面积有效的基带滤波器制造技术

公开了一种面积有效的基带滤波器。在一个示例性实施例中，一种装置包括电流至电压(I‑V)滤波器(300)，被配置为接收输入端口(310)处的输入电流信号并且基于反馈跨导生成输出端口(312)处的经滤波的输出电压信号。除了信号电流之外，输入电流信号还包括输入DC电流。该装置还包括连接在输出端口(312)与输入端口(310)之间的反馈电路(308)，该反馈电路具有至少一个晶体管(T1a‑d)，该至少一个晶体管(T1a‑d)将输入DC电流耦合至信号接地并且将反馈跨导提供给I‑V滤波器(300)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉申请的相关引用本申请要求于2013年12月11日提交的共同拥有的美国非临时专利申请No.14/103,645的优先权，该申请的内容通过全文引用而清楚地结合于此。
本申请总体涉及模拟前端的操作和设计，并且更具体地，涉及面积有效的基带滤波器的操作和设计。
技术介绍
无线设备变得越来越复杂并且现在程式化地提供多模式和多频带操作。因此，电路面积的有效利用已经变成主要问题。典型的发射器前端包括数模转换器(DAC)，用以将数字数据转换成基带模拟信号。信号调节、诸如基带滤波被用于准备基带模拟信号，该基带模拟信号用于上变换混频器的输入。期望使得信号调节利用尽可能小的电路面积同时仍然允许发射器前端实现所期望的信噪比(SNR)性能水平。典型的基带滤波器可以包括放大器、跨导器以及反馈配置中用于设置滤波器响应的多种无源组件。例如，可以根据在反馈配置中使用的电阻器和电容器的乘积来确定滤波器响应。典型地，电路面积的大部分由无源元件和放大器面积占据，并且因此电路面积由用于实现期望的SNR所需要的组件的数目和类型来决定。因此，将期望具有改进的基带滤波器，其在利用比常规基带滤波器更少的电路面积的同时提供所期望的噪声性能水平。附图说明通过参考以下结合附图的描述，本文中所描述的前述方面将变得更清楚，其中：图1示出了包括用于在无线设备中使用的包括创新基带滤波器的前端的示例性实施例；图2示出了常规基带滤波器的图；图3示出了被配置用于增强的线性度和降低的电路面积的基带滤波器的示例性实施例；以及图4示出了被配置用于增强的线性度和降低的电路面积的基带滤波器装置的示例性实施例。具体实施方式结合附图在以下阐述的具体描述旨在于作为对本专利技术的示例性实施例的描述而并非旨在于表示本专利技术能够在其中被实现的仅有的实施例。贯穿本说明书使用的术语“示例性”指的是“用作示例、实例或者解释说明”而不应当必然地被认为是比其他示例性实施例更优选或更有利的。具体描述包括用于提供对本专利技术的示例性实施例的透彻理解的具体细节。本领域的技术人员将理解的是，本专利技术的示例性实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实现。在一些实例中，熟知的结构和设备以框图的形式被示出，以便避免混淆本文中给出的示例性实施例的创新性。图1示出了用于在无线设备中使用的包括创新基带滤波器106的前端100的示例性实施例；前端100包括基带(BB)处理器102、数模转换器(DAC)104、创新基带滤波器106、混频器(或者上变频器)108、功率放大器(PA)110和天线112。在操作期间，BB处理器102输出数字信号114用于传输。数字信号114被输入至DAC104并且被转换成模拟基带信号116。模拟基带信号116被输入至创新基带滤波器106，用以生成被输入的混频器108的经滤波的基带信号118。混频器108操作以基于本地振荡器(LO)信号来将经滤波的基带信号118上变换至射频(RF)信号120。RF信号120被输入至PA110，用以生成由天线112发射的经放大的RF信号122。在各种示例性实施例中，创新基带滤波器106被配置为提供更好的线性度并且需要比常规基带滤波器更少的电路面积，从而允许前端100在利用较少电路面积的同时实现与常规电路相同或者更好的噪声性能。以下提供对创新基带滤波器106的各种示例性实施例的更详细描述。图2示出了常规基带滤波器200的图。基带滤波器200包括电流宿(sink)电路202、电流至电压(I-V)滤波器204、次级滤波器206和跨导器208。在操作期间，电流宿电路202接收模拟基带电流信号210，该模拟基带电流信号210包括DC电流分量(IDC)。例如，电流信号210是从DAC、诸如图1中示出的DAC104接收到的。电流宿电路202包括晶体管(T1a)和(T1b)，晶体管(T1a)和(T1b)操作以将DC电路(IDC)陷入到信号接地并且设置I-V滤波器204的操作点。(I-V)滤波器204被配置为对输入模拟电流信号进行滤波并且将这些信号转换成输入到次级滤波器206的电压。I-V滤波器204包括两个级(Av1和Gm2)并且利用反馈配置中的电阻器R1和电容器C1来对输入电流信号进行滤波并且生成经滤波的输出电压信号(Vout)。阻抗Zout2是形成gm2的设备固有的。输出电压信号(Vout)由次级滤波器206进行滤波并且经滤波的输出被输入到跨导器208的晶体管(T2a)和(T2b)。跨导器208的输出(Iout)是电流信号，这些电流信号被输入到上变换混频器。给定所利用的电路面积的量，常规的基带滤波器200具有关于线性度和噪声性能的限制。例如，滤波器200的线性度受限于跨导器T2的I-V曲线。关于噪声性能，噪声预算包括与晶体管“T1”、放大器(Av1、gm2)和滤波器晶体管(R1、R2)相关联的噪声。来自“T1”的噪声(其是没有被用于任何信号整形功能的晶体管)减少了能够被算计到放大器和滤波器晶体管的噪声水平。针对放大器和滤波器晶体管所减少的噪声容差量(allowance)增加了放大器和滤波器晶体管组件为了满足总体噪声规范所需要的电路面积。由此，将期望具有改进的基带滤波器，其提供更好的线性度并且利用更少的电路面积来提供与常规基带滤波器200相同或更好的噪声性能。图3示出了被配置用于增强的线性度和降低的电路面积的基带滤波器300的详细示例性实施例。例如，基带滤波器300适合于用作图1中示出的基带滤波器106、并且被配置为提供比图2中示出的常规基带滤波器200更好的线性度和电路面积有效性。基带滤波器300包括I-V滤波器，该I-V滤波器包括放大器302和反馈电路308。基带滤波器300还包括次级滤波器304和跨导器306。应当注意到，基带滤波器300不像常规基带滤波器200中那样包括去往放大器302的输入处的DC电流宿电路(即图2中示出的电路202)。去除DC电流宿电路202操作为节省电路面积，使得滤波器300更加面积有效。因此，包括DAC电流(IDC)的来自DAC的模拟电流信号在输入端310处被接收。放大器300包括两个级，即Av1和Gm2。在来自Gm2级的输出端312处生成的输出电压被输入至次级滤波器304。放大器302配置和从输出端312至输入端310连接的贯穿晶体管T1a-T1d的反馈电路308将确保在输出端312处生成的电压足以使得流...

【技术保护点】
一种装置，包括：电流至电压(I‑V)滤波器，被配置为接收输入端口处的输入电流信号并且基于反馈跨导生成输出端口处的经滤波的输出电压信号，所述输入电流信号包括输入DC电流；以及连接在所述输出端口与所述输入端口之间的反馈电路，所述反馈电路具有至少一个晶体管，所述至少一个晶体管被配置为将所述输入DC电流耦合至信号接地并且将所述反馈跨导提供给所述I‑V滤波器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.11 US 14/103,6451.一种装置，包括：
电流至电压(I-V)滤波器，被配置为接收输入端口处的输入电流信
号并且基于反馈跨导生成输出端口处的经滤波的输出电压信号，所述输
入电流信号包括输入DC电流；以及
连接在所述输出端口与所述输入端口之间的反馈电路，所述反馈电
路具有至少一个晶体管，所述至少一个晶体管被配置为将所述输入DC
电流耦合至信号接地并且将所述反馈跨导提供给所述I-V滤波器。
2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括次级滤波器，所述次
级滤波器被配置为接收所述经滤波的输出电压信号并且生成对应的经滤
波的电压信号。
3.根据权利要求2所述的装置，进一步包括跨导器，所述跨导器
被配置为接收所述经滤波的电压信号并且生成输入到上变频器的对应的
电流。
4.根据权利要求1所述的装置，所述I-V滤波器包括多级滤波器，
所述多级滤波器具有从所述输出端口到所述输入端口的至少一个反馈元
件。
5.根据权利要求4所述的装置，所述多级滤波器包括增益级和跨
导级。
6.根据权利要求1所述的装置，所述反馈电路包括第一晶体管和
第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管具有连接至所述输入端
口的第一输入端的漏极端、连接至接地信号的源极端、以及分别连接至
所述输出端口的第一输出端和第二输出端的第一栅极端和第二栅极端。
7.根据权利要求6所述的装置，所述反馈电路包括第三晶体管和
第四晶体管，所述第三晶体管和所述第四晶体管具有连接至所述输入端
口的第二输入端的漏极端、连接至所述接地信号的源极端、以及分别连
接至所述输出端口的所述第一输出端和所述第二输出端的第一栅极端和
第二栅极端。
8.根据权利要求7所述的装置，所述反馈电路包括连接在所述输
入端口的所述第一输入端与所述输出端口的所述第一输出端之间的第一
电容器、以及连接在所述输入端口的所述第二输入端与所述输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·拉简德兰，R·库马，V·V·帕尼卡斯，A·米塔尔，A·乔施，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US