KR102669079B1

KR102669079B1 - 잡음 제거 기능이 있는 믹서 회로부

Info

Publication number: KR102669079B1
Application number: KR1020220112024A
Authority: KR
Inventors: 펑 자오; 우트쿠 세킨
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2024-05-27
Also published as: KR102627738B1; US11095252B1; KR20220037973A; KR20220126694A; DE102021210282A1; US11664766B2; CN116094464A; US11469710B2; US20220321058A1; US20220094304A1; CN114204908A

Abstract

전자 디바이스는 기저 대역 프로세서, 송수신기, 프런트 엔드 모듈 및 안테나가 있는 무선 회로부를 포함할 수 있다. 상기 송수신기는 믹서 회로부를 포함할 수 있다. 상기 믹서 회로부는 발진기 신호에 의해 제어되는 스위치가 포함할 수 있다. 상기 믹서 회로부는 반전 발진기 신호에 의해 제어되는 발진기 위상 잡음 제거 축전기를 더 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 작동되는 상기 믹서 회로부는 개선된 잡음 수치 성능을 나타낸다.

Description

잡음 제거 기능이 있는 믹서 회로부{Mixer Circuitry With Noise Cancellation}

본 출원은 2020년 9월 18자로 출원된 미국 특허 출원 제17/026,056호에 대한 우선권을 주장하며, 이로써 상기 출원은 그 전체가 본 명세서에 참고로서 포함된다.

기술분야

본 개시는 대체적으로 전자 디바이스들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 회로부를 구비한 전자 디바이스들에 관한 것이다.

전자 디바이스들에는 종종 무선 통신 기능들이 제공된다. 무선 통신 기능이 있는 전자 디바이스에는 안테나가 하나 이상인 무선 통신 회로부가 있다. 무선 통신 회로부의 무선 수신기 회로는 안테나를 사용하여 무선 주파수 신호를 수신한다.

안테나로 수신한 신호는 송수신기를 통해 공급되며, 송수신기에는 무선 주파수 신호를 변조하기 위한 믹서가 포함되어 있다. 전자 기기에 적합한 믹서를 설계하는 것은 어려울 수 있다.

전자 디바이스는 무선 통신 회로부를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로부에는 안테나, 안테나에서 무선 주파수 신호를 수신하고 해당 기저 대역 신호를 생성하도록 구성된 송수신기, 송수신기에서 기저 대역 신호를 수신하도록 구성된 기저 대역 프로세서가 포함될 수 있다.

본 개시 내용에서는 믹서 회로부에 대해 설명한다. 믹서 회로부는 안테나에서 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력 포트, 무선 주파수 신호를 기반으로 기저 대역 신호가 생성되는 출력 포트, 제1 발진기 신호를 생성하도록 구성된 발진기, 제1 발진기 신호와 다른 제2 발진기 신호, 제2 발진기 신호를 기준으로 반전된 제3 발진기 신호, 입력 포트에 연결된 입력 단자가 있는 제1 스위치, 출력 포트에 연결된 출력 단자, 제1 발진기 신호를 수신하도록 구성된 제어 단자,제1 스위치의 출력 단자에 입력 단자가 연결된 제2 스위치, 출력 포트에 연결된 출력 단자, 제2 발진기 신호를 수신하도록 구성된 제어 단자, 제2 스위치의 입력 단자에 제1 단자가 연결된 발진기 위상 잡음 제거 축전기 및 제3 발진기 신호를 수신하도록 구성된 제2 단자로 구성된다. 발진기 위상 소음 제거 축전기는 금속 산화물-반도체 축전기, 금속 절연체-금속 축전기 또는 금속 산화물-금속 축전기일 수 있다.

본 개시 내용에서는 믹서를 작동시키는 방법을 설명한다. 상기 방법은 입력 포트로 무선 주파수 신호를 수신하는 단계, 발진기로 제1 발진기 신호, 상기 제1 발진기 신호와 다른 제2 발진기 신호, 및 상기 제2 발진기 신호에 대해 반전된 제3 발진기 신호를 생성하는 단계; 제1 스위치로 상기 입력 포트로부터 상기 무선 주파수 신호를 수신하고 상기 제1 발진기 신호를 수신하는 단계; 제2 스위치로 상기 제1 스위치로부터 신호를 수신하고, 상기 제2 발진기 신호를 수신하며, 상기 무선 주파수 신호에 따른 해당 기저 대역 신호를 생성하는 단계; 및 발진기 위상 잡음 제거기로 상기 제3 발진기 신호를 수신하고 제2 발진기 신호와 관련된 위상 잡음을 감소하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 플립플롭으로 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 생성하는 단계; 제1 버퍼 시리즈로 상기 제1 출력 신호를 수신하고 상기 제1 발진기 신호를 생성하는 단계; 및 제2 버퍼 시리즈로 상기 제2 출력 신호를 수신하고 상기 제2 발진기 신호 를 생성하는 단계를 포함한다.

본 개시 내용에서는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 안테나가 포함된 전자 장치, 무선 주파수 신호를 기반으로 생성된 기저 대역 신호를 수신하도록 구성된 기저 대역 프로세서, 발진기 신호를 생성하도록 구성된 발진기 및 발진기 신호에 따라 반전된 반전 발진기 신호, 안테나에서 무선 주파수 신호를 수신하고 기저 대역 신호를 생성하도록 구성된 믹서를 설명한다. 믹서에는 발진기 신호를 수신하도록 구성된 게이트 단자가 있는 트랜지스터와 제1 단자가 트랜지스터에 직접 연결된 축전기가 있고 반전된 발진기 신호를 수신하도록 구성된 제2 단자가 포함될 수 있다. 제1 출력과 제2 출력이 있는 플립플롭, 제1 출력에 연결되어 제1 발진기 신호를 생성하도록 구성된 제1 다중 버퍼, 제2 출력에 연결되어 제2 발진기 신호를 생성하도록 구성된 제2 다중 버퍼를 포함할 수 있다. 발진기는 제1 다중 버퍼의 최종 버퍼에 연결된 제1 인버터와 제2 다중 버퍼의 최종 버퍼에 연결된 제2 인버터를 더 포함할 수 있다. 제1 인버터는 제1 반전 발진기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 제2 인버터는 제2 반전 발진기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.

도 1은 일부 실시예에 따른, 무선 통신 회로부가 있는 예시적 전자 디바이스의 다이어그램이다.
도 2는 일부 실시예들에 따른, 송수신기 회로부를 포함하는 예시적인 무선 통신 회로부의 다이어그램이다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 예시적인 믹서 회로부의 다이어그램이다.
도 4는 일부 실시예들에 따른, 예시적인 국부 발진기 회로부의 다이어그램이다.
도 5는 일부 실시예에 따른, 발진기 위상 소음 제거 축전기에 연결된 예시적인 믹서 스위치의 다이어그램이다.
도 6은 일부 실시예에 따른, 동위상 출력 신호를 생성하도록 구성된 믹서 회로부의 일부에 대한 회로 다이어그램이다.
도 7은 일부 실시예에 따른, 직교위상 출력 신호를 생성하도록 구성된 믹서 회로부의 일부에 대한 회로 다이어그램이다.
도 8은 일부 실시예에 따른, 믹서 회로부를 제어하기 위해 발진기 신호를 생성하도록 구성된 예시적인 국부 발진기의 회로 다이어그램이다.
도 9는 일부 실시예에 따른, 예시적인 발진기 신호 파형을 보여주는 다이어그램이다.
도 10은 일부 실시예에 따른, 발진기의 위상 소음 감소 수행으로 소음 수치를 줄일 수 있는 방법을 보여 주는 다이어그램이다.
도 11은 일부 실시예에 따른, 도 2-8에 표시된 유형의 믹서 회로부 작동과 관련된 예시적 단계의 흐름도이다.

도 1의 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스에는 무선 회로부가 제공될 수 있다. 무선 회로부에는 무선 주파수 신호를 기저 대역으로 하향 변환하기 위한 수동형 믹서 회로가 포함될 수 있다. 수동형 믹서 회로부에는 믹서와 국부 발진기가 포함된다. 국부 발진기는 발진기 출력 신호를 생성하여 믹서에 있는 하나 이상의 스위치를 제어한다. 수동형 믹서 회로부에는 기생을 통해 믹서의 입력에 결합될 수 있는 위상 소음을 제거하도록 구성된 발진기 위상 소음 제거 구성요소가 제공될 수 있다. 발진기 위상 소음 제거 구성 요소는 반전된 발진기 출력 신호를 수신하도록 구성된 축전기 구조일 수 있다. 이러한 방식으로 배열 및 작동되는 수동형 믹서 회로부는 개선된 소음 수치 성능으로 기저 대역 신호를 생성할 수 있다.

도 1의 전자 디바이스(10)는, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스, 임베디드 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터 모니터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 또는 다른 핸드헬드 또는 휴대용 전자 디바이스, 더 작은 디바이스, 예컨대 손목시계 디바이스, 펜던트(pendant) 디바이스, 헤드폰 또는 이어피스(earpiece) 디바이스, 안경 또는 사용자의 머리에 착용되는 다른 장비에 임베딩된 디바이스, 또는 다른 웨어러블(wearable) 또는 소형 디바이스, 텔레비전, 임베디드 컴퓨터를 포함하지 않는 컴퓨터 디스플레이, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 디스플레이를 구비한 전자 장비가 키오스크(kiosk) 또는 자동차 내에 장착되어 있는 시스템과 같은 임베디드 시스템, 무선 인터넷 연결 음성 제어 스피커, 가정 엔터테인먼트 디바이스, 원격 제어 디바이스, 게이밍 컨트롤러, 주변 사용자 입력 디바이스, 무선 기지국 또는 액세스 포인트. 이러한 디바이스들 중 둘 이상의 디바이스들의 기능을 구현하는 장비, 또는 다른 전자 장비일 수 있다.

도 1의 개략도에서 볼 수 있듯이 디바이스(10)에는 하우징(12)과 같은 전자 디바이스 하우징에 있거나 그 내부에 위치하는 구성 요소를 포함할 수 있다. 때때로 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합재들, 금속(예컨대, 스테인리스강, 알루미늄, 금속 합금 등), 다른 적합한 재료들, 또는 이들 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 상황들에서, 하우징(12)의 전체 또는 부분들은 유전체 또는 기타 저전도성 재료(예컨대, 유리, 세라믹, 플라스틱, 사파이어 등)로 형성될 수 있다. 다른 상황들에서, 하우징(12) 또는 하우징(12)을 형성하는 구조물들의 적어도 일부는 금속 요소들로부터 형성될 수 있다.

디바이스(10)는 제어 회로부(14)를 포함할 수 있다. 제어 회로부(14)는 저장 회로부(16)와 같은 저장장치를 포함할 수 있다. 저장 회로부(16)는 하드 디스크 드라이브 저장장치, 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 다른 전기적으로 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예를 들어, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등을 포함할 수 있다. 제어 회로부(16)는 디바이스(10) 및/또는 이동식 저장 매체에 내장된 저장 장치를 포함할 수 있다.

제어 회로부(14)는 프로세싱 회로부(18)와 같은 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 프로세싱 회로부(18)는 디바이스(10)의 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 프로세싱 회로부(18)는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 프로세서들, 호스트 프로세서들, 기저 대역 프로세서 집적 회로, 주문형 집적 회로들, 중앙 프로세싱 유닛들(CPU) 등을 포함할 수 있다. 제어 회로부(14)는 하드웨어(예컨대, 전용 하드웨어 또는 회로부), 펌웨어, 및/또는 소프트웨어를 사용하여 디바이스(10)에서 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 디바이스(10)에서 동작들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드는 저장 회로부(16) 상에 저장될 수 있다(예컨대, 저장 회로부(16)는 소프트웨어 코드를 저장하는 비일시적(유형적) 컴퓨터 판독가능 저장 매체들을 포함할 수 있다). 소프트웨어 코드는 때때로 프로그램 명령어들, 소프트웨어, 데이터, 명령어들, 또는 코드로 지칭될 수 있다. 저장 회로부(16) 상에 저장된 소프트웨어 코드는 프로세싱 회로부(18)에 의해 실행될 수 있다.

제어 회로부(14)는 위성 내비게이션 애플리케이션들, 인터넷 브라우징 애플리케이션들, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션들, 이메일 애플리케이션들, 미디어 재생 애플리케이션들, 운영 체제 기능들 등과 같은, 디바이스(10) 상의 소프트웨어를 실행하기 위해 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용들을 지원하기 위해, 제어 회로부(14)는 통신 프로토콜들을 구현하는 데 사용될 수 있다. 제어 회로부(14)를 사용하여 구현할 수 있는 통신 프로토콜은 인터넷 프로토콜, 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 프로토콜(예: IEEE 802.11 프로토콜 - 때로는 Wi-Fi®로 지칭), 다른 단거리 무선 통신 링크용 프로토콜(예: Bluetooth® 프로토콜) 또는 다른 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 프로토콜, IEEE 802.11ad 프로토콜(예: 초광대역 프로토콜), 셀룰러 전화 프로토콜(예: 3G 프로토콜, 4G (LTE) 프로토콜, 5G 새로운 무선(NR) 프로토콜 등), MIMO 프로토콜, 안테나 다이버시티 프로토콜, 위성 내비게이션 시스템 프로토콜(예: 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 프로토콜, 글로 항법 위성 시스템(GLONASS) 프로토콜 등), 안테나 기반 공간 레인징 프로토콜(예: 무선 탐지 및 레인징(RADAR) 프로토콜 또는 밀리미터파 및 센티미터파 주파수들에서 전달되는 신호에 대한 다른 원하는 레인지 탐지 프로토콜), 또는 기타 원하는 통신 프로토콜을 포함한다. 각각의 통신 프로토콜은 프로토콜을 구현하는 데 사용되는 물리적 접속 방법론을 특정하는 대응하는 무선 액세스 기술(RAT)과 연관될 수 있다.

디바이스(10)는 입출력 회로부(20)를 포함할 수 있다. 입출력 회로부(20)는 입출력 디바이스들(22)을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스들(22)은 데이터가 디바이스(10)에 공급되게 하기 위해, 그리고 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스들로 제공되게 하기 위해 사용될 수 있다. 입출력 디바이스들(22)은 사용자 인터페이스 디바이스들, 데이터 포트 디바이스들, 및 다른 입출력 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어 입출력 디바이스들(22)은 터치 센서, 디스플레이, 발광 구성 요소(예: 터치 센서 기능이 없는 디스플레이), 버튼(기계식, 정전식, 광학식 등), 스크롤 휠, 터치 패드, 키 패드, 키보드, 마이크, 카메라, 버튼, 스피커, 상태 표시등, 오디오 잭 및 기타 오디오 포트 구성 요소, 디지털 데이터 포트 디바이스, 동작 센서(가속도계, 자이로스코프 및/또는 움직임을 탐지하는 나침반), 정전 용량 센서, 근접성 센서, 자력 센서, 힘 센서(예: 디스플레이에 가한 압력을 탐지하기 위해 디스플레이와 결합된 힘 센서) 등을 포함할 수 있다. 일부 구성에서는 키보드, 헤드폰, 디스플레이, 포인팅 디바이스(예: 트랙패드), 마우스, 전자연필(예: 스타일러스) 및 조이스틱, 기타 입출력 디바이스를 유무선 연결을 사용하여 디바이스(10)과 결합할 수 있다(예: 일부 입출력 디바이스(22)는 주 처리 장치 또는 디바이스(10)의 다른 부분과 유선 또는 무선 링크로 결합한 주변 장치일 수 있다).

입출력 회로부(24)는 무선 주파수 신호들을 무선으로 전달하기 위한 무선 통신 회로부(34)(때때로 본 명세서에서 무선 회로부(24)로 지칭됨)와 같은 무선 통신 회로부를 포함할 수 있다. 명료함을 위해 제어 회로부(14)가 무선 통신 회로부(24)로부터 분리된 것으로 도시되고 있으나, 무선 통신 회로부(24)는 프로세싱 회로부(18)의 일부를 형성하는 프로세싱 회로부 및/또는 제어 회로부(14)의 저장 회로부(16)의 일부를 형성하는 저장 회로부를 포함할 수 있다(예를 들어, 제어 회로부(14)의 부분들이 무선 통신 회로부(24) 상에 구현될 수 있음). 예로서, 제어 회로부(14)(예를 들어, 프로세싱 회로부(18))는 기저 대역 프로세서 회로부, 또는 무선 통신 회로부(24)의 일부를 형성하는 다른 제어 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

무선 통신 회로부(24)는 하나 이상의 집적회로에서 형성된 무선 주파수(RF) 송신기 회로부, 업링크 무선 주파수 신호(예: 장치(10)가 외부 장치로 전송하는 무선 주파수 신호)를 증폭하도록 구성된 전력 증폭기 회로부, 다운링크 무선 주파수 신호(예: 외부 장치로부터 장치(10)가 수신한 무선 주파수 신호)를 증폭하도록 구성된 저소음 증폭기, 수동식 무선 주파수 요소, 한개 이상의 안테나, 전송선, 무선 주파수 무선 신호를 처리하기 위한 기타 회로부를 포함할 수 있다. 무선 신호들은 또한 광을 사용하여(예컨대, 적외선 통신을 사용하여) 전송될 수 있다.

무선 회로부(24)는 다양한 무선 주파수 통신 대역들에서 무선 주파수 신호들의 송신 및/또는 수신을 처리하기 위한 무선 주파수 송수신기 회로부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 주파수 송수신기 회로부는 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ Wi-Fi®(IEEE 802.11) 대역과 같은 무선 근거리 통신망(WLAN) 통신 대역, 2.4 ㎓ Bluetooth® 통신 대역과 같은 무선 근거리 개인 통신망(WPAN) 통신 대역, 셀룰러 저대역(LB)(예: 600~960 ㎒)과 같은 셀룰러 전화 통신 대역, 셀룰러 저중간 대역 (LMB)(예: 1400 ~ 1550 ㎒), 셀룰러 중간 대역(MB) (예: 1700 ~ 2200 ㎒), 셀룰러 고대역 (HB) (예: 2300 ~ 2700 ㎒), 셀룰러 고주파 대역(UHB)(예: 3300 ~ 5000 ㎒) 또는 약 600 ㎒에서 약 5000 ㎒ 사이의 기타 셀룰러 통신 대역 (예: 3G 대역, 4G LTE 대역, 10 ㎓ 이하의 5G 신규 무선 주파수 범위 1(FR1) 대역, 20~60 ㎓의 밀리미터 및 센티미터 파장의 5G 신규 무선 주파수 범위 2(FR2) 대역 등), 근거리 통신(NFC) 대역 (예: 13.56 ㎒), 위성 항법 대역 (예: 1575 ㎒의 L1 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 대역, 1176 ㎒의 L5 GPS 대역, 글로벌 항법 위성 시스템(GLONASS) 대역, BeiDou 항법 위성 시스템(BDS) 대역, 등), IEEE 802.15.4 프로토콜에서 지원되는 초광대역(UWB) 통신 대역 및/또는 기타 UWB 통신 프로토콜(예: 6.5 ㎓에서 제1 UWB 통신 대역 및/또는 8.0 ㎓에서 제2 UWB 통신 대역), 및/또는 원하는 다른 통신 대역을 처리할 수 있다. 이런 무선 주파수 송수신기 회로부에서 처리하는 통신 대역은 주파수 대역으로 지칭하거나, 간단히 "대역"으로 지칭하기도 하며, 해당 주파수 범위를 의미할 수 있다. 일반적으로 무선 회로부(24) 내의 무선 주파수 송수신기 회로부는 원하는 주파수 대역을 모두 취급(처리)할 수 있다.

도 2는 무선 회로(24) 내의 예시적 구성 요소를 보여주는 다이어그램이다. 도 2에서 보여준 것처럼 무선 회로부(24)에는 기저 대역 프로세서(예: 기저 대역 프로세서(26)), 무선 주파수(RF) 송수신기 회로부(예: 무선 주파수 송수신기(28)), 무선 주파수 프런트 엔드 회로부(예: 무선 주파수 프런트 엔드 모듈(FEM) 40), 안테나(42)를 포함할 수 있다. 기저 대역 프로세서(26)는 기저 대역 경로(34)를 통해 송수신기(28)와 결합할 수 있다. 송수신기(28)는 무선 주파수 전송 라인 경로(36)를 통해 안테나(42)와 결합할 수 있다. 무선 주파수 프런트 엔드 모듈(40)은 송수신기(28)와 안테나(42) 사이의 무선 주파수 전송 라인 경로(36)에 넣을 수 있다.

도 2의 예시에서 무선 회로부(24)는 명확한 설명을 위해 기저 대역 프로세서(26) 한 개, 송수신기(28) 한 개, 프런트 엔드 모듈(40) 한 개, 안테나(42) 한 개만을 포함한 것으로 나타냈다. 일반적으로 무선 회로부(24)에는 기저 대역 프로세서(26), 송수신기(36), 프런트 엔드 모듈(40), 안테나(42)를 각각 원하는 수만큼 포함할 수 있다. 각 기저 대역 프로세서(26)는 각 기저 대역 경로(34)를 통해 하나 이상의 송수신기(28)와 결합할 수 있다. 각 송수신기(28)는 안테나(42)로 업링크 신호를 출력하도록 구성된 송신기 회로(30)가 포함될 수 있고 안테나(42)로부터 다운링크 신호를 수신하도록 구성된 수신기 회로(32)가 포함될 수 있으며 각각의 무선 주파수 전송선 경로(36)를 통해 하나 이상의 안테나(42)에 연결될 수 있다. 각 무선 주파수 전송 라인 경로(36)는 내부에 각 프런트 엔드 모듈(40)을 넣을 수 있다. 원하는 경우, 두 개 이상의 프런트 엔드 모듈(40)을 동일한 무선 주파수 전송 라인 경로(36)에 넣을 수 있다. 원하는 경우, 프런트 엔드 모듈을 넣지 않고 무선 회로부(24)에 하나 이상의 상기 무선 주파수 전송 라인 경로(36)를 구현할 수 있다.

무선 주파수 송신 경로(36)는 안테나(42)의 안테나 피드와 결합할 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나 피드에는 양의 안테나 피드 단자 및 접지 안테나 피드 단자를 포함할 수 있다. 무선 주파수 전송 라인 경로(36)는 안테나(42)에 있는 상기 양(+)의 안테나 피드 단자와 결합된 양(+)의 전송 라인 신호 경로를 가질 수 있다. 무선 주파수 전송 라인 경로(36)는 안테나(42)에 있는 상기 접지 안테나 피드 단자와 결합된 접지 전송 라인 신호 경로를 가질 수 있다. 이러한 예는 예시에 불과할 뿐이며, 일반적으로 안테나(42)는 원하는 안테나 피드 방식을 사용하여 제공할 수 있다. 원하는 경우, 안테나(42)는 하나 이상의 무선 주파수 전송 라인 경로(36)와 결합된 여러 안테나 피드를 가질 수 있다.

무선 주파수 전송 라인 경로(36)에는 디바이스(10) 내에서 무선 주파수 안테나 신호의 경로를 설정하는 전송 라인을 포함할 수 있다 (도 1). 디바이스(10)의 전송 라인에는 동축 케이블, 마이크로스트립 전송 라인, 스트립라인 전송 라인, 에지 결합형 마이크로스트립 전송 라인, 에지 결합형 스트립라인 전송 라인, 이런 유형의 전송 라인을 결합하여 형성한 전송 라인 등을 포함할 수 있다. 무선 주파수 전송 라인 경로(36)의 전송 라인과 같은 디바이스(10)의 전송 라인은 견고하거나 유연한 인쇄 회로 기판에 내장할 수 있다. 하나의 적합한 배열에서 무선 주파수 전송 라인 경로(예: 무선 주파수 전송 라인 경로(36))는 라미네이트된 다층 구조물(예를 들어, 구리와 같은 전도성 재료 및 중간 접착제 없이 함께 라미네이트되는 수지와 같은 유전체 재료의 층) 내에 통합되는 전송 라인 전도체를 포함할 수 있다. 다층의 라미네이트된 구조물들은, 원하는 경우, 다수의 차원들(예컨대, 2차원 또는 3차원)로 접히거나 굽혀질 수 있고, 굽힘 이후 굽혀지거나 또는 접힌 형상을 유지할 수 있다(예컨대, 다층의 라미네이트된 구조물들은 다른 디바이스 컴포넌트들 주위에서 라우팅하기 위해 특정 3차원 형상으로 접혀질 수 있고, 보강재들 또는 다른 구조물들에 의해 제자리에서 유지되지 않으면서 접힘 이후 그의 형상을 유지하기에 충분히 강성일 수 있다). 라미네이트된 구조물들의 다수의 층들 모두는 (예컨대, 접착제를 사용하여 다수의 층들을 함께 라미네이트하기 위해 다수의 가압 프로세스들을 수행하는 것과는 대조적으로) 접착제 없이 함께 (예컨대, 단일 가압 프로세스에서) 배치(batch) 라미네이트될 수 있다.

무선 전송 시, 기저 대역 프로세서(26)는 기저 대역 경로(34)를 통해 송수신기(28)에 기저 대역 신호를 보낼 수 있다. 송수신기(28)는 또한 기저 대역 프로세서(26)에서 수신한 상기 기저 대역 신호를 해당 무선 주파수 신호로 변환하는 회로부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기 회로부(28)는 안테나(42)를 통해 전송하기 전에 무선 주파수로 상기 기저 대역 신호를 상향 변환(또는 모듈화)하기 위한 믹서 회로부(50)를 포함할 수 있다. 송수신기 회로부(28)는 신호들을 디지털 도메인과 아날로그 도메인 사이에서 변환하기 위한 DAC(디지털-아날로그 컨버터) 및/또는 ADC(아날로그 디지털 컨버터) 회로부도 포함할 수 있다. 송수신기(28)는 무선 주파수 전송 라인 경로(36)와 프런트 엔드 모듈(40)을 사용하여 안테나(42)를 통해 상기 무선 주파수 신호를 송신하는 송신기 요소를 포함할 수 있다. 안테나(42)는 무선 주파수 신호를 자유 공간으로 방사하여 외부 무선 장비로 상기 무선 주파수 신호를 전송할 수 있다.

무선 수신 시, 안테나(42)는 상기 외부 무선 장비에서 무선 주파수 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 주파수 신호는 무선 주파수 전송 라인 경로(36)와 프런트 엔드 모듈(40)을 통해 송수신기(28)로 변환할 수 있다. 송수신기(28)는 수신된 상기 무선 주파수 신호를 해당 기저 대역 신호로 변환하는 회로부를 포함할 수 있다. 예를 들어 송수신기(28)는 수신된 상기 무선 주파수 신호를 수신한 주파수로 하향 변환(또는 복조)한 다음, 기저대역 경로(34)를 통해 기저 대역 신호를 기저 대역 프로세서(26)로 전달하는 믹서 회로부(50)를 사용할 수 있다. 믹서 회로부(50)는 국부 발진기(52)와 같은 발진기 회로부를 포함할 수 있다. 국부 발진기(52)는 믹서 회로부(50)가 기저 대역 주파수에서 무선 주파수로 전송 신호를 변조하고/하거나 수신 신호를 무선 주파수에서 기저 대역 주파수로 변조하는 데 사용하는 발진기 신호를 생성할 수 있다.

프런트 엔드 모듈(FEM)(40)은 무선 주파수 전송 라인 경로(36)를 통해 전달(송신 및/또는 수신)되는 상기 무선 주파수 신호에 작동하는 무선 주파수 프런트 엔드 회로부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프런트 엔드 모듈에는 무선 주파수 필터 회로부(44)(예: 저주파 통과 필터, 고주파 통과 필터, 노치 필터, 대역 통과 필터, 멀티플렉싱 회로부, 듀플렉서 회로부, 다이플렉서 회로부, 트리플렉서 회로부 등), 스위칭 회로부(46)(예: 하나 이상의 무선 주파수 스위치), 무선 주파수 증폭기 회로부(48)(예: 하나 이상의 전원 증폭기 및 하나 이상의 저잡음 증폭기), 임피던스 매칭 회로부(예: 안테나(42)의 임피던스와 무선 주파수 전송선(36)의 임피던스를 매칭시키는 데 도움이 되는 회로), 안테나 튜닝 회로부(예: 축전기, 저항기, 인덕터 및/또는 안테나(42)의 주파수 응답을 조정하는 스위치 네트워크), 무선 주파수 커플러 회로부, 차지 펌프 회로부, 전원 관리 회로부, 디지털 제어 및 인터페이스 회로부 및/또는 안테나(42)에서 전송 및/또는 수신되는 무선 주파수 신호에서 작동하는 기타 원하는 회로부와 같은 프런트 엔드 모듈(FEM) 구성 요소가 포함될 수 있다. 상기 각 프런트 엔드 모듈 구성 요소는 공통(공유된) 기판(예: 견고한 인쇄 회로 기판 또는 유연한 인쇄 회로 기판)에 장착할 수 있다. 필요한 경우 다양한 프론트 엔드 모듈 구성 요소를 단일 집적 회로 칩에 통합할 수도 있다.

필터 회로부(44), 스위칭 회로부(46), 증폭기 회로부(48) 및 기타 회로부는 무선 주파수 전송 라인 경로(36)에 넣거나, FEM 40에 통합하고/하거나, 안테나(42)에 통합할 수 있다(예: 안테나 튜닝 지원, 원하는 주파수 대역에서 작동하도록 지원하기 위한 목적 등). 이러한 구성 요소는 본 문서에서 안테나 튜닝 구성 요소라고도 지칭하며, 시간에 따라 안테나(42)의 주파수 응답과 무선 성능을 조정하기 위해 (제어 회로부(14)를 사용하여) 조정할 수 있다.

송수신기(28)는 프런트 엔드 모듈(40)과 분리할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(28)는 다른 기판(예: 디바이스(10)의 상기 메인 로직 보드, 프런트 엔드 모듈(40)에 포함되지 않는 견고한 인쇄 회로 기판 또는 유연한 인쇄 회로부)에 구성할 수 있다. 도 1의 예에서는 명료함을 위해 제어 회로부(14)가 무선 회로부(24)로부터 분리된 것으로 도시되고 있으나, 무선 회로부(24)는 프로세싱 회로부(18)의 일부를 형성하는 프로세싱 회로부 및/또는 제어 회로부(14)의 저장 회로부(16)의 일부를 형성하는 저장 회로부를 포함할 수 있다(예컨대, 제어 회로부(14)의 부분들이 무선 회로부(24) 상에 구현될 수 있음). 예를 들어, 기저 대역 프로세서(26) 및/또는 송수신기(28) 일부(예: 송수신기(28)의 호스트 프로세서)는 제어 회로부(14)의 일부에 구성할 수 있다. 제어 회로부(14)(예: 기저대역 프로세서(26)에 구성된 제어 회로부(14)의 일부, 송수신기(28)에 구성된 제어 회로부(14)의 일부 및/또는 무선 회로부(24)와 분리된 제어 회로부(14)의 일부)는 프런트 엔드 모듈(40)의 작동을 제어하는 제어 신호(예: 디바이스(10)에서 하나 이상의 제어 경로 사용)를 포함할 수 있다.

송수신기 회로부(28)는 2.4 ㎓ WLAN 대역(예: 2400~2480 ㎒), 5 ㎓ WLAN 대역(예: 5180~5825 ㎒), Wi-Fi® 6E 대역(예: 5925~7125 ㎒) 및/또는 기타 Wi-Fi® 대역(예: 1875~5160 ㎒)과 같이 WLAN 통신 대역을 처리하는 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기 회로부(예: Wi-Fi® (IEEE 802.11) 또는 다른 WLAN 통신 대역), 2.4 ㎓ Bluetooth® 대역이나 다른 WPAN 통신 대역을 처리하는 무선 개인 영역 네트워크 송수신기 회로부, 셀룰러 전화 대역(예: 약 600 ㎒~5 ㎓ 대역, 3G 대역, 4G LTE 대역, 10 ㎓ 미만 5G 신규 무선 주파수 범위 1(FR1) 대역, 20~60 ㎓ 5G 신규 무선 주파수 범위 2(FR2) 대역) 등의 셀룰러 전화 송수신기 회로부, 근거리 통신 대역(예: 13.56 ㎒)을 처리하는 근거리 통신(NFC) 송수신기 회로부, 위성 항법 대역(예: 1565~1610 ㎒ GPS 대역, 글로벌 항법 위성 시스템(GLONASS) 대역, BeiDou 항법 위성 시스템(BDS) 대역 등)을 처리하는 위성 항법 수신기 회로부, IEEE 802.15.4 프로토콜을 사용하여 통신을 처리하는 초광대역(UWB) 송수신기 회로부 및/또는 기타 초광대역 통신 프로토콜 및/또는 원하는 다른 통신 대역을 처리하는 기타 무선 주파수 송수신기 회로부를 포함할 수 있다.

무선 회로부(24)는 안테나(42)와 같은 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(42)는 임의의 원하는 안테나 구조물들을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어 안테나(42)는 루프 안테나 구조물, 패치 안테나 구조물, 역 F 안테나 구조물, 슬롯 안테나 구조물, 평면 역 F 안테나 구조물, 나선형 안테나 구조물, 단극 안테나, 양극, 이러한 설계의 하이브리드형 등에서 구성된 공명 요소가 포함된 안테나일 수 있다. 두 개 이상의 안테나(42)는 하나 이상의 단계적 안테나 배열(예: 밀리미터파 주파수에서 무선 주파수 신호 전달용)로 구성할 수 있다. 안테나 성능을 조정하기 위하여 기생 요소들이 안테나(42) 내에 포함될 수 있다. 안테나(42)는 안테나(42)의 상기 안테나 공명 요소를 지원하는 전도성 캐비티를 제공할 수 있다(예: 안테나(42)는 캐비티 백 슬롯 안테나와 같은 캐비티 백 안테나일 수 있다).

위에서 설명한 바와 같이 믹서 회로부(50)를 사용하여 무선 주파수 신호를 기저 대역 주파수로 하향 변환하여 변조를 수행할 수 있다. 도 3은 예시적인 믹서 회로부(50)의 다이어그램이다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 믹서 회로부(50)에는 입력 포트 RFIN, 제1 믹서 부분(50-I), 제2 믹서 부분(50-Q) 및 관련 국부 발진기(LO) (52)가 포함될 수 있다. 입력 포트 RFIN은 프런트 엔드 모듈(40)에서 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성되어 있다. 예를 들어 입력 포트 RFIN은 프론트 엔드 모듈(40) 내의 저소음 증폭기에서 무선 주파수를 수신하도록 구성할 수 있다. 또 다른 예로, 입력 포트 RFIN은 발룬으로부터 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성할 수 있다. 또 다른 예로 입력 포트 RFIN은 다른 프런트 엔드 모듈 구성 요소로부터 또는 안테나(42)로부터 직접 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성할 수 있다.

발진기(52)는 제1 발진기 출력 신호와 제1 발진기 출력 신호에 대해 90°만큼 위상 편이되는 제2 발진기 출력 신호를 생성하도록 구성할 수 있다. 제1 발진기 출력 신호는 제1 믹서 부분(50-I)에 전달된다. 제1 믹서 부분(50-I)는 입력 포트 RFIN에서 수신한 무선 주파수 입력 신호와 제1 발진기 출력 신호를 혼합하여 해당하는 위상 정합 신호 I(n)를 생성할 수 있다. 제2 믹서 부분(50-Q)는 RFIN 포트에서 수신된 무선 주파수 입력 신호와 제2 발진기 출력 신호를 혼합하여 해당 사각 위상 신호 Q(n)를 생성할 수 있다. 믹서 출력 시 발생할 수 있는 위상 정합 신호 I(n) 및 직교 위상 신호 Q(n)를 기저 대역 신호라고 통칭할 수 있으며, 기저 대역 프로세서(26)에 제공된다.

도 4는 국부 발진기(52)의 블록도이다. 도 4에서 보여준 바와 같이 발진기(52)에는 전압 제어 발진기(VCO) (60)와 같은 전압 제어 발진기, 디지털 플립플롭(62)와 같은 하나 이상의 디지털 플립플롭 및 버퍼(64)와 같은 관련 버퍼 회로가 포함될 수 있다. 전압 제어 발진기(60)는 주기적 신호를 출력하여 디지털 플립플롭(62)을 제어할 수 있다. 플립플롭(62)은 전압 제어 발진기(60)에서 제공하는 주기 신호를 기반으로 클럭 신호를 생성하기 위한 모든 래치 기반 디지털 회로일 수 있다. 플립플롭(62)에 의해 생성된 클럭 신호는 버퍼 회로(64)의 각 체인을 통해 공급되어 하나 이상의 발진기 출력 신호(66)를 생성할 수 있다.

도 3의 예에서 볼 수 있듯이, 발진기(52)는 위상이 서로 다른 두 개 이상의 서로 다른 발진기 출력 신호를 생성할 수 있다(예를 들어 0°LO 위상 신호 및 90°LO 위상 신호 참조). 또 다른 예로, 발진기(52)는 최소 4개의 서로 다른 발진기 출력 신호(예: 0°LO 위상 신호, 90°LO 위상 신호, 180°LO 위상 신호 및 270°LO 위상 신호)를 생성할 수 있다. 일반적으로 발진기(52)는 적절한 개수의 LO 위상(예: 2개 이상의 LO 위상, 3개 이상의 LO 위상, 4개 이상의 LO 위상, 4~10개 이상의 LO 위상, 10개 이상의 LO 위상)을 생성할 수 있다. 현실에서 디지털 플립플롭(62) 및 버퍼 회로(64)는 상승 및 하강 시간 변동, 무작위 위상 편이 및 신호 지터에 취약하며, 모두 국부 발진기가 유입하여 전체 믹서 회로의 소음 수치 성능을 저하시킬 수 있는 무작위 위상 소음의 원인이 될 수 있다.

믹서 회로부(50)는 능동형 믹서이거나 수동형 믹서일 수 있다. 능동형 믹서는 지속적으로 전력을 소비하지만 이득을 제공하는 데 사용할 수 있다. 수동형 믹서도 이득을 제공할 수 있지만 능동형 믹서에 비해 선형성을 개선하고 전력을 덜 소비할 수 있다. 기존의 수동형 믹서는 국부 발진기와 관련된 위상 잡음(예: 다양한 LO 위상을 생성할 때 디지털 플립 플롭 및 버퍼 회로와 관련된 잡음)으로 인해 잡음 수치로 영향을 받을 수 있다. 주의를 기울이지 않으면 국부 발진기에서 생성된 서로 다른 발진기 신호가 기생을 통해 수동형 믹서의 입력 포트에 연결되어 국부 발진기 주파수와 자가 혼합될 수 있다. 이러한 원하지 않는 국부 발진기 신호(여기에서 국부 발진기 위상 잡음, 발진기 위상 잡음 또는 LO 위상 잡음이라고도 함)의 연결은 기저 대역 잡음을 저하시킬 수 있다. 이러한 잡음 저하는 사전 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS) 프로세스에서 악화되어 깜박임 잡음에 더 취약하다.

도 5는 수동형 믹서의 입력 포트에 실수로 결합될 수 있는 LO 단계를 제거(보상)하기 위한 발진기 위상 잡음 제거 구성요소와 함께 제공되는 예시적 수동 믹서 회로부(50)의 다이어그램이다. 도 5에서 보여준 바와 같이 믹서 회로부(50)에는 스위치(51)와 같은 수동형 믹서 스위치가 하나 이상 포함될 수 있다. 예를 들어 스위치(51)는 NMOS(n 채널 금속 산화물 반도체) 트랜지스터와 같은 트랜지스터로 구현될 수 있다. 이는 단지 예시적일 뿐이다. 또 다른 예로 스위치(51)는 p-채널 금속 산화물 반도체(PMOS) 트랜지스터로 구현할 수 있다. 일반적으로 어떤 적합한 종류의 반도체 스위칭 부품도 사용할 수 있다. 스위치(51)가 NMOS 트랜지스터로 구현되는 구성을 여기서 예로 들 수 있다.

스위치(51)에는 입력 단자(예: 트랜지스터 소스 단자)가 믹서 입력 포트 RFIN에 연결되어 있을 수 있다. 스위치(51)에는 출력 단자(예: 트랜지스터 드레인 단자)가 믹서 출력 포트 BBout에 연결되어 있을 수 있다. 기저 대역 신호는 믹서 출력 포트 BBout에 전송할 수 있다. 스위치(51)에는 발진기(52)에 의해 생성된 발진기 신호(66)을 수신하도록 구성된 제어 단자(예: 트랜지스터 게이트 단자)가 더 포함될 수 있다. 트랜지스터의 전류 전달 단자를 지칭하는 데 사용되는 "소스" 및 "드레인" 단자는 서로 바꾸어 사용할 수 있으며 "소스-드레인" 단자라고도 한다. 따라서, 도 5의 배치는 RFIN 포트에 연결된 제1 소스-드레인 단자와 BBout 포트에 연결된 제2 소스-드레인 단자를 가진 트랜지스터(51)로도 설명할 수 있다.

도 5에서 보여준 와 같이, 스위치(51)의 제어(G) 단자와 입력(S) 단자 사이에 있는 기생 용량 Cpar와 같은 기생 성분이 존재할 수 있다. 기생 용량 Cpar는 LO 신호(66)와 관련된 랜덤 잡음 소스를 입력 포트 RFIN에 연결하여 이 소스를 LO 주파수와 자체 혼합할 수 있으며 출력 포트 BBout에서 생성되는 기저 대역 신호의 잡음 수치를 직접 저하시킬 수 있다.

이러한 원치 않는 기생 커플링 효과를 보상(완화)하기 위해 믹서 회로(50)에는 발진기 위상 잡음 제거 축전기 Ccancel이 제공된다. 위상 잡음 제거 축전기 Ccancel는 제1 단자가 믹서 입력 포트 RFIN에 연결되고 제2 단자가 반전 발진기 신호(68)를 수신하도록 구성되어 있다. 신호(68)는 신호(66)과 관련하여 반전될 수 있다(예: 신호(68)는 신호(66)의 반전 버전일 수 있음). 이러한 방식으로 구성되고 작동하는, 스위치(51)의 제어(G) 단자에서 기생 용량 Cpar를 통해 RFIN 노드로 입력되는 모든 위상 잡음은 역방향(반대) 발진기 신호(68)를 사용하여 축전기 Ccancel의 제어 결과로 RFIN 노드에 동시에 입력되는 해당 보상 커플링 신호에 의해 상쇄되거나 제거될 수 있다. 따라서 스위치(51)와 연결된 Cpar를 통해 커플링된 위상 잡음은 기저 대역 출력 포트 BBout으로 변환되지 않는다. 따라서 축전기 Ccancel은 발진기 위상 잡음 제거 요소, 발진기 위상 잡음 제거기, 발진기 위상 잡음 감소 회로, 발진기 위상 잡음 감소 회로, 발진기 위상 보상 회로 또는 발진기 위상 잡음 완화 회로라고도 한다.

일부 실시예에서 발진기 위상 잡음 제거 축전기 Ccancel은 고정 용량 값을 가진다. 또 다른 예시로, 축전기 Ccancel은 축전기 Ccancel과 관련된 제거 이득(예: Ccancel에서 제공하는 LO 위상 잡음 제거량 조정)을 조정하기 위해 조정할 수 있는 가변 용량을 나타낼 수 있다. 축전기 Ccancel은 축전기 뱅크로 구현될 수 있다(예: 원하는 용량 값에 따라 배열 또는 용량 중 적어도 일부를 전환할 수 있음).

도 6은 수동형 디퍼렌셜 믹서로 형성된 제1 믹서 부분(50-I)의 회로도이다. 도 6에서 보여준 바와 같이, 제1 믹서 부분(50-I)은 양의 입력 포트(rfp)와 음의 입력 포트(rfn)가 있는 차동 입력 포트를 가질 수 있다. 차동 입력 포트(rfp와 rfn)는 집합적으로 도 3과 5에 표시된 믹서 입력 포트(RFIN)를 나타낼 수 있다. 믹서 부분(50-I)은 양의 출력 포트(iop)와 음의 출력 포트(ion)를 포함한 차동 출력 포트를 가질 수 있다. 위상 정합 신호 I(n)는 차동 출력 포트(iop 및 ion)에서 생성될 수 있다.

믹서 부분(50-I)은 스위치(M1-M12) 및 축전기(C1-C8)을 더 포함할 수 있다. 도 6의 예시에서 스위치(M1-M12)는 n채널 트랜지스터(예: NMOS 트랜지스터)로 구현된다. 이는 단지 예시적일 뿐이다. 다른 실시예에서는 믹서 부분(50-I)의 일부 스위치 또는 모든 스위치가 p-채널 트랜지스터(예: PMOS 트랜지스터)로 구현될 수 있다.

트랜지스터(M1, M2 및 M3)는 양극 입력 포트(rfp)와 양극 출력 포트(iop) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 트랜지스터(M1)는 발진기 신호(IN)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 트랜지스터(M2)는 발진기 신호(IP)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 트랜지스터(M3)는 발진기 신호(IN)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 신호(IP 및 IN)는 국부 발진기(52)에 의해 생성되며 도 8 및 9와 관련하여 아래에 자세히 설명되어 있다. 축전기(C1)는 양극 입력 포트(rfp)에 연결된 제1 단자와 트랜지스터(M4 및 M5)의 소스-드레인 단자 사이에 배치된 노드에 연결된 제2 단자를 가진다. 축전기(C3)는 양극 입력 포트(rfp)에 연결된 제1 단자와 트랜지스터(M2 및 M3)의 소스-드레인 단자 사이에 배치된 노드(A)에 연결된 제2 단자를 가진다.

트랜지스터(M4, M5 및 M6)는 음극 입력 포트(rfn)와 양극 출력 포트(iop) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 트랜지스터(M4)는 발진기 신호(IP)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 트랜지스터(M5)는 발진기 신호(IN)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 트랜지스터(M6)는 발진기 신호(IP)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 축전기(C2)는 음극 입력 포트(rfn)에 연결된 제1 단자와 트랜지스터(M1 및 M2)의 소스-드레인 단자 사이에 배치된 노드에 연결된 제2 단자를 가진다. 축전기(C4)는 음극 입력 포트(rfn)에 연결된 제1 단자와 트랜지스터(M5 및 M6)의 소스-드레인 단자 사이에 배치된 노드(B)에 연결된 제2 단자를 가진다.

발진기 신호(IP)와 관련된 위상 잡음은 트랜지스터(M2)의 기생 용량을 통해 노드(A)에 연결될 수 있다. 유사하게, 발진기 신호(IN)와 관련된 위상 잡음도 트랜지스터(M3)의 기생 용량을 통해 노드(A)에 연결될 수 있다. 그런 다음 노드(A)에 연결된 위상 잡음이 트랜지스터(M3)를 통해 발진기 신호(IN)와 혼합될 수 있으며, 이로 인해 기저 대역 출력 신호의 잡음이 저하된다. 신호(IP 및 IN)와 관련된 LO 위상 잡음을 제거하기 위해 믹서 부분(50-I)에는 노드(A)에 다시 연결된 축전기(n1 및 n2)가 제공된다. 도 6의 예시에서, 축전기(n1 및 n2)는 금속 산화물-반도체 축전기(MOSCAP)로 구현된다. 이는 단지 예시적일 뿐이다. 또 다른 예시로, 축전기(n1 및 n2)는 금속-절연체-금속(MIM) 축전기로 구현될 수 있다. 또 다른 예시로, 축전기(n1 및 n2)는 금속-산화제-금속(MOM) 축전기로 구현될 수 있다. 일반적으로 축전기(n1 및 n2)는 모든 적절한 반도체 축전기 구조를 사용하여 구현할 수 있다.

축전기(n1)는 노드(A)에 연결된 제1 (본체) 단자와 발진기 신호(IPb)(예: 신호 IP에 대해 반전된 신호)를 수신하도록 구성된 제2 (게이트) 단자를 가진다. 축전기(n2)는 노드(A)에 연결된 제1 (본체) 단자와 발진기 신호(INb)(예: 신호(IN)에 대해 반전된 신호)를 수신하도록 구성된 제2 (게이트) 단자를 가진다. 축전기(n1)를 트랜지스터(M2)의 소스-드레인(출력) 단자에 연결하고 반대(반전) LO 위상(IPb)을 사용하여 변조함으로써, 트랜지스터(M2)의 기생 용량을 통해 노드(A)에 대한 모든 위상 잡음 커플링을 축전기(n1)의 동일 및 반대 커플링 효과에 의해 제거할 수 있다. 트랜지스터(M2)의 다른 소스-드레인(입력) 단자는 트랜지스터(M1)에 직접 연결된다. 유사하게, 축전기(n2)를 트랜지스터(M3)의 소스-드레인(입력) 단자에 연결하고 반대(반전) LO 위상(INb)을 사용하여 변조함으로써, 트랜지스터(M3)의 기생 용량을 통해 노드(A)에 대한 모든 위상 잡음 커플링을 축전기(n2)의 동일 및 반대 커플링 효과에 의해 제거할 수 있다. 트랜지스터(M3)의 다른 소스-드레인(출력) 단자는 양극 출력 포트(iop)에 연결된다.

믹서 부분(50-I)에는 노드(B)에 다시 연결되는 축전기(n3 및 n4)가 제공될 수도 있다. 도 6의 예시에서, 축전기(n3 및 n4)는 금속-산화물-반도체 축전기(MOSCAP)로 구현되어 있는데, 이는 단지 예시일 뿐이다. 원하는 경우 축전기(n3 및 n4)는 금속-절연체-금속(MIM) 축전기, 금속-산화제-금속(MOM) 축전기 또는 적합한 반도체 축전기 구조로 구현할 수 있다.

축전기(n3)는 노드(B)에 연결된 제1 (본체) 단자와 발진기 신호(IPb)(예: 신호 IP에 대해 반전된 신호)를 수신하도록 구성된 제2 (게이트) 단자를 가진다. 축전기(n4)는 노드(B)에 연결된 제1 (본체) 단자와 발진기 신호(INb)(예: 신호(IN)에 대해 반전된 신호)를 수신하도록 구성된 제2 (게이트) 단자를 가진다. 축전기(n4)를 트랜지스터(M5)의 소스-드레인(출력) 단자에 연결하고 반대(반전) LO 위상(INb)을 사용하여 변조함으로써, 트랜지스터(M5)의 기생 용량을 통해 노드(B)에 대한 모든 위상 잡음 커플링을 축전기(n4)의 동일 및 반대 커플링 효과에 의해 제거할 수 있다. 유사하게, 축전기(n3)를 트랜지스터(M6)의 소스-드레인(입력) 단자에 연결하고 반대(반전) LO 위상(IPb)을 사용하여 변조함으로써, 트랜지스터(M6)의 기생 용량을 통해 노드(B)에 대한 모든 위상 잡음 커플링을 축전기(n3)의 동일 및 반대 커플링 효과에 의해 제거할 수 있다.

LO 위상 잡음을 제거하는 데 사용되는 축전기(n1, n2, n3 및 n4)를 발진기 위상 잡음 제거 회로부(70)라고 총칭할 수 있다. 각 축전기(n1-n4)는 발진기 위상 잡음 제거 축전기, 발진기 위상 잡음 보상 축전기, 발진기 위상 잡음 제거 구성 요소 또는 발진기 위상 잡음 제거 회로부라고 할 수 있다.

싱글-엔디드 방식에서, 수동형 동상 믹서 부분(50-I)은 위에서 설명한 방식으로 연결된 구성요소(M1-M6, C1-C4 및 n1-n4)만을 포함할 수 있다. 차동 신호 방식에서 믹서 부분(50-I)에는 음극 출력 부분에서 신호를 생성하기 위한 또 다른 절반 회로가 포함될 수 있다(예: 트랜지스터(M7-M12, C5-C8 및 n5-n8) 참조).

트랜지스터(M7, M8 및 M9)는 양극 입력 포트(rfp)와 음극 출력 포트(ion) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 트랜지스터(M7)는 발진기 신호(IP)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 트랜지스터(M8)는 발진기 신호(IN)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 트랜지스터(M9)는 발진기 신호(IP)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 축전기(C5)는 양극 입력 포트(rfp)에 연결된 제1 단자와 트랜지스터(M10 및 M11)의 소스-드레인 단자 사이에 배치된 노드에 연결된 제2 단자를 가진다. 축전기(C7)는 양극 입력 포트(rfp)에 연결된 제1 단자와 트랜지스터(M8 및 M9)의 소스-드레인 단자 사이에 배치된 노드(C)에 연결된 제2 단자를 가진다.

트랜지스터(M10, M11 및 M12)는 음극 입력 포트(rfn)와 음극 출력 포트(ion) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 트랜지스터(M10)는 발진기 신호(IN)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 트랜지스터(M11)는 발진기 신호(IP)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 트랜지스터(M12)는 발진기 신호(IN)를 수신하도록 구성된 게이트(제어) 단자를 가진다. 축전기(C6)는 음극 입력 포트(rfn)에 연결된 제1 단자와 트랜지스터(M7 및 M8)의 소스-드레인 단자 사이에 배치된 노드에 연결된 제2 단자를 가진다. 축전기(C8)는 음극 입력 포트(rfn)에 연결된 제1 단자와 트랜지스터(M11 및 M12)의 소스-드레인 단자 사이에 배치된 노드(D)에 연결된 제2 단자를 가진다.

발진기 신호(IN)와 관련된 위상 잡음은 트랜지스터(M8)에 연관된 기생 용량을 통해 노드(C)에 연결될 수 있다. 유사하게, 발진기 신호(IP)와 관련된 위상 잡음도 트랜지스터(M9)에 연관된 기생 용량을 통해 노드(C)에 연결될 수 있다. 그런 다음 노드(C)에 연결된 위상 잡음이 트랜지스터(M9)를 통해 발진기 신호(IP)와 혼합될 수 있으며, 이로 인해 출력 포트(ion)에서 기저 대역 출력 신호의 잡음이 저하된다.

발진기 위상 잡음 제거 축전기(n5-n8)을 사용하여 신호(IP 및 IN)와 관련된 LO 위상 잡음을 제거할 수 있다. 도 6의 예시에서 축전기(n5-n8)는 금속-산화물-반도체 축전기(MOSCAP)로 구현되어 있는데, 이는 단지 예시일 뿐이다. 다른 예시로, 축전기(n5-n8)는 MIM 축전기, MOM 축전기 또는 기타 적합한 반도체 축전기 구조로 구현될 수 있다.

축전기(n5)는 노드(C)에 연결된 제1 (본체) 단자와 발진기 신호(INb)를 수신하도록 구성된 제2 (게이트) 단자를 가진다. 축전기(n6)는 노드(C)에 연결된 제1 (본체) 단자와 발진기 신호(IPb)를 수신하도록 구성된 제2 (게이트) 단자를 가진다. 축전기(n5)를 트랜지스터(M8)의 소스-드레인(출력) 단자에 연결하고 반대(반전) LO 위상(INb)을 사용하여 변조함으로써, 트랜지스터(M8)의 기생 용량을 통해 노드(C)에 대한 모든 위상 잡음 커플링을 축전기(n5)의 동일 및 반대 커플링 효과에 의해 제거할 수 있다. 트랜지스터(M8)의 다른 소스-드레인(입력) 단자는 트랜지스터(M7)에 직접 연결된다. 유사하게, 축전기(n6)를 트랜지스터(M9)의 소스-드레인(입력) 단자에 연결하고 반대(반전) LO 위상(IPb)을 사용하여 변조함으로써, 트랜지스터(M9)의 기생 용량을 통해 노드(C)에 대한 모든 위상 잡음 커플링을 축전기(n6)의 동일 및 반대 커플링 효과에 의해 제거할 수 있다. 트랜지스터(M9)의 다른 소스-드레인(출력) 단자는 음극 출력 포트(ion)에 연결된다.

축전기(n7)는 노드(D)에 연결된 제1 (본체) 단자와 발진기 신호(INb)를 수신하도록 구성된 제2 (게이트) 단자를 가진다. 축전기(n8)는 노드(D)에 연결된 제1 (본체) 단자와 발진기 신호(IPb)를 수신하도록 구성된 제2 (게이트) 단자를 가진다. 축전기(n8)를 트랜지스터(M11)의 소스-드레인(출력) 단자에 연결하고 반대(반전) LO 위상(IPb)을 사용하여 변조함으로써, 트랜지스터(M11)의 기생 용량을 통해 노드(D)에 대한 모든 위상 잡음 커플링을 축전기(n8)의 동일 및 반대 커플링 효과에 의해 제거할 수 있다. 유사하게, 축전기(n7)를 트랜지스터(M12)의 소스-드레인(입력) 단자에 연결하고 반대(반전) LO 위상(INb)을 사용하여 변조함으로써, 트랜지스터(M12)의 기생 용량을 통해 노드(D)에 대한 모든 위상 잡음 커플링을 축전기(n7)의 동일 및 반대 커플링 효과에 의해 제거할 수 있다.

또한 LO 위상 잡음을 제거하는 데 사용되는 축전기(n5, n6, n7 및 n8)를 발진기 위상 잡음 제거 회로부(70)의 부분으로 고려할 수 있다. 각 축전기(n5-n8)는 발진기 위상 잡음 제거 축전기, 발진기 위상 잡음 보상 축전기, 발진기 위상 잡음 제거 구성 요소 또는 발진기 위상 잡음 제거 회로부라고 할 수 있다.

각 발진기 위상 잡음 제거 축전기(n1-n8)의 크기를 신중하게 선택할 수 있다. 축전기(n1)는 트랜지스터(M2)의 게이트 소스간 기생 용량(Cgs)(M2의 게이트 단자에 있는 기생 용량의 절반만 나타냄)과 관련된 커플링 효과를 상쇄하도록 구성되었으므로 MOS 축전기(n1)는 트랜지스터(M2)의 최소 절반 크기이거나 트랜지스터(M2)의 Cgs와 일치하도록 적절한 크기일 수 있다. 유사하게, 축전기(n2)는 트랜지스터(M3)의 게이트 드레인간 기생 용량(Cgd)(M3의 게이트 단자에 있는 기생 용량의 절반만 나타냄)과 관련된 커플링 효과를 상쇄하도록 구성되었으므로 MOS 축전기(n2)는 트랜지스터(M3)의 최소 절반 크기이거나 트랜지스터(M3)의 Cgd와 일치하도록 적절한 크기일 수 있다. 마찬가지로, 축전기(n3, n4, n5, n6, n7, 및 n8)는 각각 트랜지스터(M5, M6, M8, M9, M11 및 M12) 크기의 절반일 수 있다.

다른 일부 스위치를 제어하는 발진기 신호는 내부 노드(A, B, C 및 D)에도 연결될 수 있다. 예를 들어 트랜지스터(M1)의 게이트를 제어하는 발진기 신호(IN)는 축전기(C3)를 통해 노드(A)에 연결될 수도 있다. 또 다른 예시로 트랜지스터(M5)의 게이트를 제어하는 발진기 신호(IN)는 축전기(C1 및 C3)를 통해 노드(A)에 연결될 수 있다. 또한 또 다른 예시로 트랜지스터(M4)의 게이트를 제어하는 발진기 신호(IP)는 축전기(C1 및 C3)를 통해 노드(A)에 연결될 수 있다. 또 다른 예시로 트랜지스터(M7)의 게이트를 제어하는 발진기 신호(IP)는 축전기(C3)를 통해 노드(A)에 연결될 수 있다. 또 다른 예시로 트랜지스터(M10)의 게이트를 제어하는 발진기 신호(IN)는 축전기(C5 및 C3)를 통해 노드(A)에 연결될 수 있다. 또 다른 예시로 트랜지스터(M11)의 게이트를 제어하는 발진기 신호(IP)는 또한 축전기(C5 및 C3)를 통해 노드(A)에 연결될 수 있다. LO 위상 잡음 제거 축전기(n1 및 n2)의 크기를 최적화하여 이러한 모든 연결 경로에서 LO 잡음을 제거할 수 있다. 추가 기생 연결 경로를 보상하기 위해 축전기(n1)의 크기가 M2의 절반보다 클 수 있다. 유사하게, 추가 기생 연결 경로를 보상하기 위해 축전기(n2)의 크기가 M3의 절반보다 클 수 있다.

믹서 부분(50-I)에 스위치 12개, 축전기 8개, LO 위상 잡음 제거 축전기 8개가 포함된 도 6의 예는 단지 예시일 뿐이다. 일반적으로 믹서 부분(50-I)은 전압 이득을 제공하도록 구성되고 적절한 수의 구성 요소를 포함하는 수동형 믹서 회로부일 수 있다. 예시로, 믹서 부분(50-I)은 12개 미만의 스위치, 1-11개 스위치, 2-10개 스위치, 3-9개 스위치, 12개 이상의 스위치, 12-20개 스위치, 13-19개 스위치, 14-18개 스위치 또는 20개 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 또 다른 예시로, 믹서 부분(50-I)은 8개 미만의 축전기, 1-7 축전기, 2-6 축전기, 8개 이상의 축전기, 8-16개 이상의 축전기, 10개 이상의 축전기, 10-20개의 축전기, 20개 이상의 축전기를 포함하거나 축전기를 포함하지 않을 수 있다. 또 다른 예시로 믹서 부분(50-I)은 8개 이상의 위상 잡음 제거 축전기, 1개 이상의 위상 잡음 제거 축전기, 2개 이상의 위상 잡음 제거 축전기, 4개 이상의 위상 잡음 제거 축전기, 1-7개의 위상 잡음 제거 축전기, 2-6개의 위상 잡음 제거 축전기, 8개 이상의 위상 잡음 제거 축전기, 8-16개의 위상 잡음 제거 축전기 또는 16개 이상의 위상 잡음 제거 축전기를 포함할 수 있다.

도 6의 제1 믹서 부분(50-I)은 위상 신호(I(n))를 생성하는 데 사용된다. 도 7은 직교 위상 신호(Q(n))를 생성하는 데 사용되는 제2 믹서 부분(50-Q)의 회로도이다. 도 7에서 보여준 바와 같이, 제2 믹서 부분(50-Q)은 양의 입력 포트(rfp)와 음의 입력 포트(rfn)가 있는 차동 입력 포트를 가질 수 있다. 차동 입력 포트(rfp와 rfn)는 집합적으로 도 3과 5에 표시된 믹서 입력 포트(RFIN)를 나타낼 수 있다. 믹서 부분(50-Q)은 양의 출력 포트(qop)와 음의 출력 포트(qon)를 포함한 차동 출력 포트를 가질 수 있다. 직교 위상 신호(I(n))는 차동 출력 포트(qop 및 qon)에서 생성될 수 있다.

믹서 부분(50-Q)에는 스위치, 축전기 및 LO 위상 잡음 제거 회로부(70)가 포함될 수 있다. 믹서 부분(50-Q)에 있는 스위치, 축전기 및 회로부(70)의 구조 및 연결은 믹서 부분(50-I)과 유사할 수 있으며 현재 구현이 모호해지지 않도록 상세하게 반복할 필요가 없다. 믹서 스위치는 발진기 신호(QN 및 QP)에 의해 제어될 수 있다. 믹서 부분(50-Q) 내의 내부 노드(E, F, G 및 H)에 대한 신호(QN 및 QP) 커플링과 관련된 LO 위상 잡음을 완화하기 위해 발진기 위상 잡음 제거 축전기(70)는 내부 노드(E, F, G 및 H)에 직접 연결되며 반전 발진기 신호(QPb 및 QNb)에 의해 변조되어 동일하고 반대되는 커플링 효과를 제공한다.

도 8은 동상 믹서 부분(50-I)을 제어하기 위해 발진기 신호(IP, IPb, IN, INb) 및 직교 위상 믹서 부분(50-Q)을 제어하기 위해 신호(QP, QPb, QN, QNb)를 생성하도록 구성된 국부 발진기(52)의 회로도입니다. 도 8과 같이 발진기(52)는 전압 제어 발진기(60)를 사용하여 주기적 신호(예: 클럭 신호, 구형파 또는 정현파 신호)를 생성한다. 전압 제어 발진기(60)에 의해 생성되는 주기 신호는 디지털 플립플롭(62-I 및 62-Q)의 클럭 입력에 제공된다. 플립플롭(62-I)는 제1 발진기 신호가 생성되는 제1 출력과 제2 발진기 신호가 생성되는 제2 출력을 가진다. 제2 발진기 신호는 제1 발진기 신호에 대해 180° 위상 편이될 수 있다. 제1 발진기 신호는 버퍼(64)의 제1 체인을 통해 공급되어 해당 발진기 출력 신호(IP)를 생성할 수 있다. 제2 발진기 신호는 버퍼(64)의 제2 체인을 통해 공급되어 해당 발진기 출력 신호(IN)를 생성할 수 있다.

발진기(52)는 제1 버퍼 체인에 최종 버퍼 단계(64')의 입력에 연결되는 인버터(80-1)와 같은 반전 버퍼를 더 포함할 수 있다. 즉, 인버터(80-1)는 제1 버퍼 체인의 마지막 두 번째 버퍼로부터 신호를 수신한다. 인버터(80-1)는 신호(IP)와 관련하여 반전 발진기 출력 신호(IPb)를 생성하는 데 사용된다. 인버터(80-1)를 최종 버퍼 단계(64')에만 연결함으로써 흔치 않은 인버터 경로에서 발생하는 잠재적 잡음 기여가 최소화된다.

발진기(52)는 제2 버퍼 체인에 최종 버퍼 단계(64')의 입력에 연결되는 인버터(80-2)와 같은 반전 버퍼를 더 포함할 수 있다. 즉, 인버터(80-2)는 제2 버퍼 체인의 마지막 두 번째 버퍼(다시 말하면 최종 버퍼 단계(64') 바로 앞의 버퍼)로부터 신호를 수신한다. 인버터(80-2)는 신호(IN)와 관련하여 반전 발진기 출력 신호(INb)를 생성하는 데 사용된다. 인버터(80-2)를 최종 버퍼 단계(64')에만 연결함으로써 흔치 않은 인버터 경로에서 발생하는 잠재적 잡음 기여가 최소화된다.

플립플롭(62-Q)에는 제3 발진기 신호가 생성되는 제1 출력과 제4 발진기 신호가 생성되는 제2 출력이 있다. 제3 발진기 신호는 제1 발진기 신호에 대해 90° 위상 편이될 수 있다. 제3 발진기 신호는 버퍼(64)의 제3 체인을 통해 공급되어 해당 발진기 출력 신호(QP)를 생성할 수 있다. 제4 발진기 신호는 버퍼(64)의 제4 체인을 통해 공급되어 해당 발진기 출력 신호(QN)를 생성할 수 있다.

발진기(52)는 제3 버퍼 체인에 최종 버퍼 단계(64')의 입력에 연결되는 인버터(80-3)와 같은 반전 버퍼를 더 포함할 수 있다. 즉, 인버터(80-3)는 제3 버퍼 체인의 마지막 두 번째 버퍼로부터 신호를 수신한다. 인버터(80-3)는 신호(QP)와 관련하여 반전되는 발진기 출력 신호(QPb)를 생성하는 데 사용된다. 인버터(80-3)를 최종 버퍼 단계(64')에만 연결함으로써 흔치 않은 인버터 경로에서 발생하는 잠재적 잡음 기여가 최소화된다.

발진기(52)는 제4 버퍼 체인에 최종 버퍼 단계(64')의 입력에 연결되는 인버터(80-4)와 같은 반전 버퍼를 더 포함할 수 있다. 즉, 인버터(80-4)는 제4 버퍼 체인의 마지막 두 번째 버퍼로부터 신호를 수신한다. 인버터(80-4)는 신호(QN)와 관련하여 반전되는 발진기 출력 신호(QNb)를 생성하는 데 사용된다. 인버터(80-4)를 최종 버퍼 단계(64')에만 연결함으로써 흔치 않은 인버터 경로에서 발생하는 잠재적 잡음 기여가 최소화된다.

일부 실시예에서 인버터(80-1, 80-2, 80-3 및 80-4)는 조정 가능한 지연을 가진 프로그래밍 가능한 인버터일 수 있다. 이러한 인버터의 지연은 잠재적 프로세스, 전압 및 온도(PVT) 변동을 보상할 수 있도록 교정 작업 중에 정적으로 조정하거나 정상적인 무선 작동 중에 동적으로 조정할 수 있다.

도 9는 국부 발진기(52)의 작동에 관련된 신호 파형을 보여주는 다이어그램이다. 그림 9에서 보여주는 바와 같이, VCO 출력은 기본 클럭 신호 역할을 할 수 있다. VCO 파형이 디지털 구형 파형으로 표시되더라도 VCO 파형은 아날로그 진동 신호, 정현파 신호 또는 기타 주기적 파형일 수 있다. 발진기 신호(IP)는 VCO의 상승 에지(예: 0° 위상 오프셋)에 맞춰 정렬될 수 있다. 신호(IP)는 (예를 들어) 도 6의 믹서 스위치(M2, M4, M6, M7, M9 및 M11)의 제어/게이트 단자에 제공될 수 있다. 발진기 신호(IPb)는 신호(IP)와 관련하여 반전될 수 있으므로 때로는 반전 발진기 신호(IPb)라고도 할 수 있다. 반전 신호(IPb)는 (예를 들어) 도 6의 발진기 위상 잡음 제거 회로(n1, n3, n6 및 n8)에 제공될 수 있다.

발진기 신호(IN)는 화살표(104)로 표시된 대로 신호(IP)에 대한 180° 위상 편이에 의해 상쇄될 수 있다. 신호(IN)는 (예를 들어) 도 6의 믹서 스위치(M1, M3, M5, M8, M10 및 M12)의 제어/게이트 단자에 제공될 수 있다. 발진기 신호(INb)는 신호(IN)와 관련하여 반전될 수 있으므로 때로는 반전 발진기 신호(INb)라고도 할 수 있다. 반전 신호(INb)는 (예를 들어) 도 6의 발진기 위상 잡음 제거 회로(n2, n4, n5 및 n7)에 제공될 수 있다.

발진기 신호(QP)는 화살표(100)로 표시된 대로 신호(IP)에 대한 90° 위상 편이에 의해 상쇄될 수 있다. 신호(QP)는 (예를 들어) 도 7에 있는 해당 믹서 스위치의 제어/게이트 단자에 제공될 수 있다. 발진기 신호(QPb)는 신호(QP)와 관련하여 반전될 수 있으므로 때로는 반전 발진기 신호(QPb)라고도 할 수 있다. 반전 신호(QPb)는 (예를 들어) 도 7의 해당 발진기 위상 잡음 제거 MOSCAP에 제공될 수 있다. 발진기 신호(QN)는 화살표(106)로 표시된 대로 신호(IN)에 대한 180° 위상 편이에 의해 상쇄될 수 있다. 신호(QN)는 (예를 들어) 도 7에 있는 해당 믹서 스위치의 제어/게이트 단자에 제공될 수 있다. 발진기 신호(QNb)는 신호(QN)와 관련하여 반전될 수 있으므로 때로는 반전 발진기 신호(QNb)라고도 할 수 있다. 반전 신호(QNb)는 (예를 들어) 도 7의 해당 발진기 위상 잡음 제거 축전기에 제공될 수 있다.

발진기 신호(IP, IPb, QP, QPb, IN, INb, QN 및 QNb)의 듀티 사이클이 25%인 도 9의 예는 단지 예시에 불과하다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 50%일 수 있다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 10%일 수 있다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 20%일 수 있다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 30%일 수 있다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 40%일 수 있다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 10-50%일 수 있다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 50% 이상일 수 있다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 60%일 수 있다. 또 다른 예시로, 발진기 신호의 듀티 사이클은 50-90%일 수 있다. 원하는 경우 발진기 신호의 듀티 사이클을 조정할 수 있다.

도 10은 발진기 위상 잡음 감소를 수행하여 기저 대역 신호의 잡음 수치를 줄일 수 있는 방법을 보여주는 다이어그램이다. 커브(110)는 발진기 위상 잡음 제거 회로를 사용하지 않고 수동형 믹서 회로에서 출력하는 신호의 잡음 수치를 주파수 함수(로그 스케일)로 표시합니다. 커브(112)는 발진기 위상 잡음 제거 회로가 활성화된 경우 수동형 믹서 회로에서 출력되는 신호의 잡음 수치를 주파수의 함수로 표시합니다. 도 10에서 보여준 바와 같이 발진기 위상 잡음 감소 회로를 사용하면 광범위한 작동 주파수에서 잡음 수치를 줄일 수 있다.

도 11은 적어도 도 2-8에 표시된 유형의 믹서 회로를 작동하는 것과 관련된 예시적 단계의 흐름도이다. 단계(120)에서 국부 발진기(예: 발진기(52))는 발진기 신호와 반전 발진기 신호를 생성한다. 발진기 신호에는 신호(IP, QP, IN 및 QN)가 포함될 수 있고, 반전 발진기 신호에는 신호(IPb, QPb, INb 및 QNb)가 포함될 수 있다. 신호(IP, QP, IN, QN, IPb, QPb, INb 및 QNb)는 모두 다른 발진기 출력 단자에서 생성될 수 있다.

단계(122)에서 믹서 회로부는 안테나 또는 프런트 엔드 모듈 내의 다른 회로부로부터 무선 주파수 신호를 수신할 수 있다(도 2 참조).

단계(124)에서 믹서 회로는 발진기 신호로 믹서 스위치를 제어하고 반전 발진기 신호로 위상 잡음 제거 회로부(예를 들어, 도 5의 축전기 Ccancel 및 도 6-7의 회로부(70) 참조)를 제어하여 무선 주파수 신호를 다운 변환시킬 수 있다. 반전 LO 신호를 사용하여 LO 위상 잡음 제거 회로를 변조하면 믹서 회로 내 내부 노드에 대한 비가역 LO 신호의 기생 커플링을 오프셋하거나 보상하는 데 도움이 될 수 있다. 이를 통해 믹서 회로의 잡음 수치 성능을 개선할 수 있다.

단계(126)에서 믹서 회로는 하나 이상의 기저 대역 프로세서에 해당하는 기저 대역 신호를 출력할 수 있다.

이런 단계들은 단지 예시적인 것이다. 적어도 설명된 단계 중 일부는 수정하거나 생략할 수 있다. 설명된 단계 중 일부는 병렬로 수행될 수 있다. 설명한 단계 사이에 추가적으로 단계를 추가하거나 삽입할 수 있다. 특정 단계의 순서가 뒤바뀌거나 변경될 수 있다. 기술된 단계의 타이밍은 약간 다른 시간에 발생하도록 조정하거나 기술된 단계를 시스템에 배포할 수 있다.

도 1~11과 관련하여 앞서 설명한 상기 방법과 작업은 디바이스(10)의 상기 구성 요소가 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어(예: 전용 회로부 또는 하드웨어)를 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 작업을 수행하기 위한 소프트웨어 코드는 디바이스(10)의 구성 요소 중 하나 이상(예: 도 1의 저장 회로(16) 및/또는 무선 통신 회로(24))에 저장된 비임시 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(예: 유형 컴퓨터 판독 가능 저장 매체)에 저장할 수 있다. 소프트웨어 코드는 때로는 소프트웨어, 데이터, 프로그램 명령어 또는 코드로 지칭될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에는 드라이브, 비휘발성 메모리(예: 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM)), 이동식 플래시 드라이브 또는 다른 이동식 미디어, 다른 유형의 랜덤 액세스 메모리 등을 포함할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 소프트웨어는 디바이스(10)의 구성 요소 하나 이상에 있는 처리 회로부에서 실행할 수 있다(예: 무선 회로부(24)의 처리 회로부, 도 1의 처리 회로부(18) 등). 상기 처리 회로부에는 마이크로프로세서, 애플리케이션 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 처리 회로부가 있는 애플리케이션별 통합 회로 또는 다른 처리 회로부를 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 믹서 회로부는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력 포트, 무선 주파수 신호를 기반으로 기저 대역 신호가 생성되는 출력 포트, 제1 발진기 신호를 출력하는 제1 발진기 출력 단자가 있는 발진기, 제1 발진기 신호와 다른 제2 발진기 신호가 생성되는 제2 발진기 출력 단자, 제2 발진기 신호에 대해 반전된 제3 발진기 신호가 생성되는 제3 발진기 출력 단자, 입력 포트에 연결된 입력 단자를 가지는 제1 스위치, 출력 포트에 연결된 출력 단자, 제1 발진기 출력 단자에 연결된 제어 단자, 제1 스위치의 출력 단자에 연결된 입력 단자를 가지는 제2 스위치, 출력 포트에 연결된 출력 단자, 제2 발진기 출력 단자에 연결된 제어 단자, 제2 스위치의 입력 단자에 연결된 제1 단자를 가지는 발진기 위상 잡음 제거 축전기 및 제3 발진기 출력 단자에 연결된 제2 단자를 포함하도록 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 제1 발진기 신호에 대해 반전된 제4 발진기 신호가 생성되는 제4 발진기 출력 단자가 있는 발진기, 믹서 회로부에는 제1 단자가 제2 스위치의 입력 단자에 연결되고 제2 단자가 제4 발진기 출력 단자에 연결되는 추가 발진기 위상 잡음 제거 축전기가 포함된다.

또 다른 실시예에 따르면, 발진기 위상 잡음 제거 축전기에는 제2 스위치의 입력 단자에 본체 단자가 연결되고 제3 발진기 출력 단자에 연결되는 게이트 단자가 포함된 금속 산화물-반도체 축전기가 포함된다.

또 다른 실시예에 따르면, 발진기 위상 잡음 제거 축전기는 금속-절연체 금속 축전기 또는 금속-산화물-금속 축전기를 포함한다.

또 다른 실시예에 따르면, 믹서 회로부는 입력 포트에 연결된 입력 단자와 제1 스위치의 입력 단자에 연결된 출력 단자, 제2 발진기 출력 단자에 연결된 제어 단자를 가지는 제3 스위치를 포함한다.

또 다른 실시예에 따르면, 발진기는 제1 출력 단자와 제2 출력 단자가 있는 플립플롭, 제1 출력 단자에 연결된 입력 단자와 제1 발진기 신호를 생성하는 출력 단자를 가지는 제1 버퍼 체인 및 제2 출력 단자에 연결된 입력 단자와 제2 발진기 신호를 생성하는 출력 단자를 가지는 제2 버퍼 체인을 포함한다.

또 다른 실시예에 따르면, 발진기는 제1 버퍼 체인의 마지막 버퍼에 연결된 입력 단자와 제4 발진기 신호를 생성하는 출력 단자를 가지는 제1 인버터, 제2 버퍼 체인의 마지막 버퍼에 연결된 입력 단자와 제3 발진기 신호를 생성하는 출력 단자를 가지는 제2 인버터를 포함한다.

또 다른 실시예에 따르면 상기 제1 및 제2 인버터는 프로세스, 전압 및 온도 변화를 보상하기 위한 조정 가능한 지연을 가진다.

또 다른 실시예에 따르면 상기 금속 산화물-반도체 축전기는 크기가 제2 스위치의 절반 이상이다.

실시예에 따르면, 상기 방법은 입력 포트로 무선 주파수 신호를 수신하는 단계; 발진기로 제1 발진기 신호, 상기 제1 발진기 신호와 다른 제2 발진기 신호, 및 상기 제2 발진기 신호에 대해 반전된 제3 발진기 신호를 생성하는 단계; 제1 스위치로 상기 입력 포트로부터 상기 무선 주파수 신호를 수신하고 상기 제1 발진기 신호를 수신하는 단계; 제2 스위치로 상기 제1 스위치로부터 신호를 수신하고, 상기 제2 발진기 신호를 수신하며, 상기 무선 주파수 신호에 따른 해당 기저 대역 신호를 생성하는 단계, 및 발진기 위상 잡음 제거기로 상기 제3 발진기 신호를 수신하고 제2 발진기 신호와 관련된 위상 잡음을 감소하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에 따르면, 방법에는 발진기를 통해 제1 발진기 신호 및 추가 위상 잡음 제거기와 관련하여 반전되는 제4 발진기 신호 생성, 제4 발진기 신호를 수신 및 제1 발진기 신호와 관련된 위상 잡음 감소가 포함된다.

또 다른 실시예에 따르면, 제1, 제2, 제3 및 제4 발진기 신호 생성에는 또한 플립플롭을 사용한 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호 생성, 제1 버퍼 시리즈를 사용한 제1 출력 신호 수신 및 제1 발진기 신호 생성, 및 제2 버퍼 시리즈를 사용한 제2 출력 신호 수신 및 제2 발진기 신호 생성이 포함된다.

또 다른 실시예에 따르면, 제1, 제2, 제3 및 제4 발진기 신호의 생성에는 제1 인버터, 제1 버퍼 시리즈의 마지막 두 번째 버퍼에서 신호 수신 및 제4 발진기 신호 생성과 제2 인버터를 통해 제2 버퍼 시리즈의 마지막 두 번째 버퍼에서 신호 수신 및 제3 발진기 신호 생성이 포함된다.

또 다른 실시예에 따르면 방법에는 발진기 위상 잡음 제거기를 조정하여 발진기 위상 잡음 제거기에서 제공하는 제거 이득의 양을 조정하는 방법과 제1 인버터 또는 제2 인버터의 지연을 조정하여 프로세스, 전압 및 온도 변화를 보상하는 방법이 포함된다.

실시예에 따르면 전자 디바이스는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 안테나, 무선 주파수 신호에 따라 생성된 기저 대역 신호를 수신하도록 구성된 기저 대역 프로세서, 발진기 신호를 생성하는 제1 발진기 출력 단자와 발진기 신호에 대하여 반전된 반전 발진기 신호를 생성하는 제2 발진기 출력 단자를 가지는 발진기, 및 안테나에서 무선 주파수 신호를 수신하고 기저 대역 신호를 생성하도록 구성된 믹서, 제1 발진기 출력 단자에 연결된 게이트 단자를 가진 트랜지스터가 있는 믹서, 및 트랜지스터에 연결된 제1 단자와 제2 발진기 출력 단자에 연결된 제2 단자가 있는 축전기를 포함하도록 구성된다.

또 다른 실시예에 따르면, 믹서는 입력 포트와 출력 포트를 가지며 트랜지스터는 입력 포트에 연결된 제1 소스-드레인 단자, 출력 포트에 연결된 제2 소스-드레인 단자와 제1 발진기 신호를 수신하도록 구성된 게이트 단자를 가지는 제1 트랜지스터, 제1 트랜지스터의 제2 소스-드레인 단자와 연결된 제1 소스-드레인 단자, 출력 포트와 연결된 제2 소스-드레인 단자 및 제2 발진기 신호를 받도록 구성된 게이트 단자를 가지는 제2 트랜지스터를 포함한다.

또 다른 실시예에 따르면, 축전기는 제1 트랜지스터에 직접 연결된 제1 단자와 제1 반전 발진기 신호를 수신하도록 구성된 제2 단자를 가지는 제1 축전기와 제2 트랜지스터에 직접 연결된 제1 단자와 제2 반전 발진기 신호를 수신하도록 구성된 제2 단자를 가지는 제2 축전기를 포함한다.

또 다른 실시예에 따르면, 발진기는 제1 출력과 제2 출력이 있는 플립플롭, 제1 출력에 연결되어 제1 발진기 신호를 생성하도록 구성된 제1 다중 버퍼, 제2 출력에 연결되어 제2 발진기 신호를 생성하도록 구성된 제2 다중 버퍼를 포함한다.

또 다른 실시예에 따르면, 발진기는 제1 다중 버퍼의 마지막 버퍼에 연결되었으며 제1 반전 발진기 신호를 생성하도록 구성되고 지연 조절 기능을 가진 제1 인버터, 및 제2 다중 버퍼의 마지막 버퍼에 연결되었으며 제2 반전 발진기 신호를 생성하도록 구성되고 지연 조절 기능을 가진 제2 인버터를 포함한다.

전술한 것은 단지 예시적인 것이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims

믹서 회로부로서,
제1 발진기 신호 및 제2 발진기 신호를 생성하도록 구성된 발진기;
상기 제1 발진기 신호를 수신하도록 구성된 제어 단자를 갖는 스위치; 및
상기 스위치에 결합되고 상기 제2 발진기 신호를 수신하도록 구성된 발진기 위상 잡음 제거 축전기
를 포함하는 믹서 회로부.
제1항에 있어서, 상기 제2 발진기 신호는 상기 제1 발진기 신호에 대해 반전되는 믹서 회로부.
삭제
제1항에 있어서, 상기 발진기는 상기 제1 및 제2 발진기 신호와 상이한 제3 발진기 신호를 생성하도록 더 구성되고, 상기 믹서 회로부는,
상기 스위치에 결합되고 상기 제3 발진기 신호를 수신하도록 구성된 추가 스위치를 더 포함하는 믹서 회로부.
제4항에 있어서, 상기 발진기는 상기 제3 발진기 신호에 대해 반전되는 제4 발진기 신호를 생성하도록 더 구성되고, 상기 믹서 회로부는,
상기 추가 스위치에 결합되고 상기 제4 발진기 신호를 수신하도록 구성된 추가 발진기 위상 잡음 제거 축전기를 더 포함하는 믹서 회로부.
제5항에 있어서, 상기 발진기는,
제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 갖는 플립플롭;
상기 제1 출력 단자에 결합된 입력 단자 및 상기 제1 발진기 신호가 생성되는 출력 단자를 갖는 버퍼들의 제1 체인; 및
상기 제2 출력 단자에 결합된 입력 단자 및 상기 제3 발진기 신호가 생성되는 출력 단자를 갖는 버퍼들의 제2 체인
을 포함하는 믹서 회로부.
제6항에 있어서, 상기 발진기는,
상기 버퍼들의 제1 체인 내의 최종 버퍼에 결합된 입력 단자 및 상기 제2 발진기 신호가 생성되는 출력 단자를 갖는 제1 인버터; 및
상기 버퍼들의 제2 체인 내의 최종 버퍼에 결합된 입력 단자 및 상기 제4 발진기 신호가 생성되는 출력 단자를 갖는 제2 인버터
를 포함하는 믹서 회로부.
제7항에 있어서, 상기 제1 인버터 및 제2 인버터는 프로세스, 전압 및 온도 변동들을 보상하기 위한 조정가능한 지연들을 갖는 믹서 회로부.
제1항에 있어서, 상기 발진기 위상 잡음 제거 축전기는 상기 스위치의 크기의 적어도 절반인 금속-산화물-반도체 축전기를 포함하는 믹서 회로부.
제1항에 있어서, 상기 발진기 위상 잡음 제거 축전기는 상기 스위치의 크기의 절반보다 큰 금속-산화물-반도체 축전기를 포함하는 믹서 회로부.
믹서를 작동시키는 방법으로서,
발진기로, 제1 발진기 신호 및 제2 발진기 신호를 생성하는 단계;
스위치로, 상기 제1 발진기 신호를 수신하는 단계; 및
상기 스위치에 결합된 발진기 위상 잡음 제거 축전기로, 상기 제2 발진기 신호를 수신하고 상기 제1 발진기 신호와 연관된 위상 잡음을 감소시키는 단계
를 포함하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 제2 발진기 신호를 생성하는 단계는 상기 제1 발진기 신호를 반전시키는 단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 발진기로, 상기 제1 발진기 신호와 상이한 제3 발진기 신호를 생성하는 단계; 및
추가 스위치로, 상기 제3 발진기 신호를 수신하고 상기 스위치에 의해 수신될 신호들을 생성하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 발진기로, 상기 제3 발진기 신호에 대해 반전되는 제4 발진기 신호를 생성하는 단계; 및
추가 위상 잡음 제거 축전기로, 상기 제4 발진기 신호를 수신하고 상기 제3 발진기 신호와 연관된 위상 잡음을 감소시키는 단계
를 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 발진기 신호를 생성하는 단계, 상기 제2 발진기 신호를 생성하는 단계, 상기 제3 발진기 신호를 생성하는 단계 및 상기 제4 발진기 신호를 생성하는 단계는,
플립플롭으로, 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 생성하는 단계;
제1 일련의 버퍼들로, 상기 제1 출력 신호를 수신하고 상기 제1 발진기 신호를 생성하는 단계;
제1 인버터로, 상기 제1 일련의 버퍼들 내의 끝에서 두 번째 버퍼로부터 신호를 수신하고 상기 제2 발진기 신호를 생성하는 단계;
제2 일련의 버퍼들로, 상기 제2 출력 신호를 수신하고 상기 제3 발진기 신호를 생성하는 단계; 및
제2 인버터로, 상기 제2 일련의 버퍼들 내의 끝에서 두 번째 버퍼로부터 신호를 수신하고 상기 제4 발진기 신호를 생성하는 단계
를 포함하는 방법.
전자 디바이스로서,
안테나로부터 수신된 무선 주파수 신호들에 기초하여 생성된 기저대역 신호들을 수신하도록 구성된 프로세서;
제1 발진기 신호 및 제2 발진기 신호를 생성하도록 구성된 발진기; 및
상기 안테나로부터 상기 무선 주파수 신호들을 수신하도록 구성되고 상기 기저대역 신호들을 생성하도록 구성된 믹서
를 포함하고, 상기 믹서는,
상기 제1 발진기 신호를 수신하도록 구성된 트랜지스터, 및
상기 트랜지스터에 결합되고 상기 제2 발진기 신호를 수신하도록 구성된 발진기 위상 잡음 제거 축전기
를 갖는 전자 디바이스.
제16항에 있어서, 상기 제2 발진기 신호는 상기 제1 발진기 신호에 대해 반전되는 전자 디바이스.
삭제
제16항에 있어서, 상기 믹서는,
상기 안테나에 결합된 제1 소스-드레인 단자, 상기 트랜지스터에 결합된 제2 소스-드레인 단자, 및 상기 발진기로부터, 상기 제1 및 제2 발진기 신호와 상이한 제3 발진기 신호를 수신하도록 구성된 게이트 단자를 갖는 추가 트랜지스터를 포함하는 전자 디바이스.
제19항에 있어서, 상기 믹서는,
상기 추가 트랜지스터에 결합되고, 상기 발진기로부터 제4 발진기 신호를 수신하도록 구성된 추가 발진기 위상 잡음 제거 축전기를 포함하는 전자 디바이스.