JP6530369B2 - 拡張されたダイナミックレンジの間で線形利得を有するlna - Google Patents

拡張されたダイナミックレンジの間で線形利得を有するlna Download PDF

Info

Publication number
JP6530369B2
JP6530369B2 JP2016502150A JP2016502150A JP6530369B2 JP 6530369 B2 JP6530369 B2 JP 6530369B2 JP 2016502150 A JP2016502150 A JP 2016502150A JP 2016502150 A JP2016502150 A JP 2016502150A JP 6530369 B2 JP6530369 B2 JP 6530369B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
band pass
pass filter
cross
frequency
amplification stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016502150A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016517219A (ja
Inventor
テスティ ニコロ
テスティ ニコロ
リー シー
リー シー
ジャン シュエジュン
ジャン シュエジュン
シュー ヤン
シュー ヤン
Original Assignee
イノフェーズ インコーポレイテッド
イノフェーズ インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イノフェーズ インコーポレイテッド, イノフェーズ インコーポレイテッド filed Critical イノフェーズ インコーポレイテッド
Publication of JP2016517219A publication Critical patent/JP2016517219A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6530369B2 publication Critical patent/JP6530369B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/008Control by switched capacitors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/0005Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
    • H03G1/0017Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier
    • H03G1/0029Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier using FETs
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/0005Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
    • H03G1/0088Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using discontinuously variable devices, e.g. switch-operated
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G5/00Tone control or bandwidth control in amplifiers
    • H03G5/02Manually-operated control
    • H03G5/14Manually-operated control in frequency-selective amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G5/00Tone control or bandwidth control in amplifiers
    • H03G5/16Automatic control
    • H03G5/24Automatic control in frequency-selective amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Description

本発明は、拡張されたダイナミックレンジの間で線形利得を有するLNAに関する。
本願は、以下の係属出願に関連し、その全てが参照により本明細書に組み込まれる。出願番号13/840,478、出願日2013年3月15日、発明の名称「極受信機(polar receiver)の信号処理および構成」、出願番号13/839,557、出願日2013年3月15日、発明の名称「極受信機の信号処理装置および方法」、出願番号13/840,379、出願日2013年3月15日、発明の名称「デジタル制御注入同期発振器」、および出願番号13/842,470、出願日2013年3月15日、発明の名称「単一ビット直接変調送信器」。
低ノイズ増幅器(Low Noise Amplifier)は、アンテナから受信された微弱信号を増幅するための回路である。低ノイズ増幅器が、受信された信号の微弱電力レベルに与える大きなノイズを導かないことが重要である。もしそうでなければ、受信された信号の信号対雑音比(SNR)が、データの復元のために許容されなくなる。注入されたノイズの影響を、LNAの利得により減らすことができる。ダイレクトコンバージョントランシーバに用いるためのLNAを含む、改良されたLNAが必要とされている。
拡張されたダイナミックレンジの間で線形利得を有するLNAを提示する。
添付の図面は、同じ要素または同様の機能の要素には同じ参照符号を、個々の図面を通して、以下の明細書とともに付し、詳細な説明に組み込まれ、その一部となり、請求された発明を含む概念の実施形態の提示、その実施形態の様々な原理および利点の説明を提供する。
一実施形態にかかるLNAの構成を示すブロック図である。 一実施形態にかかるLNAの周波数応答をプロットした図である。 一実施形態にかかる設定可能なLNAの周波数同調を示す図である。 一実施形態にかかる調整可能なLNA段の一例を示す回路図である。 一実施形態にかかるデジタル制御可変利得を提供するために用いられるセルの実施例を示す図である。 一実施形態にかかるバッファを示す回路図である。 一実施形態にかかるキャパシタバンクの実施例を示す図である。 一実施形態にかかるキャパシタバンクの実施例を示す図である。 一実施形態にかかる抵抗バンクの実施例を示す図である。 一実施形態にかかる可変利得値をプロットした図である。 一実施形態にかかるQ値を示す信号プロット図である。 一実施形態にかかるLNAを制御するように構成された制御回路を示す図である。 一実施形態にかかるLNA調整方法を示すフローチャートである。 一実施形態にかかるLNA調整方法を示すフローチャートである。
当業者であれば、図面の要素が単純化および明確化のために表され、正しい尺度で描かれる必要のないことを理解できる。例えば、図面の要素のいくつかの寸法を、他の要素を参照して誇張し、本発明の実施形態の理解を向上する助けとすることができる。
装置および方法の要素は、図面に一般的な表記により理解され、具体的な本発明の実施形態の理解に関係する詳細を示すことにより、当業者に容易に明らかな、本明細書の利益を有する詳細を含む開示を分かりにくくしないように表現される。
図1を参照して、一実施形態にかかる低ノイズ増幅器(LNA)の実施例を示す。アンテナ等からの受信信号は、整合ネットワーク102により受信される。整合ネットワークの出力は、第1のLNA段104に供給され、その出力はバッファ106を介して第2のLNA段108に接続される。バッファ回路を図6に示す。
縦続接続されたLNA段の出力は、極受信機110などの受信機でさらに処理される。極受信機のさらなる詳細は、「極受信機の信号処理および構成」という名称の2013年3月15日付け代理人書面71601.US.01の係属出願に示される。他の周知の受信機の構成を用いることができる。2つのLNA段の各段を同調させて、バンドパス応答を提示することができる。2つの中心周波数、各段からの中心周波数は、オフセットをされ、隣接チャネルを阻止するための帯域外分離度(off-band selectivity)の高い度合いを提供しながらも、全体に広い周波数帯域幅を提供する。
図2を参照して、第1段の周波数応答をプロット102に示すとともに、周波数スタガード段の集合(aggregated)応答をプロット104に示す。
図3を参照して、プロット302,304の双方は、第1段の応答を表す。図3は、フィルタの中心周波数が最悪の処理端(process corners)における要求される周波数帯域にわたって同調できることを示している。
図4を参照して、同調可能なLNA段を示す。差動対M1,M2を含む可変利得段と、コントローラからビット信号により制御される制御FETM3,M4は、バンドパスフィルタの負荷を駆動するための可変相互コンダクタンス利得を提供するように構成される。LNA段は、図5に示すような複数の切替可能な相互コンダクタンスセルを含むこともできる。コントローラはバイナリーコードを用いて利得を調整することができ、各セルは、その前のセルの利得の2倍の利得を提供する。加えて、または代替的に、いくつかのまたは全ての利得段セルは、等しい利得量を提供することができ、サーモメータコード(thermometer code)の制御信号により制御される。
再び図4を参照して、相互コンダクタンス利得段の負荷として働くバンドパスフィルタは、周波数制御(Freq CTRL)を備えた調整可能または同調可能なタンク回路を含む。タンク回路は図のようなLCタンクとすることができ、または代替的にRCタンク回路とすることもできる。可変キャパシタは、図7、8に示したように、キャパシタバンクの形式にすることができる。各キャパシタを、対応するスイッチを制御するための個々のビットを用いて個別に制御することができる。キャパシタバンクのキャパシタは、同じ値または異なる値とすることができ、各ビットは、容量が比例して大きくなるキャパシタンスセルを制御する。キャパシタンスの変更は、直列接続されたキャパシタおよび/または並列接続されたキャパシタの構成を変えることにより、異なるデバイスサイズを用いることにより、または異なるバイアス電圧を用いることにより、キャパシタバンクの実施形態のいくつかの例として達成することができる。
バンドパスフィルタは、バンドパス負荷となる交差結合トランジスタM6,M7を含む。ただし、交差結合補償トランジスタ対M8,M9も含む。これら交差結合補償トランジスタは、サブスレッショルド(sub-threshold)領域でバイアスされる。
小信号解析においてM6(I1)とM8(I2)とに流れる電流は、
I1=gmM6,1・VRF OUT-+ gmM6,2・V2 RF OUT-+ gmM6,3・V3 RF OUT-
I2=gmM8,1・VRF OUT-+ gmM8,2・V2 RF OUT-+ gmM8,3・V3 RF OUT-
と書ける。
ここで、gmM6,1、 gmM6,2、gmM6,3、gmM8,1、gmM8,2、gmM8,3は、それぞれトランジスタM6,M8の電流のテイラー展開における第1、2、3項である。第1次項は、一定の小信号gmに相当する。飽和状態にバイアスされたトランジスタでは、第3次項は負である。入力信号の振幅が増大すると、電流が圧迫され始める。一方、サブスレッショルド領域でバイアスされるトランジスタでは、第3次項は正である。入力信号の振幅が増大すると、これに従って電流も増大する。図4において、M8,M9はサブスレッショルド領域にありながら、M6,M7は飽和状態にある。従って、適当なトランジスタのサイズとバイアスを用いると、gmM6,3=-gmM8,3を得ることができる。このようにして、各ブランチにおける全電流は、
Itot=I1+I2=(gmM6,1+gmM8,1)・Vin+(gmM6,2+gmM8,2)・V2 in
となる。
2つのブランチに加えられる信号は、差動となるので、第2次項(gmM6,2+gmM8,2)・V2 inはキャンセルされる。このようにして、交差結合トランジスタ対M6,M7の線形領域は、交差結合補償対M8,M9により拡張される。
バンドパス負荷の品質係数Qを調整することができる。一実施形態では、トランジスタM10のバイアスを調整する。非常に高いQ、例えば400または500を、高い出力幅(100mVp)でバンドパス負荷からの線形応答を維持しながら用いることができる。高Qタンクまたはバンドパス負荷は、相互コンダクタンス利得段に大きな抵抗を提供し、利得段は、小電流信号から大きな利得を生むことができる。高Qは、狭帯域選択と、隣接帯域またはチャネルとの高い阻止とを提供することに注意されたい。LNA制御回路の制御下のタンク回路において抵抗分を選択的に挿入することにより、Qを減らすことができる。このような抵抗バンクを図9に示すように実現することができる。
高い品質係数Qは、交差結合対の相互コンダクタンス値に対して非常にセンシティブになるので、-gm/2、すなわちgmの小さな変化は、大きなQの変化を生ずる。従って、サブスレッショルド領域にバイアスされた交差結合補償トランジスタ対の挿入されたM6,M7の相互コンダクタンスの線形化は、LNA段のダイナミックレンジを大きく増大させる。この補償なしでは、高い出力幅によるQ係数の減少は、利得を低下させ、応答帯域幅を増加させ、結果としてより小さな隣接チャネル阻止となる。
交差結合補償トランジスタ対の追加が付加的なノイズを生成するが、補償対は負荷の一部であり、ノイズは増幅段を通過できないので、付加的なノイズは取るに足らないことに注意されたい。すなわち、ノイズは入力よりも増幅器の出力において注入されるので、特に高利得LNAでは影響は少ない。
図10を参照して、利得の同調ステップのいくつかを示す。図11を参照して、Qの同調ステップのいくつかを示す。LNA段の制御および/または校正のための一装置および一方法を、一実施形態に従って図12に示す。
LNAコントローラ1200は、コントローラの回路および/またはモジュールを制御するための有限ステートマシンを含む。LNAは、校正の1または複数のステップの間、発振するように駆動される。周波数検出器は、クロック信号を分周するM-デジタル分周器と、LCタンクの形式のLNAバンドパス負荷からモニタされた発振の周波数を減ずる4-アナログ分周器とを含む。
LNAコントローラは、周波数制御出力線上に制御出力信号を提供するように構成され、出力線は、粗い同調回路の最大ビット(MSB)に相当し、および精密な同調回路の最小ビット(LSB)に相当する。これらビットを使用して、キャパシタバンクをスイッチングして、バンドパス負荷の共振周波数を変化させる。粗い同調モードでは、LNAのQを、LNAが発振する点まで増加させることができる。LNAが発振する周波数は、発振していないときの周波数応答のピークに関連する。LNAにおいて誘導される発振条件を用いて、タンク回路のキャパシタンスを粗く調整する。精密な同調モードでは、コントローラは、1または複数のトーンを生成し、バンドパスフィルタの中心周波数に相当するピーク出力が得られる周波数だけでなく、増幅度を測定して(Qを測定する)3dBの両端を決定する。他のトーンおよび測定を用いてLNAの微調整を決めることができる。
制御出力は、LNA段のQ係数を制御する複数の並列ビットを含むことができる。LNAコントローラは、バンドパス負荷回路のバイアス電流を変化させることにより、Qを調整することができる。
LNA可変利得相互コンダクタンス段400を参照すると、可変利得を、付加的なトランジスタ素子をONまたはOFFにスイッチングすることにより実現することができる。このような可変相互コンダクタンス段を図5に示した。LNAコントローラからの利得制御信号は、ビットB0,B1,B2などの値を含むことができる。制御ビットB0は、第1のセルを制御するのに用いられ、制御ビットB1は、第2のセルを制御するのに用いられ、制御ビットB2は、第3のセルを制御するのに用いられる。第1、2および3の各セルは、相互コンダクタンス増幅の増加を提供することができる。各ビットが前の段の2倍の増幅を制御するバイナリーコードとして、コードを参照することができる。代替の実施形態において、サーモメータコードとしてバイナリー制御ワードを参照する場合には、各セルに、同じ利得量を加えることができる。
一実施形態において、装置は、入力信号を受け入れ、負荷駆動信号を供給するように構成された可変利得増幅段と、負荷として可変利得増幅段に接続された可変バンドパスフィルタと、バンドパスフィルタを同調するように構成された制御回路とを備える。バンドパスフィルタは、共振タンク、交差結合トランジスタ対、およびサブスレッショルド領域でバイアスされた少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対を含む。補償の構成は、負荷駆動信号が交差結合トランジスタ対の相互コンダクタンスを十分に減少させることができる大きさの場合に、相互コンダクタンス要素を加える。さらに装置は、バンドパスフィルタを同調するように構成された制御回路を含む。バンドパスフィルタは、キャパシタバンクと、キャパシタバンクを調整してバンドパスフィルタの中心周波数を変更するように構成された制御回路とを含む。制御回路は、交差結合トランジスタのバイアス点を変更してタンクのQを変更し、バンドパスフィルタの発振を誘導し、発振の共振周波数を測定し、バンドパスフィルタの共振周波数を調整する。可変利得段の増幅器は、並列接続された複数の相互コンダクタンスセルを有する相互コンダクタンス増幅段とすることができる。加えて、少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対は、並列接続された複数の交差結合補償トランジスタ対を含むことができる。並列接続された複数の交差結合補償トランジスタ対の各々を、異なるサブスレッショルド電圧でバイアスすることができる。一実施形態において、バイアス制御回路を、少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対のサブスレッショルドバイアス電圧を調整するように構成することができる。制御回路は、第1および2のバンドパスフィルタの品質係数Qを調整して所望の隣接チャネル阻止の比率を得ることができる。
図13を参照して、一実施形態にかかる方法を説明する。方法1300は、可変利得増幅段を調整すること1302、可変利得増幅段の負荷として接続された可変バンドパスフィルタの共振周波数およびQを調整すること1304、バンドパスフィルタは、交差結合トランジスタ対および少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対を含むこと、およびサブスレッショルド領域にある少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対をバイアスすること1306を含む。説明したステップは、特定のシーケンスを要求しないことに注意されたい。特に、一例として、順序を逆にすることもできる。最初に補償を調整し、共振周波数または中心周波数およびQを、最後に利得とすることができる。方法は、キャパシタバンクを調整することにより可変バンドパスフィルタの共振周波数を調整するステップを含むことができる。一実施形態において、方法は、交差結合トランジスタのバイアス点を調整してバンドパスフィルタまたは共振タンクの発振を誘導すること、発振の共振周波数を測定すること、およびバンドパスフィルタの共振周波数を調整することをさらに含むことができる。一実施形態において、方法は、交差結合トランジスタのバイアス点を調整して共振タンクのQを同調することをさらに含むことができる。方法は、並列接続された相互コンダクタンスセルをONまたはOFFにスイッチングすることにより可変利得段増幅器の利得を調整することを含むことができる。少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対は、並列接続された複数の交差結合補償トランジスタ対を含むことができ、方法は、並列接続された複数の交差結合補償トランジスタ対の各々について異なるサブスレッショルド電圧においてバイアス電圧を設定することを含むことができる。方法は、少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対のサブスレッショルドバイアス電圧を調整することを含むこともできる。
図14の追加の方法1400は、第1の可変利得増幅段および第1の可変バンドパスフィルタを有する第1の低ノイズ増幅段の共振周波数を第1の周波数に調整すること1402、第2の可変利得増幅段および第2の可変バンドパスフィルタを有する第2の低ノイズ増幅段の共振周波数を、第1の周波数からオフセットした第2の周波数に調整すること1404、およびサブスレッショルド領域にある第1の可変バンドパスフィルタおよび第2の可変バンドパスフィルタの各々の交差結合補償トランジスタ対をバイアスして、大きな信号を提供する際の補償相互コンダクタンスを提供すること1406を含む。示されたステップの順序は限定されない。方法1400を、最初に補償トランジスタをバイアスすることにより実行してもよい。そしてLNA段の周波数およびQを調整することができる。第1の周波数および第2の周波数を要求されるチャネル周波数から選択してもよい。第1および第2のバンドパスフィルタの品質係数Qを調整して、所望の隣接チャネル阻止の比率を得ることができる。第1および第2のバンドパスフィルタの共振周波数の調整ステップは、交差結合トランジスタのバイアス点を調整して各バンドパスフィルタの発振を誘導すること、発振の共振周波数を測定すること、および各バンドパスフィルタの共振周波数を調整することを含むことができる。
以上の詳細な説明において、具体的な実施形態を説明した。しかしながら、当業者は、様々な変更、改変を、以下の特許請求の範囲の示された発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、明細書および図面は、限定された意味よりもむしろ例示目的として捉えられ、そのような全ての変更は、本開示の範囲内に含まれると考えられる。
効果、利点、課題の解決、およびより顕著に生じまたは顕著になるいかなる効果、利点、または解決を生じさせる要素は、特許請求の範囲の一部または全ての、重大な、要求される、または本質的な機能または要素として理解される。本願の範囲内で成された補正を含む添付の特許請求の範囲およびこれら特許請求の範囲の等価物により、本発明は定義される。
さらに本願において、第1、第2、上、下などの関連する用語は、単に、あるエンティティまたは動作を他のエンティティまたは動作から区別するためであり、このようなエンティティまたは動作の間の実際の関係または順序を必ず要求し、意味するものではない。用語「備える」、「有する」、「含む」、「からなる」、および他の変形は、非排他的な包含を含めることを意図しており、要素のリストを備える、有する、含む、からなるプロセス、方法、物または装置は、これら要素のみを含むのではなく、このようなプロセス、方法、物または装置に明示的ではなくリストされるまたは内在する他の要素も含むことができる。「備える」、「有する」、「含む」、「からなる」に起因する要素は、さらなる制限なしに、その要素を備える、有する、含む、からなるプロセス、方法、物または装置に付加的な同じ要素の存在を妨げない。冠詞「a」および「an」は、明細書に明示的に示されていなければ1または複数と定義される。用語「実質的」、「基本的」、「およそ」、「約」および他の変形は、当業者によって解される近似と定義され、限定的でないある実施形態においては、用語は10%以内と定義され、他の実施形態では5%以内、他の実施形態では1%以内、他の実施形態では0.5%以内とも定義される。用語「結合され」は、接続されることと定義され、直接的である必要はなく、機械的である必要もない。あらゆる方法で「構成される」装置または構造は、少なくともそのような方法で構成され、提示された方法で構成されることを要しない。
1または複数の一般的なまたは特化したプロセッサ(または処理装置)の実施形態が含まれることを理解されたい。これには、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、カスタマイズされたプロセッサ、FPGA(field programmable gate array)および1または複数のプロセッサを制御して、非プロセッサ回路と協働して、本願に開示された方法および/または装置の機能を一部、ほとんどまたは全てを実行する単一のストアードプログラム命令(ソフトウェアとハードウェアの双方を含む)などがある。代替的に、一部または全ての機能を、非ストアードプログラム命令を有するステートマシン、またはいくつかの機能または複数の機能のうちのいくつかの組合せをカスタムロジックとして実行する1または複数のASIC(application specific integrated circuit)によって実行することができる。これら2つのアプローチの組み合わせを用いることができる。
従って、本開示またはその一部のいくつかの実施形態は、1または複数の処理装置に、有形のコンピュータ読み取り可能なメモリ装置に格納されたソフトウェアコンポーネント(プログラムコード、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなど)を組み合わせることができ、このような組合せは、本開示の機能を実行する特別に構成された装置を形成する。特別にプログラムされた装置を形成するこれら組合せは、一般的に「モジュール」と呼ばれている。モジュールのソフトウェアコンポーネントの一部は、あらゆるコンピュータ言語で記述され、モノリシックコード基盤の一部とすることができ、または典型的なオブジェクト指向コンピュータ言語としてのより具体的なコードを展開することもできる。加えて、モジュールを、複数のコンピュータプラットフォーム、サーバ、端末などに配信することができる。所与のモジュールを実装して、分離されたプロセッサ装置および/またはコンピューティングハードウェアプラットフォームが本開示の機能を実行することができる。
さらに、本開示および請求された方法を実行するためにコンピュータ(例えば、プロセッサを含む)をプログラミングするためのコンピュータ読み取り可能コードが格納されたコンピュータ読み取り可能記録媒体として、本実施形態を実装することができる。このようなコンピュータ読み取り可能記録媒体は、限定されないが、ハードディスク、CD−ROM、光記録装置、磁気記録装置、ROM(Read Only Memory)、PROM(Programmable Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)およびフラッシュメモリを含む。さらに、当業者は、例えば利用できる時間、現在の技術、経済的な状況により動機付けされた多大な努力、多くの設計事項にも関わらず、本開示の概念、原理により導かれると、容易に、このようなソフトウェア命令、プログラム、ICを最小の体験で生成する能力を有する。
本開示の要約は、読者に技術的な開示の本質をすばやく解明できるように提供される。要約は、理解のために提出され、特許請求の範囲の範囲または意味を解釈し、または制限するために用いられることはない。加えて、上記の詳細な説明において、様々な機能が、本開示を簡素化する目的のために様々な実施形態において相互に集められる。開示の方法は、請求された実施形態が、特許請求の範囲に明示的に記載されたよりも、より機能を要求するという意図を反映するものとして解釈されない。以下の特許請求の範囲を反映するとして、進歩性を有する発明の対象は、1つの開示された実施形態の全ての機能に満たないままである。従って、以下の特許請求の範囲は、個々に請求された発明の対象としてそれ自身に立脚している各請求内容とともに、詳細な説明に組み入れられる。

Claims (20)

  1. 入力信号を受け入れ、負荷駆動信号を供給するように構成された可変利得増幅段と、
    前記可変利得増幅段に負荷として接続された可変バンドパスフィルタであって、前記バンドパスフィルタは、共振タンク、交差結合トランジスタ対、およびサブスレッショルド領域にバイアスされた少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対を含み、前記少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対は、前記負荷駆動信号が前記交差結合トランジスタ対の相互コンダクタンスを十分に減少させる大きさの場合に、相互コンダクタンス要素を加えるように構成された、可変バンドパスフィルタと、
    前記バンドパスフィルタを同調するように構成された制御回路と
    を備えたことを特徴とする装置。
  2. 前記バンドパスフィルタは、キャパシタバンクを含み、前記制御回路は、前記キャパシタバンクを調整して前記バンドパスフィルタの周波数応答を変えるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記制御回路は、前記交差結合トランジスタのバイアス点を変更して前記バンドパスフィルタの発振を誘導し、前記発振の共振周波数を測定し、前記バンドパスフィルタの共振周波数を調整するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  4. 前記制御回路は、前記交差結合トランジスタのバイアス点を変更して前記バンドパスフィルタのQを調整するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  5. 前記可変利得増幅段は、複数の並列に接続された相互コンダクタンスセルを有する相互コンダクタンス増幅段であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  6. 前記少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対は、複数の並列に接続された交差結合補償トランジスタ対を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  7. 前記複数の並列に接続された交差結合補償トランジスタ対の各々は、異なるサブスレッショルド電圧でバイアスされていることを特徴とする請求項6に記載の装置。
  8. 前記少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対のサブスレッショルドバイアス電圧を調整するように構成されたバイアス制御回路をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  9. 前記可変利得増幅段および前記可変バンドパスフィルタは、第1の周波数に同調された第1の低ノイズ増幅段であり、
    第2の可変利得増幅段および第2の可変バンドパスフィルタを有する第2の低ノイズ増幅段であって、第2の周波数に同調され、前記第1の低ノイズ増幅段に直列に接続されている第2の低ノイズ増幅段をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  10. 前記第1の周波数および前記第2の周波数は、要求されるチャネル周波数に従って選択されることを特徴とする請求項9に記載の装置。
  11. 前記制御回路は、前記バンドパスフィルタおよび前記第2のバンドパスフィルタの品質係数Qを調整して要求される全体の帯域幅および隣接チャネル阻止の比率を得るように構成されたことを特徴とする請求項9に記載の装置。
  12. 可変利得増幅段で差動無線周波数(RF)信号を受け取ること、
    前記可変利得増幅段の利得を調整すること、
    前記可変利得増幅段に負荷として接続された可変バンドパスフィルタの共振周波数およびQを調整することであって、前記バンドパスフィルタは、交差結合トランジスタ対、および、前記受け取られた差動無線周波数信号が前記交差結合トランジスタ対の相互コンダクタンスを十分に減少させる大きさの場合に、相互コンダクタンス要素を加えるように構成された少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対を含むこと、および
    前記少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対をサブスレッショルド領域にバイアスすること
    を備えることを特徴とする方法。
  13. 前記交差結合トランジスタのバイアス点を調整して前記バンドパスフィルタの発振を誘導すること、
    前記発振の共振周波数を測定すること、および
    前記バンドパスフィルタの共振周波数を調整すること
    をさらに備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
  14. 前記交差結合トランジスタのバイアス点を調整して前記バンドパスフィルタのQを調整することをさらに備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
  15. 前記少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対は、複数の並列に接続された交差結合補償トランジスタ対を含み、
    前記複数の並列に接続された交差結合補償トランジスタ対の各々に対して、異なるサブスレッショルド電圧によりバイアス電圧を設定することをさらに備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
  16. 前記少なくとも1つの交差結合補償トランジスタ対のサブスレッショルドバイアス電圧を調整することをさらに備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
  17. 第2の低ノイズ増幅段に直列接続された第1の低ノイズ増幅段を用いて、受け取られた差動無線周波数(RF)信号を増幅すること、
    第1の可変利得増幅段および第1の可変バンドパスフィルタを有する前記第1の低ノイズ増幅段の共振周波数を第1の周波数に調整することであって、前記第1の可変バンドパスフィルタは、前記第1の可変利得増幅段に負荷として接続され、前記第1の可変利得増幅段から第1の負荷駆動信号を受信し、前記第1の可変バンドパスフィルタは、第1の交差結合トランジスタ対および第1の交差結合補償トランジスタ対を含む、こと、
    第2の可変利得増幅段および第2の可変バンドパスフィルタを有する前記第2の低ノイズ増幅段の共振周波数を、前記第1の周波数からオフセットした第2の周波数に調整することであって、前記第2の可変バンドパスフィルタは、前記第2の可変利得増幅段に負荷として接続され、前記第2の可変利得増幅段から第2の負荷駆動信号を受信し、前記第2の可変バンドパスフィルタは、第2の交差結合トランジスタ対および第2の交差結合補償トランジスタ対を含む、こと、および
    前記第1の可変バンドパスフィルタおよび前記第2の可変バンドパスフィルタでそれぞれ受信された前記第1および第2の負荷駆動信号が、前記第1および第2の交差結合トランジスタ対の相互コンダクタンスを十分に減少させることができる大きさの場合に、前記第1の可変バンドパスフィルタおよび前記第2の可変バンドパスフィルタの各々における前記第1および第2の交差結合補償トランジスタ対をサブスレッショルド領域にバイアスして、補償相互コンダクタンスを提供すること
    を備えることを特徴とする方法。
  18. 前記第1の周波数および前記第2の周波数は、要求されるチャネル周波数に従って選択されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
  19. 前記第1および第2のバンドパスフィルタの品質係数Qを調整して要求される全体の帯域幅および隣接チャネル阻止の比率を得ることをさらに備えたことを特徴とする請求項17に記載の方法。
  20. 前記第1および第2の低ノイズ増幅段の共振周波数を前記調整することの各々は、
    それぞれの交差結合トランジスタ対のバイアス点を調整して各バンドパスフィルタの発振を誘導すること、
    前記発振の共振周波数を測定すること、および
    前記各バンドパスフィルタの共振周波数を調整すること
    をさらに備えたことを特徴とする請求項17に記載の方法。
JP2016502150A 2013-03-15 2014-03-13 拡張されたダイナミックレンジの間で線形利得を有するlna Active JP6530369B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/839,462 US8941441B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 LNA with linearized gain over extended dynamic range
US13/839,462 2013-03-15
PCT/US2014/026459 WO2014151794A1 (en) 2013-03-15 2014-03-13 Lna with linearized gain over extended dynamic range

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016517219A JP2016517219A (ja) 2016-06-09
JP6530369B2 true JP6530369B2 (ja) 2019-06-12

Family

ID=51524911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016502150A Active JP6530369B2 (ja) 2013-03-15 2014-03-13 拡張されたダイナミックレンジの間で線形利得を有するlna

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8941441B2 (ja)
EP (1) EP2951923B1 (ja)
JP (1) JP6530369B2 (ja)
CN (1) CN105075115B (ja)
WO (1) WO2014151794A1 (ja)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6234545B2 (ja) 2014-03-13 2017-11-22 三菱電機株式会社 注入同期型分周器のフリーラン周波数調整方法及びそれを用いた位相同期ループ
US9813033B2 (en) * 2014-09-05 2017-11-07 Innophase Inc. System and method for inductor isolation
US9595919B2 (en) 2015-06-26 2017-03-14 Qualcomm Incorporated Front-end architecture for transmitter
US10158509B2 (en) 2015-09-23 2018-12-18 Innophase Inc. Method and apparatus for polar receiver with phase-amplitude alignment
SG10202004720SA (en) 2015-11-23 2020-06-29 Anlotek Ltd Variable filter
US9673829B1 (en) 2015-12-02 2017-06-06 Innophase, Inc. Wideband polar receiver architecture and signal processing methods
CN105657608B (zh) * 2015-12-31 2018-09-04 深圳Tcl数字技术有限公司 音频信号频率响应补偿方法及装置
WO2017166109A1 (zh) * 2016-03-30 2017-10-05 武汉芯泰科技有限公司 一种低噪声放大器
US10122397B2 (en) 2017-03-28 2018-11-06 Innophase, Inc. Polar receiver system and method for Bluetooth communications
US10503122B2 (en) 2017-04-14 2019-12-10 Innophase, Inc. Time to digital converter with increased range and sensitivity
US10568224B2 (en) * 2017-05-04 2020-02-18 Raytheon Company Software-configurable multi-function RF module
EP3635865A1 (en) * 2017-05-24 2020-04-15 Anlotek Limited Apparatus and method for controlling a resonator
US11095296B2 (en) 2018-09-07 2021-08-17 Innophase, Inc. Phase modulator having fractional sample interval timing skew for frequency control input
US10840921B2 (en) 2018-09-07 2020-11-17 Innophase Inc. Frequency control word linearization for an oscillator
US10622959B2 (en) * 2018-09-07 2020-04-14 Innophase Inc. Multi-stage LNA with reduced mutual coupling
DE102018216614A1 (de) 2018-09-27 2020-04-02 Infineon Technologies Ag Kalibrieren eines injektionssynchronisierten oszillators
CN111342805B (zh) * 2018-12-18 2023-12-15 天津大学 带阻抗曲线调整模块的滤波器单元、滤波器及电子设备
WO2020141022A1 (en) * 2019-01-03 2020-07-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Multiple resonance network for an amplifier
WO2020146408A1 (en) * 2019-01-07 2020-07-16 Innophase, Inc. Using a multi-tone signal to tune a multi-stage low-noise amplifier
US10728851B1 (en) 2019-01-07 2020-07-28 Innophase Inc. System and method for low-power wireless beacon monitor
US11114991B2 (en) * 2019-08-14 2021-09-07 International Business Machines Corporation Analog front-end circuit for conditioning a sensor signal
US11277110B2 (en) 2019-09-03 2022-03-15 Anlotek Limited Fast frequency switching in a resonant high-Q analog filter
US11909400B2 (en) 2019-12-05 2024-02-20 Anlotek Limited Use of stable tunable active feedback analog filters in frequency synthesis
EP3926828A1 (en) 2020-06-15 2021-12-22 Anlotek Limited Tunable bandpass filter with high stability and orthogonal tuning
CN111865244B (zh) * 2020-09-18 2020-12-18 成都嘉纳海威科技有限责任公司 一种数字控制可变增益放大器
EP4054076A1 (en) 2021-02-27 2022-09-07 Anlotek Limited Active multi-pole filter

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5091701A (en) * 1990-10-15 1992-02-25 Analog Devices, Inc. High efficiency cross-coupled folded cascode circuit
US8089323B2 (en) * 2006-08-05 2012-01-03 Min Ming Tarng Green technology: green circuit and device designs of green chip
JPH07221570A (ja) 1994-01-27 1995-08-18 Yagi Antenna Co Ltd チャンネル増幅器
JPH1188064A (ja) 1997-09-02 1999-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 広帯域増幅器
US6373337B1 (en) * 1999-06-30 2002-04-16 Infineon Technologies Ag Differential amplifier
US6684065B2 (en) * 1999-12-20 2004-01-27 Broadcom Corporation Variable gain amplifier for low voltage applications
WO2001089081A2 (en) 2000-05-16 2001-11-22 Chandler Stephen Anthony Gerar Radio frequency feedback amplifier circuits
US6566949B1 (en) 2000-08-31 2003-05-20 International Business Machines Corporation Highly linear high-speed transconductance amplifier for Gm-C filters
US7710199B2 (en) * 2000-09-12 2010-05-04 Black Sand Technologies, Inc. Method and apparatus for stabilizing RF power amplifiers
US6980051B2 (en) * 2001-05-08 2005-12-27 Nokia Corporation Gain adjusting and circuit arrangement
JP3857163B2 (ja) * 2002-03-14 2006-12-13 株式会社東芝 広帯域増幅器、無線送受信装置及び半導体集積回路
US6781471B2 (en) * 2002-04-10 2004-08-24 Airoha Technology Corp. Low phase noise voltage controlled oscillator circuit
US7081796B2 (en) * 2003-09-15 2006-07-25 Silicon Laboratories, Inc. Radio frequency low noise amplifier with automatic gain control
TWI373925B (en) * 2004-02-10 2012-10-01 Tridev Res L L C Tunable resonant circuit, tunable voltage controlled oscillator circuit, tunable low noise amplifier circuit and method of tuning a resonant circuit
US7202740B2 (en) * 2005-01-05 2007-04-10 Broadcom Corporation Gain boosting for tuned differential LC circuits
US7949322B2 (en) 2007-03-09 2011-05-24 Qualcomm, Incorporated Frequency selective amplifier with wide-band impedance and noise matching
GB0807149D0 (en) * 2008-04-18 2008-05-21 Elonics Ltd Low noise amplifier
US8314653B1 (en) * 2009-02-18 2012-11-20 Rf Micro Devices, Inc. Using degeneration in an active tunable low-noise radio frequency bandpass filter
US7973603B2 (en) * 2009-06-26 2011-07-05 Silicon Laboratories Inc. Low-noise amplifier suitable for use in a television receiver
JP5596589B2 (ja) * 2011-02-15 2014-09-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US8912785B2 (en) * 2011-09-29 2014-12-16 Silicon Laboratories Inc. Low-power RF peak detector

Also Published As

Publication number Publication date
CN105075115B (zh) 2018-01-19
US20140266454A1 (en) 2014-09-18
EP2951923A1 (en) 2015-12-09
EP2951923B1 (en) 2018-05-09
US8941441B2 (en) 2015-01-27
JP2016517219A (ja) 2016-06-09
WO2014151794A1 (en) 2014-09-25
EP2951923A4 (en) 2017-01-25
CN105075115A (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6530369B2 (ja) 拡張されたダイナミックレンジの間で線形利得を有するlna
US10622959B2 (en) Multi-stage LNA with reduced mutual coupling
US9813033B2 (en) System and method for inductor isolation
US10516404B2 (en) Voltage controlled oscillator using variable capacitor and phase locked loop using the same
US7994870B2 (en) Tunable filter with gain control circuit
EP2311188B1 (en) Apparatus and method for tuning a gm-c filter
US8306491B2 (en) Controlling fine frequency changes in an oscillator
US7915967B2 (en) Frequency-tunable oscillator arrangement
US20160365866A1 (en) Open-loop voltage regulation and drift compensation for digitally controlled oscillator (dco)
CN104285417B (zh) Lc电路的品质因数调谐和lc电路的频率调谐装置及方法
US10855296B2 (en) Calibrating an injection locked oscillator
US8212627B2 (en) Wideband digitally-controlled oscillator (DCO) and digital broadcasting receiver having the same
US20070004362A1 (en) Methods and apparatus to generate small frequency changes
US20140132359A1 (en) Current reuse voltage controlled oscillator with improved differential output
US20240235494A1 (en) Dynamic bandwidth optimization for operational amplifiers
US20140225676A1 (en) Built-in Self-test Circuit for Voltage Controlled Oscillator
US20110166817A1 (en) Method for calibrating frequency of gm-c filter and devices using the method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170428

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20171024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180226

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20180306

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20180601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190516

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6530369

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250