具有噪聲拆分的放大器的制造方法
【專利說(shuō)明】具有噪聲拆分的放大器
【背景技術(shù)】
[0001] 領(lǐng)域
[0002] 本公開一般涉及電子器件，尤其涉及放大器。
[0003] 背景
[0004] 無(wú)線通信系統(tǒng)中的無(wú)線設(shè)備（例如，蜂窩電話或智能電話）可以發(fā)射和接收數(shù)據(jù) 以用于雙向通信。無(wú)線設(shè)備可包括用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)以及用于數(shù)據(jù)接收的接收機(jī)。對(duì) 于數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)射機(jī)可以用數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)制射頻（RF)載波信號(hào)以獲得經(jīng)調(diào)制RF信號(hào)，放大經(jīng)調(diào) 制RF信號(hào)以獲得具有恰當(dāng)輸出功率電平的經(jīng)放大RF信號(hào)，并經(jīng)由天線將該經(jīng)放大的RF信 號(hào)發(fā)射到基站。對(duì)于數(shù)據(jù)接收，接收機(jī)可經(jīng)由天線獲得收到RF信號(hào)并且可放大和處理該收 到RF信號(hào)以恢復(fù)由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0005] 無(wú)線設(shè)備可支持載波聚集，其是多個(gè)載波上的同時(shí)操作。載波可指被用于通信的 頻率范圍并且可與某些特性相關(guān)聯(lián)。例如，載波可與描述該載波上的操作的系統(tǒng)信息相關(guān) 聯(lián)。載波也可被稱為分量載波（CC)、頻率信道、蜂窩小區(qū)等。期望無(wú)線設(shè)備高效地支持載波 聚集。
[0006] 附圖簡(jiǎn)述
[0007] 圖1示出了無(wú)線設(shè)備與無(wú)線系統(tǒng)通信。
[0008] 圖2A到2D示出了載波聚集（CA)的四個(gè)示例。
[0009] 圖3示出了圖1中的無(wú)線設(shè)備的框圖。
[0010] 圖4示出了沒(méi)有噪聲拆分的單輸入多輸出（SIMO)低噪聲放大器（LNA)。
[0011] 圖5示出了在電流緩沖器輸出端處具有噪聲拆分的SMO LNA。
[0012] 圖6A到7C示出了在電流緩沖器輸出端處具有噪聲拆分的SMO LNA的一些示例 性設(shè)計(jì)。
[0013] 圖8示出了在增益電路輸出端處具有噪聲拆分的SMO LNA。
[0014] 圖9A到9C示出了在增益電路輸出端處具有噪聲拆分的SMO LNA的一些示例性 設(shè)計(jì)。
[0015] 圖10示出了用于執(zhí)行信號(hào)放大的過(guò)程。
[0016] 詳細(xì)描述
[0017] 以下闡述的詳細(xì)描述旨在作為本公開的示例性設(shè)計(jì)的描述，而無(wú)意表示可在其中 實(shí)踐本公開的僅有設(shè)計(jì)。術(shù)語(yǔ)"示例性"在本文中用于表示"用作示例、實(shí)例或解說(shuō)"。本文 中描述為"示例性"的任何設(shè)計(jì)不必被解釋為優(yōu)于或勝過(guò)其他設(shè)計(jì)。本詳細(xì)描述包括具體 細(xì)節(jié)以提供對(duì)本公開的示例性設(shè)計(jì)的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，沒(méi)有這 些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐本文描述的示例性設(shè)計(jì)。在一些實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖形 式示出以免湮沒(méi)本文中給出的示例性設(shè)計(jì)的新穎性。
[0018] 本文公開了具有噪聲拆分且具有良好性能和其它期望特性的放大器。這些放大器 可包括支持多個(gè)所發(fā)射信號(hào)的同時(shí)接收的SMO LNA。這些放大器可被用于各種類型的電子 設(shè)備，諸如無(wú)線通信設(shè)備。
[0019] 圖1示出了無(wú)線設(shè)備110正與無(wú)線通信系統(tǒng)120通信。無(wú)線系統(tǒng)120可以是長(zhǎng) 期演進(jìn)（LTE)系統(tǒng)、碼分多址（CDMA)系統(tǒng)、全球移動(dòng)通信（GSM)系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN) 系統(tǒng)或其他某個(gè)無(wú)線系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)寬帶CDMA(WCDMA)、CDMA IX、演進(jìn)數(shù)據(jù)最佳化 (EVDO)、時(shí)分同步CDMA(TD-SCDMA)、或其他某個(gè)版本的CDMA。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，圖1示出了無(wú)線 系統(tǒng)120包括兩個(gè)基站130和132以及一個(gè)系統(tǒng)控制器140。一般而言，無(wú)線系統(tǒng)可包括任 何數(shù)目的基站以及任何網(wǎng)絡(luò)實(shí)體集合。
[0020] 無(wú)線設(shè)備110還可以指用戶裝備（UE)、移動(dòng)站、終端、接入終端、訂戶單元、站 等。無(wú)線設(shè)備110可以是蜂窩電話、智能電話、平板設(shè)備、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、手持式設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)、智能本、上網(wǎng)本、無(wú)繩電話、無(wú)線本地環(huán)路（WLL)站、藍(lán) 牙設(shè)備、等等。無(wú)線設(shè)備110可與無(wú)線系統(tǒng)120通信。無(wú)線設(shè)備110還可接收來(lái)自廣播站 (例如廣播站134)的信號(hào)、來(lái)自一個(gè)或多個(gè)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)中的衛(wèi)星（例如，衛(wèi) 星150)的信號(hào)等。無(wú)線設(shè)備110可以支持用于無(wú)線通信的一種或多種無(wú)線電技術(shù)，諸如 LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVD0、TD-SCDMA、GSM、802. 11 等等。
[0021] 無(wú)線設(shè)備110可以支持載波聚集，其是多個(gè)載波上的操作。載波聚集也可被稱為 多載波操作。無(wú)線設(shè)備110可以能夠在從698兆赫茲（MHz)到960MHz的低頻帶、從1475MHz 到2170MHz的中頻帶、和/或從2300MHz到2690MHz以及從3400MHz到3800MHz的高頻帶 中操作。低頻帶、中頻帶和高頻帶指的是三群頻帶（或頻帶群），其中每個(gè)頻帶群包括數(shù)個(gè) 頻帶（或簡(jiǎn)稱為"帶"）。每個(gè)頻帶可以覆蓋至多達(dá)200MHz并且可以包括一個(gè)或多個(gè)載波。 在LTE中每個(gè)載波可以覆蓋至多達(dá)20MHz。LTE版本11支持35個(gè)頻帶，這些頻帶被稱為 LTE/UMTS頻帶并且在3GPP TS 36. 101中列出。在LTE版本11中，無(wú)線設(shè)備110可以配置 成具有在一個(gè)或兩個(gè)頻帶中的至多達(dá)5個(gè)載波。
[0022] 一般而言，載波聚集（CA)可以被分類為兩種類型一一帶內(nèi)CA和帶間CA。帶內(nèi)CA 是指同一頻帶內(nèi)的多個(gè)載波上的操作。帶間CA是指不同頻帶中的多個(gè)載波上的操作。
[0023] 圖2A示出了毗連帶內(nèi)CA的示例。在圖2A中示出的示例中，無(wú)線設(shè)備110配置有 在低頻帶中的一個(gè)頻帶中的四個(gè)毗連載波。無(wú)線設(shè)備110可在同一頻帶內(nèi)的多個(gè)毗連載波 上發(fā)送和/或接收傳輸。
[0024] 圖2B示出了非毗連帶內(nèi)CA的示例。在圖2B中示出的示例中，無(wú)線設(shè)備110配置 有在低頻帶中的一個(gè)頻帶中的四個(gè)非毗連載波。各載波可分隔5MHz、10MHz或者其他某個(gè) 量。無(wú)線設(shè)備110可在同一頻帶內(nèi)的多個(gè)非毗連載波上發(fā)送和/或接收傳輸。
[0025] 圖2C示出了在同一頻帶群中的帶間CA的示例。在圖2C中所示的示例中，無(wú)線設(shè) 備110配置成具有在低頻帶中的兩個(gè)頻帶中的四個(gè)載波。無(wú)線設(shè)備110可在同一頻帶群中 的不同頻帶中的多個(gè)載波上發(fā)送和/或接收傳輸。
[0026] 圖2D示出了不同頻帶群中的帶間CA的示例。在圖2D中示出的示例中，無(wú)線設(shè)備 110配置成具有在不同頻帶群中的兩個(gè)頻帶中的四個(gè)載波，其包括在低頻帶中的一個(gè)頻帶 中的兩個(gè)載波以及在中頻帶中的另一頻帶中的兩個(gè)載波。無(wú)線設(shè)備110可在不同頻帶群中 的不同頻帶中的多個(gè)載波上發(fā)送和/或接收傳輸。
[0027]圖2A到2D示出了載波聚集的四個(gè)示例。對(duì)于頻帶和頻帶群的其他組合也可支持 載波聚集。
[0028] 圖3示出了圖1中的無(wú)線設(shè)備110的示例性設(shè)計(jì)的框圖。在這一示例性設(shè)計(jì)中， 無(wú)線設(shè)備110包括耦合至主天線310的收發(fā)機(jī)320、耦合至副天線312的收發(fā)機(jī)322、以及 數(shù)據(jù)處理器/控制器380。收發(fā)機(jī)320包括多個(gè)（K個(gè)）接收機(jī)330pa至330pk和多個(gè)（K 個(gè)）發(fā)射機(jī)350pa至350pk以支持多個(gè)頻帶、多種無(wú)線電技術(shù)、載波聚集等等。收發(fā)機(jī)322 包括L個(gè)接收機(jī)330sa到330sl以及L個(gè)發(fā)射機(jī)350sa到350sl以支持多個(gè)頻帶、多種無(wú)線 電技術(shù)、載波聚集、接收分集、從多個(gè)發(fā)射天線到多個(gè)接收天線的多輸入多輸出（MIMO)傳 輸?shù)鹊取?br>[0029] 在圖3示出的示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)接收機(jī)330包括接收LNA 340和接收電路342。 對(duì)于數(shù)據(jù)接收，天線310接收來(lái)自基站和/或其他發(fā)射機(jī)站的信號(hào)并且提供收到RF信號(hào)， 該收到RF信號(hào)被路由通過(guò)天線接口電路324并作為輸入RF信號(hào)呈現(xiàn)給所選接收機(jī)。天線 接口電路324可包括開關(guān)、雙工器、發(fā)射濾波器、接收濾波器、匹配電路等。以下描述假定接 收機(jī)330pa是所選接收機(jī)。在接收機(jī)330pa內(nèi)，LNA 340pa放大輸入RF信號(hào)并提供輸出RF 信號(hào)。接收電路342pa將輸出RF信號(hào)從RF下變頻到基帶，對(duì)經(jīng)下變頻的信號(hào)進(jìn)行放大和 濾波，并且將模擬輸入信號(hào)提供給數(shù)據(jù)處理器380。接收電路342pa可包括混頻器、濾波器、 放大器、匹配電路、振蕩器、本地振蕩器（LO)生成器、鎖相環(huán)（PLL)等。收發(fā)機(jī)320和322 中的每個(gè)其余接收機(jī)330可按與接收機(jī)330pa類似的方式來(lái)操作。
[0030] 在圖3中示出的示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)發(fā)射機(jī)350包括發(fā)射電路352和功率放大器 (PA) 354。對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理器380處理（例如，編碼和調(diào)制）要傳送的數(shù)據(jù)，并且將 模擬輸出信號(hào)提供給所選發(fā)射機(jī)。以下描述假定發(fā)射機(jī)350pa是所選發(fā)射機(jī)。在發(fā)射機(jī) 350pa內(nèi)，發(fā)射電路352pa對(duì)模擬輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波并將其從基帶上變頻至RF，并且 提供經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)。發(fā)射電路352a可包括放大器、濾波器、混頻器、匹配電路、振蕩器、 LO生成器、PLL等等。PA 354pa接收并且放大經(jīng)調(diào)制RF信號(hào)，并且提供具有恰當(dāng)輸出功率 電平的發(fā)射RF信號(hào)。發(fā)射RF信號(hào)被路由通過(guò)天線接口電路324并經(jīng)由天線310來(lái)發(fā)射。 收發(fā)機(jī)320和322中的每個(gè)其余發(fā)射機(jī)350可按與發(fā)射機(jī)350pa類似的方式來(lái)操作。
[0031]圖3不出了接收機(jī)330和發(fā)射機(jī)350的不例性設(shè)計(jì)。接收機(jī)和發(fā)射機(jī)還可包括圖 3中未示出的其他電路，諸如濾波器、匹配電路等。收發(fā)機(jī)320和322的全部或部分可實(shí)現(xiàn) 在一個(gè)或多個(gè)模擬集成電路（IC)、RF IC(RFIC)、混合信號(hào)1C等上。例如，LNA 340、以及接 收電路342可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)模塊上，該模塊可以是RFIC等等。收發(fā)機(jī)320和322中的這些電 路也可按其他方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0032] 數(shù)據(jù)處理器/控制器380可為無(wú)線設(shè)備110執(zhí)行各種功能。例如，數(shù)據(jù)處理器380 可對(duì)經(jīng)由接收機(jī)330接收到的數(shù)據(jù)以及經(jīng)由發(fā)射機(jī)350傳送的數(shù)據(jù)執(zhí)行處理?？刂破?80 可以控制收發(fā)機(jī)320和322中的各種電路的操作。存儲(chǔ)器382可存儲(chǔ)供數(shù)據(jù)處理器/控制 器380使用的程序代碼和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理器/控制器380可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)專用集成 電路（ASIC)和/或其他1C上。
[0033] 無(wú)線設(shè)備110可包括一個(gè)或多個(gè)SMO LNA。SMO LNA包括單個(gè)輸入端和多個(gè)（M 個(gè)）輸出端并且可以在其輸入端處接收單個(gè)輸入RF信號(hào)并且提供來(lái)自多達(dá)M個(gè)輸出端的 多達(dá)M個(gè)輸出RF信號(hào)。SMO LNA可被用于同時(shí)接收（i)在用于帶內(nèi)CA的同一頻帶中的多 個(gè)載波上發(fā)送的多個(gè)傳輸或者（ii)來(lái)自不同的無(wú)線系統(tǒng)（例如，LTE和WCDMA)的多個(gè)已 傳送信號(hào)。
[0034] 圖4示出了沒(méi)有噪聲拆分的SMO LNA 440的示例性設(shè)計(jì)的框圖。SMO LNA 440 包括分別耦合至M個(gè)負(fù)載電路490a到4