[发明专利]用于相位检测器的系统及方法

说明书

技术领域

本公开大体涉及电子器件，更特别地涉及用于相位检测器的系统及方法。

背景技术

作为能检测在特定方向上正被传输的功率的电子器件的定向耦合器被使用在各种各样的射频（RF）电路中。例如，定向耦合器可以被使用在雷达系统中以通过从反射波中分离入射波来检测该反射波，或可以被使用在测量传输线的阻抗失配的电路中。在功能上，定向耦合器具有正向传输路径和耦合的传输路径。正向传输路径大体具有低损耗，而耦合的传输路径耦合在特定方向上被传播的传输功率的小部分。存在许多不同类型的包含电磁耦合和磁耦合器的耦合器体系结构。可以使用依赖于操作的频率和操作的环境的不同的拓扑和材料来实现这些耦合器类型的每个。

例如，可以使用在印刷电路板（PCB）或变压器上安置的带状线结构来实现定向耦合器。在一些带状线的实现中，各种电路元件可以与正被测量的特定信号的四分之一波长一样长。对于在500 MHz与3.8 GHz之间的频率处操作的应用（其覆盖了许多蜂窝电话操作所处的频率范围），由于在这些频率处的波长比在集成电路上的特征尺寸长得多，在集成电路上构建带状线定向耦合器变得具有挑战性。因为变压器的损耗和寄生效应，在频率的这个范围处构建低损耗磁基定向耦合器也是具有挑战性的。

发明内容

依照实施例，相位检测器电路包含多个级联RF级，每个级联RF级具有第一RF放大器和第二RF放大器。该第一RF放大器与相继的RF级的第一RF放大器级联，并且该第二RF放大器与相继的RF级的第二RF放大器级联。该相位检测器进一步包含具有被耦合到第一RF级的第一RF放大器的输出的第一输入和被耦合到第一RF级的第二RF放大器的输出的第二输入的第一混频器以及具有被耦合到第二RF级的第二RF放大器的输出的第一输入和被耦合到第二RF级的第一RF放大器的输出的第二输入的第二混频器。

附图说明

为了更完整地理解本发明以及其优点，现在参考下面与附图结合进行的描述，在附图中：

图1a-f图示实施例耦合器电路和对应的波形图样；

图2a-b图示实施例相位检测器的示意图；

图3a-c图示在实施例相位检测器中所使用的电路的示意图；

图4a-b图示在进一步实施例相位检测器中所使用的电路的示意图；

图5a-d图示描绘实施例相位检测器的性能的波形图样；

图6a-c图示各种利用实施例相位检测器的实施例RF系统；以及

图7图示实施例方法的方框图。

除了另外指示以外，在不同附图中的对应的数字和符号一般指代对应的部分。附图被绘制来清楚地图示优选的实施例的相关方面，并且不必按比例绘制。为了更清楚地图示某些实施例，指示相同结构、材料或过程步骤的变体的字母可以跟在附图编号后面。

具体实施方式

下面详细讨论目前优选的实施例的实现和使用。然而，应当意识到的是，本发明提供了能够在各种各样的具体上下文中体现的许多可适用的发明概念。所讨论的具体实施例仅仅示意了实现和使用本发明的具体方式，并且不限制本发明的范围。

在具体上下文（可以在RF电路中被用来测量入射或反射功率的定向耦合器的系统和方法）中将关于优选的实施例描述本发明。本发明的实施例还可以被应用到包含利用相位检测器诸如锁相环（PLL）电路和功率检测器的其他电路的其他系统和应用。此外，实施例可以针对实现RF测量的系统，该系统包含而不限于测量和/或调节阻抗失配的器件、时域反射计（TDR）、用于与可调的天线匹配电路一起使用的感测器件以及可调的滤波器。

在本发明的实施例中，阻抗测量器件包含被耦合到具有初级绕组和次级绕组的变压器的相移网络。该变压器的初级绕组与阻抗测量器件的传输路径串联耦合。变压器的次级绕组和相移器通过高阻抗测量器件加负载，该高阻抗测量器件确定传输路径的端口之间的入射和/或反射信号的绝对或相对的量值和/或相位和/或阻抗匹配的质量。

在一个实施例中，关于RF信号的电流和电压的幅度和相位的信息被提取并且与预定值（诸如而不限于50Ω阻抗）比较。RF电流和电压的被提取的幅度和相位之间的关系指示在RF信号路径中的反射量并且因此指示负载阻抗。例如，反射越小，负载阻抗就越接近特性阻抗Z₀：