TW201412037A - 收發器，及其方法和系統 - Google Patents

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Abstract

本公開涉及功率放大器預失真的校準，在一個實施方式中，一種方法包括，在第一校準情況期間，在第一跨導級把來自收發器的功率放大器的第一輸出電壓轉換為第一組電流訊號；在不覆蓋第一校準情況的第二校準情況中，在第二跨導級把來自功率放大器的第二輸出電壓轉換為第二組電流訊號。

Description

收發器，及其方法和系統
本發明一般涉及通訊設備，更具體地說，涉及預失真技術。
通訊設備不斷為用戶擴展其功能和服務，提供需要的視頻、音頻、和/或網際網路服務，還包括無線射頻(RF)的發送和接收。這種不斷擴展的功能，對通訊設備的設計提出了挑戰，尤其是在努力尋求提高能源效率和數據通訊的完整性的同時減少半導體的占用面積。例如，許多無線標準規定了位於無線發送器中的功率放大器不能超過的總功耗。已成為許多研究重點的一種低功耗技術，是將非線性功率放大器與線性化技術的實現結合使用，如預失真技術。預失真技術使用有關功率放大器的非線性訊息來在訊號被放大前預校準訊號，以抵消當訊號被放大時功率放大器的非線性。這種技術使用校準來表徵功率放大器的非線性運算。
根據本公開的一個方面，提出一種收發器，包括：功率放大器；環回耦接器，耦接至功率放大器的輸出，並被配置為衰減輸出；開關，耦接到環回耦接器；多個下變頻混頻器；第一跨導級，耦接到開關和前端電路；以及第二跨導級，耦接到開關，並從前端電路去耦(decouple，斷開)，其中，第一跨導級和第二跨導級共享相應的多個下變頻混頻器。
根據本公開的一個方面，第一跨導級對應於收發器的第一校準路徑，第二跨導級對應於收發器的第二校準路徑。
根據本公開的一個方面，第一跨導級包括第一跨導電路和與 第一跨導電路並聯布置的第二跨導電路。
根據本公開的一個方面，第二跨導級包括第三跨導電路和與第三跨導電路並聯布置的第四跨導電路。
根據本公開的一個方面，第一跨導電路和第三跨導電路可切換地耦接到多個下變頻混頻器中的一個。
根據本公開的一個方面，第二跨導電路和第四跨導電路可切換地耦接到多個下變頻混頻器中的另一個。
根據本公開的一個方面，的第一跨導電路和第三跨導電路的尺寸不同，第二跨導電路和第四跨導電路的尺寸不同。
根據本公開的一個方面，開關被配置為將第一跨導級和第二跨導級導通和斷開，其中，對於第一跨導級和第二跨導級，在任何一個時間，僅第一跨導級或僅第二跨導級導通。
根據本公開的一個方面，前端電路包括一個或多個低噪聲放大器、一個或多個不平衡變壓器或電感、或一個或多個低噪聲放大器與一個或多個不平衡變壓器或電感的組合。
根據本公開的一個方面，收發器還包括：多個轉換和處理電路，耦接到多個下變頻混頻器中的每一個的相應的輸出；基頻處理器，耦接到多個轉換和處理電路，基頻處理器被配置為基於從第一跨導級和第二跨導級的交替激活接收到的訊息，將預失真施加到功率放大器。
根據本公開的另一個方面，提出一種方法，包括：在第一校準情況期間，在第一跨導級將來自收發器的功率放大器的第一輸出電壓轉換為第一組電流訊號；以及在不與第一校準情況重疊的第二校準情況期間，在第二跨導級將來自功率放大器的第二輸出電壓轉換為第二組電流訊號。
根據本公開的另一個方面，上述方法還包括：基於從第一校準情況和第二校準情況接收的訊息，對功率放大器施加預失真。
根據本公開的另一個方面，第一跨導級耦接至包括收發器低 噪聲放大器電路、不平衡變壓器、或兩者的組合的電路，第二跨導級從電路去耦。
根據本公開的另一個方面，上述方法還包括：在第一跨導級與第二跨導級之間共享的多個下變頻混頻器處對第一組電流訊號和第二組電流訊號進行混頻。
根據本公開的另一個方面，上述方法還包括：把混頻後的第一組電流訊號和混頻後的第二組電流訊號轉換為對應的第一組電壓訊號和對應的第二組電壓訊號。
根據本公開的另一個方面，上述方法還包括處理第一組電壓訊號和第二組電壓訊號，以評估與功率放大器相關的失真。
根據本公開的另一個方面，第一跨導級包括第一跨導放大器和第二跨導放大器，第二跨導級包括與第一跨導放大器和第二跨導放大器隔離的第三跨導放大器和第四跨導放大器。
根據本公開的又一個方面，提出一種系統，該系統包括：第一跨導級，可操作地耦接到收發器的功率放大器和前端電路；第二跨導級，可操作地耦接到功率放大器，並從前端電路去耦。
根據本公開的又一個方面，第一跨導級與第二跨導級共享多個下變頻混頻器。
根據本公開的又一個方面，上述系統還包括耦接到第一跨導級和第二跨導級的開關，其中，開關交替地激活第一跨導級與第二跨導級。
102‧‧‧接收天線
104‧‧‧接收器電路
106‧‧‧跨導電路
108‧‧‧跨導電路
110‧‧‧跨導電路
112‧‧‧跨導電路
114‧‧‧類似電路
116‧‧‧處理電路
118‧‧‧基頻處理器
120‧‧‧發送器(TX)電路
122‧‧‧功率放大器
124‧‧‧環回耦接器
126‧‧‧發射天線
128‧‧‧開關
130‧‧‧接收器IQ校準路徑
132‧‧‧功率放大器預失真校準路徑
202‧‧‧低噪聲放大器
204‧‧‧低噪聲放大器
206‧‧‧不平衡變壓器
208‧‧‧不平衡變壓器
210‧‧‧混頻器
212‧‧‧跨阻放大器
214‧‧‧校正環電路
216‧‧‧ADC_I
218‧‧‧下變頻混頻器
220‧‧‧跨阻放大器
222‧‧‧DC校準環電路
224‧‧‧類比數位轉換器
226‧‧‧數位類比轉換器
228‧‧‧低通濾波器
230‧‧‧上變頻混頻器
232‧‧‧加法器
234‧‧‧數位類比轉換器(DAC)
236‧‧‧低通濾波器(LFP)
238‧‧‧上變頻混頻器
240‧‧‧調節電路
300‧‧‧方法
302‧‧‧步驟
304‧‧‧步驟
參考以下附圖，可以更好地理解本公開的許多方面。附圖中的部件不一定是按比例，重點在於清楚地表示了本公開的原理。此外，在附圖中，相同的附圖標記在多個視圖中指示相應的部分。
圖1是可以採用預失真校準系統實施方式的示例環境的方框圖。
圖2是示出在通訊設備中採用的預失真校準系統實施方式的 方框圖。
圖3是示出預失真校準方法實施方式的流程圖。
本發明公開的是預失真校準系統和方法的某些實施方式，涉及通過具有單獨的跨導體和共享的下變頻混頻器的接收器路徑的無線收發器的校準。更具體地說，在一個實施方式中，一個單獨的功率放大器預失真校準路徑被添加到接收器器的同相/正交(in-phase/quadrature(IQ))校準路徑。預失真校準路徑包括自身的跨導級。預失真校準路徑與主接收器路徑和其相關聯的電感電路是完全隔離的。兩個校準路徑共享相同的接收混頻器，從而簡化了本地振盪器(LO)的路徑，並保存在芯片區上。
與此相反，現有系統可能依賴於將傳輸訊號環回至接收器的路徑，通常會在混頻器的輸入。大多數無線接收器前端包括驅動混頻器的低噪聲電路(例如，低噪聲放大器、電感器/不平衡變壓器(baluns))。該混頻器被進一步分成跨導級和四路頻率轉換開關(frequency translating switching quad)。這些傳統設計的一些缺點可能包括二級環回和寄生耦合。舉例來說，在環回操作期間，低噪聲放大器被關閉以防止出現二次環回。然而，即使令低噪聲放大器的電源關閉，通過低噪聲放大器也會發生有限的耦合(例如，寄生磁場、基片、和/或封裝耦合)。
某些實施方式中，通過使用一個與混頻器相關的次級(輔助)跨導級來杜絕寄生耦合路徑，進而來應對這些挑戰，次級跨導級專門用於該環回。在環回操作中，主混頻器跨導級斷電。因此，由於雜散耦合路徑減少，可實現改善環回路徑的高保真，使發送器路徑的非理想效應更準確地複製，並通過預失真處理，使這樣的非理想效應的取消得到改善。
這裏匯總了預失真校準系統某些實施方式的特徵/益處，將參照附圖中所示對本公開進行詳細的描述。雖然本公開的將在下文 結合這些附圖進行描述，但沒有將其限制在本文所公開的實施方式。比如，雖然在無線通訊設備(例如，無線收發器)中進行描述，但預失真校準系統的某些實施方式可在任何與寄生耦合路徑有關的移動設備中被採用。此外，雖然說明書描述了一個或多個實施方式的特徵，但這些特徵不一定是每個實施方式的一部分，也不一定是單一實施方式或所有實施方式必然相關的所有各種優點。與此相反，本文旨在覆蓋由所附申請專利範圍規定的本公開的精神和範圍內的所有可選方式、修改和等同物。此外，應該可以理解在本公開的背景下，申請專利範圍不一定受限於說明書中記載的特定實施方式。
參考圖1，示出可以採用預失真校準系統的實施方式的示例環境的方框圖。本領域的普通技術人員應該明白，在本公開的背景下，利用預失真的其他系統是可以預期的，因此，圖1僅僅是為了說明的目的，其他預期的改變都在本公開的範圍之內。圖1所示的環境包括被實現為無線收發器100的通訊設備。無線收發器100可以在各種具有無線功能、或無線和有線功能的通訊設備中使用，如計算機、筆記型電腦、智能電話、蜂窩電話、個人數位助理、電視、服務器設備、路由器，以及其他電子設備中。圖1所示的無線收發器100包括一個耦接到接收器(Rx)電路104的接收天線102。接收器電路104包括習知的前端電路，例如，除了其他電路，還包括被用於調節接收訊號的低噪聲放大器、電感器/不平衡變壓器(baluns)。接收器電路104被耦接到第一跨導級。該第一跨導級包括多個跨導電路(例如，把電壓轉換為電流的跨導放大器)。比如第一跨導級包括接收器跨導(Rx Gm)電路108和110。接收器電路104還包括第二跨導級，該第二跨導級包括多個跨導電路(例如，跨導放大器)。比如第二跨導級包括輔助跨導(Aux GM)電路106和112。第二跨導級沒有耦接到接收器電路104(即，其從接收器電路104隔離或去耦)。在一個實施方式中，輔助跨導 電路106和112比接收器跨導電路108和110小，這樣除其他好處外，還為了避免收發器100中可能阻礙訊號流的寄生電容。
在跨導電路106和108的輸出端是轉換和處理電路114，該轉換和處理電路114除了其他習知的訊號處理電路外還包括一個混頻器(例如，一個同相或I訊號混頻器)來對訊號進行過濾和轉換以便能夠進行數位訊號處理。在跨導電路110和112的的輸出端處是轉換和處理電路116，該轉換和處理電路116除了類似電路114中出現的其他習知的訊號處理電路還包括一個混頻器(例如，正交或Q訊號混頻器)。應當認識到，在圖1所示的組件的總體描述僅僅是說明性的，在一些實施方式中，實際組件的布置可能會根據不同的配置和/或組合而不同。轉換和處理電路114、116被耦接到基頻(BB)處理器118(例如，微處理器、CPU、數位訊號處理器(DSP)等)，該基頻處理器118計算與對基頻處理器118的輸入相關的訊息(例如，電壓電平、失真、噪聲電平等)以確定適當的預失真調整。基頻處理器118除了其他習知的功能，還可以包括用於其他和/或附加的處理的功能，如驅動輸出設備、輸入轉換(例如，麥克風或其他用戶輸入)。
基頻處理器118被耦接到發送器(TX)電路120，該發送器(TX)電路120包括習知電路來將基頻處理器118的數位訊號轉換至類比電路，並進行濾波和混頻(例如，上變頻)功能，這是本技術領域的普通技術人員應該理解的。發送器電路120被耦接在功率放大器(PA)122的輸出。功率放大器122放大已處理的類比訊號以通過發射天線126傳輸該訊號。功率放大器122是被施加預失真的非線性部件以線性化功率放大器的非理想效應。為便於預失真處理，功率放大器122的輸出也被環回至第一和第二跨導級。如圖1所示，該功率放大器122的輸出被提供給以線性方式衰減訊號的環回耦接器124。環回耦接器124的輸出提供給開關128。在一個實施方式中，開關128可以被實現為一個多路分配 器，開關128的輸出被選擇性地提供給多個校準路徑。比如，一個路徑在此被稱為接收器IQ校準路徑130，在一個實施方式中，該路徑包括具有接收器跨導電路108和110的第一跨導級。
接收器IQ校準路徑130被耦接到接收器電路104。本領域技術人員應當理解，接收器IQ校準路徑130用於利用功率放大器的輸出作為測試訊號來校準在接收器跨導電路108加轉換和處理電路114與接收器跨導電路110加轉換和處理電路116之間的IQ不平衡。IQ不平衡是指接收器跨導電路108加轉換和處理電路114與接收器跨導電路110加轉換和處理電路116之間關於完全正交(即，九十(90)度)關係中的不期望的偏差。已知電路用來校準發送器電路120與功率放大器122的IQ不平衡。IQ不平衡可能會主要出現在發送器電路120。例如，包絡檢波器可以感應發送器電路120的輸出(或在一些實施方式中的功率放大器的輸出)，基頻處理器118可與其他電路(例如，基頻放大器和轉換和處理電路114中的類比數位轉換器)聯合處理以確定發送器電路120中的IQ不平衡量。之後，基頻處理器118通過在發送器電路120的I輸入處(例如，數位類比轉換器)和發送器電路120的Q輸入處(例如，數位類比轉換器)調整訊號的相位，來取消不平衡。本文被稱為功率放大器預失真校準路徑並被標示為132的另一個路徑包括第二跨導級，該跨導級包括輔助跨導電路106和112，並從接收器電路104去耦。接收器IQ校準路徑130對PA預失真校準來說是不需要的。
在一個實施方式中，開關128激活接收器IQ校準路徑130或功率放大器預失真校準路徑132。換言之，無論是第一跨導級被激活(例如，在第一個實例或時間周期期間)或第二跨導級被激活時(例如，與第一個實例不重疊的另一個實例或時間周期期間)，但都不能同時被激活。在一個實施方式中，接收器IQ校準路徑130和功率放大器預失真校準路徑132在實際接收/發送訊號(例如， 只在空閑時，發送或接收數據分組之前施加)期間被禁止。在一些實施方式中，開關128可以被省略，其中，第一跨導級當被斷開時的隔離足以減輕由接收器電路104的電感源(例如，電感器/不平衡變壓器、低噪聲放大器等)產生的寄生(例如，磁)耦合(例如，相比只有第一個跨導級的使用)。
在操作中，在基頻處理器118從校準路徑、轉換和處理電路114、116接收的訊號訊息，由基頻處理器118來評估以除了其他問題之外確定與功率放大器122相關的失真度有多少，從而確定對功率放大器122施加多少預失真度來線性化非理想效果。所述第一和第二跨導級用來抑制後續階段的噪聲，並提供一個低噪聲係數以便進行基頻處理器118的線性化操作。第二跨導級的添加提供了線性化和噪聲抑制，作為預失真處理的一部分，而不受來自接收器電路104的寄生耦合的有害影響。
已經描述其中採用預失真校準系統的實施方式的示例環境100，現參照圖2，圖2提供了如圖1所示的示例無線收發器100的進一步的細節，如圖2所示的無線收發器100A。應當認識到，在圖2所示的示例無線收發器100A僅僅是預失真校準系統一個實施方式的說明，並且預失真校準系統的某些實施方式可以在不同配置的通訊設備中實現。預失真校準系統的一個實施方式可以包括完整的無線收發器100A，或在某些實施方式中可能是其一個子集。與圖1的相關描述中相同的附圖標記的元素描述在下面將省略，除非用於對某些特徵的進一步描述。如圖所示，在接收器天線102接收訊號，並提供給接收器電路104。接收器電路104包括具有一個或多個低噪聲放大器(本例中示出了兩個)202和204、以及一個或多個不平衡變壓器或電感206、208的電路。接收器電路104可包括其他電路，這應該是本領域普通技術人員所習知的。接收器電路104的輸出被耦接到接收器IQ校準路徑130的第一跨導級，具體是到接收器的跨導電路108和110。還示出了功率放大 器預失真校準路徑132，該路徑包括輔助跨導電路106和112，並從接收器電路104的輸出去耦。在一個實施方式中，輔助跨導電路106和112可切換地從接收器的跨導電路108和110隔離(例如，經由開關128)。
在一個實施方式中，在任何給定時間的實例，無論是輔助跨導電路106或接收器跨導電路108(例如，但在本實施方式中不能同時)的輸出被提供給轉換和處理電路114的I訊號路徑。I訊號路徑包括下變頻混頻器210，該混頻器210接收振盪訊號LO_I，並使用振盪訊號下變頻從輔助跨導電路106或接收器的跨導電路108接收的訊號。該I訊號路徑還包括一個跨阻放大器(TIA)212，該跨阻放大器212把下變頻後的電流訊號轉換為電壓訊號。該電壓訊號被另一個I訊號路徑部件、低通濾波器(LPF)和DC校正環電路214被低通濾波和直流校正，然後被提供給類比數位轉換器(ADC_I)216以數位化I訊號路徑的訊號。ADC_I 216的輸出提供給基頻處理器118。轉換和處理電路116的Q訊號路徑在功能和架構上類似於轉換和處理電路114的I訊號路徑，並包括下變頻混頻器218(接收振盪訊號LO_Q)，該下變頻混頻器218耦接到跨阻放大器(TIA)220，該跨阻放大器220被耦接到一個低通濾波器(LPF)和DC校準環電路222。Q訊號路徑還包括一個類比數位轉換器(ADC_Q)224，該類比數位轉換器224被耦接到低通濾波器和DC校準環電路222的輸出端，類比數位轉換器224數位化從低通濾波器和DC校準環電路222接收的濾波後的訊號，並提供輸出到基頻處理器118。
基頻處理器118處理輸入訊號(例如，語音、數據等)，並提供調整後的用於預失真的已處理訊號至用於最終發送的發送器電路120。在一個實施方式中，發送器電路120包括I和Q訊號路徑。在I訊號路徑中，發送器電路120包括：數位類比轉換器(DAC)226、低通濾波器(LPF)228、向加法器232輸出的上變頻混頻器 230。同樣Q訊號路徑包括數位類比轉換器(DAC)234、低通濾波器(LFP)236、向加法器232輸出的上變頻混頻器238。數位類比轉換器226和234把基頻訊號轉換為類比訊號，低通濾波器228和236對轉換後的類比訊號進行濾波。低通濾波器228和236的輸出提供給上變頻混頻器230、238，上變頻混頻器230、238分別接收振盪訊號(LO_I和LO_Q)來上變頻濾波後的類比訊號。值得注意的是，關於圖1進行描述的上述IQ不平衡主要在上變頻混頻器230加LPF 228與上變頻混頻器238加LPF 236之間發生。加法器232相加混頻後的訊號，並提供輸出到調節電路240，該調節電路240在把訊號傳遞到功率放大器122之前提供初始訊號調節。調節電路240可以包括一個或多個電感器/不平衡變壓器，該電感器/不平衡變壓器可以用作加法器232和上變頻混頻器230、238的射頻(RF)負載。另外，調節電路240可包括一個或多個增益級，其中每一個均可包括負載電感器/不平衡變壓器。預失真校準系統的某些實施方式可用於消除從調節電路120的電感電路到接收器電路104的電感電路的不希望的磁耦合。
在相關於圖1所描述的示例操作的一個實施方式中，開關128可操作地激活接收器IQ校準路徑130，或激活功率放大器預失真校準路徑132。在某些實施方式中，兩個路徑可以由其他部件(例如，處理器，如基頻處理器118)交替激活。當功率放大器預失真校準路徑132被激活時，從接收器電路104去耦的第二跨導級通過經由第二跨導提供線性訊號來進行預失真處理，該第二跨導級未受注入與低噪聲放大器202和204相關的不平衡變壓器206、208和/或電感的不期望的磁耦合的影響(或影響不明顯)。
請注意，圖1和2所示的收發器100和100A僅僅是為了說明，而一些預失真校準系統的實施方式一般可以實現在不同的架構或系統中。
應當理解上面的描述的內容中，如方法300指示和如圖3所 示，一種方法實施方式，包括在第一校準情況期間，在第一跨導級將來自收發器的功率放大器的第一輸出電壓變換為第一組電流訊號(302)，在不覆蓋第一校準情況的第二校準情況期間，在第二跨導級將來自功率放大器的第二輸出電壓變換為第二組電流訊號(304)。在一些實施方式中，方法300還包括基於從所述第一和第二校準情況接收訊息向功率放大器施加預失真。在某些實施方式中，第一跨導級耦接到包括收發器低噪放大器電路、不平衡變壓器、或兩者的組合的電路，第二跨導級從該電路去耦。在一些實施方式中，方法300還包括在第一跨導級與第二跨導級之間共享的多個下變頻混頻器處對第一組電流訊號和第二組電流訊號進行混頻，並把第一組和第二組混頻後的電流訊號轉換為對應的第一組和第二組電壓訊號，並處理該第一組和第二組電壓訊號，以評估與功率放大器相關的失真。在某些實施方式中，第一跨導級包括第一和第二跨導放大器，第二跨導級包括與第一和第二跨導放大器隔離的第三個和第四跨導放大器。
預失真校準系統可以以硬體、軟體(例如，包括固件)、或其組合來實現。在一個實施方式中，預失真校準系統可以使用作為本領域中的習知常識的以下技術的任何一項或多項的組合：具有用於對數據訊號執行邏輯功能的邏輯門的離散邏輯電路，具有適當組合邏輯門的專用集成電路(ASIC)，可編程的門陣列(PGA)，現場可編程門陣列(FPGA)等。在實施方式中，其中預失真校準系統的部分或全部是以軟體實現的，該軟體被儲存在儲存器中，並由適當的指令執行系統(例如，計算機系統，包括一個或多個處理器，用軟體/固件編碼的儲存器和操作系統等)執行。
在流程圖中的任何進程描述或模組應該被理解為代表包括一個或多個用於在進程中實現特定邏輯功能或步驟的可執行指令的模組、段或代碼部分，並且替代性的實現方法也包括在本公開的範圍內，其中，根據所涉及的功能，如被本領域技術人員所理解 的那樣，功能可能以與上述圖中所示或討論的不同的順序執行，包括以基本相同或相反的順序。
應當強調的是，本公開的上述實施方式僅僅是實現方式的可能示例，僅僅是為了清楚地理解本公開的原理而進行闡述。可以在基本不背離本公開的精神和原則的前提下，對上述實施方式進行多種變化和修改。所有這樣的修改和變化也都被包括於本公開的範圍內，並受所附申請專利範圍的保護。
102‧‧‧接收天線
104‧‧‧接收器電路
106‧‧‧跨導電路
108‧‧‧跨導電路
110‧‧‧跨導電路
112‧‧‧跨導電路
114‧‧‧類似電路
116‧‧‧處理電路
118‧‧‧基頻處理器
120‧‧‧發送器(TX)電路
122‧‧‧功率放大器
124‧‧‧環回耦接器
126‧‧‧發射天線
128‧‧‧開關
130‧‧‧接收器IQ校準路徑
132‧‧‧功率放大器預失真校準路徑

Claims (10)

  1. 一種收發器，包括：功率放大器；環回耦接器，耦接至所述功率放大器的輸出，並被配置為衰減所述輸出；開關，耦接到所述環回耦接器；多個下變頻混頻器；第一跨導級，耦接到所述開關和前端電路；以及第二跨導級，耦接到所述開關，並從所述前端電路去耦，其中，所述第一跨導級和所述第二跨導級共享相應的所述多個下變頻混頻器。
  2. 根據請求項1所述的收發器，其中，所述開關被配置為將所述第一跨導級和所述第二跨導級導通和斷開，其中，在所述第一跨導級和所述第二跨導級中，在任何一個時間，僅所述第一跨導級或僅所述第二跨導級導通。
  3. 根據請求項1所述的收發器，還包括：多個轉換和處理電路，耦接到所述多個下變頻混頻器中的每一個的相應的輸出；基頻處理器，耦接到所述多個轉換和處理電路，所述基頻處理器被配置為基於從所述第一跨導級和所述第二跨導級的交替激活接收到的訊息，將預失真施加到所述功率放大器。
  4. 一種方法，包括：在第一校準情況情況期間，在第一跨導級將來自收發器的功率放大器的第一輸出電壓轉換為第一組電流訊號；以及在不與所述第一校準情況重疊的第二校準情況期間，在第二跨導級將來自所述功率放大器的第二輸出電壓轉換為第二組電流訊號。
  5. 根據請求項4所述的方法，還包括：基於從所述第一校準 情況和所述第二校準情況接收的訊息，對所述功率放大器施加預失真。
  6. 根據請求項4所述的方法，其中，所述第一跨導級耦接至包括收發器低噪聲放大器電路、不平衡變壓器、或兩者的組合的電路，並且所述第二跨導級從所述電路去耦。
  7. 根據請求項4所述的方法，還包括：在所述第一跨導級與所述第二跨導級之間共享的多個下變頻混頻器處對所述第一組電流訊號和所述第二組電流訊號進行混頻。
  8. 一種系統，包括：第一跨導級，可操作地耦接到收發器的功率放大器和前端電路；第二跨導級，可操作地耦接到所述功率放大器，並從所述前端電路去耦。
  9. 根據請求項8所述的系統，其中，所述第一跨導級與所述第二跨導級共享多個下變頻混頻器。
  10. 根據請求項8所述的系統，還包括耦接到所述第一跨導級和所述第二跨導級的開關，其中，所述開關交替地激活所述第一跨導級與所述第二跨導級。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9219507B2 (en) * 2012-08-13 2015-12-22 Broadcom Corporation Blocker-tolerant wideband noise-canceling receivers
KR102268110B1 (ko) * 2014-08-05 2021-06-22 삼성전자주식회사 데이터를 변조하는 방법 및 장치 및 기록 매체
US9379753B2 (en) * 2014-09-15 2016-06-28 Qualcomm Incorporated On-chip linearity calibration
US9413400B1 (en) * 2015-04-30 2016-08-09 Qualcomm Incorporated Blocker filtering for carrier aggregation receiver
US9525447B1 (en) 2015-09-18 2016-12-20 Broadcom Corporation Radio receiver co-existence
US10374659B2 (en) * 2015-10-12 2019-08-06 Texas Instruments Incorporated Low latency data transfer in a system for wireless power transmission
DE102016110344A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 Infineon Technologies Ag Rf-empfänger mit eingebauter selbsttestfunktion
US9813085B1 (en) 2016-09-23 2017-11-07 Qualcomm Incorporated Closed loop digital pre-distortion
US10447335B2 (en) * 2017-03-10 2019-10-15 Skyworks Solutions, Inc. Methods for operating radio frequency devices having transmit loopback functionality
CN109496397B (zh) * 2017-07-11 2020-11-10 华为技术有限公司 一种信号校正方法以及信号校正系统
CN108259404B (zh) 2018-01-12 2020-01-17 深圳锐越微技术有限公司 基于iq两路不平衡产生的信号校准方法、装置及设备
US11316482B2 (en) * 2020-06-18 2022-04-26 Silicon Laboratories Inc. Radio frequency power amplifier adaptive digital pre-distortion
US20240297622A1 (en) * 2021-02-25 2024-09-05 Analog Devices, Inc. Local oscillator clock shaping for pre-distortion
US11431379B1 (en) * 2021-03-31 2022-08-30 Teradyne, Inc. Front-end module

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031469A (en) * 1975-09-10 1977-06-21 The Singer Company Receiver gain calibration
DE69324210T2 (de) * 1992-11-16 1999-08-05 Linear Modulation Technology Ltd., Midsomer Norton, Bath Automatische Kalibrierung der Quadraturbalance in einem kartesischen Verstärker
US6968167B1 (en) * 1999-10-21 2005-11-22 Broadcom Corporation Adaptive radio transceiver with calibration
US6384681B1 (en) * 2000-01-07 2002-05-07 Spectrian Corporation Swept performance monitor for measuring and correcting RF power amplifier distortion
US6366177B1 (en) 2000-02-02 2002-04-02 Tropian Inc. High-efficiency power modulators
AU3394201A (en) 2000-02-23 2001-09-03 Scientific Generics Limited Transmitter and receiver circuit
US6657487B2 (en) * 2001-02-05 2003-12-02 Em(Us) Design, Inc Photodetector preamplifier circuit having a rotating input stage
US7027790B2 (en) * 2001-08-10 2006-04-11 Broadcom Corporation Transceiver front-end
US6724331B1 (en) 2001-11-27 2004-04-20 Ellipsis Digital Systems, Inc. Adaptive digital spectral compensation and calibration of analog components and transceiver chains
US6600369B2 (en) * 2001-12-07 2003-07-29 Motorola, Inc. Wideband linear amplifier with predistortion error correction
US7715836B2 (en) * 2002-09-03 2010-05-11 Broadcom Corporation Direct-conversion transceiver enabling digital calibration
US7187916B2 (en) 2003-02-07 2007-03-06 Broadcom Corporation Method and system for measuring receiver mixer IQ mismatch
US7881463B1 (en) 2003-09-26 2011-02-01 Netopia, Inc. Wireless digital subscriber line device having reduced RF interference
US7915954B2 (en) * 2004-01-16 2011-03-29 Qualcomm, Incorporated Amplifier predistortion and autocalibration method and apparatus
TWI233270B (en) 2004-01-19 2005-05-21 Airoha Tech Corp Gain imbalance calibration circuit and a method of a receiver
KR100519876B1 (ko) 2004-01-30 2005-10-10 삼성전자주식회사 2차 혼변조 왜곡을 제거하기 위한 직접 변환용 믹서 회로및 이를 이용한 직접 변환 송수신기
US7463864B2 (en) * 2004-04-09 2008-12-09 Broadcom Corporation Modified dual band direct conversion architecture that allows extensive digital calibration
US7532679B2 (en) 2004-08-12 2009-05-12 Texas Instruments Incorporated Hybrid polar/cartesian digital modulator
WO2006064425A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Direct conversion device with compensation means for a transmission path of a wireless communication equipment
DE102005006162B3 (de) 2005-02-10 2006-08-17 Infineon Technologies Ag Sende-/Empfangseinrichtung mit einem eine einstellbare Vorverzerrung aufweisenden Polar-Modulator
US7415261B2 (en) 2005-03-31 2008-08-19 Conexant Systems, Inc. Systems and method for a highly linear, low power mixer
US7616929B2 (en) 2005-04-04 2009-11-10 Broadcom Corporation Cross-core calibration in a multi-radio system
GB0516766D0 (en) * 2005-08-16 2005-09-21 Zarlink Semiconductor Ltd Frequency changer and tuner
US8195103B2 (en) * 2006-02-15 2012-06-05 Texas Instruments Incorporated Linearization of a transmit amplifier
US7817747B2 (en) 2006-02-15 2010-10-19 Texas Instruments Incorporated Precise delay alignment between amplitude and phase/frequency modulation paths in a digital polar transmitter
US7627060B2 (en) * 2006-03-21 2009-12-01 Intel Corporation Receiver and method having envelope compensation signal
JP4676383B2 (ja) * 2006-05-31 2011-04-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 送信回路及びそれを用いた移動体通信用送信機
US7620373B2 (en) 2006-06-23 2009-11-17 Sierra Monolithics, Inc. Apparatus and method for calibration of gain and/or phase imbalance and/or DC offset in a communication system
US8224250B2 (en) * 2006-12-06 2012-07-17 Broadcom Corporation Method and system for compensating for estimated distortion in a transmitter by utilizing a digital predistortion scheme with a single feedback mixer
US7840198B2 (en) * 2006-12-06 2010-11-23 Broadcom Corp. Method and system for processing signals in a high performance receive chain
US7783263B2 (en) * 2006-12-14 2010-08-24 Texas Instruments Incorporated Simplified digital predistortion in a time-domain duplexed transceiver
US7565119B2 (en) 2006-12-28 2009-07-21 Intel Corporation Predistortion correction loop-back based on high linearity and low linearity modes
TWI439059B (zh) 2007-01-24 2014-05-21 Marvell World Trade Ltd 使用頻率可轉換阻抗結構之頻率與ｑ-因數可調整濾波器
US7711334B2 (en) 2007-03-23 2010-05-04 Newport Media, Inc. High linearity, low noise figure, front end circuit with fine step gain control
US8073074B2 (en) 2007-08-22 2011-12-06 Texas Instruments Incorporated System and method for power control in a wireless transmitter
US7944298B2 (en) 2007-12-18 2011-05-17 Qualcomm, Incorporated Low noise and low input capacitance differential MDS LNA
KR101433845B1 (ko) * 2008-01-23 2014-08-27 삼성전자주식회사 다중 안테나 무선통신 시스템에서 피드백 경로를 공유하는디지털 선 왜곡 장치 및 방법
US8180304B2 (en) 2008-04-02 2012-05-15 Quantenna Communications, Inc. Efficient power amplifier
JP4866388B2 (ja) * 2008-05-22 2012-02-01 富士通株式会社 歪補償装置および歪補償方法
US8055217B2 (en) 2008-08-05 2011-11-08 Texas Instruments Incorporated Adaptive complex gain predistorter for a transmitter
US7795973B2 (en) * 2008-10-13 2010-09-14 Gigle Networks Ltd. Programmable gain amplifier
US8331883B2 (en) * 2008-10-30 2012-12-11 Apple Inc. Electronic devices with calibrated radio frequency communications circuitry
US8068804B2 (en) * 2008-12-29 2011-11-29 Intel Corporation Receiver local oscillator leakage compensation in the presence of an interferer
US8432211B2 (en) 2009-07-02 2013-04-30 Qualcomm Incorporated Mixer-transconductance interface
US20110051868A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-03 Broadcom Corporation Various impedance fm receiver
US8379767B2 (en) * 2009-09-23 2013-02-19 Intel Corporation Methods and systems to compensate IQ imbalance in zero-IF tuners
US8358991B2 (en) * 2009-10-16 2013-01-22 Broadcom Corporation Transconductance enhanced RF front-end
US8355462B2 (en) * 2009-10-29 2013-01-15 Hughes Network Systems, Llc System and method for combined predistortion and interference cancellation in a satellite communications system
CN102844983B (zh) * 2010-03-02 2015-07-15 马维尔国际贸易有限公司 双载波放大器电路和方法
US8699620B1 (en) * 2010-04-16 2014-04-15 Marvell International Ltd. Digital Predistortion for nonlinear RF power amplifiers
US8351492B2 (en) 2011-01-05 2013-01-08 Qualcomm Incorporated Estimation of intentional phase shift in a calibration apparatus
US9118285B2 (en) * 2011-03-18 2015-08-25 St-Ericsson Sa Compensation of a transmitter distortion
US9479203B2 (en) * 2011-04-14 2016-10-25 Mediatek Inc. Transceiver capable of IQ mismatch compensation on the fly and method thereof
US9247496B2 (en) * 2011-05-05 2016-01-26 Rf Micro Devices, Inc. Power loop control based envelope tracking
US8594579B2 (en) * 2011-09-06 2013-11-26 Blackberry Limited Wireless communications device with impairment compensation and associated methods
US8792582B2 (en) * 2012-01-27 2014-07-29 Blackberry Limited Mobile wireless communications device having auxiliary receiver to determine transmit impairment and generate transmit impairment compensation signal, and associated methods
US8908746B2 (en) * 2012-02-15 2014-12-09 Blackberry Limited Method and apparatus to use auxiliary receiver to compensate multiple transmitters based upon one of the transmitters
US8848829B2 (en) * 2012-04-24 2014-09-30 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Circuit and transmitter for reducing transmitter gain asymmetry variation

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Publication number Publication date
US20140036973A1 (en) 2014-02-06
KR20140018153A (ko) 2014-02-12
KR101535584B1 (ko) 2015-07-09
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US9595924B2 (en) 2017-03-14
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EP2693633A1 (en) 2014-02-05
CN103580618B (zh) 2017-04-12
TWI524683B (zh) 2016-03-01

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