多模倍频器

技术领域

本公开涉及与电子设备的无线通信，并且更具体地涉及实现多模倍频器。

背景技术

电子设备包括传统计算设备，诸如台式电脑、笔记本电脑、智能手机、可穿戴设备(如智能手表)、互联网服务器等。然而，电子设备还包括其他类型的计算设备，诸如个人语音助理(例如，智能扬声器)、无线接入点或路由器、恒温器和其他传感器或自动控制器、机器人、汽车电子设备、嵌入其他机器中的设备(如冰箱和工业工具)、物联网(IoT)设备等。这些各种电子设备提供与生产力、通信、社交、保密、安全、远程管理、娱乐、交通和信息传播相关的服务。因此，电子设备在现代社会的很多方面发挥着至关重要的作用。

在当今互联世界中，由电子设备提供的很多服务至少部分依赖于电子通信。例如，电子通信包括使用无线或有线信号在两个或更多个电子设备之间交换的那些通信，这些无线或有线信号通过诸如互联网、Wi-Fi网络或蜂窝网络等一个或多个网络来传输。因此，电子通信包括无线和有线传输和接收。为了进行这样的电子通信，电子设备可以使用收发器，诸如用于无线通信的无线收发器。

因此，电子通信可以通过在两个不同电子设备处的两个无线收发器之间传播信号来实现。例如，作为支持移动服务的上行链路通信的一部分，智能手机可以使用无线传输器通过空中介质向基站传输无线信号。作为用于实现移动服务的下行链路通信的一部分，智能手机可以使用无线接收器接收通过空中介质从基站传输的无线信号。利用智能手机，移动服务可以包括电话和视频通话、社交媒体互动、消息传递、观看电影、共享视频、执行搜索、获取地图信息或导航指令、寻找朋友、常见的基于位置的服务、转账、获取其他服务(如乘车)等等。

这些移动服务中的很多至少部分依赖于无线信号的传输和接收。因此，电气工程师和电子设备的其他设计者努力开发无线收发器，该无线收发器可以通过有效地传送无线信号来促进对这些和其他移动服务的提供。

发明内容

本文献描述了用于实现多模倍频器以高效生成多个不同频率的装置、方法和技术。多模倍频器可以使用减少数目的压控振荡器(VCO)来覆盖给定频率范围，或者使用相同数量的VCO来覆盖更宽的频率范围。这可以降低制造成本、电子设备的尺寸、操作成本或功耗、或者其组合。在示例实现中，多模倍频器可以包括多相发生器或可重配置倍频器，在某些情况下包括这两种组件。开关矩阵电路可以将多相发生器耦合到可重配置倍频器。如果VCO在基频下操作，则多模态多相发生器可以选择性地生成具有基频或次谐波频率的多相信号。可重配置倍频器可以选择性地将多相信号的频率乘以至少两个不同因子。因此，与频率调谐电路相结合，多模倍频器可以在超宽频率范围内的多个窄频带中操作。

在示例方面，公开了一种用于生成频率的装置。该装置包括多模倍频器。多模倍频器包括被配置为产生包括多个相位分量并且具有第一频率的第一信号的多相发生器。多模倍频器还包括与多相发生器串联耦合的可重配置倍频器，可重配置倍频器被配置为基于第一信号产生第二信号，并且第二信号具有第二频率，第二频率是第一频率的倍数。

在示例方面，公开了一种用于生成频率的装置。该装置包括用于基于具有振荡频率的振荡信号生成包括多个相位分量并且具有第一频率的第一信号的部件。该装置还包括用于基于多个因子中的因子来倍增第一信号的第一频率以产生具有第二频率的第二信号的部件，第二频率是第一频率的倍数。

在示例方面，公开了一种用于生成频率的方法。该方法包括通过多模倍频器第一传播具有振荡频率的振荡信号以产生具有第一频率的第一信号。第一传播包括生成具有第三频率的多个相位分量。第一传播还包括将第三频率乘以多个因子中的第一因子，第一频率基于第三频率和第一因子。该方法还包括改变多模倍频器的至少一个开关的状态。该方法还包括：响应于状态的改变，通过多模倍频器第二传播具有振荡频率的振荡信号以产生具有第二频率的第二信号。第二传播包括生成具有第三频率的多个相位分量。第二传播还包括将第三频率乘以多个因子中的第二因子，第二频率基于第三频率和第二因子。

附图说明

图1示出了包括具有无线接口设备的电子设备的示例环境，无线接口设备具有包括多模倍频器的收发器。

图2示出了图1的无线接口设备的示例架构。

图3示出了图1的多模倍频器的示例架构，其包括多模态多相发生器、开关矩阵电路、可重配置倍频器和频率调谐电路。

图4-1示出了单端多模态多相发生器的示例电路。

图4-2示出了互补多模态多相发生器的示例电路。

图4-3示出了差分多模态多相发生器的示例电路。

图5-1示出了可重配置倍频器的示例电路。

图5-2示出了图5-1的可重配置倍频器的示例电路的替代配置。

图6示出了与多模倍频器的示例操作模式相结合的开关矩阵电路的示例实现。

图7示出了可以耦合到可重配置倍频器的频率调谐电路的示例实现。

图8-1是示出用于操作多模倍频器以生成频率为输入信号的振荡频率的两倍(2×)的输出信号的示例过程的流程图。

图8-2是示出用于操作多模倍频器以生成频率为输入信号的振荡频率的三倍(3×)的输出信号的示例过程的流程图。

图8-3是示出用于操作多模倍频器以生成频率为输入信号的振荡频率的1.5倍(1.5×)的输出信号的示例过程的流程图。

图9是示出用于操作多模倍频器以处理用于无线通信的信号的示例过程的流程图。

具体实施方式

概述

为了提供移动服务，电子设备通常根据某个无线标准使用无线收发器来传送无线信号。无线标准的示例包括第四代(4G)蜂窝标准和IEEE 802.11b或802.11g Wi-Fi标准，它们都已经与智能手机和其他连接设备一起使用。这些无线标准使得能够在若干频率范围内实现特定无线通信速度。然而，正在努力通过创建具有更大数量或宽度的频率范围的较新无线标准来实现更快的无线网络，以提高通信能力。例如，下一代蜂窝网络和高级Wi-Fi网络可以提供显著更高的带宽、更低的延迟和对附加电磁(EM)频谱的接入。总之，这表示，可以向用户提供令人兴奋的新无线服务，诸如更安全的自动驾驶汽车、增强现实(AR)和其他混合现实(MR)成像、随时随地的4K视频流、确保人们能够安全和更高效地使用自然资源的无处不在的传感器、实时语言翻译等。

为了使这些新的、更快的无线技术更广泛地可用，除了智能手机和其他传统计算设备之外，还将部署很多无线设备，有时称为“物联网”(IoT)。与当今无线设备的使用相比，预期将有数百亿、甚至数万亿的设备通过物联网连接到互联网。这些IoT设备可以包括小型的廉价的低功耗设备，如传感器和跟踪标签。因此，这样的IoT设备的某些部分可以特别受益于更小或更便宜的组件。

此外，为了实现下一代无线技术，IoT设备和其他电子设备可以根据第五代(5G)蜂窝标准和更新的Wi-Fi标准进行操作。与根据较旧的无线标准进行操作的那些设备相比，这样的设备可以利用使用位于EM频谱的较高频率处的较宽频率范围的信号进行通信。例如，很多较新的设备将被期望在毫米波(mmWave)频率(例如，在至少24至300千兆赫兹(GHz)之间的频率)以及个位数GHz的频率下操作。这些新的无线标准扩展了允许电子设备通信的频率范围。

为了满足这些商业期望并且适应批准的频率范围的扩展，在这些限制条件下实现无线通信的物理组件可能被期望在数十GHz的频率范围内操作。促进电子通信的一个组件是无线接口设备，无线接口设备可以包括无线收发器、射频前端(RFFE)或这两者。较新的无线标准可以在更高的频率下操作，可以提供附加频率范围，并且可以涉及更严格的延迟要求。这些特性对于一些无线接口设备来说可能是具有挑战性的。

此外，随着新无线标准的开发和实现，可以继续使用早期标准，例如现有电磁(EM)频率分配的向后兼容性或利用。先前或当前无线标准也可以演进以合并附加EM频率分配。因此，随着标准的演进，较旧的和较新的无线标准都可以随着时间相对于彼此与各种频带相关联。因此，电子设备可以被设计为根据不同无线标准、给定无线标准的不同代、和/或以其他方式跨多个频率范围进行操作。为了在多个频率范围或超宽频率范围上操作，无线接口设备可以包括多个不同频率振荡器，诸如多个压控振荡器(VCO)，这些多个不同频率振荡器提供跨越期望频率范围的各种振荡频率的振荡信号。

然而，复制频率振荡器需要一些成本。例如，每个频率振荡器实例与针对每个期望频率范围复制各种组件的财务成本相关联。此外，每个个体频率振荡器占用一些有限量的空间，因此频率振荡器的每个实例导致无线接口设备及其电子设备更大。这一结果可能与那些设备的期望尺寸相冲突，在这些设备中，较小的形状因子可能是优选的，诸如IoT传感器或智能手表。此外，正在操作的每个频率振荡器消耗功率，这可能更快地耗尽移动电子设备的电池。

为了解决这些问题，本文献描述了用于从频率振荡器创建多个不同频率的方法。在操作中，具有振荡频率的振荡信号被施加到多模倍频器。在示例实现中，多模倍频器可以包括耦合到可重配置倍频器的多相发生器。振荡信号通过多相发生器和可重配置倍频器串行地被传播。多模倍频器输出频率为基于振荡信号的振荡频率和多个因子中的至少一个因子的多个可选择频率中的一个的信号。

在某些情况下，所描述的实现可以提供与使用更多频率振荡器的其他方法(这些方法占用更多面积、成本更高、消耗更多功率)相当的频率范围。在一个相关示例中，与这些其他方法相比，本文中描述的频率生成电路可以占用大约少三分之一的空间，并且使用一个VCO而不是三个VCO进行操作。在其他情况下，与使用相同数量的频率振荡器的其他方法相比，所描述的实现可以在给定数量的频率振动器的情况下提供更宽的频率范围。因此，与这些其他方法相比，这些描述的实现可以提供更多频带上的覆盖，包括附加无线标准或信道上。在另一相关示例中，对于相等数量的VCO，一些描述的实现可以将频率覆盖扩展大约60％，而不依赖于附加的占用空间和耗电的VCO。

在附加示例实现中，多模倍频器可以包括开关矩阵电路，该开关矩阵电路将多相发生器耦合到可重配置倍频器。开关矩阵电路可以选择性地将信号的不同相位分量从多相发生器耦合到可重配置倍频器。此外，多相发生器可以被实现为多模态多相(multimodalmultiphase)发生器，以进一步增加可用数量的倍频器。例如，这样的多模态多相发生器可以基于具有基频的振荡信号来产生具有基频或次谐波的信号的多相分量。该文献还公开了一种能够增强多模倍频器的输出信号的频率调谐电路。与其他方法相比，这些不同组件和特征可以单独地或联合地实现，以便以更紧凑、更便宜、以更低功率操作和/或提供对更宽频率范围的访问的方式提供不同倍频能力。

示例环境

图1示出了示例环境100，示例环境100包括具有无线接口设备120的电子设备102。示例电子设备102通过无线链路106与基站104通信。图1将电子设备102描绘为智能手机。然而，电子设备102可以被实现为任何合适的计算或其他电子设备。这样的其他设备的示例包括蜂窝基站、宽带路由器、接入点、游戏设备、导航设备、媒体设备、膝上型计算机、台式计算机、平板电脑、计算机服务器、网络连接存储(NAS)设备、智能设备、基于车辆的通信系统、物联网(IoT)设备、传感器、安全设备，资产跟踪器、健身管理设备、可穿戴设备、无线电源设备、另一装置的电子器件等。

基站104可以经由无线链路106与电子设备102通信，无线链路106可以被实现为传送通信信号的任何合适类型的无线链路。尽管被描绘为蜂窝无线电网络的基站塔，但是基站104可以表示或被实现为另一设备(例如，卫星、地面广播塔、接入点、对等设备、网状网络节点、光纤线路、另一电子设备等)。因此，电子设备102可以使用有线连接、无线连接或其组合与基站104或另一设备通信。

如图所示，无线链路106在电子设备102与基站104之间延伸。无线链路106可以包括从基站104传送到电子设备102的数据或控制信息的下行链路、以及从电子设备102传送到基站104的其他数据或控制信息的上行链路。无线链路106可以使用任何合适的通信协议或标准来实现。这样的协议和标准的示例包括第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)标准，诸如第4代(4G)或第5代(5G)蜂窝标准；IEEE 802.11标准，诸如802.11g、ac、ax、ad、aj或ay(例如，Wi-Fi 6或

电子设备102可以包括至少一个应用处理器108和至少一个计算机可读存储介质110(CRM 110)。应用处理器108可以包括被配置为执行由CRM 110存储的处理器可执行指令(例如，代码)的任何类型的处理器，例如，中央处理单元(CPU)或多核处理器。CRM 110可以包括任何合适类型的数据存储介质，例如易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(例如，闪存)、光学介质、磁性介质(例如，磁盘或磁带)等。在本公开的上下文中，CRM 110被实现为存储电子设备102的指令112、数据114和其他信息。因此，CRM 110不包括暂态传播信号或载波。

电子设备102还可以包括一个或多个输入/输出端口116(I/O端口116)和/或至少一个显示器118。I/O端口116使得能够与其他设备、网络或用户进行数据交换或交互。I/O端口116可以包括串行端口(例如，通用串行总线(USB)端口)、并行端口、音频端口、红外(IR)端口、相机或其他传感器端口等。显示器118可以被实现为呈现由电子设备102提供的图形图像的显示屏或投影仪，例如，与操作系统(OS)、程序或应用相关联的用户界面。替代地和/或另外地，显示器118可以被实现为显示端口或虚拟接口，通过该显示端口或虚拟接口，可以传送或呈现电子设备102的图形内容。

电子设备102还包括耦合到电子设备102的无线接口设备120的至少一个天线140。无线接口设备120经由无线链路提供到相应网络和/或对等设备的连接，无线链路可以以类似于或不同于无线链路106的方式来配置。替代地或另外地，电子设备102可以包括有线接口设备，诸如用于通过有线局域网(LAN)、内联网或互联网进行通信的以太网或光纤收发器。无线接口设备120可以促进通过任何合适类型的无线网络的通信，包括无线LAN(WLAN)、无线个域网(WPAN)、对等(P2P)网络、网状网络、蜂窝网络、无线广域网(WWAN)、或卫星定位系统(SPS)或全球导航卫星系统(GNSS)(例如，伽利略、全球定位系统(GPS)、准天顶卫星系统(QZSS)、北斗和全球导航卫星系统(GLONASS))。在示例环境100的上下文中，电子设备102可以经由无线接口设备120与基站104双向地传送各种数据和控制信息。电子设备102还可以直接与其他对等设备、替代无线网络等通信。

如图1所示，无线接口设备120包括至少一个通信处理器122和至少一个收发器124。尽管图1中未示出，但是无线接口设备120还可以包括数模转换器(DAC)或模数转换器(ADC)以在模拟信号与数字信号之间进行转换。DAC和ADC可以被实现为通信处理器122的一部分、收发器124的一部分、或者与这两者分开。这些组件处理与通过天线140为电子设备102传送信息相关联的数据信息、控制信息和信号。

无线接口设备120的通信处理器122可以在片上系统(SoC)中、作为调制解调器基带处理器、作为基带无线电处理器(BBP)等来实现。通信处理器122为电子设备102的数据、语音、消息传递或其他应用启用数字通信接口。在一些实现中，应用处理器108和通信处理器122可以组合成模块、集成电路(IC)和/或SoC。无论如何，应用处理器110或通信处理器122都可以可操作地耦合到一个或多个其他组件，如CRM 110或显示器118，以使得能够控制电子设备102的其他组件或者控制与电子设备102的其他组件的通信。

通信处理器122还可以包括数字信号处理器(DSP)或一个或多个信号处理块，用于对用于传输的数据进行编码和调制、以及用于对接收到的数据进行解调和解码。此外，通信处理器122可以包括用于存储数据和处理器可执行指令(例如，代码)的存储器，如在CRM110的示例中。通信处理器122可以操作(例如，控制或配置)收发器124的各方面，诸如多模倍频器130和无线接口设备120的其他组件，以实现各种通信协议或通信技术。

如图所示，无线接口设备120的收发器124包括多模倍频器130。收发器124还可以包括用于滤波、放大、信道化、频率转换等的电路系统和逻辑。频率转换可以包括上变频或下变频，该上变频或下变频可以使用至少一个本地振荡器(LO)在单个转换操作中或通过多个转换操作来执行，该LO可以包括压控振荡器(VCO)(图1中未示出)或与VCO一起操作。VCO可以被包括作为多模倍频器130的一部分，可以设置在单独的IC中，可以是收发器124的一部分但与多模倍频器130分离，或者可以被合并在电子设备102中的其他地方。

详细地，收发器124可以包括滤波器、开关、放大器、混频器等，以路由和调节经由天线140传输或接收的信号，如参考图2进一步所述。收发器124的组件或电路系统可以以任何合适的方式来实现，例如，作为组合的收发器逻辑或单独地作为相应接收器和收发器单元。在一些情况下，收发器124可以利用用于实现相应接收和传输操作的多个或不同部分(例如，分离的传输和接收链)来实现。收发器124还可以包括用于执行同相/正交(I/Q)操作(例如，合成、相位校正、相移、调制、解调等)的逻辑。

尽管图1中未示出，但无线接口设备120可以包括射频(RF)前端。RF前端可以包括一个或多个滤波器、开关、放大器或混频器，以调节经由天线140接收的信号或要经由天线140来传输的信号。RF前端可以包括移相器(PS)、峰值检测器、功率计、增益控制块、天线调谐电路、N路复用器、平衡不平衡变换器等。然而，RF前端可以另外地或替代地包括其他组件，诸如多模倍频器130。RF前端的可配置组件(诸如移相器、多模倍频器130或自动增益控制器(AGC))可以由通信处理器122控制以在各种模式下、利用不同频带或使用波束成形来实现通信。

通常，图1和图2所示的组件可以分布在收发器124与RF前端之间，包括作为至少一个天线模块的一部分。例如，收发器124可以包括这些组件的一部分，并且RF前端可以包括这些部件的另一部分，诸如剩余组件。在一些实现中，天线140被实现为包括多个天线元件的至少一个天线阵列。因此，如本文中使用的，“天线”可以是指至少一个分立或独立天线、包括多个天线元件的至少一个天线阵列、或者天线阵列的一部分(例如，天线元件)，这取决于上下文或实现。

在示例实现中，收发器124的多模倍频器130可以促进至少一个频率范围内的上变频或下变频操作。与(多个)超宽频带中的其他方法相比，多模倍频器130可以支持超宽频率通信，同时使用减少数目的VCO。多模倍频器130可以包括至少一个多模态多相发生器132(或多相发生器132)、可选的至少一个开关矩阵电路134、至少一个可重配置倍频器136(或可重配置倍频器136)、以及可选的至少一个频率调谐电路138。通过使用减少数目的VCO，制造商可以例如在不牺牲信号质量和/或不减少可用于通信的(多个)频带的情况下减少硅面积并且降低制造成本。

图2示出了可以在其中实现本公开的各方面的无线接口设备120的示例架构。在图2中，无线接口设备120包括通信处理器122(示出为“通信处理器122”)和收发器124。收发器124包括共同支持双向通信的传输器230和接收器250。通常，无线接口设备120可以包括用于任何数目的通信系统或频带的任何数量的传输器和任何数目的接收器。收发器124的全部或一部分可以在一个或多个模拟IC、射频集成电路(RFIC)、混合信号IC等上实现。本文中，术语“收发器”在功能上描述了无线接口设备120的一些元件。收发器124中所示的元件中的一些可以被包括在收发器芯片、模块或电路中，而收发器124中所示的其他元件可以单独地在射频前端(RFFE)电路中实现，作为分立组件来实现，在单独的模块中实现，等等。

传输器230或接收器250可以利用超外差架构或直接转换架构来实现。在超外差架构中，信号在多个级中在射频(RF)与基带之间进行频率转换。例如，超外差架构可以在一个级中将信号频率从RF转换为中频(IF)，然后在另一级中将信号频率从IF转换为基带频率。因此，当利用超外差架构时，在RF与基带频率之间可以存在一个或多个IF转换级。相反，直接转换架构(其某些实施例可以称为零IF(ZIF或OZIF))在一(1)个级中在RF与基带频率之间转换信号频率。超外差和直接转换架构可以使用不同电路块或具有不同技术规范。为了便于描述和说明，在图2中，作为示例，传输器230和接收器250利用直接转换架构来实现。尽管如此，参考图2描述的组件适用于超外差和/或直接转换架构。因此，本文中针对多模倍频器130而描述的原理适用于直接转换架构和超外差架构。

如图2所示，锁相环(PLL)和多模倍频器130与传输器230和接收器250一起使用。传输PLL 292(TX PLL 292)和相关联的多模倍频器130生成I和Q LO信号(例如，272-1I信号和272-2Q信号)。这些TX LO信号用于传输器230中的上变频。接收PLL 282(RX PLL 282)和相关联的多模倍频器130生成I和Q LO信号(例如，272-3I信号和272-4Q信号)。这些RX LO信号用于接收器250中的下变频。通常，“I”和“Q”信号可以称为多相信号、多相分量、相位分量等。尽管在图2中没有如此示出，但是每个信号可以被实现为具有正部分和负部分的差分信号。在一些实施例中，多模倍频器130可以耦合到上变频器238和下变频器258。

LO信号272-1、272-2、272-3和272-4中的每个可以被实现为多相基频或多相次谐波频率，如下所述。在操作中，TX PLL 292从通信处理器122接收定时信息，并且生成控制信号，该控制信号用于调节由相关联的多模倍频器130生成的TX LO信号272-1和272-2的频率或相位。类似地，RX PLL 282从通信处理器122接收定时信息，并且生成控制信号，该控制信号用于调节由相关联的多模倍频器130生成的RX LO信号272-3和272-4的频率或相位。

在传输路径中，通信处理器122处理要传输的数据，并且向传输器230提供I和Q模拟输出信号(示出为“I”信号和“Q”信号)。通信处理器122可以包括一个或多个DAC(未示出)，该DAC用于将由通信处理器122生成的信号转换成I和Q模拟输出信号，例如，转换成I和Q输出电流和/或电压，以供传输器230进一步处理。在其他实施例中，通信处理器122向传输器230中的一个或多个DAC(未示出)提供数字信号，使得I和Q模拟输出信号在传输器230中被生成。在传输器230内，低通滤波器232-1和232-2分别对I和Q模拟输出信号进行滤波，以去除由先前DAC引起的不期望的信号图像。放大器234-1和234-2(Amp 234-1和Amp 234-2)分别放大从低通滤波器232-1和232-2接收的模拟信号，并且分别产生I基带信号236-1和Q基带信号236-2。

传输路径中的上变频器238使用由传输路径的多模倍频器130生成的I LO信号272-1和Q LO信号272-2对I基带信号236-1和Q基带信号236-2进行上变频。基于I信号272-1和Q信号272-2，上变频器238产生上变频信号240。在上变频之后，滤波器242对上变频的信号240进行滤波，并且去除传输频带中由上变频引起的图像和噪声。然后，功率放大器244(PA 244)放大滤波器242的输出以获取期望的输出功率电平，并且产生传输RF信号245。传输RF信号245被路由通过双工器或开关246。在示例传输操作中，天线140传输双工器或开关246的输出信号。

在示例接收操作的接收路径中，天线140接收由基站104、其他无线通信设备等传输的信号。天线140提供接收的RF信号251，接收的RF信号251被路由通过双工器或开关246。双工器或开关246将接收的RF信号251递送到接收器250的低噪声放大器252(LNA 252)。LNA252放大接收的RF信号251，并且将接收的放大的RF信号递送到滤波器254。滤波器254对接收的放大的RF信号进行滤波，以生成RF输入信号256。

滤波器254将RF输入信号256提供给接收路径中的下变频器258。接收路径中的下变频器258对RF输入信号256的I和Q版本的频率进行下变频，以产生下变频的I基带信号260-1和Q基带信号260-2。下变频器258使用由接收路径的多模倍频器130生成的I LO信号272-3和Q LO信号272-4。基于信号272-3和272-4，下变频器258产生下变频的I基带信号260-1和Q基带信号260-2。I基带信号260-1和Q基带信号260-2由相应放大器262-1和262-2(Amp 262-1、262-2)放大。这些放大的I和Q基带信号由相应低通滤波器264-1和264-2进一步滤波，以获取I和Q模拟输入信号(示出为“I”信号和“Q”信号)，这些I和Q模拟输入信号可以被提供给通信处理器122。通信处理器122可以包括一个或多个ADC(未示出)，该ADC用于将模拟输入信号转换为数字信号以由通信处理器122进一步处理。在其他实施例中，接收器250包括被配置为将模拟输入信号转换为数字信号的一个或多个ADC(未示出)，并且接收器250将数字信号提供给通信处理器122。

每个天线140可以被实现为具有多个天线元件的天线阵列，或者被实现为作为天线阵列的一部分的天线元件。此外，在一些实现中，多个天线耦合到收发器124，而不是单个天线140。这些多个天线可以与共享或分离的收发器链(例如，并发地、非并发地或以分离模式)一起用于波束成形、载波聚合、多输入多输出(MIMO)场景、分集等。因此，每个天线可以耦合到一个或多个接收或传输链。通常，每个天线140可以如上所述或以替代方式耦合到传输或接收电路系统。图2的组件可以与所示的相比以不同方式耦合在一起，或者可以与所述的相比以替代顺序操作。例如，在“混频器优先”接收器架构中，下变频器258可以在LNA 252和滤波器254之前(例如，可以比LNA 252和滤波器254更靠近天线140)，其中下变频器258对LNA 252或滤波器254之前的信号进行操作。此外，虽然本文中讨论的示例利用I和Q信号，但本领域技术人员将理解，收发器的组件可以被配置为利用极性调制。

多模倍频器

图3示出了多模倍频器130的示例架构300。多模倍频器130可以包括多模态多相发生器132、开关矩阵电路134、可重配置倍频器136和频率调谐电路138。如图3所示，压控振荡器302(VCO 302)生成频率f

在示例实现中，多相发生器132可以使用多模态多相发生器132来实现。多模态多相发生器132可以作为一分频或N分频多相发生器进行操作，其中N是等于或大于二(2)(或大于一(1))的整数。在第一分频模式(例如，基本模式)中，多模态多相发生器132作为一分频多相发生器进行操作，并且输出频率近似等于f

为了便于描述和清楚，本文献专注于多模态多相发生器132作为一分频多相发生器(如等式1所示)或二分频多相发生器进行操作，如图4-1、图4-2和图4-3中进一步所述。等式3示出了二分频多相发生器的频率f

无论多模态多相发生器132以基本模式还是次谐波模式操作，信号312和314都可以被实现为多相信号。多相信号或多相分量的示例是同相(I)信号和正交(Q)信号，相位彼此相隔九十度(90°)。在一些这样的实施例中，多模态多相发生器132输出两个信号(I、Q)，并且在一些这样实施例中，多模态多相发生器132输出四个信号(I+、I-、Q+、Q-)，例如，如下面更详细描述的。然而，根据该架构，多模态多相发生器132可以生成相位彼此相隔90°以外的其他度数的多相信号。例如，多模态多相发生器132可以输出相位彼此相隔60°或45°的信号。在一些这样的实施例中，多模态多相发生器132被配置为输出多于四个信号(例如，在输出信号具有45°相位间隔的某些实施例中，为八(8)个信号)。在一些实施例中，更大数目的输出信号与更大数目(或更高)的分频比(和/或更大数目的倍频模式，这将在下文中描述)相关联。此外，在一些情况下，多相发生器132可以替代地实现一种模式，诸如一分频模式而不是二分频模式，或者二分频模式而不是一分频模式。

多模倍频器130可以利用可重配置倍频器136将信号312和314的频率乘以变化的因子Z。这里，因子Z是等于或大于二(2)的整数(或大于一(1)的整数)，并且可以根据可重配置倍频器136的当前配置而变化。为了便于描述和清楚，本公开专注于可重配乘法器136作为二倍频或三倍频可重配置倍频器进行操作，如图5-1和图5-2中进一步描述的。当在二倍频或三倍频之间进行选择时，多模倍频器130可以利用开关矩阵电路134来交换多相分量的目的地。为此，开关矩阵电路134使用缓冲器320、322、324和326来分别生成信号330、332、334和336。例如，交换信号330和332的能力使得可重配置倍频器136能够作为二倍频或三倍频可重配置倍频器136进行操作，如表1和参考图6中进一步描述的。

在一些方面，通过组合图4、图1至图7、等式1至3和表6的一些技术和描述，多模倍频器130可以生成输出频率f

1.5倍频模式360(×1.5模式360)，其中：

二倍频模式362(×2模式362)，其中：

或者

三倍频模式364(×3模式364)模式，其中：

利用多模倍频器130的多个操作模式(例如，模式360、362和364)，输出信号的频率f

多模多相发生器

图4-1示出了单端多模态多相发生器132-1的示例架构400-1，其是图3的多模态多相发生器132的示例架构。如首先参考单端多模态多相发生器132-1所讨论的，(图3的)多模态多相发生器132可以包括信号路径、或者至少一个信号路径，该信号路径耦合到串联耦合在一起的多个缓冲器中的至少一个缓冲器420。信号路径或每个信号路径可以对应于具有振荡频率的振荡信号。如下所述，至少一个信号路径可以包括第一信号路径和第二信号路径。第一信号路径可以经由至少一个电流注入振荡频率。第二信号路径可以经由至少一个电压注入振荡频率。这样的第一信号路径和第二信号路径还可以被包括在参考图4-2描述的互补多模态多相发生器132-2、或者参考图4-3描述的差分多模态多相发生器132-3中。

除了(或代替)通过利用“注入锁定”生成一个或多个次谐波频率(例如，

在示例实现中，拆分节点416促进输入控制信号414-1、414-2、……、414-(P-1)和414-P分别被施加或转发到缓冲器420-1、420-2、……、420-(P-1)和420-P。缓冲器420-1、420-2、……、420-(P-1)和420-P串联耦合在一起，并且分别生成输出信号422-1、422-2、……、422-(P-1)和422-P。每个缓冲器420可以被实现为反相缓冲器、非反相缓冲器、至少一个反相器等。如图4-1所示，一个缓冲器的输出信号被作为输入信号施加到另一后续缓冲器。利用从“最终”缓冲器420的输出端子到“初始”缓冲器420的输入端子的连接，多个缓冲器420-1至420-P形成环路424或振荡环。在环路424中，节点430(或对应信号)和信号422-P(或对应节点)可以耦合在一起。此外，变量P可以表示振荡环的单端电路系统的奇整数，其中所有缓冲器都是反相的(例如，作为反相缓冲器或由反相器形成)。在某些条件下，利用足够的注入功率，具有偶数P个缓冲器的单端振荡环也可以生成多个相位。然而，制造商可以设计具有双端电路系统(而不是单端电路系统)的振荡环，以用作多模态多相发生器132的一部分。在这种情况下，变量P可以表示偶数整数，并且缓冲器可以是反相的或非反相的。

在一个示例中，开关408和412促进多模态多相发生器132-1的三种配置440-1、442-1和444-1。为了在基本模式下操作，配置440-1将开关408置于闭合状态并且将开关412置于断开状态。配置440-1使得能够从电压源402注入电压并且禁用来自电流源404的电流的注入。该操作模式生成多相基频f

更详细地，假定电压源402生成频率为f

为了在次谐波模式下操作，配置442-1使开关408处于断开状态并且使开关412处于闭合状态。配置442-1禁用来自电压源402的电压的注入并且启用来自电流源404的电流的注入。这种操作模式可以生成多相次谐波频率，如等式2和3所示。在本公开中，术语“第二分频模式”、“N分频”、“二分频”、“次谐波模式”、“注入锁定”和/或“配置442-1”可以关于多模态多相发生器132互换使用，这取决于上下文、风格偏好和/或其他因素。在一个方面，多模态多相发生器132-1将自激振荡频率设置为接近目标频率，其中目标频率是次谐波输出频率(例如，

为此，多模态多相发生器132-1使用电流源404将VCO的频率设置为f

为了将环路424作为用于配置444-1的“纯”环形振荡器进行操作，多模态多相发生器132-1断开开关408并且断开开关412。配置444-1允许多模态多相发生器132-1通过使用环路424来自激振荡。因此，通过将信号422-P的频率和相位与节点430处的“相同”信号的频率和相匹配，配置444-1使得多模态多相发生器132-1能够作为环形振荡器进行操作。通过这样做，能够自激振荡的多模态多相发生器132-1可以响应于配置变化，分别通过闭合开关408或通过闭合开关412，更快地生成基频或次谐波频率。

图4-2示出了互补多模态多相发生器132-2的示例架构400-2，其是图3的多模态多相发生器132的另一示例架构。多模态多相发生器132-2类似于多模态多相发生器132-1进行操作，添加了AC电流宿454(电流宿454)。电流宿454耦合在开关452与接地节点456之间。开关452可以使得电流能够在求和节点450与电流宿454之间流动。求和节点450促进响应于开关452处于闭合状态而将输出控制信号454-1、454-2、……、454-(P-1)和454-P分别从缓冲器420-1、420-2、……、420-(P-1)和420-P路由到电流宿454和接地节点456。

在一个示例中，开关408、412和452启用多模态多相发生器132-2的三种配置440-2、442-2和444-2。配置440-2、442-2和444-2使得多模态多相发生器132-2能够类似于图4-1的配置440-1、442-1和444-1进行操作。为了在配置440-2的基本模式下操作，多模态多相发生器132-2闭合开关408并且断开开关412和452。为了在配置442-2的次谐波模式下操作，控制电路系统断开开关408并且闭合开关412和452。为了作为具有配置444-2的环形振荡器进行操作，控制电路系统断开开关408、412和452。尽管针对与多个输入控制信号414-1至414-P一起工作的互补实现来描述多个输出控制信号454-1至454-P，但是在类似于图4-1的多模态多相发生器132-1的单端架构中，可以使用多个输出控制信号454-1至454-P来代替多个输入控制信号414-1至414-P。

图4-3示出了简化的差分多模态多相发生器132-3的示例架构400-3。多模态多相发生器132-3示出了图3的多模态多相发生器132的示例。在图4-3中，示出了多模态多相发生器132-3的两个缓冲器，但是在这样的缓冲器的串联环路中可以包括更多缓冲器。具体地，反相器420-1-1和420-1-2可以像缓冲器420-1一样操作，并且反相器421-2-1和420-2-2可以像图4-1和图4-2的缓冲器420-2一样操作。反相器420-1-1输出正同相或同相正(I+)信号，并且反相器420-1-2输出负同相或同相负(I-)信号。反相器420-2-1输出正正交或正交正(Q+)信号，并且反相器420-2-2输出负正交或正交负(Q-)信号。这些信号也可以称为相位分量。

为了生成I-、I+、Q-和Q+信号或相位分量，多模态多相发生器132-3利用正时钟或时钟正(CLK+)信号和负时钟或时钟负(CLK-)信号进行各种操作。为了在基本模式下操作，多模态多相发生器132-3可以利用三态反相器402-P和402-M，其类似于图4-1和图4-2的电压源402进行操作，使得能够使用电压来注入频率，并且可以提供(图3的)信号308和310。为了在次谐波模式下操作，多模态多相发生器132-3利用电源电压410-1和410-2，与例如p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管404-1和404-2相结合，以类似于图4-1和图4-2的电流源404进行操作。因此，在次谐波模式中，电源电压410-1和410-2以及PMOS晶体管404-1和404-2使得能够使用电流注入频率。为了启用或禁用电流的注入，多模态多相发生器132-3可以利用三态反相器412-1和412-2，与下拉开关412-3和412-4相结合，下拉开关412-3和412-4分别耦合到接地节点418-1和418-2。

类似地，与例如n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管454-1和454-2相结合，接地节点456-1和456-2类似于图4-1和图4-2的电流宿454进行操作。因此，在次谐波模式中，接地节点456-1和456-2以及NMOS晶体管454-1和454-2使得能够从多模态多相发生器132-3的尾部注入电流。为了启用或禁用从尾部进行的电流注入，多模态多相发生器132-3利用上拉开关452-3和452-4，上拉开关452-3和452-4分别耦合到电源电压458-1和458-2。图中描绘的或本文中描述的某些晶体管可以被指示为场效应晶体管(FET)。尽管如此，图示和描述的晶体管可以使用替代晶体管技术来实现，包括结型FET(JFET)、双极型结型晶体管(BJT)等。此外，晶体管可以被实现为n型、p型、NPN、PNP等。

此外，为了保证I-和I+保持为差分信号，多模态多相发生器132-3可以包括总线三态反相器460-1、460-2、……和460-S、以及耦合在传播I-和I+信号的线路或电线之间的三态反相器470-1、470-2、……和470-S，其中S是大于一(1)的整数。类似地，为了保证Q-和Q+也被保持为差分信号，多模态多相发生器132-3可以包括总线三态反相器480-1、480-2、……和480-S、以及耦合在传送Q-和Q+信号的线路或电线之间的三态反相器490-1、490-2、……和490-S。

多模态多相发生器132-3可以通过开启或关闭总线三态反相器(例如，460-1、470-1、480-1和490-1)来对其进行数字控制。例如，在基本模式中，多模态多相发生器132-3可以通过开启更少的总线三态反相器来减少I-、I+、Q-和Q+差分信号或相位分量之间的耦合。这可以实现来自利用三态反相器402-P和402-M的电压源的改进的注入。相反，在次谐波模式中，多模态多相发生器132-3可以通过接通更多的总线三态反相器(例如，460-1、470-1、480-1和490-1)来增加I-、I+、Q-和Q+差分信号或相位分量之间的耦合。

可重构倍频器

图5-1示出了图3的可重配置倍频器136的示例架构500-1。在该示例中，可重配置倍频器136可以类似于“吉尔伯特(Gilbert)单元”来实现。如图所示，可重配置倍频器136可以包括具有六个晶体管的双平衡吉尔伯特单元的电路系统。可重配置倍频器136包括至少一个正部分和至少一个负部分。晶体管可以包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管。更具体地，六个晶体管包括形成吉尔伯特单元的第一级或跨导级的晶体管T1和T2。六个晶体管还包括形成吉尔伯特单元的第二级或开关级的晶体管T3、T4、T5和T6。可重配置倍频器136还可以包括耦合在正部分与负部分之间以及第一级与第二级之间的开关520。可重配置倍频器136可以经由节点340和/或节点342提供至少一个输出信号(例如，如图3所示)。

在示例实现中，可重配置倍频器136包括六个NMOS晶体管T1、T2、T3、T4、T5和T6。每个场效应晶体管(FET)包括三个端子：栅极端子和至少一个沟道端子。两个沟道端子可以包括漏极端子和源极端子。如图5-1所示，T3的漏极耦合到节点340，并且T3的源极耦合到T1的漏极。T4的漏极耦合到节点342，并且T4的源极耦合到T1的漏极和T3的源极。T3的源极、T4的源极和T1的漏极在节点522处耦合在一起。T1的源极耦合到接地节点506。类似地，T6的漏极耦合到节点342，并且T6的源极耦合到T2的漏极。T5的漏极耦合到节点340，并且T5的源极耦合到T2的漏极和T6的源极。T6的源极、T5的源极和T2的漏极在节点524处耦合在一起。T2的源极耦合到接地节点506。开关520耦合在节点522与节点524之间。

在被表示为配置530的第一倍频模式中，可重配置倍频器136可以将输入信号的频率乘以为2的因子。因此，可重配置倍频器136可以作为二倍频倍频器进行操作。在本公开中，术语“第一倍频模式”、“二倍频”和/或“配置530”可以关于可重配置倍频器136互换使用，这取决于上下文、语言选择和/或其他因素。在配置530的情况下，开关520处于断开状态，并且T1、T2、T3、T4、T5和T6的栅极端子分别被提供相位分量Q+、Q-、I+、I-、I-和I+(例如，来自图4-3的多模态多相发生器132-3)。如果耦合到T1至T6的栅极的输入信号具有频率f

图5-2示出了可重配置倍频器136的其他配置的示例架构500-2。在被表示为配置532的第二倍频模式中，可重配置倍频器136可以将输入信号的频率乘以为三(3)的因子。因此，可重配置倍频器136可以作为三倍频倍频器进行操作。在本公开中，术语“第二倍频模式”、“三倍频”和/或“配置532”可以关于可重配置倍频器136互换使用，这取决于上下文、语言选择和/或其他因素。具体地，配置532可以使开关520处于闭合状态。此外，对于配置532，通过使用开关矩阵电路134，施加到T1、T2、T3、T4、T5和T6的栅极端子的输入信号可以分别对应于多相信号Q+、Q-、I+、I-、I+和I-，如下面参考图6进一步描述的。因此，如果到T1至T6的栅极的输入信号具有频率f

更详细地，通过闭合开关520并且通过向T4和T6的栅极施加相同信号并且向T3和T5的栅极施加同样信号，可重配置倍频器136可以等效于三倍频器核芯来操作，如图5-2的可重配置倍频器136-2中所示。三倍频器核芯响应于开关520处于闭合状态而将基频与来自推挽式倍频器的二次谐波混合。在配置532中，T3和T5的相应源极、漏极和栅极均处于相同电压电势。类似地，T4和T6的相应源极、漏极和栅极也各自处于相同电压电势。因此，图5-2的上半部分中所示的可重配置倍频器136类似于图5-2的下半部分中的三倍频器136-2进行操作。三倍频器136-2有效地减少为使用四个(而不是六个)NMOS晶体管T1-1、T2-1、T3-1和T6-1。在三倍频器136-2的表示中，T3-1的漏极耦合到节点340，并且T3-1的源极耦合到T1-1的漏极。T1-1的源极耦合到接地节点506。类似地，T6-1的漏极耦合到节点342，并且T6-1的源极耦合到T2-1的漏极。T2-1的源极耦合到接地节点506。因此，T1-1和T2-1的漏极以及T3-1和T6-1的源极耦合到公共节点523。

开关矩阵电路

图6示出了详细说明利用开关矩阵电路134的多模倍频器130的示例操作模式(例如，×1.5模式360、×2模式362或×3模式364)的示例实现600。图6是在图1至图5-2的上下文中描述的，包括多模态多相发生器132、可重配置倍频器136(和136-2)以及等式1至6。因此，在图6中，VCO 302、缓冲器304和306、信号308和310、多模态多相发生器132以及信号312和314可以如上所述操作。

多模态多相发生器132生成可以形成正交信号的信号312和314。例如，如参考图4-1至图4-3所述，在基本模式(例如，440-1和440-2)中，多模态多相发生器132可以生成一分频(÷1)I+、I-、Q+和Q-多相信号分量。另一方面，在次谐波模式(例如，442-1和442-2)中，多模态多相发生器132可以生成二分频(÷2)I+、I-、Q+和Q-多相信号。此外，如图5-1和图5-2所示，通过断开或闭合开关520并且调节耦合到晶体管T1至T6的栅极的输入信号中的一些，可重配置倍频器136可以作为二倍频(例如，配置530)或作为三倍频(例如，配置532)可重配置倍频器进行操作。

无论可重配置倍频器136在配置530或532中操作，到晶体管T1至T4的栅极端子的输入都可以是相同的。然而，为了在配置530和532之间切换，晶体管T5和T6的栅极的输入被交换。为了交换到晶体管T5和T6的栅极端子的输入，多模倍频器130利用开关矩阵电路134。假定缓冲器在高频下可以比开关执行得更好，开关矩阵电路134可以利用缓冲器320、322、324和326。然而，开关矩阵电路134可以利用开关(图6中未示出)来代替或除了缓冲器之外还可以利用开关。

开关矩阵电路134的示例示意电路134-1包括三态反相器610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630和632。到三态反相器610、612、618和620的输入包括同相正信号(例如，÷1_I+或÷2_I+)。到三态反相器614、616、622和624的输入包括同相负信号(例如，÷1_I-或÷2_I-)。到三态反相器626和628的输入包括正交正信号(例如，÷1_Q+或÷2_Q+)。到三态反相器630和632的输入包括正交正信号(例如，÷1_Q-或÷2_Q-)。在操作中，三态反相器将信号反相，例如，从I+到I-，从I-到I+，从Q+到Q-，或从Q-到Q+。

来自反相器610的输出或来自反相器614的输出可以耦合到晶体管T5的栅极端子。来自反相器612的输出或来自反相器616的输出可以耦合到晶体管T6的栅极端子。因此，开关矩阵电路134使得能够将输入交换到晶体管T5和T6的栅极，这取决于例如可重配置倍频器136的选定配置。另一方面，开关矩阵电路134的示例示意电路134-1禁用三态反相器620、622、628和630。结果，晶体管T1至T4的栅极端子的输入信号不基于开关520的断开或闭合状态或配置530或532而改变。替代地，开关矩阵电路134可以省略三态反相器620、622、628和630，而不是包括它们并且然后禁用它们。

下面的表1说明了开关矩阵电路134如何使用信号312和314来生成用于可重配置倍频器136的晶体管T1至T6的栅极端子的信号。根据可重配置倍频器136的开关520的位置(例如，在图5-1中断开或在图5-2中闭合)，多模倍频器130可以在×1.5模式360、×2模式362或×3模式364下操作，如等式4至6所示。

表1

从多模多相发生器132提供给开关矩阵电路134的信号相位分量

表1指示信号相位分量I+、I-、Q+和Q-的示例映射。这些信号相位分量从多模态多相发生器132的输出被提供给开关矩阵电路134的输入。如第一行所示，表1针对从左到右横跨列的三种模式：×2模式362、×3模式364和×1.5模式360。第二行指示开关520是处于断开状态还是处于闭合状态以实现对应模式。如最左边的列中所示，其余六行指示多模态多相发生器132的不同输出将被路由到哪里，其中的每个是晶体管T1至T6中的至少一个晶体管的栅极端子。考虑多模态多相发生器132的输出，其针对×2模式362被路由到晶体管T3的栅极端子。这对应于所指示的÷1_I-(例如，I-相分量信号，多模态多相发生器132在÷1(基本)模式下操作)。如右侧所示，在开关矩阵电路134的示例示意电路134-1处，I-相分量信号被路由通过三态反相器618到达晶体管T3。三态反相器618将I-相分量反相以产生用于晶体管T3的栅极端子的I+相分量信号，如图5-1中针对配置530所示。

如表1和上述等式5所示，通过使用多模态多相发生器132的基本模式(例如，配置440-1)和可重配置倍频器136的二倍频配置(例如，配置530)，多模倍频器130可以在×2模式362下操作。第二，如表1和等式6所示，通过使用多模态多相发生器132的基本模式(例如，配置440-1)和可重配置倍频器136的三倍频配置(例如，配置532)，多模倍频器130可以在×3模式364下操作。

第三，如表1和等式4所示，通过使用多模态多相发生器132的次谐波模式(例如，配置440-2)和可重配置倍频器136的三倍频配置(例如，配置532)，多模倍频器130可以在×1.5模式360下操作。因此，无线接口设备120可以基于由一个VCO产生的振荡信号在振荡信号的基频、基频的1.5×、基频的2×或基频的3×下操作。从单个VCO的输出导出这样的扩展的频率范围可以降低成本、减小无线接口设备的尺寸，或者降低功耗。

频率调谐电路

图7示出了频率调谐电路138的示例架构700，其可以促进多模倍频器130在宽频率范围内的多个窄带中的操作。频率调谐电路138可以由电源电压702(例如，V

在示例实现中，电感调谐电路710包括至少两个电感器和至少一个开关。如图7所示，电感调谐电路710包括电感器712-1(L1 712-1)、开关716-1和电感器714-1(L2 714-1)，它们一起串联耦合在节点340与节点342之间。开关716-1耦合在L1 712-1与L2 714-1之间，并且使得能够增大或减小频率调谐电路138的总电感。类似地，电容调谐电路720包括至少两个电容器和至少一个开关。如图7所示，电容调谐电路720包括电容器C1 722-1、C1 722-2、……、C1 722-Q；开关726-1、726-2、……、726-Q；以及电容器C2 724-1、C2 724-2、……、C2 724-Q，其中Q是大于或等于一(1)的整数。开关726-1、726-2、……、726-Q使得能够增大或减小节点340与342之间的总电容C

当开关726-1、726-2、……、726-Q断开时的最小C

C

当开关726-1、726-2、……、726-Q闭合时的最大C

如图7所示，g

如图3所示，节点340和342处的输出信号的输出频率f

示例方法

图8-1至图8-3和图9示出了用于相应过程的相应流程图。每个过程以一组框的形式进行描述，这些框指定可以执行的操作。然而，操作不一定局限于图中所示或本文中描述的顺序，因为操作可以以替代顺序或以完全或部分重叠的方式来实现。此外，可以实现更多、更少和/或不同的操作来执行所描述的过程或替代过程。这些图8-1至图8-3和图9也参考图1至图7来描述。因此，以上针对多模倍频器130描述的示例方面、以及多模态多相发生器132、开关矩阵电路134、可重配置倍频器136等的示例方面可以用于实现所描述的过程。在图8-1至图8-3的上下文中，假定VCO在基频f

图8-1示出了可以由电子设备102使用多模倍频器130来执行以生成频率为VCO302的频率的两倍(2×)的多相信号(例如，272-1、272-2、272-3和272-4)的示例过程800-1。在框802-1，多模倍频器130闭合多模态多相发生器132的第一开关(例如，开关408)并且断开其第二开关(例如，开关412)。如上所述，多模态多相发生器132可以选择性地生成具有至少两个不同频率(例如，f

在框806-1，多模倍频器130断开可重配置倍频器136的第三开关(例如，开关520)。如上所述，可重配置倍频器136可以选择性地将多相信号的至少两个不同频率中的一个乘以至少两个不同因子(例如，乘以为2的因子或乘以为3的因子)。在图8-1的上下文中，可重配置倍频器136将多相信号的频率f

图8-2示出了可以由电子设备102使用多模倍频器130来执行以生成频率为VCO302的频率的三倍(3×)的多相信号(例如，272-1、272-2、272-3和272-4)的示例过程800-2。在框802-2，多模倍频器130闭合多模态多相发生器132的第一开关(例如，开关408)并且断开其第二开关(例如，开关412)，这类似于图8-1的框802-1的操作。在框804-2，多模态多相发生器132生成具有至少两个频率(例如，f

在框806-2，多模倍频器130闭合可重配置倍频器136的第三开关(例如，开关520)。在阶段808-2，可重配置倍频器136将具有基频f

图8-3示出了可以由电子设备102使用多模倍频器130来执行以生成频率为VCO302的频率的1.5倍(1.5×)的多相信号(例如，272-1、272-2、272-3和272-4)的示例过程800-3。在框802-3，多模倍频器130断开多模态多相发生器132的第一开关(例如，开关408)并且闭合其第二开关(例如，开关412)。在框804-3，多模态多相发生器132生成具有至少两个频率(例如，f

在框806-3，多模倍频器130闭合可重配置倍频器136的第三开关(例如，开关520)。这可以对应于图5-2的配置532。在框808-3，可重配置倍频器136将具有次谐波频率

图9是示出用于操作多模倍频器130的示例过程900的流程图。过程900以指定可以执行的操作的一组框902-906的形式来描述。由过程900的所示框表示的操作可以由多模倍频器130或其一部分来执行，诸如多相发生器132或可重配置倍频器136。多模倍频器130可以从具有振荡频率的振荡信号生成频率。

在框902，使具有振荡频率的振荡信号通过多模倍频器被传播以产生具有第一频率的第一信号。例如，无线接口设备120可以使具有振荡频率f

在框902-1，生成具有第三频率的多个相位分量。例如，多相发生器132可以根据等式1、2或3生成具有相应频率f

在框902-2，将第三频率乘以多个因子中的第一因子，其中第一频率基于第三频率和第一因子。例如，可重配置倍频器136可以将频率f

在框904，改变多模倍频器的至少一个开关的状态。例如，(例如，通信处理器122的)控制电路系统可以改变多模倍频器130的至少一个开关的状态。在一些情况下，控制电路系统可以改变开关520的状态(例如，从断开状态到闭合状态，反之亦然)，以重配置可重配置倍频器136，从而调节可重配置倍频器136对由多相发生器132生成的频率进行倍频的因子。

在框906，响应于状态的改变，使具有振荡频率的振荡信号通过多模倍频器被传播以产生具有第二频率的第二信号。例如，在至少一个开关的状态改变之后，无线接口设备120可以通过多模倍频器130传播来自VCO 302的振荡信号以产生具有从1.5f

在框906-1，生成具有第三频率的多个相位分量。例如，多相发生器132可以根据等式1、2或3生成具有相应频率f

在框906-2，将第三频率乘以多个因子中的第二因子，第二频率基于第三频率和第二因子。例如，可重配置倍频器136可以将频率f

在一些实现中，多模倍频器130可以执行附加或替代的示例操作。例如，无线接口设备120可以改变多模倍频器130的至少一个其他开关的状态。例如，开关408、412或452中的至少一个可以被断开或闭合。响应于至少一个其他开关的状态的改变，无线接口设备120可以使具有振荡频率的振荡信号通过多模倍频器130传播，以产生具有第四频率的第三信号。

为此，多模态多相发生器132可以生成具有第五频率的多个相位分量，诸如通过生成具有输入信号的振荡频率的次谐波频率的多个相位分量来代替具有振荡频率的分量(反之亦然)。为了调节所生成的多相分量的频率，多模态多相发生器132可以在经由第一信号路径使用至少一个电流将振荡频率“间接”注入到第一缓冲器处的正信号通路或负信号通路中，与经由第二信号路径使用至少一个电压将振荡频率“直接”注入到第二缓冲器处的正信号通路或负信号通路中之间进行切换。可重配置倍频器136可以将第五频率乘以多个因子中的第一因子或第二因子(例如，乘以二(2)或三(3))。因此，由多模倍频器130产生的第四频率可以基于来自多模态多相发生器132的第五频率和可重配置倍频器136的第一因子或第二因子。

在本节中，包括根据本文中描述的概念描述某些配置的一些示例方面。

示例1：一种用于生成频率的装置，所述装置包括：

多模倍频器，包括：

多相发生器，被配置为产生包括多个相位分量并且具有第一频率的第一信号；以及

可重配置倍频器，与所述多相发生器串联耦合，所述可重配置倍频器被配置为基于所述第一信号产生第二信号，并且所述第二信号具有第二频率，所述第二频率是所述第一频率的倍数。

示例2：根据示例1所述的装置，其中：

所述多相发生器包括被配置为选择性地调节所述第一频率的多模态多相发生器。

示例3：根据示例2或示例1所述的装置，其中所述多模态多相发生器被配置为：

基于具有基频的振荡信号产生具有所述第一频率的所述第一信号；以及

在两个或更多个频率值之间调节所述第一频率。

示例4：根据示例3或前述示例中任一项所述的装置，其中所述两个或更多个频率值包括近似所述基频和近似所述基频的次谐波频率。

示例5：根据示例4或前述示例中任一项所述的装置，其中所述次谐波频率包括近似所述基频除以大于1的整数的值。

示例6：根据示例1或前述示例中任一项所述的装置，其中所述多相发生器包括：

串联耦合在一起的多个缓冲器，

其中所述多个缓冲器中的缓冲器被耦合到与具有振荡频率的振荡信号相对应的信号路径。

示例7：根据示例6或前述示例中任一项所述的装置，其中：

所述缓冲器包括第一缓冲器；

所述信号路径包括第一信号路径；并且

所述多相发生器包括：

第一开关，耦合到所述第一缓冲器和所述第一信号路径；

第二信号路径；以及

第二开关，耦合到所述第二信号路径和所述多个缓冲器中的第二缓冲器。

示例8：根据示例7或前述示例中任一项所述的装置，其中所述第一开关被配置为选择性地启用和禁用所述振荡信号的所述振荡频率经由所述第一信号路径到所述第一缓冲器的注入。

示例9：根据示例8或前述示例中任一项所述的装置，其中所述多相发生器被配置为使用至少一个电流经由所述第一信号路径提供所述振荡信号的所述振荡频率的所述注入。

示例10：根据示例9或前述示例中任一项所述的装置，其中所述第二开关被配置为选择性地启用和禁用所述振荡信号的所述振荡频率经由所述第二信号路径到所述第二缓冲器的注入。

示例11：根据示例10或前述示例中任一项所述的装置，其中所述多相发生器被配置为使用至少一个电压经由所述第二信号路径提供所述振荡信号的所述振荡频率的所述注入。

示例12：根据示例7或前述示例中任一项所述的装置，其中：

所述第一缓冲器包括控制端子和输出端子；

所述第一信号路径被配置为使用所述第一缓冲器的所述控制端子注入所述振荡信号的所述振荡频率；并且

所述第一缓冲器被配置为基于所述振荡信号的所述振荡频率经由所述第一缓冲器的所述输出端子向所述多个缓冲器中的后续缓冲器提供信号。

示例13：根据示例7或前述示例中任一项所述的装置，其中：

所述第二缓冲器包括输入端子和输出端子；

所述第二信号路径被配置为经由所述第二缓冲器的所述输入端子将所述振荡信号的所述振荡频率直接注入到所述多个缓冲器中；并且

所述第二缓冲器被配置为基于所述振荡信号的所述振荡频率经由所述第二缓冲器的所述输出端子向所述多个缓冲器中的后续缓冲器提供信号。

示例14：根据示例7或前述示例中任一项所述的装置，其中：

所述多相发生器包括多模态多相发生器；并且

所述多模态多相发生器包括单端电路系统。

示例15：根据示例7或前述示例中任一项所述的装置，其中：

所述多相发生器包括多模态多相发生器；并且

所述多模态多相发生器包括双端电路系统。

示例16：根据示例15或前述示例中任一项所述的装置，其中所述多模态多相发生器包括：

多个三态反相器，耦合在所述多模态多相发生器的所述双端电路系统的正信号通路与负信号通路之间。

示例17：根据示例16或前述示例中任一项所述的装置，其中所述多模态多相发生器被配置为选择性地启用或禁用所述多个三态反相器中的至少两个三态反相器，以分别增大或减小所述正信号通路与所述负信号通路之间的信号耦合。

示例18：根据示例1或前述示例中任一项所述的装置，还包括：

开关矩阵电路，耦合在所述多相发生器与所述可重配置倍频器之间。

示例19：根据示例18或前述示例中任一项所述的装置，其中所述多个相位分量包括：

正同相(I+)分量；

负同相(I-)分量；

正正交(Q+)分量；以及

负正交(Q-)分量。

示例20：根据示例19或前述示例中任一项所述的装置，其中所述开关矩阵电路被配置为与将所述第一信号从所述多相发生器耦合到所述可重配置倍频器相结合来选择性地将至少一个正相位分量与至少一个负相位分量交换。

示例21：根据示例1或前述示例中任一项所述的装置，其中所述可重配置倍频器被配置为将所述第一频率乘以多个因子中的因子以产生所述第二信号的所述第二频率。

示例22：根据示例21或前述示例中任一项所述的装置，其中所述多个因子包括二(2)和三(3)。

示例23：根据示例1或前述示例中任一项所述的装置，其中所述可重配置倍频器包括：

吉尔伯特单元，包括正部分和负部分；以及

开关，耦合在所述吉尔伯特单元的所述正部分与所述负部分之间。

示例24：根据示例23或前述示例中任一项所述的装置，其中：

所述吉尔伯特单元包括双平衡吉尔伯特单元；

所述吉尔伯特单元包括第一级和第二级；并且

所述开关耦合在所述吉尔伯特单元的所述第一级与所述第二级之间。

示例25：根据示例1或前述示例中任一项所述的装置，其中所述可重配置倍频器包括：

第一晶体管；

第二晶体管；

第三晶体管，耦合在所述第一晶体管与所述可重配置倍频器的正输出之间；

第四晶体管，耦合在所述第一晶体管与所述可重配置倍频器的负输出之间；

第五晶体管，耦合在所述第二晶体管与所述可重配置倍频器的所述正输出之间；

第六晶体管，耦合在所述第二晶体管与所述可重配置倍频器的所述负输出之间；以及

开关，耦合在所述第一晶体管与所述第二晶体管之间。

示例26：根据示例25或前述示例中任一项所述的装置，其中：

所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管的每个栅极耦合到所述多相发生器的至少一个输出；

所述开关被耦合在所述第一晶体管的沟道端子与所述第二晶体管的沟道端子之间；并且

所述可重配置倍频器被配置为选择性地：

基于所述开关处于断开状态，将所述第一信号的所述第一频率乘以二(2)以产生所述第二信号的所述第二频率；或者

基于所述开关处于闭合状态，将所述第一信号的所述第一频率乘以三(3)以产生所述第二信号的所述第二频率。

示例27：一种用于生成频率的装置，所述装置包括：

用于基于具有振荡频率的振荡信号生成包括多个相位分量并且具有第一频率的第一信号的部件；以及

用于基于多个因子中的因子来倍增所述第一信号的所述第一频率以产生具有第二频率的第二信号的部件，所述第二频率是所述第一频率的倍数。

示例28：根据示例27所述的装置，还包括：

用于选择性地将所述多个相位分量从所述用于生成的所述部件耦合到用于基于所述多个因子中的所述因子来倍增的部件所述的部件。

示例29：根据示例27或示例28所述的装置，其中所述用于生成的所述部件包括：

用于使用电流将所述振荡信号的所述振荡频率注入到多个缓冲器中以生成具有所述第一频率的所述第一信号的部件，所述第一频率对应于所述振荡频率的次谐波频率。

示例30：根据示例27或示例28至29中任一项所述的装置，其中所述用于生成的所述部件包括：

用于使用电压将所述振荡信号的所述振荡频率注入到多个缓冲器中以生成具有所述第一频率的所述第一信号的部件，所述第一频率对应于所述振荡频率。

示例31：根据示例27或示例28至30中任一项所述的装置，其中所述用于倍增的所述部件包括：

用于将双倍频器电路变换为三倍频器电路的部件。

示例32：一种用于生成频率的方法，所述方法包括：

通过多模倍频器传播具有振荡频率的振荡信号以产生具有第一频率的第一信号，包括：

生成具有第三频率的多个相位分量；以及

将所述第三频率乘以多个因子中的第一因子，所述第一频率基于所述第三频率和所述第一因子；

改变所述多模倍频器的至少一个开关的状态；以及

响应于所述状态的所述改变，通过所述多模倍频器传播使具有所述振荡频率的所述振荡信号传播通过所述多模倍频器以产生具有第二频率的第二信号，包括：

生成具有所述第三频率的所述多个相位分量；以及

将所述第三频率乘以所述多个因子中的第二因子，所述第二频率基于所述第三频率和所述第二因子。

示例33：根据示例32所述的方法，还包括：

改变所述多模倍频器的至少一个其他开关的状态；以及

响应于所述至少一个其他开关的所述状态的所述改变，使通过所述多模倍频器传播具有所述振荡频率的所述振荡信号传播通过所述多模倍频器以产生具有第四频率的第三信号，包括：

生成具有第五频率的所述多个相位分量；以及

将所述第五频率乘以所述多个因子中的所述第一因子或所述第二因子，所述第四频率基于所述第五频率和所述第一因子或所述第二因子。

如本文中使用的，术语“耦合(couple)”、“耦合(coupled)”或“耦合coupling”是指两个或更多个组件之间的关系，这两个或更多个组件彼此操作通信，以实现本文中描述的某个特征或实现本文中描述的某个功能。例如，耦合可以使用诸如金属迹线或导线等物理线来实现。耦合可以包括直接耦合或间接耦合。直接耦合是指在没有介入元件的情况下经由同一节点连接离散电路元件。间接耦合是指经由一个或多个其他设备或其他离散电路元件(包括两个或更多个不同节点)连接离散电路元件。

术语“第一”、“第二”、“第三”和其他数字相关指示符在本文中用于标识或区分给定上下文中的相似或类似项目，诸如特定实现、单个附图、给定组件或权利要求。因此，一个上下文中的第一项目可以不同于另一上下文的第一项目。例如，在一个上下文中被标识为“第一信号”或“第一缓冲器”的项目在另一上下文中将分别被标识为“第二信号”或“第二缓冲器”。类似地，一个权利要求中的“第一相位分量”在不同权利要求中可以称为“第二相位分量”。

除非上下文另有规定，否则本文中对“或”一词的使用可以被视为对“包容性的或”的使用、或者对允许包括或应用由“或”一词链接的一个或多个项目的术语的使用(例如，短语“A或B”可以被解释为允许仅“A”、允许仅“B”、或允许“A和“B”两者)。如本文中使用的，提及项目列表中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c、以及具有相同元素的倍数的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c、或a、b和c的任何其他排序)。此外，在本文中讨论的附图和术语中表示的项目可以指示一个或多个项目或术语，并且因此可以互换地参考本书面描述中的项目和术语的单个或多个形式。最后，尽管主题已经用特定于结构特征或方法操作的语言进行了描述，但是应当理解，所附权利要求中定义的主题不一定限于上述特定特征或操作，包括不一定限于布置特征的组织或执行操作的顺序。