TWI716722B - 通信單元及在通信單元中共用電感器或變壓器的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明實施例公開了通信單元，包括：多個並行的射頻信號路徑；以及位於所述多個並行的射頻信號路徑的第一射頻信號路徑和第二射頻信號路徑之間的共用電感器或變壓器，其中，所述第一射頻信號路徑包括至少一個第一射頻放大器，所述第二射頻信號路徑包括至少一個第二射頻放大器；其中，所述至少一個第一射頻放大器通過第一開關耦合到電源電壓，所述至少一個第二射頻放大器通過第二開關耦合到所述電源電壓，所述第一開關閉合而所述第二個開關斷開，以向所述至少一個第二個射頻放大器提供電源電壓。

Description

通信單元及在通信單元中共用電感器或變壓器的方法
本發明係有關於通信技術領域，且特別有關於通信單元及在通信單元中共用電感器或變壓器的方法。
本發明的主要關注點和應用是用於能夠在無線電信單元中使用的發射器和/或接收器的射頻(RF)放大器領域。第三代合作夥伴計畫(3GPPTM)是電信標準協會組之間的移動(無線)通信協作。目前開發的標準之一是長期演進(LTETM)標準。LTETM是用於移動設備和資料終端的高速無線通訊的標準，基於全球移動系統(GSMTM)通信或增強型資料GSM環境(EDGE)和通用移動電信標準(UMTS)/高速分組訪問(HSPA)技術。這些技術使用不同的無線介面提高了容量和速度，同時提供了核心網路改進。
對可用於無線電通信系統的有限頻譜的持續壓力迫使對可以更好地利用有限的可用通信頻寬的頻譜的有效線性調製方案和機制的開發。在LTE-Advanced中使用載波聚合以增加頻寬，從而增加通信位元元速率，其中可以聚合最多五個分量載波(每個高達20MHz)，因此提供100MHz的最大的聚合頻寬。
佈置聚合的最簡單方式是在相同的工作頻帶(如針對LTETM的定義) 內使用連續的分量載波，這種方式稱之為帶內連續載波聚合(ICA，Intra-Band Contiguous Carrier Aggregation)。
對於非連續載波聚合(NCCA，Non-Contiguous Carrier Aggregation)情況，頻帶被一個或多個頻率間隔分開。帶間非連續載波聚合是使用不同頻帶的載波聚合形式。NCCA在存在頻帶分段的情況下尤其有用，其中一些頻帶可能僅為10MHz寬。對於使用者單元(有時在GSM中稱為使用者設備(UE)或在LTETM術語中稱之為移動台)，通常需要在單個設備內使用多個收發器，這通常對成本，性能和功率有影響。除此之外，還存在由於需要減少來自多個(例如兩個)收發器的互調和交叉調製而產生的額外設計複雜性。
具體地，在支援寬操作頻寬或支援跨多個支援的載波頻率的載波聚合的射頻設計中，可以並行使用多個低雜訊放大器(LNA，Low Noise Amplifier)和/或可程式設計增益放大器(PGA，Programmable-Gain Amplifier)。由於這些LNA或PGA在高或非常高的無線電頻率下工作，因此來自多個放大器的信號路徑通常使用電感器或變壓器進行合併。
LNA和PGA存在於無線電通信系統以及醫療儀器和電子設備中。典型的LNA或PGA可以提供100(即20分貝(dB))的功率增益，同時將信噪比降低小於2倍(即表現出3dB的雜訊係數(NF))。儘管LNA主要關注的是僅在雜訊基底之上的弱信號，但它們還必須設計為考慮存在可能導致互調失真的較大信號。
參照第1圖，示出了已知的射頻(RF)放大器電路100，其中多個射頻放大器130，140並聯連接。多個射頻放大器130，140中的每一個的輸出端呈現寄生電容135，145。所呈現的寄生電容可以由柵極和源極/漏極埠之間的重疊區域產生，也可能由柵極和源極/漏極埠之間的二極體(效應)產生。
多個射頻放大器130，140中的每一個的輸出端連接到共用電感器 (L1)115。在一些情況下，共用電感器(L1)115可以是RF變壓器110的變壓器輸入電感。RF變壓器由電壓源105供電，並包括變壓器輸出電感112。
在一些應用中，例如，低於1GHz的較低頻率應用，寄生電容135，145對射頻放大器電路100的性能具有很小影響或沒有影響。因此，這種示出的架構是電感器或變壓器共用並聯連接的多個射頻放大器130，140的最簡單的方式。然而，在某些情況下，例如在高於1GHz的頻率下，當多個射頻放大器130，140合併連接到射頻放大器130，140的輸出端的電感器或變壓器時，它們各自表現出的寄生電容135，145具有越來越不利的頻率響應或非線性效應(因為它們來自級聯裝置，而級聯裝置與金屬氧化物金屬(MOM，Metal-Oxide-Metal)電容器相比是非線性的。特別是當大量射頻放大器並聯連接時，本發明的發明人意識到當第二射頻放大器140接通(turn on)時，連接射頻放大器140到第一電感器115(或RF變壓器的輸入側)的路徑也連接到寄生電容135，145。因此，寄生電容的總量及其附加寄生電容對其它連接的射頻放大器的影響隨著並聯的射頻放大器的數量而增加。
在一些已知的應用中，可以通過使用較小的級聯器件來減小寄生電容135，145的影響；然而，這種方法導致較差的線性性能。
因此，本發明的發明人已經瞭解到需要降低連接到這種共用電感器或變壓器的射頻放大器的並行路徑的這種寄生電容引起的負載效應。特別地，需要一種更有效的解決方案以支持多個並聯連接的射頻放大器，例如用於支援LTETM或類似系統中的帶間載波聚合(ICA)和非連續載波聚合(NCCA)應用。
本發明提供通信單元及在通信單元中共用電感器或變壓器的方法，可減小多個並行的射頻信號路徑中其他並行的射頻信號路徑的寄生電容對其中 一個接通的射頻信號路徑的影響。
本發明的一些實施例涉及通信單元，其可包括：多個並行的射頻信號路徑；以及位於所述多個並行的射頻信號路徑的第一射頻信號路徑和第二射頻信號路徑之間的共用電感器或變壓器，其中，所述第一射頻信號路徑包括至少一個第一射頻放大器，所述第二射頻信號路徑包括至少一個第二射頻放大器；其中，所述至少一個第一射頻放大器通過第一開關耦合到電源電壓，所述至少一個第二射頻放大器通過第二開關耦合到所述電源電壓，所述第一開關閉合而所述第二個開關斷開，以向所述至少一個第二個射頻放大器提供電源電壓。
本發明的另一些實施例涉及在通信單元中通過多個射頻放大器共用電感器或變壓器的方法，其可包括：將共用電感器或變壓器設置多個並行的射頻信號路徑的第一射頻信號路徑和包括第二射頻信號路徑之間，其中，所述第一射頻信號路徑包括至少一個第一射頻放大器，所述第二射頻信號路徑包括至少一個第二射頻放大器；閉合將電源電壓連接到所述至少一個第一射頻放大器的第一開關；以及斷開將電源電壓連接到所述至少一個第二射頻放大器的第二開關，以向所述至少一個第二射頻放大器提供電源電壓。
由上述列舉的方案可知，本發明實施例在將共用電感器或變壓器設置多個並行的射頻信號路徑的第一射頻信號路徑和包括第二射頻信號路徑之間，並閉合將電源電壓連接到所述至少一個第一射頻放大器的第一開關；以及斷開將電源電壓連接到所述至少一個第二射頻放大器的第二開關，以向所述至少一個第二射頻放大器提供電源電壓。由此可減小多個並行的射頻信號路徑中其他並行的射頻信號路徑的寄生電容對其中一個接通的射頻信號路徑的影響(例如減小第一射頻信號路徑的寄生電容對第二射頻信號路徑的影響)。
100、300、400、450、500、550:射頻放大器電路
105、305:電壓源
308:射頻積體電路
130、140、330、340、430、440、530、535:射頻放大器
320、322:開關
135、145、335、345:寄生電容
110、310:射頻變壓器
115、315:共用電感器
112、312:變壓器輸出電感
350:射頻放大器電路的第二示例配置
200:無線通訊單元
202:天線裝置
204:天線開關
206:接收器前端電路
229:本地振盪器信號
218:計時器
216:記憶體設備
228:頻率產生電路
227:本地振盪器
214:控制器
224:功率放大器
222:發射器/調製電路
208:信號處理模組
470、460:放大器組片
510、560:電流控制信號
520:共用電感器(或共用射頻變壓器)的
一端
570:共用電感器(或共用射頻變壓器)的
可選擇的內部點
575:抽頭電感指示信號
600:方法的詳細示例流程
602、604、606、608、610、612、614:步驟
第1圖示出了已知的射頻(RF)放大器電路100；第2圖示出了根據本發明的一些示例實施例適配的無線通訊單元200的框圖；第3圖示出了根據本發明的一些示例的射頻放大器電路的第一示例的兩個配置300和350；第4圖示出了根據本發明的一些示例的射頻放大器電路的第二示例的兩個配置400和450；第5圖示出了根據本發明的一些示例的射頻放大器電路的第三示例的兩個配置500和550；第6圖根據本發明的示例示出了用於在多個射頻放大器之間共用電感器或變壓器以便減小來自射頻放大器的並行的路徑的負載效應(表現出的寄生電容)的方法的詳細示例流程第600。
將根據配置用於共用電感器或變壓器的各種射頻放大器電路來描述本發明的示例，以便降低在來自射頻放大器的並行路徑上呈現的寄生電容的負載效應，所述射頻放大器電路例如可用於支援長期演進(LTETM)通信的無線通訊單元(例如使用者設備(UE))中。然而，可以設想，共用電感器或變壓器以減少來自本文所述的射頻放大器的並行路徑所呈現的寄生電容的負載效應的電路和概念可適用於多個射頻放大器以並行方式使用的任何情況或系統或通信單元。
特別地，本發明的示例可以用在寄生電容的影響將導致問題的任意射頻放大器電路中，所導致的問題例如關於增益，頻寬或二階固有互調產物(IIP2)性能。
在本發明的一個示例中，設想可以使用多個射頻放大器來支援相同的頻帶。在這種配置中，共用電感器/變壓器不會改變，並且共用電感器/變壓器內的電流流動方向可以用在射頻放大器中，以減小所呈現的寄生電容的影響。 在本發明的其他示例中，設想多個射頻放大器可用於支持不同的頻帶。在該配置中，本發明的示例不再總是將射頻放大器連接到共用電感器/變壓器的兩個端點。根據所支援的頻帶，一些示例提出將射頻放大器連接到共用電感器/變壓器的可選的內部點。例如，較低頻帶應觀察到較高電感，較高頻帶應觀察到較低電感。值得注意的是，但是在該配置中，使用相同(尺寸)的共用電感器/變壓器，但選擇性地調整放大器的連接點。
此外，因為本發明的所示實施例在大多數情況下可使用本領域技術人員已知的電子元件和電路來實現，為了理解和認識本發明的基本概念，並且為了不混淆或分散本發明的教導，除下麵認為的必要的說明之外將不以任何更多內容對細節進行解釋。
現在參照第2圖，示出了根據本發明的一些示例實施例適配的無線通訊單元200的框圖。實際上，僅為瞭解釋本發明的實施例，無線通訊單元描述為無線使用者通信單元，該無線使用者通信單元配置為支援LTETM通信標準的使用者設備。無線通訊單元200包含用於輻射信號和/或用於接收傳輸的天線裝置202，其耦合到天線開關204，天線開關204提供無線通訊單元200內的接收鏈和發射鏈之間的隔離。如在本領域中已知的，一個或多個接收器鏈包括接收器前端電路206(有效地提供接收，濾波和中間或基帶頻率轉換)。在一些示例中，天線佈置可以是包括多個天線元件的天線陣列，每個天線元件提供將接收信號承載到接收器前端電路206的接收路徑。
接收器前端電路206耦合到信號處理模組208(通常由數位訊號處理器(DSP)實現)。本領域技術人員將理解，在一些情況下，接收器電路或元件 的集成水準可以取決於具體實現。
控制器214維持無線通訊單元200的整體操作控制。控制器214耦合到接收器前端電路206和信號處理模組208。在一些示例中，控制器214還耦合到至少一個記憶體設備216，所述記憶體設備216選擇性地存儲與通信單元的操作功能有關的資料。計時器218可操作地耦合到控制器214，以控制無線通訊單元200內的操作(例如，時間相關信號的發送或接收)的時長。
為了完整性，無線通訊單元200具有發射鏈，發射鏈包括發射器/調製電路222和耦合到天線裝置202的功率放大器224，天線裝置202可包括例如天線陣列或多個天線。發射器/調製電路222和功率放大器224在操作上響應於控制器214。
在一些示例中，功率放大器224和/或發射器/調製電路222可以包括將發射信號承載到天線202(或天線陣列)的多個發射路徑。頻率產生電路228包括至少一個本地振盪器(LO，Local Oscillator)227，本地振盪器227可操作地耦合到接收器前端電路206和發射器/調製電路222，並且被設置為向它們提供本地振盪器信號229。
在一些示例實施例中，根據第3圖-第5圖的實施例，在接收器前端電路206(例如，多個LNA)，發射器/調製電路222(例如，多個PGA)，或者功率放大器224中的一個或多個中採用多個並行的射頻放大器，電路或設備。具體地，每當在通信單元中使用多個有源RF設備時，可以設想這樣的多個有源RF設備可以被配置為與電源電壓(VDD)共用公共負載。以這種方式，第3圖至第5圖中描述的拓撲可以適用於任何數量的有源設備和信號饋送器電路。
顯然，無線通訊單元200內的多個元件中的多個可以以離散或集成元件形式實現，最終結構是應用特定的或基於設計的。
現在參考第3圖，示出了根據本發明的一些示例的射頻放大器電路的 第一示例的兩個配置300和350，其中多個射頻放大器330，340並聯連接。
多個射頻放大器330，340中的每一個的輸出端呈現寄生電容335，345。根據本發明的示例，多個射頻放大器330，340中的每一個的輸出端通過開關320，322或開關網路(在該示例中開關320，322的簡單佈置包含開關網路)連接到共用電感器315的一端(在第3圖所示的實施例中，射頻放大器330的輸出端通過開關320連接到共用電感器315的一端，射頻放大器340的輸出端通過開關322連接到共用電感器315的另一端)。在一些情況下，共用電感器315可以是共用RF變壓器310的變壓器輸入電感。在共用RF變壓器310的設計中，共用RF變壓器310由電壓源305供電並且還包括變壓器輸出電感312。
在接收器上，當應用於第2圖的接收器前端電路206中的低雜訊放大器(LNA)設計中時，共用RF變壓器310的輸出可以提供給混頻器(在該示例中未示出)。本領域技術人員將理解，本文描述的概念對於受到嚴格IIP2規範的接收器設計特別有用，尤其是因為接收器前端電路206中的下混頻器所看到的阻抗可以更大以確保相關的寄生電容的較低的影響。
在其他示例中，例如在發射鏈中，共用RF變壓器或共用電感器可以是第2圖中的多個PGA(在發射器/調製電路222和/或功率放大器224中)和天線202之間的耦合元件。
在本發明的一些示例中，所提出的解決方案對於低VDD設計特別有用，其中可以選擇較大的器件尺寸以表現出良好的線性度性能，但是這樣的設計也固有地伴隨著較大的寄生電容。
如第一配置300所示，在本發明的一些示例中，通過在相應的放大器輸出端插入高阻抗共用電感器(L1)315或共用RF變壓器310(L1+L2)並斷開一個或多個向相應的放大器提供電源電壓的開關320，322來減小(或抵消)來自另一並行射頻放大器330，340的一個(或多個)並聯寄生電容(諸如335，345) 的影響。例如，在所示的示例中，當第二射頻放大器340接通(turn on)時，第二射頻放大器340被傳送到共用電感器315或共用RF變壓器310的輸出信號受其自身的寄生電容345的影響。然而，值得注意的是，控制器，例如第2圖的控制器214，配置為斷開開關322(從而將第二射頻放大器340與其附近的電源電壓斷開)並閉合開關320(從而將第二射頻放大器340通過共用電感器(L1)315或共用RF變壓器(L1+L2)310連接到其遠端電源電壓)。
有利地，與“關閉”(turn off)的第一射頻放大器330相關聯的寄生電容(Cpar)335還用作附近電源電壓(VDD)305的穩定電容器。
因此，至少一個第一射頻放大器330可以經由第一開關320耦合到電源電壓305，並且至少一個第二射頻放大器340可以經由第二開關322耦合到電源電壓。如圖所示，閉合第一開關320為第二射頻放大器340提供電源電壓305，同時斷開第二開關(去除對至少一個第二射頻放大器340的直接供電)，由此至少一個第一射頻放大器330的寄生電容335通過共用電感器315或共用RF變壓器310與至少一個第二射頻放大器340隔離。以這種方式，顯著減小了另一寄生電容335對從第二射頻放大器340到共用電感器315或共用RF變壓器310的輸出端的影響。
在第二配置350中，當第二射頻放大器340被“關閉”(turn off)，並且第一射頻放大器330被“接通”時，第一射頻放大器330被傳送到共用電感器315或共用RF變壓器310的輸出信號受其自身的寄生電容335影響。然而，特別是在該配置中，開關網路被配置為斷開開關320(從而將第一射頻放大器330與其附近的電源電壓斷開)並閉合開關322(從而將第一射頻放大器330連接到其遠端)。 如圖所示，閉合第二開關322為第一射頻放大器330提供電源電壓305，同時斷開第一開關320(去除對至少一個第一射頻放大器330的直接供電)，由此至少一個第二射頻放大器340的寄生電容345通過共用電感器315或共用RF變壓器310與至少一個第一射頻放大器330隔離。以這種方式，顯著減小了另一寄生電容345對 從第一射頻放大器330到共用電感器315或共用RF變壓器310的輸出端的影響。
有利地，與“關閉”的第二射頻放大器340相關聯的寄生電容(Cpar)345還用作附近電源電壓(VDD)305的穩定電容器。
本發明的發明人已經認識到射頻放大器寄生電容對於實現大LNA增益和/或寬頻設計是一個問題。因此，由於通過高阻抗共用電感器315或共用RF變壓器310將寄生電容(Cpar)335和345分離，其他寄生電容345對第一射頻放大器330到共用電感器315或共用RF變壓器310的輸出端的寄生電容效應顯著降低。此外，並且有利地，避免了現有技術設計中(例如第1圖中所示)在混頻器(在接收器架構中)看到低阻抗，所述低阻抗為接收機下混頻器IIP2產生差的二階內在互調產物(IIP2)性能。
特別地，開關網路用於差異化地配置共用電感器(L1)315或共用RF變壓器310，以便在兩個或多個LNA共用相同的電感器或變壓器負載而不是全部連接的LNA均處於導通狀態的特定即時時刻(instant in time)，鬆弛(relax)寄生電容。
以這種方式，可以根據共用電感器315或共用RF變壓器310上的負載考慮放寬射頻放大器電路設計，例如對於多路徑接收器可用於同時支援帶間載波聚合(ICA)和非連續載波聚合(NCCA)應用。以這種方式，RF設計者可以具有更多的設計靈活性以實現寬頻和高阻抗設計。
在已知的開關電感器或開關變壓器設計中，通過改變或切換電感器尺寸來支持不同的頻帶，例如，較高的頻帶使用較低的固定電感值而較低的頻帶使用較大的固定電感值。因此，如第5圖所示，與這些已知的開關電感器或開關變壓器設計相反，本發明的示例提出了一種架構，其被配置為通過將多個射頻放大器連接到單個共用電感器或變壓器並且重新配置電路的操作來減少射頻放大器所呈現的寄生電容效應和/或支持不同的頻帶。
在一些示例中，前述組件可以位於射頻積體電路(RFIC，Radio Frequency Integrated Circuit)308上。以這種方式，RFIC 308包括多個並行的射頻RF信號路徑；以及共用電感器315或變壓器310其中一個，其中所述共用電感器315或變壓器310位於多個並行的RF信號路徑的第一RF信號路徑和第二RF信號路徑之間；其中，所述第一RF信號路徑包括至少一個第一射頻放大器330，所述第二RF信號路徑包括至少一個第二射頻放大器340。至少一個第一射頻放大器330通過第一開關320耦合到電源電壓305，至少一個第二射頻放大器340通過第二開關322耦合到電源電壓305，並且第一開關320閉合而第二開關322斷開，使得共用電感器315或變壓器310在至少一個第一射頻放大器330的輸出端產生高阻抗，並且當第一開關320閉合且第二開關322斷開時，提供電源至第二射頻放大器340。
當本發明的一些示例特別使用於3GHz，5GHz或10GHz範圍時，寄生電容的影響更普遍。發明人發現在一些射頻放大器設計中引發問題的放大器寄生電容的典型值大約為：Cpar=100fF-幾pF，差異取決於技術製程。
現在參考第4圖，示出了根據本發明的一些示例的射頻放大器電路的第二示例的兩個配置400和450。根據本發明的一些示例適配的第二示例的射頻放大器電路架構包括兩個並聯連接的射頻放大器430，440。在該第二示例射頻放大器電路架構400中，出於簡化目的而未示出寄生電容的影響。根據本發明的示例，兩個射頻放大器430，440的每個的輸出端分別連接到共用電感器315的其中一側，其中每個射頻放大器430，440由相應的開關320，322(或者在其他示例中，由差分開關網路)提供電源電壓305。在一些情況下，共用電感器315可以是共用RF變壓器310的變壓器輸入電感。共用RF變壓器也提供有電壓源305並且還包括變壓器輸出電感312。
以與第3圖的射頻放大器電路類似的方式，通過在相應的放大器輸出 端插入高頻阻抗共用電感器315或共用RF變壓器310(L1+L2)並斷開向相應的放大器提供電源電壓的開關網路中的電源開關320，322中的一個，來減少(或無效)來自其他並聯連接的射頻放大器430，440的一個(或多個)呈現的寄生電容的影響。
如第二配置450所示，其中，多個射頻放大器連接在兩個並聯連接的放大器組片470，460中，其中所述兩個並聯連接的放大器組分別位於共用電感器315或共用RF變壓器310的兩側。這裡，在該第二示例中，至少一個第一射頻放大器和至少一個第二射頻放大器中的每一個包括位於片上的多個射頻放大器，其中多組片由共用電感器或變壓器分開。
因此，如第4圖所示，本發明的示例實施例可以被配置為與任何數量的射頻放大器和任何數量的路徑一起工作，假設多個並行的片470，460可以並聯連接，每個片由單獨的電源電壓305供電且通過高阻抗共用電感器315或共用RF變壓器310(L1+L2)與其他片的電源隔離。在本發明的一些示例中，在任何即時時刻(any instant in time)僅“接通”一個RF路徑。以這種方式，具有多個射頻放大器的第4圖的實施例架構可以被配置為支援下面的場景，在該場景中，每個射頻放大器可以連接到多個共用電感器315或共用RF變壓器310。當選擇一系列射頻放大器及其相關聯的共用電感器315或共用RF變換器310在LTETM或類似系統中用於支援帶間載波聚合(ICA)和非連續載波聚合(NCCA)應用時，這種架構可以提供增強的靈活性。
現在參考第5圖，示出了根據本發明的一些示例的射頻放大器電路的第三示例的兩個配置500和550，該射頻放大器電路被配置為支援具有較大共用電感器的較低頻帶或者具有較小共用電感器的較高頻帶。
根據本發明的一些示例適配的第三示例射頻放大器電路架構的第一配置500包括兩組射頻放大器，其中第一組射頻放大器530，535並聯連接並且通 常位於共用電感器315或共用RF變壓器310的一側。第二組射頻放大器440通常位於共用電感器315或共用RF變壓器310的另一側。在第三示例射頻放大器電路架構的第一配置500中，出於簡化目的未示出所呈現的寄生電容的影響。根據本發明的示例，第一組射頻放大器530，535，以及第二組射頻放大器440的輸出端連接到共用電感器315，並且由相應的開關320，322(或在其他示例中為差分開關網路)提供電源電壓305。在一些情況下，共用電感器315可以是共用RF變壓器310的變壓器輸入電感。共用RF變壓器還提供有電壓源305並且包括變壓器輸出電感312。
如第5圖所示，第一組射頻放大器530，535連接到共用電感器315(或共用RF變壓器310)的一端520。在該配置中，如第5圖所示，基於電流控制信號510的指示控制共用電感器310或共用RF變壓器315內的電流流動方向，可用於減小連接到共用電感器315或共用RF變壓器310的端部的各個射頻放大器所呈現的寄生電容的影響。在該配置中，多個射頻放大器可用於支援相同的頻帶。
在本發明第三示例的第二配置550中，設想多個射頻放大器可用於支持不同的頻帶。在該配置中，本發明的示例不再總是將射頻放大器或射頻放大器組連接到共用電感器315或共用RF變壓器310的兩個端點。根據所支援的頻帶，一些示例提出連接射頻放大器到可選擇的內部點，例如共用電感器315或共用RF變壓器310的可選擇的內部點570。共用電感器315或共用RF變壓器310的該可選擇的內部連接點570確保共用電感器315或共用RF變壓器310的電感值根據由抽頭電感指示信號575指示的抽頭電感(tapped inductance)進行減小。在這種配置中，共用電感器310或共用RF變壓器315內的電流由電流控制信號560指示。
例如，通過在第二配置550中使用較高電感以及第一組射頻放大器530連接到共用電感器315或共用RF變壓器310的可選擇的內部端點570來支持較低頻帶。例如，為了支援更高的頻帶，可以通過將共用電感器310或共用RF變壓 器315的連接點重新配置為可選擇的內部連接點570來重新配置該架構，從而合併較低的電感值。值得注意的是，使用相同(大小)的共用電感器/變壓器，但是在該配置中選擇性地調整放大器的連接點。以這種方式，第5圖的實施例可以是動態可重新配置的，以在選擇一系列射頻放大器及其相關聯的共用電感器315或共用RF變換器310在LTETM或類似系統中用於支援帶間載波聚合(ICA)和非連續載波聚合(NCCA)應用時提供增強的靈活性。
在本發明的示例中，描述了一種用於在通信單元中的多個射頻放大器之間共用電感器或變壓器的方法。該方法包括：在多個並行的RF信號路徑的第一RF信號路徑和第二RF信號路徑之間設置共用電感器或變壓器，其中所述第一RF信號路徑包括至少一個第一射頻放大器，所述第二RF信號路徑包括至少一個第二射頻放大器。該方法還包括閉合將電源電壓連接到至少一個第一射頻放大器的第一開關；並且斷開將電源電壓連接到至少一個第二射頻放大器的第二開關，使得共用電感器或變壓器在至少一個第一射頻放大器的輸出端產生高阻抗。
現在參考第6圖，根據本發明的示例示出了用於在多個射頻放大器之間共用電感器或變壓器以便減小來自射頻放大器的並行的路徑的負載效應(表現出的寄生電容)的方法的詳細示例流程600。在602，具有由共用電感器或共用變壓器分開的多個射頻放大器和射頻放大器路徑的通信單元被“接通”(switch on)。在604，如第3圖-第5圖所示，具有一個(或多個)射頻放大器的第一射頻放大器路徑被“接通”，並且第二射頻放大器路徑被“關斷”。在606，經由第一射頻放大器路徑接收的放大信號經由共用電感器或共用變壓器以下列中的至少一個條件進行路由：以相較於已知設計增強的增益，以相較於已知設計增強的頻寬或以相較於已知設計被位於所述第一射頻放大器路徑上與所述一個(或多個)射頻放大器連接的元件或電路可視的更大的阻抗。
在該開關配置中，對於被“接通”的射頻放大器而言，負載效應(也即寄生電容)被減小。在608，具有一個(或多個)射頻放大器的第二射頻放大器路徑被“接通”，並且第一射頻放大器路徑被“關斷”。
在610，做出關於通信單元是否需要支援不同頻帶的可選判斷，所述不同頻帶可能需要對共用電感器或共用RF變換器進行調整和/或可能需要使用不同的射頻放大器或射頻放大器組。如果在610，通信單元不需要不同的頻帶，則流程圖轉至614。然而，根據第5圖的重配置架構，如果在610通信單元需要不同的頻帶，則在通信單元中調整RF電路。特別地，在612，通過選擇性地調整將射頻放大器或射頻放大器組連接至共用電感器或共用RF變壓器的可選擇的內部連接點的連接點來實現重新配置，如此以來，通過重連接點對共用電感器或共用RF變壓器的值的固有調整支援所需的新頻帶。
在614，經由第二射頻放大器路徑接收的放大信號以下列中的至少一個條件“接通”(或者進行路由)：以相較於已知設計增強的增益，以相較於已知設計增強的頻寬或以相較於已知設計被位於所述第二射頻放大器路徑上與所述一個(或多個)射頻放大器連接的元件或電路可視的更大的阻抗。如果隨後另一個射頻放大器路徑(例如，第一射頻放大器路徑)被接著使用，則流程圖可以回到604。
在前述說明書中，已經參考本發明的特定的實施例描述了本發明。然而，顯而易見的是，在不脫離所附申請專利範圍中闡述的本發明的範圍的情況下，可以進行各種修改和改變。
本領域技術人員將認識到，界定元件僅僅是說明性的，並且替代實施例可以合併元件或電路元件或對各種元件或電路元件施加功能的替代分解。因此，應該理解，這裡描述的架構僅僅是示例性的，並且實際上可以實施許多其他架構來實現相同的功能。因此可以設想，其他修改，變化和替代也是可能 的。因此，說明書和附圖應被視為說明性的而非限制性的。
實現相同功能的任何組件佈置有效地“關聯”，使得實現期望的功能。因此，這裡任何兩個聯合到一起實現特定功能的元件可以被視為彼此“關聯”，使得實現期望的功能，而不管架構或中間組件。同樣地，如此關聯的任何兩個元件也可以被視為彼此“可操作地連接”或“可操作地耦合”以實現期望的功能。
此外，本領域技術人員將認識到，上述操作之間的界限僅僅是說明性的。可以將多個操作組合成單個操作，可以在附加操作中分發單個操作，並且操作可以在時間上至少部分地重疊。此外，替代實施例可以包括特定操作的多個實例，並且可以在各種其他實施例中改變操作的順序。
在申請專利範圍中，括弧內的任何參考符號不應被解釋為限制申請專利範圍。“包括”一詞不排除申請專利範圍中未列出的其他元件或步驟的存在。 此外，如本文所使用的術語“一個”或“一個”被定義為一個或多於一個。此外，在申請專利範圍中使用諸如“至少一個”和“一個或多個”的介紹性短語不應被解釋為暗示由不定冠詞“a”或“an”介紹的另一個申請專利範圍元素限制任何特定的包括這樣的介紹元素的申請專利範圍為僅包含一個這樣的要素的發明，即使在同一個申請專利範圍中包括引言短語“一個或多個”或“至少一個”以及諸如“一個”或“一個”的不定冠詞時。定冠詞的使用也是如此。除非另有說明，否則諸如“第一”和“第二”的術語用於任意區分這些術語描述的元素。因此，這些術語不一定旨在表示這些元素的時間或其他優先次序。在相互不同的申請專利範圍中敘述某些措施的僅有事實並不表示這些措施的組合不能用於獲益。
如本文所討論的連接可以是適合於從各個節點，單元或設備傳輸信號或者例如經由中間元件傳輸信號的任何類型的連接。因此，除非暗示或另有說明，否則連接可以是例如直接連接或間接連接。可以參考單個連接，多個連 接，單向連接或雙向連接來圖示或描述連接。然而，不同的圖示示例可以改變連接的實現。例如，可以使用單獨的單向連接而不是雙向連接，反之亦然。而且，多個連接可以用單個連接替換，該單個連接串列地或以時間複用的方式傳送多個信號。同樣地，攜帶多個信號的單個連接可以被分離成承載這些信號的子集的各種不同的連接。因此，存在許多用於傳輸信號的選項。
應當理解，為了清楚起見，以上描述已經參考不同的功能單元描述了本發明的實施例。然而，顯而易見的是，可以使用不同功能單元之間的任何合適的功能分佈而不背離本發明。因此，對特定功能單元的引用僅被視為對用於提供所描述的功能的合適裝置的引用，而不是指示嚴格的邏輯或物理結構或組織。
儘管已經結合一些實施例描述了本發明，但是並不意圖將本發明限於這裡闡述的特定形式。相反，本發明的範圍僅受所附申請專利範圍的限制。 另外，儘管可能看起來結合特定實施例描述了特徵，但是本領域技術人員將認識到，可以根據本發明組合所描述的實施例的各種特徵。在申請專利範圍中，術語“包括”不排除存在其他元件或步驟。
此外，儘管單獨列出，但是多個裝置，元件或方法步驟可以由例如單個單元或處理器或控制器實現。另外，儘管各個特徵可以包括在不同的申請專利範圍中，但是這些特徵可以有利地組合，並且包含在不同的申請專利範圍中並不意味著特徵的組合是不可行和/或不利的。此外，在一類申請專利範圍中包含特徵並不意味著對該類別的限制，而是表明該特徵同樣適用於其他申請專利範圍類別。
此外，申請專利範圍中的特徵的順序並不意味著必須執行特徵的任何特定順序，並且特別地，方法申請專利範圍中的各個步驟的順序並不意味著必須以該循序執行這些步驟。而是，可以以任何合適的循序執行這些步驟。另 外，單數引用不排除多個。因此，對“一”，“第一”，“第二”等的引用不排除多個。
因此，已經描述瞭解決方案，其中已經基本上減輕了現有技術佈置的上述缺點。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
300:射頻放大器電路
305:電壓源
308:射頻積體電路
330、340:射頻放大器
320、322:開關
335、345:寄生電容
310:射頻變壓器
315:共用電感器
312:變壓器輸出電感
350:射頻放大器電路的第二示例配置

Claims (9)

  1. 一種通信單元，包括：多個並行的射頻信號路徑；以及位於所述多個並行的射頻信號路徑的第一射頻信號路徑和第二射頻信號路徑之間的共用電感器或變壓器，其中，所述第一射頻信號路徑包括多個可選的第一射頻放大器，所述第二射頻信號路徑包括多個可選的第二射頻放大器；其中，所述多個可選的第一射頻放大器中的至少一個第一射頻放大器通過第一開關耦合到電源電壓，所述多個可選的第二射頻放大器中的至少一個第二射頻放大器通過第二開關耦合到所述電源電壓，所述第一開關閉合而所述第二開關斷開，以向所述至少一個第二射頻放大器提供電源電壓；其中來自所述多個可選的第一或第二射頻放大器的第一可選的射頻放大器或第一組可選的射頻放大器選擇性地連接到所述共用電感器或變壓器的內部部分，從而調整共用電感器或變壓器的電感值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的通信單元，其中閉合的所述第一開關使所述共用電感器或變壓器在所述至少一個第一射頻放大器的輸出端產生高阻抗。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的通信單元，其中經由所述共用電感器或變壓器連接的所述至少一個第一射頻放大器呈現第一輸出寄生電容，所述至少一個第二射頻放大器呈現第二輸出寄生電容；所述第一開關的閉合使共用電感器或變壓器在所述至少一個第一射頻放大器的輸出端產生高阻抗並減小所述第一輸出寄生電容對所述至少一個第二射頻放大器的輸出 端的影響。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的通信單元，其中：所述至少一個第一射頻放大器和至少一個第二射頻放大器是所述通信單元的接收器路徑中的低雜訊放大器；或所述至少一個第一射頻放大器和至少一個第二射頻放大器是所述通信單元的發射器路徑中的可程式設計增益放大器或功率放大器的增益元件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的通信單元，其中所述至少一個第一射頻放大器和至少一個第二射頻放大器均包括多個射頻放大器。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的通信單元，其中所述多個射頻放大器位於片上，其中多組片由所述共用電感器或變壓器隔開。
  7. 一種用於在通信單元中通過多個射頻放大器共用電感器或變壓器的方法，該方法包括：將共用電感器或變壓器設置在多個並行的射頻信號路徑的第一射頻信號路徑和包括第二射頻信號路徑之間，其中，所述第一射頻信號路徑包括多個可選的第一射頻放大器，所述第二射頻信號路徑包括多個可選的第二射頻放大器；閉合將電源電壓連接到所述多個可選的第一射頻放大器中的至少一個第一射頻放大器的第一開關；以及斷開將電源電壓連接到所述多個可選的第二射頻放大器中的至少一個第二射頻 放大器的第二開關，以向所述至少一個第二射頻放大器提供電源電壓；其中來自所述多個可選的第一或第二射頻放大器的第一可選的射頻放大器或第一組可選的射頻放大器選擇性地連接到所述共用電感器或變壓器的內部部分，從而調整共用電感器或變壓器的電感值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中閉合所述第一開關和斷開所述第二開關包括：在所述至少一個第一射頻放大器的輸出端產生高阻抗。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中經由所述共用電感器或變壓器連接的所述至少一個第一射頻放大器呈現第一輸出寄生電容，所述至少一個第二射頻放大器呈現第二輸出寄生電容；所述第一開關的閉合使共用電感器或變壓器在所述至少一個第一射頻放大器的輸出端產生高阻抗並減小所述第一輸出寄生電容對所述至少一個第二射頻放大器的輸出端的影響。
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