KR20150073150A

KR20150073150A - 증폭된 전송 신호를 분석하는 전송 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20150073150A
Application number: KR1020150079894A
Authority: KR
Inventors: 스테판 로이슈너; 플로리안 므루갈라; 조세 모레이라; 피터 피판
Original assignee: 인텔 모바일 커뮤니케이션스 게엠베하
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2015-06-30
Also published as: KR20140105398A; CN104009787A; TW201445898A; CN104009787B; DE102013101771A1; TWI517601B; US9331795B2; KR101666042B1; US20140314132A1

Abstract

전송 신호를 증폭하고 이를 증폭된 전송 신호로서 차동 형태로 공급하도록 세팅되는 증폭기, 증폭된 전송 신호의 속성을 결정하는 분석 회로, 증폭된 전송 신호를 분석 회로에 차동 형태로 공급하도록 세팅되는 차동 피드백 경로를 구비하는 전송 장치가 개시된다.

Description

증폭된 전송 신호를 분석하는 전송 장치 및 방법{TRANSMISSION ARRANGEMENT AND METHOD FOR ANALYZING AN AMPLIFIED TRANSMISSION SIGNAL}

관련 출원과의 상호 참조

본 출원은 2013년 2월 22일에 제출되었고, 전체가 본원에 참조로서 통합되어 있는 독일 출원 일련번호 제 10 2013 101 771.1의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 증폭 전송 신호를 분석하는 전송 장치들 및 방법들에 관한 것이다.

예를 들어 모바일 무선 송수신기들에 의해 전송되는 전송 신호들은 예를 들어 전송 전력에 관하여 특정한 요건들을 만족시켜야만 한다. 전송 신호가 특정한 요건을 만족시키는 것을 보장하기 위해, 예를 들어 전송 신호를 분석하고 분석 결과에 기초하여 신호들의 추가 생성을 제어하는 구성요소에 역으로 (이미 증폭된) 전송 신호를 공급하는 제어 루프(control loop)를 제공하는 것이 가능하다.

본 발명의 목적은 증폭 전송 신호를 분석하는 전송 장치들 및 방법들을 제공하는 것이다.

전송 신호를 증폭하고 이를 차동 형태의 증폭 전송 신호로서 제공하도록 셋업되는 증폭기, 증폭된 전송 신호의 속성을 결정하는 분석 회로 및 증폭된 전송 신호를 분석 회로에 차동 형태로 공급하도록 셋업되는 차동 피드백 경로를 구비하는 전송 장치가 제공된다.

상술한 전송 장치에 따라 증폭 전송 신호를 분석하는 방법이 또한 제공된다.

도면들에서, 동일한 참조 문자들은 일반적으로 상이한 뷰들에 걸쳐서 동일한 부분들을 칭한다. 도면들은 반드시 축적대로인 것은 아니며 대신 일반적으로 본 발명의 원리들을 설명하는 것이 강조된다. 다음의 설명에서, 본 발명의 다양한 실시예들은 다음의 도면들을 참조하여 기술된다:
도 1은 전송 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 흐름도를 도시하는 도면이다.
도 3은 통합형 전송 장치를 도시하는 도면이다.
도 4는 유도 신호 출력을 구비하는 변압기 및 대응하는 등가 회로도이다.
도 5는 벡터 복조기를 구비하는 전송 장치를 도시하는 도면이다.
도 6은 유도 출력을 구비하는 변압기들을 도시하는 도면이다.
도 7은 일체형 필터를 구비하는 변압기 및 대응하는 등가 회로도이다.
도 8은 증폭기 출력 경로 및 용량성 출력 소자의 가능한 배열을 도시하는 도면이다.
도 9는 3개의 예들의 용량성 출력 소자들을 도시하는 도면들이다.
도 10은 2개의 추가 예들의 용량성 출력 소자들을 도시하는 도면들이다.
도 11은 전류 출력이 있는 전송 장치를 도시하는 도면이다.
도 12는 다상 오실레이터를 가지는 전송 장치를 도시하는 도면이다.

다음의 상세한 설명은 예를 통해 본 발명이 실행될 수 있는 특정한 세부사항들 및 실시예들을 도시하는 첨부 도면들을 참조한다.

단어 "예시적인"은 본원에서 "예, 인스턴스(instance) 또는 실례의 역할을 하는"을 의미하는데 이용된다. 본원에서 "예시적인"으로 기술되는 임의의 실시예 또는 설계는 반드시 다른 실시예들 또는 설계들보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되지 않을 수 있다.

측 또는 면 "위"에 형성되는 증착 재료에 대하여 사용되는 단어 "위에"는 본원에서 증착 재료가 내포되는 측 또는 면 "상에 직접적으로" 예를 들어 직접 접촉하여 형성될 수 있다는 것을 의미하는데 사용될 수 있다. 측 또는 면 "위에" 형성되는 증착 재료에 대하여 사용되는 단어 "위에"는 본원에서 증착 재료가 내포되는 측 또는 면과 증착 재료 사이에 하나 이상의 추가 층들이 배열된 것으로서 상기 내포되는 측 또는 면 "상에 간접적으로" 형성될 수 있는 것을 의미하는데 사용될 수 있다.

도 1은 전송 장치(100)를 도시한다.

전송 장치(100)는 전송 신호를 증폭하고 이를 차동 형태의 증폭 전송 신호로서 제공하도록 셋업되는 증폭기뿐만 아니라 증폭 전송 신호의 속성을 결정하는 분석 회로(102)를 가진다.

전송 장치는 또한 증폭 전송 신호를 분석 회로에 차동 형태로 공급하도록 셋업되는 차동 피드백 경로(103)를 가진다.

즉, 증폭기(예를 들어 전송 출력 스테이지)에 의해 출력되는 전송 신호는 전송 신호를 분석하는, 예를 들어 전송 전력 등을 결정하는 분석 회로에 차동 형태로 피드백된다. 차동 피드백은 예를 들어 분석 회로 및 증폭기를 하나의 칩 상에(적어도 하나의 패키지 내에) 통합하는 것을 가능하게 할 수 있다.

예를 들어, 온-칩 전송 신호 측정 및 평가를 위하여 통합 전송 디바이스(TX), 통합 전력 증폭기, 출력을 포함하는 집적 매칭 네트워크 및 피드백 수신기를 포함하거나 이들로 구성되는 전체 시스템이 제공된다. 이 경우에, 전송 경로가 구현되는 형태는 중요하지 않다; 예를 들어, IQ 및 폴라 변조기(polar modulator)(TX) 이 둘 모두가 사용될 수 있다. 피드백 수신기는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor; 상보성 금속 산화막 반도체) 대규모 집적 회로의 장점들을 이용하여 재구성되도록 설계될 수 있다; 예를 들어, 프로그램 가능 감쇠기(용량성) 및 프로그램 가능 트랜스컨덕턴스 스테이지(transconductace stage)는 고 동적 범위를 가능하게 하기 위해서 구현될 수 있다. 피드백 수신기 입력은 약하게 결합될 수 있고, 그 결과에 따라 출력은 전송 경로를 로딩하지 않는다. 추가로 필터를 조치함으로써 예를 들어 추가 H3 대역-저지 필터(즉 송신 주파수의 제 3 고조파를 억제하는 대역-저지 필터)에 의해 고조파 신호 성분들을 필연적으로 억제하는 것이 가능하다. 다른 구현들에서, 필터 기능은 변압기(예를 들어 증폭기의 출력 변압기) 내부의 출력 구조에 직접적으로 통합될 수 있다.

분석 회로는 예를 들어 증폭 전송 신호를 차동 형태로 수신하는 피드백 수신기를 가진다.

피드백 수신기 및 증폭기는 예를 들어 동일한 패키지 내에 배열될 수 있다.

피드백 수신기 및 증폭기는 또한 동일한 칩 상에 배열될 수 있다.

전송 신호는 예를 들어 변조된 전송 신호이고 피드백 수신기는 예를 들어 증폭 전송 신호(자체에 공급되는)를 복조하도록 셉업되는 복조기를 가진다.

전송 장치는 또한 예를 들어 전송 신호를 생성하도록 셋업되는 전송 디바이스를 가진다.

전송 디바이스, 분석 회로 및 증폭기는 예를 들어 동일한 패키지 내에 배열된다.

전송 디바이스, 분석 회로 및 증폭기는 또한 동일한 칩 상에 배열될 수 있다.

전송 장치는 또한 예를 들어 결정된 속성에 기초하여 (추가) 전송 신호를 생성하기 위하여 전송 디바이스를 제어하도록 셋업되는 제어부를 가질 수 있다.

증폭기는 예를 들어 안테나에 증폭 전송 신호가 제공되도록 셋업된다.

차동 피드백 경로는 증폭된 전송 신호를 필터링하도록 구성되는 필터를 가질 수 있다.

차동 피드백 경로는 증폭된 전송 신호를 감쇠하도록 구성되는 감쇠기를 가질 수 있다.

전송 장치는 또한 예를 들어 증폭기의 출력 경로로부터 증폭된 전송 신호를 출력하고 이를 피드백 경로로 공급하도록 셋업되는 출력 요소를 가질 수 있다.

출력 경로는 매칭 네트워크(matching network)를 가질 수 있고 출력 요소는 매칭 네트워크로부터 증폭된 전송 신호를 유도성으로 출력하도록 셋업될 수 있다.

예를 들어, 매칭 네트워크는 변압기이고 출력 요소는 변압기의 2차 측으로부터 증폭된 전송 신호를 유도성으로 출력하도록 셋업된다.

출력 요소는 변압기에 통합될 수 있다.

출력 요소는 예를 들어 출력 필터를 가진다.

출력 요소는 증폭된 전송 신호를 용량성으로 출력하도록 셋업될 수 있다.

증폭기는 예를 들어, 출력 스테이지(stage)(예를 들어 송수신기 출력 스테이지)이다.

전송 장치는 예를 들어, 도 2에 도시된 방법을 수행한다.

도 2는 흐름도(200)를 도시한다.

상기 흐름도는 예를 들어 전송 장치에 의해 수행되는 신호를 전송하는 방법을 도시한다.

201에서, 전송 장치의 구성요소는 전송 신호를 증폭하고 증폭된 전송 신호를 차동 형태로 제공한다.

202에서, 전송 장치의 구성요소는 분석 회로에 증폭된 전송 신호를 차동 형태로 공급한다.

203에서, 분석 회로는 증폭된 전송 신호의 속성을 결정한다.

전송 회로(100)와 관련하여 기술되는 예들은 도 2에 도시된 방법에 유사하게 적용되고 그 역도 마찬가지이다.

예들은 아래에서 더 상세하게 설명된다.

현대의 모바일 무선 송수신기(transceiver; TRX)들에 많은 높은 요구사양들이 부과된다. 이것들은 한편으로는 송신기(TX)의 전송 전력이 세팅되는 최소 정도의 정확성을 포함하고, 다른 한편으로는 사양들을 준수하는 선형 전송 거동(behavior)을 포함한다.

전송 전력은 전력 제어 또는 전력 조정에 의해 세팅될 수 있다. 전력 제어가 전형적으로 제작 프로세스들의 정확성에 대해 상당히 높은 요구들을 부과하는데 반해, 전력 조정은 정확히 그러한 제작 허용 오차들을 보상하는데 이용될 수 있다. 그러나, 이를 위한 필요 조건은 전형적으로 시스템 내의 전송 전력을 가능한 정확하게 측정할 수 있는 것이다. 안테나에 대한 오정합과 관련되는 정보를 획득하기 위해, 전체 시스템의 설계에 따라, 진행파 뿐만 아니라 반사파를, 가능하다면 진폭 및 위상과 관련하여 정확하게 측정하는 것이 필요하거나 바람직할 가능성이 있다.

전형적으로 또한 TX 경로(전송 경로), 특히 전력 증폭기(power amplifier; PA)에 대한 최상의 가능한 직선성이 요구된다. SoC(System-on-Chip) 대규모 집적에 사용되는 현대의 nm CMOS 프로세스들에서의 PA 구현들은 일반적으로 III/V 반도체 기술들에서의 단독 PAs의 거동보다 못한 선형 거동(linear behavior)을 보여준다. 적응형 보상 측정들, 예를 들어 선형 거동을 개선하기 위한 적응형 동작 포인트 조정 또는 적응형 디지털 전치왜곡(predistortion)은 전형적으로 왜곡된 전송 신호에 대해 가능한 한 정확한 정보를 요구한다. 이것은 소정의 직선형 요건으로 전체 시스템의 전력 소비를 현저히 줄이는 것을 가능하게 한다.

매우 정확한 전송 신호 복조 및 전송 전력 측정을 위한 완전히 통합된 시스템의 예는 아래 도 3를 참조하여 기술된다.

도 3은 통합형 전송 장치(300)를 도시한다.

전송 장치는 전송 경로(TX 경로)를 구현하는 전송 디바이스(301)를 구비한다. 전송 장치는 또한 마찬가지로 전송 신호를 추가하여 통합 출력하는 통합 (전력) 증폭기(302) 및 통합 피드백 수신기(FBR)(303)를 구비한다(예를 들어 복수의 전송 경로들 각각에 대해). 전송 디바이스(301), 증폭기(302) 및 피드백 수신기(303)뿐만 아니라 출력 증폭된 신호를 차동 형태로 다시 피드백 수신기(303)로 공급하는 피드백 경로(304)는 예를 들어 하나의 칩 상에 함께 통합된다(모노리식). 대안으로, 이들 구성요소들은 상이한 칩들에 부분적으로 통합될 수 있다. 이 경우에, 이것들은 예를 들어, 동일한 패키지 내에 배열될 수 있다.

전송 디바이스(301)는 출력들(306, 307)에서 변조된 전송 신호를 차동 형태로 제공한다. 증폭기(302)는 전송 신호를 예를 들어 증폭기 스테이지(309)의 능동 소자들에 의해 증폭한다. 증폭기는 또한 예를 들어 제 1 변압기(308) 및 제 2 변압기(310) 형태이지만, 또한 예를 들어 L/Pi-형 매칭 네트워크의 형태인 매칭 네트워크를 구비한다. 다른 매칭네트워크 토폴로지들이 또한 착상 가능하다(L/Pi 매치).

증폭기(302)는 예를 들어 안테나에 공급하기 위해, 자체의 출력들에서 증폭된 전송 신호를 제공한다.

출력 스테이지(즉, 증폭기(302))와 부하를 매칭하는 것 외에, 제 2 변압기(310)는 또한 예를 들어, 증폭기 스테이지(309)의 전력 출력 스테이지로부터의 차동 출력 신호로부터의 접지를 기준으로 비대칭 RF 출력 신호를 생성하는데 사용된다.

증폭된 전송 신호를 유도성으로 출력하고 이를 피드백 경로(304)로 공급하는 출력 요소가 제 2 변압기(310)의 2차 측에 제공된다. 피드백 수신기(FBR)는 314, 315에서 피드백된 전송 신호를 수신하고 이를 예를 들어 트랜스컨덕턴스(transconductance) 스테이지(316), 믹서들(317), 필터들(318) 등으로 프로세싱한다. 피드백 수신기(303)에 의한 신호 프로세싱의 예들은 아래에서 더 설명된다. 전송 디바이스(301) 및 피드백 수신기(303) 이 둘 모두는 변조 또는 복조를 위해 오실레이터 신호(LO(국지의 오실레이터))를 공급하기 위해 입력들을 구비한다.

전송 디바이스(301) 및 증폭기는 또한 하나의 요소를 형성하도록 통합될 수 있고, 이 결과로 대응하는(중간) 매칭 네트워크, 예를 들어 변압기(308)가 불필요하다.

구성요소들(301, 302, 303)과 커플러(즉 출력 요소(313))를 통합하는 대신, 커플러는 추가 외부 구성요소로서 제공될 수 있다. 이는 추가 구성요소로서 제공될 수 있거나 증폭기 그리고 가능하다면 SiP(System-in-Package)/SoC의 형태의 프론트-엔드 모듈(front-end module; FEM) 내의 다른 기능들과 통합될 수 있고, 여기서 후자의 경우, 구성요소들의 수는 커플러의 결과에 따라 증가하지 않으나, FEM의 비용들이 증가한다. 게다가, 이 경우에 TRX 칩(즉 전송 디바이스(301)를 가지는 칩) 상에서 피드백 신호에 대한 추가 입력들이 요구된다.

전송 신호의 피드백이 없어지면, 전송 전력은 단지 교정 동안(예를 들어 전송 장치를 포함하는 모뎀의) 발생되는 교정 정보(예를 들어 칩/시스템의 메모리 내에 저장되는 표들의 형태의)에 따라 세팅될 수 있다. 동작 여건들에 대한 예기치 않은 변화들의 결과로서 이 경우에는 전송 전력에서 에러들이 발생한다.

전송 신호(예를 들어 피드백 수신기(303)에 결합되는 분석 구성요소에 의한)를 증폭기(302)에 통합된 (증폭된) 전송 신호의 출력과 전용 피드백 수신기(303)에 의해 매우 정확하게 측정하는 것이 가능하다.

보드 면적 및 분리된 서브어셈블리들(및 따라서 BoM(Bill of Material))의 수는 구성요소들(301, 302, 303)을 통합함으로써 감소될 수 있다. 전체 통합의 과정에서, 전송 신호 측정 시스템은 효율적으로 그리고 저전력 소비로 구현될 수 있다.

도 3에서의 예에서, 전송 신호 출력은 출력 측(상기 예에서 출력 변압기인 것으로 간주될 수 있으나 또한 다른 매칭 네트워크일 수 있는 제 2 변압기(310)에 의해 형성될 수 있다)에서의 증폭기 매칭 네트워크에서 출력 요소에 의해 통합되고 어떠한 추가적인 칩 면적을 요구하지 않고도 구현될 수 있다.

신호(아직 증폭되지 않았던)는 추가적으로 제 1 변압기(308)의 2차 측 상에서 출력될 수 있다. 여기서 신호 출력은 마찬가지로 신호 분석을 위해 피드백 수신기에 차동 형태로 공급될 수 있다.

이 예에서, 제 2 변압기(313)의 2차 측으로부터의 출력은 예를 들어 신호 출력에 2개의 코일들이 사용되는 상황에 대한 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 제 2 변압기(310) 내의 구조 축에 대해 대칭으로 배열되어 있는 하나 이상의 컨덕터 루프들을 사용하여 유도성으로 달성된다.

도 4는 유도 신호 출력을 구비하는 변압기(400) 및 대응하는 등가 회로도(401)를 도시한다.

이 예에서, 변압기는 2개의 평행한 1차 턴(turn)들이 있는 1차 권선(402)을 가진다. 변압기는 또한 예를 들어 상이한 수의 1차 턴들이 있거나 상이한 방식으로 연결되는 1차 턴들이 있는 상이한 구조를 가질 수 있다. 1차 권선(402)(1차 측)은 1차측 접속들(403)을 가진다. 변압기는 또한 직렬의 2차 턴들이 있는 2차 권선(404)을 가진다. 2차 권선(404)(2차 측)은 2차측 접속들(405)을 가진다.

1차 권선(402)은 공급 전압(VDD)를 위한 중앙 접속(406)을 가진다.

출력을 위해, 변압기(400)는 2개의 대칭 배열 인덕턴스들(408)를 가지는 출력 요소(407)를 가진다.

고 임피던스 설계로 단지 전송 전력의 매우 작은 일부가 출력되도록 한다. 증폭기의 효율은 이 방식으로 나빠지지 않는다. 1차 권선(402)의 대칭 축에 대한 출력 인덕턴스들(408)의 대칭 배열로 고 공통 모드 제거를 달성하는 것이 가능하고, 따라서 출력 신호 내에서 짝수차 고조파(even harmonic)들이 크게 감소한다.

출력 신호의 프로세싱은 도 5를 참조하여 더 상세하게 후술된다.

도 5는 전송 장치(500)를 도시한다.

전송 장치는 증폭기(501), 피드백 수신기(502) 및 안테나 장치(503)를 구비한다.

이 예에서, 2개의 전송 경로들, 예를 들어 하위 주파수들의 대역(LB(low band; 저 대역)) 및 상위 주파수들에 대한 대역(HB(high band; 고 대역))이 제공된다. 증폭기(302)와 마찬가지로, 증폭기(501)는 각각의 전송 경로 별로, 차동 증폭기(504) 및 출력 요소(506)가 제공되는 출력 변압기(505)를 구비한다. 증폭된 신호들은 이 예에서 출력들(507)을 통해 2개의 전송 경로들 및 안테나(509)에 대한 듀플렉서(duplexer)(508)를 구비하는 안테나 장치(503)(예를 들어 보드 상의 컨덕터들을 통한)에 공급된다.

공진 회로는 FBR 출력의 다운스트림에서 각각 접속되는 커패시턴스(510)(즉 유도성 출력 요소와 병렬로 접속되는 커패시턴스)에 의해 제작되어, 주파수 선택 신호 출력을 달성하는 것이 가능해진다. 출력 신호는 저손실 라인을 통해 피드백 수신기(502)로 통과된다. 이 예에서, 이 주파수 선택성(frequency selectivity)을 개선하기 위해 출력은 양 전송 경로들에, 즉 LB(저-대역) 주파수들 및 HB(고-대역) 주파수들에 제공된다.

출력 신호는 각각 필터(511)를 사용하여 필터링되고 감쇠기(512), 예를 들어 스위칭 가능 무선 주파수 감쇠기(radio-frequency attenuator; RF attenuator)를 사용하여 감쇠된다.

이 예에서, 피드백 수신기는 벡터 복조기(IQ 복조기)의 형태이다. 이는 전송 진폭 및 위상의 정확한 분석을 가능하게 한다. 이 예에서, 복조기는 수동 믹서의 구조를 가지고 트랜스컨덕턴스 스테이지(GM 스테이지)(513), I 구성요소 및 Q 구성요소에 대한 각각의 직교 믹서(스위칭 쿼드(switching quad))(514), I 구성요소 및 Q 구성요소에 대한 각각의 트랜스임피던스 증폭기(transimpedance amplifier; TIA)(515) 및 I 구성요소 및 Q 구성요소에 대한 각각의 아날로그/디지털 변환기(516)를 가진다. 복조기는 또한 다른 형태로 구현될 수 있다.

감쇠되는 결합된 전송 신호는 트랜스컨덕턴스 스테이지(515)에 공급되고 믹서들(514), 트랜스임피던스 증폭기들(515) 및 아날로그/디지털 변환기들(516)에 의해 연속해서 프로세싱되고, 이 결과로서 아날로그/디지털 변환기들(516)은 전송 신호의 I 구성요소 및 Q 구성요소를 출력한다.

오실레이터(517)에 의해서, 피드백 수신기(I 구성요소 및 Q 구성요소에 따라 상이한 위상각을 가지는 오실레이터 신호를 제공하는)의 오실레이터 경로(518) 및 오실레이터 버퍼 회로(519)를 통하여 믹서들(514)에 믹싱 주파수들이 공급된다.

예를 들어 신호 속성을 결정하고 신호 속성에 기초하여 전송을 제어하기 위한 분석 구성요소들에 I 구성요소 및 Q 구성요소가 공급된다. 상기 구현에 따라, 진폭 및 위상에 관한 측정된 전송 신호의 매우 정확한 분석이 가능하다.

예를 들어, I 성분 및 Q 성분으로부터 도출되는, 신호와 관련되는 정보는 송신기의 업스트림에 연결되는 디지털 전치왜곡기(DPD(digital predistortion; 디지털 전치왜곡))에 의해서 사용될 수 있다. 여기에 도시되는 예에서는 전력이 적게 소비되는 비용 효율적인 구현이 가능하다.

복조기의 광대역 설계 및 대칭 설계의 결과로서 감소된 에어리어의 출력을 구현하는 것이 H2(제 2 고조파)를 충분히 억제할지라도, 이는 상대적으로 품질이 낮고 따라서 대역폭이 전체적으로 넓다는 사실로 인해, 이 예에서 출력 신호의 비짝수차 고조파들은 기저대역 내로 직접적으로 믹싱된다. 이 간섭 신호들을 충분히 억제하기 위해, 필터들(511)의 형태의 대역-저지 필터들은 출력의 다운스트림에서 연결된다. 이 대역-저지 필터들은 예를 들어, 특히 기본파의 제 3 고조파(전송 주파수의)를 억제하는 에러이어에 효율적인 LC 공진기를 사용하여 구현된다.

감쇠기들(512)는 입력 전력의 생산 관련 스캐터링(scattering)에도 불구하고 최대의 희망 FBR 동적 응답을 가능하게 한다. 감쇠기들(512)은 추가적으로 출력되는 LB 신호 또는 출력되는 HB 신호를 트랜스컨덕턴스 스테이지로 공급하는 무선 주파수 멀티플렉서(radio-frequency multiplexer; RFMUX)들의 기능을 수행한다. 감쇠기들은 예를 들어 스위칭 가능 커패시턴스들을 사용하여 구현된다. 결과적으로, 감쇠기들은 저 잡음 및 고도의 선형 방식으로 구현될 수 있다. 믹서 동적 응답은 트랜스컨덕턴스 스테이지(513)의 프로그램가능성 및 트랜스임피던스 증폭기들(515)의 트랜스임피던스에 의해 최대가 될 수 있다.

도 4에 도시된 출력에 대한 대안들이 도 6에 도시된다.

도 6은 유도 출력을 구비하는 변압기들(601, 602)을 도시한다.

변압기(400)와 같이, 변압기들(601, 602)은 1차 권선(603) 및 2차 권선(604)을 가진다.

변압기(400)와는 대조적으로, 변압기들(601, 602)은 변압기(602)의 예에서와 같이, 또한 비대칭 방식으로 배열될 수 있는 단일 인덕턴스(차동 코일)를 가지는 출력 요소를 가진다.

하나 이상의 출력 코일들(출력 인덕턴스들)(605)은 또한 상기 턴들의 근처에서 변압기의 외부에 배열될 수 있다. 그러나, 이는 공간 요건을 증가시킬 수 있고 변압기를 비대칭으로 로딩할 수 있다.

출력은 또한 변압기 내부에서 복수 필터의 형태로 구현될 수 있다. 이는 도 7에 도시된다.

도 7은 일체형 필터를 구비하는 변압기(700) 및 대응하는 등가 회로도(701)를 도시한다.

변압기(400)와 마찬가지로, 변압기(700)는 1차 권선(702), 2차 권선(703) 및 출력 요소(704)를 구비한다.

이 예에서, 출력 요소(704)는 변압기(700) 내에 배열되는 복소 필터의 형태를 가진다. 출력 요소(704)는 인덕턴스들(408)과 같은 2개의 출력 인덕턴스들(705)을 가진다. 출력 요소(704)는 또한 커패시턴스가 개재되어 있는 2개의 추가 인덕턴스들을 가지는 필터 요소(706)를 구비하고 예를 들어 H3 저지(제 3 고조파를 억제하기 위한 대역 저지 필터)를 구현하고 예를 들어 필터(511)에 대응한다. 출력 요소(704)는 또한 추가 커패시턴스(707), 예를 들어 커패시턴스(510)에 대응하는 튜닝 커패시턴스를 구비한다. 변압기 내에서의 필터 및 튜닝 커패시턴스의 통합은 추가 에어리어 감소를 가능하게 한다.

간단한 차동 커플러 구조 대신, 출력은 변압기 내에 통합되는 방향성 커플러를 사용하여 구현될 수 있다. 그와 같은 구조의 사용은 간단한 신호 복조가 가능할뿐만 아니라 (안테나) 오정합과 관련되는 정보를 제공하는 것을 가능하게 한다.

전송 신호는 또한 유도성 커플링에 의한 것 대신 용량성으로 출력될 수 있다. 예를 들어, 변압기의 하나 이상의 튜닝 커패시턴스들 내에 통합되는 용량성 분할기들을 사용하는 것이 가능하다. 용량성 출력 요소의 가능한 배열들이 도 8에 도시된다.

도 8은 증폭기 출력 경로(800)를 도시한다.

예를 들어 차동 증폭기(309)에 대응하는 차동 증폭기(801)의 출력에 배열되는 증폭기 출력 경로(800)는 출력 변압기(802)를 구비한다. 출력 경로는 또한 예를 들어 전송 안테나에 의해 형성되는 부하(803)를 가진다. 용량성 출력 요소(804)는 출력 변압기(802)의 1차 권선과 평행하게 또는 2차 권선과 평행하게 배열될 수 있다.

도 9는 용량성 출력 요소들(901, 902, 903)을 도시한다.

제 1 출력 요소(901)는 직렬로 접속되는 3개의 커패시턴스들(904, 905, 906)을 가지고, 중앙 커패시턴스(905)의 접속들은 출력 요소의 출력들을 형성하고(피드백 수신기의 입력들로의 접속을 위한) 상기 직렬 회로의 바깥쪽의 접속들은 출력 변압기(802)의 1차 권선 또는 2차 권선의 접속들로 결합하기 위한 접속들을 형성한다.

제 1 출력 요소(901)와 비교하여, 제 2 출력 요소(902)는 또한 3개의 커패시턴스들을 포함하는 직렬 회로와 병렬로 접속되는 추가 커패시턴스(907)를 가진다.

제 2 출력 요소(902)와 비교하여, 제 3 출력 요소(903)는 또한 직렬 회로의 중앙 커패시턴스와 병렬로 결합되는 하나 이상의 추가 커패시턴스들(908)을 가질 수 있고, 이 추가 커패시턴스들(908)의 각각은 자체의 접속들 각각에서, 커패시턴스(909)에 의해 선행하는 추가 커패시턴스(908) 또는 중앙 커패시턴스(905)에 결합된다. 마지막 추가 커패시턴스(908)(도 9에서 좌측으로 가장 멀리 있는 추가 커패시턴스(908))의 접속들은 출력 요소(900)의 출력들을 형성한다.

그러나, 공통 모드 구성요소들은 분할기 비율에 따라 감소될 수 없거나 또한 차동 커패시턴스 구조들에 의해 전혀 억제될 수 없다. 도 10에 도시된 바와 같이, 접지 기준을 가지거나 추가 공통 모드 필터 구조를 가지는 분할기들이 이를 달성할 수 있다.

도 10은 제 4 용량성 출력 요소(1001) 및 제 5 용량성 출력 요소(1002)를 도시한다.

제 3 출력 요소(903)과 비교하여, 마지막 추가 커패시턴스(1004)의 접속들(1003)은 각각 2개의 커패시턴스들(1005)을 포함하는 직렬 회로에 의해 제 4 출력 요소에서의 접지에 접속되고, 출력 요소(1001)의 출력들은 커패시턴스들(1005)의 각각의 접속 노드들에 의해 형성된다.

제 4 출력 요소(1001)와 비교하여, 중앙 커패시턴스 및 추가 커패시턴스들은 각각 제 5 출력 요소(1002) 내에서 2개의 커패시턴스들(1006, 1007, 1008)로 분리되고, 중앙 커패시턴스가 분리되는 커패시턴스들(1006)의 접속 노드는 인던턴스(1009)에 의해 접지에 접속되고 제 1 추가 커패시턴스(즉 도 10에서 우측으로 가장 멀리 있는 커패시턴스)가 분리되는 커패시턴스(1007)의 접속 노드는 접지에 직접적으로 접속된다.

출력 전력은 또한 피드백 수신기(502)에 의한 전압 측정에 의한 것 대신에 전류 출력을 사용하여 측정될 수 있다(즉, 전송 신호의 전력이 결정될 수 있다). 요구되는 피드백 요소(502)의 저 입력 임피던스는 도 11에 도시되는 바와 같이, GM 스테이지(513)를 제거함으로써 달성될 수 있다.

도 11은 전송 장치(1100)를 도시한다.

전송 장치(1100)는 트랜스컨덕턴스 스테이지(513)가 존재하지 않고 감쇠기들(1101)의 출력들이 믹서들(1102)에 직접적으로 결합되는 점에서 전송 장치(500)와 상이하다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제 3 고조파는 또한 피드백 수신기(502)의 오실레이터 경로에서 다상 방법을 사용하는 믹싱 동작 동안 충분히 억제될 수 있고, 이의 결과로 입력 경로에 있는 LC 대역-저지 필터들(즉, 필터들(511))이 없는 것이 가능하다.

도 12는 전송 장치(1200)를 도시한다.

전송 장치(1200)는 제 3 고조파가 억제되고(믹서들(1201)에 공급되는 신호의 주파수 스펙트럼(1202)에 의해 예시되는 바와 같이) 필터들(511)이 없는 그러한 방식으로 믹서들(1201)이 제어되는 점에서 전송 장치(500)와 상이하다.

본 발명이 특히 특정한 실시예들을 참조하여 도시되고 기술되었을지라도, 청구항들 및 이의 등가물들에 의해 규정되는 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항들의 다양한 변경들이 행해질 수 있음이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 표시되고 그러므로 청구항들의 등가의 의미 및 범위 내에 해당하는 모든 변경들이 포함되는 것으로 의도된다.

Claims

전송 장치로서,
전송 신호를 증폭하고 이를 증폭된 전송 신호로서 차동 형태로 제공하도록 셋업되는 증폭기와,
상기 증폭된 전송 신호의 속성을 결정하는 분석 회로와,
상기 증폭된 전송 신호를 상기 분석 회로에 차동 형태로 공급하도록 셋업되는 차동 피드백 경로를 포함하는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분석 회로는 상기 증폭된 전송 신호를 차동 형태로 수신하도록 구성되는 피드백 수신기를 포함하는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 피드백 수신기 및 상기 증폭기는 동일한 패키지 내에 배열되는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 피드백 수신기 및 상기 증폭기는 동일한 칩 상에 배열되는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전송 신호는 변조된 전송 신호이고,
상기 피드백 수신기는 상기 증폭된 전송 신호를 복조하도록 셋업되는 복조기를 구비하는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전송 신호를 생성하도록 셋업되는 전송 디바이스를 더 포함하는
전송 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 전송 디바이스, 상기 분석 회로 및 상기 증폭기는 동일한 패키지 내에 배열되는
전송 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 전송 디바이스, 상기 분석 회로 및 상기 증폭기는 동일한 칩 상에 배열되는
전송 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 결정된 속성에 기초하여 전송 신호 생성을 위한 상기 전송 디바이스를 제어하도록 셋업되는 제어 디바이스를 더 포함하는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 증폭기는 안테나에 상기 증폭된 전송 신호를 제공하도록 셋업되는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 차동 피드백 경로는 상기 증폭된 전송 신호를 필터링하기 위한 필터를 구비하는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 차동 피드백 경로는 상기 증폭된 전송 신호를 감쇠하기 위한 감쇠기를 구비하는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 증폭기의 출력 경로로부터 상기 증폭된 전송 신호를 출력하고 이를 상기 피드백 경로로 공급하도록 셋업되는 출력 요소를 더 포함하는
전송 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 출력 경로는 매칭 네트워크(matching network)를 가지고 상기 출력 요소는 상기 매칭 네트워크로부터 상기 증폭된 전송 신호를 유도성으로 출력하도록 셋업되는
전송 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 매칭 네트워크는 변압기이고 상기 출력 요소는 상기 변압기의 2차측으로부터 상기 증폭된 전송 신호를 유도성으로 출력하도록 셋업되는
전송 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 출력 요소는 상기 변압기에 통합되는
전송 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 출력 요소는 출력 필터를 구비하는
전송 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 출력 요소는 상기 증폭된 전송 신호를 용량성으로 출력하도록 셋업되는
전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 증폭기는 출력 스테이지(stage)인
전송 장치.
증폭된 전송 신호를 분석하는 방법으로서,
전송 신호를 분석하고 상기 증폭된 전송 신호를 차동 형태로 제공하는 단계와,
상기 증폭된 전송 신호를 분석 회로에 차동 형태로 공급하는 단계와,
상기 증폭된 전송 신호의 속성을 결정하는 단계를 포함하는
증폭된 전송 신호를 분석하는 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 전송 신호는 변조된 전송 신호이고,
상기 방법은 상기 증폭된 전송 신호를 복조하는 단계를 더 포함하는
증폭된 전송 신호를 분석하는 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 결정된 속성에 기초하여 상기 전송 신호의 생성을 제어하는 단계를 더 포함하는
증폭된 전송 신호를 분석하는 방법.