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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Schaltungen und Verstärker und gemäß speziellen Ausführungsformen ein System und ein Verfahren für einen rauscharmen Verstärker (LNA).
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Elektronische Vorrichtungen, die mit Drahtloskommunikationssystemen verwendet werden, wie Mobiltelefone, GPS-Empfänger und WiFi-fähige Notebook- und Tablett-Computer, enthalten im Allgemeinen Signalverarbeitungssysteme, die Schnittstellen zur analogen Welt aufweisen. Diese Schnittstellen können Drahtleitungs- und drahtlose Empfänger aufweisen, welche die ausgesendete Leistung empfangen und die empfangene Leistung in ein Analog- oder Digitalsignal umwandeln, das unter Verwendung analoger oder digitaler Signalverarbeitungstechniken demoduliert werden kann. Eine typische drahtlose Empfängerarchitektur umfasst einen rauscharmen Verstärker (LNA), der die sehr kleinen Signale verstärkt, die von einer Antenne empfangen werden können, diese kleinen Signale verstärkt und ein verstärktes Signal zu späteren Verstärkungs- und/oder Signalverarbeitungsstufen überträgt. Durch Bereitstellen der Verstärkung am LNA werden anschließende Verstärkungsverarbeitungsstufen rauschunempfindlich gemacht, wodurch eine niedrigere Systemrauschzahl ermöglicht wird.
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Eine LNA-Schaltung enthält im Allgemeinen wenigstens einen Transistor und ein Eingangsanpassungsnetz. Der Zweck des Eingangsanpassungsnetzes, das aus einer oder mehreren passiven Vorrichtungen in der Art von Induktoren und Kondensatoren bestehen kann, besteht darin, eine Impedanzanpassung und/oder eine Rauschanpassung für eine vorhergehende Stufe in der Art einer Antenne, eines Filters, eines HF-Schalters oder einer anderen Schaltung bereitzustellen. LNA-Implementationen können auch ein Ausgangsanpassungsnetz, ein Vorspannungsnetz und andere Schaltungsstrukturen in der Art eines Kaskodentransistors umfassen.
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Weil drahtlose HF-Vorrichtungen in weiteren Umgebungen mit stärker variierenden Spezifikationen verwendet werden, ist der Signalweg vom Antennensystem zur Verarbeitungsschaltung von zunehmender Wichtigkeit. Insbesondere präsentieren die Anordnung und Verwendung von LNA in solchen variierenden und anspruchsvollen Systemen verschiedene Herausforderungen. Unter anderem können herausfordernde Aspekte des Entwurfs moderner drahtloser HF-Vorrichtungen das Verringern der Abschwächungswirkungen, das Verringern der Rauschempfindlichkeit, das Verringern von Kosten, das Verringern der Entwurfszeit und der Entwurfsherausforderungen und das Erhöhen der Systemdatenraten umfassen. Diese Herausforderungen, die häufig in Konflikt stehen oder einander ausschließen, präsentieren Gelegenheiten für verbesserte LNA-Schaltungen und Systemkonfigurationen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein rauscharmer Verstärker (LNA) mehrere getrennte Eingangsanschlüsse, mehrere Transistoren und ein Ausgangsnetz, das mit einem ersten Referenzanschluss und einem einzigen Ausgang des LNAs gekoppelt ist. Jeder Transistor umfasst einen Leitungspfad und einen Steueranschluss, der mit einem der mehreren getrennten Eingangsanschlüsse gekoppelt ist. Das Ausgangsnetz ist auch mit dem Leitungspfad von jedem der mehreren Transistoren gekoppelt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst der LNA mehrere Gegenkopplungselemente und ist jedes Gegenkopplungselement zwischen den Leitungspfad eines Transistors von den mehreren Transistoren und einen zweiten Referenzanschluss geschaltet. Der LNA kann auch ein Gegenkopplungselement umfassen, das zwischen den Leitungspfad jedes Transistors von den mehreren Transistoren und einen zweiten Referenzanschluss geschaltet ist. Gemäß einigen Ausführungsformen ist das Gegenkopplungselement ein Induktor.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Ausgangsnetz einen LC-Tank. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Ausgangsnetz eine komplexe Impedanz, die im Wesentlichen an eine mit dem einzigen Ausgang des LNAs gekoppelte Impedanz angepasst ist. Das Ausgangsnetz kann eine erste Impedanz innerhalb des Bands und eine zweite Impedanz außerhalb des Bands aufweisen. Die zweite Impedanz ist größer als die erste Impedanz. Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Impedanz im Wesentlichen an eine mit dem einzigen Ausgang des LNAs gekoppelte Impedanz angepasst. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst der LNA auch ein Vorspannungsnetz, das mit dem Steueranschluss jedes der mehreren Transistoren gekoppelt ist. Das Vorspannungsnetz ist dafür ausgelegt, jeweils nur einen der mehreren Transistoren zu aktivieren.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst eine Bank rauscharmer Verstärker (LNA) einen ersten LNA und einen zweiten LNA. Der erste LNA umfasst einen ersten Transistor mit einem Steueranschluss, der mit einem ersten Eingang der LNA-Bank gekoppelt ist, und ein erstes Ausgangsnetz, das mit einem Leitungspfad des ersten Transistors und einem Ausgang der LNA-Bank gekoppelt ist. Das erste Ausgangsnetz ist so ausgelegt, dass es einen ersten Typ einer Ausgangsimpedanz in einem ersten Frequenzband und einen zweiten Typ einer Ausgangsimpedanz außerhalb des ersten Frequenzbands aufweist. Der zweite LNA umfasst einen zweiten Transistor mit einem Steueranschluss, der mit einem zweiten Eingang der LNA-Bank gekoppelt ist, und ein zweites Ausgangsnetz, das mit einem Leitungspfad des zweiten Transistors und dem Ausgang der LNA-Bank gekoppelt ist. Das zweite Ausgangsnetz ist so ausgelegt, dass es den ersten Ausgangsimpedanztyp in einem zweiten Frequenzband und den zweiten Ausgangsimpedanztyp außerhalb des zweiten Frequenzbands aufweist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das erste Ausgangsnetz einen ersten LC-Tank und umfasst das zweite Ausgangsnetz einen zweiten LC-Tank. Die LNA-Bank kann auch einen dritten LNA mit einem dritten Transistor, der einen mit einem dritten Eingang der LNA-Bank gekoppelten Steueranschluss umfasst, und ein drittes Ausgangsnetz, das mit einem Leitungspfad des dritten Transistors und dem Ausgang der LNA-Bank gekoppelt ist, umfassen. Das dritte Ausgangsnetz ist so ausgelegt, dass es den ersten Ausgangsimpedanztyp in einem dritten Frequenzband und den zweiten Ausgangsimpedanztyp außerhalb des dritten Frequenzbands aufweist. Gemäß einigen Ausführungsformen ist das erste Frequenzband ein Niederband, ist das zweite Frequenzband ein Mittelband und ist das dritte Frequenzband ein Hochband. Die LNA-Bank kann auch ein erstes Gegenkopplungselement, das mit dem Leitungspfad des ersten Transistors gekoppelt ist, ein zweites Gegenkopplungselement, das mit dem Leitungspfad des zweiten Transistors gekoppelt ist, und ein drittes Gegenkopplungselement, das mit dem Leitungspfad des dritten Transistors gekoppelt ist, umfassen. Das erste, das zweite und das dritte Gegenkopplungselement können jeweils einen Induktor umfassen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfassen der erste oder der zweite Transistor mehrere Transistoren, wobei jeder Transistor Steueranschlüsse, die mit mehreren getrennten Eingängen der LNA-Bank gekoppelt sind, und Leitungspfade, die mit dem jeweiligen ersten oder zweiten Ausgangsnetz gekoppelt sind, umfasst. Gemäß einigen Ausführungsformen ist der erste Ausgangsimpedanztyp in jeweiligen Frequenzbändern im Wesentlichen an eine mit dem Ausgang der LNA-Bank gekoppelte Impedanz angepasst und ist der zweite Ausgangsimpedanztyp in jeweiligen Frequenzbändern höher als der erste Ausgangsimpedanztyp. Gemäß speziellen Ausführungsformen ist der erste Ausgangsimpedanztyp in jeweiligen Frequenzbändern 50 Ω und ist der zweite Ausgangsimpedanztyp in jeweiligen Frequenzbändern höher als 200 Ω.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren Folgendes: Empfangen eines ersten Signals an einem Eingang eines ersten rauscharmen Verstärkers (LNA), Empfangen eines zweiten Signals an einem Eingang eines zweiten LNAs, Verstärken des ersten Signals am ersten LNA und Verstärken des zweiten Signals am zweiten LNA, Multiplexieren des ersten und des zweiten Signals an einer geteilten Ausgangsleitung des ersten LNAs und des zweiten LNAs und Zuführen des ersten und des zweiten Signals zu einer Verarbeitungsschaltung auf einer einzigen mit dem geteilten Ausgang gekoppelten Kopplungsleitung.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden der erste LNA, der zweite LNA und die geteilte Ausgangsleitung auf einem einzigen Halbleitereinzelchip gebildet. Das Empfangen des ersten Signals und das Empfangen des zweiten Signals können gleichzeitig ausgeführt werden, und das erste und das zweite Signal können der Verarbeitungsschaltung gleichzeitig zugeführt werden. Gemäß einigen Ausführungsformen werden beim Empfangen des ersten und des zweiten Signals das erste und das zweite Signal von einer Filterbank empfangen, die mit einer Antennenschaltung gekoppelt ist. Die Filterbank, der erste LNA und der zweite LNA können nahe beieinander auf demselben Chip proportional zur Größe des Chips angeordnet werden. Gemäß einigen spezifischen Ausführungsformen umfasst das Anordnen in der Nähe das unmittelbar angrenzende Anordnen auf demselben Chip. Gemäß anderen Ausführungsformen umfasst das Anordnen in der Nähe das Anordnen innerhalb 10 % der längsten Abmessung des Chips. Ferner kann die einzige Kopplungsleitung ein Koaxialkabel sein und kann die Verarbeitungsschaltung auf demselben Chip fern von der Antennenschaltung, der Filterbank, dem ersten LNA und dem zweiten LNA angeordnet sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Drahtlossystem ein Antennensystem, eine Filterbank, die mit dem Antennensystem gekoppelt ist, und eine Bank rauscharmer Verstärker (LNA-Bank), die mit der Filterbank gekoppelt ist. Die Filterbank umfasst mehrere Filter, und jedes der mehreren Filter ist mit dem Antennensystem gekoppelt. Die LNA-Bank umfasst mehrere LNA, die mit den mehreren Filtern und einem einzigen Ausgang der LNA-Bank gekoppelt sind. Der einzige Ausgang der LNA-Bank ist dafür ausgelegt, mit einer Verarbeitungsschaltung gekoppelt zu werden, die sich elektrisch fern von der LNA-Bank befindet. Das Antennensystem befindet sich innerhalb eines ersten Abstands von der Filterbank, die LNA-Bank befindet sich innerhalb des ersten Abstands von der Filterbank, und die LNA-Bank ist so ausgelegt, dass sie sich innerhalb eines zweiten Abstands von der Verarbeitungsschaltung befindet.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der zweite Abstand größer oder gleich dem 5-Fachen des ersten Abstands. Das Drahtlossystem kann auch einen Antennenschalter umfassen, der zwischen das Antennensystem und die Filterbank geschaltet ist. Der Antennenschalter umfasst mehrere Schalterausgänge, und jeder der mehreren Schalterausgänge ist mit einem der mehreren Filter gekoppelt. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Drahtlossystem eine auf einer einzigen Leiterplatte angeordnete Mobilkommunikationsvorrichtung. Gemäß einer solchen Ausführungsform ist der Antennenschalter unmittelbar angrenzend an die Filterbank angeordnet und ist die Filterbank unmittelbar angrenzend an die LNA-Bank angeordnet. Einige Ausführungsformen umfassen die Verarbeitungsschaltung. Der einzige Ausgang der LNA-Bank kann durch ein Koaxialkabel mit der Verarbeitungsschaltung gekoppelt sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst die LNA-Bank auch eine Vorspannungsschaltung, die zwischen die mehreren Filter und die mehreren LNA geschaltet ist. Die Vorspannungsschaltung ist so ausgelegt, dass sie jeweils nur eine einzige der mehreren LNA aktiviert. Die LNA-Bank kann auch ein Anpassungsnetz umfassen, das zwischen die mehreren LNA und den einzigen Ausgang der LNA-Bank geschaltet ist. Das Anpassungsnetz umfasst mehrere LC-Tanks, die mit den mehreren LNA gekoppelt sind, und jeder der mehreren LC-Tanks ist so ausgelegt, dass er in einem spezifischen Frequenzband mit der Ausgangsimpedanz übereinstimmt, die am einzigen Ausgang der LNA-Bank auftritt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Drahtlossystem ein Antennensystem, eine Bank rauscharmer Verstärker (LNA-Bank), die mit dem Antennensystem gekoppelt ist, und eine Verarbeitungsschaltung, die über ein Koaxialkabel mit dem einzigen Ausgang der LNA-Bank gekoppelt ist. Die LNA-Bank umfasst mehrere LNA, die mit einem einzigen Ausgang der LNA-Bank gekoppelt sind und auf einem einzigen Halbleitereinzelchip gebildet sind. Die LNA-Bank befindet sich innerhalb eines ersten Abstands vom Antennensystem, und die Verarbeitungsschaltung befindet sich außerhalb eines zweiten Abstands, der wenigstens 10 Mal größer ist als der erste Abstand. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen beträgt der erste Abstand 1 mm und beträgt der zweite Abstand 70 mm.
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Gemäß Ausführungsformen der Erfindung können Vorteile eine niedrige Abschwächung zwischen Signalquellen und Verarbeitungsschaltungen infolge einer verbesserten LNA-Anordnung in der Nähe der Signalquelle umfassen. Andere Vorteile können einen verringerten Routing-Aufwand für das Layout und den Entwurf einer gedruckten Leiterplatte (PCB) infolge des Diplexierens und Multiplexierens von Ausgängen für LNA umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann infolge des geringeren Routing-Aufwands eine kleinere PCB verwendet werden. Weitere Vorteile umfassen eine verringerte Rauschzahl und eine höhere Empfindlichkeit gemäß einigen Ausführungsformen.
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Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die folgenden Beschreibungen in Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung Bezug genommen. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Systems,
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2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Drahtlossystems,
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3 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen rauscharmen Verstärkers,
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4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines rauscharmen Verstärkersystems,
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die 5a und 5b schematische Ansichten von Ausführungsformen von rauscharmen Verstärkersystemen,
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6 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines rauscharmen Verstärkersystems,
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7 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines rauscharmen Verstärkersystems,
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8 eine detailliertere schematische Ansicht eines rauscharmen Verstärkersystems,
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9 ein detaillierteres Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Drahtlossystems,
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10 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Drahtlossystems und
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11 ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform eines Drahtlossystems.
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Entsprechende Zahlen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehen sich im Allgemeinen auf entsprechende Teile, sofern nichts anderes angegeben ist. Die Figuren sind gezeichnet, um die relevanten Aspekte der Ausführungsformen klar zu veranschaulichen, und sie sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet.
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Die Herstellung und Verwendung verschiedener Ausführungsformen werden nachstehend detailliert erörtert. Es ist jedoch zu verstehen, dass die verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen in einer breiten Vielfalt spezifischer Zusammenhänge anwendbar sind. Die spezifischen erörterten Ausführungsformen dienen lediglich der Erläuterung spezifischer Arten zur Herstellung und Verwendung verschiedener Ausführungsformen und sollten nicht als in einem einschränkenden Sinne ausgelegt werden.
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Die Beschreibung erfolgt mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen in einem spezifischen Zusammenhang, nämlich Drahtlossysteme und insbesondere rauscharme Verstärker (LNA) in Antennensystemen. Einige der verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen umfassen Antennensysteme für die Mobilkommunikation, Mehrband-Kommunikationssysteme, Verstärkerschaltungen, LNA-Schaltungen, LNA-Schaltungen mit Anpassungsnetzen und Gegenkopplungselementen und in der Nähe von Antennensystemen und fern von Verarbeitungsschaltungen angeordnete LNA. Gemäß anderen Ausführungsformen können Aspekte auch auf andere Anwendungen angewendet werden, die einen beliebigen Typ von Kommunikationssystem oder Verstärker gemäß einer auf dem Fachgebiet bekannten Art einschließen.
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Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen ist eine LNA-Bank offenbart, die mehrere mit einer Filterbank gekoppelte LNAs umfasst. Die Filterbank ist mit einem Antennenschalter gekoppelt, und der Antennenschalter ist mit einem Antennensystem gekoppelt. Der Antennenschalter, die Filterbank und die LNA-Bank sind nahe beieinander hintereinander geschaltet, um die Abschwächung zwischen den Schaltungen zu verringern. Die LNA-Bank ist über ein einziges Koaxialkabel mit einem HF-Chipsatz gekoppelt, und der HF-Chipsatz kann ferner von der LNA-Bank angeordnet sein als die LNA-Bank von den anderen Komponenten angeordnet ist. Gemäß einigen Ausführungsformen können die LNA in der LNA-Bank nur einen einzigen LNA aufweisen, der zu einer gegebenen Zeit aktiviert oder ausgewählt ist. Gemäß anderen Ausführungsformen können mehrere LNA in der LNA-Bank gleichzeitig aktiviert oder ausgewählt sein. Gemäß diesen Ausführungsformen umfasst die LNA-Bank ein Anpassungsnetz.
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Drahtlossystems 100 mit einem Antennensystem 102, einem Diplexer 104, einem Antennenschalter 106, einer Filterbank 108, einer LNA-Bank 110 und einem HF-Chipsatz 112. Gemäß dem Stand der Technik empfängt das Antennensystem 102 Signale in verschiedenen Frequenzbändern in der Art eines Niederbands (LB), eines Mittelbands (MB) oder eines Hochbands (HB) und multiplexiert die Signale am Diplexer 104, bevor es die Signale durch ein Koaxialkabel 114 zum Antennenschalter 106 übermittelt. Der Antennenschalter 106 wählt eine Schalterkopplung, um ein spezifisches Filter 1–n in der Filterbank 108 zuzuführen. Das spezifische Filter 1–n filtert und wählt ein spezifisches Frequenzband und führt die gefilterten Signale einem LNA 1–n in der LNA-Bank 110 zu. Der spezifische LNA 1–n führt verstärkte Signale dem HF-Chipsatz 112 zu, wo eine Weiterverarbeitung ausgeführt werden kann.
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Wie im Hintergrund kurz beschrieben, sind in elektronischen Systemen in der Art des Drahtlossystems 100 Abschwächungen und Rauschen relevant. Eine Erhöhung des physikalischen Abstands zwischen jeder der Komponenten 102–112 kann die Abschwächung zwischen den jeweiligen Stufen erhöhen, wodurch das Rauschverhalten des Systems beeinträchtigt wird. Insbesondere kann das zwischen das Antennensystem 102 und den Antennenschalter 104 gekoppelte Koaxialkabel 114 eine erhebliche Abschwächung hervorrufen. Demgemäß umfassen hier beschriebene Ausführungsformen ein Drahtlossystem mit einem Antennenschalter, einer Filterbank und einer LNA-Bank, die in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind und dafür ausgelegt sind, durch Abschwächungen weniger beeinflusst zu werden und weniger rauschempfindlich zu sein. Ausführungsformen von Drahtlossystemen können ein Antennensystem mit mehreren Antennen umfassen, die eingerichtet sind, um den Signalempfang zu erhöhen. Diese Antennen können ferner vom HF-Chipsatz angeordnet sein und durch ein Koaxialkabel gekoppelt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen erfolgt eine Verstärkung in einer LNA-Bank in unmittelbarer Nähe zum Antennenschalter und vor dem Koaxialkabel im Signalweg der kaskadierten Schaltung. Demgemäß erfolgt eine Verstärkung, bevor eine erheblichere Abschwächung geschieht und die Gesamtrauschzahl verringert wird.
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2 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Drahtlossystems 120, worin die vorstehend erwähnten Aspekte veranschaulicht sind, und es umfasst ein Antennensystem 122, einen Antennenschalter 124, eine Filterbank 126, eine LNA-Bank 128 und einen HF-Chipsatz 132. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind der Antennenschalter 124, die Filterbank 126 und die LNA-Bank 128 in unmittelbarer Nähe zu einem Paket 134 angeordnet, und das Antennensystem 122 kann auch in unmittelbarer Nähe oder weiter entfernt angeordnet sein. Gemäß einigen Ausführungsformen sind der Antennenschalter 124, die Filterbank 126 und die LNA-Bank 128 unmittelbar benachbart zueinander angeordnet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der HF-Chipsatz 132 weiter entfernt von der LNA-Bank 128 angeordnet und über ein Koaxialkabel 130 mit der LNA-Bank 128 gekoppelt. Gemäß spezifischen Ausführungsformen kann das Antennensystem 122 einen Diplexer und eine Antenne umfassen, die dafür ausgelegt ist, Niederband-(LB)- und Mittelband-(MB)-Signale zu senden oder zu empfangen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Antennensystem 122 eine getrennte Hochband-(HB)-Antenne oder eine getrennte Niederband-(LB)-Antenne umfassen. Das Antennensystem 122 kann auch eine kombinierte Mittelband- und Hochband-MB/HB-Antenne ohne einen Diplexer umfassen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden Signale am Antennensystem 122 empfangen. Diese Signale können mehrere Frequenzbänder umfassen. Beispielsweise können die Signale ein Niederband (LB) von 700–900 MHz, ein Mittelband (MB) von 1,8–2,4 GHz und ein Hochband (HB) von 2,5–3,5 GHz umfassen. Andere Ausführungsformen können mehr oder weniger Bänder umfassen, wie nachstehend erklärt wird, und die Bänder können über verschiedene Frequenzbereiche reichen. Der Antennenschalter 124 wird gesteuert, um spezifische Schalterkonfigurationen auszuwählen und die Signale mit spezifischen Filtern von den Filtern 1–n in der Filterbank 126 zu koppeln. Die LNA-Bank 128 empfängt die gefilterten Signale mit ausgewählten Frequenzbändern von den spezifischen Filtern in der Filterbank 126 an entsprechenden LNA von den LNA 1–m in der LNA-Bank 128. Ferner werden die empfangenen Signale an der LNA-Bank 128 multiplexiert und über das Koaxialkabel 130 an einem einzigen Ausgang dem HF-Chipsatz 132 bereitgestellt.
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Abhängig von den Systemanforderungen oder der Verwendungsumgebung umfassen verschiedene Ausführungsformen zahlreiche Variationen. Beispielsweise kann das Antennensystem 122 mehrere Antennen umfassen. Gemäß anderen Ausführungsformen umfasst das Antennensystem 122 eine einzige Antenne. Das Antennensystem 122 kann eine einzige abstimmbare Antenne oder mehrere abstimmbare Antennen umfassen, wobei jede abstimmbare Antenne gesteuert wird, um spezifische Frequenzbänder zu senden und zu empfangen. Der Antennenschalter 124 kann eine beliebige Anzahl von Schaltern umfassen. Wie gezeigt, umfasst der Antennenschalter 124 zwei einpolige Schalter mit n Schalterpositionen, es ist jedoch jede beliebige Konfiguration möglich. Die Filterbank 126 umfasst n Filter eines beliebigen Typs in der Art passiver oder aktiver Filter für irgendeinen Typ einer Bandfilterung (Tiefpass, Bandpass oder Hochpass). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann n von 1 bis zu einer beliebigen Zahl reichen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst die LNA-Bank 128 m LNAs, die mit Filtern 1–n in der Filterbank 126 und mit dem Koaxialkabel 130 gekoppelt sind. Die Anzahl m von LNAs in der LNA-Bank 128 kann die gleiche sein wie die Anzahl n der Filter in der Filterbank 126 oder eine andere Anzahl sein. Ein LNA in der LNA-Bank 128 kann Eingaben von einem einzigen Filter oder von mehreren Filtern gemeinsam empfangen. Die Ausgaben der LNAs 1–m in der LNA-Bank 128 werden am einzigen Ausgang multiplexiert und mit dem Koaxialkabel 130 gekoppelt, um zum HF-Chipsatz 132 übermittelt zu werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere LNA-Bänke miteinander kombiniert werden und mehrere Koaxialverbindungen zwischen den HF-Chipsatz 132 und die verschiedenen LNA-Bänke geschaltet werden. Gemäß diesen Ausführungsformen umfassen jede LNA-Bank mehrere an einem einzigen Ausgang multiplexierte LNAs. Gemäß einigen Ausführungsformen kann nur ein einziger LNA in der LNA-Bank 128 zu einer gegebenen Zeit aktiviert oder ausgewählt werden. Gemäß anderen Ausführungsformen können mehrere LNAs zu einer gegebenen Zeit ausgewählt oder aktiviert werden, und die Signale können am Ausgang multiplexiert werden. Im Allgemeinen werden andere Typen von LNA-Ausführungsformen für die Multiplexierung als für andere Ausführungsformen verwendet, wie nachstehend mit Bezug auf die anderen Figuren beschrieben wird.
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Es können nicht dargestellte zusätzliche Komponenten in das Drahtlossystem 120 aufgenommen werden, wie zusätzliche Kommunikationssysteme, Diplexer, Multiplexer, allein stehende Filter und Verarbeitungsschaltungen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist das Drahtlossystem 120 auf dem Gehäuse 134 ausgebildet, das ein beliebiger Systemtyp sein kann. Beispielsweise kann das Paket 134 eine gedruckte Leiterplatte (PCB) in einer mobilen Vorrichtung in der Art eines Mobiltelefons oder eines Tablett-Computers sein.
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Die Anordnung von Komponenten, einschließlich des Antennensystems 122, des Antennenschalters 124, der Filterbank 126 oder der LNA-Bank 128 dicht beieinander umfasst verschiedene Konfigurationen gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Gemäß einigen Ausführungsformen sind die Komponenten unmittelbar angrenzend zueinander angeordnet oder kann das Antennensystem 122 weiter entfernt sein und sind der Antennenschalter 124, die Filterbank 126 und die LNA-Bank 128 unmittelbar benachbart zueinander angeordnet. Insbesondere können der Antennenschalter 124, die Filterbank 126 und die LNA-Bank 128 auf dem Paket 134 weniger als 1 mm getrennt angeordnet sein, während der HF-Chipsatz 132 mehr als 70 mm von der LNA-Bank 128 entfernt angeordnet sein kann. Alternativ kann das Verhältnis zwischen den Abständen relevant sein, so dass das Verhältnis zwischen den Abständen zwischen der LNA-Bank 128, der Filterbank 126 und dem Antennenschalter 124 und dem Abstand zwischen der LNA-Bank 128 und dem HF-Chipsatz 132 kleiner als 1:2 ist. Gemäß spezielleren Ausführungsformen ist das Verhältnis kleiner oder gleich 1:10. Das heißt, dass der HF-Chipsatz 132 wenigstens zehn Mal weiter von der LNA-Bank 128 entfernt ist als die Filterbank 126 von der LNA-Bank 128 oder dem Antennenschalter 124. Gemäß anderen Ausführungsformen sind die Komponenten einschließlich des Antennenschalters 124, der Filterbank 126 oder der LNA-Bank 128 so angeordnet, dass weniger als 10 % der Hauptabmessung des Drahtlossystems 120 zwischen zwei Komponenten liegt. Beispielsweise kann das Drahtlossystem 120 ein Mobiltelefon mit einer langen Seite von 5 Zoll (12,7 cm) sein, wobei die Komponenten so angeordnet sind, dass sich weniger als 0,5 Zoll (1,27 cm) zwischen zwei Komponenten befinden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Antennensystem 122 auch unmittelbar angrenzend an den Antennenschalter 124 angeordnet sein wie weniger als 10 % der Hauptabmessung des Drahtlossystems 120 oder mit einem Verhältnis von weniger als 1:2 verglichen mit dem Abstand zwischen der LNA-Bank 128 und dem HF-Chipsatz 132. Verschiedene LNAs werden mit Bezug auf die 3–8 beschrieben.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines herkömmlichen rauscharmen Verstärkers (LNA) 140, einschließlich eines verstärkenden Elements 142, eines Gegenkopplungselements 144 und eines Ausgangstanks 146. Das verstärkende Element 142 ist mit einem LNA-Eingang 148 verbunden und stellt einen Strompfad zum Ausgangstank 146 bereit, der einen Ausgang 150 bereitstellt. Wie gezeigt ist, ist das verstärkende Element 142 ein bipolarer Sperrschichttransistor (BJT), umfasst der Ausgangstank einen Induktor und zwei Kondensatoren und ist das Gegenkopplungselement 144 ein Induktor.
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4 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines rauscharmen Verstärkersystems (LNA-Systems) 160 mit Verstärkern 162, 164 und 166, einem Gegenkopplungselement 168, einem Anpassungsnetz 170 und einer Vorspannungsschaltung 178. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen arbeitet das LNA-System 160 als drei LNA mit drei getrennten Eingängen 172, 174 und 176. Jeder der Eingänge 172, 174 und 176 empfängt ein Signal von einer Antenne oder einem Filter, wie mit Bezug auf die anderen Figuren erörtert. Die Signale werden durch die Verstärker 162, 164 und 166 verstärkt und durch das Anpassungsnetz 170 an einem Ausgang 175 als Ausgangssignale bereitgestellt. Das Anpassungsnetz 170 kann eine Impedanzanpassung am Ausgang 175 bereitstellen, das Gegenkopplungselement 168 kann die Linearität der Verstärker 162, 164 oder 166 erhöhen und ihre Verstärkung einstellen, und die Vorspannungsschaltung 178 wählt die Verstärker 162, 164 oder 166 aus oder aktiviert sie. Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Anpassungsnetz 170 mehrere mit den Verstärkern 162, 164 oder 166 gekoppelte Blöcke für die Impedanzanpassung in spezifischen Frequenzbändern umfassen. Ebenso kann das Gegenkopplungselement 168 mehrere Gegenkopplungselemente umfassen, die mit den Verstärkern 162, 164 und 166 gekoppelt sind, wie beispielsweise Induktoren. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Vorspannungsschaltung 178 nur einen einzigen Verstärker 162, 164 oder 166 zu einer gegebenen Zeit auswählen oder aktivieren. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Vorspannungsschaltung 178 mehrere Verstärker zu einer gegebenen Zeit auswählen oder aktivieren. Spezifische Ausführungsformen werden mit Bezug auf die 5–8 erklärt.
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Die 5a und 5b zeigen schematische Ansichten von Ausführungsformen von rauscharmen Verstärkersystemen (LNA-Systemen) 180 und 181, die jeweils einen Ausgangstank, n Verstärker und ein Gegenkopplungselement umfassen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das in 5a dargestellte LNA-System 180 bipolare Sperrschichttransistoren (BJT) 1–n, die an einem Steueranschluss durch Eingänge 182a–182n gesteuert werden, die mit einem Antennensystem oder einer Filterbank gekoppelt werden können, wie mit Bezug auf die anderen Figuren beschrieben. Beim LNA-System 180 ist der Leitungspfad jedes BJT 1–n mit einem jeweiligen individuellen Gegenkopplungselement 184a–184n gekoppelt, das auch mit einem Referenzanschluss in der Art der Masse gekoppelt ist. Jedes Gegenkopplungselement 184a–184n kann beispielsweise ein Induktor sein oder andere Komponenten umfassen. Jeder BJT 1–n ist auch mit einem Ausgangstank gekoppelt, der mit einem Versorgungsanschluss in der Art von VCC gekoppelt ist und einen Induktor 186 und Kondensatoren 187 und 188 umfasst, wobei ein Ausgang 190 zwischen die Kondensatoren 186 und 187 geschaltet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Ausgangstank in anderen Konfigurationstypen mit einer beliebigen Zahl von Induktoren, Kondensatoren oder Widerständen implementiert werden. Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Ausgangstank kein LC-Tank, sondern kann einen anderen Typ eines Ausgangsnetzes umfassen, das induktiv, resistiv, kapazitiv oder eine Kombination davon ist. Gemäß einer Ausführungsform kann beim LNA-System 180 jeweils nur einer der Transistoren 1–n ausgewählt oder aktiviert werden, was durch eine mit dem Eingang 182a–182n gekoppelte Vorspannungsschaltung gesteuert werden kann, wie die Vorspannungsschaltung 178.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das in 5b dargestellte LNA-System 181 BJT 1–n, die mit Eingängen 192a–192n gekoppelt sind, einen Ausgangstank mit einem Induktor 196 und Kondensatoren 197 und 198, die mit einem Ausgang 191 gekoppelt sind, und ein einziges Gegenkopplungselement 194, das mit dem Leitungspfad jedes BJTs 1–n gekoppelt ist. Die vorstehende Beschreibung des LNA-Systems 180 gilt auch für das LNA-System 181 mit der Ausnahme, dass das Gegenkopplungselement 194 ein einziges mit jedem BJT 1–n gekoppeltes Element ist.
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6 zeigt eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines rauscharmen Verstärkersystems (LNA-Systems) 200, welches Anpassungsnetze 202, 204 und 206 umfasst, die über Verstärkungselemente mit Eingangsanschlüssen 210a–210n und mit einem Ausgangsanschluss 208 gekoppelt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die Verstärkungselemente BJT 1–n, die Leitungspfade von den Anpassungsnetzen 202, 204 oder 206 über ein Gegenkopplungselement 212a–212n zu einem Referenzanschluss in der Art der Masse, wie dargestellt, umfassen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Anzahl der Transistoren 1–n eine beliebige Anzahl umfassen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst jedes Anpassungsnetz 202, 204 und 206 eine Konfiguration von Kondensatoren und Induktoren, um eine Impedanzanpassung für ein spezifisches Frequenzband auszuführen. Das Anpassungsnetz 202 ist so ausgelegt, dass es eine Tiefpass-(LP)-Impedanz Zin_LP aufweist, welche eine niedrige Impedanz ist, die für niedrige Frequenzen an die mit dem Ausgangsanschluss 208 gekoppelte Impedanz angepasst ist. Beispielsweise kann das Niederband (LB) von 700 bis 900 MHz reichende Frequenzen umfassen. Ähnlich kann das Anpassungsnetz 204 Induktoren und Kondensatoren umfassen, die dafür ausgelegt sind, eine Bandpass-(BP)-Impedanz Zin_BP aufzuweisen, welche eine niedrige Impedanz ist, die für Mittelband-(MB)-Frequenzen an die mit dem Ausgangsanschluss 208 gekoppelte Impedanz angepasst ist. Beispielsweise kann das Mittelband (MB) von 1,8 bis 2,4 GHz reichende Frequenzen umfassen. Ferner kann das Anpassungsnetz 206 Induktoren und Kondensatoren umfassen, die dafür ausgelegt sind, eine Hochpass-(HP)-Impedanz Zin_HP aufzuweisen, welche eine niedrige Impedanz ist, die für hohe Frequenzen an die mit dem Ausgangsanschluss 208 gekoppelte Impedanz angepasst ist. Beispielsweise kann das Hochband (HB) von 2,5 bis 3,5 GHz reichende Frequenzen umfassen. Gemäß anderen Ausführungsformen können das LB, MB und HB größere oder kleinere Frequenzbänder umfassen. Beispielsweise kann das HB oberhalb von 3,5 GHz liegende Frequenzen umfassen.
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Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst das Anpassungsnetz 202 zwei Induktoren und einen Kondensator, die als ein Tiefpassfilter ausgelegt sind, umfasst das Anpassungsnetz 204 zwei Induktoren und zwei Kondensatoren, die als ein Bandpassfilter ausgelegt sind, und umfasst das Anpassungsnetz 206 einen Induktor und zwei Kondensatoren, die als ein Hochpassfilter ausgelegt sind. Wenn jedes Anpassungsnetz 202, 204 oder 206 innerhalb des jeweiligen Frequenzbands LB, MB oder HB liegt, ist die entsprechende Impedanz Zin_LP, Zin_BP oder Zin_HP niedrig und an eine mit dem Ausgangsanschluss 208 gekoppelte Ausgangsleitung angepasst. In Fällen, in denen jedes Anpassungsnetz 202, 204 oder 206 außerhalb des jeweiligen Frequenzbands LB, MB oder HB (d.h. außerhalb des Bands) liegt, ist die entsprechende Impedanz Zin_LP, Zin_BP oder Zin_HP hoch oder liegt in der Nähe eines offenen Schaltkreises. Infolge dieser Konfiguration von LNA können mehrere mit dem Ausgangsanschluss 208 gekoppelte LNA gleichzeitig betrieben werden und können mehrere Signale multiplexiert werden und auf einer einzigen Kopplung, die mit dem Ausgangsanschluss 208 verbunden ist, wie beispielsweise einem Koaxialkabel, übertragen werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jedes Anpassungsnetz 202, 204 oder 206 mehrere Eingänge und mehrere Transistoren umfassen, die wie dargestellt mit einem einzigen Anpassungsnetz gekoppelt sind, beispielsweise mit den Eingängen 210c–210n, die mit Steueranschlüssen der Transistoren 3–n gekoppelt sind, welche Leitungspfade vom Anpassungsnetz 206 zu Referenzanschlüssen über Gegenkopplungselemente 212c–212n umfassen. Gemäß diesen Ausführungsformen können die Transistoren durch Parallelschalten von Transistoren implementiert werden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann nur ein einziger mit jedem Anpassungsnetz gekoppelter Transistor zu einer Zeit aktiviert oder ausgewählt werden. Jede beliebige Konfiguration, wie beispielsweise mit Bezug auf die 5a und 5b in Bezug auf den Transistor und die Gegenkopplungselementkopplung erklärt, kann auf das LNA-System 200 angewendet werden. Die Gegenkopplungselemente 212a–212n können nur einzelne Induktoren umfassen, wie dargestellt. Gemäß anderen Ausführungsformen können die Gegenkopplungselemente 212a–212n eine beliebige andere Kombination von Schaltungselementen umfassen.
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7 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines rauscharmen Verstärkersystems (LNA-Systems) 201 mit Filtern höherer Ordnung in Anpassungsnetzen 222, 224 und 226. Die Beschreibung des LNA-Systems 201 ähnelt der vorstehend mit Bezug auf 6 gegebenen Beschreibung des LNA-Systems 200. Ähnliche Komponenten funktionieren in ähnlicher Weise.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das LNA-System 201 BJT 1–n mit Steueranschlüssen, die mit Eingängen 230a–230n gekoppelt sind, und Leitungspfaden vom Anpassungsnetz 222, 224 oder 226 zu einem Referenzanschluss über Gegenkopplungselemente 232a–232n. Die Anpassungsnetze 222, 224 und 226 umfassen Filter höherer Ordnung als die Anpassungsnetze 202, 204 und 206 in 6. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Anpassungsnetz 222 ein Tiefpassfilter mit drei Induktoren und zwei Kondensatoren, umfasst das Anpassungsnetz 224 ein Bandpassfilter mit vier Induktoren und vier Kondensatoren und umfasst das Anpassungsnetz 226 ein Hochpassfilter mit zwei Induktoren und drei Kondensatoren, wie dargestellt. Die Anpassungsnetze 222, 224 und 226 höherer Ordnung können es ermöglichen, dass die Frequenzbänder LB, MB oder HB klarer definiert werden, indem die Steigung der Verstärkungsdämpfung außerhalb der jeweiligen Frequenzbänder erhöht wird. Andere Ausführungsformen können einen beliebigen Typ einer Anpassungsnetzkonfiguration mit einer beliebigen Anzahl von Schaltungsbestandteilen umfassen.
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8 zeigt eine detailliertere schematische Ansicht eines rauscharmen Verstärkersystems (LNA-Systems) 240 mit einer Vorspannungsschaltung 242, einem Gegenkopplungselement 244, einem Ausgangstank 246 und einem BJT Q1a mit einem Steueranschluss, der mit einem Eingang 252 gekoppelt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Ausgangstank 246, der eine Implementation eines Anpassungsnetzes sein kann, wie hier beschrieben, einen Induktor L1 und einen Kondensator C4, der mit einem Ausgang 250 gekoppelt ist, umfasst das Gegenkopplungselement 244 einen Induktor L2, der mit einer Referenz in der Art der Masse gekoppelt ist, und umfasst die Vorspannungsschaltung 242 Kondensatoren C1–C3, BJT Q2 und Widerstände R1–R4. Der Vorspannungsschaltung 242 wird ein Referenzstrom Iref an einem Eingang 251 zugeführt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind zusätzliche LNA mit dem Ausgang 250 im LNA-System 240 gekoppelt, wie durch den LNA 248 gezeigt, welcher einen Eingang 253, der mit einer Vorspannungsschaltung 243 und einem BJT Q1b gekoppelt ist, sowie einen Gegenkopplungsinduktor L3 umfasst. Andere Konfigurationen von Transistoren, Ausgangstanks, Vorspannungsschaltungen und Gegenkopplungselementen sind vorgesehen, wie hier mit Bezug auf die anderen Figuren beschrieben.
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Das LNA-System 240 kann auch einen Widerstand R5 umfassen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Widerstand R5 ermöglichen, dass eine andere Versorgungsspannung als die Versorgungsspannung VCC intern im LNA-System 240 zugeführt wird. Das LNA-System 240 kann auch Kondensatoren C5 und C6 sowie Diodenstrukturen 254, 260 und 262 sowie BJT 256 und 258 für einen Schutz gegen elektrostatische Entladungen (ESD) und ein Spannungsklemmen umfassen. Gemäß einer spezifischen Ausführungsform hat jede Komponente einen Wert entsprechend den folgenden Bereichen: C1: 5–20 pF, C2: 0–10 pF, C3: 0–10 pF, C4: 0–10 pF, C5: 0–15 pF, C6: 0–10 pF, R1: 10–50 Ω, R2: 100–500 kΩ, R3: 10–50 kΩ, R4: 10–50 kΩ, L1: 0–10 nH, L2: 0–10 nH und L3: 0–10 nH. Gemäß einer spezifischeren Ausführungsform hat jede Komponente einen Wert gemäß dem Folgenden: C1 = 12,8 pF, C2 = 1,8 pF, C3 = 2 pF, C4 = 2,1 pF, C5 = 7,2 pF, C6 = 2,79 pF, R1 = 26,66 Ω, R2 = 310 kΩ, R3 = 20 kΩ, R4 = 20 kΩ, L1 = 5,2 nH, L2 = 1,17 nH und L3 = 1,1 nH. Es sind auch andere Werte für jede Komponente vorgesehen.
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Generell können in allen hier vorgestellten Figuren die verstärkenden Elemente und/oder Transistoren als ein beliebiger Transistortyp implementiert sein. Beispielsweise können die hier beschriebenen Transistoren komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Transistoren, BJT, Galliumarsenidtransistoren, FinFET oder eine andere Implementation umfassen, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist.
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9 zeigt ein detaillierteres Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform des Drahtlossystems 300 mit einem Antennenschalter 306, Filtern B1–B10, einer LNA-Bank 308, einer LNA-Bank 310 und einem Wählschalter 318. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden Eingänge von einer Antenne oder einer Antennengruppe an einem Eingang 302 empfangen. Die am Eingang 302 empfangenen Signale werden zum Antennenschalter 306 übermittelt. Der Antennenschalter 306 wählt die Filter B1–B10 aus, welche Frequenzbänder B1–B10 umfassen. Die vom Antennenschalter 306 ausgewählten Signale werden den Filtern B1–B10 zugeführt, welche die Signale filtern und die Bänder B1–B10 den LNA 1–8 in der LNA-Bank 308 und der LNA-Bank 310 über Induktoren L11–L18 zuführen. Die Ausgänge der LNA-Bänke 308 und 310 sind mit dem Wählschalter 318 gekoppelt, der einen der Signalwege auswählt, um ihn als Ausgang RFOUT bereitzustellen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfassen die LNA-Bänke 308 und 310 eine verringerte Anzahl von Ausgängen durch Aufnehmen von LNA, deren Ausgänge miteinander gekoppelt und diplexiert oder multiplexiert sind, wie mit Bezug auf die anderen hier aufgenommenen Figuren beschrieben. Beispielsweise weisen LNA 1 und LNA 3 mit einem Anschluss RX4 am Schalter 318 gekoppelte diplexierte Ausgänge auf, weisen LNA 2 und LNA 3 mit einem Anschluss RX3 am Schalter 318 gekoppelte diplexierte Ausgänge auf, weisen LNA 5 und LNA 7 mit einem Anschluss RX2 am Schalter 318 gekoppelte diplexierte Ausgänge auf und weisen LNA 6 und LNA 8 mit einem Anschluss RX1 am Schalter 318 gekoppelte diplexierte Ausgänge auf. Die Ausgänge jedes LNAs können auch unter Verwendung zusätzlicher Komponenten in der Art eines Tiefpassfilters oder eines Bandpassfilters multiplexiert oder diplexiert werden. Gemäß einigen Ausführungsformen weist eine LNA-Bank nur einen einzigen gemeinsamen Ausgang auf, der mit den Ausgängen jedes LNAs in der LNA-Bank (nicht dargestellt) gekoppelt ist, wie hier mit Bezug auf die anderen Figuren beschrieben.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Bandfilter B1–B10 ein beliebiges Frequenzband wie Niederband-, Mittelband- und Hochbandfrequenzen, umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen können Bandfilter Frequenzbänder umfassen, deren Frequenzen von 100 MHz bis 10 GHz reichen, mit Bändern, die bis zu 0,01 MHz schmal oder bis zu 200 MHz breit sind. Andere Frequenzbänder können in alternativen Ausführungsformen vorhanden sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die LNA-Bank 308 mit Niederbandsignalen gekoppelt und ist die LNA-Bank 310 mit Hochbandsignalen gekoppelt.
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Gemäß einigen Ausführungsformen ist das Drahtlossystem 300 auf einer einzigen Leiterplatte 320 angeordnet. Die Leiterplatte 320 kann Teil eines Mobiltelefons oder einer anderen mobilen Vorrichtung sein. Gemäß einer Ausführungsform werden die Blöcke 308 und 310 jeweils auf einem getrennten Halbleitereinzelchip oder einer getrennten Leiterplatte gebildet, bevor sie in das Drahtlossystem 300 gepackt werden.
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10 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Drahtlossystems 400, einschließlich der Schritte 402–410, um mehrere Signale in mehreren Frequenzbändern zu übermitteln. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird in Schritt 402 ein erstes Signal an einem Eingang eines ersten LNAs empfangen und wird in Schritt 404 ein zweites Signal an einem Eingang eines zweiten LNAs empfangen. In Schritt 406 wird das erste Signal am ersten LNA verstärkt und wird das zweite Signal am zweiten LNA verstärkt. Das erste und das zweite Signal werden an einem geteilten Ausgang des ersten und des zweiten LNA in Schritt 408 multiplexiert. In Schritt 410 werden das erste und das zweite Signal einer Verarbeitungsschaltung auf einer einzigen mit dem geteilten Ausgang gekoppelten Kopplungsleitung zugeführt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Betriebsverfahren 400 zusätzliche Schritte umfassen und können die Schritte 402–410 in mehreren verschiedenen Reihenfolgen ausgeführt werden.
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11 zeigt ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform eines Drahtlossystems 340 mit einem Antennensystem 342, einem Antennenschalter 344, einer Filterbank 346, einer LNA-Bank 348, einschließlich LNA 1–n, und einem HF-Chipsatz 350. Gemäß diesen alternativen Ausführungsformen umfasst jeder LNA 1–n eine getrennte Kopplung mit dem HF-Chipsatz 350. Das Drahtlossystem 340 kann auf der Leiterplatte 352 aufgenommen sein.
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Wenngleich diese Erfindung mit Bezug auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben wurde, soll diese Beschreibung nicht in einschränkendem Sinne ausgelegt werden. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der veranschaulichenden Ausführungsformen sowie andere Ausführungsformen der Erfindung werden Fachleuten beim Lesen der Beschreibung einfallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die anliegenden Ansprüche jegliche dieser Modifikationen oder Ausführungsformen umfassen.
