CN103248392A

CN103248392A - Rf二阶互调失真的消除

Info

Publication number: CN103248392A
Application number: CN2013100500953A
Authority: CN
Inventors: K.杜夫雷内
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Apple Inc; Intel Corp
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: CN103248393B; DE102013202352A1; DE102013202352B4; DE102013202354A1; CN103248392B; CN103248393A

Abstract

所公开的发明涉及一种被配置为消除差分接收路径内的RF二阶互调失真（IMD2）的收发器系统。在一些实施例中，收发器系统具有衰减在差分接收路径内的共模干扰信号的一个或多个共模衰减元件。共模衰减元件检测来自收发器系统前端内的一个或多个节点的共模干扰。所检测到的共模干扰的一个或多个属性被调整并且然后被馈送到差分接收路径中，其中调整的共模信号衰减共模干扰。在其它实施例中，差分接收路径具有可调谐放大级。可调谐放大级具有被独立地操作以故意引入元件之间的操作参数失配的第一和第二放大器元件。故意失配可以被调谐以顾及放大器元件的不同非线性响应以减轻差分接收路径内的IMD2。

Description

RF二阶互调失真的消除

背景技术

许多现代的无线通信设备（例如，蜂窝电话、PDA等）利用收发器，该收发器具有被配置为通过射频传输数据的发射器部分（即，传输链）和被配置为通过射频接收数据的接收器部分（即，接收器链）二者。

例如，图1a图解说明了包括发射器部分102和接收器部分104的无线通信收发器100。为了减少由收发器100所使用的硬件，双工器106可以被配置为将发射器部分102和接收器部分104二者耦合到共用天线108。为了实现高的数据速率，收发器100可以被配置为在全双工模式下操作，其中发射器部分102和接收器部分104二者同时使用天线108。在全双工模式操作期间，发射器部分102通常使用一个载波频率，而接收器部分104使用另一载波频率。

尽管使用不同的频率，在收发器100的操作期间可能出现互调失真。当调制的阻断器传递具有非线性特性的分量时发生互调失真，从而在干扰接收的差分输入信号的接收路径中形成伪信号（例如，在不是处于接收的信号的谐波频率而是相反处于原始信号频率的和与差的频率处的附加信号）。

二阶互调失真因两个干扰信号（interferer signal）相乘而引起。图1b图解说明了示出由干扰信号所产生的RF二阶互调失真（即在RF频率的二阶互调失真）的频率图110。如图110中图解说明的，频域包括在频率f1、f2和f3处的多个干扰信号。虽然干扰信号的频率不接近接收的差分输入信号频率f_R，但是干扰信号可以组合在一起以形成伪信号112和114，包括具有其频率的和或差（例如，f1 + f2、f3 – f2）的产物。到达由接收的差分输入信号频率f_R所占用的RF频率的伪信号引起对收发器系统的操作不利的二阶互调失真。一旦互调失真出现在接收路径内，就没有办法将它与期望的信号区分并且收发器灵敏度劣化。

附图说明

图1a图解说明了在接收路径中具有二阶互调失真的收发器系统的框图。

图1b是示出频域内的二阶互调失真的影响的图。

图1c示出了图解说明共模干扰（interferer）对接收的差分输入信号的影响的图。

图2图解说明了被配置为衰减在接收路径内的RF二阶互调失真的示例性收发器系统的框图。

图3图解说明了包括具有被配置为引入接收路径的差分分支之间的操作参数失配的一个或多个放大器元件的可调谐放大级的示例性收发器系统的框图。

图4图解说明了包括被配置为衰减在接收路径内的共模干扰信号的一个或多个共模衰减元件的示例性收发器系统的框图。

图5a-图5b图解说明了包括如本文中所提供的一个或多个放大器元件的示例性可调谐放大级的示意图。

图6图解说明了示例性共模衰减元件的示意图。

图7是通过故意产生在接收路径的差分分支之间的操作参数失配来减少RF二阶互调失真的示例性方法的流程图。

图8图解说明了通过衰减在接收路径内的共模干扰信号来减少RF二阶互调失真的另一示例性方法的流程图。

图9是用于校准在接收路径的差分分支之间的操作参数失配的示例性方法的流程图。

图10图解说明了用于校准共模干扰信号在接收路径内的衰减的示例性方法的流程图。

图11图解说明了根据本公开的诸如移动手机的移动通信设备的示例。

图12图解说明了根据本公开的无线通信网络的示例。

具体实施方式

现在参照附图来描述所要求保护的主题，其中相似的附图标记自始至终用于指代相似的元件。在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，可能显而易见的是，要求保护的主题可以在没有这些具体细节的情况下实行。

将会理解，“RF二阶互调失真”是具体位于（例如，在下变频前存在于接收器路径中的）RF频率处的二阶互调失真。这与基带（BB）二阶互调噪声相反，该基带（BB）二阶互调噪声是存在于低基带频率（即，其在下变频后劣化RX性能）处的失真。本文中所公开的所公开设备和技术涉及RF二阶互调噪声的减轻。

当传输的信号由于双工器所提供的有限隔离而泄漏到接收路径中时，通常发生RF互调失真。然而，即使提供良好隔离的现代双工器也如此，代价是共模干扰分量被馈送到接收路径。可以使用滤波器来从接收路径去除不想要的干扰。然而，在产品中实施这样的滤波是昂贵的。此外，如果滤波不是高度选择性的，则具有相当水平的干扰仍可能出现在接收路径内。例如，如图110所示，频域可以被滤波，但仍然使包括差分输入信号且接近于伪信号的频率范围Δf通过。

发明人已经理解，存在对差分收发器系统中的RF二阶互调失真有贡献的两个主要机制。第一个机制是在非线性RF放大器中的晶体管器件之间的失配。特别地，在被配置为放大在差分接收路径中的两个差分分支中的每一个的放大器元件之间存在操作失配。操作失配导致两个差分分支之间的不同非线性响应并因此导致RF二阶互调失真。

第二种机制是干扰信号的共模分量。干扰信号的共模分量在干扰信号与想要的差分输入信号一起处理时可能引起问题。例如，图1c针对接收路径中的两个差分分支图解说明了共模干扰信号对总输入信号的影响。第一差分分支116包括具有与具有共模（CM）分量的干扰信号（即，共模干扰信号）同相的差分（DIFF）分量的输入信号。所得到的“总”信号具有等于差分和共模分量之和的第一幅度M₁。第二差分分支118包括具有与共模干扰信号异相的差分（DIFF）分量的输入信号。所得到的“总”信号具有不同于幅度M₁的第二幅度M2，从而即使当施加到接收路径中的完全匹配的差分非线性放大器时也引起不同的二阶互调失真响应。

由此，本文中提供了被配置为消除RF二阶互调失真的收发器系统。所公开的收发器系统被配置为消除由对差分收发器系统中的RF二阶互调失真有贡献的上述两个机制中的至少一个产生的RF二阶互调失真。

在一些实施例中，收发器系统包括：具有可调谐放大级的接收路径，所述可调谐放大级包括被配置为分别放大所接收的差分输入信号的差分分量的第一和第二放大器元件。独立地操作第一和第二放大器元件以故意引入第一和第二放大器元件之间的具有特定值的操作参数失配（例如，增益系数失配）。故意的操作参数失配可能被调谐以顾及两个放大器元件的不同非线性响应以便减轻接收路径内的RF二阶互调失真。

在其它实施例中，收发器系统可以附加地或替代地包括一个或多个共模衰减元件。共模衰减元件被配置为衰减差分接收路径内的共模干扰信号。特别地，共模衰减元件被配置为检测来自收发器系统的前端内的一个或多个节点的共模干扰信号。所检测到的共模干扰信号的一个或多个属性被调整，然后调整的共模信号被反馈到接收路径中，其中调整的共模信号衰减共模干扰信号而基本上不恶化接收的差分输入信号。

图2图解说明了被配置为减轻接收路径内的RF二阶互调失真的收发器系统200的前端的示例性框图。

收发器系统200包括传输路径和接收路径。传输路径被配置为经由双工器204向天线202提供传输的信号TX。接收路径被配置为接收来自天线202的RF输入信号。RF输入信号被提供给双工器204，其分别沿接收路径的第一和第二差分分支206和208输出差分输入信号。

非线性可调谐放大级210被配置为接收来自双工器204的差分输入信号。可调谐放大级210包括第一放大器元件210a和第二放大器元件210b。第一和第二放大器元件210a和210b被配置为在差分输入信号由下游混合器216解调之前单独地放大差分输入信号的分量。例如，第一放大器元件210a被配置为放大第一差分分支上的差分输入信号的分量，而第二放大器元件210b被配置为放大第二差分分支上的差分输入信号的分量。

控制单元212被配置为向放大器元件210a和210b中的至少一个提供控制信号S_CTRL。控制信号S_CTRL独立地控制放大器元件210a或210b的操作参数。在一些实施例中，控制单元212被配置为向放大器元件210a和210b之一提供控制信号。在一些替代的实施例中，控制单元212被配置为向第一放大器元件210a提供第一控制信号并且向第二放大器元件210b提供不同的第二控制信号。

通过独立地控制单独地放大差分输入信号的不同分量的放大器元件210a和210b，放大器元件210a和210b的操作参数中的故意失配可被引入。故意的操作参数失配可以被选择为具有特定值（例如，相对增益系数失配因子），该特定值顾及放大器元件210a和210b内的晶体管器件之间的失配。通过顾及放大器元件210a和210b内的晶体管器件之间的失配，两个差分分支的非线性响应可被减少，从而减少RF二阶互调噪声。在一些实施例中，操作参数失配可以例如包括第一和第二放大器元件210a和210b的增益（即，增益系数）中的失配。

收发器系统200可以替代地或附加地包括一个或多个共模衰减元件214。共模衰减元件214被配置为检测来自收发器系统200的前端（例如，放大级206的传输路径或输入）中的一个或多个独立节点的一个或多个共模干扰信号CM_INT。所检测到的一个或多个共模干扰信号的一个或多个属性被调整（例如，幅度、相位、群延迟等）以形成调整的共模信号CM_INT'，其被反馈到所述接收路径中。由于调整的共模信号CM_INT'是基于检测到的共模干扰信号CM_INT，所以它可以衰减共模干扰信号CM_INT而不影响从天线202接收的差分输入信号。

在一些实施例中，调整的共模信号CM_INT'可以被反馈到在下游位置的接收路径中。将会理解，术语“下游位置”是指相对于检测到的干扰信号为下游的位置。例如，对于从传输路径泄漏到接收路径的干扰信号，接收路径内的任何节点是在传输路径内的节点下游，因为干扰信号从传输路径流到接收路径。

控制单元212还可以被配置为提供控制信号S_CTRL到共模衰减元件214来控制对所检测到的共模干扰信号CM_INT的一个或多个属性的调整。在一些实施例中，一个或多个共模衰减元件214位于前馈路径内。前馈路径可从可调谐放大级210上游的位置延伸到可调谐放大级210的输出。

将会理解，根据在给定的收发器设计中哪个RF二阶互调产生机制占主导地位，使用所公开的装置（例如，可调谐放大级210或共模衰减元件214）中的一者或两者，可以减轻接收路径内的RF二阶互调失真。例如，在一些实施例中，收发器系统可以包括可调谐放大级210但无共模衰减元件214。在其它实施例中，收发器系统可以包括一个或多个共模衰减元件214但无可调谐放大级210。

为了成功应用所提出的RF二阶互调失真减少技术，必须确定故意失配和/或共模信号注入的具体量/值。在一些实施例中，校准元件216可以被配置为启用确定故意失配和/或共模信号注入的具体量/值的校准过程。例如，校准元件216可以被配置为提供测试信号到收发器系统200的前端中的一个或多个节点。校准元件216然后测量指示由接收路径内的测试信号引起的RF二阶互调失真的一个或多个参数，并调整共模衰减元件214和/或可调谐放大级210的设置以成功地减少RF二阶互调失真。

在各种实施例中，校准过程可以利用包括外部测试源的校准元件216（即，如“工厂校准”）或利用包括内部测试源的校准元件216（即，如“现场校准”）来完成。由于共模信号电平在很大程度上由RF引擎的无源外部设备确定，所以使用外部测试源允许基于这些设备进行校准任务。

例如，由于RF二阶互调失真主要由双工器引入，所以双工器的规格可以用来适当地确定双工器对不想要的共模信号的产生有多少贡献，从而有效地从差分输入信号中取消双工器的影响。此外，内部测试源的使用允许收发器系统在收发器系统的操作期间动态地执行校准，从而允许系统顾及在操作期间发生的变化。下面在示例性方法900和1000中更详细地描述示例性校准技术。

将会理解，通过减少由传输的信号泄漏到接收路径中产生的二阶互调失真，所公开的装置和技术允许使用具有相对低的隔离的双工器，从而减少收发器系统的成本。在一些实施例中，所公开的二阶互调消除装置和技术可以充分地减少二阶互调失真以便提供在接收路径和发射器路径之间未配置双工器的收发器系统。

图3图解说明了具有包括如本文中所公开的可调谐放大级308的差分接收路径的收发器前端300的示例性框图。可调谐放大级308被配置为实施在单独的差分分支中操作的在放大器元件之间的故意增益系数失配以顾及放大器器件失配。故意增益系数失配减少了差分接收路径内的RF二阶互调失真。

特别地，双工器302被连接到被配置为输送差分输入信号的差分接收路径。当在双工器302中存在的干扰信号通过非线性放大级308时，RF二阶互调失真出现在差分接收路径中。

差分接收路径具有第一差分分支304和第二差分分支306。第一差分分支304被连接到第一放大器元件308a的第一输入节点的In_P，而第二差分分支306被连接到第二放大器元件308b的第二输入节点In_n。第一和第二差分分支304和306被配置为分别将差分N-P互补输入信号从双工器302传输到第一和第二放大器元件308a和308b。

第一放大器元件308a被配置为在第一输入端子In_P接收第一输入信号分量X_P1和X_P2。第一放大器元件308a对第一输入信号分量X_P1和X_P2操作以在第一输出端子Out_P输出一阶产物，包括一阶增益系数g_1P乘以第一输入信号分量X_P1或X_P2（例如，G_1PX_P1或G_1PX_P2）。第一输出端子Out_P还输出二阶产物，包括二阶增益系数g_2P乘以第一个输入信号分量X_P1和X_P2的混合物（例如，G_2PX_P1X_P2）。

第二放大器元件308b被配置为在第二输入端子In_n接收第二输入信号分量X_N1和X_N2。第二放大器元件308b对第二输入信号分量X_N1和X_N2操作以在第二输出端子Out_n输出一阶产物，包括一阶增益系数g_1N乘以由第二输入信号分量X_N1或X_N2（例如，G_1NX_N1或G_1NX_N2）。第二输出端子Out_n还输出二阶产物，包括二阶增益系数g_2N乘以第二输入信号分量X_N1和N_X2的混合物（例如，G_2NX_N1X_N2）。

通过按照其共模分量X_CM和差分分量X_diff来表示第一和第二输入信号分量X_P和X_N，

（1）X_P = X_CM + X_diff / 2

（2）X_N = X_CM - X_diff / 2，

差分输出二阶互调信号Y_IMD2, DIFF可以被表示为：

（3）Y_IMD2, DIFF = g_2PX_P1X_P2 – g_2NX_N1X_N2。

其中单侧二阶增益系数g_2P和g_2N可以写为：

（4a）g_2P = g₂（1 +Δg₂）

（4b）g_2N = g₂（1-Δg₂）

其中Δg₂是二阶增益系数的相对失配因子，定义为Δg₂=（g_2P-g_2N）/（g_2P + g_2N）。基于这些定义，二阶差分失真信号Y_IMD2, DIFF可以按照电路参数写为：

（5）Y_IMD2, DIFF = g₂ [X_CM1X_diff2 + X_CM2X_diff1 +2Δg₂（X_CM1X_CM2 +（X_diff1 + X_diff2）/ 4）]

其中X_CM1是在第一频率的共模信号并且X_CM2是在第二频率的共模信号。所得到的RF二阶差分失真信号Y_IMD2, DIFF具有三个分量。前两个分量是输入干扰信号的共模信号X_CMx和差分信号X_diffx的叉积。第三项取决于放大器件的二阶增益系数Δg₂之间的失配。

通过故意使第一和第二放大器元件308a和308b的增益系数失配，在第一和第二放大器元件308a和308b之间的非线性响应的差异可以被去除。去除非线性响应的差异使二阶增益系数Δg2的相对失配因子变成零，从而通过使二阶差分失真信号Y_IMD2, DIFF的第三项消失来减少接收路径内的二阶差分失真。

本领域的普通技术人员将会理解，晶体管器件的增益是晶体管宽度与沟道长度比的函数，使得增加沟道宽度增加了该器件的增益。因此，在一些实施例中，放大器元件308a和308b的故意增益系数失配可以通过以不相等的方式调整在第一或第二放大器元件308a和308b内的晶体管器件的有效宽度而执行。例如，晶体管器件的有效宽度可以在放大器元件308a和308b之一中改变而不改变放大器元件308a和308b中的另一个中的晶体管器件的有效宽度。将会理解，本文中适用的术语“有效宽度”是指放大器元件内的晶体管器件的累积宽度。例如，由于放大器通常包括多个晶体管器件，所以晶体管器件的有效宽度可以通过调整在放大器元件中被接通的晶体管器件的数目而调整。

在一些实施例中，用于改变晶体管器件的有效宽度的现有电路可以重新用于故意使放大器元件308a和308b的增益系数失配。例如，在器件宽度被修改以补偿过程和温度变化的某些应用中，现有的电路（例如，开关、数字逻辑）可以在很大程度上重新用于放大器元件308a和308b的故意失配。

图4图解说明被配置为衰减共模干扰信号的示例性收发器电路400的前端的框图。收发器电路400包括一个或多个共模衰减元件，其被配置为检测共模的干扰信号、调整检测到的共模信号的一个或多个参数（例如，振幅、相位、延迟等）并然后把调整的共模信号反馈到接收路径中以消除共模干扰信号。通过在不调整所述差分输入信号的情况下衰减共模干扰信号，二阶互调噪声被减少而不会实质上恶化由天线接收的差分输入信号。

将会理解，由于干扰可以由大的频率范围（例如，几百MHz）彼此分离，所以收发器电路400可以被配置为独立地检测和调整不同的共模干扰信号。在一些实施例中，收发器电路400可以包括：第一共模衰减元件414，被配置为在第一频率衰减共模干扰，和第二共模衰减元件422，被配置为在第二频率衰减共模干扰。

例如，如果在全双工模式下操作收发器电路400，则从通过双工器410泄漏到接收器部分404的接收路径中的发射器部分402中所传输的信号产生第一干扰信号406。第一干扰信号406可以由发射器部402和接收器部分404之间连接的第一共模衰减元件414衰减。如图4中图解说明的，第一共模衰减元件414可以包括被配置为从功率放大器412接收单端TX信号的转换单元416。转换单元416把单端信号TX信号转换到共模信号并且从中检测共模的第一干扰信号406。转换单元416还配置为调整检测到的共模信号的属性。调整的共模信号然后在低噪声放大器（LNA）418下游的位置处被注入到接收路径中。调整的共模信号衰减接收器部分404内的RF二阶互调失真（即，使X_CM1X_diff2近似零）。

在各种实施例中，转换单元416可以调整所检测到的共模的第一干扰信号的属性，包括但不限于相位、幅度和/或信号延迟。例如，在一些实施例中，转换单元416被配置为向所检测到的共模信号添加180°的相位偏移。180°的相位偏移导致检测到的共模信号的符号改变，使得当调整的共模信号被重新插入到接收路径中时，共模信号分量（X_CM1）被最小化（例如，被设定为近似零）。在一些实施例中，反馈接收器（FBR）输入420可以在功率放大器线性化系统中用作参考节点。

收发器电路400可以附加地或替代地具有第二共模衰减元件422，其包括配置为衰减第二干扰信号408的前馈路径。前馈共模信号路径从低噪声放大器（LNA）418的输入延伸到LNA 418的输出。前馈路径包括共模检测元件424和共模调整元件426。

第二共模检测元件418被配置为检测接收路径中的共模的第二干扰信号408。共模检测元件424然后输出所检测到的共模信号到共模调整元件426。共模调整元件426被配置为对与发射器部分402中所检测到的共模信号独立的检测到的共模信号（其可以包含在不同频率的共模分量）的属性进行调整。调整的属性可以包括但不限于第二干扰信号408的所检测到的共模信号的相位和/或幅度。调整的共模信号然后输出到所述接收路径中，从而衰减在接收器部分404内的RF二阶互调失真（即，使X_CM2X_diff1近似零）。

因此，通过利用两个单独的共模衰减元件414和422，共模的多个干扰信号（例如，406和408）可以被有效地减少。这通过使二阶差分失真信号Y_IMD2, DIFF的第一和的第二项（X_CM1X_diff2和X_CM2X_diff1）消失而减少接收路径内的RF二阶差分失真。

图5a图解说明了包括被配置为作为跨导器（例如，具有跨导gm）操作的两个放大器元件502和504的可调谐差分放大级500的示意图。放大器元件502和504中的一个或多个的有效宽度可以由一个或多个控制信号动态地调整以诱导放大器元件502和504之间的晶体管器件增益系数失配。如图5a中所示，第一放大器元件502被配置为接收第一控制信号S_CTRLp，而第二放大器元件504被配置为接收独立于所述第一控制信号S_CTRLp的第二控制信号S_CTRLn。可调谐差分放大级500基于控制信号S_CTRLp和S_CTRLn放大接收的差分输入电压V_Inp和V_Inn以产生差分输出电流I_Outp和I_Outn。

图5b图解说明了图5a中所示的放大器元件504的示例性实施方式的电路图506。电路图506包括多个放大晶体管器件508和多个开关晶体管器件510。放大晶体管器件508具有连接到提供输入电压V_inn的节点的栅极和连接到提供输出电流I_Outn的节点的漏极。开关晶体管器件510具有连接到关联的放大晶体管器件的源极的漏极、连接到地的源极以及连接到控制字S_CTRLn的栅极。控制字S_CTRLx选择性激活开关晶体管器件510以补偿放大器元件502和504之间的增益系数失配。例如，当开关晶体管器件（例如，T_{SW_1}、T_{SW_2}等）被接通时，其漏极被连接到地，从而增加V_GS并因此增加从关联的放大晶体管输出的电流（因为I_d = K·（W / L）·（V_GS-V_th）²）。当开关晶体管被关闭时，放大晶体管的V_GS被降低并且从放大晶体管输出的电流被减少。

因此，如果控制字S_CTRLn接通晶体管器件T_{SW_1}和T_{SW_2}，则放大器元件504将具有导致第一增益系数和第一输出电流值的有效宽度。然而，如果控制字S_CTRLn仅接通晶体管器件T_{SW_1}，则放大器元件504将具有更小的有效宽度，其导致分别小于第一增益系数和第一输出电流值的第二增益系数和第二输出电流值。

在一些实施例中，第一和第二控制信号S_CTRLp和S_CTRLn可以包括例如具有控制电压、比特流或控制字的调谐码。在一个实施例中，包括具有多个k位数据比特的数字控制字的控制信号S_CRTL被提供给选择电路512。基于在接收的控制字中的多个k位数据比特的值，选择电路512向选择的开关晶体管器件栅极发送激活电压，使所选择的开关晶体管器件接通，并且从而增加放大器元件504的有效宽度。在一些实施例中，提供给放大器元件502和504的调谐码的平均值可以由跨导对准算法确定，其中它们的差被设定以便平衡二阶跨导。

图6图解说明了包括共模衰减元件的收发器电路600的示意图。共模衰减元件602包括共模检测元件604和调整元件610。

共模检测元件604被配置为通过使用两个匹配的电阻R₁和R₂检测在低噪声放大器（LNA）614的输入处的共模电压信号。检测到的共模电压信号被发送到分别包括使RF信号通过并阻挡DC信号的滤波电容器C₁和C₂的路径606和608，其把信号提供给调整元件610。

调整元件610包括被添加到路径606和608的所检测到的共模电压信号的偏置电压V_bias。偏置电压V_bias激活围绕晶体管T₁和T₂为基础的单端放大器的栅极。可以缩放晶体管T₁和T₂的增益以改变输出信号。路径608还包括包含电阻器R₅和电容器C₃的无源RC滤波器，它把特定相移引入到检测到的共模电压信号中。

晶体管T₁和T₂的输出被添加以提供具有特定相位和幅度的电流，其由包括晶体管T₃-T₅的电流镜612复制以产生被注入到接收路径中的共模输出信号。电流镜612被配置为产生作为检测到的共模电压信号的函数的共模输出信号，使得共模输出信号补偿接收路径中的共模的干扰信号（例如，考虑到LNA 614的行为）。

图7是通过故意产生在接收路径的差分分支之间的操作参数失配来减少RF二阶互调失真的示例性方法700的流程图。

将会理解，虽然本文中公开的方法（例如，方法700、800、900和1000）下面被图解说明和描述为一系列动作或事件，但是将会理解，这种动作或事件的图解说明顺序不要以限制性意义被解释。例如，一些动作可以以不同的顺序和/或与除了本文中图解说明和/或描述的那些之外的其它动作或事件同时发生。此外，可能不要求所有图解说明的动作以实现本文公开的一个或多个方面或实施例。此外，本文中描述的动作中的一个或多个可以在一个或多个单独的动作和/或阶段中进行。

此外，所公开的方法可以被实现为装置或使用标准编程和/或工程技术来产生软件、固件、硬件或它们的任何组合以控制计算机以实现所公开的主题的制品（例如，示于图2、3、4等等中的电路是可以用于实现所公开的方法的电路的非限制性示例）。如本文中使用的术语“制品”意在涵盖可从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。当然，在本领域中的技术人员将认识到可以对该配置作出许多修改而不脱离所要求保护的主题的范围或精神。

在702，提供具有可调谐放大级的差分接收路径。可调谐放大级包括第一差分分支内的第一放大器元件和第二差分分支内的第二放大器元件。差分接收路径被配置为传送具有RF二阶互调失真的差分输入信号。

在704，第一和/或第二放大器元件独立地操作以引入第一和第二放大器元件之间的操作参数失配。操作参数失配被选择为具有特定值，该值减轻差分接收路径内的RF二阶互调失真。在一些实施例中，操作参数失配包括放大器元件的增益系数的失配。在这样的实施例中，第一和/或第二放大器元件的有效宽度可以被动态地调整。在一些实施例中，处理器（例如，图11中的处理器1102）可以执行存储在存储器（例如，在图11中的存储器1104）中的指令以操作第一和/或第二放大器元件来引入操作参数失配。

图8图解说明了通过衰减在接收路径内的共模干扰信号来减少二阶互调失真的另一示例性方法800的流程图。将会理解，在一些实施例中，处理器（例如，在图11中的处理器1102）可以执行存储在存储器（例如，在图11中的存储器1104）中的指令以如方法800中所提供的来操作共模衰减元件。

在802，操作电源以向具有差分接收路径的收发器前端提供功率，所述差分接收路径包括第一差分分支内的第一放大器元件和第二差分分支内的第二放大器元件，被配置为传送具有二阶互调失真的差分输入信号。

在804，操作共模衰减元件以检测来自收发器电路的前端中的一个或多个节点的共模的干扰信号。在一些实施例中，所述一个或多个节点可以包括收发器电路的传输路径内的第一节点和收发器电路的接收路径内的第二节点。

在806，操作共模衰减元件以调整所检测到的共模干扰信号的一个或多个属性。调整所检测到的共模信号可以包括调整幅度和/或相位和/或向检测到的共模信号中引入信号延迟。在一些实施例中，检测到的共模信号被调整以切换其幅度的符号。

在808，操作共模衰减元件以把调整的共模信号注入到差分接收路径中。所注入的调整的共模信号衰减在一个或多个节点处检测到的共模干扰信号，从而降低接收路径内的二阶互调失真。

图9是校准在接收路径的差分分支之间的操作参数失配的示例性方法900的流程图。校准的方法900通过局部注入共模测试音调并检测所得到的差分输出信号而操作。将会理解，在一些实施例中，处理器（例如，在图11中的处理器1102）可以执行存储在存储器（例如，在图11中的存储器1104）中的指令以如方法900中所提供的来操作控制单元和/或校准元件。

在902，操作电源以向具有包括差分接收路径内的第一和第二放大器元件的可调谐放大级的差分收发器设备提供功率。特别地，所提供的电源接通差分收发器设备，其具有可调谐非线性放大级，该放大级具有第一差分分支内的第一放大器元件和第二差分分支内的第二放大器元件。

在904，操作控制单元以测量差分接收路径中的差分输出静态DC偏移值。差分输出静态DC偏移值是差分接收路径的差分分支之间测量的DC偏移。

在906，操作校准元件以向接收路径施加干扰测试信号。在一些实施例中，干扰测试信号包括振幅调制波（例如，具有在某个中间频率的方波形）。干扰测试信号可在非线性放大级前面被注入。

在908，操作控制单元以测量差分接收路径中的差分输出总DC偏移值。差分输出总DC偏移值包括来自差分输出静态DC偏移和干扰测试信号二者的贡献。

在910，操作控制单元以计算测量的差分输出静态DC偏移值与测量的差分输出总DC偏移值之间的差异。静态DC偏移值和总DC偏移值之间的差异指示放大器元件之间的器件失配。

在912，操作控制单元以将计算的差异与预定阈值进行比较。如果计算的差异小于预定阈值，则方法900结束。然而，如果计算的差异大于预定阈值，则在914，所述控制单元调整一个或多个收发器放大器元件的设置（例如，增益）来改变操作参数失配。

图10图解说明了校准共模干扰信号的在接收路径内的衰减的另一示例性方法1000的流程图。校准的方法1000可能要求在天线端口处和在传输路径处注入测试信号。将会理解，虽然方法1000描述了第一和第二共模衰减元件的校准，但是该方法不限于两个共模衰减元件的校准。相反，所公开的方法1000的一个或多个步骤可以被用来校准任何数目的共模衰减元件。此外，将会理解，在一些实施例中，处理器（例如，在图11中的处理器1102）可以执行存储在存储器（例如，在图11中的存储器1104）中的指令以如方法1000中所提供的来操作共模衰减元件和/或校准元件。

在1002，操作电源以向具有差分接收路径内的非线性放大级的差分收发器设备提供功率。提供的功率接通差分收发器设备。在一些实施例中，放大级可以包括低噪声放大器（LNA）。

在1004，操作校准元件以向收发器设备的发射器路径施加第一干扰测试信号。第一干扰测试信号泄漏到差分接收路径，其中它具有一些共模分量和一些差模分量。

在1006，操作第一共模衰减元件以测量接收路径内的第一共模干扰信号电平。例如，第一共模干扰信号电平可以在LNA的输出处测量。

在1008，操作第一共模衰减元件以检测在发射器路径内的第一节点处的第一参考信号。

在1010，操作第一共模衰减元件以将测量的第一共模干扰信号电平与第一预定阈值（TH_{pre_1}）进行比较。测量的第一共模干扰信号与第一预定阈值的比较允许进行共模衰减元件的变化，使得该参考信号尽可能类似于共模电平，但符号相反（使得这两个信号的和被最小化）。

例如，如果测量的第一共模信号电平大于第一预定阈值，则在1012调整所述第一共模衰减元件的设置以调整第一参考信号的一个或多个属性（例如，相位、幅度和/或信号延迟）。如果测量的第一共模信号电平小于第一预定阈值，则在1014操作校准元件以禁用第一干扰测试信号。

在1016，操作校准元件以提供第二干扰测试信号，第二干扰测试信号被施加到收发器设备的接收路径。所述第二干扰测试信号可以例如被施加到收发器的天线端口。

在1018，操作第二共模衰减元件以测量接收路径内的第二共模干扰信号电平。第二共模干扰信号电平可以在LNA的输出处测量。

在1020，操作第二共模衰减元件以检测在接收路径内的一个或多个节点处的第二参考信号。

在1022，操作第二共模衰减元件以将测量的第二共模信号电平与第二预定阈值（TH_{pre_2}）进行比较。如果测量的第二共模信号电平小于第二预定阈值，则方法1000结束。然而，如果测量的第二共模信号电平大于第二预定阈值，则在1024调整所述第二共模衰减元件的设置以调整所述第二参考信号的一个或多个属性。在各种实施例中，属性可以包括所检测到的共模第二干扰信号的相位、幅度和/或信号延迟。

图11和以下的讨论提供了对合适的移动通信设备1100的简要的一般描述以实现本文中所阐述的一个或多个规定的实施例。该移动通信设备1100仅仅是一个可能的在其上可以实现如上文所阐述的二阶互调噪声衰减技术的移动设备，并且将会理解，噪声衰减技术也可以与其它设备（例如，个别数字芯片组、混合信号芯片组和/或模拟芯片组）一起使用。因此，图11的移动通信设备1100仅是合适的操作环境的一个示例并不意在暗示关于操作环境的使用或功能的范围的任何限制。示例移动通信设备包括但不限于移动设备（诸如移动电话、个人数字助理（PDA）、媒体播放器等等），平板电脑，个人计算机，服务器计算机，手持式或膝上型设备，多处理器系统，消费类电子产品，微型计算机，大型计算机，包括任何上述系统或设备的分布式计算环境等等。

图11图解说明了例如被配置为实现本文中所提供的一个或多个实施例的诸如移动电话手机的移动通信设备1100的示例。在一个配置中，移动通信设备1100包括至少一个处理单元1102和存储器1104。根据移动通信设备的确切配置和类型，存储器1104可以是易失性的（例如诸如RAM），非易失性的（例如诸如ROM、闪存等）或两者的某种组合。存储器1104可以是可移动和/或不可移动的，并且还可以包括但不限于磁存储器、光存储器等等。在一些实施例中，用于实现本文中所提供的一个或多个实施例的以软件或固件1106形式的计算机可读指令可以被存储在存储器1104中。存储器1104还可以存储其它计算机可读指令以实现操作系统、应用程序等等。计算机可读指令可以例如加载在存储器1104中以由处理单元1102执行。也可以存在其它外围设备，诸如电源1108（例如，电池）和相机1110。

处理单元1102和存储器1104连同收发器1112一起以协调方式工作从而经由无线通信信号与其它设备无线通信。为了便于该无线通信，无线天线1120被耦合到收发器1112。在无线通信期间，收发器1112可以使用频率调制、幅度调制、相位调制和/或它们的组合以传送信号到另一个无线设备，例如诸如基站。先前描述的高分辨率相位对准技术（可能结合存储器1104和软件/固件1106）经常被实现在处理单元1102和/或收发器1112中以便于准确的数据通信。然而，高分辨率相位对准技术也可以被用在移动通信设备的其它部分中。

为了减少收发器1112内的二阶互调噪声，移动通信设备1100还可以包括如前所述的可调谐放大级1114和/或一个或多个共模衰减元件1116。可调谐放大级1114和/或一个或多个共模衰减元件1116被配置为消除由本文中识别的对差分收发器系统中的RF二阶互调失真有贡献的机制引起的RF二阶互调失真。控制单元1118被配置为发送控制信号到可调谐放大级1114和/或共模衰减元件1116。在一些实施例中，处理单元1102包括控制单元1118。

为了改善用户与所述移动通信设备1100的交互，移动通信设备1100还可以包括许多允许所述移动通信设备1100与外部环境交换信息的接口。这些接口可以包括一个或多个用户接口1122和一个或多个设备接口1124等等。

如果存在的话，用户接口1122可以包括任何数目的允许用户将信息输入到所述移动通信设备1100中的用户输入1126，并且还可以包括任何数目的允许用户从移动通信设备1100接收信息的用户输出1128。在某些移动电话实施例中，用户输入1126可以包括音频输入1130（例如，麦克风）和/或触觉输入1132（例如，按钮和/或键盘）。在一些移动电话实施例中，用户输出1128可以包括音频输出1134（例如，扬声器）、视觉输出1136（例如，LCD或LED屏幕）和/或触觉输出1138（例如，振动蜂鸣器）等等。

设备接口1124允许诸如相机1110的设备与其它电子设备通信。设备接口1124可以包括但不限于调制解调器、网络接口卡（NIC）、集成网络接口、射频发射器/接收器、红外端口、USB连接或其它用于连接移动通信设备1100到其它移动通信设备的接口。一个或多个设备连接1124可以包括有线连接或无线连接。一个或多个设备连接1124可以传输和/或接收通信媒体。

移动装置1000可以还包括被配置为提供校准信号到收发器1112的自校准信号发生器1140。如上所述，相对于方法900和1000，自校准信号发生器1140所提供的校准信号可以用于调谐可调谐放大级1114和/或共模衰减元件1116的操作以使得二阶互调失真能够高效减少。

图12图解说明了无线网络1200的一个实施例，根据本公开的移动通信设备（例如，图11中的移动通信设备1100）可以通过无线网络1200进行通信。无线网络1200被划分成许多小区（例如，1202a、1202b、...、1202d），其中每个小区具有一个或多个基站（例如，分别为1204a、1204b、...、1204d）。每个基站可以经由一个或多个有线线路1208被耦合到承运商的网络1206（例如，分组交换网络或电路交换网络，诸如公共交换电话网络（PSTN））。

具有被配置为实现共模干扰信号的故意增益系数失配和/或衰减以减少二阶互调噪声的收发器的移动设备1210（例如，移动通信设备1100）或其它移动设备可以经由一个或多个用于在该小区中通信的频率信道而与该小区中的基站建立通信。移动手机或其它移动设备1210和对应的基站之间的通信经常根据建立的标准通信协议（诸如LTE、GSM、CDMA或其它）进行。当基站与移动手机或其它移动设备建立通信时，基站可以经由运营商的网络1206与另一个外部设备建立通信，其然后可以通过电话网络来路由通信。

本领域的技术人员将认识到，移动通信设备诸如移动电话可以在许多情况下通过基站从网络上载和下载计算机可读指令。例如，可经由网络1206访问的移动手机或其它移动设备1210可以存储计算机可读指令以实现本文中所提供的一个或多个实施例。移动手机或其它移动设备1210可以访问网络和下载一部分或全部的计算机可读指令以供执行。

如本文中所使用的术语“计算机可读介质”包括计算机存储介质。计算机存储介质包括以用于存储信息（诸如计算机可读指令或其它数据）的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。存储器（例如，在图11中的1104）是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于RAM，ROM，EEPROM，闪存或其它存储器技术，CD-ROM，数字通用盘（DVD）或其它光存储装置，磁盒，磁带，磁盘存储装置或其它磁存储设备，或任何其它可以被用来存储所期望信息的介质。术语“计算机可读介质”还可以包括通信介质。通信介质通常体现计算机可读指令或“调制的数据信号”（诸如载波或其它传输分量）中的其它数据，并包括任何信息传递介质。术语“调制的数据信号”可以包括这样的信号，一个或多个该信号的特性以对在信号中的信息进行编码的方式被设置或改变。

虽然已经关于一个或多个实施方式示出和描述了本公开，但是本领域的其它技术人员基于阅读和理解本说明书和附图而将想到等效的改动和修改。另外，将会理解，诸如“第一”和“第二”的标识符并不暗指任何类型的相对于其它元件的顺序或放置，而相反“第一”和“第二”和其它类似的标识符只是一般的标识符。此外，将会理解，术语“耦合”包括直接和间接耦合。本公开包括所有这样的修改和改动，并仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述部件（例如，元件和/或资源）执行的各种功能，用来描述这种部件的术语意在对应于（除非另有说明）执行所描述部件的指定功能的任何部件（例如，其在功能上是等效的），即使在结构上不等效于执行在本公开的本文中图解说明的示例性实施方式中的功能的所公开结构。此外，虽然可能仅关于几个实施方式中的一个公开了本公开的特定特征，但是这样的特征可以与其它实施方式的一个或多个其它特征组合，如可能对任何给定或特定应用而言是期望的和有利的。此外，如在本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”要被解释为意指“一个或多个”。

此外，就术语“包括”、“具有”、“拥有”，“带有”或其变型在详细描述或权利要求书中使用而言，这些术语意在以与术语“包括”类似的方式是包含性的。

Claims

1. 一种收发器系统，包括：

差分接收路径，具有第一差分分支和第二差分分支，被配置为输送具有RF二阶互调失真的差分输入信号；

可调谐放大级，位于差分接收路径内，包括被配置为对第一差分分支操作的第一放大器元件和被配置为对所述第二差分分支操作的第二放大器元件；以及

控制单元，被配置为控制第一或第二放大器元件的操作参数以在第一和第二放大器元件之间引入具有特定值的操作参数失配，所述特定值减轻差分接收路径内的RF二阶互调失真。

2. 权利要求1的收发器系统，还包括：

双工器，被连接在天线和可调谐放大级之间并且被配置为把接收路径和传输路径耦合到天线。

3. 权利要求1的收发器系统，其中所述控制单元被配置为独立地控制第一和第二放大器元件的操作参数。

4. 权利要求1的收发器系统，还包括：

校准元件，被配置为使得能够执行可调谐放大级的校准以确定可调谐放大级的操作参数失配的特定值。

5. 权利要求1的收发器系统，其中所述控制单元被配置为在收发器系统的操作期间动态地调整操作参数失配的特定值。

6. 权利要求1的收发器系统，其中所述操作参数失配包括第一放大器元件和第二放大器元件的增益系数的失配。

7. 权利要求6的收发器系统，其中第一放大器元件内的晶体管器件的有效宽度相对于第二放大器元件内的晶体管器件的有效宽度进行修改以实现增益系数的失配。

8. 权利要求1的收发器系统，其中所述控制单元还被配置为产生被提供给第一放大器元件的第一控制信号，其中所述第一控制信号以在第一和第二放大器元件之间引入操作参数失配的方式来控制所述第一放大器元件的操作参数。

9. 权利要求8的收发器系统，其中所述控制信号包括具有多个数据比特的数字控制字。

10. 权利要求9的收发器系统，其中所述放大器元件包括：

多个开关晶体管器件，基于所述数字控制字而被选择性激活；以及

多个放大晶体管器件，被连接到所述多个开关晶体管，其中相应的放大晶体管被配置为如果关联的开关晶体管被激活，则放大差分输入信号的差分分量。

11. 权利要求1的收发器系统，还包括：

一个或多个共模衰减元件，分别被配置为检测在收发器系统的前端内的一个或多个节点处的共模干扰信号、调整检测到的共模干扰信号的一个或多个属性并把调整的共模干扰信号注入到差分接收路径中；

其中调整的共模信号衰减在差分接收路径内的共模干扰信号。

12. 权利要求11的收发器系统，其中所述一个或多个共模衰减元件包括：

被配置为检测和调整第一共模干扰信号的第一共模衰减元件和被配置独立地检测和调整第二共模干扰信号的第二共模衰减元件。

13. 一种移动手机，包括：

处理器；

存储器；

收发器，被配置为发送和接收无线通信信号；

可调谐放大级，位于收发器的差分接收路径内并且包括被配置为放大第一差分分支内的信号的第一放大器元件和被配置为放大第二差分分支内的信号的第二放大器元件；以及

控制单元，被配置为通过独立地操作第一和第二放大器元件以在第一和第二放大器元件之间引入增益系数失配来减轻差分接收路径内的RF二阶互调失真。

14. 权利要求13的移动手机，还包括：

其中调整的共模信号衰减在差分接收路径内的共模干扰信号而不恶化差分输入信号。

15. 权利要求13的移动手机，其中所述增益系数失配包括第一放大器元件和第二放大器元件的增益系数的失配。

16. 权利要求15的移动手机，其中通过相对于第二放大器元件内的晶体管器件的有效宽度修改第一放大器元件内的晶体管器件的有效宽度，来实现增益系数的失配。

17. 一种用于减少收发器系统的差分接收路径内的二阶互调失真的方法，包括：

操作电源以向差分接收路径提供功率，所述差分接收路径被配置为传送具有二阶互调噪声的差分输入信号；其中所述差分接收路径包括具有第一差分分支内的第一放大器元件和第二差分分支内的第二放大器元件的可调谐放大级；以及

独立地控制第一和第二放大器元件以在第一和第二放大器元件之间引入减轻差分接收路径内的RF二阶互调失真的操作参数失配。

18. 权利要求17的方法，还包括：

操作共模衰减元件以检测来自收发器系统的前端内的一个或多个节点的共模干扰信号；

操作共模衰减元件以调整检测到的共模干扰信号的一个或多个属性以产生调整的共模信号；以及

操作共模衰减元件以把调整的共模信号注入到差分接收路径中，其中所调整的共模信号衰减接收路径内的共模干扰信号。

19. 权利要求17的方法，其中所述操作参数失配包括第一放大器元件和第二放大器元件的增益系数的失配。

20. 权利要求17的方法，还包括执行对操作参数失配的校准，其中执行校准包括：

测量接收路径的差分分支之间的差分输出静态DC偏移；

操作校准元件以向接收路径施加干扰测试信号；

测量接收路径的差分分支之间的差分输出总DC偏移值，其中所述差分输出总DC偏移值包括来自差分输出静态DC偏移和干扰测试信号的贡献；以及

计算测量的差分输出总DC偏移值与测量的差分输出静态DC偏移值之间的差异；并且

如果计算的差异大于预定阈值，则操作所述校准元件来调谐第一和第二放大器元件的设置。