[发明专利]可编程的无线电收发机

说明书

技术领域

本发明指向包括LC谐振电路、可编程的宽带本地振荡器和内 置控制模块的可编程的无线电收发机。

背景技术

无线通信继续以空前速度发展。今天，全世界有超过十亿个 移动的无线器件。有多样的频带和通信标准/协议用于遍及全世界 的蜂窝移动网、广域网、局域网、公众安全和军事通信，充其量 使无处不在的通信变得困难。

个别器件使用这些会聚型服务的组合的要求正在快速增长 (到2006年TAM预期超过$3B)。许多认识到这个日益增长的市场 需求的半导体和仪器公司已经转到奇异又昂贵的材料，例如，硅 -锗(SiGe)或实现较好的性能的微电子机械系统(MEMS)、多特征 集成电路。其它人已经转向高功耗技术，例如，产生解决方案的 高频抽样。

目前，建造能处理两个以上频带和不同的协议的用户器件费 用上和空间上都很大。大多数器件制造商已经通过把两个不同的 芯片组放到单一的媒体上进行尝试。具体地说，一种现在的设计 包括，举例来说，诺基亚D211 WLAN&GPRS PCMCIA片。这种 卡使用供WLAN部分使用的多芯片芯片组和供GPRS功能使用的 ST微电子芯片组(STMicroelectronics chipset)。这种方法是昂贵 的，而由此产生的卡是大的和不可变更的，即它不能为了不同的 频带中或遵照不同的协议操作很容易地被重新配置。

在GHz范围设计高密度、宽带的可调集成电路的障碍是需要 提供能在广泛的频率范围上可调谐的低损失的谐振电路。当前技 术水平依靠包括利用为了形成平坦的矩形或螺旋形几何形状的 储存磁能的结构能以这样一种方式改造的特定用途集成电路 (ASIC)和芯片系统(SoC)器件的半导体预制件的金属层制作的电 感器的电路。这些器件叫做螺旋形电感器。这种器件的电感量是 用匝数和它们相对于芯片区域的物理尺寸确定的。不幸地的是这 些类型的电感器的落实的一个缺点是无法用(定义诸如器件选通 电极宽度之类参数的)技术节点大小依比例缩放。事实上，因为 在模拟CMOS(互补型金属氧化半导体)技术中节点的大小正在向 130nm以下的选通电极宽度移动，电感元件的实际尺寸本质上是 一样的，因此妨碍芯片总面积的减少。与螺旋形电感器相关联的 另一些问题包括它们产生导体损失(造成低品质因数调谐电路)、 引起辐射和在基体中引起电磁场散布(涡流)效应的趋势。

如同，举例来说，在2004年10月19日授权给Traub的美国专利 第6,806,785号中讨论的那样，已经尝试用胶接电缆构建LC谐振电 路。785号专利揭示使用胶接电缆形成作为描述包括变电压电容、 胶接电缆电感和低衰减放大器的振荡器电路的窄带振荡器电路 的一部分的电感器。

许多远程通信收发机电路中的基本的积木式部件是频率合 成器。频率合成器的用途是产生对于发射器的增频和接收器的降 频必不可少的谐波信号。频率合成允许以用于准许选择频带和信 道的混频器的精确的小步幅(例如，用于GSM的200kHz，用于 DECT(数字增强型无线电话)的1.728MHz，等等)产生可调的频 率。

目前最先进的频率合成技术依靠在有相位检测器、低通滤波 器和反馈环的可编程分配器的锁相环(PLL)电路中实现的整数-N 或分数-N体系结构。包括带可编程分配因子分频器的PLL、带滤 波器的相位比较器、参考频率振荡器和参考分配器的传统的频率 合成电路的一个例子是在2002年7月18日授权给D.Gapski的德国 专利第DE10131091号中描述的。包括与多样的VCO配置振荡器 耦合的多频带频率发生器的频率合成器的另一个例子是在2004 年8月31日授权给Ries的美国专利第6,785,525号中描述的。用于通 信和信号强度监控的的双频率合成的例子是在2004-12-30授权给 W.Torbjorn的GB2254971、2004-09-09公开的Frank的美国专利申 请第2004176045号和1991-01-23公开的Watanabe Nozomu的欧洲 专利第EP0409127号中描述的。

然而，现有技术不适合配置在单一的多频带、多标准的收发 机中，空间、费用和宽带频率操作由于多种理由(例如，不可变 的窄带频率调谐能力和高元器件计数落实)是非常宝贵的。

发明内容