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I/O端口之间的改进的隔离

文献发布时间:2023-06-19 12:19:35


I/O端口之间的改进的隔离

本专利申请要求于2019年1月15日提交的题为“I/O端口之间的改进的隔离”的非临时申请号16/248,270的优先权,该申请已转让给本受让人并且在此通过引用明确并入本文。

技术领域

本公开一般涉及输入或输出(I/O)端口之中的隔离得以改进并且具体地通过操作隔离电路改进隔离的方法和装置。

背景技术

计算设备(例如,膝上型电脑、移动电话等)可以执行各种功能,诸如电话、无线数据访问和相机/视频功能等。这种计算设备可以包括多种部件,这些部件包括电路板、集成电路(IC)设备和/或片上系统(SoC)设备。现代应用程序越来越需要更高的性能,同时减少这种计算设备的物理维度。计算的部件被放置得更近,导致非期望耦合。耦合的示例可以是电能从一个部件到另一部件的传送。非期望耦合可能是无意的和/或可能为干扰计算设备的预期操作的耦合。

一个这种示例是一种收发器,该收发器被配置为基于多个射频(RF)通信标准和/或使用多个天线(例如,操作多输入和多输出系统)来传输并接收RF信号。因此,包含收发器的装置可以包括多个链(例如,传输和/或接收RF信号的电路集合)。(即使封装上的)链之间的耦合也是个问题。例如,收发器可以并入设备内,并且这种设备可以是封装芯片、多裸片组件(例如,裸片堆叠或多裸片封装)、多芯片组件(例如,芯片堆叠或封装上封装组件)、和/或混合裸片芯片组件。I/O引脚、I/O接合焊盘和/或收发器外部的布线之中的耦合可能由于这些元件的接近造成。不同(例如,RF)功能之间的耦合可能会降低设备的性能。需要改进这种设备的隔离。

发明内容

该发明内容标识了一些示例方面的特征,并非所公开的主题的排他性或详尽描述。对附加特征和方面进行描述,并且这些附加特征和方面在阅读以下具体实施方式并查看形成其一部分的附图后对于本领域技术人员而言变得显而易见。

根据至少一个实施例的装置包括第一输入或输出(I/O)端口、第二I/O端口和第三I/O端口。第二I/O端口位于第一I/O端口与第三I/O端口之间。该装置还包括可变电容器,该可变电容器电连接到第二I/O端口并且可配置为调整第一I/O端口与第三I/O端口之间的隔离。

根据至少一个实施例的另一装置包括存储器、耦合到该存储器的至少一个处理器、第一I/O端口、第二I/O端口和第三I/O端口。至少一个处理器被配置为至少部分与存储器一起经由第一I/O端口执行第一RF功能并且调谐可变电容器以调整第一I/O端口与第三I/O端口之间的隔离。可变电容器电连接到第二I/O端口,且第二I/O端口介于第一I/O端口与第三I/O端口之间。至少一个处理器还被配置为至少部分地与存储器一起经由第三I/O端口执行第二RF功能。

根据至少一个实施例,一种调整I/O端口之中的隔离的方法包括:通过裸片经由第一I/O端口执行第一RF功能;调谐电连接到第二I/O端口的可变电容器以调整第一I/O端口与第三I/O端口之间的隔离,该第二I/O端口位于第一I/O端口与第三I/O端口之间;以及通过裸片经由第三I/O端口执行第二RF功能。

附图说明

现在,参考附图通过示例而非限制的方式,在具体实施方式中呈现装置和方法的各个方面,其中:

图1图示了在RF电路的链之间具有耦合的装置的部件。

图2图示了图1的设备的I/O端口布置。

图3图示了根据本公开的某些方面的包含隔离电路以调整I/O端口之间和/或裸片外部的布线之间的隔离的装置。

图4图示了根据本公开的某些方面的图3的I/O端口的物理布置。

图5图示了根据本公开的某些方面的图3的隔离电路的操作。

图6图示了根据本公开的某些方面的图3的隔离电路的另一实现方式。

图7图示了根据本公开的某些方面的包括图3的隔离电路的各种方案的隔离性能。

图8图示了根据本公开的某些方面的包括图6的隔离电路的各种方案的隔离性能。

图9图示了根据本公开的某些方面的调整I/O端口之中的隔离的方法。

具体实施方式

下文结合附图所阐述的具体实施方式旨在作为对各种配置的描述并不旨在表示其中可以实践本文中所描述的概念的唯一配置。具体实施方式包括用于提供对各种概念的透彻理解的具体细节。然而,对于本领域技术人员而言,显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些实例中,众所周知的结构和部件以框图形式示出以避免混淆这些概念。

如本文中所使用的,动词“耦合”的各种时态中的术语“耦合到”可以意指元件A直接连接到元件B或者其他元件可以连接在元件A和B之间(即,元件A与元件B间接连接),以操作某些预期功能。在电气部件的情况下,术语“耦合到”在本文中也可以用于意指电线、迹线或其他导电材料用于电连接元件A和B(以及它们之间电连接的任何部件)。在一些示例中,术语“耦合到”意指在元件A和B之间传送电能以操作某些预期功能。

在一些示例中,术语“电连接”意指具有电流或可配置为具有在元件A和B之间流动的电流。例如,元件A和B可以经由除了导线、迹线或其他导电材料和部件之外的电阻器、晶体管或电感器连接。更进一步地,对于射频功能,元件A和B可以经由电容器“电连接”。

采用术语“第一”、“第二”、“第三”等是为了便于参考并且可能没有实质性含义。同样,部件/模块的名称可以为便于引用而采用,并不能限制部件/模块。例如,这样的非限制性名称可以包括“控制”模块。本公开中所呈现的模块和部件可以以硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。

术语“总线系统”可以规定耦合到“总线系统”的元件可以直接或间接在它们之间交换信息。以这种方式,“总线系统”可能涵盖多个物理连接以及中间阶段,诸如缓冲器、锁存器、寄存器等。

本文中提供了用于调整I/O端口之中的隔离(例如,通过减少耦合来改进隔离)的方法和装置。I/O端口可以是半导体裸片(以下称为“裸片”)上的I/O接合焊盘或设备上的I/O引脚(例如,引脚、球或短截线(stub)等)。该设备例如可以是封装芯片(以下称为“芯片”)、多裸片组件、多芯片组件和/或混合裸片芯片组件等。该设备例如可以包含裸片,并且裸片可以包括收发器。收发器可以包括至少一个处理器,该至少一个处理器耦合到存储器。所提出的用于调整隔离的方法和装置还可以改进裸片外部的布线(例如,接合线、导电柱、中介层上的互连等)之中的耦合。

图1图示了在RF电路的链之间具有耦合的装置100的部件。例如,装置100可以是计算系统(例如,服务器、数据中心、台式计算机)、移动计算设备(例如,膝上型电脑、蜂窝形手机、车辆等)、物联网设备、虚拟现实系统、或增强现实系统之一。装置100可以包括以下各项中的一些或所有项:设备110、设备外部的布线120、以及电路板130(例如,印刷电路板或PCB)。设备110例如可以是裸片、包含裸片的芯片、多裸片组件(例如,包含多个裸片的封装)、包含多个裸片的多芯片组件(例如,封装上封装芯片的组件)、和/或混合裸片芯片组件。设备110外部的布线120(例如,包含在设备内的裸片外部)可以将设备110电连接到电路板130并且例如可以是接合线、导电柱、中介层上的互连等。

装置100还可以包括多个射频(RF)电路链。链可以是用于执行各种RF功能(诸如传输或接收RF信令)的电路的集合。如所图示的,装置100包括第一RF电路链140_1和第二RF电路链140_2。在一些示例中,第一RF电路链140_1和第二RF电路链140_2可以是多输入多输出(MIMO)系统的一部分,如此执行MIMO功能。

在一些示例中,第一RF电路链140_1和第二RF电路链140_2中的每个RF电路链可以被配置为用于传输或接收不同无线电技术(诸如Wi-Fi或蜂窝电话)的RF信令。在一些示例中,第一RF电路链140_1和第二RF电路链140_2中的每个RF电路链可以是裸片上的收发器的一部分。在一些示例中,第一RF电路链140_1或第二RF电路链140_2可以被配置为用于经由有线接口传输或接收RF信令。

第一RF电路链140_1可以包括设备110上的用于RF信号传输和/或接收的各种电路。例如,第一RF电路链140_1可以包括滤波器(例如,传输滤波器141_1和接收器滤波器142_1)、混频器(例如,传输混频器143_1和接收器滤波器144_1)、和/或放大器(例如,驱动器放大器145_1、低噪声放大器146_1、跨导放大器147_1)。第一RF电路链140_1还可以包括控制模块148_1,该控制模块148_1被配置为至少部分地控制第一RF电路链140_1的RF功能。

第二RF电路链140_2可以包括滤波器(例如,传输滤波器141_2和接收器滤波器142_2)、混频器(例如,传输混频器143_2和接收器滤波器144_2)、和/或放大器(例如,驱动器放大器145_2、低噪声放大器146_2、跨导放大器147_2)。第二RF电路链140_2还可以包括控制模块148_2,该控制模块148_2被配置为至少部分控制第一RF电路链140_2的RF功能。

设备110可以经由设备110外部的布线120和输入和/或输出端口(I/O端口)电连接到电路板130。I/O端口152_1、154_1、156_1、152_2、154_2和/或156_2可以是设备110内裸片上的I/O焊盘,并且第一RF电路链140_1和第二RF电路链140_2可以是裸片的一部分。在一些示例中,I/O端口可以是设备110的引脚(引脚可以泛指进入和/或离开设备110的I/O互连,诸如引脚、球、短截线等)。设备110外部的布线120可以包括布线122_1、124_1、126_1、122_2、124_2和/或126_2。

第一RF电路链140_1可以包括I/O端口152_1,该I/O端口152_1电连接到布线122_1。I/O端口152_1和布线122_1可以被配置为提供用于传输的RF信号。第一RF电路链140_1可以包括I/O端口154_1,该I/O端口154_1电连接到布线124_1。I/O端口154_1和布线124_1可以被配置为将所接收的RF信号提供给设备110。第一RF电路链140_1还可以包括I/O端口156_1,该I/O端口156_1被配置为携载第二RF电路链140_2所传输的RF信号的信息。因而,I/O端口156_1可以电连接到第二RF电路链140_2的信号耦合器138_2。第二RF电路链140_2可以以类似方式连接,本文中不再赘述。

电路板130可以包括附着到其上的某些部件作为RF电路链的一部分。例如,第一RF电路链140_1可以包括外部功率放大器132_1,该外部功率放大器132_1被配置为放大传输信号;外部低噪声放大器139_1,该外部低噪声放大器139_1被配置为放大所接收的信号;和/或天线136_1,该天线136_1被配置为通过空气传输(例如,辐射)和接收RF信号。第一RF电路链140_1还可以包括信号耦合器138_1,该信号耦合器138_1被配置为提供关于传输RF信号的信息;以及传输/接收开关134_1(例如,双工器),该传输/接收开关134_1被配置为在传输功能与接收功能之间切换天线136_1的信号路径。外部功率放大器132_1、外部低噪声放大器139_1、天线136_1、信号耦合器138_1和/或传输/接收开关134_1可以附着到电路板130上。

第二RF电路链140_2可以包括外部功率放大器132_2,该外部功率放大器132_2被配置为放大传输信号;外部低噪声放大器139_2,该外部低噪声放大器139_2被配置为放大所接收的信号;和/或天线136_2,该天线136_2被配置为通过空气传输(例如,辐射)和接收RF信号。第二RF电路链140_2还可以包括信号耦合器138_2,该信号耦合器138_2被配置为提供关于传输RF信号的信息;以及传输/接收开关134_2(例如,双工器),该传输/接收开关134_2被配置为在传输功能与接收功能之间切换天线136_2的信号路径。外部功率放大器132_2、外部低噪声放大器139_2、天线136_2、信号耦合器138_2和/或传输/接收开关134_2可以附着到电路板130上。

设备110外部的布线120可以包括各种布线,这些布线经由I/O端口将设备110电连接到附着到电路板130的部件。布线120可以包括例如接合线、凸块、中介层上的连接迹线、柱等。在一些示例中,布线120可以包括裸片/芯片与另一裸片/晶片/芯片/电路板之间的电连接。例如,第一RF电路链140_1可以包括布线122_1以将I/O端口151_1电连接到电路板130上的部件(例如,外部功率放大器132_1)。布线122_1可以被配置为经由信号耦合器138_1向天线136_1提供RF传输信号。第一RF电路链140_1还可以包括布线124_1以将I/O端口154_1电连接到电路板130上的部件(例如,连接到外部低噪声放大器139_1)。布线124_1可以被配置为经由传输/接收开关134_1提供从天线136_1接收的RF信号。

设备110外部的布线120还可以包括布线126_1以将I/O端口156_1电连接到例如(第二RF电路链140_2的)信号耦合器138_2。布线126_1可以被配置为向设备110上的第一RF电路链140_1提供第二RF电路链140_2的RF传输信号的信令信息(例如,功率和/或信号质量信息)。在一些示例中,控制模块148_1可以耦合到I/O端口156_1(例如,经由未示出的各种部件)并且被配置为确定第二RF电路链140_2的RF传输信号的功率和/或信号质量(例如,对于MIMO功能)。

第二RF电路链140_2可以包括布线122_2以将I/O端口151_2电连接到电路板130上的部件(例如,连接到外部功率放大器132_2)。布线122_2可以被配置为经由信号耦合器138_2向天线136_2提供RF传输信号。第一RF电路链140_2还可以包括布线124_2以将I/O端口154_2电连接到电路板130上的部件(例如,连接到外部低噪声放大器139_2)。布线124_2可以被配置为经由传输/接收开关134_2提供从天线136_2接收的RF信号。

设备110外部的布线120还可以包括布线126_2以将I/O端口156_2电连接到例如(第一RF电路链140_1的)信号耦合器138_1。布线126_2可以被配置为向设备110上的第二RF电路链140_2提供第一RF电路链140_1的RF传输信号的信令信息(例如,功率和/或信号质量信息)。在一些示例中,控制模块148_2可以(例如,经由未示出的各种部件)耦合到I/O端口156_2并且被配置为确定第一RF电路链140_1的RF传输信号的功率和/或信号质量(例如,对于MIMO功能)。

随着装置100的尺寸减小以及对性能的需求增加,I/O端口之中和/或布线120之中的耦合变得越来越具有破坏性。例如,设备110可以包括收发器,并且不同信号路径之间的非期望耦合可能使得某些RF功能的性能降低。图1图示了至少部分位于设备110外部(例如,I/O端口152_1与I/O端口156_1之间或布线122_1与布线126_1之间)的潜在的非期望耦合102(由虚线箭头示出)。耦合102可能是无意的并且使得预期RF功能受损。例如,耦合102可能损害残余边带校准,引起MIMO系统中的误差向量幅度劣化或频谱发射屏蔽(SpectrumEmission Mask)违反,降低功率控制精度,使得频分双工系统中的接收器路径灵敏度降低,和/或劣化噪声系数等。

图2图示了图1的设备110的I/O端口布置。例如,I/O端口可以是设备110的I/O引脚(引脚、球、短截线等)或包含在设备110内的裸片的I/O接合焊盘。示出了处于水平方向的X轴和处于垂直方向的Y轴。图2包括I/O端口252_1(其可以是图1的I/O端口152_1的实例)和I/O端口254_1(其可以是图1的I/O端口154_1的实例)。I/O端口254_1可以包括正极端子254_1_P和负极端子254_1_N。换言之,所接收的RF信号可以是差分信号(参见图1)。图2还包括I/O端口256_1,该I/O端口256_1可以是图1的I/O端口156_1的实例。

示出了I/O端口252_1与I/O端口256_1之间的潜在耦合202。耦合202可以由于I/O端口252_1与I/O端口256_1之间的耦合或由于耦合到相应I/O端口252_1和256_1的布线120之间的耦合而导致。因此,耦合202可以发生在设备110的外部。由于I/O端口252_1与I/O端口256_1之间的接近,所以它们之间的隔离可以为约20dB。在一个示例中,第一RF电路链140_1(图1;作为I/O端口152_1的实例的I/O端口252_1)可以耦合到第二RF电路链140_2(图1;作为耦合到第二RF电路链140_2的I/O端口156_1的实例的I/O端口256_1)。

第一RF电路链140_1和第二RF电路链140_2的潜在耦合202可能导致频谱发射遮蔽(SEM)违反和/或EVM退化。为了解决这些问题,I/O端口252_1与I/O端口256_1之间的隔离优选地应当大于40dB。为了实现这种隔离性能,I/O端口252_1与I/O端口256_1之间的距离可能需要大幅增加。这种解决方案对于现代设备可能不切实际。例如,为了实现40dB的隔离,I/O端口252_1与I/O端口256_1之间的距离可能需要比组装技术所允许的最小距离增加六倍。结果,设备的尺寸的增加和增加的费用对于现代应用而言并不可行。

图3图示了根据本公开的某些方面的装置300,该装置包含隔离电路370以调整I/O端口之间和/或与设备310相关联的布线之间的隔离。作为示例,图3包括包含裸片301的设备310。设备310可以是例如四方扁平无引线或QFN封装,并且可以是装置100中设备110的功能替代品(例如,具有附加电路或修改的设备110的实例),如图1所示。设备310可以包括I/O端口352_1(例如,图1的I/O端口152_1的示例)、I/O端口354_1(例如,图1的I/O端口154_1的示例)、I/O端口357、以及I/O端口356_1(例如,图1的I/O端口156_1的示例)。这些I/O端口可以例如是设备310的I/O引脚(例如,引脚、球、短截线等)。

设备310的I/O端口可以经由布线320(其可以是图1的布线120的示例)电连接到电路板330。电路板330可以是图1的电路板130的实例。布线320可以包括布线322_1(例如,图1的布线122_1的示例)、布线324_1(例如,图1的布线124_1的示例)、布线327、以及布线326_1(例如,图1的布线126_1的实例)。布线322_1可以电连接到I/O端口352_1。布线324_1可以电连接到I/O端口354_1。布线376可以电连接到I/O端口357。布线326_1可以电连接到I/O端口356_1。

裸片301可以是例如包括至少一个处理器的收发器裸片。至少一个处理器可以经由总线系统375与存储器374耦合以执行收发器的RF功能。例如,至少一个处理器可以至少部分地与存储器374一起操作以执行第一RF电路链140_1和/或第二RF电路链140_2(图1)的功能。例如,至少一个处理器可以经由总线系统375从存储器374接收用于RF功能的数据、指令或参数。在一些示例中,裸片301包括存储器374。在一些示例中,存储器374位于裸片301外部。

裸片301可以包括各种I/O接合焊盘。I/O接合焊盘经由裸片301外部的布线360电连接到设备310的I/O端口。布线360可以包括例如布线362_1、布线364_1、布线367和/或布线366_1。I/O接合焊盘312_1可以经由布线362_1电连接到I/O端口352_1。I/O接合焊盘314_1可以经由布线364_1电连接到I/O端口354_1。I/O接合焊盘317可以经由布线367电连接到I/O端口357。I/O接合焊盘316_1可以经由布线366_1电连接到I/O端口356_1。在一些示例中,裸片301的I/O接合焊盘可以是本公开的I/O端口的示例。

在耦合(例如,图1的耦合102)的情况下,I/O端口356_1、布线326_1、I/O接合焊盘316_1和/或布线366_1可以是侵害电路的一部分(例如,造成干扰)。I/O端口352_1、布线322_1、I/O接合焊盘312_1和/或布线362_1可以是受害电路的一部分(其上携载的信号由于干扰而失真)。图3图示了隔离电路370以调整侵害者与受害者之间的隔离(例如,通过减少耦合改善隔离),而不必增加侵害者与受害者之间的距离。

隔离电路370可以包括例如可变电容器372(例如,并入裸片301内;构成可变电容器372的裸片301的半导体层)、I/O接合焊盘317、(裸片301外部的)布线367、I/O端口357、和/或(设备310外部的)布线327。隔离电路370可以连接到电路板330上的各种无源元件。例如,隔离电路370还可以包括电感器337_A或电容器337_B,该电感器337_A或电容器337_B经由布线327电连接到I/O端口357。可替代地,隔离电路370可以电连接到电路板330上的接地。如下文所呈现的,控制模块373(例如,作为至少部分地与存储器374一起操作的至少一个处理器的一部分)可以动态调谐可变电容器372(例如,调整电容设置)以主动衰减或取消侵害电路与受害电路之间的耦合(例如,图1的耦合102)之间。在一些示例中,隔离电路370可以专用于隔离改进,并不会执行预期RF功能(或一般而言,任何其他功能)。

在一些示例中,控制模块373可以基于潜在非期望耦合(例如,图1的耦合102)的测量或模拟结果来调整可变电容器373的设置(以通过减少耦合来改善I/O端口之间的隔离)。在一些示例中,控制模块373可以基于对非期望耦合的确定来调整可变电容器373的设置。参考图1,控制模块148_1可以被配置为例如基于经由I/O端口156_1接收的信息来确定这种非期望耦合。可以针对改变操作条件(例如,何时何地存在微弱RF信令)和/或改变操作模式(例如,设备110在不同无线电接入技术之中改变)做出这种确定。作为响应,控制模块373可以响应于改变操作条件或改变操作模式而主动且动态调整可变电容器373的设置以改善I/O端口之间的隔离。

例如,至少一个处理器(例如,控制模块373)至少部分地与存储器374一起操作以调整可变电容器372的设置。至少一个处理器可以经由总线系统375从存储器374接收数据、指令或参数以调整可变电容器372的设置。在一些示例中,裸片301包括存储器374。在一些示例中,存储器374位于裸片301外部。

图4图示了根据本公开的某些方面的图3的I/O端口的物理布置。X轴被示为处于水平方向,而Y轴被示出为处于垂直方向。图4包括I/O端口352_1(受害电路;图3)、I/O端口354_1(图3)。在所接收的RF信号是差分信号的情况下,I/O端口354_1可以包括正极端子354_1_P和负极端子354_1_N。图4还可以包括I/O端口357和I/O端口356_1(侵害电路,参见图3),该I/O端口357可以是隔离电路370(图3)的一部分。I/O端口357至少沿Y轴(物理上)设置在I/O端口352_1(受害电路)与I/O端口356_1(侵害电路)之间,以调整或提高其间的隔离。I/O端口357_Y同样至少沿Y轴(物理上)设置在I/O端口352_1(受害电路)与I/O端口356_1(侵害电路)之间,以调整或改进其间的隔离。通过图6,I/O端口357_Y将被呈现。

图5图示了根据本公开的某些方面的图3的隔离电路370的操作。图5包括被图示为电感器的侵害电路(例如,图3的侵害电路、耦合到I/O端口356_1的电路)、被图示为电感器的隔离电路370(图3)、以及被图示为电感器的受害电路(例如,图3的受害电路;耦合到I/O端口352_1的电路)。在RF功能(例如,通过图1呈现的第一RF电路链140_1和/或第二RF电路链140_2的功能)的操作期间,侵害电路具有流过其中的电流i1。侵害电路可以经由耦合562耦合到受害电路,从而产生在受害电路中流动的电流i1'。侵害电路还可以经由耦合563耦合到隔离电路370,从而产生在其中流动的电流i2。

隔离电路370可以经由耦合564耦合到受害电路,从而产生在受害电路中流动的电流i2'。在隔离电路370中流动的电流i2可以通过可变电容器372调谐。以这种方式,控制模块373(例如,作为至少部分地与存储器374一起操作的至少一个处理器的一部分)可以改变可变电容器372的电容设置以调整在受害电路中流动的电流i2'。受害电路可能具有在其中流动的电流i3,电流i3是耦合562和耦合564的结果。电流i3可以表达为i1'-i2'。因而,可变电容器372可以被调谐以调整电流i2,使得电流i3在期望频率范围内为零(例如,将i2'调谐为等于i1')。

图6图示了根据本公开的某些方面的图3的隔离电路370的另一实现方式。图6图示了隔离电路370可以包括多个I/O端口(和/或设备310外部或图3的裸片301外部的布线)以在多个操作频率下调整或改进隔离。例如,图6图示了隔离电路370可以包括第二可变电容器372_Y、附加I/O接合焊盘317_Y、裸片301外部的附加布线367_Y、附加I/O端口357_Y、设备310外部的附加布线327_Y、和/或电路板330上的附加接地或无源部件。第二可变电容器372_Y可以电连接到附加I/O接合焊盘317_Y。裸片301外部的附加布线367_Y可以电连接附加I/O接合焊盘317_Y和附加I/O端口357_Y。设备310外部的附加布线327_Y可以电连接附加I/O端口357_Y和电路板330。控制模块373(例如,作为部分地与存储器374一起操作的至少一个处理器的一部分)可以动态并且主动调谐第二可变电容器372_Y(例如,调整其电容设置)以减少在第二频率的耦合。通过可变电容器372,减少耦合的第二操作频率可以与减少耦合的第一操作频率不同。参见图8,呈现如下。

在一些示例中,控制模块373可以基于潜在的非期望耦合(例如,图1的耦合102)的测量或模拟结果来调整可变电容器373_Y的设置(以改进I/O端口之间的隔离)。在一些示例中,控制模块373可以基于对非期望耦合的确定来调整可变电容器373_Y的设置(以改进I/O端口之间的隔离)。参考图1,控制模块148_1可以被配置为基于例如经由I/O端口156_1接收的信息来确定这种非期望耦合。可以针对改变操作条件(例如,何时何地存在弱RF信令)和/或改变操作模式(例如,设备110在不同无线电接入技术之中改变)做出这种确定。作为响应,控制模块373可以响应于改变操作条件或改变操作模式而主动且动态调整可变电容器373_Y的设置以提高I/O端口之间的隔离。

例如,至少一个处理器(例如,控制模块373)至少部分地与存储器374一起操作以调整可变电容器372_Y的设置。至少一个处理器可以经由总线系统375从存储器374接收数据、指令或参数以调整可变电容器372_Y的设置。在一些示例中,裸片301包括存储器374。在一些示例中,存储器374位于裸片301外部。

图7图示了根据本公开的某些方面的包括图3的隔离电路370的各种方案的隔离性能。(例如,图3的设备310的)操作频率被示为X轴,被表达为dB的隔离被示为Y轴。图7包括隔离曲线782、隔离曲线784和隔离曲线786。隔离曲线782是例如I/O端口352_1与I/O端口356_1(图3)之间隔离没有任何隔离电路(例如,没有图3的隔离电路370)的结果。在点A处,在5.5GHz的操作频率(这可能是需要最佳隔离的操作频率)下,隔离曲线782示出了约20dB的隔离。

隔离曲线784也是例如I/O端口352_1与I/O端口356_1(图3)之间没有可变电容器372的操作的隔离的结果。例如,对于隔离曲线,可变电容器372和可变电容器372_Y的电容可以被认为为零。对于隔离曲线784,参考图3,I/O接合焊盘317、裸片301外部的布线367和/或I/O端口357(没有可变电容器372)可以接地。在点B处,在操作频率为5.5GHz的情况下,隔离曲线784示出了25dB下的某个改进。

隔离曲线786是例如I/O端口352_1与I/O端口356_1(图3)之间的隔离的结果,该I/O端口356_1具有可变电容器372(图3),该可变电容器372被动态且主动地调谐为提高所需操作频率(例如,5.5GHz)下的隔离。在点C处,在操作频率为5.5GHz的情况下,隔离曲线786示出了58dB的极大改进隔离。参考图3,控制模块373可以被配置为动态且主动地调谐可变电容器372以实现改进隔离(例如,调整可变电容器372以应对过程变化和/或期望的操作频率)。而且,可变电容器372在其下操作以减少耦合的期望操作频率可能受电路板330的无源部件(例如,电感器337_A、电容器337_B和/或图3的电路板330上的接地)的影响。

图8图示了根据本公开的某些方面的包括图6的隔离电路370的各种方案的隔离性能。(例如,图6的设备310的)操作频率被示为X轴,被表达为dB的隔离被示为Y轴。图8包括隔离曲线882、隔离曲线884和隔离曲线886。隔离曲线882可以是例如I/O端口352_1与I/O端口356_1(图6)之间没有任何隔离电路(例如,没有图6的隔离电路370)的隔离的结果。在点A1处,在第一期望操作频率(其可能是需要改进的隔离的操作频率)为5.2GHz的情况下,隔离曲线882示出了约为21dB的隔离。在点A2处,在第二期望操作频率(其可能是需要改进的隔离的另一操作频率)为5.8GHz的情况下,隔离曲线882示出了约为19dB的隔离。

隔离曲线884可以由I/O端口352_1与I/O端口356_1(图6)之间没有可变电容器372和可变电容器372_Y(图6)的操作的隔离产生。例如,对于隔离曲线,可变电容器372和可变电容器372_Y的电容可以被认为是零。对于隔离曲线884,参考图6,I/O接合焊盘317和I/O接合焊盘317_Y、裸片301外部的布线367和布线367_Y、和/或I/O端口357和I/O端口357_Y(没有可变电容器372和没有可变电容器372_Y)可以接地以改进隔离。在点B1处,在操作频率为5.2GHz的情况下,隔离曲线884示出了30dB下的某个改进。在点B2处,在操作频率为5.8GHz的情况下,隔离曲线884示出了26dB下的某个改进。

隔离曲线886可以是例如I/O端口352_1与I/O端口356_1(图6)之间的隔离的结果,该I/O端口356_1具有可变电容器372和可变电容器372_Y(图6),该可变电容器372_Y被动态且主动地调谐为在第一期望操作频率(例如,5.2GHz)和第二期望操作频率(例如,5.8GHz)下抵消耦合(例如,图1的耦合102)。在点C1处,在操作频率为5.2GHz的情况下,隔离曲线886示出了46dB下的改进的隔离。在点C2处,在操作频率为5.8GHz的情况下,隔离曲线886示出了42dB下的改进的隔离。参考图6,控制模块373(例如,作为部分地与存储器374一起操作的至少一个处理器的一部分)可以被配置为动态地、主动地和/或单独地调谐可变电容器372和可变电容器372_Y,以在两个不同的期望操作频率下实现改进的隔离。例如,控制模块373可以调谐可变电容器372以抵消第一期望操作频率(例如,5.2GHz)下的耦合,并且调谐可变电容器372_Y以抵消第二期望操作频率(例如,5.8GHz)下的耦合。而且,期望操作频率还可以受到电路板330的无源部件(例如,电感器337_A、电容器337_B和/或图3的电路板330上的接地)的影响。

图9图示了根据本公开的某些方面的调整I/O端口之中的隔离的方法。图9的操作可以例如由图3或图6的装置300实现。箭头指示操作之中的某些关系,但并非顺序关系。在910处,通过裸片经由第一I/O端口执行第一RF功能。例如,参考图3,装置300可以包括设备310和/或电路板330。设备310其中可以包括裸片301,该设备301可以是封装芯片、多裸片组件、多芯片组件或混合芯片裸片组件。在一些示例中,裸片301可以包括至少一个处理器,该至少一个处理器执行各种收发器功能(例如,裸片301包括具有至少一个处理器的收发器)。裸片301(例如,至少一个处理器)经由总线系统375耦合到存储器374以执行收发器功能(RF功能;传输和/或接收RF信号)。I/O端口352_1(例如,第一I/O端口)可以是I/O端口152_1和第一RF电路链140_1(图1)的一部分的实例。设备310(例如,图1的设备110)可以包括裸片301以经由I/O端口352_1传输RF信号(例如,第一RF功能)。至少一个处理器可以至少部分地与存储器374一起操作以执行第一RF电路链140_1(图1)的RF功能。例如,至少一个处理器可以经由总线系统375从存储器374接收用于RF功能的指令或参数。

在920处,电连接到第二I/O端口的可变电容器被调谐为调整第一I/O端口与第三I/O端口之间的隔离,第二I/O端口位于第一I/O端口与第三I/O端口之间。参考图3,例如,可变电容器372可以并入裸片301内(例如,被配置为可变电容器372的裸片301的半导体层)。可变电容器372可以电连接到I/O端口357(例如,第二I/O端口)。裸片301(例如,至少一个处理器)经由控制模块373调谐可变电容器372以减少I/O端口352_1(例如,第一I/O端口)与I/O端口356_1(例如,第三I/O端口)之间的耦合(例如,图1的耦合102)。以这种方式,对I/O端口352_1(例如,第一I/O端口)与I/O端口356_1(例如,第三I/O端口)之间的隔离进行调整或改进。参见图5所示的操作示例,I/O端口357(例如,第二I/O端口)可以物理设置在I/O端口352_1(例如,第一I/O端口)与I/O端口356_1(例如,第三I/O端口)之间(参见图4)。

在一些示例中,控制模块373基于对非期望耦合的确定来调整可变电容器373的设置(以改进I/O端口之间的隔离)。参考图1,控制模块148_1可以被配置为基于例如经由I/O端口156_1接收的信息来确定这种非期望耦合。为了改变操作条件(例如,何时何地存在弱RF信令)和/或改变操作模式(例如,设备110在不同无线电接入技术之中发生改变))而做出这种确定。作为响应,控制模块373响应于改变操作条件或改变操作模式而主动且动态地调整可变电容器373的设置以改进I/O端口之间的隔离。

在930处,通过裸片经由第三I/O端口执行第二RF功能。例如,参考图3,I/O端口356_1(例如,第三I/O端口)可以是I/O端口156_1的实例并且从第二RF电路链140_2(图1)接收RF信号信息。设备310(例如,图1的设备110)可以包括裸片301以经由I/O端口356_1接收RF信号信息(例如,第二RF功能)。经由I/O端口352_1(例如,作为图1的第一RF电路链140_1的一部分)执行的第一RF功能和经由I/O端口356_1执行的第二RF功能(例如,从图1的第二RF电路链140_2接收RF信息)可以是MIMO功能的一部分,并且I/O端口352_1和I/O端口356_1可以是MIMO系统的一部分。例如,图1的第一RF电路链140_1和第二RF电路链140_2可以向MIMO系统的不同天线传输并接收RF信号。在一些示例中,I/O端口352_1(例如,第一I/O端口)、第一I/O端口、第二I/O端口和/或第三I/O端口可以是设备的引脚310。

在一些示例中,第一I/O端口、第二I/O端口和第三I/O端口可以是裸片301的I/O接合焊盘。例如,裸片301(图3)的I/O接合焊盘312_1(第一I/O端口)可以是图1的I/O端口152_1的实例。裸片301(图3)的I/O接合焊盘316_1(第二I/O端口)可以是图1的I/O端口156_1的实例。I/O接合焊盘317可以与第二I/O端口相对应。以这种方式,可变电容器372被调谐以减少裸片301(图3)的I/O接合焊盘312_1和I/O接合焊盘316_1之间的耦合(例如,图1的耦合102)。

在940处,电流经由第二I/O端口在可变电容器与电路板上的接地或至少一个无源部件之间流动。参考图3,例如,电路板330可以包括无源元件(例如,电感器337_A和电容器337_B)和接地。裸片301(例如,经由控制模块373的至少一个处理器)可以调谐可变电容器372以减少耦合并且改善I/O端口之中的隔离,如图9所呈现的。可变电容器372电连接到电感器337_A、电容器337_B和/或接地(例如,经由I/O接合焊盘317和I/O端口357),从而在它们之间流动电流。例如,参见图5中的电流i2。在一些示例中,隔离电路370执行RF功能(例如,裸片301经由I/O接合焊盘317和I/O端口357不执行RF功能)。例如,隔离电路370仅执行上文所陈述的隔离改进功能。包括可变电容器372的隔离电路370未电连接(例如,没有电能经由电容器、电阻器、电感器或导线流动)和/或有意耦合到一个或多个天线以执行预期RF功能,诸如传输或接收RF信号。

提供先前描述以使得本领域技术人员能够实践本文中所描述的各个方面。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言,显而易见的是,并且本文中所定义的一般原理可以应用于其他方面。因此,权利要求不旨在限于本文中所示出的方面,而是符合与语言权利要求一致的全部范围,其中除非另有特别说明,否则对单数形式的元件的引用并不旨在意指“一个且仅一个”,而是“一个或多个”。单词“示例性”在本文中用于意指“用作示例、实例或说明”。本文中所描述为“示例性”的任一方面不一定被解释为优于或好于其他方面。除非另有特别说明,术语“一些”是指一个或多个。诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、以及“A、B、C或其任何组合”之类的组合包括A、B和/或C的任何组合,并且可以包括A的倍数、B的倍数或C的倍数。具体地,诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、以及“A、B、C或其任何组合”之类的组合可以是仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C,其中任何这样的组合可以包含A、B或C的一个或多个成员。本领域普通技术人员已知的或稍后会获知的本公开中所描述的各个方面的元件的所有结构和功能等同物通过引用明确并入本文并且旨在由权利要求所涵盖。而且,无论权利要求中是否明确引用了这种公开,本文中所公开的任何内容均不旨在专供公众使用。单词“模块”、“机构”、“元件”、“设备”等不能替代单词“器件”。如此,除非使用短语“用于……的器件”明确叙述该元件,否则任何权利要求要素均不应被解释为器件加功能。

相关技术
  • I/O端口之间的改进的隔离
  • 用于管理波长选择开关中各端口之间的分集和隔离的光学装置
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06120113250153