KR20160023928A - 프로그래머블 송신 연속-시간 필터 - Google Patents

프로그래머블 송신 연속-시간 필터 Download PDF

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Abstract

프로그래머블-전류 송신 연속-시간 필터(TX-CTF) 시스템은 무선 주파수(RF) 송신기에 포함될 수 있다. TX-CTF의 입력은 기저대역 송신 신호를 수신할 수 있고, TX-CTF의 출력은 송신용의 RF로의 변환을 위해 상향변환 믹서에 제공될 수 있다. TX-CTF는, 함께 필터 파라미터들을 정의하는 증폭기 회로와 수동형 회로를 포함한다. TX-CTF는 증폭기 회로에 프로그래머블 바이어스 전류를 제공하는 프로그래머블 전류 회로를 더 포함한다. TX-CTF 시스템은 또한, 하나 이상의 송신기 제어 신호를 수신하고, 응답하여, TX-CTF에 제공되는 바이어스 전류를 제어하는 신호를 생성하는, 제어 로직을 포함한다.

Description

프로그래머블 송신 연속-시간 필터{PROGRAMMABLE TRANSMIT CONTINUOUS-TIME FILTER}
2009년 1월 19일 출원된 미국 가출원번호 제61/145,638호의 출원일의 이점이 주장되며, 그 명세서는 전체가 참조용으로 여기에 포함된다.
송신 연속-시간 필터(TX-CTF; transmit continuous-time filter)는 (핸드셋이라고도 칭하는) 셀룰러 핸드폰의 몇몇 타입의 송신기부에 통상적으로 포함되는 주파수-선택성 회로이다. TX-CTF는 통상적으로 디지털-대-아날로그 변환기(DAC)의 출력을 수신하며, DAC 알리아싱(aliasing) 및 노이즈를 감쇄시킨다. TX-CTF의 출력은 통상적으로, 신호를 기저대역 주파수로부터 송신을 위해 원하는 무선 주파수(RF) 대역으로 상향변환(upconvert)하는 능동형 상향변환 믹서(active upconversion mixer)에 제공된다.
일부 3중-모드(tri-mode) 셀룰러 핸드셋은, WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) 변조, GSM (Global System for Mobile telecommunication) 표준에서 사용되는 GMSK(Gaussian Minimum Shift Keying) 변조, 및 (GSM 에볼루션을 위한 Enhanced Data Rates라고도 알려진) EDGE(Enhanced Data Rates for Global Evolution) 표준에서 사용되는 8PSK(8-Phase Shift Keying) 변조를 지원한다. 동일한 핸드셋에서 위의 3개 모드 전부를 인에이블하는 것은, 높은 전류 구동 능력, 높은 선형성, 낮은 입력 리퍼드 노이즈(input referred noise), 및 낮은 대역통과 리플(ripple)을 포함한, 엄격한 성능 요건을 TX-CTF에 부과한다. 이들 요건들 모두를 만족시키는 TX-CTF를 설계하는 것은 문제가 있을 수 있다. 전류를 증가시키는 것과 같은, 이들 문제에 대한 제안가능한 직접적인 해결책은 다른 문제들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 높은 TX-CTF 전류 소비는 셀룰러 핸드셋 배터리에서 바람직하지 않은 높은 전류 드레인(current drain)으로 이어질 수 있다. 통화 시간과 스탠바이 시간(즉, 배터리가 충전을 요구하기 이전에 핸드셋이 사용될 수 있는 시간량)이 최대화될 수 있고 배터리 크기가 최소화될 수 있도록, 배터리 전류 드레인을 최소화하는 것이 바람직하다.
통상적인 TX-CTF(10)가 도 1에 도시되어 있다. 통상적인 셀룰러 핸드셋 송신기는 직교위상 변조(quadrature modulation)의 형태를 이용하기 때문에, TX-CTF(10)는, 동상(in-phase)(I) 부분(12)과 직교위상(quadrature)(Q) 부분(14)을 포함한다. 부분(12 및 14)은 본질적으로 동일하기 때문에, 여기서는 부분(12)만이 상세히 기술된다. 부분(12)은 2개의 섹션(16 및 18)을 포함한다. 섹션(16)은, 예를 들어, 세컨드 오더 바이쿼드라틱 스테이지(2nd-order biquadratic stage)일 수 있고, 섹션(18)은, 예를 들어, 퍼스트 오더 실수 폴 스테이지(lst-order real pole stage)일 수 있다. 섹션(16)은, 예를 들어 커패시터(22, 24, 및 26)와 저항기(28, 30, 32, 34, 36, 및 38)을 포함할 수 있는 수동형 회로 뿐만 아니라 제1 증폭기(20)를 포함한다. 수동형 회로가, 2계 4차 필터를 특성결정하는 필터 폴(pole) 및/또는 제로(zero)와 같은 원하는 필터 파라미터들을 정의하는 배열(arrangement)로 선택되어 제1 증폭기(20)에 접속될 수 있다. 마찬가지로, 섹션(18)은 , 예를 들어, 커패시터(42 및 44)와 저항기(46, 48, 50, 및 52)을 포함할 수 있는 수동형 회로 뿐만 아니라 제2 증폭기(40)를 포함한다. 마찬가지로 섹션(18)의 수동형 회로가, 1계 실수 폴 필터를 특성결정하는 필터 폴 및/또는 제로와 같은 원하는 필터 파라미터들을 정의하는 배열로 선택되어 제2 증폭기(40)에 접속될 수 있다.
동작시, 차동 입력 신호 V1(그 네거티브측이 도 1에 "V1_N"으로 표시되어 있고, 그 포지티브측이 "V1_P"로 표시되어 있다)이 스테이지(16)에 제공되며, 스테이지(16)는 신호 V2(그 네거티브측이 "V2_N"으로 표시되어 있고, 그 포지티브측이 "V2_P"로 표시되어 있다)를 출력한다. 신호 V2는 이어서 스테이지(18)에 제공되고, 스테이지(18)은 신호 V3(그 네거티브측이 "V3_N"으로 표시되어 있고, 그 포지티브측이 "V3_P"로 표시되어 있다)를 출력한다.
통상적인 셀룰러 핸드셋에서와 같이, TX-CTF(10)의 동상(I) 및 직교위상(Q) 출력은, 각각, 능동형 상향변환 믹서(54 및 56)에 제공된다. 상향변환 믹서(54 및 56) 각각은 통상적으로, TX-CTF(10)에 대해 높은 임피던스 부하를 제공하는 Gilbert 셀 타입이다. TX-CTF(10)는 용이하게, 높은 임피던스 부하를 낮은 전류로 구동할 수 있고 요구되는 선형성을 유지할 수 있다.
과도한 전류를 소비하지 않고 전술된 성능 기준 또는 유사한 성능 기준을 충족할 수 있는 멀티-모드 셀룰러 핸드셋을 위한 TX-CTF를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 실시예들은, 무선 주파수(RF) 송신기에서 프로그래머블-전류 송신 연속-시간 필터(TX-CTF) 시스템과, 송신기 동작의 방법에 관한 것이다. TX-CTF의 입력은 기저대역 송신 신호를 수신할 수 있고, TX-CTF의 출력은 송신을 위해 RF로의 변환을 위해 상향변환 믹서에 제공될 수 있다. TX-CTF는, 함께 필터 파라미터들을 정의하는 증폭기 회로와 수동형 회로를 포함한다. TX-CTF는, 증폭기 회로에 프로그래머블 바이어스 전류를 제공하는 프로그래머블 전류 회로를 더 포함한다. TX-CTF 시스템은 또한, 하나 이상의 송신기 제어 신호를 수신하고, 응답하여, TX-CTF에 제공되는 바이어스 전류를 제어하는 신호를 생성하는 제어 로직을 포함한다. 송신기 제어 신호는, 예를 들어, 송신기 변조 모드 신호, 송신기 대역 신호, 및 송신기 전력 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 시스템들, 방법들, 특징들, 및 이점들은, 이하의 도면 및 상세한 설명의 검토시에 당업자에게는 명백하거나 명백해질 것이다.
본 발명은 이하의 도면들을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 도면 내의 컴포넌트들은 반드시 축척비율이 맞게 된 것은 아니며, 그 대신 본 발명의 원리를 명확히 예시할 시에 강조가 이루어진다. 게다가, 도면들에서, 유사한 참조 번호는 상이한 도면들 전체에 걸쳐 대응하는 부분을 가리킨다.
도 1은 능동형 상향변환 믹서에 접속된 공지된 또는 종래의 송신 연속-시간 필터(TX-CTF)를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 TX-CTF 시스템을 갖는 송신기부를 포함하는 예시적인 셀룰러 핸드셋의 블록도이다.
도 3은 도 2의 예시적인 송신기부의 블록도이다.
도 4는 도 3의 예시적인 TX-CTF 시스템의 블록도이다.
도 5는 도 4의 TX-CTF 시스템의 예시적인 제2 증폭기 시스템의 블록도이다.
도 6a는 도 5의 제2 증폭기 시스템의 예시적인 결정 로직을 도시하는 흐름도이다.
도 6b는 도 6a의 흐름도의 연속이다.
도 7은 도 5의 제2 증폭기 시스템의 예시적인 제1 스테이지 바이어스 발생기 회로의 바이어스 제어 로직 부분의 블록도이다.
도 8은 도 5의 제2 증폭기 시스템의 예시적인 제1 스테이지 바이어스 발생기 회로의 PFET 신호 발생기 부분의 블록도이다.
도 9는 도 5의 제2 증폭기 시스템의 예시적인 제1 스테이지 바이어스 발생기 회로의 NFET 신호 발생기 부분의 블록도이다.
도 10은 도 5의 제2 증폭기 시스템의 프로그래머블-전류 제1 스테이지의 블록도이다.
도 11은 도 5의 제2 증폭기 시스템의 프로그래머블-전류 제2 스테이지의 블록도이다.
도 12는 제어 신호와 결과적인 제1 스테이지 바이어스 전류 사이의 예시적인 관계를 도시하는 테이블이다.
도 13은 또 다른 제어 신호와 결과적인 제2 스테이지 바이어스 전류 간의 예시적인 관계를 도시하는 테이블이다.
도 2-3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실례로서의 또는 예시적인 실시예에서, 셀룰러 전화 핸드셋과 같은 모바일 무선 통신 디바이스(58)는, 무선 주파수(RF) 서브시스템(60), 안테나(62), 기저대역 서브시스템(64), 및 사용자 인터페이스 섹션(66)을 포함한다. RF 서브시스템(60)은 송신기부(68) 및 수신기부(70)를 포함한다. 송신기부(68)의 출력과 수신기부(70)의 입력은, 송신기부(68)에 의해 생성된 송신되는 RF 신호와 수신기부(70)에 제공되는 수신된 RF 신호 양자 모두의 동시 통과를 허용하는 전단 모듈(front-end module; 72)을 통해 안테나(62)에 결합된다. 이하에서 기술되는 송신기부(68)의 특정 요소들을 제외하고, 위에서 열거된 요소들은 이와 같은 모바일 무선 통신 디바이스에 통상적으로 포함되는 타입일 수 있다. 종래 요소들, 이들은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 잘 이해할 것이므로, 이하에서는 더 상세히 기술되지는 않는다. 그러나, 이와 같은 모바일 무선 통신 디바이스의 종래의 송신기부와는 달리, 송신기부(68)는 이하에서 기술되는 특징들을 갖는 송신 연속-시간 필터(TX-CTF) 시스템(74)(도 3)을 포함한다.
송신기부(68)는 기저대역 서브시스템(64)(도 1)으로부터 디지털 기저대역 신호를 입력으로서 수신하며, 송신될 RF 신호를 출력한다. 송신기부(68)는 디지털-아날로그 변환기(76), 2중-모드(dual mode) 변조기 및 상향변환 믹서(78), 및 전력 증폭기 시스템(80)을 더 포함한다. 디지털-대-아날로그 변환기(76)는 디지털 기저대역 신호를 아날로그 형태로 변환하고 그 결과의 아날로그 기저대역 신호를 TX-CTF 시스템(74)에 제공한다. TX-CTF 시스템(74)의 출력은 2중 모드 변조기 및 상향변환 믹서(78)에 제공된다. 2중 모드 변조기 및 상향변환 믹서(78)의 출력은 전력 증폭기 시스템(80)에 제공된다.
기저대역 서브시스템(64)은, 내부 마이크로프로세서 시스템 또는 (별도로 도시되지 않은) 유사한 로직을 통해, 모바일 무선 통신 디바이스(58)의 다양한 동작상의 양태들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 기저대역 서브시스템(64)은, 송신기부(68)의 동작에 영향을 미치는 하나 이상의 접속(82)(예를 들어, 디지털 버스) 상에 하나 이상의 송신기 제어 신호를 생성할 수 있다. 송신기 제어 신호는, 예를 들어, 송신기 변조 모드 신호, 송신기 대역 신호, 및 송신기 전력 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 송신기 변조 모드 신호는, 변조기 및 상향변환 믹서(78)에게 적어도 2개의 변조 모드 중 선택된 하나에서 동작할 것을 명령할 수 있다. 본 분야에서 널리 이해되는 바와 같이, 멀티-모드(예를 들어, 2중-모드 또는 3중-모드) 셀룰러 핸드셋은 셀룰러 통신 표준이 상이한 지리적 영역들간의 로밍을 가능케한다. 비록 다른 실시예들에서 2개보다 많은 모드가 있을 수 있지만, 이 예시적인 실시예에서 변조 모드는, WCDMA 표준과 연관된 WCDMA 변조와, GSM 표준 및 EDGE 표준의 일부 양태와 연관된 GMSK 변조를 포함할 수 있다. 이 분야에서 널리 이해되고 있는 바와 같이, EDGE 표준은 나인(nine) 변조 및 코딩 방법의 하위 4개에 대해 GMSK 변조를 이용하지만 이들 나인 변조 및 코딩 방법의 상위 5개에 대해 고차 8PSK 변조를 이용한다.
이 분야에서 널리 이해되고 있는 바와 같이, 기저대역 서브시스템(64)에 의해 발행된 WCDMA 모드에서 동작하라는 커맨드 또는 인스트럭션을 나타내는 송신기 변조 모드 신호에 응답하여, 송신기부(68)는 WCDMA 표준에 따라 송신될 신호를 변조한다. 기저대역 서브시스템(64)에 의해 발행된, EDGE 변조 모드에서 동작하라는 커맨드 또는 인스트럭션을 나타내는 송신기 변조 모드 신호에 응답하여, 송신기부(68)는 EDGE 표준, 즉, GMSK 또는 8PSK 변조에 따라 송신될 신호를 변조한다. 기저대역 서브시스템(64)에 의해 발행된, GSM 모드에서 동작하라는 송신기 변조 모드 커맨드에 응답하여, 송신기부(68)는 GSM 표준, 즉, GMSK 변조에 따라 송신될 신호를 변조한다. 비록 이 예시적인 실시예에서는 모드들이 GSM, EDGE 및 WCDMA 중 임의의 2개 이상을 포함하지만, 다른 실시예들에서는, 송신기 변조 모드 신호에 응답하여 선택된 모드들은 이들 또는 이 분야에 공지된 기타 임의의 변조 모드를 포함할 수 있다.
송신기 대역 신호는, 변조기 및 상향변환 믹서(78)에게 2개 이상의 (주파수) 대역들 중 선택된 하나에서 동작할 것을 명령할 수 있다. 비록 다른 실시예들에서는 2개 보다 많은 대역이 있을 수 있지만, 이 예시적인 실시예에서는 높은 대역과 낮은 대역이 있다. 이 분야에서 널리 이해되고 있는 바와 같이, 2중-대역(dual band), 3중-대역(tri-band), 4중-대역(quad-band) 등의 셀룰러 핸드셋은 셀룰러 통신 표준이 상이한 주파수 대역을 지정하는 지리적 영역들에서의 동작을 가능케한다. 기저대역 서브시스템(64)에 의해 발행된, 선택된 주파수 대역에서 동작하라는 커맨드를 나타내는 송신기 대역 신호에 응답하여, 송신기부(68)는 송신될 신호를 선택된 주파수 대역으로 상향변환한다.
송신기 전력 신호는, 송신기부(68)가 동작하고 있는 출력 전력을 표시하고, 송신기부(68)가 동작하도록 지시받은 출력 전력을 표시하고, 임의의 그외의 방식으로 송신된 RF 신호 전력에 관련된, 하나 이상의 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기저대역 서브시스템(64)은, 전력 증폭기 시스템(80)에게 그 이득을 선택된 값으로 설정하고, 그에 따라 그 입력 신호를 대응하는 전력 레벨로 증폭할 것을 지시하는 전력 제어 커맨드를 내릴 수 있다. 전력 증폭기 시스템(80) 내의 제어 회로(84)는, 전력 증폭기(86)를 선택된 전력 레벨에 유지하거나 당 분야에서 널리 이해되는 바와 같은 기타의 상태에 응답하여 다른 조정을 행하는 폐쇄-루프 피드백 시스템을 제공한다. 임의의 수의 선택가능한 전력 레벨들이 있을 수 있지만, 예시적인 목적을 위해 여기서는 2개의 선택가능한 전력 레벨: 낮은 전력 레벨 및 높은 전력 레벨이 있을 수 있다. 당업자라면 이해하는 바와 같이, 낮은 전력 레벨 및 높은 전력 레벨의 값들은 적용가능한 표준(예를 들어, WCDMA, EDGE, GSM 등)에 따를 수 있지만, 예시적인 목적을 위해 여기서는 적어도 2개의 상이한 선택가능한 전력 레벨이 있다고만 이해할 필요가 있다.
전술된 송신기 전력 제어 신호에 추가하여 또는 그 대안으로서 포함될 수 있는 또 다른 송신기 전력 신호는, 송신기부(68)가 실제로 동작하고 있는 측정되거나 검출된 전력 레벨을 표시할 수 있다. 송신기부(68)가 동작하고 있는 이와 같은 측정된 전력 레벨을 표시하는 신호(88)는 폐쇄-루프 피드백 전력 제어 프로세스의 일부로서 제어 회로(84)에서 생성된다.
전술된 송신기 전력 제어 신호에 추가하여 또는 그 대안으로서 포함될 수 있는 또 다른 송신기 전력 신호는, 송신기 동작이 더 높은 송신 전력으로부터 더 낮은 송신 전력으로 천이하는 "백-오프(back-off)" 상태를 표시할 수 있다. 비록 명료성을 위해 도시되지는 않았지만, 송신기부(68)는, 예를 들어 신호 경로 내에 감쇠 회로를 스위칭함으로써 그 송신 전력을 백오프 할 수 있다. 이러한 타입의 백-오프 방법은 WCDMA 표준에 의해 고려된다. 그러나, 본 발명의 실시예에서, 송신된 전력 제어 신호는 이와 같은 WCDMA 백-오프 상태 또는 임의의 그외의 유사한 타입의 백-오프 상태를 표시할 수 있다.
TX-CTF(74)는, 전술된 송신기 제어 신호들 중 하나 이상을 수신하고, 응답하여, 이하에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 증폭기 회로에 제공되는 바이어스 전류를 조정한다.
도 4에 예시된 바와 같이, 실시예에서 TX-CTF 시스템(74)은 동상(I) 부분(92)과 직교위상(Q) 부분(94)을 포함한다. 동상 부분(92)과 직교위상 부분(94)은 본질적으로 동일하기 때문에, 여기서는 동상 부분(92)만이 상세히 기술된다. 동상 부분(92)은 제1 및 제2 섹션(96 및 98)을 포함한다. 섹션(96)은 예를 들어 세컨드 오더 바이쿼드라틱 필터를 정의할 수 있고, 섹션(98)은 예를 들어 퍼스트 오더 실수 폴(real pole) 필터를 정의할 수 있다. 섹션(96)은, 예를 들어 커패시터(102, 104, 및 106)와 저항기(108, 110, 112, 114, 116, 및 118)을 포함할 수 있는 수동형 회로 뿐만 아니라 제1 증폭기(100)를 포함한다. 수동형 회로가 선택되어, 세컨드 오더 바이쿼드라틱 필터를 특성결정하는 필터 폴(pole) 및 제로(zero)와 같은 원하는 필터 파라미터들을 정의하는 배열로 제1 증폭기(100)에 접속될 수 있다. 마찬가지로, 섹션(98)은, 예를 들어, 커패시터(122 및 124)와 저항기(126, 128, 130 및 132)을 포함할 수 있는 수동형 회로 뿐만 아니라 제2 증폭기 시스템(120)을 포함한다. 섹션(98)의 수동형 회로는, 퍼스트 오더 실수 폴 필터를 특성결정하는 필터 폴 및 제로와 같은 원하는 필터 파라미터들을 정의하는 구조로 선택되어 제2 증폭기 시스템(120)에 접속될 수 있다. 비록 예시적인 실시예에서는 섹션(96)이 세컨드 오더 바이쿼드라틱 필터를 정의하고 섹션(98)은 퍼스트 오더 실수 폴 필터를 정의하지만, 다른 실시예들에서는 어느 섹션이든 기타 임의의 적절한 타입의 연속-시간 필터를 포함할 수 있다.
동작시, 차동 입력 신호 V1(그 네거티브측이 도 4에 "V1_N"으로 표시되어 있고, 그 포지티브 극성이 "V1_P"로 표시되어 있다)이 섹션(96)에 제공되며, 섹션(96)은 신호 V2(그 네거티브측 극성이 "V2_N"으로 표시되어 있고, 그 포지티브 극성이 "V2_P"로 표시되어 있다)를 출력한다. 신호 V2는 이어서 섹션(98)에 제공되고, 섹션(98)은 신호 V3(그 네거티브측 극성이 "V3_N"으로 표시되어 있고, 그 포지티브 극성이 "V3_P"로 표시되어 있다)를 출력한다.
TX-CTF 시스템(74)의 동상(I)과 직교위상(Q) 출력은 변조기 및 상향변환 믹서(78)(도 3)에 제공된다. 예시적인 실시예에서, 변조기 및 상향변환 믹서(78)는 능동형 상향변환 믹서 회로가 아니라 수동형 상향변환 믹서 회로를 포함한다. 수동형 믹서는 능동형 믹서보다 더 적은 전류를 소비하며 더 낮은 전원 전압에서 동작할 수 있다. 따라서, 수동형 믹서를 이용하는 것은, 전력 소비를 줄이고 더 낮은 전원 전압에서 회로를 구현하는데 있어서도 유리하며, 이것은 더 작은 핸드셋 배터리를 허용한다. 능동형 상향변환 믹서 회로와 같이, 변조기 및 상향변환 믹서(78)의 수동형 상향변환 믹서 회로는 신호의 주파수 변환을 수행하여, 신호를 RF 캐리어 주파수에 센터링(centering)한다. 그러나, 수동형 상향변환 믹서 회로에서, 주파수 변환, 즉, 상향변환은 또한, 변조기 및 상향변환 믹서(78)의 입력 임피던스에서의 잠재적으로 불리한 감소로 이어진다. 따라서, TX-CTF 시스템(74)이 적절한 전력 레벨로 변조기 및 상향변환 믹서(78)를 구동하기 위해, TX-CTF 시스템(74)에는 종래의 TX-CTF(10)(도 1)보다 실질적으로 더 낮은 출력 임피던스가 제공된다. 이하에서 기술되는 방식으로, TX-CTF 시스템(74)은, GMSK 변조에 의해 요구되는 선형성을 희생하지 않고 과도한 전류의 소비 없이 이와 같은 더 낮은 출력 임피던스를 제공한다.
수동형 상향변환 믹서 회로의 이용은, 능동형 상향변환 믹서 회로를 이용하여 전달되는 경우보다 실질적으로 더 많은 노이즈가 TX-CTF 시스템(74)으로부터 RF 출력으로 전달되는 것을 야기한다는 점에도 역시 주목해야 한다. 송신기부(68)(도 2)로부터 나오는 이와 같은 노이즈는 바람직하지 않게도 수신기부(70)에 결합될 수 있다. 높은 정도의 송신기 노이즈는, 적절한 송수신기 동작을 방해할 수 있고 WCDMA, GSM, EDGE 또는 기타의 표준에 의해 수립된 허용가능한 임계치를 초과할 수 있다. 그러나, WCDMA 모드에서의 동작과 같은 핸드셋 동작의 일부 예에서는, WCDMA 표준에 의해 수립된 노이즈의 허용가능한 임계치는 송신 전력에 의존한다. 예를 들어, 핸드셋이 높은 전력 레벨에서 송신하고 있을 때, 더 낮은 노이즈 임계치가 허용된다. 역으로, 핸드셋이 낮은 전력 레벨에서 송신하고 있을 때, 더 높은 노이즈 임계치가 허용된다. 또한, 송신기가 전술된 WCDMA 백-오프 상태에서 동작하고 있을 때, 즉, 송신기 전력이 더 높은 레벨로부터 더 낮은 레벨로 감소되고 있을 때, 전력이 낮아짐에 따라 허용되는 노이즈 임계치는 올라간다. 송신기 전력 대비 허용되는 노이즈 임계치에서의 이와 같은 상승의 한 예는, 매 1 데시벨의 전력 감소에 대해, 허용되는 노이즈 임계치가 1 데시벨만큼 상승한다는 것이다. TX-CTF 시스템(74)에서의 낮은 노이즈는 높은 전류를 요구한다. 역으로, TX-CTF 시스템(74)에서의 높은 노이즈는 더 낮은 전류를 이용하여 얻을 수 있다. 이하에서 기술되는 방식으로, TX-CTF 시스템(74)은, 낮은, 높은, 및 전술된 백-오프 송신기 전력 상태와 같은 핸드셋 동작 상태에 응답하여 더 낮은 노이즈 임계치를 제공함으로써 전류 소비의 최소화를 촉진한다.
동상(I) 부분(92)의 제2 증폭기 시스템(120)(도 4)이 도 5에 더 상세히 예시되어 있다. 비록 직교위상(Q) 부분(94)이 또 다른 이와 같은 제2 증폭기 시스템을 포함하지만, 이 다른 제2 증폭기 시스템은 제2 증폭기 시스템(120)과 동일하므로, 여기서는 기술되지 않는다.
도 5에 예시된 바와 같이, 제2 증폭기 시스템(120)은, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134), 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136), 및 결정 로직(138)을 포함한다. 도시된 예에서, 결정 로직(138)은 전술된 송신기 제어 신호를 수신하고, 응답하여, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134) 및 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)의 (이하에서 기술되는) 증폭기 회로에 제공되는 바이어스 전류를 제어하거나 프로그램한다. 결정 로직(138)은, 제공할 바이어스 전류량의 결정을 가능케하는 임의의 적절한 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 결정 로직(138)은 도 6a-b의 흐름도에 의해 표시된 로직에 따라 프로그램된 (도시되지 않은) 디지털 신호 처리기 또는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공할 바이어스 전류량을 나타내는 결정 로직(138)의 일 출력은, 예시적인 실시예에서 비트 ISET0, ISET1, 및 ISET2를 포함하는 3-비트 디지털 워드 또는 신호, ISET으로 표현된다. 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공할 바이어스 전류량을 나타내는 결정 로직(138)의 또 다른 출력은, 예시적인 실시예에서 비트 AB0, AB1, 및 AB2를 포함하는 3-비트 디지털 워드 또는 신호, AB로 표현된다. (신호 명칭 "AB"는 예시적인 실시예에서 프로그래머블 제2 스테이지(136) 내의 증폭기 회로의 AB 등급을 말한다) 인버터 로직(139)은 신호 AB를 그 상보형 신호(complement)와 함께 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공한다.
도 6a-b에 도시된 바와 같이, 결정 로직(138)은, 예를 들어, 핸드셋 동작 상태에 응답한 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134) 및 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)의 동작에 관한 여러 개의 논리 섹션들을 포함할 수 있다. 도 4에 관한 상기 설명으로부터, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134) 및 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)는 제2 섹션(98)의 제2 증폭기 시스템(120)에 포함된다는 것을 상기해야 한다. 도 6a-b를 참조하여 이하에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 제1 논리 섹션(139)은 송신기 변조 모드와 송신기 전력의 조합에 응답하여 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공할 바이어스 전류량을 결정하고; 제2 논리 섹션(141)은, 송신기 대역에 응답하여 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공할 바이어스 전류량을 결정하며; 제3 논리 섹션(143)은, 송신기 전력과 송신기 WCDMA 전력 백-오프 상태가 존재하는지의 여부와의 조합에 응답하여 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134) 및 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136) 중 하나 또는 양쪽 모두에 제공할 바이어스 전류량을 결정하고; 제4 논리 섹션(145)은 송신기 변조 모드에 응답하여 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공할 바이어스 전류량을 결정한다. 비록 이들 논리 섹션들이 예시적인 실시예에서 명료성을 위해 순차적인 것으로 도시되고 설명되었지만, 이들은 임의의 다른 적절한 방식으로 서로 통합될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예들에서 이와 같은 논리 섹션들은 병렬로 또는 교대로 동작할 수 있으며, 하드웨어 내의 로직의 네트워크 또는 소프트웨어의 공식의 평가와 같은, 단일의 논리적 동작의 형태로 결합될 수 있다.
프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공될 바이어스 전류의 총량과 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공될 바이어스 전류의 총량에 대한, 논리 섹션(139, 141, 143, 및 145)에 의해 표시되는 기여분은 총계를 결정하기 위해 함께 더해질 수 있다. 도 6a-b의 흐름도에 의해 표시된 로직은 단순히 예시하기 위한 의도이며, 본 명세서의 교시에 비추어 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 다른 적절한 로직이 용이하게 발견될 것이다. 도 6a-b의 흐름도에 의해 표시된 로직은 명료성을 위해 다른 송수신기 동작들로부터 분리되어 도시되어 있다는 점에도 역시 주목해야 한다. 당업자라면, 송수신기 내의 동작 상태에서의 변경의 발생시와 같은 적절한 시간에 이와 같은 로직이 적용될 것임을 이해할 것이다.
논리 섹션(139)에 관하여, 블록(140)에 의해 표시된 바와 같이, 송신기 변조 모드가 WCDMA이면, 그리고, 블록(142)에 의해 표기된 바와 같이, 송신기 전력 신호가 송신기 전력이 낮다고 표시하면, 블록(144)에 의해 표시된 바와 같이, 결정 로직(138)은 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공되는 바이어스 전류를 (바이어스 전류 레벨이 프로그램될 수 있는 일부 미리결정된 범위 또는 스케일과 관련하여) 더 낮거나 감소된 레벨로 조정하기 위해 ISET 신호를 출력한다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 바이어스 전류는, ISET 신호가 표시하는 디지털 합계에 (미리결정된 범위 또는 스케일의 수로부터 선택된) 더 작은 수를 기여함으로써 더 낮거나 감소된 레벨로 조정될 수 있다. 블록(140)에 의해 표시된 바와 같이, 송신기 변조 모드가 WCDMA이면, 그리고, 블록(142)에 의해 표시된 바와 같이, 송신기 전력 신호가 송신기 전력이 높다고 표시하면, 블록(146)에 의해 표시된 바와 같이, 결정 로직(138)은 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공되는 바이어스 전류를 더 높거나 증가된 레벨로 조정하기 위해 ISET 신호를 출력한다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 바이어스 전류는, ISET 신호가 나타내는 디지털 합계에 더 큰 수를 기여함으로써 더 낮은 레벨로 조정될 수 있다.
논리 섹션(141)에 관하여, 블록(148)에 의해 표시된 바와 같이, 송신기가 낮은 주파수 대역에서 동작하고 있다면, 블록(150)에 의해 표시된 바와 같이, 결정 로직(138)은 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류를 더 낮거나 감소된 레벨로 조정하기 위해 AB 신호를 출력한다. 송신기가 낮은 주파수 대역에서 동작하고 있지 않다면(즉, 높은 주파수 대역에서 동작하고 있다면), 블록(152)에 의해 표시된 바와 같이, 결정 로직(138)은 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류를 더 높거나 증가된 레벨로 조정하기 위해 AB 신호를 출력한다.
논리 섹션(143)에 관하여, 블록(154)에 의해 표시된 바와 같이, 송신기가 전력 백-오프 상태에서 동작하고 있다면, 블록(156)에 의해 표시된 바와 같이, 결정 로직(138)은, 각각 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)와 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136) 중 하나 또는 양자 모두에 제공되는 바이어스 전류를 더 낮거나 감소된 레벨로 조정하기 위해 ISET 신호와 AB 신호 중 하나 또는 양자 모두의 조합을 출력한다.
또한, 일부 실시예들에서, 바이어스 전류가 이런 식으로 조정된 후에, 그러나, 송신기가 전력 백-오프 상태에 머물러 있는 동안, 결정 로직(138)은, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)와 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136) 중 하나 또는 양자 모두에 제공되는 바이어스 전류를 상이한 바이어스 전류 레벨, 즉, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)와 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류 레벨들의 상이한 조합으로 조정하기 위해 ISET 신호를 추가로 변경할 수 있다. 예를 들어, 결정 로직(138)은 초기에, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공되는 바이어스 전류만을 감소되도록 하고, 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류는 감소되도록 하지 않을 수 있다. 그 후의 어느 시점에서(예를 들어, 밀리초 정도), 송신기가 전력 백-오프 상태에 머물러 있는 동안, 결정 로직(138)은, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공되는 바이어스 전류 및 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류 양자 모두가 더욱 감소되거나 기타의 방식으로 조정되도록 할 수 있다. 그 다음, 송신기가 전력 백-오프 상태에 머물러 있는 동안의 역시 나중의 시점에서, 결정 로직(138)은, 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류만을 추가로 감소시키거나 기타의 방식으로 조정하지만, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공되는 바이어스 전류는 추가로 감소시키거나 기타의 방식으로 조정하지 않을 수 있다. 전술된 조정 시퀀스는 단지 예로서 의도한 것이며, 본 명세서의 교시에 비추어 당업자에게는 다른 것도 발견될 것이다.
논리 섹션(145)에 관하여, 블록(162)에 의해 표시된 바와 같이, 송신기가 WCDMA 변조 모드에서 동작하고 있다면, 블록(164)에 의해 표시된 바와 같이, 결정 로직(138)은 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류를 더 낮거나 감소된 레벨로 조정하기 위해 AB 신호를 출력한다. 송신기가 WCDMA 변조 모드에서 동작하고 있지 않다면, 블록(166)에 의해 표시된 바와 같이, 결정 로직(138)은, 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류를 더 높거나 증가된 레벨로 조정하기 위해 AB 신호를 출력한다.
ISET 신호에 응답하여, 제2 증폭기 시스템(120) 내의 바이어스 제어 로직(168)(도 5)은, 비트들 NCTRL2, NCTRL3, NCTRL4, NCTRL5, NCTRL6, 및 NCTRL7을 포함한, NFET(n-채널 전계-효과 트랜지스터) 디지털 제어 워드 또는 신호 NCTRL 뿐만 아니라, 비트들 PCTRL2, PCTRL3, PCTRL4, PCTRL5, PCTRL6, 및 PCTRL7을 포함한, PFET(p-채널 전계-효과 트랜지스터) 디지털 제어 워드 또는 신호 PCTRL을 생성한다. 신호 NCTRL을 생성하는 바이어스 제어 로직(168)의 부분은 신호 PCTRL을 생성하는 부분과 동일하므로, 여기서는 신호 NCTRL을 생성하는 부분만이 예시되고 설명된다. 여기서 설명되는 다양한 신호들 내의 비트수는 단지 예시적일 뿐이고, 다른 실시예들에서는 이와 같은 신호는 임의의 다른 적절한 비트수를 가질 수 있다는 점에 주목해야 한다.
도 7에 예시된 바와 같이, 신호 NCTRL을 생성하는 바이어스 제어 로직(168) 부분은, 인버터(170, 172, 174, 176, 178, 180, 182, 184, 186, 188, 및 190); NOR 게이트(192, 194, 및 196); NAND 게이트(198); OR 게이트(200); 및 AND 게이트(202, 204, 206)와 같은, 예를 들어 조합 로직의 네트워크를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 조합 로직은 단순히 예시적일 뿐이며, 당업자라면 신호 NCTRL은 다양한 다른 방식으로 생성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
다시 도 5를 참조하면, 신호 PCTRL 및 고정되거나 일정한 PFET 바이어스 전압 VB_P에 응답하여, 제1 스테이지 PFET 신호 발생기(208)는 PFET 제어 전압들의 세트, VB_P1, VB_P2, VB_P3, VB_P4, VB_P5, VB_P6 및 VB_P7을 생성한다. 마찬가지로, 신호 NCTRL 및 고정되거나 일정한 NFET 바이어스 전압 VB_N에 응답하여, 제1 스테이지 NFET 신호 발생기(210)는 NFET 제어 전압들의 세트, VB_N1, VB_N2, VB_N3, VB_N4, VB_N5, VB_N6, 및 VB_N7을 생성한다.
도 8에 더 예시된 바와 같이, 제1 스테이지 PFET 신호 발생기(208)는 6쌍의 PFET을 포함한다. 각각의 쌍에서, 하나의 PFET은 PFET 게이트에 인가되는 비트들 PCTRL2-PCTRL7 중 하나에 의해 제어되고, 다른 PFET은 PFET 게이트에 인가되는 그 비트의 상보형 비트에 의해 제어된다. 마찬가지로, 도 9에 더 예시된 바와 같이, 제1 스테이지 NFET 신호 발생기(210)는 6쌍의 NFET을 포함한다. 각각의 쌍에서, 하나의 NFET은 NFET 게이트에 인가되는 비트들 NCTRL2-NCTRL7 중 하나에 의해 제어되고, 다른 NFET은 NFET 게이트에 인가되는 그 비트의 상보형 비트에 의해 제어된다.
도 10에 예시된 바와 같이, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)는 차동 입력 신호 V1(즉, 신호 V1_N 및 V1_P), 제어 신호 VB_P 및 VB_N, 고정되거나 일정한 전원 전압 VDD, 고정되거나 일정한 공통-모드 피드백 전압 V_CMFB, 및 고정되거나 일정한 캐스코드 트랜지스터 바이어스 전압 V_CASC를 수신하고, 응답하여, 신호 V2(즉, 신호 V2_N 및 V2_P)를 출력한다. 프로그래머블 전류 제1 스테이지(134)는, 14개 PFET을 포함하는 PFET 브랜치(212)와, 14개 NFET을 포함하는 NFET 브랜치(214)를 포함한다. PFET 브랜치(212)와 NFET 브랜치(214)는 제어가능하거나 프로그램가능한 바이어스 전류를 증폭기 트랜지스터(215)에 제공한다. 앞서 주목한 바와 같이, 도 5 및 10에 도시된 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)는 시스템의 동상(I)측에 포함되고; 동일한 프로그래머블-전류 제1 스테이지는 시스템의 직교위상(Q)측에 포함되지만 명료성을 위해 도시되지 않았다.
도 11에 예시된 바와 같이, 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)는 차동 입력 신호 V2(즉, 신호 V2_N 및 V2_P), 제어 신호 AB0, AB1 및 A2와 그들의 상보형 신호, 고정되거나 일정한 제2 스테이지 PFET 바이어스 전압 VAB_P, 고정되거나 일정한 제2 스테이지 NFET 바이어스 전압 VAB_N, 및 전원 전압 VDD를 수신한다. 그리고, 응답하여, 신호 V3(즉, V3_N 및 V3_P)를 출력한다. 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)는 3개의 브랜치(216, 218, 및 220)를 포함한다. 브랜치(216)는, 시스템 동작의 모든 인스턴스에서 "온" 상태로 남아있고(즉, 신호 AB0는 하이로 유지) 동일한 바이어스 전류를 기여하는 반면, 브랜치(218 및 220)는 바이어스 전류의 제어가능하거나 프로그램가능한 부분을 기여하는데 이용된다. 도 5 및 도 11에 도시된 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)는 시스템의 동상(I)측에 포함되고; 동일한 프로그래머블-전류 제2 스테이지는 시스템의 직교위상(Q)측에 포함되지만 명료성을 위해 도시되지 않았다.
동작시, 출력 신호 V3는 TX-CTF 시스템(74)(도 4)을 이용한 입력 신호 V1의 필터링 결과를 나타내며, 여기서, 제2 증폭기 시스템(120)의 증폭 회로에 제공되는 바이어스 전류는 하나 이상의 송신기 제어 신호에 응답하여 제어되거나 프로그램된다.
도 12의 테이블은, ISET 신호와, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)(도 10) 내의 PFET 브랜치(212) 및 NFET 브랜치(214)의 각각에 제공되는 결과적인 바이어스 전류와, 시스템의 결합된 동상 및 직교위상(Q)측 들에서 이들 PFET 및 NFET 브랜치들에 제공되는 바이어스 전류의 총계간의 관계의 예를 도시한다.
도 13의 테이블은, AB 신호와, 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)(도 10)의 브랜치들(218 및 220) 각각에 제공되는 결과적인 바이어스 전류와, 시스템의 결합된 동상 및 직교위상(Q)측 들에서 이들 브랜치들에 제공되는 바이어스 전류의 총계간의 관계의 예를 도시한다.
예시적인 실시예에 관하여 전술된 방식으로, 본 발명은 송신기 동작 상태에 응답하여 TX-CTF 노이즈 성능 및 선형성을 조정한다. 멀티모드 트랜시버에 의해 연루된 다양한 표준들(예를 들어, GMSK, EDGE, WCDMA 등)에 의해 명시된 성능 요건을 만족시키기 위해, 낮은 노이즈와 높은 선형성을 제공하는 것이 바람직하지만, 본 발명이 없을 경우, 모든 다양한 동작 상태 하에서 모든 다양한 표준들의 모든 성능 요건을 동시에 만족시키는 것은 높은 전류 소비를 댓가로 가능할 수 있다. 최저 평균 전력 소비와 더불어 이와 같은 성능 요건을 만족시키기 위해, 본 발명은 송신기 동작 상태들에 의해 요구되는 것보다 결코 더 크지 않은 정도로 낮은 노이즈와 높은 선형성을 제공한다.
전술된 바와 같이, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공되는 바이어스 전류를 변경시키는 것은, 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)의 증폭 회로 내의 노이즈를 변경시킨다. 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공되는 바이어스 전류가 더 높을수록, 결과적으로 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)의 증폭 회로에서의 노이즈는 낮아진다. 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)에 제공되는 바이어스 전류가 더 낮을수록, 결과적으로 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)의 증폭 회로에서의 노이즈는 더 높아진다. 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)의 증폭 회로의 노이즈 성능은, 전체적으로 TX-CTF 시스템(74)의 노이즈에 대한 주된 기여자(dominant contributor)이고 궁극적으로는 전체적으로 송신기부(68)(도 2)의 노이즈의 주된 기여자이다. 예를 들어, WCDMA 모드에서, 노이즈 요건은 송신기 출력 전력에 의존한다. 더 높은 송신 전력에서, 더 낮은 노이즈가 요구되며, 그 반대도 마찬가지이다. 또한, 백-오프 상태에서 노이즈 요건은 완화된다. 변조 모드, 송신 전력, 및 백-오프 상태 중 하나 이상에 응답하여 프로그래머블-전류 제1 스테이지(134)를 프로그래밍함으로써, TX-CTF 시스템(74)은 이와 같은 동작 상태에 의해 요구될 때에만 낮은 노이즈 성능을 제공함으로써, 전체적으로 TX-CTF 시스템(74)의 평균 전력 소비를 최소화하고 궁극적으로는 전체적으로 송신기부(68)의 평균 전력 소비를 최소화한다.
마찬가지로, 전술된 바와 같이, 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류를 변경시키는 것은, 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)의 증폭 회로에서 출력 전류 구동과 선형성을 변경시킨다. 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류가 더 높을수록, 결과적으로 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)의 증폭 회로에서 출력 전류 구동 능력 및 선형성은 더 높아진다. 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)에 제공되는 바이어스 전류가 더 낮을수록, 결과적으로 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)의 증폭 회로에서 출력 전류 구동 능력 및 선형성은 더 낮아진다. 높은 전류 구동 능력은, 송신기부(68)가 GMSK 모드에 있을 때와 같이 TX-CTF 시스템(74)의 높은 선형성 성능이 요구될 때에, 또는 송신기부(68)가 높은 주파수 대역에서 동작하고 있는 때와 같이 2중-모드 변조기 및 상향변환 믹서(78)의 입력 임피던스가 더 낮은 때에 요구된다. 역으로, 더 낮은 전류 구동 능력은, 송신기부(68)가 WCDMA 모드에 있을 때와 같이 TX-CTF 시스템(74)의 더 낮은 선형성 성능이 충분하거나, 송신기부(68)가 낮은 주파수에서 동작하고 있을 때와 같이 2중-모드 변조기 및 상향변환 믹서(78)의 입력 임피던스가 더 높은 때에 충분하다. 송신기 모드와 주파수 대역 중 하나 또는 양자 모두에 응답하여 프로그래머블-전류 제2 스테이지(136)를 프로그래밍함으로써, TX-CTF 시스템(74)은 이와 같은 동작 상태에 의해 요구될 때에만 높은 선형성 성능을 제공함으로써, 전체적으로 TX-CTF 시스템(74)의 평균 전력 소비를 최소화하고 궁극적으로는 전체적으로 송신기부(68)의 평균 전력 소비를 최소화한다.
본 발명의 다양한 실시예들이 기술되었지만, 본 발명의 범위 내에 있는 더 많은 실시예들과 구현들이 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 예를 들어, 제공될 바이어스 전류량의 결정에 있어서 적절한 송신기 제어 신호들과 그들의 이용례들이 기술되었지만, 본 명세서의 교시에 비추어 다른 것들도 당업자에게는 용이하게 발견될 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 비춘 경우를 제외하고는 제한되어서는 안 된다.

Claims (29)

  1. 무선 주파수(RF) 송신기로서,
    프로그래머블-전류 송신 연속-시간 필터(TX-CTF) - 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF는 기저대역 송신 신호를 수신하도록 구성된 입력, 제1 CTF 스테이지 증폭기 회로, 및 제1 디지털 프로그래밍 데이터에 응답하여 생성된 제1 스테이지 바이어스 전류를 상기 제1 CTF 스테이지 증폭기 회로에 제공하도록 구성된 프로그래머블 제1 CTF 스테이지 전류 회로를 갖는 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지를 포함하고, 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF는 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 출력을 수신하도록 구성된 입력, 제2 CTF 스테이지 증폭기 회로, 및 제2 디지털 프로그래밍 데이터에 응답하여 생성된 제2 스테이지 바이어스 전류를 상기 제2 CTF 스테이지 증폭기 회로에 제공하도록 구성된 프로그래머블 제2 CTF 스테이지 전류 회로를 갖는 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지를 더 포함함 - ; 및
    하나 이상의 송신기 제어 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하도록 구성된 제어 로직
    을 포함하는 RF 송신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 로직은 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 선형성과 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 노이즈 성능 중 적어도 하나를 상기 제1 및 제2 디지털 프로그래밍 데이터로 제어하도록 더 구성되는 RF 송신기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는, 적어도 광대역 코드-분할 다중 액세스(WCDMA) 모드와 또다른 모드를 표시하는 송신기 변조 모드 신호를 포함하고, 상기 제어 로직은, 상기 송신기 변조 모드 신호가 상기 WCDMA 모드를 표시할 때, 높은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 프로그래머블 제1 CTF 스테이지 전류 회로로 하여금 높은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제1 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하고, 낮은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 프로그래머블 제1 CTF 스테이지 전류 회로로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제1 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하도록 구성되는 RF 송신기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는 적어도 낮은 송신 전력과 높은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호를 포함하고, 상기 제어 로직은 높은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 프로그래머블 제1 CTF 스테이지 전류 회로로 하여금 높은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제1 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하도록 구성되고, 상기 제어 로직은 낮은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 프로그래머블 제1 CTF 스테이지 전류 회로로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제1 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하도록 구성되는 RF 송신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는 적어도 낮은 송신 주파수와 높은 송신 주파수를 표시하는 송신기 대역 신호를 포함하고, 상기 제어 로직은 낮은 송신 주파수를 표시하는 송신기 대역 신호에 응답하여 상기 프로그래머블 제2 CTF 스테이지 전류 회로로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제2 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하도록 구성되고, 상기 제어 로직은 높은 송신 주파수를 표시하는 송신기 대역 신호에 응답하여 상기 프로그래머블 제2 CTF 스테이지 전류 회로로 하여금 높은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제2 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하도록 구성되는 RF 송신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는 적어도 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 모드 및 가우시안 최소 시프트 키잉(Gaussian Minimum Shift Keying)(GMSK) 모드를 표시하는 송신기 변조 모드 신호를 포함하고, 상기 제어 로직은 상기 WCDMA 모드를 표시하는 상기 송신기 변조 모드 신호에 응답하여 상기 프로그래머블 제2 CTF 스테이지 전류 회로로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제2 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하도록 구성되고, 상기 제어 로직은 상기 GMSK 모드를 표시하는 상기 송신기 변조 모드 신호에 응답하여 상기 프로그래머블 제2 CTF 스테이지 전류 회로로 하여금 높은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제2 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하도록 구성되는 RF 송신기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는 송신 신호를 약화시킴으로써 더 높은 송신 전력으로부터 더 낮은 송신 전력으로 백오프(back off)하는 상태를 표시하는 하나 이상의 송신기 전력 신호를 포함하고, 상기 제어 로직은 상기 백오프하는 상태를 표시하는 송신기 전력 신호들에 응답하여 상기 프로그래머블 제1 및 제2 CTF 스테이지 전류 회로 중 적어도 하나로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하도록 하기 위한 상기 제1 디지털 프로그래밍 데이터 및 상기 제2 디지털 프로그래밍 데이터 중 적어도 하나를 생성하도록 구성되는 RF 송신기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 백오프하는 상태는 WCDMA 백오프 상태를 포함하는 RF 송신기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는 송신기 변조 모드 신호, 송신기 대역 신호 및 송신기 전력 신호 중 적어도 하나를 포함하는 RF 송신기.
  10. 무선 주파수(RF) 송신기를 동작시키기 위한 방법으로서,
    기저대역 송신 신호를 프로그래머블-전류 송신 연속-시간 필터(TX-CTF)의 입력에 제공하는 단계;
    하나 이상의 송신기 제어 신호에 응답하여 제1 디지털 프로그래밍 데이터 및 제2 디지털 프로그래밍 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제1 디지털 프로그래밍 데이터에 응답하여, 제1 프로그래머블 바이어스 전류를 생성하기 위해 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 프로그래머블 제1 CTF 스테이지 전류 회로를 사용하는 단계;
    상기 제1 프로그래머블 바이어스 전류를 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 제1 CTF 스테이지 증폭기 회로에 제공하는 단계;
    상기 제2 디지털 프로그래밍 데이터에 응답하여, 제2 프로그래머블 바이어스 전류를 생성하기 위해 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지의 프로그래머블 제2 CTF 스테이지 전류 회로를 사용하는 단계; 및
    상기 제2 프로그래머블 바이어스 전류를 상기 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지의 제2 CTF 스테이지 증폭기 회로에 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 선형성과 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 노이즈 성능 중 적어도 하나를 상기 제1 및 제2 디지털 프로그래밍 데이터로 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 무선 주파수(RF) 송신기를 동작시키기 위한 방법으로서,
    기저대역 송신 신호를 프로그래머블-전류 송신 연속-시간 필터(TX-CTF)의 입력에 제공하는 단계 - 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF는 상기 기저대역 송신 신호를 수신하는 입력을 갖는 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지 및 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 출력을 수신하는 입력을 갖는 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지를 더 포함함 - ;
    높은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 증폭기 회로에 높은 바이어스 전류를 제공하는 단계;
    낮은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 상기 증폭기 회로에 낮은 바이어스 전류를 제공하는 단계; 및
    상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 출력을 상기 송신기 내의 상향변환기에 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 출력을 상향변환기에 제공하는 단계는 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 상기 출력을 수동형 믹서에 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    하나 이상의 송신기 제어 신호는 적어도 광대역 코드-분할 다중 액세스(WCDMA) 모드와 또다른 모드를 표시하는 송신기 변조 모드 신호를 포함하고, 상기 높은 바이어스 전류를 제공하는 단계는, 높은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호와 상기 WCDMA 모드를 표시하는 상기 송신기 변조 모드 신호에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 상기 증폭기 회로에 높은 바이어스 전류를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 낮은 바이어스 전류를 제공하는 단계는, 낮은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호와 상기 WCDMA 모드를 표시하는 송신기 변조 모드 신호에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 상기 증폭기 회로에 낮은 바이어스 전류를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    하나 이상의 송신기 제어 신호는, 적어도 낮은 송신 주파수와 높은 송신 주파수를 표시하는 송신기 대역 신호를 포함하고, 상기 방법은,
    낮은 송신 주파수를 표시하는 송신기 대역 신호에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지에 낮은 바이어스 전류를 제공하는 단계; 및
    높은 송신 주파수를 표시하는 송신기 대역 신호에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지에 높은 바이어스 전류를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    하나 이상의 송신기 제어 신호는, 송신 신호를 약화시킴으로써 더 높은 송신 전력으로부터 더 낮은 송신 전력으로 백오프하는 상태를 표시하는 하나 이상의 송신기 전력 신호를 포함하고, 상기 방법은, 상기 백오프하는 상태의 표시에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지와 상기 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지 중 적어도 하나에 낮은 바이어스 전류를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 백오프하는 상태는 WCDMA 백오프 상태를 포함하는 방법.
  18. 제12항에 있어서, 하나 이상의 송신기 제어 신호는 송신기 변조 모드 신호, 송신기 대역 신호 및 송신기 전력 신호 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  19. 무선 주파수(RF) 송신기로서,
    프로그래머블-전류 송신 연속-시간 필터(TX-CTF) - 상기 프로그래머블-전류 TX-CTF는 기저대역 송신 신호를 수신하도록 구성된 입력, 상기 기저대역 송신 신호를 수신하도록 구성된 입력을 갖는 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지, 및 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 출력을 수신하도록 구성된 입력을 갖는 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지를 포함함 - ;
    높은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 증폭기 회로에 높은 바이어스 전류를 제공하고, 낮은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 상기 증폭기 회로에 낮은 바이어스 전류를 제공하도록 구성된 제어 로직; 및
    상기 프로그래머블-전류 TX-CTF의 출력을 수신하도록 구성된 상향변환기
    를 포함하는 RF 송신기.
  20. 제19항에 있어서, 상향변환기는 수동형 믹서를 포함하는 RF 송신기.
  21. 시스템으로서,
    제1 증폭기 회로 및 제1 전류 회로를 갖는 프로그래머블-전류 제1 연속-시간 필터(CTF) 스테이지 - 상기 제1 전류 회로는 제1 바이어스 전류를 상기 제1 증폭기 회로에 제공하도록 구성됨 - ;
    상기 프로그래머블-전류 제1 CTF 스테이지의 출력을 수신하도록 구성된 입력, 제2 증폭기 회로 및 제2 전류 회로를 갖는 프로그래머블-전류 제2 CTF 스테이지 - 상기 제2 전류 회로는 제2 바이어스 전류를 상기 제2 증폭기 회로에 제공하도록 구성됨 - ; 및
    하나 이상의 송신기 제어 신호에 응답하여 상기 제1 바이어스 전류 또는 상기 제2 바이어스 전류 중 적어도 하나를 제어하도록 구성된 제어 로직
    을 포함하는 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제어 로직은 상기 하나 이상의 송신기 제어 신호에 응답하여 생성된 제1 및 제2 디지털 프로그래밍 데이터를 사용하여 상기 시스템의 선형성 또는 상기 시스템의 노이즈 성능 중 적어도 하나를 제어하도록 더 구성되는 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는 적어도 낮은 송신 전력 또는 높은 송신 전력을 표시하는 송신기 전력 신호를 포함하는 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제어 로직은 (i) 높은 송신 전력을 표시하는 상기 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 제1 전류 회로로 하여금 높은 바이어스 전류를 생성하게 하고, (ii) 낮은 송신 전력을 표시하는 상기 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 제1 전류 회로로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하게 하도록 더 구성되는 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는 적어도 낮은 송신 주파수 또는 높은 송신 주파수를 표시하는 송신기 대역 신호를 포함하는 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제어 로직은 (i) 낮은 송신 주파수를 표시하는 상기 송신기 대역 신호에 응답하여 상기 제2 전류 회로로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하게 하고, (ii) 높은 송신 주파수를 표시하는 상기 송신기 대역 신호에 응답하여 상기 제2 전류 회로로 하여금 높은 바이어스 전류를 생성하게 하도록 더 구성되는 시스템.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는, 적어도 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 모드 또는 가우시안 최소 시프트 키잉(Gaussian Minimum Shift Keying)(GMSK) 모드를 표시하는 송신기 변조 모드 신호를 포함하는 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제어 로직은, (i) WCDMA 모드를 표시하는 상기 송신기 변조 모드 신호에 응답하여 상기 제2 전류 회로로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하게 하고, (ii) GMSK 모드를 표시하는 상기 송신기 변조 모드 신호에 응답하여 상기 제2 전류 회로로 하여금 높은 바이어스 전류를 생성하게 하도록 더 구성되는 시스템.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신기 제어 신호는 송신 전력 백오프 상태를 표시하는 하나 이상의 송신기 전력 신호를 포함하고, 상기 제어 로직은, 백오프 상태를 표시하는 상기 하나 이상의 송신기 전력 신호에 응답하여 상기 제1 전류 회로 또는 상기 제2 전류 회로 중 적어도 하나로 하여금 낮은 바이어스 전류를 생성하게 하도록 구성되는 시스템.
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