【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明關(guān)于例如能夠執(zhí)行無線通信的便攜式電子設(shè)備的濾波控制，更具體地說，涉及一種頻率可調(diào)諧濾波器和相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

根據(jù)相關(guān)技術(shù)，諸如多功能移動(dòng)電話的傳統(tǒng)便攜式電子設(shè)備可以被設(shè)計(jì)為具有基于各種發(fā)達(dá)和明確的無線通信技術(shù)(例如，全球系統(tǒng)移動(dòng)通信(globalsystemformobilecommunications，gsm)技術(shù)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)率的gsm演進(jìn)(enhanceddataratesforgsmevolution，edge)，高速分組接入(highspeedpacketaccess，hspa)技術(shù)，等等)進(jìn)行無線通信的能力，并可以配備有對(duì)應(yīng)于不同傳輸路徑的不同的功率放大器(poweramplifier，pa)。例如，一個(gè)功率放大器在edge模式可能需要有工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(industrial,scientificandmedical，ism)頻帶濾波器，以防止2.4千兆赫(ghz)的信號(hào)耦合到另一個(gè)功率放大器。然而，在gsm模式下并不需要該ism頻帶濾波器，它會(huì)在gsm模式中導(dǎo)致額外的功耗。因此，需要一種新的架構(gòu)進(jìn)行濾波控制，以確保電子設(shè)備的整體性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種頻率可調(diào)濾波器和相關(guān)裝置，以解決上述問題。

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，提供一種頻率可調(diào)濾波器，包括：多個(gè)端口，包括輸入端口和輸出端口；電感電容(lc)諧振器，其中所述lc諧振器包括耦接于所述輸入端口和所述輸出端口的第一端子，并且還包括第二端子；開關(guān)單元，耦接于所述lc諧振器和所述頻率可調(diào)諧濾波器的接地端之間，被設(shè)置為在所述lc諧振器的所述第二端子和所述接地端之間選擇性地提供導(dǎo)通路徑；以及諧振調(diào)整單元，耦接于所述lc諧振器和所述接地端之間，被設(shè)置為選擇性地改變所述lc諧振器的諧振特性。

依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供一種在電子設(shè)備中執(zhí)行濾波控制的裝置，所述裝置包括電子裝置的至少一部分(例如一部分或去全部)。該裝置包括：頻率可調(diào)諧濾波器，包括：多個(gè)端口，包括輸入端口和輸出端口；電感電容諧振器，其中所述lc諧振器包括耦接于所述輸入端口和所述輸出端口的第一端子，并且還包括第二端子；開關(guān)單元，耦接于所述lc諧振器和所述頻率可調(diào)諧濾波器的接地端之間，被設(shè)置為在所述lc諧振器的所述第二端子和所述接地端之間選擇性地提供導(dǎo)通路徑；以及諧振調(diào)整單元，耦接于所述lc諧振器和所述接地端之間，被設(shè)置為選擇性地改變所述lc諧振器的諧振特性；以及控制器，耦接于所述頻率可調(diào)諧濾波器，其中，所述控制器通過所述開關(guān)單元控制所述頻率可調(diào)諧濾波器的硬件配置。

上述頻率可調(diào)濾波器和相關(guān)裝置保證了電子設(shè)備的整體性能。

為了對(duì)本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下：

【附圖說明】

圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的在電子設(shè)備中進(jìn)行濾波控制的裝置的示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的涉及圖1所示的頻率可調(diào)諧濾波器的控制方式。

圖3為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的涉及圖1所示的頻率可調(diào)諧濾波器的控制方式。

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1所示頻率可調(diào)諧濾波器的某些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖1所示頻率可調(diào)諧濾波器的某些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

【具體實(shí)施方式】

在說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同一個(gè)元件。本說明書及權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中所提及的“包含”和“包括”為開放式的用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于……”。以外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接到第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

請(qǐng)參考圖1，其示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子設(shè)備中進(jìn)行濾波控制的裝置100的示意圖，其中該裝置100可以包括至少一部分(例如部分或全部)上述電子裝置。例如，裝置100可以包括上述電子設(shè)備的一部分，更具體地，可以是至少一個(gè)硬件電路諸如電子裝置內(nèi)的至少一個(gè)集成電路(ic)及其相關(guān)電路。在另一范例中，裝置100可以是整個(gè)上述電子設(shè)備。在另一范例中，裝置100可包括包含上述電子設(shè)備的系統(tǒng)(例如，包含電子設(shè)備的無線通信系統(tǒng))。電子設(shè)備的實(shí)例可以包括但不限于，移動(dòng)電話(例如，多功能移動(dòng)電話)、平板、以及個(gè)人計(jì)算機(jī)，如手提電腦。

如圖1所示，裝置100可以包括控制器105(例如微控制器，微處理器，處理電路例如處理器等)和頻率可調(diào)諧濾波器(frequencytunablefilter)110，其中控制器105和頻率可調(diào)諧濾波器110都位于電子設(shè)備中，并彼此耦接。更具體地，頻率可調(diào)諧濾波器110可包括多個(gè)端口，包含輸入端口in和輸出端口out，并且輸入端口in和輸出口out彼此耦接。此外，頻率可調(diào)諧濾波器110還可以包括電感電容(lc)諧振器110r、耦接于頻率可調(diào)諧濾波器110的lc諧振器110r和接地端之間的開關(guān)單元110s、以及諧振調(diào)整單元(resonanceadjustmentunit)，例如電感器或電容器(l或c)單元110lc，其中該諧振調(diào)整單元，如l或c單元110lc，還耦接于lc諧振器110r和接地端之間。例如，lc諧振器110r可以包括電感器和電容器。在一些實(shí)施例中，開關(guān)單元110s可以包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管。場(chǎng)效應(yīng)晶體管的例子可以包括但不限于金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet)。這僅是為了說明的目的，并不意味著是本發(fā)明的限制。根據(jù)一些實(shí)施方案，開關(guān)單元110s的實(shí)現(xiàn)方式可能會(huì)有所變化。在一些實(shí)施例中，諧振調(diào)整單元，如l或c單元110lc可包括電感器或電容器。例如，l或c單元110lc可以是電感器。在另一實(shí)施例中，l或c單元110lc可以是電容器。

根據(jù)圖1所示的實(shí)施例，lc諧振器110r可包括耦接于輸入端口in和輸出端口out的第一端子(例如，圖1所示的lc諧振器110r的上部端子)，并且還可以包括第二端子(例如，圖1所示的lc諧振器110r的下部端子)。此外，開關(guān)單元110s可以被設(shè)置為在lc諧振器110r的第二端子和接地端之間選擇性地提供導(dǎo)通路徑。此外，諧振調(diào)整單元如l或c單元110lc可以被設(shè)置為選擇性地改變lc諧振器110r的諧振特性。另外，控制器105可以通過開關(guān)單元110s控制頻率可調(diào)諧濾波器110的硬件配置。例如，在控制器105的控制下，諧振調(diào)整單元如l或c單元110lc可以根據(jù)lc諧振器110r的第二端子和接地端之間的開關(guān)單元110s所提供的導(dǎo)通路徑改變lc諧振器110r的諧振特性。例如，諧振特性可以包括lc諧振器110r的諧振頻率。

上述硬件配置的范例可以包括但不限于頻率可調(diào)諧濾波器110的第一配置和第二配置。根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)頻率可調(diào)諧濾波器110是第一配置時(shí)，開關(guān)單元110s可以提供lc諧振器110r的第二端子和接地端之間的導(dǎo)通路徑。例如，當(dāng)頻率可調(diào)諧濾波器110是第一配置時(shí)，開關(guān)單元110s可通過提供lc諧振器110r的第二端子和接地端之間的導(dǎo)通路徑來停用諧振調(diào)整單元，如l或c單元110lc。根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)頻率可調(diào)濾波器110是第二配置時(shí)，開關(guān)單元110s可以阻斷(block)lc諧振器110r的第二端子和接地端之間的導(dǎo)通路徑。例如，當(dāng)頻率可調(diào)濾波器110是第二配置時(shí)，開關(guān)單元110s可以通過阻斷l(xiāng)c諧振器110r的第二端子和接地端之間的導(dǎo)通路徑來使能(enable)諧振調(diào)整單元，如l或c單元110lc。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的涉及圖1所示的頻率可調(diào)諧濾波器110的控制方式。圖2所示的架構(gòu)可作為電子設(shè)備內(nèi)的發(fā)射器電路的范例，以及圖2所示的頻率可調(diào)諧濾波器可作為圖1所示的頻率可調(diào)諧濾波器110的范例。例如，除了頻率可調(diào)諧濾波器，本實(shí)施例的發(fā)射器電路可以包括至少一個(gè)功率放大器，例如dcs/pcs頻帶的功率放大器(在圖2中標(biāo)示為“pa@dcs/pcs頻帶”)，并且還可以包括功率放大器匹配和諧波濾波器(在圖2中標(biāo)示為“pa匹配，諧波濾波器”)，其中，功率放大器匹配和諧波濾波器的輸出可以耦接到天線。

根據(jù)本實(shí)施方式，dcs/pcs頻帶功率放大器可以運(yùn)作在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)(digitalcellularsystem，dcs)頻帶或個(gè)人通信服務(wù)(personalcommunicationsservice，pcs)頻帶(為了更好地理解，在圖2中標(biāo)示為“@dcs/pcs頻帶”)，以及功率放大器匹配和諧波濾波器可以為dcs/pcs頻帶功率放大器執(zhí)行功率放大器匹配和諧波濾波。例如，控制器105可以接通開關(guān)單元110s以設(shè)置圖2所示的頻率可調(diào)諧濾波器的第一配置，其中dcs/pcs頻帶的功率放大器在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(gsm)模式下操作，并且lc諧振器110r如lc濾波器(其可包括具有電感值l的電感器，并且包括具有電容值c的電容器，其中l(wèi)c濾波器的電感器和電容器串聯(lián)連接，如圖2所示)的第二端子電性連接到接地端用于功率放大器二次諧波匹配(例如3.8千兆赫(ghz))。在另一范例中，控制器105可以關(guān)斷開關(guān)單元110s以設(shè)置圖2所示的頻率可調(diào)諧濾波器的第二配置，其中dcs/pcs頻帶功率放大器在增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率gsm演進(jìn)(edge)模式中操作，并且與l或c單元110lc(例如電感器l2)串聯(lián)連接的lc諧振器110r(例如，lc濾波器)的第二端子可在抑制頻率(rejectionfrequency)諧振(如2.4千兆赫)，即低于1/(2*π*(l*c)^1/2)的頻率。

在電子設(shè)備被設(shè)計(jì)為具有基于各種無線通信技術(shù)(例如，gsm技術(shù)，edge技術(shù)，hspa技術(shù)等)執(zhí)行無線通信的能力的情況下，一個(gè)功率放大器諸如dcs/pcs頻帶的功率放大器(在圖2中標(biāo)示為“pa@dcs/pcs頻帶”)在edge模式可能需要有工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)療(ism)頻帶濾波器，以防止2.4ghz的信號(hào)耦合至無線保真(wi-fi)系統(tǒng)。然而，在gsm模式下并不需要ism頻帶濾波器，它會(huì)在gsm模式導(dǎo)致額外的功耗。這個(gè)問題可以通過使用頻率可調(diào)諧濾波器110如在圖2所示的頻率可調(diào)諧濾波器來解決，并且具有頻率可調(diào)諧特征的頻率可調(diào)諧濾波器適合用作二次諧波濾波器，也適合被用作ism頻帶濾波器。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的涉及圖1所示的頻率可調(diào)諧濾波器110的控制方式。圖3所示的架構(gòu)可作為電子設(shè)備內(nèi)的發(fā)射器電路的范例，以及圖3所示的頻率可調(diào)諧濾波器可以作為圖1所示的頻率可調(diào)諧濾波器110的范例。例如，除了頻率可調(diào)諧濾波器，本實(shí)施例的發(fā)射器電路可以包括至少一個(gè)功率放大器如功率放大器pa1(圖3中標(biāo)示為“pa1@fo”)以及功率放大器pa2(圖3中標(biāo)示為“pa2@2fo”)，并且可以進(jìn)一步包括第一匹配和諧波濾波器(圖3中標(biāo)示為“fo匹配，諧波濾波器”)以及第二匹配和諧波濾波器(圖3中標(biāo)示為“2fo匹配，諧波濾波器”)。另外，本實(shí)施例的發(fā)射器電路可進(jìn)一步包括天線開關(guān)模塊(antennaswitchmodule，asm)或雙工器，其中天線開關(guān)模塊(圖示asm)或雙工器的輸出可以耦接到天線。

根據(jù)本實(shí)施例，功率放大器pa1可以在對(duì)應(yīng)于載波頻率fo的頻帶進(jìn)行操作，以及功率放大器pa2可以在對(duì)應(yīng)于載波頻率2fo的頻帶進(jìn)行操作。此外，第一匹配和諧波濾波器可以為功率放大器pa1執(zhí)行功率放大器匹配和諧波濾波，以及第二匹配和諧波濾波器可以為功率放大器pa2執(zhí)行pa匹配和諧波濾波。例如，控制器105可以接通開關(guān)單元110s以設(shè)置圖3所示的頻率可調(diào)諧濾波器的第一配置，其中功率放大器pa2被接通，以及l(fā)c諧振器110r(例如圖2所示的lc濾波器)的第二端子被電性連接到接地端用于功率放大器諧波匹配(例如3.8ghz)。在另一范例中，控制器105可以關(guān)斷開關(guān)單元110s以設(shè)置圖3所示的頻率可調(diào)諧濾波器的第二配置，其中功率放大器pa2被關(guān)斷，并且串聯(lián)連接于l或c單元110lc(例如電感器l2)的lc諧振器110r(例如lc濾波器)的第二端子可以在抑制頻率(例如1.9ghz)諧振，耦合自功率放大器pa1的二次諧波也在1.9ghz，該頻率低于1/(2*π*(l*c)^1/2)。

在電子設(shè)備被設(shè)計(jì)為具有基于各種無線通信技術(shù)(例如，gsm技術(shù)，edge技術(shù)，hspa技術(shù)等)執(zhí)行無線通信的能力的情況下，一個(gè)功率放大器(例如gsm功率放大器或wi-fi功率放大器)如功率放大器pa1的大輸出信號(hào)可能會(huì)有基諧波、二次諧波和更高次的諧波項(xiàng)。如果來自功率放大器pa1的輸出諧波耦合到功率放大器pa2的輸出路徑，則功率放大器pa2的輸出匹配濾波器，如第二匹配和諧波濾波器(在圖3中標(biāo)示為“2fo匹配，諧波濾波器”)，不能濾除這些輸出諧波內(nèi)的二次諧波項(xiàng)(即2fo諧波)的耦合諧波信號(hào)，因?yàn)榫哂?fo頻率的耦合諧波信號(hào)是用于功率放大器pa2的帶內(nèi)信號(hào)。然后，功率放大器pa1的輸出路徑上的二次諧波將通過功率放大器pa2的輸出傳遞給天線。雖然可能存在耦合到功率放大器pa2的輸出的asm，如上所述asm，但asm中的天線開關(guān)的隔離可能只有-20db。如果來自功率放大器pa1的這些輸出諧波內(nèi)的二次諧波項(xiàng)(即2fo諧波)的耦合諧波信號(hào)的功率超過-10dbm，那么這將導(dǎo)致結(jié)果未能通過美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(fcc)的規(guī)范。這個(gè)問題可以通過使用頻率可調(diào)諧濾波器110如在圖3中所示的頻率可調(diào)諧濾波器來解決。

根據(jù)一些實(shí)施例，頻率可調(diào)諧濾波器110可包括串聯(lián)電性連接于lc諧振器110r和并聯(lián)連接于電感器(例如電感器l2)或電容器(例如在后續(xù)其中之一實(shí)施例中所示的電容器c2)的開關(guān)單元110s，以在抑制頻率諧振。例如，當(dāng)功率放大器pa1被接通時(shí)，控制器105可以接通開關(guān)單元110s以設(shè)置頻率可調(diào)諧濾波器110的第一配置，以及具有電性連接到接地端(即短接地)的第二端子的lc諧振器110r(如lc濾波器)可用于功率放大器pa2的功率放大器匹配。在另一范例中，控制器105可以關(guān)斷開關(guān)單元110s以設(shè)置頻率可調(diào)諧濾波器110的第二配置，以及電性串聯(lián)連接于電感器l2的lc諧振器110r(如lc濾波器)將在相應(yīng)的抑制頻率諧振，即低于1/(2*π*(l*c)^1/2)的頻率。

根據(jù)一些實(shí)施方案，在開關(guān)單元110s的開關(guān)輸入處的承載電壓(stressedvoltage)比在功率放大器輸出(例如功率放大器pa1的輸出或功率放大器pa2的輸出)上的電壓小，所以開關(guān)單元110s的可靠性應(yīng)該很好。例如，開關(guān)單元110s可以被視為承載電壓緩解開關(guān)(voltagestressedrelaxedswitch)。根據(jù)一些實(shí)施方案，所提出的匹配元件，例如頻率可調(diào)諧濾波器110中的匹配元件可以放置在功率放大器的輸出(例如，功率放大器pa1的輸出或功率放大器pa2的輸出)，位于多個(gè)功率放大器的其中之一與相關(guān)的功率放大器匹配網(wǎng)絡(luò)之間(例如，功率放大器pa1和第一匹配和諧波濾波器之間，或功率放大器pa2和第二匹配和諧波濾波器之間)以為了較小的帶內(nèi)損耗。根據(jù)一些實(shí)施方案，lc諧振器110r如lc濾波器可以不被開關(guān)單元110s的關(guān)斷狀態(tài)的電阻(即開關(guān)單元110s在其關(guān)斷狀態(tài)的電阻)所影響，這意味著lc諧振器110r如lc濾波器可以具有良好的抑制。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1所示頻率可調(diào)諧濾波器110的某些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。如圖4所示，頻率可調(diào)諧濾波器110(例如雙端口濾波器)可包括串聯(lián)電性連接于lc諧振器110r到接地端以及并聯(lián)連接于電感器l2的開關(guān)單元110s。例如，控制器105可以接通開關(guān)單元110s以設(shè)置頻率可調(diào)諧濾波器110的第一配置，其中l(wèi)c共振器110r(如lc濾波器)的第二端子通過開關(guān)單元110s電性連接到接地端(即短接地)。在另一范例中，控制器105可以關(guān)斷開關(guān)單元110s以設(shè)置頻率可調(diào)諧濾波器110的第二配置，以及電性串聯(lián)連接于電感器l2的lc諧振器110r(如lc濾波器)將在相應(yīng)的抑制頻率諧振，即低于1/(2*π*(l*c)^1/2)的頻率。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖1所示頻率可調(diào)諧濾波器110的某些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。如圖5所示，頻率可調(diào)諧濾波器110(例如雙端口濾波器)可包括串聯(lián)電性連接于lc諧振器110r到接地端以及并聯(lián)連接于電容器c2的開關(guān)單元110s。例如，控制器105可以接通開關(guān)單元110s以設(shè)置頻率可調(diào)諧濾波器110的第一配置，其中l(wèi)c諧振器110r(如lc濾波器)的第二端子通過開關(guān)單元110s電性連接到接地端(即短接地)。在另一范例中，控制器105可以關(guān)斷開關(guān)單元110s以設(shè)置頻率可調(diào)諧濾波器110的第二配置，以及電性串聯(lián)連接于電容器c2的lc諧振器110r(如lc濾波器)將在相應(yīng)的抑制頻率諧振，即低于1/(2*π*(l*c)^1/2)的頻率。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易地觀察到，在保持本發(fā)明的教導(dǎo)同時(shí)可以對(duì)裝置和方法做出許多修改和變化。因此，上述公開應(yīng)當(dāng)被解釋為僅由所附權(quán)利要求書的邊界和范圍界定。