023. Zum Beispiel kann ein Dezimalcode 100 von einem 10-Bit thermometercodierten Satz der Teil-DAC-Komponenten 220 empfangen werden und in die analogen Basisbandsignale auf Weg 230 umgewandelt werden. Der Dezimalcode 100 kann jeder einzelnen DAC-Zelle der ersten drei Spalten (d. h. 400-1, 400-2 und 400-3) und auch den ersten fünf DAC-Zellen der vierten Spalte (d. h. 400-4) des Mehrfachbitsatzes der Teil-DAC-Komponenten 220 entsprechen. Die entsprechenden DAC-Zellen werden in den EIN-Zustand aktiviert, wodurch die analogen Basisbandsignale auf Weg 230-1, Weg 230-2, Weg 230-3 und Weg 230-4 erzeugt werden, von den vier Teil-DAC-Komponenten (z. B. Teil-DAC 220-1, 220-2, 220-3 und 220-4). Die vier Teil-DAC-Komponenten (z. B. Teil-DAC 220-1, 220-2, 220-3 und 220-4), die ausgegeben werden, können durch die entsprechenden Teilmischerkomponenten empfangen werden (z. B. Teilmischer 228-1, 228-2, 228-3 und 228-4), wie in 4 gezeigt ist, um das phasenmodulierte HF-Signal mit nichtkonstanter Hüllkurve zu erzeugen.
Bei dem soeben beschriebenen Beispiel (d. h. Dezimalcode 100, der durch den Mehrfachbitsatz der Teil-DAC-Komponenten 220 empfangen wird), wenn die Gewinnsteuerungsregulierung erfordert, dass der erste Teilsatz Teilmischer 228-5, 228-6, ...228-N umfasst, dann kann das dynamische Schalten aufgrund der Amplitudenmodulation nur auf den Teilmischern implementiert sein. Die Teilmischer 228-1, 228-2, 228-3 und 228-4 sind in dem zweiten Teilsatz des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 umfasst. Wie oben erörtert wurde, wird der zweite Teilsatz des Satzes aus Teilmischerkomponenten 228 weiter dynamisch geschaltet, wenn keine neue Anpassung durch die Gewinnsteuerungsregelung eingebracht wird.
5 stellt ein exemplarisches, schematisches Diagramm des Teilmischers 228-1 dar, der für eine Modulation in einem Sender implementiert ist. Das schematische Diagramm wurde im Hinblick auf eine der Mischerkomponenten 228 beschrieben und kann elektronische Komponenten umfassen, wie z. B. Transistoren, Stromquellen, eine Spannungsversorgung usw. Das schematische Diagramm sieht vor, eine grundlegende, begriffliche Beschreibung des Teilmischers 228-1 zu liefern und schränkt die Anzahl der Komponenten nicht ein, die in der Mischerkomponente 228 vorhanden sind. Bei der nachfolgenden Beschreibung wurden die Komponenten, die 1–4 gemeinsam sind, durch dieselben Namen und Bezugszeichen bezeichnet.
Bei einer Implementierung kann die Schaltung des Teilmischers 228-1 über eine Differenz-NMOS-Schaltung implementiert sein. Die Differenz-NMOS-Schaltung kann mit der Verwendung von n-Kanal-MOSFETs 500-1, 500-2, ...500-6 realisiert sein, die hierin nachfolgend als NMOS 500-1, NMOS 500-2, ...NMOS 500-6 bezeichnet werden. Ein gemeinsamer Sourceanschluss des NMOS 500-1 und des NMOS 500-2 kann das analoge Basisbandsignal von dem Weg 230-1 empfangen und das Mischen des analogen Basisbandsignals 230-1 mit den Differenzsignalen LO und LOX implementieren, die auf den Wegen 302 bzw. 304 empfangen werden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Differenzeingang zu dem NMOS 500-1 und dem NMOS 500-2 (d. h. LO- und LOX-Signale) eine Pufferkomponente verwenden, wo das Freigabesignal 308-1 angeschlossen sein kann, um den Teilmischer 228-1 EIN- oder AUS-zuschalten.
Der NMOS 500-3 und der NMOS 500-4 können als kreuzgekoppelte Transistoren implementiert sein, um eine Ladungsinjektion durch Gate-zu-Drain-Kapazitäten des NMOS 500-1 bzw. NMOS 500-2 aufzuheben. Ferner können der NMOS 500-5 und der NMOS 500-6 Kaskodentransistoren sein, um die modulierte HF-Signalausgabe zu puffern. Die Sourceanschlüsse des NMOS 500-5 und des NMOS 500-6 können Stromsignale von einer Stromquelle 502-1 und einer Stromquelle 502-2 empfangen, um den NMOS 500-5 und den NMOS 500-6 bei allen Verstärkungen bzw. Gewinnen (Gains) vorgespannt zu lassen. Die Gateanschlüsse des NMOS 500-5 und des NMOS 500-6 werden durch eine Spannung VCASC 504 für eine optimale Operation getrieben. Der Differenzausgangsweg 506-1 und der Weg 506-2 sind mit dem Differenzausgang des Rests des Satzes aus Teilmischerkomponenten verbunden (z. B. Teilmischer 228-2, 228-3, ...,228-N), um eine Ausgangsäquivalenz der größeren Mischerkomponente zu erzeugen, die bei der herkömmlichen Topologie verwendet wird, minus die Verzerrungen und das LO-Lecken.
6 stellt ein exemplarisches Verfahren 600 zum Reduzieren der Verzerrung und des Leckens des lokalen Oszillators (LO) dar. Das exemplarische Verfahren 600 wird Bezug nehmend auf 1–5 beschrieben. Die Reihenfolge, in der das Verfahren beschrieben ist, soll nicht als eine Einschränkung gedacht sein, und jegliche Anzahl der beschriebenen Verfahrensblöcke kann in jeglicher Reihenfolge kombiniert werden, um das Verfahren oder ein alternatives Verfahren zu implementieren. Zusätzlich dazu können individuelle Blöcke aus dem Verfahren gelöscht werden, ohne von dem Wesen und dem Schutzbereich des Gegenstands abzuweichen, der hierin beschrieben ist. Ferner kann das Verfahren in jeder geeigneten Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination derselben implementiert sein, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Bei Block 602 wird das Bestimmen einer Anzahl von Teilmischerkomponenten ausgeführt. Zum Beispiel wird die Anzahl der Teilmischerkomponenten (z. B. Teilmischerkomponenten 228), die verwendet werden soll, basierend auf einem Signalpegel eines Ausgangsfrequenzsignals bestimmt.
Bei Block 604 wird das EIN-Schalten der Anzahl von Teilmischerkomponenten ausgeführt. Bei einer Implementierung wird die Anzahl der Teilmischerkomponenten (z. B. zweiter Teilsatz des Satzes aus Teilmischerkomponenten) EIN-geschaltet, um das Ausgangsfrequenzsignal zu erzeugen.
Bei Block 606 wird das AUS-Schalten des Rests der Teilmischerkomponenten ausgeführt. Zum Beispiel wird der Rest der Teilmischerkomponenten (z. B. erster Teilsatz des Satzes aus Teilmischerkomponenten), der bei Block 604 nicht eingeschaltet wurde, ausgeschaltet.
Schlussfolgerung
Obwohl der Gegenstand in einer Sprache beschrieben wurde, die für strukturelle Merkmale und/oder methodische Handlungen spezifisch ist, wird darauf hingewiesen, dass der Gegenstand, der in den angehängten Ansprüchen definiert ist, nicht notwendigerweise auf die spezifischen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist, die beschrieben sind. Stattdessen sind die spezifischen Merkmale und Handlungen als exemplarische Formen zum Implementieren der Ansprüche offenbart. Zum Beispiel könnten die beschriebenen Systeme als drahtlose Kommunikationsvorrichtungen, Rechenvorrichtungen und andere elektronische Vorrichtungen konfiguriert sein.

Claims

Modulatorkomponente (116), die ein Ausgangsfrequenzsignal erzeugt, die folgende Merkmale aufweist: eine Hochfrequenz-(HF-)Digital-zu-Analog-Wandler-(DAC-)Komponente 220, die ein digital verarbeitetes Basisbandsignal empfängt und umwandelt und ein erstes, analoges Basisbandsignal und ein zweites, analoges Basisbandsignal ausgibt; eine erste Teilmischerkomponente (228-1), die das erste, analoge Basisbandsignal und ein Frequenzsignal moduliert, um ein erstes moduliertes Signal zu erzeugen; eine zweite Teilmischerkomponente (228-2), die das zweite, analoge Basisbandsignal und das Frequenzsignal moduliert, um ein zweites moduliertes Signal zu erzeugen; eine Addiererkomponente (314), die das erste, modulierte Signal und das zweite, modulierte Signal empfängt, und das Ausgangsfrequenzsignal liefert.
Modulatorkomponente gemäß Anspruch 1, bei der die HF-DAC-Komponente (220) mehrere DAC-Zellen umfasst.
Modulatorkomponente (116) gemäß Anspruch 2, bei der die HF-DAC-Komponente (220) die mehreren DAC-Zellen umfasst, die unterteilt sind, um N Teil-DAC-Komponenten zu bilden, die mit N Teilmischerkomponenten verbunden sind.
Modulatorkomponente (116) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die HF-DAC-Komponente (220) das digital verarbeitete Basisbandsignal für eine Amplitudenmodulation empfängt und umwandelt.
Modulatorkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die erste Teilmischerkomponente in der Größe proportional zu einem Maximalpegel des ersten, analogen Basisbandsignals ist.
Modulatorkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die erste Teilmischerkomponente und die zweite Teilmischerkomponente unabhängig EIN- und AUS-geschaltet werden.
Modulatorkomponente (116) gemäß Anspruch 6, bei der das EIN- und AUS-schalten durch eines der Folgenden bestimmt ist: durch den übertragenen Leistungspegel basierend auf dem digital verarbeiteten Basisbandsignal oder durch einen momentanen Wert des ersten analogen Basisbandsignals und des zweiten analogen Basisbandsignals, wobei die analogen Basisbandsignale aufgrund einer Amplitudenmodulation variieren.
Modulatorkomponente (116) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die erste Teilmischerkomponente und die zweite Teilmischerkomponente parallel verbunden sind.
Modulatorkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner Pufferkomponenten aufweist, um ein Lokaloszillatorsignal (LO-Signal) zu den Teilmischerkomponenten zu liefern.
Hochfrequenz-(HF-)Digital-zu-Analog-Wandler-(DAC-)Komponente (220), die folgende Merkmale aufweist: DAC-Zellen, die aktive Stromquellen umfassen; und eine unterteilte DAC-Komponente (Teil-DAC-Komponente) (220-1, 220-2, 220-N), die eine oder mehrere der aktiven Stromquellen umfasst und analoge Basisbandsignale liefert, wobei die HF-DAC-Komponente (220) ein Modulationssignal ausgibt, das die analogen Basisbandsignale umfasst.
HF-DAC-Komponente (220) gemäß Anspruch 10, bei der die DAC-Zellen digital verarbeitete Basisbandsignale empfangen und in die analogen Basisbandsignale umwandeln.
HF-DAC-Komponente (220) gemäß Anspruch 11, bei der die DAC-Zellen die digital verarbeiteten Basisbandsignale für eine Amplitudenmodulation empfangen.
HF-DAC-Komponente (220) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die DAC-Zellen unterteilt sind, um N Teil-DAC-Komponenten (220-1, 220-2, ..., 220-N) zu bilden.
HF-DAC-Komponente (220) gemäß Anspruch 13, bei der die DAC-Zellen die N Teil-DAC-Komponenten umfassen, die die analogen Basisbandsignale zu den N Teilmischerkomponenten (228-1, 228-2, ..., 228-N) liefern.
HF-DAC-Komponente (220) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, bei der die DAC-Zellen mit Masse verbunden sind, wenn sie nicht aktiviert sind.
Verfahren zum Reduzieren des Leckens des Lokaloszillators (LO) bei einem Modulator, der ein Ausgangsfrequenzsignal erzeugt und einen Satz aus Teilmischerkomponenten (228-1, 228-2, ..., 228-N) aufweist, das folgende Schritte aufweist: Bestimmen (602) einer Anzahl von Teilmischerkomponenten, die verwendet werden sollen, basierend auf einem Signalpegel des Ausgangsfrequenzsignals; EIN-Schalten (604) der Anzahl von Teilmischerkomponenten (228-1, 228-2, ..., 228-N), die verwendet werden sollen; und AUS-Schalten (606) der verbleibenden Teilmischerkomponenten in dem Satz aus Teilmischerkomponenten (228-1, 228-2, ..., 228-N).
Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem die Anzahl von Teilmischerkomponenten (228-1, 228-2, ..., 228-N) basierend auf der Gewinnregelung des Ausgangsfrequenzsignals bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, bei dem die Anzahl der Teilmischerkomponenten (228-1, 228-2, ..., 228-N) basierend auf der Amplitudenmodulation des Ausgangsfrequenzsignals bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem individuelle Teilmischerkomponenten in dem Satz aus Teilmischerkomponenten (228-1, 228-2, ..., 228-N) in der Größe proportional zu einem Maximalpegel der analogen Basisbandsignale sind, die durch die individuellen Teilmischerkomponenten empfangen werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, das ferner eine Pufferkomponente aufweist, die LO-Signale zu einem Satz aus Teilmischerkomponenten liefert.