KR101284768B1 - 전압-제어 발진기를 포함하는 무선 통신을 위한 장치 및 디바이스 및 믹싱된 신호 또는 주파수 분할된 신호를 생성하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
개선된 위상 잡음 성능 및 보다 낮은 전력 소비를 가지는 전압-제어 발진기 회로들을 제공하기 위한 기법들이 설명된다. 예시적인 실시예에서, 전압 제어 발진기(VCO)는 믹서 또는 2-분할 회로와 같은 주파수 분할기에 커플링된다. VCO는 자기적으로 교차-커플링되는 인덕터들을 가지는 트랜지스터 페어 및 트랜지스터 페어의 게이트들에 커플링되는 가변 캐패시턴스를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 주파수 분할기는 LO 출력을 생성하기 위해서 트랜지스터 페어를 통해 흐르는 차동 전류의 주파수를 분할하도록 구성된다. 대안적 예시적인 실시예에서, 믹서는 트랜지스터를 통해 흐르는 차동 전류를 다른 신호와 믹싱하도록 구성된다. VCO 및 믹서 또는 주파수 분할기는 공통의 바이어스 전류들을 공유하며, 이로써 전력 소비를 감소시킨다. 이러한 기법들을 이용하는 다양한 예시적인 장치들 및 방법들이 기재된다.
Description
본 개시는 집적 회로 설계에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전압-제어 발진기(VCO) 회로들의 설계에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에 대한 통신 트랜시버에서, 국부 발진기(LO)는 송신 및/또는 수신 신호들과 믹싱(mix)될 사전 결정된 주파수를 가지는 신호를 생성한다. LO 설계는 VCO 출력의 주파수를 분할하는데 사용되는 주파수 분할기 회로에 커플링되는 전압-제어 발진기(VCO)를 포함할 수 있다. LO 출력은 VCO 출력 신호를 다른 신호와 믹싱하여 상향 변환되거나 하향 변환된 주파수를 가지는 신호를 생성하는 믹서(mixer)에 커플링될 수 있다. VCO 버퍼는 후속하는 로드(load)들로부터의 VCO 출력을 분리(isolate)하기 위해서 VCO 출력과 주파수 분할기 또는 믹서 사이에 제공될 수 있다.
LO 출력에서 생성되는 허용가능한 대역-내 그리고 대역-외 위상-잡음에 대한 엄격한(stringent) 요건들이 종종 존재한다. 예를 들어, GSM 및 CDMA 통신 시스템들에서, 대역-외 위상 잡음 요건은 주어진 전력 버짓(budget) 하에서 충족하기 어려울 수 있다. LO 출력의 원거리-오프셋(far-offset) 위상 잡음은 흔희 VCO 버퍼 및 주파수 분할기로부터의 기여(contribution)들에 의해 가장 두드러진다(dominate). 적절한 회로 설계를 통해, VCO 버퍼는 제거될 수 있지만, 주파수 분할기는 여전히 상당한 위상 잡음에 기여할 수 있다. 주파수 분할기의 위상 잡음을 감소시키는 것은 통상적으로 단지 다량의 전력을 소비함으로써 달성된다. 유사하게, 별개의 회로 블록들로서의 VCO 및 믹서의 프로비젼(provision) 또한 상당한 전력을 소비할 수 있다.
LO 출력에서 근거리-오프셋(near-offset) 및 원거리-오프셋 위상 잡음 모두를 최소화하면서, 주파수 분할기 또는 믹서와 VCO의 기능을 통합함으로써 전력 소비를 감소시키는 것이 바람직할 것이다.
본 개시의 양상은 믹서에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하는 장치를 제공하며, 상기 VCO는, 제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터; 제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고, 상기 믹서는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성된다.
본 개시의 다른 양상은 주파수 분할기 회로에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하는 장치를 제공하며, 상기 VCO는, 제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터; 제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고, 상기 주파수 분할기 회로는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성된다.
본 개시의 다른 양상은 믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 제 1 바이어스 전류를 사용하여 제 1 트랜지스터를 DC 바이어싱하는 단계; 제 2 바이어스 전류를 사용하여 제 2 트랜지스터를 DC 바이어싱하는 단계; 적어도 하나의 게이트 인덕턴스를 사용하여 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 단계; 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계; 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계; 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 가변 캐패시턴스 소자의 캐패시턴스를 선택하는 단계; 적어도 하나의 믹싱된 신호를 생성하기 위해서 믹서를 사용하여 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 흐르는 차동 전류를 다른 신호와 믹싱하는 단계; 및 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류를 사용하여 상기 믹서를 바이어싱하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 양상은 주파수 분할된 신호를 생성하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 제 1 바이어스 전류를 사용하여 제 1 트랜지스터를 DC 바이어싱하는 단계; 제 2 바이어스 전류를 사용하여 제 2 트랜지스터를 DC 바이어싱하는 단계; 적어도 하나의 게이트 인덕턴스를 사용하여 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 단계; 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계; 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계; 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 가변 캐패시턴스 소자의 캐패시턴스를 선택하는 단계; 적어도 하나의 주파수 분할된 신호를 생성하기 위해서 주파수 분할기를 사용하여 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 흐르는 상기 차동 전류의 주파수를 분할하는 단계; 및 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류를 사용하여 상기 주파수 분할기를 바이어싱하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 양상은 장치를 제공하며, 상기 장치는 전압-제어 주파수를 가지는 차동 전압 제어 발진기(VCO) 출력 전류를 생성하기 위한 VCO 수단 ― 상기 VCO는 적어도 하나의 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성됨 ― ; 및 상기 VCO 출력 전류를 다른 신호와 믹싱하기 위한 믹싱 수단을 포함하고, 상기 믹싱 수단은 상기 VCO 수단과 상기 적어도 하나의 바이어스 전류를 공유하도록 구성된다.
본 개시의 다른 양상은 장치를 포함하며, 상기 장치는 전압-제어 주파수를 가지는 차동 전압 제어 발진기(VCO) 출력 전류를 생성하기 위한 VCO 수단 ― 상기 VCO는 적어도 하나의 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성됨 ― ; 및 상기 VCO 출력 신호의 주파수를 분할하기 위한 주파수 분할기 수단을 포함하고, 상기 주파수 분할기 수단은 상기 VCO 수단과 상기 적어도 하나의 바이어스 전류를 공유하도록 구성된다.
본 개시의 다른 양상은 무선 통신을 위한 디바이스를 제공하며, 상기 디바이스는 TX LO 신호 생성기, 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기, 상기 TX LO 신호 생성기 및 상기 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기에 커플링되는 상향 변환기, 상기 상향 변환기의 출력에 커플링되는 TX 필터, 상기 TX 필터에 커플링되는 전력 증폭기(PA), RX LO 신호 생성기, RX 필터, 상기 RX LO 신호 생성기 및 상기 RX 필터에 커플링되는 하향 변환기, 상기 RX 필터에 커플링되는 저-잡음 증폭기(LNA), 및 상기 PA 및 상기 LNA에 커플링되는 듀플렉서를 포함하고, 상기 TX LO 신호 생성기 및 RX LO 신호 생성기 중 적어도 하나는 제 1 주파수 분할기에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하며, 상기 VCO는, 제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터; 제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고, 상기 주파수 분할기는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성된다.
본 개시의 다른 양상은 무선 통신을 위한 디바이스를 제공하며, 상기 디바이스는 TX LO 신호 생성기, 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기, 상기 TX LO 신호 생성기 및 상기 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기에 커플링되는 상향 변환기, 상기 상향 변환기의 출력에 커플링되는 TX 필터, 상기 TX 필터에 커플링되는 전력 증폭기(PA), RX LO 신호 생성기, RX 필터, 상기 RX LO 신호 생성기 및 상기 RX 필터에 커플링되는 하향 변환기, 상기 RX 필터에 커플링되는 저-잡음 증폭기(LNA), 및 상기 PA 및 상기 LNA에 커플링되는 듀플렉서를 포함하고, 상기 TX LO 신호 생성기 및 상향 변환기는 믹서에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하며, 상기 VCO는, 제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터; 제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고, 상기 믹서는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성된다.
본 개시의 다른 양상은 무선 통신을 위한 디바이스를 제공하며, 상기 디바이스는 TX LO 신호 생성기, 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기, 상기 TX LO 신호 생성기 및 상기 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기에 커플링되는 상향 변환기, 상기 상향 변환기의 출력에 커플링되는 TX 필터, 상기 TX 필터에 커플링되는 전력 증폭기(PA), RX LO 신호 생성기, RX 필터, 상기 RX LO 신호 생성기 및 상기 RX 필터에 커플링되는 하향 변환기, 상기 RX 필터에 커플링되는 저-잡음 증폭기(LNA), 및 상기 PA 및 상기 LNA에 커플링되는 듀플렉서를 포함하고, 상기 RX LO 신호 생성기 및 하향 변환기는 믹서에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하며, 상기 VCO는, 제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터; 제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스; 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고, 상기 믹서는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성된다.
도 1은 전압-제어 발진기(VCO)를 이용하는 국부 발진기(LO) 생성기의 종래 기술의 구현을 도시한다.
도 1a는 VCO 및 믹서를 이용하는 LO의 다른 종래 기술의 구현을 도시한다.
도 1b는 하향 변환 회로의 부분으로서 믹서에 커플링되는 VCO의 종래 기술의 구현을 도시한다.
도 1c는 상향 변환 회로의 부분으로서 믹서에 커플링되는 VCO의 종래 기술의 구현을 도시한다.
도 2는 LO의 종래 기술의 구현을 도시하며, 여기서 VCO는 2-분할 회로(divide-by-two circuit)에 커플링된다.
도 3은 LO의 대안적인 종래 기술의 구현을 도시하며, 여기서 VCO는 믹서 회로에 커플링된다.
도 4는 본 개시에 따른 LO의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 5는 LO의 예시적인 실시예를 도시하며, 여기서 예시적인 2-분할 회로는 명시적으로 도시된다.
도 6은 대안적인 예시적 실시예를 추가적으로 도시하며, 여기서 VCO는 도 3의 믹서의 설계와 유사한 설계를 사용하는 믹서에 커플링된다.
도 7 및 7a는 본 개시에 따른 예시적인 방법을 도시한다.
도 8은 본 개시의 기법들이 구현될 수 있는 무선 통신 디바이스의 설계의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 1a는 VCO 및 믹서를 이용하는 LO의 다른 종래 기술의 구현을 도시한다.
도 1b는 하향 변환 회로의 부분으로서 믹서에 커플링되는 VCO의 종래 기술의 구현을 도시한다.
도 1c는 상향 변환 회로의 부분으로서 믹서에 커플링되는 VCO의 종래 기술의 구현을 도시한다.
도 2는 LO의 종래 기술의 구현을 도시하며, 여기서 VCO는 2-분할 회로(divide-by-two circuit)에 커플링된다.
도 3은 LO의 대안적인 종래 기술의 구현을 도시하며, 여기서 VCO는 믹서 회로에 커플링된다.
도 4는 본 개시에 따른 LO의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 5는 LO의 예시적인 실시예를 도시하며, 여기서 예시적인 2-분할 회로는 명시적으로 도시된다.
도 6은 대안적인 예시적 실시예를 추가적으로 도시하며, 여기서 VCO는 도 3의 믹서의 설계와 유사한 설계를 사용하는 믹서에 커플링된다.
도 7 및 7a는 본 개시에 따른 예시적인 방법을 도시한다.
도 8은 본 개시의 기법들이 구현될 수 있는 무선 통신 디바이스의 설계의 블록 다이어그램을 도시한다.
첨부된 도면들과 관련하여 아래에서 설명되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들의 설명으로서 의도되고, 오직 본 발명이 실시될 수 있는 실시예들만을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어 "예시적인"은 "예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는"을 의미하지만, 다른 예시적인 실시예들보다 바람직하거나 유리하게 해석될 필요는 없다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적인 세부사항들을 포함한다. 본 발명의 실시예들이 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 일부 경우들에서, 잘 알려져 있는 구조들 및 디바이스들은 여기에서 제시되는 예시적인 실시예들의 신규성을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해서 블록 다이어그램의 형태로 도시된다.
도 1은 전압-제어 발진기(VCO;105)를 이용하는 국부 발진기(LO;100)의 종래 기술의 구현을 도시한다. 도 1에서, VCO(105)는 주파수 f_VCO를 가지는 출력 신호를 생성한다. VCO 출력 신호는 2-분할 회로(divide-by-two circuit)(110)에 커플링되고, 2-분할 회로(110)는 VCO 출력의 주파수를 인자 2로 분할한다. 2-분할 회로(110)는 주파수 f_VCO/4를 가지는 출력 신호를 생성하기 위해서 다른 2-분할 회로(120)에 선행할 수 있다. 대안적인 예시적인 실시예들(미도시됨)에서, 제 2 2-분할 회로(120)가 생략될 수 있으며, 임의의 개수의 2-분할 또는 임의의 다른 주파수 분할기 회로들이 VCO 주파수를 적절히 조정하기 위해서 VCO(105) 이후에 제공될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.
도 1a는 VCO(135) 및 믹서(150)를 이용하는 LO(130)의 다른 종래 기술의 구현을 도시한다. 도 1a에서, VCO(135)의 출력 신호는 2-분할 회로(140)에 커플링된다. 2-분할 회로(140)의 출력은 믹서(150)를 사용하여 VCO(135)의 출력 신호와 믹싱되며, 대역-통과 필터(BPF;160)를 사용하여 대역-통과 필터링된다. BPF(160)의 출력은 주파수 f_VCO*3/2를 가진다.
전술된 종래 기술 방식들은 LO 신호를 생성하기 위한 믹서 및/또는 주파수 분할기에 커플링되는 VCO를 사용하며, LO 누설에 의해 야기되는 VCO 풀링(pulling) 및 간섭을 감소시키는데 유용하다. 또한, 2-분할 회로에 선행하는 VCO는 다른 종래 기술의 LO 신호 생성 방식들 예를 들어, 직교 VCO들(VCO's) 또는 다상 필터에 선행하는 VCO를 직접 사용하는 방식들보다 더 정확한 직교 LO 신호들을 제공할 수 있다.
도 1b는 하향 변환 회로(180)의 부분으로서 믹서(182)에 커플링되는 VCO(185)의 종래 기술의 구현을 도시한다. 도 1b에서, RF 신호는 믹서(182)를 사용하여 VCO 출력과 믹싱되며, 믹서 출력은 하향 변환된 신호를 생성하기 위해서 BPF(184)에 의해 대역-통과 필터링된다.
도 1c는 상향 변환 회로(190)의 부분으로서 믹서(192)에 커플링되는 VCO(195)의 종래 기술의 구현을 도시한다. 도 1c에서, 기저대역 신호는 믹서(192)를 사용하여 VCO 출력과 믹싱되며, 믹서 출력은 상향 변환된 신호를 생성하기 위해서 BPF(194)에 의해 대역-통과 필터링된다.
도 2는 LO(200)의 종래 기술의 구현을 도시하며, 여기서 VCO(210)는 2-분할 회로(220)에 커플링된다. LO(200)의 추가적인 세부사항들에 대해서는, 예를 들어, 2008년 6월의 IEEE Microwave and Wireless Components Letters의 페이지 413-415에서, Kyung-Gyu Park 등에 의한 "Current Reusing VCO and Divide-by-Two Frequency Divider for Quadrature LO Generation"를 참조하라.
도 2에서, VCO(210)는 캐패시터들 CBank, C1, C2, C3, C4 및 인턱터들 L1, L2를 포함하는 LC 탱크(tank)에 커플링되는 교차-커플링(cross-couple)된 NMOS 페어(pair)(267, 268)를 포함한다. L1, L2는 또한 DC 공급 전압 VDD에 의해 센터-탭(center-tap)되는 단일 인덕터로 보여질 수도 있다. CBank는 탱크 공진 주파수의 개략적인 튜닝을 위한 일련의 스위칭가능한 캐패시터들(미도시됨)을 포함하는 반면, C1, C2는 자신의 캐패시턴스들이 미세 제어 전압 Vtune에 의해 제어되는 버랙터(varactor)일 수 있다. 버랙터 C1, C2는 전압 Vbias에 의해 추가적으로 바이어싱될 수 있다. VCO(210)의 동작 동안, LC 탱크는 교차-커플링된 NMOS 페어(267, 268)에 의해 형성되는 음저항과 병렬로 유효하게 커플링된다. 이것은 탱크 공진 주파수에서 LC 탱크를 통해 차동 발진 신호가 생성되게 한다. AC 동작 동안 267, 268의 소스들이 캐패시터 CAC를 통해 접지되도록 커플링된다는 점에 유의하여야 한다.
도 2에서, VCO 발진 신호의 차동 단(differential end)들은 커플링 캐패시터들 C5 및 C6을 통해 주파수 분할기 회로(220)에 커플링된다. 차동 VCO 발진 신호의 하나의 단은 트랜지스터들(251, 254)의 게이트들에 커플링되는 반면, 다른 하나의 단은 트랜지스터들(252, 253)의 게이트들에 커플링된다. 차동 VCO 발진 신호는 251-254를 통해 흐르는 전류들을 선택적으로 변조한다. 변조된 전류들은 트랜지스터들(255-262)에 커플링되며, 트랜지스터들(255-262)은 당업자에게 잘-알려져 있는 방식으로 변조된 전류들의 주파수를 2로 분할하도록 구성된다. 2-분할 회로(220)의 출력에 대하여, 트랜지스터들(255-262)은 노드들 VI1 및 VI2를 통해 차동 동상(in-phase) 전압을 생성하고, 노드들 VQ1 및 VQ2를 통해 차동 직교 전압을 생성하며, 이들 모두는 251-254를 통해 흐르는 차동 전류들의 주파수의 1/2 주파수에서 생성된다.
당업자는 종래 기술의 LO(200)의 하나의 단점이 교차-커플링된 트랜지스터 페어(267, 268)를 포함하는, DC 공급 전압 VDD와 접지 사이에 직렬로 적층(stack)되는 상대적으로 많은 개수의 회로 소자들이 존재한다는 점이라는 것을 인식할 것이다. 이러한 소자들은 요구되는 공급 전압 VDD를 증가시킨다. 또한, 캐패시터들 CAC, C5, C6은 AC 커플링 기능을 수행하는 것으로 보여지며, 이에 따라 집적 회로 상에서 상당한 다이 면적(die area)을 소비할 수 있다.
도 3은 회로(300)의 대안적인 종래 기술의 구현을 도시하며, 여기서 VCO(310)는 믹서(320)에 커플링된다. LO(300)의 추가적인 세부사항들에 대해서는, 예를 들어, 2006년 1월의 IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques의 페이지 88-95에서, To-Po Wang 등에 의한 "A Low-Power Oscillator Mixer in 0.18-μm CMOS Technology"를 참조하라.
도 3에서, VCO(310)는 또한 교차-커플링되는 NMOS 페어(355, 356), 및 캐패시터들 C1, C2 및 인덕터들 L1, L2에 의해 형성되는 LC 탱크를 포함하며, 인덕터들 L1, L2는 또한 DC 전압 VDD2에 의해 센터-탭되는 단일 인덕터로 보여질 수도 있다. VCO(310)에서, NMOS 페어(355, 356)를 통해 흐르는 차동 전류 I1-I2는 탱크 공진 주파수에서 발진하는 컴포넌트를 포함한다. 전류들 I1 및 I2는 당업자에게 잘-알려져 있는 방식으로 차동 전압 VRF1 - VRF2와 차동 전류 I1 - I2를 믹싱하도록 구성되는 믹서(320)의 트랜지스터들(351-354)에 추가적으로 커플링된다. 믹싱의 출력은 차동 전압 Vout1 - Vout2로서 제공된다.
당업자는 회로(300)의 하나의 결점이 그것이 회로에 존재하는 잡음 레벨을 공동으로 증가시킬 수 있는 적어도 3개의 DC 바이어스 전압들 VDD1, VDD2 및 VG를 요구한다는 점이라는 것을 인식할 것이다. 또한, 믹서(320)의 트랜지스터들(351-354)의 소스들이 VCO(310)의 LC 탱크에 직접 커플링될 때, 351-354에 의해 생성되는 임의의 잡음은 또한 LC 탱크에 직접 커플링될 수도 있으며, 이에 따라 VCO의 위상-잡음 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
도 4는 본 개시에 따른 회로(400)의 예시적인 실시예를 도시하며, 여기서 VCO(410)는 믹서 또는 주파수 분할기(420)에 전류-커플링(current-couple)된다. 도 4에서, VCO(410)는 변압기-기반 설계를 이용하며, 여기서 인덕터들 L2 및 L3은 도시된 방향으로 서로 자기적으로 커플링되며, 인덕터들 L1 및 L4는 유사하게 상호 커플링된다. 예시적인 실시예에서, 인덕터들 L3 및 L4는 여기에서 1차 코일로도 표현되는 단일 코일로서 구현될 수 있으며, 전압 Vbias는 1차 코일 상의 적절한 지점(예를 들어, 센터)으로부터 탭된다. 인덕터들 L1 및 L2는 또한 여기에서 2차 코일들로도 표시된다. LC 탱크 가변 캐패시턴스들(버랙터들) C1 및 C2는 451 및 452의 게이트들에 커플링되며, 추가적인 스위칭가능한 캐패시터 뱅크(미도시됨) 또한 451 및 452의 게이트들에 제공될 수도 있다. 전압 Vtune은 탱크 공진 주파수를 제어하기 위해서 저항 Rtune을 통해 C1 및 C2의 캐패시턴스를 조정할 수 있다.
VCO(410)의 동작 동안, 전류들 I1 및 I2는 트랜지스터들(451 및 452)을 바이어싱하는 DC 컴포넌트들뿐만 아니라, 탱크 공진 주파수에서 발진하는 AC 컴포넌트들을 포함한다. I1 및 I2는 믹서 또는 주파수 분할기(420)에 커플링되며, 차동 전류 I1-I2는 VCO(410)의 출력 신호를 포함한다.
당업자는 회로(400)가 특정 설계 이점들을 제공한다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, VCO(410)의 트랜지스터들을 바이어싱하는데 사용되는 동일한 DC 전류는 믹서 또는 주파수 분할기(420)를 바이어싱하는데 사용되며, 이에 따라 회로(400)는 "전류 재사용"으로부터 이익을 얻어 전력 소비를 감소시킨다. 또한, 믹서 또는 주파수 분할기(420)가 0 DC 전압 드롭을 이상적으로 소비하는 인덕터들 L1 및 L2를 통해 트랜지스터들(451, 452)의 드레인들에 커플링될 때, VCO(410)는 공급 전압 VDD로부터의 최소 전압 헤드룸(headroom)을 소비한다. 또한, 451, 452의 게이트들에 배치되는 LC 탱크 소자들 C1, C2, C3, C4는 믹서 또는 주파수 분할기(420)로부터 분리되며, 믹서 또는 주파수 분할기(420)의 입력 단자들은 451, 452의 드레인들에 배치된다. 결합에서, 이러한 이점들은 종래 기술의 회로(200 또는 300)에서 발견되지 않는다. 전술된 이점들이 오직 예시를 위해서 제공되며, 설명되는 이점들을 명시적으로 나타내는 실시예들로 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다는 점에 유의하여야 한다.
당업자는 인덕터들 L1, L2가 상대적으로 낮은 품질 인자(low-Q) 인덕터들일 수 있으며, 이에 따라 VCO(410)의 위상-잡음 성능을 손상시키지 않고 얇게 유지될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이것은 변압기-기반 VCO의 위성-잡음 성능이 2차 코일들의 품질 인자에 따라 일반적으로 약하기만하기 때문이다. 또한, 410 내의 1차 코일 및 2개의 2차 코일들은 단일 변압기로서 구현될 수 있는데, 여기서 2개의 2차 코일들은 1차 코일 내부의 얇은 코일들로서 레이아웃(lay-out)되거나, 2개의 2차 코일들은 얇은 금속층들 내의 1차 코일 아래에 적층되며, 이에 따라 추가적인 코일들의 면적 오버헤드를 회피할 수 있다.
당업자는 믹서 또는 주파수 분할기(420)가 입력 차동 전류 I1 - I2를 수용하거나, 이를 수용하도록 수정될 수 있는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려져 있는 임의의 믹서 또는 주파수 분할기 설계를 사용할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 도 5는 LO 생성기(500)의 예시적인 실시예를 도시하며, 여기서 VCO(410)는 주파수 분할기(520)에 커플링된다. 예시적인 실시예가 오직 예시를 위해서 도시되며, 도시된 임의의 특정 주파수 분할기 또는 2-분할 회로로 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다는 점에 유의하여야 한다.
도 5에서, 2-분할 회로(520)는 저항 로드들 R1-R4를 이용한다. 도시된 예시적인 실시예는 저항 로드들 또는 임의의 다른 타입들의 로드들의 사용으로 2-분할 회로를 제한하는 것으로 해석되지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 520의 동상 및 직교 출력 신호들은 각각 차동 전압들 VI1(양(positive)의 동상 전압) - VI2(음(negative)의 동상 전압) 및 VQ1(양의 직교 전압) - VQ2(음의 직교 전압)로 취해질 수 있다. VCO(410)에 의해 생성되는 전류 I1는 2-분할 회로(520) 내의 트랜지스터들(551, 552, 557, 558)에 공급되는 반면, VCO(410)에 의해 생성되는 전류 I2는 520 내의 트랜지스터들(553, 554, 555, 556)에 공급될 수 있다.
당업자는, 대안적인 예시적인 실시예들(미도시됨)에서, 2 외의 분주 비(divider ratio)들을 생성하는 회로들이 도시된 방식으로 VCO(410)와 결합될 수도 있다는 것을 추가적으로 인식할 것이다. 예를 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려져 있는 래치(latch)-기반 디지털 분할기는 4의 분주 비를 생성할 수 있다. 다른 타입들의 분할기 회로들 예를 들어, 주입 동기 분할기(injection locked divider)들은 또한 3 이상의 분주 비들을 생성하는데 이용될 수도 있다. 당업자는 이러한 대안적인 주파수 분할기들이 본 개시의 기법들에 따라 VCO(410)와 결합되도록 용이하게 수정될 수 있으며, 이러한 대안적 예시적인 실시예들이 본 개시의 범위 내에서 참작된다는 것을 인식할 것이다.
도 6은 대안적 예시적인 실시예를 추가적으로 도시하며, 여기서 VCO(410)는 믹서(620)에 커플링된다. 예시적인 실시예가 오직 예시를 위해서 도시되며, 도시된 임의의 특정 믹서 구현으로 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 당업자는 회로(600)가 도 1a, 1b, 1c에 각각 도시된 회로(130, 180, 190) 중 임의의 회로를 구현하도록 적절히 수정될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 6에서, VCO(410)에 의해 생성되는 전류 I1는 620 내의 651, 652에 공급되며, VCO(410)에 의해 생성되는 전류 I2는 620 내의 653, 654에 공급된다. 차동 전류 I1 - I2는 차동 전압 VRF1 - VRF2와 믹싱된다. 믹서의 출력은 차동 전압 Vout1 - Vout2로 취해질 수 있다.
당업자는, 도 1b의 회로(180) 내에 도시된 것과 같이, 회로(600)가 Vout1 - Vout2에서 하향 변환된 신호를 생성하는데 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 대안적 예시적인 실시예들에서, 회로(600)는 또한 애플리케이션들에 용이하게 적용될 수도 있는데, 여기서 예를 들어, 도 1c의 회로(190)에 도시된 것과 같이, VCO(410)의 차동 전류 I1 - I2는 믹서(620)를 사용하여 기저대역 신호 VINP - VINN를 상향 변환하기 위해서 LO 신호로서 직접 사용된다. 대안적 예시적인 실시예들에서, 회로(600)는 회로(600)를 사용하여 회로(130)의 블록들(135 및 150)을 제공함으로써, 도 1a의 회로(130) 내에 도시된 것과 같이 Vout1 - Vout2에서 국부 발진기 신호를 생성하도록 사용될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예들은 본 개시의 범위 내에서 참작될 수 있다.
당업자는 500 및 600과 같은 회로들의 설계를 최적화하기 위해서, VCO(410), 및 믹서(620) 또는 주파수 분할기(520) 모두의 회로 소자들의 특성들이 바람직하게 동시에 고려된다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, VCO(410) 및 2-분할 모듈(520)의 동작들이 일반적으로 상호-의존적이기 때문에, LO(500)의 성능을 결정하기 위한 회로 시뮬레이션들은 VCO(410) 및 2-분할 모듈(520) 모두를 바람직하게 동시에 고려한다. 또한, 도 4 내의 회로(400)의 성능은 믹서(620) 또는 주파수 분할기(520)를 따르는 임의의 출력 로딩 스테이지들 예를 들어, 출력 버퍼에 민감할 수 있다.
도 7 및 7a는 본 개시에 따른 예시적인 방법(700)을 도시한다. 도시된 방법이 오직 예시를 위해 제공되며, 명시적으로 도시되는 임의의 특정 방법으로 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 도시되는 단계들의 특정 시퀀스가 제한되는 것으로 해석되지 않으며, 일반적으로 단계들이 별도로 표시되지 않는 한, 차례로 상호교환가능할 수 있다는 점에 추가적으로 유의하여야 한다.
도 7의 단계(710)에서, 제 1 트랜지스터는 제 1 바이어스 전류를 사용하여 DC 바이어싱된다. 예시적인 실시예에서, 제 1 트랜지스터는 예를 들어, 도 4의 451일 수 있다.
712에서, 제 2 트랜지스터는 제 2 바이어스 전류를 사용하여 DC 바이어싱된다. 예시적인 실시예에서, 제 2 트랜지스터는 예를 들어, 도 4의 452일 수 있다.
단계(714)에서, 제 1 트랜지스터 게이트는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스를 사용하는 제 2 트랜지스터 게이트에 커플링된다. 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 게이트 인덕턴스는 도 4 내의 인덕터들 L3, L4를 포함할 수 있으며, 인덕터들 L3, L4는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려져 있는 기법들에 따른 2개의 직렬-커플링(series-couple)되는 인덕터들 또는 하나의 단일 코일로서 구현될 수 있다.
단계(716)에서, 제 1 드레인 인덕턴스는 게이트 인덕턴스에 커플링될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제 1 드레인 인덕턴스는 도 4의 인덕턴스 L1에 대응할 수 있고, 커플링되는 게이트 인덕턴스는 도 4의 인덕턴스 L4에 대응할 수 있다.
단계(718)에서, 제 2 드레인 인덕턴스는 게이트 인덕턴스에 커플링될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제 2 드레인 인덕턴스는 도 4의 인덕턴스 L2에 대응할 수 있고, 커플링되는 게이트 인덕턴스는 도 4의 인덕턴스 L3에 대응할 수 있다.
도 7a의 단계(720)에서, 제 1 트랜지스터 게이트를 제 2 트렌지스터 게이트에 커플링시키는 가변 캐패시턴스 소자의 캐패시턴스가 선택될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 가변 캐패시턴스 소자는 도 4의 캐패시턴스 소자들 C1 및 C2에 대응할 수 있다.
단계(722)에서, 적어도 하나의 주파수 분할된 신호를 생성하기 위해서, 제 1 드레인 인덕턴스 및 제 2 드레인 인덕턴스에 흐르는 차동 전류는 믹서를 사용하여 다른 신호와 믹싱될 수 있으며, 또는 차동 전류의 주파수는 주파수 분할기를 사용하여 분할될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 차동 전류는 도 4의 차동 전류 I1 - I2에 대응할 수 있다.
단계(724)에서, 믹서 또는 주파수 분할기는 제 1 바이어스 전류 및 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱될 수 있다.
당업자는 본 개시의 예시적인 실시예들이 MOS 트랜지스터(MOSFET)들을 참조하여 설명되지만, 본 개시의 기법들은 MOSFET-기반 설계들에 제한될 필요는 없으며, 바이폴라 접합 트랜지스터들 (또는 BJT(BJT)들) 및 다른 3-단자 트랜스컨덕턴스 디바이스들을 사용하는 대안적 예시적인 실시예들(미도시됨)에 용이하게 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 예시적인 실시예(미도시됨)에서, 도 4의 VCO(410)는 MOSFET들보다는 BJT들을 이용할 수 있으며, 여기서 BJT들의 콜렉터(collector)들, 베이스(base)들 및 이미터(emitter)들은 도시된 바와 같이 VCO(410) 내의 MOSFET들의 드레인들, 게이트들 및 소스들 각각에 대하여 커플링된다. 또한, 별도로 표시되지 않는 한, 이러한 설명에서 그리고 청구범위에서, 용어들 "드레인", "게이트" 및 "소스"는 MOSFET들과 연관된 용어들의 종래의 의미들뿐만 아니라, BJT들과 같은 다른 3-단자 트랜스컨덕턴스 디바이스들의 대응하는 노드들 모두를 포괄할 수 있으며, 이러한 대응(correspondence)은 회로 설계에 대하여 당업자에게 명백할 것이다.
도 8은 본 개시의 기법들이 구현될 수 있는 무선 통신 디바이스(800)의 설계의 블록 다이어그램을 도시한다. 도 8에 도시된 설계에서, 무선 디바이스(800)는 데이터 및 프로그램 코드들을 저장하기 위한 메모리(812)를 가지는 데이터 프로세서(810) 및 트랜시버(820)를 포함한다. 트랜시버(820)는 양-방향 통신을 지원하는 수신기(850) 및 송신기(830)를 포함한다. 일반적으로, 무선 디바이스(800)는 임의의 개수의 통신 시스템들 및 주파수 대역들에 대한 임의의 개수의 송신기들 및 임의의 개수의 수신기들을 포함할 수 있다.
송신기 또는 수신기는 수퍼-헤테로다인(super-heterodyne) 아키텍쳐 또는 직접-변환 아키텍쳐로 구현될 수 있다. 수퍼-헤테로다인 아키텍쳐에서, 신호는 다수의 스테이지들에서 무선 주파수(RF)와 기저대역 사이에서 예를 들어, 하나의 스테이지에서 RF로부터 중간 주파수(IF)로 주파수 변환된다. 직접-변환 아키텍쳐에서, 신호는 하나의 스테이지에서 RF와 기저대역 사이에 주파수 변환된다. 수퍼-헤테로다인 및 직접-변환 아키텍쳐들은 상이한 회로 블록들을 사용할 수 있고/있거나, 상이한 요건들을 가질 수 있다. 도 8에 도시된 설계에서, 송신기(830) 및 수신기(850)는 직접-변환 아키텍쳐로 구현된다.
송신 경로에서, 데이터 프로세서(810)는 송신될 데이터를 프로세싱하고, 송신기(830)로 I 및 Q 아날로그 출력 신호들을 제공한다. 송신기(830) 내에서, 저역 통과 필터들(832a 및 832b)은 이전의 디지털-아날로그 변환에 의해 야기되는 원하지 않는 이미지들을 제거하기 위해서 I 및 Q 아날로그 출력 신호들을 각각을 필터링한다. 증폭기(Amp)들(834a 및 834b)은 저역 통과 필터들(832a 및 832b) 각각으로부터 신호를 증폭하여, I 및 Q 기저대역 신호들을 제공한다. 상향 변환기(840)는 TX LO 신호 생성기(870)로부터의 I 및 Q 송신(TX) 국부 발진(LO) 신호들에 의해 I 및 Q 기저대역 신호들을 상향 변환하여, 상향 변환된 신호를 제공한다. 필터(842)는 수신 주파수 대역에서 주파수 상향 변환에 의해 야기되는 원하지 않는 이미지들뿐만 아니라 잡음도 제거하기 위해서 상향 변환된 신호를 필터링한다. 전력 증폭기(PA)(844)는 원하지 않는 출력 전력 레벨을 획득하기 위해서 필터(842)로부터의 신호를 증폭하여, 송신 RF 신호를 제공한다. 송신 RF 신호는 듀플렉서 또는 스위치(846)를 통해 라우팅되어, 안테나(848)를 통해 송신된다.
수신 경로에서, 안테나(848)는 기지국들에 의해 송신되는 신호들을 수신하여, 수신된 RF 신호를 제공하고, 수신된 RF 신호는 듀플렉서 또는 스위치(846)를 통해 라우팅되며, 저 잡음 증폭기(LNA)(852)로 제공된다. 바람직한 RF 입력 신호를 획득하기 위해서, 수신된 RF 신호가 LNA(852)에 의해 증폭되며, 필터(854)에 의해 필터링된다. 하향 변환기(860)는 RX LO 신호 생성기(880)로부터의 I 및 Q 수신(RX) LO 신호들을 가지는 RF 입력 신호를 하향 변환하여, I 및 Q 기저대역 신호들을 제공한다. 데이터 프로세서(810)로 제공되는 I 및 Q 아날로그 입력 신호들을 획득하기 위해서, I 및 Q 기저대역 신호들이 증폭기들(862a 및 862b)에 의해 증폭되고, 저역 통과 필터들(864a 및 864b)에 의해 추가적으로 필터링된다.
TX LO 신호 생성기(870)는 주파수 상향 변환에 사용되는 I 및 Q TX LO 신호들을 생성한다. RX LO 신호 생성기(880)는 주파수 하향 변환에 사용되는 I 및 Q RX LO 신호들을 생성한다. 각각의 LO 신호는 특정 기본 주파수를 가지는 주기적인 신호이다. PLL(872)은 데이터 프로세서(810)로부터 타이밍 정보를 수신하고, LO 신호 생성기(870)로부터의 TX LO 신호들의 주파수 및/또는 위상을 조정하는데 사용되는 제어 신호를 생성한다. 유사하게, PLL(882)은 데이터 프로세서(810)로부터 타이밍 정보를 수신하고, LO 신호 생성기(880)로부터의 RX LO 신호들의 주파수 및/또는 위상을 조정하는데 사용되는 제어 신호를 생성한다.
도 8은 예시적인 트랜시버 설계를 도시한다. 일반적으로, 송신기 및 수신기에서의 신호들의 조정(conditioning)은 증폭기, 필터, 상향 변환기, 하향 변환기 등의 하나 이상의 스테이지들에 의해 수행될 수 있다. 이러한 회로 블록들은 도 8에 도시된 구성과는 상이하게 배열될 수 있다. 또한, 도 8에 도시되지 않은 다른 회로 블록들 또한 송신기 및 수신기에서 신호들을 조정하는데 사용될 수도 있다. 도 8의 일부 회로 블록들이 생략될 수도 있다. 트랜시버(820)의 전부 또는 일부는 하나 이상의 아날로그 집적 회로(IC)들, RF IC(RFIC)들, 믹싱된-신호 IC들 등 상에서 구현될 수 있다.
LO 신호 생성기들(870 및 880)은 클럭 신호를 수신하고, 분할기 출력 신호를 제공하는 주파수 분할기를 각각 포함할 수 있다. 클럭 신호는 전압-제어 발진기(VCO) 또는 소정의 다른 타입들의 발진기에 의해 생성될 수 있다. 클럭 신호는 또한 VCO 신호, 발진기 신호 등으로도 지칭될 수 있다. 어떠한 경우에도, 주파수 분할기로부터 차동 출력 신호들을 획득하는 것이 바람직할 수 있다. 본 개시의 기법들은 LO 신호 생성기들(870 및 880)의 설계에 용이하게 적용될 수 있다.
상세한 설명에서 그리고 청구범위에서, 엘리먼트가 다른 엘리먼트에 "접속되는" 또는 "커플링되는" 것으로 지칭되는 경우, 엘리먼트가 다른 엘리먼트에 직접 접속 또는 커플링될 수 있거나, 또는 중개 엘리먼트들이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이에 반해, 엘리먼트가 다른 엘리먼트에 "직접 접속되는" 또는 "직접 커플링되는"으로 지칭되는 경우, 어떠한 중개 엘리먼트들도 존재하지 않는다.
당업자들은 정보 및 신호들이 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 사용하여 표시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명의 전반에 걸쳐 언급될 수 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장 또는 입자들, 광 필드들 또는 입자들 또는 이들의 임의의 조합으로 표현될 수 있다.
당업자들은 여기에서 기재된 예시적인 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이 둘의 조합들로서 구현될 수 있다는 것을 추가적으로 인식할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명백하게 설명하기 위해서, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 일반적으로 그들의 기능에 관하여 전술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로서 구현되는지 또는 이러한 기능이 소프트웨어로서 구현되는지는 전체 시스템 상에 부과되는 특정 애플리케이션 및 설계 제약들에 의존한다. 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션에 대하여 가지각색의 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정들이 본 발명의 예시적인 실시예들의 범위를 벗어남을 야기하는 것으로 해석되어서는 안된다.
여기에서 기재되는 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 회로들이 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들 또는 여기에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 이러한 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 이러한 임의의 다른 구성과 같은 컴퓨팅 디바이스들의 조합으로서 구현될 수도 있다.
여기에서 기재된 예시적인 실시예들과 관련하여 설명된 알고리즘 또는 방법의 단계들은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이 둘의 조합에 의해 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리(ROM), 전기적으로 프로그램가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 삭제가능한 프로그램가능한 ROM(EEPROM), 레지스터들, 하드디스크, 휴대용 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속한 기술분야에서 알려져 있는 저장 매체의 임의의 다른 형태로서 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되어, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하거나, 저장 매체에 정보를 기록할 수 있게 한다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서의 구성요소일 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC 는 사용자 단말에 상주할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서 개별적인 컴포넌트들로서 상주할 수 있다.
하나 이상의 예시적인 실시예들에 기재된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들 임의의 조합을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 상기 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나, 또는 이들을 통해 송신될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체, 및 하나의 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 이전을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 이러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장 매체, 자기 디스크 저장 매체 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 전달 또는 저장하기 위해 사용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속수단은 적절히 컴퓨터-판독가능 매체로 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어(twisted pair), 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들을 통해 송신되는 경우, 이러한 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, DSL, 또는 적외선 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들이 이러한 매체의 정의 내에 포함된다. 여기서 사용되는 disk 및 disc는 컴팩트 disc(CD), 레이저 disc , 광 disc, 디지털 다목적 디스크(DVD), 플로피 disk, 및 블루-레이 disc를 포함하며, 여기서 disk들은 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만, disc들은 레이저들을 통해 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기 조합들 역시 컴퓨터-판독가능 매체의 범위 내에 포함될 수 있다.
기재된 예시적인 실시예들의 상기 설명은 당업자가 본 발명을 이용하거나 또는 제작할 수 있도록 제공된다. 이러한 예시적인 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자들에게 명백할 것이며, 여기에서 정의되는 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 다른 예시적인 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에서 도시된 예시적인 실시예들로 제한되는 것으로 의도되지 않고, 여기에서 기재된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 가장 넓은 범위에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (39)
- 믹서에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하는 장치로서, 상기 VCO는,
제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터;
제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고,
상기 믹서는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 믹서는 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 믹서는 믹싱된 출력 신호를 생성하기 위해서 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드를 통해 흐르는 차동 전류를 제 2 신호와 믹싱하도록 구성되고,
상기 제 2 신호는 수신된 무선-주파수(RF) 신호를 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 신호는 기저대역 신호를 포함하고,
상기 믹싱된 출력 신호는 상향 변환된 신호를 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 믹싱된 출력 신호는 국부 발진기 신호인,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 게이트 인덕턴스는 제 1 게이트 인덕턴스 및 제 2 게이트 인덕턴스를 포함하고,
상기 제 1 게이트 인덕턴스는 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 DC 전압에 커플링시키며,
상기 제 2 게이트 인덕턴스는 상기 제 2 트랜지스터의 게이트를 상기 DC 전압에 커플링시키고,
상기 제 1 게이트 인덕턴스는 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 자기적으로 커플링되며,
상기 제 2 게이트 인덕턴스는 상기 제 1 드레인 인덕턴스에 자기적으로 커플링되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 게이트 인덕턴스 및 상기 제 2 게이트 인덕턴스는 1차 코일에 의해 형성되고,
상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스는 2개의 2차 코일들에 의해 형성되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 2개의 2차 코일들은 상기 1차 코일 내부에 레이아웃(lay out)되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 2개의 2차 코일들은 상기 1차 코일 아래에 적층(stack)되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 게이트 인덕턴스 및 상기 제 2 게이트 인덕턴스와 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스는 단일 변압기에 의해 형성되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가변 캐패시턴스는 버랙터(varactor)를 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가변 캐패시턴스는 스위칭가능한 캐패시터 뱅크를 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 주파수 분할기 회로에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하는 장치로서, 상기 VCO는,
제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터;
제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고,
상기 주파수 분할기 회로는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 주파수 분할기 회로는 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 주파수 분할기 회로는 2-분할 회로(divide-by-two) 회로를 포함하고,
상기 2-분할 회로는 적어도 하나의 주파수 분할된 전압 또는 전류를 생성하기 위해서 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드를 통해 흐르는 차동 전류의 주파수를 분할하도록 구성되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 2-분할 회로는,
상기 제 1 드레인 인덕턴스에 커플링되는 제 1 차동 페어 및 제 2 차동 페어 ― 상기 제 2 차동 페어는 교차-커플링(cross-couple)됨 ― ; 및
상기 제 2 드레인 인덕턴스에 커플링되는 제 3 차동 페어 및 제 4 차동 페어 ― 상기 제 4 차동 페어는 교차-커플링됨 ― 를 포함하고,
상기 제 1 차동 페어의 게이트들은 상기 제 4 차동 페어의 드레인들에 커플링되며,
상기 제 2 차동 페어의 드레인들은 상기 제 4 차동 페어의 드레인들에 커플링되고,
상기 제 4 차동 페어의 게이트들은 상기 제 1 차동 페어의 드레인들에 커플링되며,
상기 제 3 차동 페어의 드레인들은 상기 제 1 차동 페어의 드레인들에 커플링되고,
상기 주파수 분할된 전압 또는 전류는 상기 제 4 차동 페어의 드레인들 사이의 제 1 차동 전압, 및 상기 제 1 차동 페어의 드레인들 사이의 제 2 차동 전압을 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 주파수 분할된 전압 또는 전류는 양의 동상 전압(positive in-phase voltage)과 음의 동상 전압(negative in-phase voltage) 사이의 차동 전압을 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 주파수 분할된 전압 또는 전류는 양의 직교 전압과 음의 직교 전압 사이의 차동 전압을 추가적으로 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 게이트 인덕턴스는 제 1 게이트 인덕턴스 및 제 2 게이트 인덕턴스를 포함하고,
상기 제 1 게이트 인덕턴스는 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 DC 전압에 커플링시키며,
상기 제 2 게이트 인덕턴스는 상기 제 2 트랜지스터의 게이트를 상기 DC 전압에 커플링시키고,
상기 제 1 게이트 인덕턴스는 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 자기적으로 커플링되며,
상기 제 2 게이트 인덕턴스는 상기 제 1 드레인 인덕턴스에 자기적으로 커플링되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 게이트 인덕턴스 및 상기 제 2 게이트 인덕턴스는 1차 코일에 의해 형성되고,
상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스는 2개의 2차 코일들에 의해 형성되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 2개의 2차 코일들은 상기 1차 코일 내부에 레이아웃되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 2개의 2차 코일들은 상기 1차 코일 아래에 적층되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 게이트 인덕턴스 및 상기 제 2 게이트 인덕턴스와 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스는 단일 변압기에 의해 형성되는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가변 캐패시턴스는 버랙터를 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가변 캐패시턴스는 스위칭가능한 캐패시터 뱅크를 포함하는,
전압 제어 발진기를 포함하는 장치. - 믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법으로서,
제 1 바이어스 전류를 사용하여 제 1 트랜지스터를 DC 바이어싱하는 단계;
제 2 바이어스 전류를 사용하여 제 2 트랜지스터를 DC 바이어싱하는 단계;
적어도 하나의 게이트 인덕턴스를 사용하여 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 단계;
상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계;
상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 가변 캐패시턴스 소자의 캐패시턴스를 선택하는 단계;
적어도 하나의 믹싱된 신호를 생성하기 위해서 믹서를 사용하여 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 흐르는 차동 전류를 다른 신호와 믹싱하는 단계; 및
상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류를 사용하여 상기 믹서를 바이어싱하는 단계를 포함하는,
믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 게이트 인덕턴스는 제 1 게이트 인덕턴스 및 제 2 게이트 인덕턴스를 포함하고,
상기 제 1 게이트 인덕턴스는 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 DC 전압에 커플링시키며,
상기 제 2 게이트 인덕턴스는 상기 제 2 트랜지스터의 게이트를 상기 DC 전압에 커플링시키고,
상기 제 1 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계는 상기 제 1 드레인 인덕턴스를 상기 제 2 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계를 포함하며,
상기 제 2 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계는 상기 제 2 드레인 인덕턴스를 상기 제 1 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계를 포함하는,
믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 캐패시턴스를 선택하는 단계는 버랙터를 통해 전압을 변경하는 단계를 포함하는,
믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 캐패시턴스를 선택하는 단계는 캐패시터 뱅크 내의 캐패시터들을 스위칭하는 단계를 포함하는,
믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 믹싱하는 단계는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 흐르는 차동 전류를 수신된 무선-주파수(RF) 신호와 믹싱하는 단계를 포함하는,
믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 믹싱하는 단계는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 흐르는 차동 전류를 기저대역 신호와 믹싱하는 단계를 포함하고,
상기 생성된 믹싱된 신호는 상향 변환된 신호를 포함하는,
믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 생성된 믹싱된 신호는 국부 발진기 신호인,
믹싱된 신호를 생성하기 위한 방법. - 주파수 분할된 신호를 생성하기 위한 방법으로서,
제 1 바이어스 전류를 사용하여 제 1 트랜지스터를 DC 바이어싱하는 단계;
제 2 바이어스 전류를 사용하여 제 2 트랜지스터를 DC 바이어싱하는 단계;
적어도 하나의 게이트 인덕턴스를 사용하여 상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 단계;
상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계;
상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스를 게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링시키는 단계;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 가변 캐패시턴스 소자의 캐패시턴스를 선택하는 단계;
적어도 하나의 주파수 분할된 신호를 생성하기 위해서 주파수 분할기를 사용하여 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 흐르는 차동 전류의 주파수를 분할하는 단계; 및
상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류를 사용하여 상기 주파수 분할기를 바이어싱하는 단계를 포함하는,
주파수 분할된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 31 항에 있어서,
상기 주파수를 분할하는 단계는 2-분할 회로를 사용하여 상기 주파수를 2로 분할하는 단계를 포함하는,
주파수 분할된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 주파수 분할된 전압 또는 전류는 양의 동상 전압과 음의 동상 전압 사이의 차동 전압을 포함하는,
주파수 분할된 신호를 생성하기 위한 방법. - 제 33 항에 있어서,
상기 주파수 분할된 전압 또는 전류는 양의 직교 전압과 음의 직교 전압 사이의 차동 전압을 더 포함하는,
주파수 분할된 신호를 생성하기 위한 방법. - 무선 통신을 위한 장치로서,
전압-제어 주파수를 가지는 차동 전압 제어 발진기(VCO) 출력 전류를 생성하기 위한 수단 ― 상기 생성하기 위한 수단은 적어도 하나의 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성된 VCO를 포함함 ― ; 및
상기 VCO 출력 전류를 다른 신호와 믹싱하기 위한 수단을 포함하고,
상기 믹싱하기 위한 수단은 상기 VCO와 상기 적어도 하나의 바이어스 전류를 공유하도록 구성되며,
상기 VCO는,
제 1 트랜지스터;
제 2 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스;
상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스; 및
상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 게이트 인덕턴스는 1차 코일에 의해 형성되며, 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스는 2개의 2차 코일들에 의해 형성되고, 상기 2개의 2차 코일들은 상기 1차 코일 내부에 레이아웃되거나 상기 1차 코일 아래에 적층되는,
무선 통신을 위한 장치. - 무선 통신을 위한 장치로서,
전압-제어 주파수를 가지는 차동 전압 제어 발진기(VCO) 출력 전류를 생성하기 위한 수단 ― 상기 생성하기 위한 수단은 적어도 하나의 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성된 VCO를 포함함 ― ; 및
상기 VCO 출력 신호의 주파수를 분할하기 위한 수단을 포함하고,
상기 분할하기 위한 수단은 상기 VCO와 상기 적어도 하나의 바이어스 전류를 공유하도록 구성되고,
상기 VCO는,
제 1 트랜지스터;
제 2 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스;
상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스; 및
상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 게이트 인덕턴스는 1차 코일에 의해 형성되며, 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스는 2개의 2차 코일들에 의해 형성되고, 상기 2개의 2차 코일들은 상기 1차 코일 내부에 레이아웃되거나 상기 1차 코일 아래에 적층되는,
무선 통신을 위한 장치. - 무선 통신을 위한 디바이스로서,
TX LO 신호 생성기, 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기, 상기 TX LO 신호 생성기 및 상기 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기에 커플링되는 상향 변환기, 상기 상향 변환기의 출력에 커플링되는 TX 필터, 상기 TX 필터에 커플링되는 전력 증폭기(PA), RX LO 신호 생성기, RX 필터, 상기 RX LO 신호 생성기 및 상기 RX 필터에 커플링되는 하향 변환기, 상기 RX 필터에 커플링되는 저-잡음 증폭기(LNA), 및 상기 PA 및 상기 LNA에 커플링되는 듀플렉서를 포함하고,
상기 TX LO 신호 생성기 및 상기 RX LO 신호 생성기 중 적어도 하나는 주파수 분할기에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하며, 상기 VCO는,
제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터;
제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고,
상기 주파수 분할기는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 주파수 분할기는 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성되는,
무선 통신을 위한 디바이스. - 무선 통신을 위한 디바이스로서,
TX LO 신호 생성기, 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기, 상기 TX LO 신호 생성기 및 상기 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기에 커플링되는 상향 변환기, 상기 상향 변환기의 출력에 커플링되는 TX 필터, 상기 TX 필터에 커플링되는 전력 증폭기(PA), RX LO 신호 생성기, RX 필터, 상기 RX LO 신호 생성기 및 상기 RX 필터에 커플링되는 하향 변환기, 상기 RX 필터에 커플링되는 저-잡음 증폭기(LNA), 및 상기 PA 및 상기 LNA에 커플링되는 듀플렉서를 포함하고,
상기 TX LO 신호 생성기 및 상향 변환기는 믹서에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하며, 상기 VCO는,
제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터;
제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고,
상기 믹서는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 믹서는 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성되는,
무선 통신을 위한 디바이스. - 무선 통신을 위한 디바이스로서,
TX LO 신호 생성기, 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기, 상기 TX LO 신호 생성기 및 상기 적어도 하나의 기저대역 TX 증폭기에 커플링되는 상향 변환기, 상기 상향 변환기의 출력에 커플링되는 TX 필터, 상기 TX 필터에 커플링되는 전력 증폭기(PA), RX LO 신호 생성기, RX 필터, 상기 RX LO 신호 생성기 및 상기 RX 필터에 커플링되는 하향 변환기, 상기 RX 필터에 커플링되는 저-잡음 증폭기(LNA), 및 상기 PA 및 상기 LNA에 커플링되는 듀플렉서를 포함하고,
상기 RX LO 신호 생성기 및 하향 변환기는 믹서에 커플링되는 전압 제어 발진기(VCO)를 포함하며, 상기 VCO는,
제 1 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 1 트랜지스터;
제 2 바이어스 전류에 의해 DC 바이어싱되도록 구성되는 제 2 트랜지스터;
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 게이트 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 1 드레인 인덕턴스;
게이트 인덕턴스에 자기적으로 커플링되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 제 2 드레인 인덕턴스; 및
상기 제 1 트랜지스터의 게이트를 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 커플링시키는 적어도 하나의 가변 캐패시턴스를 포함하고,
상기 믹서는 상기 제 1 드레인 인덕턴스 및 상기 제 2 드레인 인덕턴스에 각각 커플링되는 제 1 입력 노드 및 제 2 입력 노드를 포함하며, 상기 믹서는 상기 제 1 바이어스 전류 및 상기 제 2 바이어스 전류에 의해 바이어싱되도록 구성되는,
무선 통신을 위한 디바이스.
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