TWI707550B - 低雜訊放大器和陷波濾波器 - Google Patents

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TWI707550B
TWI707550B TW105123452A TW105123452A TWI707550B TW I707550 B TWI707550 B TW I707550B TW 105123452 A TW105123452 A TW 105123452A TW 105123452 A TW105123452 A TW 105123452A TW I707550 B TWI707550 B TW I707550B
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江立中
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Abstract

一種裝置，包括低雜訊放大器（LNA），該低雜訊放大器具有被配置用於接收射頻信號的輸入端。該裝置亦包括耦合至低雜訊放大器的輸入端的陷波濾波器。該陷波濾波器被配置以在陷波頻率處衰減射頻信號。

Description

低雜訊放大器和陷波濾波器
本揭露大體相關於電子裝置，且特定言之係關於無線通訊設備。
技術進步已經導致了更小和更強大的計算設備。例如，當前存在各種可擕式個人計算設備，包括無線計算設備(諸如小型重量輕並且易於由使用者攜帶的可擕式無線電話、個人數位助理(PDA)、以及傳呼設備)。更具體地，可擕式無線電話(諸如蜂巢式電話和網際網路協定(IP)電話)可以在無線網路之上通信發送語音和資料封包。此外，許多此種無線電話包括了包含在其中的其他類型的設備。例如，無線電話亦可以包括數位照相機、數位攝影機、數位答錄機、以及音訊檔播放機。同樣，該等無線電話可以處理可執行指令，包括可以用於網際網路的軟體應用(諸如網路瀏覽器應用)。因而，該等無線電話可以包括強大的計算能力並且可以支援提升無線通訊能力，特別是在向無線電話提供資訊的下行鏈路通信中。
在可以同時發送和接收無線通訊的無線電話中，發送(Tx)洩漏可以對接收(Rx)電路強加效能限制。可以將Tx洩漏和Rx電路中的其他人為干擾信號(jammer)與接收到的無線信號一起調制並且降頻轉換 至基頻。Tx洩漏和人為干擾信號與接收到的信號相比可以具有相對較大的電壓擺動，並且可以使得接收器的輸出飽和，該接收器將接收到的信號從射頻(RF)轉換至基頻。
在載波聚合(CA)體系結構中，阻斷器(Tx洩漏和人為干擾信號)是Rx電路的效能限制。對於其中由共源共閘極設備或跨導級跟隨的低雜訊放大器(LNA)的CA內(intra-CA)操作，LNA輸出端是高阻抗節點。高阻抗引起大阻擋器擺動和線性問題。對於併發的CA操作，若另一CA接收路徑中信號較大並且作為人為干擾信號，則可以使得一個CA接收路徑中的雜訊指數降級。
一種裝置，包括：一低雜訊放大器(LNA)，具有配置用於接收一射頻信號的一輸入端；以及一陷波濾波器，耦合至該低雜訊放大器的該輸入端並且配置用於在一陷波頻率處衰減該射頻信號。一種裝置，包括：用於放大一射頻信號的構件；以及用於在一陷波頻率處衰減該射頻信號的構件，該用於衰減的構件被耦合至該用於放大的構件的一輸入端。一種方法，包括：放大一射頻(RF)信號以生成一經放大的射頻信號；以及使用耦合至一低雜訊放大器(LNA)一輸入端的一陷波濾波器在一陷波頻率處衰減該經放大的射頻信號。
110:無線設備
120:無線通訊系統
130:基地台
132:基地台
134:廣播站
140:系統控制器
150:衛星
210:主天線
212:副天線
220:收發器
222:收發器
224:天線介面電路
226:天線介面電路
230a:接收器
230k:接收器
231a:接收器
231m:接收器
240a:LNA
240a:LNA
240k:LNA
241a:LNA
241m:LNA
242a:接收電路
242k:接收電路
243a:接收電路
243m:接收電路
244a:LNA
244a:LNA
244k:LNA
245a:LNA
245m:LNA
250a:發射器
250k:發射器
251a:發射器
251m:發射器
252a:發射電路
252k:發射電路
253a:發射電路
253m:發射電路
254a:功率放大器(PA)
254k:功率放大器(PA)
255a:功率放大器(PA)
255m:功率放大器(PA)
280:資料處理器/控制器
282:記憶體
290a:陷波濾波器
290k:陷波濾波器
291a:陷波濾波器
291m:陷波濾波器
292a:回饋級
292k:回饋級
293a:回饋級
293m:回饋級
294a:LNA區塊
294k:LNA區塊
295m:LNA區塊
296:RF信號
297:射頻信號
298:經濾波經放大的RF信號
300:示例性實施例
302:輸入端
310:圖表
312:陷波頻率
314:陷波
316:陷波頻率
400:示例性實施例
404:LNA
422:混頻器
424:運算放大器
426:Tx LO
428:電容器
452:混頻器
464:跨導設備
480:節點
500:示例性實施例
600:示例性實施例
680:節點
700:示例性實施例
722:混頻器
726:TX_LO2
752:混頻器
790:第二陷波濾波器
792:回饋級
800:示例性實施例
900:示例性實施例
902:射頻信號
904:輸出信號
1000:示例性方法
1002:步驟
1004:步驟
圖1示出了包括耦合至LNA輸入端的陷波濾波器的無線設備，該無線設備與無線系統進行通信；圖2示出了圖1中無線設備的方框圖，該無線設備包括耦合至LNA輸入端的陷波濾波器；圖3示出了包括陷波濾波器的各部件的示例性實施例的方框圖，該陷波濾波器耦合至可以包括在圖1的無線設備中的LNA輸入端；圖4示出了包括陷波濾波器的各部件的另一示例性實施例的方框圖，該陷波濾波器耦合至可以包括在圖1的無線設備中的LNA輸入端；圖5示出了包括陷波濾波器的各部件的另一示例性實施例的方框圖，該陷波濾波器耦合至可以包括在圖1的無線設備中的LNA輸入端；圖6示出了包括陷波濾波器的各部件的另一示例性實施例的方框圖，該陷波濾波器耦合至可以包括在圖1的無線設備中的LNA輸入端；圖7示出了包括多個陷波濾波器的各部件的另一示例性實施例的方框圖，該多個陷波濾波器可以包括在圖1的無線設備中；圖8示出了包括多個陷波濾波器的各部件的另一示例性實施例的方框圖，該多個陷波濾波器可以包括在圖1的無線設備中；圖9示出了包括多個陷波濾波器的各部件的另一示例性實施例的方框圖，該多個陷波濾波器可以包括 在圖1的無線設備中；以及圖10示出了可以由圖1的無線設備執行的方法的流程圖。
以下闡述的詳細說明書意在作為本揭露的示例性設計的描述說明，並且並非意在表示其中可以實施本揭露的僅有設計。術語「示例性」在此用於意味著「用作示例、實例或說明」。在此描述為「示例性」的任何設計不必解釋為比其他設計優選或有利的設計。詳細說明書包括具體細節的目的是為了提供對本揭露示例性設計全面徹底理解。對於本領域技術人員清楚的是在此描述的示例性設計可以不採用該等具體細節而實施。在一些情形中，以方框圖形式示出了廣泛已知的結構和設備，以便於避免模糊在此展示的示例性設計的創新性。
圖1示出了與無線通訊系統120通信的無線設備110。無線通訊系統120可以是長期進化(LTE)系統、分碼多工存取(CDMA)系統、用於行動通信系統(GSM)的全球系統、無線區域網路(WLAN)系統，或一些其他無線系統。CDMA系統可以實施寬頻CDMA(WCDMA)，CDMA 1X，優化的進化資料(EVDO)，分時同步CDMA(TD-SCDMA)，或CDMA的一些其他版本。為了簡明，圖1示出了包括兩個基地台130和132以及一個系統控制器140的無線通訊系統120。大體上，無線系統可以包括任意數目基地台、以及網路實 體的任何集合。
無線設備110亦可以稱作使用者裝備(UE)行動站、終端、存取終端、用戶單元、網站等。無線設備110可以是蜂巢式電話、智慧型電話、平板電腦、無線數據機、個人數位助理(PDA)、掌上型設備、膝上型電腦、智慧筆記本、小筆電、無線電話、無線區域環路(WLL)站、藍牙設備等。無線設備110可以與無線系統120通信。無線設備110亦可以從廣播站(例如廣播站134)接收信號，從一個或多個全球導航衛星系統(GNSS)中的衛星(例如衛星150)接收信號，等等。無線設備110可以支援用於無線通訊的一個或多個無線電技術，諸如LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVDO、TD-SCDMA、GSM、802.11等。
此外，在示例性實施例中，無線設備110包括耦合至LNA輸入端的陷波濾波器。射頻(RF)信號可以在無線設備的天線處接收，並且由LNA區塊中的LNA放大以生成經放大的信號。經放大的信號可以包括與接收信號的一個或多個載波頻率相對應的「所希望」的信號分量，並且亦可以包括「不希望」的信號分量。不希望的信號分量的實例包括「人為干擾信號」(例如在接近載波頻率的頻率處的另一接收到信號)以及由無線設備110內的發射器引起的「發射器洩漏」。例如，無線設備110可以無線地發送第一信號，而同時從一個或多個基地台130、132接收第二信號並且從廣播站接收第三信號。 第一信號的發送可以將發射器洩漏雜訊引入到所接收的第二信號中，並且所接收的第三信號可以作為人為干擾信號而干擾所接收的第二信號。
陷波濾波器可以藉由在陷波頻率處提供低阻抗、而在所希望的載波頻率處提供高阻抗，從而在一個或多個陷波頻率處衰減經放大的信號的不希望分量以生成經濾波的信號。例如，陷波濾波器可以具有在無線設備110的發射器本端振盪器(Tx LO)頻率處的陷波頻率。陷波濾波器可以包括回饋級，該回饋級藉由在陷波頻率處增強衰減而提供改進的濾波器效能。經濾波的信號可以進一步由LNA區塊內的一個或多個LNA放大，並且向無線設備110中的接收器提供以用於降頻轉換和進一步處理，如參照圖2進一步詳述。
圖2示出了圖1中無線設備110的示例性設計的方框圖。在該示例性設計中，無線設備110包括經由天線介面電路224耦合至主天線210的收發器220、經由天線介面電路226耦合至副天線212的收發器222、以及資料處理器/控制器280。收發器220包括多個(K)接收器230a至230k，以及多個(K)發射器250a至250k，以支援多個頻率波段、多個無線電技術、載波聚合等。收發器222包括多個(L)接收器231a至231m，以及多個(L)發射器251a至251m，以支援多個頻率波段、多個無線電技術、載波聚合、接收多樣性、從多個發射天線至多個接收天線的多輸入多輸出(MIMO)傳 輸等等。
在圖2中所示的示例性設計中，每個接收器230a-230k以及231a-231m包括LNA區塊294a-294k或295a-295m中的一個LNA區塊、以及接收電路242a-242k或243a-243m中的一個接收電路。每個LNA區塊294a-294k、以及295a-295m可以包括LNA 240a-240k或241a-241m的一個LNA，其被配置為向陷波濾波器290a-290k或291a-291m中的一個陷波濾波器提供RF信號。每個LNA區塊294a-294k和295a-295m亦包括LNA 244a-244k或245a-245m的一個LNA。陷波濾波器290a-290k和291a-291m中的每一個陷波濾波器包括回饋級292a-292k和293a-293m，並且被配置用於在陷波頻率處衰減所接收的信號的分量。在其他實施方式中，陷波濾波器290a-290k和291a-291m中的一個或多個(或全部)陷波濾波器並未包括回饋級。
為了資料接收，天線210從基地台和/或其他發射器站接收信號，並且提供所接收的RF信號，該所接收的RF信號經由天線介面電路224而路由發送。天線介面電路224可以包括開關、雙工器、發射濾波器、接收濾波器、匹配電路等。天線介面電路224的輸出作為輸入RF信號被呈現到接收器230a-230k和231a-231m中的一個或多個接收器(諸如經由第一輸入信號路徑被呈現到接收器230a，或者經由第二輸入信號 路徑被呈現到接收器230k)。在接收器230a-230k和231a-231m中的一個或多個接收器內，輸入RF信號在相應的一個或多個LNA區塊294a-294k和295a-295m中被放大和濾波，並且被提供至相應的一個或多個接收電路242a-242k和243a-243m，如以下所述。
以下說明假設選擇接收器230a以接收RF信號296。RF信號經由天線介面電路224從天線210接收，並且被提供至LNA區塊294a中的LNA 240a。經放大的射頻信號297由LNA 240a生成，由陷波濾波器290a濾波，並且輸入至LNA 244a。接收電路242a將由LNA 244a輸出的經濾波經放大的RF信號298從RF降頻轉換至基頻，放大並濾波經降頻轉換的信號，並且將類比輸入信號提供至資料處理器/控制器280。接收電路242a可以包括混頻器、濾波器、放大器、匹配電路、振盪器、本端振盪器(LO)發生器、鎖相環(PLL)等。收發器220和222中的每個接收器230a-230k和231a-231m可以以與接收器230a類似的方式進行操作。
在圖2中所示的示例性設計中，發射器250a-250k和251a-251m中的每一個發射器包括發射電路252a-252k和253a-253m中的一個發射電路、以及功率放大器(PA)254a-254k和255a-255m中的一個功率放大器。為了資料發送，資料處理器/控制器 280處理(例如編碼並且調制)將要發送的資料，並且將類比輸出信號提供至所選擇的發射器。以下說明假設發射器250a是用於發送RF信號的所選擇的發射器。在發射器250a內，發射電路252a將類比輸出信號放大、濾波、並且從基頻升頻轉換至RF，而且提供已調制的RF信號。發射器電路252a可以包括放大器、濾波器、混頻器、匹配電路、振盪器、LO發生器、PLL等。PA 254a接收並放大已調制的RF信號，並且提供具有合適的輸出功率水準的發射RF信號。發射RF信號經由天線介面電路224路由發送，並且經由天線210而發射。收發器220和222中的每個發射器250a-250k和251a-251m可以以與發射器250a類似的方式進行操作。
圖2示出了接收器230a-230k和231a-231m以及發射器250a-250k和251a-251m的示例性設計。接收器和發射器亦可以包括圖2中未圖示的其他電路，諸如濾波器、匹配電路等。收發器220和222的所有或一部分可以實施在一個或多個類比積體電路(IC)、RF IC(RFIC)、混頻信號IC等上。例如，LNA區塊294a-294k和295a-295m以及接收電路242a-242k和243a-243m可以實施在可以是RFIC等的一個模組上。
資料處理器/控制器280可以執行用於無線設備110的各種功能。例如，資料處理器/控制器280可以執行對經由接收器230a-230k和231a-231m接 收的資料、以及經由發射器250a-250k和251a-251m發射的資料的處理。資料處理器/控制器280可以控制收發器220和222內各種電路的操作。記憶體282可以儲存用於資料處理器/控制器280的程式碼和資料。資料處理器/控制器280可以實施在一個或多個特殊應用積體電路(ASIC)和/或其他IC上。
無線設備110可以支援多個帶組、多個無線電技術、和/或多個天線。無線設備110可以包括若干LNA(例如在LNA區塊294a-294k和295a-295m中的LNA)以支援經由多個帶組、多個無線電技術和/或多個天線的接收。以下參照圖3-圖9進一步詳述可以用於無線設備110中的部件的示例性實施例。
圖3示出了可以包括在無線設備110中的部件的示例性實施例300、以及示出了圖2的陷波濾波器290a的阻抗特性的圖表310。陷波濾波器290a可以配置為經由天線介面電路224從圖2的天線210接收RF信號297，並且配置為生成在LNA 244a的輸入端302處接收到的經濾波的RF信號。LNA 244a可以配置為生成經濾波經放大的RF信號298。經濾波經放大的RF信號298可以提供至圖2的接收器電路242a。儘管描述了陷波濾波器290a和LNA 244a，在示例性實施例中，陷波濾波器290a-290k和291a-291m中的每個陷波濾波器、以及LNA 244a-244k和245a-245m中的每個LNA以參照陷波濾波器290a和LNA 244a所 描述的類似方式進行操作。
如圖表310中所示，陷波濾波器290a被配置為跨越頻率範圍提供近似恆定的阻抗，並且可以在陷波頻率312下提供具有阻抗RN的較低阻抗的「陷波」314。例如，陷波頻率312可以與無線設備110中發射器本端振盪器的頻率(例如當在接收器230a處接收RF信號296時，由圖2的發射器251a所使用的載波頻率)相對應。陷波濾波器290a可以耦合至LNA區塊294a的相對較高阻抗的節點，諸如在LNA 240a的輸出端與LNA 244a的輸入端302之間，如參照圖4進一步詳細所述。在陷波頻率312下所減小的阻抗會衰減RF信號297的對應於陷波頻率312的分量。例如，可以藉由將較低阻抗路徑接地而同時RF信號297的其他分量並未遇到較低阻抗路徑(因為陷波濾波器290a是頻率特定的)的方式，來衰減RF信號297的具有陷波頻率312的分量。
在其中陷波濾波器290a包括回饋級292a的示例性實施例中，與其中陷波濾波器290a並未包括回饋級292a的實施方式相比，回饋級292a被配置為在陷波頻率312下提供減小的阻抗。例如，具有回饋級292a的陷波濾波器290a的實施方式可以產生陷波314，該陷波314具有比在陷波頻率316下阻抗RSW更低的阻抗RN，並且因此可以在陷波頻率312下比在圖3中所示的實施例中提供對不希望的信號分量的更多衰減(注意圖表 310無需按照比例繪製)。作為示意性的非限定性實例，包括回饋級292a的陷波濾波器290a可以在陷波頻率312下提供大約19分貝(dB)的衰減，而不具有回饋級292a的陷波濾波器290a可以在陷波頻率312下提供大約9dB的衰減。以下參照圖4-圖5進一步詳述可以包括在陷波濾波器290a中的部件的實例。
圖4示出了圖1的無線設備110的接收器路徑的一部分的示例性實施例400，其包括具有陷波濾波器290a的LNA區塊294a。圖2的RF信號296可以在LNA 404(例如在圖2中LNA區塊294a之前的LNA)的輸入端處接收，並且LNA 404的輸出端耦合至LNA區塊294a中第一LNA 240a的輸入端。第一LNA 240a的輸出端被耦合至節點(例如高阻抗節點)480，並且LNA區塊294a中第二LNA 244a的輸入端被耦合至節點480。陷波濾波器290a在節點480處被耦合至第一LNA 240a的輸出端，並且被配置用於衰減在陷波頻率處的信號分量。圖2的經放大經濾波的RF信號298可以由LNA區塊294a輸出。
陷波頻率(例如圖3的陷波頻率312)可以與無線設備110的發射器(例如發射器250a)的發射頻率(TX)相對應以抑制TX洩漏。或者，陷波頻率可以與另一頻率相對應，以抑制在該頻率處的阻斷器。如圖所示，RF信號296可以包括在接收頻率(RX)下的分量、以及由於發射器洩漏而在發射頻率(TX)下的另一分量。 施加至RF信號296的前端(FE)增益可以等於添加至由第二LNA 244a所施加的增益(G2)的LNA 404和第一LNA 240a的組合增益(G1)。採用陷波濾波器290a來濾波TX洩漏或阻斷器會減小TX洩漏或阻斷器分量的幅度，使得接收器230a的敏感性更大並且增大了前端增益(例如G2由於減小或移除了TX分量而可以增大)。
陷波濾波器290a提供相對較低阻抗路徑，以衰減具有阻斷器頻率的阻斷器分量。在一些實施方式中，TX洩漏是主阻斷器，並且陷波濾波器290a的頻率設置為TX洩漏。在其他實施方式中，陷波頻率可以是另一頻率，諸如阻斷器頻率。在其中多個陷波濾波器290a被耦合至第一LNA 240a的輸出端的一些實施方式中，可以使用多個陷波頻率(例如TX以及一個或多個阻斷器頻率)，諸如參照圖7-圖9進一步詳述。
如圖所示，陷波濾波器290a是耦合至LNA區塊294a中節點480(諸如高阻抗節點)的單埠濾波器。陷波濾波器290a被配置為在陷波頻率處提供低阻抗(例如至接地的低阻抗路徑)。陷波濾波器290a的輸入端可以經由電容器428而電容耦合至節點480，以去耦合LNA區塊294a和陷波濾波器290a的DC操作點(operation points)。
陷波濾波器290a可以包括混頻器422，該混頻器422具有經由節點480耦合至第一LNA 240a 輸出端的第一單端輸入，以及具有配置為接收發射本端振盪器信號(Tx LO)426的第二差分輸入。例如，Tx LO426可以是將要施加至陷波濾波器290a的差分本端振盪器信號，以在發射器頻率(諸如圖2的發射電路252a的發射器頻率)下產生陷波。混頻器422提供耦合至運算放大器424(諸如運算跨導放大器(OTA))的輸入端的差分輸出。當運算放大器424被配置為在所接收的頻帶下不引入增益(例如單位增益)時，陷波濾波器290a並不使得接收路徑的雜訊指數降級(或者對其具有很少的影響)。陷波濾波器290a可以以相對較小的額外電路面積和功耗而在陷波頻率處提供至少10dB的對阻斷器分量的抑制。
回饋級292a在陷波頻率處提供增強的抑制。回饋級292a包括耦合至跨導設備464的第二混頻器452。第二混頻器452具有耦合用於接收Tx LO 426的第一組混頻器輸入端，並且具有耦合至運算放大器424輸出端的第二組混頻器輸入端。
第二混頻器452的輸出端被耦合至跨導設備464(例如金屬氧化物半導體(MOS)電晶體)的輸入端。跨導設備464的輸出端在節點480處(例如高阻抗節點)耦合至第一LNA 240a的輸出端。跨導設備464可以用作具有注入至接收路徑中的低雜訊的隔離阻斷。與當驅動混頻器422的Tx LO信號與驅動第二混頻器452的TX LO信號重疊時的濾波器效能相比，當驅動混頻器 422的Tx LO信號與驅動第二混頻器452的TX LO信號不重疊時，陷波濾波器290a可以展現增強的效能。在一些實施方式中，驅動混頻器422和第二混頻器452的LO信號是同相並正交(IQ)的LO信號。儘管圖4示出了單平衡的體系結構，在其他實施方式中陷波濾波器290a可以包括雙平衡體系結構。儘管圖4示出陷波濾波器290a包括回饋級292a，在其他實施方式中陷波濾波器290a可以不包括回饋級292a(例如運算放大器424的輸出端可以經由回饋電阻器耦合至運算放大器424的輸入端，而並未亦路由至其他電路部件，諸如圖5中所示)。
在示例性實施例中，包括回饋級292a的陷波濾波器290a可以在陷波頻率處具有19dB的抑制。作為示意性非限定性的實例，與省略了回饋級292a的陷波濾波器290a的實施方式相比，回饋級292a可以提供9dB抑制的改進。為了說明，在不具有回饋級292a的陷波濾波器290a的陷波頻率處的電阻值可以近似等於RSW+αRFB/A(ωRX-ωTX)，其中RSW是混頻器開關電阻值，並且RFB代表耦合在運算放大器424的輸入端和輸出端之間的回饋電阻器的電阻值，A(s)代表在頻率s下運算放大器424的增益，ωRX代表接收器載波信號的頻率，以及ωTX代表陷波頻率。該電阻值可以近似為RSW。
回饋級292a將陷波頻率處陷波濾波器290a 的電阻值減小至可以表示為Rsw/(LoopGain)的數值RN，其中
Figure 105123452-A0305-02-0018-1
在等式1中，gm表示跨導設備464的跨導值，以及RO,LNA表示第一LNA 240a的輸出阻抗422。因為LoopGain(環路增益)具有大於一的數值，當陷波濾波器290a包括回饋級292a時，在陷波處電阻值(RN)低於在不具有回饋級292a的陷波濾波器290a的實施方式的陷波處的電阻值(RSW)。減小在陷波頻率312下電阻值會增大在陷波頻率312下的信號分量的衰減。此外，多個陷波濾波器可以用於在不同頻率處提供多個陷波，如參照圖7-圖9所述。
因為陷波濾波器用作用於LNA級的單埠負載，陷波濾波器在阻斷器頻率處提供低阻抗值以抑制阻斷器。因此，陷波濾波器的抑制取決於由LNA級提供的輸出阻抗值(RO,LNA)。RO,LNA越大，在陷波頻率處的抑制越大。藉由增添回饋級，進一步減小了由陷波濾波器提供的阻抗值，並且因此即使RO,LNA不大，陷波濾波器亦會在陷波頻率處提供對阻斷器的增強衰減。
圖5示出了圖1的無線設備110的接收器路徑的一部分的示例性實施例500，其包括省略了圖2的回饋級292a的陷波濾波器290a的實施方式。圖2的RF信號296可以在圖4的LNA 404的輸入端處接收，並且LNA 404的輸出端被耦合至LNA區塊294a中第 一LNA 240a的輸入端。第一LNA 240a的輸出端被耦合至節點480，並且第二LNA 244a的輸入端被耦合至節點480。陷波濾波器290a在節點480處耦合至第一LNA 240a的輸出端，並且被配置用於衰減在陷波頻率處的信號分量。可以由LNA區塊294a來輸出經放大經濾波的RF信號298。
如圖所示，陷波濾波器290a是耦合至LNA區塊294a中節點480(諸如高阻抗節點)的單埠濾波器。陷波濾波器290a被配置用於在陷波頻率處提供低阻抗(例如至接地的低阻抗路徑)。陷波濾波器290a的輸入端可以經由電容器428而電容耦合至節點480，以去耦合LNA區塊294a和陷波濾波器290a的DC操作點。
陷波濾波器290a可以包括混頻器422，該混頻器422具有經由節點480耦合至第一LNA 240a輸出端的第一單端輸入端，以及具有被配置用於接收發射本端振盪器信號(Tx LO)426的第二差分輸入端。混頻器422提供了耦合至運算放大器424輸入端的差分輸出。當運算放大器424被配置用於在所接收的頻帶下不引入增益(例如單位增益)時，陷波濾波器290a並未使得接收路徑的雜訊指數降級(或對其具有很少影響)。在圖5的示例性實施例中，與包括回饋級292a的圖4的示例性實施例相比，陷波濾波器290a可以以較小的電路面積和功耗而提供在陷波頻率處至少10dB的對阻斷器分量的抑制。
儘管圖2、圖4和圖5示出了在LNA區塊294a中並且耦合至第一LNA 240a的輸出端的陷波濾波器290a，在其他實施方式中陷波濾波器290a可以替代地耦合至LNA區塊294a內其他節點。圖6示出了示例性實施例600，其中圖4的陷波濾波器290a在第一LNA 240a的輸入端(例如LNA 404的輸出端)處耦合至節點680。例如，儘管LNA 404的輸出端可以比第一LNA 240a的輸出端呈現對陷波濾波器290a的更低阻抗，但是在陷波頻率處陷波濾波器290a的所減小的阻抗可以足夠小(例如由於回饋級292a)，以使得當陷波濾波器290a被耦合至LNA 404的輸出端時能夠阻斷器濾波。
在圖7中示出了包括多個陷波濾波器的LNA區塊294a的示例性實施例700。具有第一回饋級292a的陷波濾波器290a與具有第二回饋級792的第二陷波濾波器790被耦合至節點480。陷波濾波器290a和第二陷波濾波器790被配置用於衰減從放大器輸出端(例如第一LNA 240a的輸出端)接收到的射頻信號(例如圖2的RF信號297)的分量。陷波濾波器290在節點480處對於在第一頻率TX_LO1 426下的信號分量生成低阻抗，第一頻率可以是無線設備110的第一發射器本端振盪器的頻率，或者可以是另一頻率(諸如第一人為干擾信號頻率)。第二陷波濾波器790包括混頻器722、運算放大器724、第二混頻器752，以及跨導級790， 並且可以以與陷波濾波器290a基本上類似的方式而操作。第二陷波濾波器790被配置用於在節點480處生成低阻抗，以衰減在第二陷波頻率TX_LO2 726下的信號分量，第二陷波頻率可以是無線設備110的第二發射器本端振盪器的頻率，或者可以是另一頻率(諸如第二人為干擾信號頻率)。
儘管圖7示出了在LNA區塊294a中的兩個陷波濾波器290a和790，在其他實施方式中三個或更多個陷波濾波器可以包括在LNA區塊294a中。例如，四個陷波濾波器可以包括在LNA區塊294a中以在四個不同陷波頻率處衰減RF信號的分量。
在諸如圖7中所示在LNA區塊294a中包括多個陷波濾波器的實施方式中，一個或多個陷波濾波器可以耦合至LNA區塊294a內與圖7中所示不同的節點。例如，圖8示出了示例性實施例800，其中圖7的第一陷波濾波器290a和第二陷波濾波器790在LNA 404的輸出端處耦合至節點680。作為另一實例，圖9示出了示例性實施例900，其中第一陷波濾波器290a經由節點680耦合至第一LNA 240a的輸入端，並且圖7的第二陷波濾波器790經由節點480耦合至第二LNA 244a的輸入端以及耦合至第一LNA 240a的輸出端，作為示意性非限定性的實例。第一陷波濾波器290a被配置用於在第一陷波頻率處衰減射頻信號902(例如TX_LO1)，以及第二陷波濾波器790被配置用於在第 二陷波頻率處衰減第一LNA 240a的輸出信號904(例如TX_LO2)。儘管圖1-圖9在耦合至LNA(諸如圖2的LNA 244a)輸入端的陷波濾波器290a的情景中示出了陷波濾波器的示例性實施例，但是LNA區塊294a-294k和295a-295m中的其他LNA區塊的一些或全部LNA區塊亦可以包括以與LNA區塊294a中陷波濾波器290a類似方式操作的一個或多個陷波濾波器。
在圖10中示出了可以在圖1的無線設備110中執行的示例性方法1000。方法1000包括在1002處放大射頻(RF)信號以生成經放大的射頻信號。例如，LNA 240a可以放大經由圖2的天線介面電路224從天線210接收的RF信號(例如圖2的RF信號296)。
方法1000亦包括在1004處使用耦合至LNA輸入端的陷波濾波器而在陷波頻率處衰減經放大的RF信號。在陷波頻率處衰減經放大的RF信號包括：衰減經放大的RF信號的具有陷波頻率的分量，而並未衰減(或減少衰減)具有在陷波濾波器「陷波」之外頻率的經放大的RF信號的其他分量。可以在放大器塊中在高阻抗節點處藉由在陷波頻率處提供低阻抗而衰減在陷波頻率處經放大的信號的分量。為了說明，可以由可以包括回饋級292a的陷波濾波器290a在陷波頻率處衰減在圖4、圖5、圖7或圖9的節點480處的經放大的RF信號。藉由在陷波頻率處衰減所接收的RF信號的分量(諸如發 射器洩漏分量或人為干擾信號分量)，可以增強後續放大器(例如在第二LNA 244a處)對於接收載波信號的靈敏度。提高後續放大器(例如LNA 244a)對於接收載波信號的靈敏度使得以減小的放大器失真而增強了對接收載波信號的放大。
結合所描述實施例，一種裝置，可以包括用於放大射頻信號的構件。例如，用於放大的構件可以對應於圖2的LNA 240a-240k或241a-241m中的一個或多個LNA、圖2的LNA 244a-244k或245a-245m中的一個或多個LNA、圖4-圖9的LNA 240a、圖4-圖9的LNA 244a、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。
該裝置可以包括用於在陷波頻率處衰減射頻信號的構件。用於衰減的構件被耦合至用於放大的構件的輸入端。例如，用於衰減的構件可以包括圖2的陷波濾波器290a-290k或291a-291m中的一個或多個陷波濾波器、圖3-圖9的陷波濾波器290a、圖7-圖9的陷波濾波器790、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。
用於衰減的構件可以包括用於混合射頻信號和發射本端振盪器信號的構件，發射本端振盪器信號具有陷波頻率。例如，用於混頻的構件可以包括圖4-圖9的混頻器422、圖7-圖9的混頻器722、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。
用於衰減的構件可以包括用於生成回饋信號的構件。用於生成回饋信號的構件可以對應於圖2的回饋級292a-292k或293a-293m的一個或多個回饋級、圖4或圖6-圖9的回饋級292a、圖7-圖9的回饋級792、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。用於生成回饋信號的構件可以包括第二用於混頻的構件。例如，第二用於混頻的構件可以包括圖4或圖6-圖9的混頻器452、圖7-圖9的混頻器752、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。
用於衰減的構件可以包括第二用於放大的構件，該第二用於放大的構件被耦合至用於混頻的構件的輸出端，並且進一步被耦合至第二用於混頻的構件的輸入端。第二用於放大的構件可以包括圖4-圖9的運算放大器424、圖7-圖9的運算放大器724、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。
用於衰減的構件可以經由高阻抗節點耦合至用於放大的構件。例如，高阻抗節點可以包括圖4-圖5、圖7或圖9的節點480，圖6、圖8或圖9的節點680，一個或多個其他設備、電路、或者其任意組合。該裝置亦可以包括用於將用於衰減的構件的輸入端電容耦合至高阻抗節點的構件。例如，用於電容性耦合的構件可以對應於圖4-圖6的電容器428、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。
該裝置可以包括第三用於放大的構件，該第三 用於放大的構件具有耦合至用於放大的構件的輸出端。例如，第三用於放大的構件可以包括：圖2的LNA 240a-240k和241a-241m中的一個或多個LNA、圖4-圖9的LNA 240a、圖4-圖9的LNA 404、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。
該裝置可以包括用於在發射頻率處發射的構件。陷波頻率可以對應於發射頻率。例如，用於發射的構件可以對應於圖2的發射器250a-250k或251a-251m中的一個或多個發射器、一個或多個其他設備、電路，或者其任意組合。
藉由在陷波頻率處衰減RF信號，可以在放大期間從RF信號減小或移除不希望的分量。結果，可以增強用於放大的構件對於接收載波信號的靈敏度。增大用於放大的構件對於接收載波信號的靈敏度會使得以減小失真而增強對接收載波信號的放大。
本領域技術人員應該理解可以使用任何各種不同製程和技術來表示資訊和信號。例如，可以由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光子，或者其任意組合來表示貫穿以上說明書可以參考的資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號和晶片。
本領域技術人員應該進一步知曉，結合在此所揭露實施例描述的各種示例性邏輯區塊、配置、模組、電路和演算法步驟可以實施作為電子硬體，由處理器執行的電腦軟體，或者兩者的組合。以上已經大體根據其功能描 述了各種示例性部件、區塊、配置、模組、電路和步驟。此種功能是實施作為硬體還是處理器可執行指令取決於特定應用以及對整體系統提出的設計約束。熟習此項技術者可以以改變的方式對於每個特定應用來實施所描述的功能，但是此種實施方式決定不應解釋為使得脫離了本揭露的範圍。
提供所揭露實施例的之前說明以使得本領域技藝人士能夠製造或使用所揭露實施例。對於本領域技藝人士來說，對於該等實施例的各種修改將是易於明顯的，並且在此限定的原理可以適用於其他實施例而並未脫離本揭露的範圍。因此，本揭露並未意在限定於在此所示的實施例，而是意在與由以下權利要求所限定的原理和創新性特徵一致的儘可能最寬廣的範圍相一致。
244a‧‧‧LNA
290a‧‧‧陷波濾波器
297‧‧‧射頻信號
298‧‧‧經濾波經放大的RF信號
300‧‧‧示例性實施例
302‧‧‧輸入端
310‧‧‧圖表
312‧‧‧陷波頻率
314‧‧‧陷波
316‧‧‧陷波頻率

Claims (21)

  1. 一種無線通訊裝置，包括：一低雜訊放大器(LNA)，具有配置用於接收一射頻信號的一輸入端；以及一陷波濾波器，耦合至該低雜訊放大器的該輸入端並且配置用於在一陷波頻率處衰減該射頻信號，該陷波濾波器包含：一混頻器；以及一回饋級，該回饋級包括耦合至一跨導設備的一第二混頻器。
  2. 根據請求項1所述的裝置，其中，該陷波頻率對應於一發射頻率。
  3. 根據請求項1所述的裝置，該陷波濾波器進一步包括一運算放大器，該運算放大器耦合至該混頻器的一輸出端並且進一步耦合至該第二混頻器的一輸入端。
  4. 根據請求項1所述的裝置，該陷波濾波器包括一單埠濾波器，該單埠濾波器耦合至一高阻抗節點並且在該陷波頻率處具有一低阻抗。
  5. 根據請求項4所述的裝置，其中，該陷波濾波器的一輸入端經由一電容器耦合至該高阻抗節點。
  6. 根據請求項4所述的裝置，其中該回饋級的 一輸出端耦合至該高阻抗節點。
  7. 根據請求項1所述的裝置，進一步包括一第二陷波濾波器，該第二陷波濾波器耦合至該低雜訊放大器的該輸入端，該第二陷波濾波器被配置用於在一第二陷波頻率處衰減該射頻信號。
  8. 根據請求項1所述的裝置，其中，該低雜訊放大器是一第一低雜訊放大器，並且該裝置進一步包括：一第二低雜訊放大器，耦合至該第一低雜訊放大器的一輸出端；以及一第二陷波濾波器，耦合至該第一低雜訊放大器的該輸入端，該第二陷波濾波器被配置用於在一第二陷波頻率處衰減該射頻信號。
  9. 根據請求項1所述的裝置，其中，該低雜訊放大器是一第一低雜訊放大器，並且該裝置進一步包括：一第二低雜訊放大器，耦合至該第一低雜訊放大器的一輸出端；以及一第二陷波濾波器，耦合至該第二低雜訊放大器的一輸入端，該第二陷波濾波器被配置用於在一第二陷波頻率處衰減該第一低雜訊放大器的一輸出信號。
  10. 一種無線通訊裝置，包括： 用於放大一射頻信號的構件；以及用於在一陷波頻率處衰減該射頻信號的構件，該用於衰減的構件被耦合至該用於放大的構件的一輸入端，該用於衰減的構件包括用於混合該射頻信號和一發射本端振盪器信號的構件，該發射本端振盪器信號具有該陷波頻率。
  11. 根據請求項10所述的裝置，進一步包括用於在一發射頻率處進行發射的構件，其中該陷波頻率對應於該發射頻率。
  12. 根據請求項10所述的裝置，該用於衰減的構件進一步包括用以生成一回饋信號的構件。
  13. 根據請求項12所述的裝置，該用於生成該回饋信號的構件包括一第二用於混頻的構件。
  14. 根據請求項13所述的裝置，該用於衰減的構件進一步包括第二用於放大的構件，該第二用於放大的構件被耦合至該用於混頻的構件的一輸出端、並且進一步被耦合至該第二用於混頻的構件的一輸入端。
  15. 根據請求項10所述的裝置，該用於衰減的構件經由一高阻抗節點被耦合至該用於放大的構件。
  16. 一種無線通訊方法，包括：放大一射頻(RF)信號以生成一經放大的射頻信 號；使用耦合至一低雜訊放大器(LNA)一輸入端的一陷波濾波器在一陷波頻率處衰減該經放大的射頻信號；以及將該RF信號與一發射本端振盪器信號混頻，該發射本端振盪器信號具有該陷波頻率。
  17. 根據請求項16所述的方法，其中該經放大的RF信號在一高阻抗節點處在該陷波頻率處被衰減。
  18. 一種無線通訊裝置，包括：一低雜訊放大器(LNA)，具有配置用於接收一射頻信號的一輸入端；一陷波濾波器，耦合至該低雜訊放大器的該輸入端並且配置用於在一陷波頻率處衰減該射頻信號；以及一第二陷波濾波器，耦合至該低雜訊放大器的該輸入端並且配置用於在一第二陷波頻率處衰減該射頻信號。
  19. 根據請求項18所述的裝置，其中，該陷波頻率對應於一發射頻率。
  20. 一種無線通訊裝置，包括：一第一低雜訊放大器(LNA)，具有配置用於接收一射頻信號的一輸入端； 一陷波濾波器，耦合至該低雜訊放大器的該輸入端並且配置用於在一陷波頻率處衰減該射頻信號；一第二低雜訊放大器，耦合至該第一低雜訊放大器一輸出端；一第二陷波濾波器，耦合至該第二低雜訊放大器的該輸入端並且配置用於在一第二陷波頻率處衰減該第一低雜訊放大器的一輸出信號。
  21. 根據請求項20所述的裝置，其中，該陷波頻率對應於一發射頻率。
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