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具有带有频率选择性滤波的可重新配置的多线圈变压器的电子设备

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


具有带有频率选择性滤波的可重新配置的多线圈变压器的电子设备

本申请要求于2022年5月23日提交的美国专利申请17/751,482号的优先权,该美国专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及电子设备,并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。

背景技术

电子设备常具备无线通信能力。具有无线通信能力的电子设备具有无线通信电路,该无线通信电路具有包括一个或多个天线的射频部件。无线通信电路中的无线收发器电路使用天线来发射和接收射频信号。

形成用于电子设备的令人满意的射频无线通信电路可具有挑战性。如果不加以注意,无线通信电路可能在用于传送射频信号的一个或多个频带中遭受不期望的信号干扰。

发明内容

电子设备可包括用于执行无线通信的无线电路。无线电路可包括收发器、天线以及位于收发器与天线之间的前端电路。该前端电路可包括阻抗匹配网络。例如,阻抗匹配网络可能位于低噪声放大器中。阻抗匹配网络可具有多线圈变压器。该多线圈变压器在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间是能够调节的。

该多线圈变压器可具有第一电感器、第二电感器、第三电感器和第四电感器。第一电感器可经由具有第一耦合常数的第一磁耦合而磁性地耦合到第二电感器。第三电感器可经由具有第二耦合常数的第二磁耦合而磁性地耦合到第一电感器,并且可经由具有第三耦合常数的第三磁耦合而磁性地耦合到第二电感器。第四电感器可经由具有第四耦合常数的第四磁耦合而磁性地耦合到第一电感器,并且可经由具有第四耦合常数的第四磁耦合而磁性地耦合到第二电感器。可选择第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈的布局,使得第二耦合常数等于第三耦合常数并且使得第四耦合常数等于第五耦合常数的负值。

第一可调电容器可耦合在第三电感器的端子之间。第二可调电容器可耦合在第四电感器的端子之间。第一可调电容器和第二可调电容器可接收将阻抗匹配网络置于第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中的所选操作模式的控制信号。在第一操作模式下,第一可调电容器和第二可调电容器形成开路,并且变压器表现出第一传递函数,该第一传递函数具有与第一频带和高于第一频带的第二频带重叠的通带。在第二操作模式下,第二可调电容器在第四电感器中形成开路,并且变压器表现出第二传递函数,该第二传递函数使第二频带中的信号通过,同时对第一频带中的干扰进行滤波。在第三操作模式下,第一可调电容器在第三电感器中形成开路,并且变压器表现出第三传递函数,该第三传递函数使第一频带中的信号通过,同时对第二频带中的干扰进行滤波。可使用峰值检测器来检测干扰的频率,并且可基于所检测的频率来调谐可调电容器。这可允许阻抗匹配电路覆盖带间载波聚合(CA)通信,同时还动态地减轻干扰,而不会不必要地增大芯片面积。

本公开的一方面提供了一种被配置为接收沿信号路径传送的射频信号的变压器。该变压器可包括设置在信号路径上的第一电感器。该变压器可包括设置在信号路径上并且与第一电感器至少部分地重叠的第二电感器。该变压器可包括相邻于第一电感器的一部分设置并且与第二电感器部分地重叠的第三电感器。该变压器可包括与第一电感器、第二电感器和第三电感器至少部分地重叠的第四电感器。

本公开的一个方面提供了一种电子设备。电子设备可包括天线。该电子设备可包括通信地耦合到天线并且被配置为传送天线的射频信号的信号路径。该电子设备可包括阻抗匹配网络。该电子设备可包括设置在信号路径上的第一电感器。该电子设备可包括设置在信号路径上的第二电感器,第一电感器以第一耦合常数磁性地耦合到第二电感器。该电子设备可包括第三电感器,该第三电感器以第二耦合常数磁性地耦合到第一电感器并且以等于第二耦合常数的负值的第三耦合常数磁性地耦合到第二电感器。

本公开的一方面提供一种操作电子设备的方法,该电子设备具有带变压器的信号路径,该变压器包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、耦合到第三线圈的第一可调电容器以及耦合到第四线圈的第二可调电容器。该方法可包括在第三线圈中形成第一开路以及在第四线圈中形成第二开路,第三线圈中的第一开路和第四线圈中的第二开路将变压器配置为使第一频带和高于第一频带的第二频带中的射频信号通过。该方法可包括在第四线圈中形成第二开路以及控制第一可调电容器以在第三线圈中形成非开路电容,第四线圈中的第二开路和第三线圈中的非开路电容将变压器配置为使第二频带中的射频信号通过同时滤除第一频带。

附图说明

图1是根据一些实施方案的具有无线电路的例示性电子设备的示意图。

图2是根据一些实施方案的具有前端电路的例示性无线电路的示图,该前端电路能够在用于跨第一频带和第二频带执行通信或滤除这些频带中的一个频带中的信号干扰的不同操作模式之间调节。

图3是根据一些实施方案的具有可调匹配网络的例示性低噪声放大器的示意图。

图4是根据一些实施方案的可在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间切换的可调匹配网络中的例示性多线圈变压器的电路图。

图5A至图5C是根据一些实施方案的可在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间切换的例示性多线圈变压器的布局图。

图6是示出根据一些实施方案的图4的例示性多线圈变压器如何可由跟随有理想阻抗变压器的平衡输入/输出阻抗网络来表示的电路图。

图7是示出根据一些实施方案的处于宽带操作模式的例示性多线圈变压器可如何被分解成用于跨第一频带和第二频带执行通信的偶模式和奇模式的示图。

图8是根据一些实施方案的处于宽带操作模式的例示性多线圈变压器的传递函数的曲线图。

图9是示出根据一些实施方案的处于第一带阻操作模式的例示性多线圈变压器可如何被分解成用于执行第二频带中的通信同时拒绝第一频带中的干扰的偶模式和奇模式的示图。

图10是根据一些实施方案的处于第一带阻操作模式的例示性多线圈变压器的传递函数的曲线图。

图11是示出根据一些实施方案的处于第二带阻操作模式的例示性多线圈变压器可如何被分解成用于执行第一频带中的通信同时拒绝第二频带中的干扰的偶模式和奇模式的示图。

图12是根据一些实施方案的处于第二带阻操作模式的例示性多线圈变压器的传递函数的曲线图。

图13是可由无线电路执行以传送射频信号同时在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间调节多线圈变压器的例示性操作的流程图。

具体实施方式

图1的电子设备10可以是:计算设备,诸如膝上型计算机、台式计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或者其他手持式或便携式电子设备;较小的设备,诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备;或者佩戴在用户头部上的其他装备;或者其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备安装在信息亭或汽车中的系统)、连接无线互联网的语音控制的扬声器、家庭娱乐设备、遥控设备、游戏控制器、外围用户输入设备、无线基站或接入点、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装备;或者其他电子装备。

如图1中的示意图所示,设备10可包括位于电子设备外壳诸如外壳12上或其内的部件。外壳12(有时可以称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如,不锈钢、铝、金属合金等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下,外壳12的部分或全部可由介电或其他低电导率材料(例如,玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他情况下,外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。

设备10可包括控制电路14。控制电路14可包括存储装置,诸如存储电路16。存储电路16可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如,被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如,静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。存储电路16可包括集成在设备10内的存储装置和/或可移动存储介质。

控制电路14可包括处理电路,诸如处理电路18。处理电路18可用于控制设备10的操作。处理电路18可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。控制电路14可被配置为使用硬件(例如,专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可以存储在存储电路16(例如,存储电路16可以包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)上。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。存储在存储电路16上的软件代码可由处理电路18来执行。

控制电路14可用于运行设备10上的软件,诸如卫星导航应用程序、互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装备进行交互,控制电路14可用于实现通信协议。可使用控制电路14实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网(WLAN)协议(例如,IEEE802.11协议——有时被称为

设备10可包括输入-输出电路20。输入-输出电路20可包括输入-输出设备22。输入-输出设备22可用于允许将数据供应给设备10并且允许将数据从设备10提供给外部设备。输入-输出设备22可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如,输入-输出设备22可包括触摸传感器、显示器、发光部件诸如没有触摸传感器能力的显示器、按钮(机械、电容、光学等)、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、运动传感器(检测运动的加速度计、陀螺仪和/或罗盘)、电容传感器、接近传感器、磁传感器、力传感器(例如,耦合到显示器以检测施加到显示器的压力的力传感器)等。在一些配置中,键盘、耳机、显示器、指向设备诸如触控板、鼠标和操纵杆以及其他输入-输出设备可使用有线或无线连接来耦合到设备10(例如,输入-输出设备22中的一些可以是经由有线或无线链路耦合到设备10的主处理单元或其他部分的外围设备)。

输入-输出电路20可包括无线电路24以支持无线通信。无线电路24(在本文中有时称为无线通信电路24)可包括基带处理器诸如基带处理器26(例如,一个或多个基带处理器和/或在基带下工作的其他电路)、射频(RF)收发器电路诸如收发器28、射频前端电路诸如前端电路30以及一个或多个天线34。如果需要,无线电路24可包括多个天线34,该多个天线被布置成相控天线阵列(有时被称为相控阵列天线),其在可在不同方向上转向的对应信号波束内传送射频信号。基带电路26可通过一个或多个基带数据路径耦合到收发器28。收发器28可通过一个或多个射频传输线路径32耦合到天线34。前端电路30可设置在收发器28与天线34之间的射频传输线路径32上。

在图1的示例中,为了清楚起见,无线电路24被示出为仅包括单个收发器28和单个射频传输线路径32。一般来讲,无线电路24可包括任何期望数量的收发器28、任何期望数量的射频传输线路径32和任何期望数量的天线34。每个收发器28可通过相应射频传输线路径32耦合到一个或多个天线34。每个射频传输线路径32可具有设置在其上的相应前端电路30。如果需要,前端电路30可由多个射频传输线路径32共享。

射频传输线路径32可耦合到一个或多个天线34上的天线馈电部。每个天线馈电部可例如包括正天线馈电端子和接地天线馈电端子。射频传输线路径32可具有耦合到正天线馈电端子的正传输线信号路径,并且可具有耦合到接地天线馈电端子的接地传输线信号路径。该示例仅仅是例示性的,并且一般来讲,天线34可使用任何期望的天线馈电方案来馈电。

射频传输线路径32可包括用于路由设备10内的射频天线信号的传输线。设备10中的传输线可包括同轴电缆、微带传输线、带状线传输线、边缘耦合的微带传输线、边缘耦合的带状线传输线、由这些类型的传输线的组合形成的传输线等。设备10中的传输线诸如射频传输线路径32中的传输线可集成到刚性和/或柔性印刷电路板中。在一个实施方案中,射频传输线路径诸如射频传输线路径32还可包括传输线导体,这些传输线导体集成在多层层压结构(例如,在没有介入粘合剂的情况下层压在一起的导电材料(诸如铜)和介电材料(诸如树脂)的层)内。如果需要,多层层压结构可在多个维度(例如,二维或三维)上折叠或弯曲,并且可在弯曲之后保持弯曲或折叠形状(例如,多层层压结构可被折叠成特定的三维结构形状以围绕其他设备部件布线并且可为足够刚性的以在折叠之后保持其形状而不用加强件或其他结构保持在适当的位置)。层压结构的所有多个层可以在没有粘合剂的情况下分批层压在一起(例如,在单个压制过程中)(例如,与进行多个压制过程以将多个层用粘合剂层压在一起相反)。

在执行无线传输时,基带电路26可向收发器28提供基带信号。收发器28可包括用于将从基带电路26接收的基带信号转换为对应射频信号的电路。例如,收发器28可包括用于在通过天线34发射之前将基带信号上变频为射频的混频器电路。收发器28还可包括用于在数字域与模拟域之间转换信号的数模转换器(DAC)电路和/或模数转换器(ADC)电路。收发器28可经由射频传输线路径32和前端电路30通过天线34发射射频信号。天线34可通过将射频信号辐射到自由空间中来将射频信号发射到外部无线装备。

在执行无线接收时,天线34可从外部无线装备接收射频信号。可将所接收的射频信号经由射频传输线路径32和前端电路30传送到收发器28。收发器28可包括用于将所接收的射频信号转换为对应基带信号的电路。例如,收发器28可包括用于在将基带信号传送到基带电路26之前将所接收的射频信号下变频为基带频率的混频器电路。

前端电路30可包括射频前端部件,该射频前端部件对通过射频传输线路径32传送的射频信号进行操作。如果需要,射频前端部件可形成在一个或多个射频前端模块(FEM)内。每个FEM可包括公共基板,诸如用于FEM中的每个射频前端部件的印刷电路板基板。前端电路30中的射频前端部件可包括切换电路(例如,一个或多个射频开关)、射频滤波器电路(例如,低通滤波器、高通滤波器、陷波滤波器、带通滤波器、多路复用电路、双工器电路、同向双工器电路、三工器电路等)、阻抗匹配电路(例如,有助于使天线34的阻抗与射频传输线路径32的阻抗匹配的电路)、天线调谐电路(例如,调节天线34的频率响应的电容器、电阻器、电感器和/或开关的网络)、射频放大器电路(例如,功率放大器电路和/或低噪声放大器电路)、射频耦合器电路、电荷泵电路、功率管理电路、数字控制和接口电路、和/或对天线34所发射和/或接收的射频信号操作的任何其他期望的电路。

虽然为了清楚起见,在图1的示例中,控制电路14被示出为与无线电路24分开,但是无线电路24可包括处理电路和/或存储电路,该处理电路形成处理电路18的一部分,该存储电路形成控制电路14的存储电路16的一部分(例如,控制电路14的各部分可在无线电路24上实现)。作为一个示例,基带电路26和/或收发器28的部分(例如,收发器28上的主机处理器)可形成控制电路14的一部分。

无线电路24可在电磁频谱的对应频带(在本文中有时被称为通信带或简称为“带”)内发射和/或接收无线信号。由无线电路24处理的频带可包括无线局域网(WLAN)频带(例如,

可使用任何期望的天线结构来形成天线34。例如,天线34可包括具有谐振元件的天线,该天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构、单极子天线、偶极子、这些设计的混合等形成。天线34中可包括寄生元件以调节天线性能。

滤波器电路、切换电路、阻抗匹配电路和其他电路可插置在射频传输线路径32内,可结合到前端电路30中,和/或可结合到天线34中(例如,以支持天线调谐、以支持在期望频带中的操作等)。可(例如,使用控制电路14)调节这些部件(在本文中有时称为天线调谐部件)以随时间调节天线34的频率响应和无线性能。

一般来讲,收发器28可覆盖(处理)任何感兴趣的合适的通信(频率)频带。收发器可使用天线34来传送射频信号(例如,天线34可传送用于收发器电路的射频信号)。如本文所用,术语“传送射频信号”意指射频信号的发射和/或接收(例如,用于执行与外部无线通信装备的单向和/或双向无线通信)。天线34可通过将射频信号辐射到自由空间中(或通过居间设备结构诸如介电覆盖层辐射到自由空间)来发射射频信号。除此之外或另选地,天线34可(例如,通过居间设备结构诸如介电覆盖层)从自由空间接收射频信号。天线34对射频信号的发射和接收各自涉及由天线的操作频带内的射频信号对天线中的天线谐振元件上的天线电流的激励或谐振。

在多个天线34被按相控天线阵列布置的示例中,每个天线34可形成相控天线阵列的相应天线元件。相对于使用各个天线34来传送射频信号的情况,使用相控天线阵列来传送射频信号可允许更大的峰值信号增益。在卫星导航系统链路、蜂窝电话链路和其他长距离链路中,射频信号通常用于在数千英尺或数千英里上传送数据。在2.4GHz和5GHz下的

例如,相控天线阵列中的每个天线34可耦合到前端电路30中的对应相位与幅值控制器。相位与幅值控制器可调节由相控天线阵列中的天线34中的每个天线传送的射频信号的相对相位和/或幅值。由相控天线阵列在特定方向上发射或接收的无线信号可共同形成对应的信号束。信号束可以表现出峰值增益,该峰值增益以相应的指向角度定向在特定的指向方向上(例如,基于来自相控天线阵列中的每个天线的信号组合的相长干涉和相消干涉)。控制电路14可调节相位与幅值控制器以随时间改变信号束的方向(例如,以允许设备10继续与外部装备通信,即使外部装备相对于设备10随时间移动)。该示例仅仅是例示性的,并且一般来讲,天线34不需要被布置成相控天线阵列。

诸如5G NR FR2频带的高频带已在全球范围内部署或处于发展中。已在大约24.25GHz和48.2GHz之间定义了支持最高400MHz的信道带宽的几个频带。可通过以带内载波聚合(CA)方案聚合来自一个频带的多个频率块或通过将两个或多个频带(例如,使用带间CA方案)分配给单个用户来进一步增大数据速率。因此,前端电路30需要足够宽带以支持这些信道带宽并允许使用带内CA或带间CA进行发射和/或接收。还可能希望前端电路30支持这些操作模式,同时最小化硅面积和复杂性(例如,不针对每个频带利用专用发射/接收链)。

当在这些频带下操作并支持带内和带间CA时,可能存在其他毫米波带处的强干扰在所传送的射频信号中形成互调频调的情形,这可能使带内信号灵敏度降级。因此,希望前端电路30是可重新配置的,以支持针对带间CA的宽带操作和拒绝来自其他频带的干扰的频率选择性滤波两者。

图2是示出可重新配置的前端电路30的一个示例的简化示意图。如图2所示,无线电路24可包括耦合到对应天线34的前端电路30。前端电路30可包括一个或多个低噪声放大器,诸如低噪声放大器(LNA)36。LNA 36的输入可耦合到天线34。LNA 36的输出可耦合到一个或多个接收器链,每个接收器链具有对应的相位与幅值控制器(例如,用于在相控天线阵列中实现天线34时执行波束转向)。相位与幅值控制器可包括相移器38和放大器(例如,可变增益放大器)40。相位与幅值控制器的输出可耦合到一个或多个信号组合器42。信号组合器42可包括一个或多个开关、滤波器、复用器、解复用器、耦合器等。

前端电路30在至少三个不同操作模式之间是可调节的(例如,可切换的或可重新配置的)。前端电路30可包括可调阻抗匹配网络,该可调阻抗匹配网络被控制成在给定时间将前端电路30置于三种不同操作模式中的所选操作模式。该可调阻抗匹配网络可以是基于多线圈变压器的阻抗匹配网络。在本文中作为示例描述的一个具体实施中,可调阻抗匹配网络可设置在LNA 36内。这仅仅是例示性的,并且一般来讲,可调阻抗匹配网络可设置在前端电路30中的别处(例如,在LNA 36与天线34之间、在LNA 36与相移器38之间、在放大器40内等)。LNA 36中的可调阻抗匹配网络可(例如,从图1的控制电路14)接收控制信号CTRL。控制信号CTRL可调节可调阻抗匹配网络的一个或多个部件以将LNA 36并因此将前端电路30置于三个不同操作模式(状态)中的所选一者。

LNA 36和前端电路30的操作模式(状态)可包括宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式。在宽带操作模式下,控制信号CTRL可控制可调阻抗匹配网络中的一个或多个部件以将可调阻抗匹配网络(并因此将LNA 36)配置为表现出宽带传递函数50A,如曲线44所示(将电压绘制为频率F的函数)。宽带传递函数50A可具有涵盖第一频带B1和在比第一频带高的频率处的第二频带B2两者的通带。在宽带操作模式下时,可调阻抗匹配网络的宽带传递函数50A可允许前端电路30同时传送第一频带B1和第二频带B2两者中的射频信号(例如,使用带间CA方案)。然而,通带内存在干扰信号可能使感兴趣信号的接收降级。

在第一带阻操作模式下,控制信号CTRL可控制可调阻抗匹配网络中的一个或多个部件以将可调阻抗匹配网络(并因此将LNA 36)配置为表现出第一带阻传递函数50B,如曲线46所示。传递函数50B可具有涵盖或重叠第二频带B2的通带和涵盖或重叠第一频带B1的阻带。在第一带阻操作模式下时,可调阻抗匹配网络的传递函数50B可允许前端电路30传送第二频带B2中的射频信号,同时阻挡(拒绝)第一频带B1中的不期望的干扰信号。这可防止干扰信号泄漏到第二频带B2中的射频信号上并降低第二频带B2中的带内信号灵敏度。

在第二带阻操作模式下,控制信号CTRL可控制可调阻抗匹配网络中的一个或多个部件以将可调阻抗匹配网络(并因此将LNA 36)配置为表现出第二带阻传递函数50C,如曲线48所示。传递函数50C可具有涵盖或重叠第一频带B1的通带和涵盖或重叠第二频带B2的阻带。在第二带阻操作模式下时,可调阻抗匹配网络的传递函数50C可允许前端电路30传送第一频带B1中的射频信号,同时阻挡(拒绝)第二频带B2中的不期望的干扰信号。这可防止干扰信号泄漏到第一频带B1中的射频信号上并降低第一频带B1中的带内信号灵敏度。控制电路14可使用控制信号CTRL来根据需要(例如,基于无线电路24的操作频带和/或基于在任何给定时间频率中存在干扰信号的位置)实时地在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间切换前端电路30。

图3是示出LNA 36可如何包括可调阻抗匹配网络的一个示例的示意图。如图3所示,LNA 36可包括一个或多个放大器级52。例如,LNA 36可包括至少第j级52-j,该级具有的输出以可通信方式耦合到后续第k级52-k的输入。诸如信号路径54-1和54-2的一个或多个信号路径(例如,差分信号路径)可将级52-j的输出耦合到级52-k的输入。

LNA 36可包括诸如可调阻抗匹配网络56的可调阻抗匹配网络。可调阻抗匹配网络56可包括(例如,经由信号路径54-1和54-2的一部分)耦合到级52-j的输出的输入端口58,并且可包括(例如,经由信号路径54-1和54-2的一部分)耦合到级52-k的输入的输出端口60。可调阻抗匹配网络56可包括操作地耦合到信号路径54-1和/或54-2的一个或多个电阻器、一个或多个电容器和/或一个或多个电感器。可调阻抗匹配网络56可包括由两个或更多个电感器(线圈)形成的一个或多个变压器。可调阻抗匹配网络56可例如包括具有四个电感器(线圈)的多线圈变压器。可调阻抗匹配网络56因此在本文中有时可被称为基于变压器的可调阻抗匹配网络56、基于变压器的阻抗匹配网络56、基于多线圈变压器的可调阻抗匹配网络56、基于多线圈变压器的阻抗匹配网络56、可调阻抗匹配电路56、阻抗匹配电路56、基于变压器的阻抗匹配电路56、基于变压器的可调阻抗匹配电路56或基于多线圈变压器的可调阻抗匹配电路56。

其中可调阻抗匹配网络56插置在放大器级52-j与52-k之间的图3的示例仅仅是例示性的。如果需要,可不存在耦合到输入端口58和/或输出端口60的放大器级(例如,可调阻抗匹配网络56可耦合到LNA 36中的第一级的输入或LNA 36中的最后一级的输出),或可调阻抗匹配网络56可设置在前端电路30(图2)中的别处(例如,输入端口58和/或输出端口60可耦合到射频传输线路径32(图1),输入端口58可耦合到天线34,输出端口60可耦合到LNA36,输入端口58和/或输出端口60可耦合到相移器38(图2)等)。

在一些具体实施中,可调阻抗匹配网络包括并联耦合在信号路径54-1与54-2之间的开关电容器和电感器,其中开关电容器和电感器的任一侧上具有等效并联电阻。在这些具体实施中,开关电容器被调节以调谐电感器的谐振并因此调谐感兴趣频率,以使得可调阻抗匹配网络令人满意地拒绝对应谐振频带之外的干扰。然而,此类具体实施由于其窄带宽而不允许同时接收频带B1和B2两者中的信号(例如,不允许带间CA)。另外,中心频率对电容器工艺变更敏感并且可能需要校准或修整。此外,频率调谐范围表现出与开关电容器的Q因子的严重折衷,特别是对于毫米波频率而言。

在其他具体实施中,可调阻抗匹配网络包括仅具有耦合在信号路径54-1与54-2之间的第一磁耦合电感器和第二磁耦合电感器的变压器。分路LC陷波滤波器(例如,串联耦合的电容器和电感器)随后耦合在信号路径54-1与54-2之间,其中等效并联电阻和电容耦合在LC陷波滤波器和变压器的任一侧上的信号路径54-1与54-2之间。该变压器表现出作为提供宽带匹配的四阶网络的低磁耦合常数(因子)k,其中LC陷波滤波器被调谐到存在干扰的频率。因此,此类具体实施可允许在频带B1和B2两者中同时进行信号接收。然而,LC陷波滤波器可在陷波频率不远离带内的情况下在感兴趣信号处加载变压器,LC陷波滤波器可能导致由可调阻抗匹配网络消耗的芯片面积不利地增大,并且LC陷波滤波器覆盖过窄的频率范围。

为了减轻这些问题(例如,允许可调阻抗匹配网络56覆盖频带B1和B2两者,同时允许可调阻抗匹配网络根据需要动态地滤除任一频带中的干扰、最小化芯片面积、最小化成本、最小化复杂度和/或最小化工艺波动),可调阻抗匹配网络56可包括被控制成在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间切换可调阻抗匹配网络56的多线圈变压器。

图4是示出可调阻抗匹配网络56可如何包括被控制成在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间切换可调阻抗匹配网络56的多线圈变压器的电路图。如图4所示,可调阻抗匹配网络56可具有沿输入端口58和输出端口60之间的信号路径54-1和54-2设置的多线圈变压器68。多线圈变压器68可包括多于两个电感器。

例如,多线圈变压器68可包括具有耦合到信号路径54-1和54-2的端子64的第一电感器(线圈)L1。多线圈变压器68可包括具有耦合到信号路径54-1和54-2的端子66的第二电感器(线圈)L2。第一电感器L1可经由通过磁耦合常数(因子)k

多线圈变压器68可包括第三电感器(线圈)L3。第三电感器L3可以不电连接到信号路径54-1和54-2。然而,第三电感器L3的端子可耦合到可调电容器C3的相应端子(电极)。第三电感器L3和可调电容器C3可因此相对于信号路径浮接。第三电感器L3可经由通过磁耦合常数(因子)k

多线圈变压器68还可包括第四电感器(线圈)L4。第四电感器L4可以不电连接到信号路径54-1和54-2。然而,第四电感器L4的端子可耦合到可调电容器C4的相应端子(电极)。第四电感器L4和可调电容器C4可因此相对于信号路径浮接。第四电感器L4可经由通过磁耦合常数(因子)k

可调电容器C3和C4可接收控制信号CTRL(例如,在可调电容器的控制端子或输入处)。可调电容器C3和C4可例如是具有使用控制信号CTRL来调节的电容的可编程/可调电容器。控制信号CTRL可用于通过改变可调电容器C3和/或C4的电容来切换可调阻抗匹配网络56的操作模式。一般来讲,电感器L1与L2之间的耦合常数k

例如,电感器L1、L3和L2可被配置为使得电感器L1与L3之间的磁耦合常数k

如果需要,可在可调阻抗匹配网络56内的一个或多个位置处设置任选的信号峰值检测器62,用于检测在信号路径54-1和54-2上传送的干扰信号。峰值检测器62可例如插置在或耦合到电感器L4内的位置和/或可插置在或耦合到第三电感器L3内的位置(例如,经由路径64)。峰值检测器62可处理在信号路径54-1和54-2上传送的信号,以检测一个或多个频带中干扰信号的存在。例如,峰值检测器62可检测第一频带B1和/或第二频带B2上的干扰信号的存在和频率。控制电路14(图1)可使用由峰值检测器62收集的关于干扰信号的信息以了解何时以及如何调节可调阻抗匹配网络56的操作模式。例如,当没有检测到干扰信号时,控制电路14可将可调阻抗匹配网络56置于宽带操作模式。当峰值检测器62检测到第一频带B1中的干扰信号时,控制电路14可将可调阻抗匹配网络56置于第一带阻模式,并且可任选地调谐可调电容器中的一者,使得传递函数拒绝第一频带B1中的干扰信号。当峰值检测器62检测到第二频带B2中的干扰信号时,控制电路14可将可调阻抗匹配网络56置于第二带阻模式,并且可任选地调谐可调电容器中的一者,使得传递函数拒绝第二频带B2中的干扰信号。这可允许无线电路24动态地滤除干扰信号,同时以其他方式表现出尽可能宽的带宽(例如,用于执行带间CA)。

图5A至图5C是多线圈变压器68的自上而下布局图。如图5A至图5C所示,多线圈变压器68可形成在诸如介电基板70的介电基板上。介电基板70可例如包括多个竖直堆叠的介电层(例如,在图5A至图5C的Z轴方向上堆叠的介电层)。第一电感器L1可由介电基板70上的第一导电迹线74形成。第二电感器L2可由介电基板70上的第二导电迹线76形成。第三电感器L3可由介电基板70上的第三导电迹线78形成。第四电感器L4可由介电基板70上的第四导电迹线80形成。

例如,第三导电迹线78和第四导电迹线80可被图案化到介电基板70的第一层上(例如,在第一金属化层内),第一导电迹线74可被图案化到介电基板70的第二层上(例如,在第二金属化层内),并且第二导电迹线76可被图案化到介电基板70的第三层上(例如,在第三金属化层内,其中第二金属化层插置在第一金属化层与第三金属化层之间)。在此示例中,第一电感器L1还可包括位于第二金属化层和/或第三金属化层上的导电通孔及导电迹线,这允许第一电感器L1与电感器L2至L4中的一者或多者重叠而不接触电感器L2至L4中的导电材料和/或允许电感器L1至L4中的任一者环绕其相应开口缠绕多次(例如,在交叉点75处)。此示例仅为例示性的,并且一般来讲,电感器L1至L4可设置在介电基板70中的任何期望数量的两个或多个层上,电感器中的一者或多者可分布在介电基板70中的两个或多个层上,并且这些层可以任何顺序设置在介电基板70中(例如,可使用电感器L1至L4之间沿Z轴的不同相对定位)。

导电接地迹线诸如接地迹线72可被图案化到介电基板70上。接地迹线72可横向地环绕多线圈变压器68。如果需要,接地迹线72可在介电基板70的两层或多层上形成图案。在该示例中,导电通孔可将每个层上的接地迹线耦合在一起。接地迹线72可保持在参考电位并且可帮助电磁屏蔽多线圈变压器68。

第一电感器L1中的第一导电迹线74可沿循围绕第一开口84缠绕、行进、延伸或卷绕至少一次的回路或线圈(例如,螺旋)路径。第二电感器L2中的第二导电迹线76可沿循围绕第二开口86缠绕、行进、延伸或卷绕至少一次的回路或线圈(例如,螺旋)路径。第三电感器L3中的第三导电迹线78可沿循围绕第三开口90缠绕、行进、延伸或卷绕至少一次的回路或线圈(例如,螺旋)路径。第四电感器L4中的第四导电迹线70可沿循围绕第四开口88缠绕、行进、延伸或卷绕至少一次的回路或线圈(例如,螺旋)路径。

可选择导电迹线74-80的布局和相对放置以将导电迹线74与78之间(例如,电感器L1与L3之间)的磁耦合常数k

例如,如图5A至图5C所示,第一电感器L1的第一导电迹线74可与第二电感器L2的第二导电迹线76至少部分地重叠(例如,第一电感器L1的开口84可与第二电感器L2的开口86至少部分地重叠)。同时,第四电感器L4中的第四导电迹线80可与第二电感器L2中的第二导电迹线76至少部分地重叠而不与第一电感器L1中的第一导电迹线74重叠(例如,第四电感器L4的开口88可与第二电感器L2的开口86重叠而不与第一电感器L1的开口84重叠)。另外,第三电感器L3中的第三导电迹线78可与第一电感器L1中的第一导电迹线74、第二电感器L2中的第二导电迹线76和第四电感器L4中的第四导电迹线80至少部分地重叠(例如,第三电感器L3的开口90可与第一电感器L1的开口84至少部分地重叠,可与第二电感器L2的开口86至少部分地重叠,并且可与整个第四电感器L4和/或第四电感器L4的开口88重叠)。

当以这种方式布置时,电感器L1和L2形成具有磁耦合常数k

图5A至图5C所示的布局仅仅是例示性的。一般来讲,导电迹线74-80可具有任何期望的形状(例如,具有任何期望数量的直段和/或弯曲段)和任何期望的相对定位(例如,其中电感器L1-L4中的每一者的开口与其他电感器中的一者或多者的开口至少部分地重叠和/或不与多线圈变压器68中的其他电感器中的任一者的开口重叠)。仅作为一个示例,第四导电迹线80以及因此第四电感器L4可与第一电感器L1重叠但不与第二电感器L2重叠(例如,第四电感器L4可设置在位置82处,使得第四电感器L4中的开口88与第一电感器L1中的开口84重叠,第四电感器L4中的整个开口88与第三电感器L3中的开口90重叠,并且第四电感器L4中的开口88不与第二电感器L2中的开口86中的任一者重叠)。

第一电感器L1的端子64可耦合到可调阻抗匹配网络56的输入端口58并且第二电感器L2的端子66可耦合到输出端口60(图4)。第一电感器L1中的第一导电迹线74可在端子64之间延伸。第二电感器L2中的第二导电迹线76可在端子66之间延伸。可调电容器C3可耦合在第三导电迹线78的相对端之间。可调电容器C4可耦合在第四导电迹线80的相对端之间。可调电容器C3和C4可以是变容二极管、焊接到基板70的表面安装电容器、分布式可调电容器或任何其他期望的可调/可编程电容。可调电容器C3和C4可接收控制信号CTRL(图4)以在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间切换可调阻抗匹配网络56。

多级放大器设计通常涉及朝向最后一级渐进地增大器件尺寸以最大化输出功率和线性。该假设可允许多线圈变压器68被等效地表示为后接理想阻抗变压器的平衡输入/输出阻抗网络。图6是被表示为平衡输入/输出阻抗网络时的多线圈变压器68的图,为了简单起见,该平衡输入/输出阻抗网络后接理想阻抗变压器。

如图6所示,当假设LNA 36包括朝向其最后一级52渐进地增大的器件大小时,缩放因子m可被定义成使得C2(图4)可写为C2=m*C1,使得R2(图4)可写为R2=R1/m,并且使得L2(图4)可写为L2=L1/m。图3中的电感器、电阻器和电容器在图6的简化表示中被重写以解释该假设,将多线圈阻抗变换器68建模为包括表现出磁耦合系数k

图7示出了说明多线圈变压器68在宽带操作模式下的有效电操作的简化等效电路图。在宽带操作模式下,控制电路14(图1)可使用控制信号CTRL来断开(切换)可调电容器C3(图5A,说明宽带操作模式)。这在可调电容器C3的位置处在第三电感器L3中形成开路,从而将第三电感器L3配置为形成开环,使得电感器L1和L2不在第三电感器L3上感应出电流。控制电路14还可使用控制信号CTRL来断开(切换)可调电容器C4。这在可调电容器C4的位置处在第四电感器L4中形成开路,从而将第四电感器L4配置为形成开环,使得电感器L1和L2不在第四电感器L4上感应出电流。

来自信号路径54-1和54-2的电流可在第一(例如,顺时针)方向上流过端子64之间的第一电感器L1,如图5的箭头92所示。多线圈变压器68的操作可被分解成偶模式和奇模式(例如,偶模式激励和奇模式激励)。在偶模式下,电流在第一(例如,顺时针)方向上流过端子66之间的第二电感器L2,如图5A的箭头94所示。同时,在奇模式下,电流在与第一方向相反的第二(例如,逆时针)方向上流过端子66之间的第二电感器L2,如图5A的箭头96所示。

图7的等效电路图108说明了当被置于宽带操作模式下时(例如,使用图6的简化假设)的多线圈变压器68的偶模式激励。等效电路图112说明了当被置于宽带操作模式下时(例如,具有耦合到具有相对于偶模式的相反极性的第二电感器的电流源)的多线圈变压器68的奇模式激励。多线圈变压器可形成四阶匹配网络,该网络具有由偶模式激励在第一角频率ωp1下产生的第一极点并且具有由奇模激励在第二角频率ωp2下产生的第二极点。图7的等式110将第一角频率ωp1定义为L1(例如,第一电感器L1的电感)和C1(例如,电容器C1的电容)的函数。图7的等式116将第二角频率ωp2定义为L1和C1的函数。

图8是可调阻抗匹配网络56在处于宽带操作模式时的传递函数50A的曲线图(电压V作为频率的函数)。如图8所示,传递函数50A可在对应于第一角频率ωp1的频率下表现出第一峰值(极点)P1。传递函数50A还可在对应于第二角频率ωp2的频率下表现出第二峰值(极点)P2。由于角频率ωp1和ωp2是L1和C1的函数(例如,如图7的等式110和116所示),因此可选择L1(例如,第一电感器L1的电感)和C1(例如,电容器C1的电容)的量值以将极点P1的频率调谐成与第一频带B1中的频率F1对准并且将极点P2的频率调谐成与第二频带B2中的频率F2对准。这可允许可调阻抗匹配网络56同时在频带B1和B2两者中接收或发射(例如,使用带间CA)。

图9示出了说明多线圈变压器68在第一带阻操作模式下的有效电操作的简化等效电路图。在第一带阻模式下,控制电路14(图1)可使用控制信号CTRL来断开(切换)可调电容器C4(图5B,说明第一带阻模式)。这在可调电容器C4的位置处在第四电感器L4中形成开路(例如,C4=0),从而将第四电感器L4配置为形成开环,使得电感器L1和L2不在第四电感器L4上感应出电流。这样,第四电感器L4在第一带阻模式下不影响可调阻抗匹配网络56的传递函数。

同时,控制电路14可使用控制信号CTRL将可调电容器C3配置为表现出第一电容值(例如,不形成开路的电容值)。在偶模式下,电流在第一(例如,顺时针)方向上流过端子64之间的第一电感器L1,如图5B的箭头92所示。电流还在第一方向上流过端子66之间的第二电感器L2,如图5B的箭头94所示。第一电感器L1和第二电感器L2都可在第三电感器L3上感应出具有相同极性的电流。例如,第一电感器L1和第二电感器L2都可在第二(例如,逆时针)方向上在第三电感器L3上感应出电流,如图5B的箭头98所示。可调电容器C3的第一电容值可调谐多线圈变压器68的响应以在被选择成拒绝存在于第一频带B1中的干扰信号的频率下在输出端口60处引入零。

在奇模式下,电流在第一(例如,顺时针)方向上流过第一电感器L1,如图5B的箭头92所示。电流在第二(例如,逆时针)方向上流过第二电感器L2,如图5B的箭头96所示。因此,电感器L1和L2可在第三电感器L3上感应出相同量值但具有相反极性的电流。例如,第一电感器L1上的电流可在第三电感器L3上感应出在第二(例如,逆时针)方向上流动的电流,如箭头98所示,而第二电感器L2上的电流在第三电感器L3上感应出大小相等但在第一(例如,顺时针)方向上流动的电流,如箭头100所示。由第一电感器L1在第三电感器L3上感应出的电流将由此抵消由第二电感器L2在第三电感器L3上感应出的电流,从而使得可调电容器C3在奇模式下形成虚拟开路。这可使得第三电感器L3对于在第二频带B2中由电感器L1和L2感应出的电流是透明的。以此方式,第一频带B1中的任何干扰信号可被置零或被拒绝,而不影响第二频带B2中感兴趣信号的增益。

图9的等效电路图118说明了多线圈变压器68在第一带阻模式下的操作。如等效电路图118所示,第四电感器L4不影响变压器的响应,因为可调电容器C4在第四电感器L4中形成开路。如图9的箭头120所示,该电路可被分解成由等效电路图122所示的偶模式和由等效电路图124所示的奇模式。偶模式可在第一角频率ωp1下产生第一峰值(极点)并且在第二角频率ωp2下产生第二峰值(极点),其由等式128定义。偶模式还可在零角频率ωz下产生零或空值,其由等式130定义。需注意,零角频率仅是磁耦合常数k

图10是可调阻抗匹配网络56在处于第一带阻操作模式时的传递函数50B的曲线图(电压V作为频率的函数)。如图10所示,传递函数50B可表现出第一峰值(极点)P1、第二峰值(极点)P2和第三峰值(极点)P3。第一极点P1的频率对应于第一角频率ωp1,并且第二极点P2的频率对应于第二角频率ωp2,如图9的等式128所定义。第三极点P3的频率对应于第三角频率ωp3,如图9的等式126所定义。传递函数50B还可表现出零Z。零Z的频率对应于零角频率ωz,如图9的等式130所定义。

极点P1和P2可通过选择电感器L1和L3及电容器C1和C3的对应电感及电容来成形(例如,如等式128所示)。可通过选择第一电感器L1及电容器C1的对应电感及电容来成形极点P3(例如,如等式126所示)。可通过选择第三电感器L3及可调电容器C3的对应电感及电容来成形零Z。极点P1、P2和P3及零Z可被成形为使零Z与第一频带B1中的频率F1对准并且使极点P2和P3与第二频带B2对准。这可将可调阻抗匹配网络56配置为在第二频带B2中进行接收或发射,同时阻挡第一频带B1中的干扰信号。

图11示出了说明多线圈变压器68在第二带阻操作模式下的有效电操作的简化等效电路图。在第二带阻模式下,控制电路14(图1)可使用控制信号CTRL来断开(切换)可调电容器C3(图5C,说明第二带阻模式)。这在可调电容器C3的位置处在第三电感器L3中形成开路(例如,C3=0),从而将第三电感器L3配置为形成开环,使得电感器L1和L2不在第三电感器L3上感应出电流。这样,第三电感器L3在第二带阻模式下不影响可调阻抗匹配网络56的传递函数。同时,控制电路14可使用控制信号CTRL将可调电容器C4配置为表现出第二电容值(例如,不形成开路的电容值)。

在奇模式下,电流在第一(例如,顺时针)方向上流过第一电感器L1,如图5C的箭头92所示。电流在第二(例如,逆时针)方向上流过第二电感器L2,如图5C的箭头96所示。第一电感器L1和第二电感器L2都可在第四电感器L4上感应出电流,第四电感器与第二电感器L2重叠但不与第一电感器L1重叠,具有相同极性。例如,第一电感器L1和第二电感器L2都可在第一(例如,顺时针)方向上在第四电感器L4上感应出电流,如图5C的箭头102所示。可选择可调电容器C4的第二电容值,以调谐多线圈变压器68的响应以在被选择成拒绝存在于第二频带B2中的干扰信号的频率下在输出端口60处引入零。

在偶模式下,电流在第一(例如,顺时针)方向上流过端子64之间的第一电感器L1,如图5C的箭头92所示。电流还在第一方向上流过端子66之间的第二电感器L2,如图5C的箭头94所示。因此,电感器L1和L2可在第四电感器L4上感应出相同量值但具有相反极性的电流。例如,第一电感器L1上的电流可在第四电感器L4上感应出在第一(例如,顺时针)方向上流动的电流,如图5C的箭头102所示,而第二电感器L2上的电流在第四电感器L4上感应出大小相等但在第二(例如,逆时针)方向上流动的电流,如图5C的箭头104所示。由第一电感器L1在第四电感器L4上感应出的电流将由此抵消由第二电感器L2在第四电感器L4上感应出的电流,从而使得可调电容器C4在偶模式下形成虚拟开路。这可使得第四电感器L4对于在第一频带B1中由电感器L1和L2感应出的电流是透明的。以此方式,第二频带B2中的任何干扰信号可被置零或被拒绝,而不影响第一频带B1中感兴趣信号的增益。

图11的等效电路图132说明了多线圈变压器68在第二带阻模式下的操作。如等效电路图132所示,第三电感器L3不影响变压器的响应,因为可调电容器C3在第三电感器L3中形成开路。如图11的箭头134所示,该电路可被分解成由等效电路图136所示的偶模式和由等效电路图138所示的奇模式。偶模式可在第一角频率ωp1下产生第一峰值(极点),其由等式140定义。该极点处于相对较低的频率并且具有不受陷波滤波器影响的增益。偶模式还可在零角频率ωz下产生零或空值,其由等式142定义。需注意,零角频率仅是磁耦合常数k

图12是可调阻抗匹配网络56在处于第二带阻操作模式时的传递函数50C的曲线图(电压V作为频率的函数)。如图12所示,传递函数50C可表现出第一峰值(极点)P1、第二峰值(极点)P2和第三峰值(极点)P3。第一极点P1的频率对应于第一角频率ωp1(如图11的等式140所定义)。第二极点P2的频率对应于第二角频率ωp2,并且第三极点P3的频率对应于第三角频率ωp3,如图11的等式144所定义。传递函数50C还可表现出零Z。零Z的频率对应于零角频率ωz,如图11的等式142所定义。

极点P2和P3可通过选择电感器L1和L4及电容器C1和C4的对应电感及电容来成形(例如,如等式144所示)。可通过选择第一电感器L1及电容器C1的对应电感及电容来成形极点P1(例如,如等式140所示)。可通过选择第四电感器L4及可调电容器C4的对应电感及电容来成形零Z。极点P1、P2和P3及零Z可被成形为使零Z与第二频带B2中的频率F2对准并且使极点P1和P2与第一频带B1对准。这可将可调阻抗匹配网络56配置为在第一频带B1中进行接收或发射,同时阻挡第二频带B2中的干扰信号。

图13是可由无线电路24执行以传送射频信号同时在宽带操作模式、第一带阻操作模式和第二带阻操作模式之间切换可调阻抗匹配网络56的例示性操作的流程图。

在任选操作150处,峰值检测器62(图2)可测量流过信号路径54-1和54-2的信号以检测由一个或多个频率处的干扰信号产生的一个或多个信号峰值。例如,峰值检测器62可插置在图4的电感器L3和/或L4上。峰值检测器62可检测(例如,测量、确定、识别、生成等)干扰信号的一个或多个频率。这可允许峰值检测器62评估可调阻抗匹配网络56的实时频谱特征。

在操作152处,控制电路14可选择可调阻抗匹配网络56的操作模式。例如,控制电路14可选择宽带操作模式、第一带阻操作模式或第二带阻操作模式。控制电路14可基于无线电路24发射或接收射频信号(例如,由无线基站或接入点分配给设备10,由管理无线电路的无线通信协议确定等)所使用的频带来选择操作模式。控制电路14可另外或另选地基于由峰值检测器检测到的干扰信号和/或由设备10收集的任何其他期望传感器数据来选择操作模式。

例如,当已分配设备10使用第一频带B1和第二频带B2两者进行通信(例如,使用带间CA)并且峰值检测器62未检测到频带B1和B2中的任何干扰信号时,控制电路14可选择宽带操作模式。当已分配设备10仅使用单个频带进行通信时(例如,当设备10被配置为在没有带间CA的情况下进行操作时),控制电路14可选择宽带操作模式、第一带阻模式或第二带阻模式。当已分配设备10使用第一频带B1进行通信(例如,没有带间CA)时,或者当已被分配设备10使用第一频带B1和第二频带B2进行通信(例如,具有带间CA)但峰值检测器62在第二频带B2中检测到干扰信号峰值时,控制电路14可选择第二带阻模式。相反,当已分配设备10使用第二频带B2进行通信(例如,没有带间CA)时,或者当已分配设备10使用第一频带B1和第二频带B2进行通信(例如,具有带间CA)但峰值检测器62在第一频带B1中检测到干扰信号峰值时,控制电路14可选择第一带阻模式。这些示例仅仅是例示性的,并且一般来讲,控制电路14可基于任何期望的控制输入或触发来选择操作模式。

在操作154处,控制电路14可将可调阻抗匹配网络56置于所选操作模式。例如,控制电路14可使用提供给多线圈阻抗变换器68中的可调电容器C3和C4的控制信号CTRL来将可调阻抗匹配网络置于所选操作模式。控制信号CTRL可控制可调电容器以形成开路和/或调节可调电容器中的一者的非开路值。控制电路14可主动调节可调电容器中的一者的非开路值以调谐可调阻抗匹配网络56的零频率(例如,使零频率与干扰信号的检测频率对准)。这可允许可调阻抗匹配网络56被动态地配置为即使干扰信号的频率随时间变化也拒绝干扰信号。

在操作156处,可调阻抗匹配网络56和一个或多个对应天线34(图1)可在可调阻抗匹配网络56处于所选操作模式时传送射频信号。这可允许可调阻抗匹配网络56在需要时(例如,在带间CA期间)覆盖相对宽的带宽,同时还动态地拒绝可能随时间推移出现的干扰信号(例如,由此最大化信号灵敏度和射频性能),而不会不利地增大由匹配电路消耗的芯片面积。处理可随后经由路径158循环回到操作150(在操作150被省略时则循环回到操作152),从而允许无线电路24继续通信,同时适应随时间变化的干扰状况。

设备10可收集和/或使用个人可识别信息。众所周知,使用个人可识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地,应管理和处理个人可识别信息数据,以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化,并应当向用户明确说明授权使用的性质。

上文结合图1至图13所述的方法和操作可以由设备10的部件使用软件、固件和/或硬件(例如,专用电路或硬件)来执行。用于执行这些操作的软件代码可存储在非暂态计算机可读存储介质(例如,有形计算机可读存储介质)上,该非暂态计算机可读存储介质存储在设备10的部件中的一个或多个部件上(例如,图1的存储电路16)。该软件代码有时可被称为软件、数据、指令、程序指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括驱动器、非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可移动闪存驱动器或其他可移动介质、其他类型的随机存取存储器等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可由设备10的部件中的一个或多个部件上的处理电路(例如,图1的处理电路18等)来执行。处理电路可包括微处理器、中央处理单元(CPU)、具有处理电路的专用集成电路或其他处理电路。

根据一个实施方案,提供了一种被配置为接收沿信号路径传送的射频信号的变压器,该变压器包括设置在信号路径上的第一电感器、设置在信号路径上并且与第一电感器至少部分地重叠的第二电感器、相邻于第一电感器的一部分设置并且与第二电感器至少部分地重叠的第三电感器以及与第一电感器、第二电感器和第三电感器至少部分地重叠的第四电感器。

根据另一个实施方案,该变压器包括耦合在第四电感器的端子之间的第一可调电容器。

根据另一个实施方案,该变压器包括耦合在第三电感器的端子之间的第二可调电容器。

根据另一个实施方案,第一可调电容器被配置为接收控制信号,该控制信号选择性地控制第一可调电容器以在第四电感器的端子之间形成开路,并且第二可调电容器被配置为接收控制信号,该控制信号选择性地控制第二可调电容器以在第三电感器的端子之间形成开路。

根据另一个实施方案,第一可调电容器和第二可调电容器被配置为接收控制信号,该控制信号选择性地将变压器配置为使第一频带和高于第一频带的第二频带中的射频信号通过、使第一频带中的射频信号但不使第二频带中的射频信号通过、或使第二频带中的射频信号但不使第一频带中的射频信号通过。

根据另一个实施方案,第一电感器和第四电感器具有通过第一耦合常数来表征的第一磁耦合,并且第二电感器和第四电感器具有通过等于第一耦合常数的第二耦合常数来表征的第二磁耦合。

根据另一个实施方案,第一电感器和第三电感器具有通过第三耦合常数来表征的第三磁耦合,并且第二电感器和第三电感器具有通过等于第三耦合常数的负值的第四耦合常数来表征的第四磁耦合。

根据另一个实施方案,第一电感器和第三电感器具有通过第一耦合常数来表征的第一磁耦合,并且第二电感器和第三电感器具有通过等于第一耦合常数的负值的第二耦合常数来表征的第二磁耦合。

根据另一个实施方案,第四电感器环绕整个第四电感器,并且第三电感器不与第一电感器重叠。

根据另一个实施方案,第三电感器和第四电感器相对于信号路径浮接。

根据一个实施方案,提供了一种电子设备,该电子设备包括:天线;信号路径,该信号路径通信地耦合到天线并且被配置为传送天线的射频信号;以及阻抗匹配网络,该阻抗匹配网络包括:第一电感器,该第一电感器设置在信号路径上;第二电感器,该第二电感器设置在信号路径上,第一电感器以第一耦合常数磁性地耦合到第二电感器;以及第三电感器,该第三电感器以第二耦合常数磁性地耦合到第一电感器并且以等于第二耦合常数的负值的第三耦合常数磁性地耦合到第二电感器。

根据另一个实施方案,阻抗匹配网络包括第四电感器,该第四电感器以第四耦合常数磁性地耦合到第一电感器并且以等于第四耦合常数的第五耦合常数磁性地耦合到第二电感器。

根据另一个实施方案,该电子设备包括耦合在第三电感器的端子之间的可调电容器。

根据另一个实施方案,可调电容器具有第一状态和第二状态,在第一状态下,可调电容器在第三电感器中形成开路,在第二状态下,可调电容器在第三电感器中形成非开路电容。

根据另一个实施方案,该电子设备包括:峰值检测器,该峰值检测器被配置为检测射频信号中的干扰信号的频率;及控制电路,该控制电路被配置为基于干扰信号的检测频率来调谐可调电容器的非开路电容。

根据另一个实施方案,第三电感器与第二电感器重叠但不与第一电感器重叠。

根据另一个实施方案,该电子设备包括设置在信号路径上的低噪声放大器,阻抗匹配网络插置在低噪声放大器的各级之间。

根据实施方案,提供一种操作电子设备的方法,该电子设备具有带变压器的信号路径,该变压器包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、耦合到第三线圈的第一可调电容器以及耦合到第四线圈的第二可调电容器,该方法包括:在第三线圈中形成第一开路并且在第四线圈中形成第二开路,第三线圈中的第一开路和第四线圈中的第二开路将变压器配置为使第一频带和高于第一频带的第二频带中的射频信号通过;以及在第四线圈中形成第二开路并且控制第一可调电容器以在第三线圈中形成非开路电容,第四线圈中的第二开路和第三线圈中的非开路电容将变压器配置为使第二频带中的射频信号通过同时滤除第一频带。

根据另一个实施方案,该方法包括:在第三线圈中形成第一开路并且控制第二可调电容器以在第四线圈中形成非开路电容,第三线圈中的第一开路和第四线圈中的非开路电容将变压器配置为使第一频带中的射频信号通过同时滤除第二频带。

根据另一个实施方案,该方法包括:利用峰值检测器检测射频信号中的信号干扰的频率;以及利用一个或多个处理器基于信号干扰的所检测的频率来调节第一可调电容器和第二可调电容器。

前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

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  • 一种具有高频率选择性的三频滤波天线
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