Linear (linear) and Paula (polar) dual-mode transmitter circuit of

申请号 JP2011538694 申请日 2009-11-25 公开(公告)号 JP5242806B2 公开(公告)日 2013-07-24
申请人 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated; 发明人 アニルッドハン、サンカラン; ナラソング、チューチャーン; スリダラ、ラビ; ネジャティ、ババック;
摘要
权利要求
  • リニアモードにおいて、ベースバンド同相(BB I)信号と局部発振同相(LO I)信号とを第1のミキサ(primary mixer)を用いて混合させることと、
    前記リニアモードにおいて、ベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを第2のミキサ(secondary mixer)を用いて混合させることと、
    前記リニアモードにおいて、アップコンバートされた信号を生成するため、前記第1及び第2のミキサ の出力を組み合わせる(combining)ことと、
    ポーラモード(polar)において、ベースバンド振幅(BB)信号と位相変調(phase−modulated)局部発振(LO)信号とを前記第1のミキサを用いて混合させることと を具備するベースバンド信号をアップコンバートする方法。
  • 前記ポーラモードにおいて、前記第2のミキサを停止させること、を更に具備する請求項1の方法。
  • 前記ポーラモードにおいて、前記BB信号と前記LO信号とを前記第2のミキサを用いて混合させること、を更に具備する請求項1の方法。
  • 前記リニアモードにおいて前記BB Q信号と前記LO Q信号とを前記第2のミキサを用いて混合させることは、前記第2のミキサの第1の差動入力を前記BB Q信号に結合させること、を具備し、
    前記ポーラモードにおいて前記BB信号と前記LO信号とを前記第2のミキサを用いて混合させることは、前記第2のミキサの前記第1の差動入力を前記BB信号に結合させること、を具備する請求項3の方法。
  • 前記第2のミキサの前記第1の差動入力を前記BB Q信号に結合することと、前記第2のミキサの前記第1の差動入力を前記BB信号に結合すること、はスイッチを構成させること、を具備する請求項4の方法。
  • 前記リニアモードにおいて、第1デジタル出力でデジタルベースバンド同相信号をデジタル生成することと、
    前記ポーラモードにおいて、前記第1デジタル出力でデジタルベースバンド振幅信号をデジタル生成することと、
    前記第1デジタル出力での前記デジタル ベースバンド同相信号又は前記デジタルベースバンド振幅信号を第1のアナログ信号に変換することと、
    前記第1のアナログ信号を前記第1のミキサの第1の差動入力に結合することと、を更に具備する請求項4の方法。
  • 前記リニアモードで、第2デジタル出力においてデジタルベースバンド直交信号をデジタル生成することと、
    前記ポーラモードで、前記第2デジタルの出力においてデジタルベースバンド振幅信号をデジタル生成することと、
    前記第2デジタル出力の前記デジタル ベースバンド直交信号又は前記デジタルベースバンド振幅信号を第2のアナログ信号に変換することと、
    前記第2のアナログ信号を、前記第2のミキサの前記第1の差動入力に結合することと、を更に具備する請求項6の方法。
  • 前記リニアモードにおいて前記BB Q信号と前記LO Q信号とを前記第2のミキサを用いて混合させることは、前記第2のミキサの第2の差動入力を前記LO Q信号に結合させること、を具備し、
    前記ポーラモードにおいて前記BB信号と前記LO信号とを前記第2のミキサを用いて混合させることは、前記第2のミキサの前記第2の差動入力を前記LO信号に結合させること、を具備する請求項3の方法。
  • 前記第2のミキサの前記第2の差動入力を前記LO Q信号に結合することと、前記第2のミキサの前記第2の差動入力を前記LO信号に結合すること、はスイッチを構成させること、を具備する請求項8の方法。
  • 前記第1及び前記第2のミキサの前記出力を組み合わせることは、前記第1及び前記第2のミキサの差動出力を単一のバランに結合すること、を具備する請求項3の方法。
  • 前記単一のバランを用いて800MHzから2GHzまでの周波数レンジに前記ベースバンド信号をアップコンバートすること、を更に具備する請求項10の方法。
  • 前記第1のミキサ及び前記第2のミキサの各々は複数のサブミキサを具備し、
    前記方法は、
    必要とされる送信利得に応じて前記第1及び第2のミキサの前記サブミキサの少なくとも1つを選択的に有効にすること、を更に具備する請求項3の方法。
  • 前記複数のサブミキサの各々の前記第2の入力が、対応する局部発振バッファに結合され、
    前記方法は、
    必要とされる送信利得に応じて前記局部発振バッファの少なくとも1つを選択的に有効にすること、を更に具備する請求項12の方法。
  • 前記複数のサブミキサの各々は 、同一のサイズを有する請求項12の方法。
  • リニアモードで、ベースバンド同相(BB I)信号と局部発振同相(LO I)信号とを混合するよう構成され、ポーラモードで、ベースバンド振幅(BB)信号と位相変調(phase−modulated)局部発振(LO)信号とを混合させるよう更に構成された第1のミキサ(primary mixer)と、
    前記リニアモードで、ベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを混合させるよう構成された第2のミキサ(secondary mixer)と
    前記リニアモードにおいて、アップコンバートされた信号を生成するため、前記第1のミキサの出力と前記第2のミキサの出力とを組み合わせられることで得られる出力と
    を具備するベースバンド信号をアップコンバートするための装置。
  • 前記第2のミキサは、前記ポーラモードにおいて、前記BB信号と前記LO信号とを混合させるよう更に構成される請求項15の装置。
  • 前記第1及び第2のミキサ の出力に結合されるバランを更に具備する請求項16の装置。
  • 前記第2のミキサは、前記リニアモードにおいて前記BB Q信号に結合され、前記ポーラモードで前記BB信号に結合される第1の差動入力を具備する請求項15の装置。
  • 前記リニアモードで、前記第2のミキサの前記第1の差動入力を、前記BB Q信号に結合させ、前記ポーラモードで、前記BB信号に結合させるスイッチを更に具備する請求項18の装置。
  • 前記リニアモードにおいて、第1デジタル出力でデジタルベースバンド同相信号をデジタル生成し、
    前記ポーラモードにおいて、前記第1デジタル出力でデジタルベースバンド振幅信号をデジタル生成するよう構成されたデジタルモジュールを更に具備し、
    前記装置は、
    前記第1デジタル出力において、前記デジタル ベースバンド同相信号又は前記デジタルベースバンド振幅信号を、前記第1のミキサの第1の差動入力と結合される第1のアナログ信号へと変換する第1のデジタル−アナログ変換器 を更に具備する請求項18の装置。
  • 前記リニアモードにおいて、第2デジタル出力でデジタルベースバンド直交信号をデジタル生成し、
    前記ポーラモードにおいて、前記第2デジタル出力で前記デジタルベースバンド振幅信号をデジタル生成するよう構成されたデジタルモジュールを更に具備し、
    前記装置は、
    前記第2デジタル出力において、前記デジタル ベースバンド直交信号又は前記デジタルベースバンド振幅信号を前記第2のミキサの前記第1の差動入力に結合する第2のアナログ信号へと変換する第2のデジタル−アナログ変換器を 更に具備する請求項20の装置。
  • 前記第2のミキサは、前記リニアモードにおいて前記LO Qに結合し、前記ポーラモードにおいて前記LO信号に結合する第2の差動入力を具備する請求項15の装置。
  • 前記リニアモードにおいて前記LO Q信号を、前記ポーラモードにおいて前記LO信号を、前記第2のミキサの前記第2の差動入力に結合するスイッチを更に具備する請求項22の装置。
  • 前記バランは、800MHzから2GHzまでの周波数レンジにおいて動作するよう構成される請求項 17の装置。
  • 前記第1のミキサ及び前記第2のミキサの各々は、複数のサブミキサを具備し、
    前記装置は、
    必要とされる送信利得に応じて、前記第1及び前記第2のミキサの前記サブミキサのうち少なくとも1つを選択的に有効とするよう構成される請求項15の装置。
  • 前記複数のサブミキサの各々の前記第2入力は、対応する局部発振バッファに結合され、
    前記装置は、
    前記必要とされる送信利得に応じて前記局部発振バッファの少なくとも1つを選択的に有効とするよう更に構成される請求項25の装置。
  • 前記複数のサブミキサの各々は 、同一のサイズとされる請求項25の装置。
  • リニアモードにおいて、ベースバンド同相(BB I)信号を局部発振同相(LO I)信号と混合させ、ポーラモードにおいて、ベースバンド振幅(BB)信号と局部発振(LO)信号とを混合させる第1手段(primary means)と、
    リニアモードにおいて、ベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを混合し、前記ポーラモードにおいて前記BB信号と前記LO信号とを混合させる第2手段(secondary means)と
    前記リニアモードにおいて、アップコンバートされた信号を生成するため前記第1及び第2手段による出力を組み合わせる手段と
    を具備するベースバンド信号をアップコンバートするための装置。
  • 送信器にベースバンド信号をアップコンバートするよう指示するコンピュータ 読み取り可能な記憶媒体であって、
    前記送信器は、
    第1のベースバンド信号と第1の局部発振信号とを乗算する第1のミキサ(primary mixer)と、第2のベースバンド信号と第2の局部発振信号とを乗算する第2のミキサ(secondary mixer)とを具備し、
    前記 コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、
    前記リニアモードにおいてコンピュータに第1のベースバンド信号としてベースバンド同相信号をデジタル生成させるためのコードと、前記ポーラモードにおいて、コンピュータに第1のベースバンド信号としてベースバンド振幅信号をデジタル生成させるコードと、 前記リニアモードにおいてコンピュータに前記第2のベースバンド信号としてデジタルのベースバンド直交信号をデジタル生成させるコードと、前記リニアモードにおいてコンピュータにアップコンバートされた信号を生成するため、前記第1のミキサと、前記第2のミキサと、の出力を組み合わせるコードとを具備するコンピュータ読み取り可能な 記憶体。
  • 前記ポーラモードにおいて、コンピュータに前記第2のベースバンド信号としてデジタルのベースバンド振幅信号をデジタル生成させるコー ドを更に具備する請求項 29のコンピュータ 読み取り可能な記憶媒体
  • 说明书全文

    本開示は、集積回路(IC)に関し、より具体的には、リニア及びポーラ動作のデュアルモードを可能とする送信器回路の設計技術に関する。

    現代の無線通信装置は、たいてい、別個の通信プロトコルまたは通信規格のうちの1つを用いて、複数の無線周波数帯域で信号の送受信をサポートする。 例えば、単一の携帯電話は携帯電話技術の為のWCDMA、CDMA、GSM(登録商標)、EDGE、及びLTE(登録商標)規格の全て又は任意のものを用い、このような通信の為に割り当てられたあらゆる周波数帯域上で通信し得る。

    通信装置では、無線周波数(RF)回路は、一般的に、無線送信のために、ベースバンド信号をある特定の無線周波数にアップコンバートするために設けられる。 各々の周波数帯域及び/又は無線規格をサポートするRF回路は典型的に、さまざまな設計の制約を満足する必要がある。 例えば、ある変調フォーマットに付いては、ベースバンド信号をアップコンバートするためにリニアアーキテクチャを用いることは有利なものとなり得る。 例えば、ベースバンド信号の同相及び直交成分に、局部発振信号の対応する同相及び直交成分を乗算する。 或いは、別の変調フォーマットに付いては、ベースバンド信号をアップコンバートするためポーラアーキテクチャを用いることは有利なものとなり得る。 例えば、実際の(real)振幅を有する単一のベースバンド信号に、さまざまな位相を有する局部発振信号を乗算させる。

    複数の変調フォーマットに適応させるため、構成回路の不要な複製(replicaion)を最小にしつつ、リニア及びポーラモードの両方で動作が可能な通信装置を提供することは好ましいだろう。

    本開示の一態様は、リニアモードで、第1のミキサを用いてベースバンド同相(BB I)信号と、局部発振同相(LO I)信号とを混合させることと、リニアモードで、第2のミキサを用いて、ベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを混合させることと、リニアモードで、アップコンバートされた信号を生成するために第1のミキサと第2のミキサとの出を組み合わせることと、ポーラモードで、第1のミキサを用いてベースバンド振幅(BB)信号と位相変調局部発振(LO)信号とを混合させることと、を具備するベースバンド信号をアップコンバートするための方法を提供する。

    本発明の別の態様は、リニアモードでベースバンド同相(BB I)信号と局部発振同相(LO I)信号とを混合させるよう構成され、更に、ポーラモードにおいて、ベースバンド振幅(BB)信号と位相変調局部発振(LO)信号とを混合させるように構成された第1のミキサと、第1のモードにおいて、ベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを混合させるよう構成された第2のミキサとを具備するベースバンド信号をアップコンバートするための装置を提供する。

    本発明の、更なる別の態様は、リニアモードでベースバンド同相(BB I)信号と局部発振同相(LO I)信号とを混合させ、ポーラモードでベースバンド振幅(BB)信号と局部発振(LO)信号とを混合させる第1手段と、リニアモードでベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを混合させ、ポーラモードでBB信号とLO信号とを混合させる第2手段と、を具備するベースバンド信号をアップコンバートするための装置を提供する。

    本発明の、更なる別の態様は、第1のベースバンド信号と第1の局部発振信号とを混合させる第1のミキサと、第2のベースバンド信号と第2の局部発振信号とを混合させる第2のミキサと、を具備する送信器であって、リニアモードにおいてコンピュータに第1のベースバンド信号としてベースバンド同相信号をデジタル生成させるための符号、及び第ポーラモードにおいて、コンピュータに第1のベースバンド信号としてベースバンド振幅信号をデジタル生成させる符号を具備するコンピュータで読み出し可能な媒体を具備する製品であって、ベースバンド信号をアップコンバートするため送信器に指示するためのコンピュータプログラム製品を提供する。

    図1は、通信装置に関する周知な送信器の実装を示す。

    図2は、本開示に従ったリニア及びポーラモードの両方の動作をサポートする送信器を示す。

    図3は、本開示に従った送信器の典型的な一実施例を示し、2つのアップコンバートされた信号パスが提供される。

    図4は、本開示に従った送信器の典型的な一実施例を示し、2つの信号パスがリニア及びポーラモード両方のために設けられる。

    図5は、本開示に従った送信器の典型的な一実施例を示し、ベースバンドモジュールがデジタル出力信号BB1及びBB2を生成する。

    図6は、送信器の典型的な一実施例を示し、本発明の技術を実装するために、選択可能なサイズを有するミキサ及びLOバッファが提供される。

    図7は、本開示に従った方法の典型的な一実施例を示す。

    添付した図面と共に以下説明される詳細な説明は、本発明の実施例の詳細として意図するものであり、本発明を実施でき得る唯一の典型的な実施例を示していることを意図してはいない。 この詳細な説明全体を通して使用される“典型的には”という用語は、以下“一例として、事例、または例示”を意味し、他の典型的な実施例よりも好ましく、また優れている、のように必ずしも解釈すべきではない。 詳細な説明は、本発明の典型的な実施例を十分に理解させるためを目的とした具体的な詳細を含む。 本発明の典型的な実施例を、当業者が、具体的な詳細なしで実施し得ることは明白である。 複数の例において、周知の構造や装置は、本明細書で説明する典型的な実施例において新規なものを不明確にすることから避けるためブロック図として示される。

    図1は、装置に関する周知の送信器100の実装を示す。 図1において、ベースバンド入力信号BB I(同相)及びBB Q(直交位相)が、ローパスフィルタ103.1及び103.2に供給される。 両信号BB I及びBB Qは(シングルエンドよりもむしろ)差動信号となり得、特に断りのない限り、添付した図面内では、そのような信号は、1本よりもむしろ2本の信号線を使用することによって一般的に示される。 ローパスフィルタ103.1及び103.2の出力信号は、ミキサ104.1及び104.2に供給される。 ミキサ104.1及び104.2は、差動局部発振信号LO I及びLO Qとそれぞれ乗算することで、フィルタリングされたベースバンド信号をより高い周波数へと変調する。

    ミキサ104.1及び104.2の差動出力は、バラン101のバラン1次素子101.1に組み合わされ、そして結合される。 バラン101は、バラン1次素子101.1に電磁気的に結合するバラン2次素子をも含む。 バラン101は、バラン1次素子101.1の両端の差動信号をバラン2次素子101.2のノード101.2aにおけるシングルエンド信号に変換するよう機能し、バラン2次素子101.2の他端のノード101.2bは、接地電位に結合される。 本開示の技術は、相互結合インダクタとしてバランの実装に限定する必要がないが、図1には、バラン1次及び2次素子は、相互結合インダクタとして表示される。

    図1において、バラン2次素子101.2のノード101.2aは増幅器120に結合される。 そのような増幅器は、前段駆動増幅器、駆動増幅器、または電力増幅器を含み、(図示せぬ)アンテナを介して無線で送信する前に、信号を増幅する機能を実行する。

    当業者であれば、送信器100内の構成は単なる例示を目的として示されていること、また、送信器は一般的に図示せぬ複数の交換可能なアーキテクチャのうち任意なものを用いることで実装され得ることに気付くであろう。 例えば、送信器は、バラン素子101を省略しても良いし、及び/又は図示せぬ付加的フィルタ、及び利得素子を取り入れても良い。 本開示の技術は、図示せぬそのような代替アーキテクチャに適用可能とするために思慮される。

    当業者であれば、添付した図面内に示した回路ブロックは機能図としてのみ意図し、ある機能がどの程度互いに集積され得るかを示していることを意味されていないことをも理解するだろう。 例えば、ある典型的な実施例では、増幅器の機能を実装する個々のICが設けられ得る一方、ベースバンドフィルタ、ミキサ、及びバランのすべての機能を実装する単一の集積回路(IC)が設けられ得る。 或いは、別個に、又は単一のチップ内に一緒に図示された機能的な構成が全て実装され得る。 そのような典型的な実施例は、本開示の範囲内に含まれるように実装される。

    現代の無線装置において、単一の送信器は、多数の動作周波数レンジ及び/又は無線規格に適用するために設計され得る。 例えば、送信器は、(GSM850、GSM900、JCELLのような無線規格に使用される)824−914MHz、及び(DCS、PCS、IMTのような無線規格に使用される)1710−1980MHzのような周波数レンジに適用するために設計され得る。 送信器は、複数の変調フォーマットをサポートするためにも設計され得る。 例えば、ガウス最小シフトキーイング(GMSK)、直交増幅変調(QAM)、直交位相シフトキーイング(QPSK)などである。 多数の周波数レンジ、周波数規格、及び/又は周波数変調フォーマットに適用するため、単一の送信器アーキテクチャは、更に以下本明細書で説明するようにリニアモード動作またはポーラモード動作のいずれかをサポートするよう交互に構成され得る。

    図2に、リニア及びポーラモードの両方をサポートする送信器200の典型的な一実施例を示す。

    リニアモードにおいて、ベースバンドモジュール260は、デジタルベースバンド信号BB I(デジタル)及びBB Q(デジタル)を、それぞれデジタル−アナログ変換器(DAC)150.1及び1501.2に供給する。 DAC150.1及び150.2は、アナログの差動ベースバンド信号BB I(アナログ)及びBB Q(アナログ)を、アップコンバートモジュール210に出力する。 BB I及びBB Qは、送信されるべき信号の同相及び直交成分をそれぞれ含む。 アップコンバージョンモジュール210内で、フィルタ103.1及び103.2のそれぞれによってBB I及びBB Qがフィルタリングされ、次いで、ミキサ104.1及び104.2を用いて、同相及び直交局部発振信号LO I及びLO Qのそれぞれと乗算される。 当業者であれば、リニアモードで、変調された情報が、BB I及びBB Q信号の振幅内に含まれていることを理解するだろう。

    ポーラモードでは、ベースバンドモジュール260は、デジタルベースバンド振幅信号BB(デジタル)をDAC250.1に供給する。 DAC250.1は、アップコンバージョンモジュール220への入力のため単一のアナログ差動ベースバンド信号BB(アナログ)を生成する。 アップコンバージョンモジュール220内において、BB(アナログ)は、フィルタ203.1によってフィルタリングされ、次いで、ミキサ204.1を用いて単一の局部発振信号LOと乗算される。 当業者であれば、ポーラモードにおいて、変調された情報が、LO信号の位相内だけでなく、BB信号の振幅内に含まれていることが理解できるだろう。

    当業者であれば、リニアモードにおける動作とポーラモードにおける動作とを選択するために、さまざま技術が使用され得ることを理解できるだろう。 例えば、(図示せぬ)典型的な一実施例において、スイッチによって、バラン101.1が、アップコンバージョンモジュール210の出力またはアップコンバージョンモジュール220の出力のいずれかに結合するよう提供され得る。 (図示せぬ)代替的であって典型的な一実施例では、アップコンバージョンモジュール210、220のうち1つが、例えば、ベースバンドモジュール260によって生成された(図示せぬ)デジタル信号によって選択的にパワーオフとオンとにされ得る。 そのような典型的な実施例は、本開示の範囲内に意図される。

    図2に示された送信器200は、リニアまたはポーラモードにおける動作をサポートし得る一方、リニアモードアップコンバージョンモジュール210及びポーラモードアップコンバージョンモジュール220のための回路の別個の実例を必要とする。 構成回路の複製を最小とする、より効率的な送信器実装の提供が望まれるだろう。

    図3は本開示に従った送信器300を示し、リニア及びポーラモードが共に提供される単一のアップコンバージョンモジュール310である。 アップコンバージョンモジュール310は、2本の信号パス310.1と310.2とを含む。

    図3において、送信器300がリニアモードで動作するとき、信号パス310.1は同相の局部発振信号LO Iを用いて同相のベースバンド信号BB Iをアップコンバートする。 一方で、信号パス310.2は、直交の局部発振信号LO Qを用いて直交のベースバンド信号BB Qをアップコンバートする。 送信器300が、ポーラモードで動作する際、信号パス310.2を停止しつつ、信号パス310.1が局部発振信号LOを用いてベースバンド振幅信号BBをアップコンバートする。

    典型的な一実施例において、ベースバンドモジュール360は、リニアモードにおいてBB I(デジタル)を、ポーラモードにおいてBB(デジタル)を生成し得る。 (図示せぬ)典型的な別の一実施例において、デジタル又はアナログのスイッチング手段は、リニアモードにおいて信号パス310.1への入力としてBB Iを選択し、ポーラモードにおいて信号パス310.1への入力としてBBを選択するように提供される。

    典型的な一実施例において、LO I/LO信号は、単一の周波数シンセサイザ(図示せぬ)によって生成される。 周波数シンセサイザは、リニアモードの間では、不変調(unmodulated)の局部発振信号(LO I)を生成し、ポーラモードの間では、変調された局部発振信号(LO)を生成するよう交互に構成されうる。

    当業者であれば、送信器300は、リニアモードで使用される2つの信号パスのうち1つのみを、ポーラモードにおいて有効に選択し、ポーラモードの間選択された信号パスに適切なベースバンド信号及び局部発振信号を供給することを理解するだろう。 この実施は、ポーラ及びリニア動作のデュアルモードの間、図2に示すモジュール210、220のような別々のアップコンバージョンモジュールを提供する必要性を回避する。

    図2で示す回路のいくつかの複製を回避しつつ、信号パス310.2によって提供された機能性も、ポーラモードにおける動作中に再使用され得る。 本明細書で更に説明するように、リニアモードにおいて使用される信号パスの両方をポーラモードにおいて使用することで、ある利点が提供され得る。

    図4は、本開示に従った送信器400の典型的な一実施例を示す。 単一のアップコンバージョンモジュール440は、リニア及びポーラモードの両方をサポートするよう設計される。 アップコンバージョンモジュール440は、第1の信号パス440.1及び第2の信号パス440.2を含む。 スイッチ410.1及び410.2は以下本明細書で説明するように、リニアモードまたはポーラモード間で選択するために提供される。 スイッチ420.1及び420.2はリニア又はポーラモード動作間を選択するために更に提供される。

    リニアモードにおいて、第1の信号パス440.1は、ベースバンドモジュール460から得られたBB I信号にLO I信号を乗算する。 スイッチ410.1、410.2、420.1及び420.2は、ミキサ404.2の第1の差動入力をBB Qに結合することによって、及びミキサ404.2の第2の差動入力をLO Qに結合することによって、第2の信号パス440.2にベースバンドモジュール460から得られたBB Q信号にLO Q信号を乗算させるよう構成されている。

    ポーラモードにおいて、ベースバンドモジュール460は、単一の差動入力ベースバンド信号BBをアップコンバージョンモジュール440に提供する。 典型的な一実施例において、別のベースバンド信号BB Qは、(図示せぬ)ポーラモードにおいて無効とされ得る。 スイッチ410.1及び410.2は、ポーラモードにおいて、第1の信号パス440.1からのBB信号の差動端を第2の信号パス440.2内のミキサ404.2の第1の差動入力に結合するよう構成される。 更に、スイッチ420.1及び420.2は、LO信号の差動端を、ミキサ404.2の第2の差動入力に結合するよう構成される。 このスイッチ構成を用いて、ポーラモードにおいて、ミキサ404.1及び404.2共に用いて、アップコンバージョンモジュール440は、信号BBを局部発振信号LOに混合(mixing)させる。

    当業者であれば、アップコンバージョンモジュール440がポーラモードにおいてBB Q及びLO Q信号のみで動作するよう設計される代替の典型的な実施例も、本開示の範囲内にあるべきだと思慮されることを認識するだろう。 実際、この明細書、特許請求の範囲、及び任意の回路設計における“I”及び“Q”の意味は、一般的に置き換え可能である。

    リニアモード及びポーラモードの両方において、同一の2つの信号パスを用いることによって、送信器400のアーキテクチャは、送信器200及び300のアーキテクチャ以上にあらゆる長所を提供する。 少なくとも3つのミキサ104.1、104.2、及び204.1を必要とするデュアルモード送信器200と比較して、例えば、送信器400は、2つ別個のミキサ404.1及び404.2しか必要としない。 これは、回路設計をより単純化するだけでなく、送信器400によって消費されるダイ(die)の面積をより少なくすることを導く。 ミキサをより少なくすることで、バラン101.1の負荷となる寄生容量をも結果としてより少なくし得、例えば800MHzから2GHzまでの広域の周波数レンジに渡って単一のバランの使用を可能とする。

    更には、送信器300と比較して、送信器400の利点は、送信電力の等価なレベルにおいて、ポーラモードにおいて単一のミキサの信号パス310.1が消費する総電流の約半分を、2つの信号パス440.1及び440.2の各々は消費するだろうということである。 各々の信号パス回路素子の両端の電圧降下は、各々の素子において対応する電流に関係するので、並列結合した信号パス440.1及び440.2は、ポーラモードにおいて、単一の信号パス310.1より少ない電源電圧ヘッドルーム(headroom)しか必要としない場合がある。 従って、送信器400は、送信器300よりもより低電源電圧で有利に動作し得る。 当業者であれば、信号パスのうち1つしか使用されない実施例と比較して、2つの信号パス440.1及び440.2を備えることは、ベースバンド信号BBをアップコンバートするため使用されるミキサの利用可能なサイズを効果的に2倍にすることも理解できよう。

    図5は本開示に従った別の典型的な実施例を示す。 図5においてベースバンドモジュール560はデジタルの出力信号BB1及びBB2を生成する。 出力信号BB1及びBB2は、デジタル−アナログ変換器550.1及び550.2によって、それぞれ、アナログベースバンド信号BB I/BB及びBB Q/BBに変換される。 リニアモードにおいて、ベースバンドモジュール560は、デジタル出力BB1でBB Iのデジタルバージョンを供給し、またデジタル出力BB2でBB Qのデジタルバージョンを供給する。 ポーラモードにおいて、ベースバンドモジュール560はデジタル出力BB1及びBB2の両方でBBのデジタルバージョンを供給する。 ベースバンドモジュール560が動作モードに応じて送信器500へのベースバンド入力を効果的に選択する際、アナログスイッチ、例えば送信器400内のスイッチ410.1及び410.2を使用してそのような選択を実行する必要性がなくなる。

    図6は、各種サイズを有するミキサ640及びLOバッファ620が、本開示の技術を実施するために提供される送信器600を示す。 各種サイズを有するミキサ及びLOバッファの更なる詳細は、先に本明細書で参照されたUS特許出願シリアル番号12/209、164で見出され得る。 典型的な一実施例において、図6のミキサ640において示された拡張可能(scalable)なミキサのアーキテクチャは、送信器400内の各々のミキサ404.1及び404.2のために使用され得る。 しかし、当業者であれば、図6を参照して記述されたミキサのアーキテクチャは、リニア及びポーラのデュアルモードで、本明細書で上述した送信器アーキテクチャを使用する必要がないこと、及び本開示の範囲は、本明細書で明示的に説明されていないミキサのアーキテクチャを包括することを思慮されていることを認識するであろう。 送信器600の信号のリード線を簡単化のために単一の線として示しつつ、図6におけるそのような単一の線は、一般的にシングルエンドまたは差動端信号のいずれかを示し得ることに留意する。

    送信器600において、ミキサ640は、サブミキサ640.1から640. Nで成り立ち、LOバッファ630は、対応するサブLOバッファ630.1から630. Nで成り立つ。 図示するサブミキサ640.1から640. Nまでの各々は、例えば差動プロセスのためのIミキサ及び反転Iミキサ、並びに反転Qミキサと並列するQミキサを含む複数の別個のミキサ回路(図示せぬ)を含み得ることに留意する。 同様に、図示するサブLOバッファ630.1から630. Nの各々は、複数の別個のミキサ回路の各々に対する複数の別個の(図示せぬ)LOバッファ回路を含み得る。

    図6において、局部発振信号は、晶発振器654に順次結合する周波数シンセサイザ652の出力に結合される周波数分周器651を含む、LO生成器650によって生成される。

    図6において、サブミキサ640.1から640. N、及びサブLOバッファ630.1から630. Nは、制御信号EN. 1及びEN. Nをそれぞれ制御するベースバンドプロセッサ610によって選択的に有効または無効に成りうる。 各々のサブミキサは、対応するバッファLO信号と、ベースバンドプロセッサ610におけるDAC612から得られ、且つ選択可能なベースバンドフィルタ620.1から620. Nによってフィルタリングされたベースバンド信号612aと、を混合させる。 例えば、(図示せぬ)アンテナによる更なる送信のために、混合され、組み合わされたサブミキサの出力信号は、バラン101を介して増幅器120に結合される。

    送信器600において、ベースバンドプロセッサ610は、例えば駆動増幅器に伝達(delivered)されるために必要とされる送信電力の総利得などを含めた基準に基づき、ミキサ、サブLOバッファ、及びベースバンドフィルタのうちどれを有効にするのか選択し得る。 例えば、一番低い利得モードにおいて動作させるため、サブミキサ、サブLOバッファ、及びベースバンドフィルタを無効に保ちつつ、サブミキサ640.1、サブLOバッファ630.1及びベースバンドフィルタ620.1のみが有効とされ得る。 このモードは、最小サイズのミキサとLOバッファとを備えた送信器600の動作に相当し得る。 一番高い利得モードで動作させるため、サブミキサ640.1から640. Nまでと、サブLOバッファ630.1から630. Nまで、及びベースバンドフィルタ620.1から620. Nまでの全てか有効になり得る。 このモードは、最大サイズのミキサとLOバッファとを備えた送信器600の動作に相当し得る。 当業者であれば、対応する一部のサブミキサとサブLOバッファとを有効にすることで、中間サイズのミキサとLOバッファとが取得でき得ることを認識するだろう。

    典型的な一実施例において、サブミキサ640.1から640. Nの各々は、送信器600で利用できる利得のステップサイズを正確に制御させるため、名目上(nominally)同一のサイズとされ得る。

    図7は、本開示に従った方法700の典型的な一実施例を示す。 図7に示す典型的な実施例は、単なる例示を意味し、本開示の範囲を、図示するあらゆる具体的であって典型的な実施例に限定することを意味しないことに留意する。 更に図7に示すステップの順序は、開示した技術を、ステップのあらゆる特定のシーケンスに限定するものと解釈するべきではない。

    ステップ710において、リニアモードで、方法は、ベースバンド直交(BB Q)信号を局部発振直交(LO Q)信号と、第1のミキサを用いて混合する。

    ステップ720において、リニアモードで、方法は、ベースバンド同相(BB I)信号を局部発振同相(LO I)信号と、第2のミキサを用いて混合する。

    ステップ730において、ポーラモードで、方法は、ベースバンド直交(BB Q)信号を局部発振直交(LO Q)信号と、第1のミキサを用いて混合する。

    ステップ740において、ポーラモードで、方法は、ベースバンド直交(BB Q)信号を局部発振直交(LO Q)信号と、第2のミキサを用いて混合する。

    ステップ750において、方法は、第1及び第2のミキサの出力を組み合わせ、アップコンバートされた信号を生成する。

    本明細書で記述した技術に基づき、本明細書に記述された一態様が、あらゆる他の実施例と独立して実施され、様々な方法で2つ以上のこれら実施例が組み合わされ得ることは明白に違いない。 1つまたはそれ以上の典型的な実施例では、述べられた機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せで実装され得る。 ソフトウェアで実装される場合、それらの機能は1つまたはそれ以上の命令またはコードとして、コンピュータ読み取り可能媒体に記憶され、或いは伝送され得る。 コンピュータ読み取り可能媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの持ち運びを助ける任意の媒体を含むコンピュータ記憶メディア及び通信メディアの双方を含み得る。 記録媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であって良い。 例として、これに限定するもので無いものとして、このようなコンピュータ読み取り可能媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROMまたは光ディスク媒体、磁気ディスク媒体または他の磁気記録デバイス、または命令またはデータ構造の形で所望のプログラムコードを扱いまたは保持するために使用され、そしてコンピュータによってアクセスできる他の任意の媒体を含むことが出来る。 また、あらゆる接続が、適切にコンピュータ読み取り可能な媒体と呼ばれる。 例えば、そのソフトウェアが同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ディジタル加入者回線(DSL)、或いは赤外線、無線、及びマイクロ波といった無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、または遠隔源から送信されるならば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、或いは赤外線、無線、及びマイクロ波といった無線技術は、媒体の定義に含まれる。 本明細書で使用されるディスク(disk and disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商標)、光学ディスク、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、及びブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は、一般的に、磁気によってデータを再生し、ディスク(disc)はレーザによって光学的にデータを再生する。 上記の組合せもまたコンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。

    本明細書と特許請求の範囲において、1つの素子が他の素子に“に接続された”又は“に結合された”として引用される時、他の素子に直接接続され、または途中で設けられる素子を介して結合され得ると理解されるだろう。 その一方で、素子が他の素子に“直接接続される”又は“直接結合する”として引用される時、途中に介入する素子は無い。

    複数の態様及び例が記述された。 しかし、これら例に対しさまざまな変形が可能であり、その上、本明細書で公開した原理は他の態様に適用し得る。 これら及び他の態様は以下特許請求の範囲の範囲内とされる。
    以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
    [1]リニアモードにおいて、ベースバンド同相(BB I)信号と局部発振同相(LO I)信号とを第1のミキサ(primary mixer)を用いて混合させることと、
    前記リニアモードにおいて、ベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを第2のミキサ(secondary mixer)を用いて混合させることと、
    前記リニアモードにおいて、アップコンバートされた信号を生成するため、前記第1及び第2のミキサの前記出力を組み合わせる(combining)ことと、
    ポーラモード(polar)において、ベースバンド振幅(BB)信号と位相変調(phase−modulated)局部発振(LO)信号とを前記第1のミキサを用いて混合させることと
    を具備するベースバンド信号をアップコンバートする方法。
    [2]前記ポーラモードにおいて、前記第2のミキサを停止させること、を更に具備する付記1の方法。
    [3]前記ポーラモードにおいて、前記BB信号と前記LO信号とを前記第2のミキサを用いて混合させること、を更に具備する付記1の方法。
    [4]前記リニアモードにおいて前記BB Q信号と前記LO Q信号とを前記第2のミキサを用いて混合させることは、前記第2のミキサの第1の差動入力を前記BB Q信号に結合させること、を具備し、
    前記ポーラモードにおいて前記BB信号と前記LO信号とを前記第2のミキサを用いて混合させることは、前記第2のミキサの前記第1の差動入力を前記BB信号に結合させること、を具備する付記3の方法。
    [5]前記第2のミキサの前記第1の差動入力を前記BB Q信号に結合することと、前記第2のミキサの前記第1の差動入力を前記BB信号に結合すること、はスイッチを構成させること、を具備する付記4の方法。
    [6]前記リニアモードにおいて、第1デジタル出力でデジタルベースバンド同相信号をデジタル生成することと、
    前記ポーラモードにおいて、前記第1デジタル出力でデジタルベースバンド振幅信号をデジタル生成することと、
    前記第1デジタル出力での前記デジタル信号を第1のアナログ信号に変換することと、
    前記第1のアナログ信号を前記第1のミキサの第1の差動入力に結合することと、を更に具備する付記4の方法。
    [7]前記リニアモードで、第2デジタル出力においてデジタルベースバンド直交信号をデジタル生成することと、
    前記ポーラモードで、前記第2デジタルの出力においてデジタルベースバンド振幅信号をデジタル生成することと、
    前記第2デジタル出力の前記デジタル信号を第2のアナログ信号に変換することと、
    前記第2のアナログ信号を、前記第2のミキサの前記第1の差動入力に結合することと、を更に具備する付記6の方法。
    [8]前記リニアモードにおいて前記BB Q信号と前記LO Q信号とを前記第2のミキサを用いて混合させることは、前記第2のミキサの第2の差動入力を前記LO Q信号に結合させること、を具備し、
    前記ポーラモードにおいて前記BB信号と前記LO信号とを前記第2のミキサを用いて混合させることは、前記第2のミキサの前記第2の差動入力を前記LO信号に結合させること、を具備する付記3の方法。
    [9]前記第2のミキサの前記第2の差動入力を前記LO Q信号に結合することと、前記第2のミキサの前記第2の差動入力を前記LO信号に結合すること、はスイッチを構成させること、を具備する付記8の方法。
    [10]前記第1及び前記第2のミキサの前記出力を組み合わせることは、前記第1及び前記第2のミキサの差動出力を単一のバランに結合すること、を具備する付記3の方法。
    [11]前記単一のバランを用いて800MHzから2GHzまでの周波数レンジに前記ベースバンド信号をアップコンバートすること、を更に具備する付記10の方法。
    [12]前記第1のミキサ及び前記第2のミキサの各々は複数のサブミキサを具備し、
    前記方法は、
    必要とされる送信利得に応じて前記第1及び第2のミキサの前記サブミキサの少なくとも1つを選択的に有効にすること、を更に具備する付記3の方法。
    [13]前記複数のサブミキサの各々の前記第2の入力が、対応する局部発振バッファに結合され、
    前記方法は、
    必要とされる送信利得に応じて前記局部発振バッファの少なくとも1つを選択的に有効にすること、を更に具備する付記12の方法。
    [14]前記複数のサブミキサの各々は、名目(nominal)上、同一のサイズを有する付記12の方法。
    [15]リニアモードで、ベースバンド同相(BB I)信号と局部発振同相(LO I)信号とを混合するよう構成され、ポーラモードで、ベースバンド振幅(BB)信号と位相変調(phase−modulated)局部発振(LO)信号とを混合させるよう更に構成された第1のミキサ(primary mixer)と、
    前記リニアモードで、ベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを混合させるよう構成された第2のミキサ(secondary mixer)と
    を具備するベースバンド信号をアップコンバートするための装置。
    [16]前記第2のミキサは、前記ポーラモードにおいて、前記BB信号と前記LO信号とを混合させるよう更に構成される付記15の装置。
    [17]前記第1及び第2のミキサの前記出力に結合されるバランを更に具備する付記16の装置。
    [18]前記第2のミキサは、前記リニアモードにおいて前記BB Q信号に結合され、前記ポーラモードで前記BB信号に結合される第1の差動入力を具備する付記15の装置。
    [19]前記リニアモードで、前記第2のミキサの前記第1の差動入力を、前記BB Q信号に結合させ、前記ポーラモードで、前記BB信号に結合させるスイッチを更に具備する付記18の装置。
    [20]前記リニアモードにおいて、第1デジタル出力でデジタルベースバンド同相信号をデジタル生成し、
    前記ポーラモードにおいて、前記第1デジタル出力でデジタルベースバンド振幅信号をデジタル生成するよう構成されたデジタルモジュールを更に具備し、
    前記装置は、
    前記第1デジタル出力において、前記デジタル信号を、前記第1のミキサの第1の差動入力と結合される第1のアナログ信号へと変換する第1のデジタル−アナログ変換器
    を更に具備する付記18の装置。
    [21]前記リニアモードにおいて、第2デジタル出力でデジタルベースバンド直交信号をデジタル生成し、
    前記ポーラモードにおいて、前記第2デジタル出力で前記デジタルベースバンド振幅信号をデジタル生成するよう構成されたデジタルモジュールを更に具備し、
    前記装置は、
    前記第2デジタル出力において、前記デジタル信号を前記第2のミキサの前記第1の差動入力に結合する第2のアナログ信号へと変換する第2のデジタル−アナログ変換器を
    更に具備する付記20の装置。
    [22]前記第2のミキサは、前記リニアモードにおいて前記LO Qに結合し、前記ポーラモードにおいて前記LO信号に結合する第2の差動入力を具備する付記15の装置。
    [23]前記リニアモードにおいて前記LO Q信号を、前記ポーラモードにおいて前記LO信号を、前記第2のミキサの前記第2の差動入力に結合するスイッチを更に具備する付記22の装置。
    [24]前記バランは、800MHzから2GHzまでの周波数レンジにおいて動作するよう構成される付記15の装置。
    [25]前記第1のミキサ及び前記第2のミキサの各々は、複数のサブミキサを具備し、
    前記装置は、
    必要とされる送信利得に応じて、前記第1及び前記第2のミキサの前記サブミキサのうち少なくとも1つを選択的に有効とするよう構成される付記15の装置。
    [26]前記複数のサブミキサの各々の前記第2入力は、対応する局部発振バッファに結合され、
    前記装置は、
    前記必要とされる送信利得に応じて前記局部発振バッファの少なくとも1つを選択的に有効とするよう更に構成される付記25の装置。
    [27]前記複数のサブミキサの各々は、名目(nominal)上同一のサイズとされる付記25の装置。
    [28]リニアモードにおいて、ベースバンド同相(BB I)信号を局部発振同相(LO I)信号と混合させ、ポーラモードにおいて、ベースバンド振幅(BB)信号と局部発振(LO)信号とを混合させる第1手段(primary means)と、
    リニアモードにおいて、ベースバンド直交(BB Q)信号と局部発振直交(LO Q)信号とを混合し、前記ポーラモードにおいて前記BB信号と前記LO信号とを混合させる第2手段(secondary means)と
    を具備するベースバンド信号をアップコンバートするための装置。
    [29]アップコンバートされた信号を生成するため前記第1及び第2手段による前記出力を組み合わせる手段を更に具備する付記28の装置。
    [30]送信器にベースバンド信号をアップコンバートするよう指示するコンピュータプログラム製品であって、
    前記送信器は、
    第1のベースバンド信号と第1の局部発振信号とを乗算する第1のミキサ(primary mixer)と、第2のベースバンド信号と第2の局部発振信号とを乗算する第2のミキサ(secondary mixer)とを具備し、
    前記製品は、
    前記リニアモードにおいてコンピュータに第1のベースバンド信号としてベースバンド同相信号をデジタル生成させるためのコードと、前記ポーラモードにおいて、コンピュータに第1のベースバンド信号としてベースバンド振幅信号をデジタル生成させるコードと、を具備するコンピュータ読み取り可能な媒体を
    具備するコンピュータプログラム製品。
    [31]前記リニアモードにおいてコンピュータに前記第2のベースバンド信号としてデジタルのベースバンド直交信号をデジタル生成させるコードと、前記第ポーラモードにおいて、コンピュータに前記第2のベースバンド信号としてデジタルのベースバンド振幅信号をデジタル生成させるコードとを具備する、コンピュータ読み取り可能な媒体を
    更に具備する付記30のコンピュータプログラム製品。

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