[发明专利]平衡-不平衡信号变换器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种平衡-不平衡信号变换器。更具体地，本发明涉及具有高二次谐波抑制的平衡-不平衡信号变换器。

背景技术

平衡-不平衡(balun，balanced-to-unbalanced，平衡到不平衡)信号变换器是一种无源电子电路，其用于将不平衡信号(即，与接地有关的不平衡)转换成平衡信号(例如，与接地有关的平衡)，并且反过来是将平衡信号转换成不平衡信号。输入到平衡-不平衡变换器的不平衡端口的信号可在平衡-不平衡变换器的两个平衡端口之间分割，平衡-不平衡变换器提供具有相同幅值但是彼此之间的相位相差180度的信号。例如，平衡-不平衡变换器可用在无线或有线通信系统的发送电路和接收电路中，并且用于平衡放大器、混合器、压控振荡器和天线系统的构造。

在制造过程中，出现的工艺变化会影响到电路性能并导致产率损耗。对于平衡-不平衡变换器而言，电路性能包括插入损耗、共模抑制和二次谐波抑制。插入损耗定义为在平衡-不平衡变换器中产生的信号损失量。共模抑制是两条线的公共信号在其目的地被消除的现象。二次谐波抑制是频率为基频两倍的信号被抑制以提高性能的现象。因此，需要一种用于处理变化的具有高容差的平衡-不平衡变换器，使得电路性能和产率不被降低。

附图说明

通过实施例阐述本发明，但是本发明并不受到这些附图的限制，其中相同的附图标记表示相同的部件。为了简单和清楚而示出附图中的部件，并且这些部件并不需要严格地按照比例绘制。

图1示出了根据本发明的实施例的用于变换信号的系统的框图；

图2示出了用于集成在图1的系统中的平衡-不平衡信号变换器的电路示意图的实施例；

图3示出了图2的平衡-不平衡信号变换器的顶部平面视图；以及

图4示出了平衡-不平衡信号变换器的示例性电气特性的图。

具体实施方式

用于变换信号的系统包括插入在不平衡装置和平衡装置之间的平衡-不平衡(平衡到不平衡)信号变换器。该平衡-不平衡信号变换器包括变换器，该变换器可以是对称的，并且设置有平衡端口和不平衡端口。在一个实施例中，两个调谐电路耦合到平衡端口。与变换器组合的调谐电路产生偏移谐振，该偏移谐振导致了对于二次谐波抑制的更宽的带宽。因此，尤其针对于制造工艺中的电容器变化容差度，提高了工艺变化的容差度。结果是，产率和电路性能没有降低并且可以得到改进。

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于变换信号的系统20的框图。系统20包括不平衡装置22、平衡装置24以及插入在不平衡装置22和平衡装置24之间的平衡-不平衡信号变换器26。不平衡装置22可以是提供单端输出信号或者接收单端输入信号的多个装置或部件中的任意一个。平衡装置24可以是接收差分输入信号或者提供差分输出信号的多个装置或部件中的任意一个。系统20可以作为集成电路形成在基板28上。或者，不平衡装置22、平衡装置24以及平衡-不平衡信号变换器26可利用分立部件的组合形成或者形成为位于分立基板上的集成电路。可以提供额外的、不同的或者更少的部件。

基板28可以是硅、砷化镓(GaAs)或其组合，或者是其它公知或将会出现的半导体材料。基板28可以与集成无源装置工艺、互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路工艺或者其它半导体工艺一起使用以在芯片上形成系统20。基板28限定电路平面，其中利用蚀刻、沉积或其它技术形成系统20。虽然这里平衡-不平衡信号变换器26被描述为利用半导体工艺技术在基板上形成，但是在其它实施例中，平衡-不平衡信号变换器26可以利用分立无源部件的组合来实现。

平衡-不平衡信号变换器26包括不平衡外部端口30和平衡外部端口32。不平衡外部端口30包括一对不平衡端子34和36。在一个实施例中，端子34连接到不平衡装置22的单端端口38，并且端子36可以接地。外部平衡端口32包括一对平衡端口40和42，并且平衡装置24包括相应的一对差分端口44和46。在一个实施例中，端口40连接到差分端口44，并且端口42连接到差分端口46。端口30和32所采用的术语“外部”在这里是指将信号传送到平衡-不平衡信号变换器26和从平衡-不平衡信号变换器26传送信号的输入/输出部分。

平衡-不平衡信号变换器26提供不平衡装置22和平衡装置24之间的耦合。更具体地，平衡-不平衡信号变换器26可以用于来自不平衡装置22的不平衡输入信号到传送到平衡装置24的平衡输出信号之间的转换。此外，平衡-不平衡信号变换器26还可以用于来自平衡装置24的平衡输入信号到传送到不平衡装置22的不平衡输出信号之间的转换。