(57)【要約】【解決手段】局部発振器（ＬＯ）バッファ及びミキサについての選択可能なサイズが開示される。典型的な実施形態では、受信機または送信機が高い利得モードで動作する際には、ＬＯバッファ及び／またはミキササイズは増加され、他方受信機または送信機が低い利得モードで動作する際には、ＬＯバッファ及び／またはミキササイズは減少され得る。典型的な実施形態では、ＬＯバッファ及びミキササイズは、lock stepで増加及び減少される。調整可能なサイズを有するＬＯバッファ及びミキサの具体的な典型的な実施形態についての回路接続形態及び制御方式が開示される。【選択図】図８
2010539820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局部発振器（ＬＯ）信号をバッファ（buffer）して、バッファＬＯ信号を生成するＬＯバッファを備え、前記ＬＯバッファは選択可能なサイズを有する、通信装置。
【請求項２】
プライマリ信号を前記バッファＬＯ信号とミックスするミキサを更に備え、前記ミキサは選択可能なサイズを有する、請求項１の装置。
【請求項３】
前記ＬＯバッファ及びミキサは、前記装置の送信機に含まれる、請求項１の装置。
【請求項４】
前記ＬＯバッファは、
前記ＬＯ信号に結合された入力と、前記バッファＬＯ信号に結合された出力とを有する第１サブＬＯバッファと、
前記ＬＯ信号に結合された入力と、前記バッファＬＯ信号に結合された出力とを有する第２サブＬＯバッファと
を備える請求項３の装置。
【請求項５】
前記ＬＯバッファは、前記第１バッファまたは前記第２バッファを選択的にイネーブルためのＬＯバッファ制御入力を更に備える、請求項４の装置。
【請求項６】
前記ミキサはギルバート（Gilbert）乗算器であり、前記バッファＬＯ信号は差動信号であり、前記ミキサは、
前記バッファＬＯ信号に結合されたゲートを有する第１トランジスタと、
前記バッファＬＯ信号に結合されたゲートを有する第２トランジスタと
を備え、前記ミキサは、前記第１トランジスタをオン及びオフさせる第１トランジスタ制御入力と、
前記第２トランジスタをオン及びオフさせる第２トランジスタ制御入力と
を備える請求項３の装置。
【請求項７】
前記第２トランジスタは、前記第１トランジスタの２倍のサイズを有する、請求項６の装置。
【請求項８】
前記ＬＯバッファのサイズを選択するＬＯ制御信号を更に備え、前記装置は、前記ミキサのサイズを選択するミキサ制御入力を更に備える、請求項３の装置。
【請求項９】
前記バッファＬＯ信号は、第１及び第２バッファＬＯ信号を備え、前記ＬＯバッファは、
前記ＬＯ信号に結合された入力と、前記第１バッファＬＯ信号に結合された出力とを有する第１バッファと、
前記ＬＯ信号に結合された入力と、前記第２バッファＬＯ信号に結合された出力とを有する第２バッファと
を備える請求項３の装置。
【請求項１０】
前記第２バッファは、前記第１バッファの２倍のサイズを有する、請求項９の装置。
【請求項１１】
前記第２バッファは、前記第１バッファと同じサイズを有する、請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記ミキサは、
第１サイズを有する第１サブミキサと、
第２サイズを有する第２サブミキサと
を備え、前記第１ミキサは、前記第１バッファＬＯ信号に結合された入力を有し、
前記第２ミキサは、前記第２バッファＬＯ信号に結合された入力を有し、
前記第１ミキサの出力は前記第２ミキサの出力に結合される、請求項９の装置。
【請求項１３】
前記第２サブミキサは、前記第１ミキサと同じサイズである、請求項１２の装置。
【請求項１４】
前記ミキサは２個を超えるサブミキサを備え、前記ＬＯバッファは２個を超えるサブＬＯバッファを備える、請求項１２の装置。
【請求項１５】
第１ベースバンドフィルタ及び第２ベースバンドフィルタを更に備え、前記第１サブミキサは前記第１ベースバンドフィルタの出力に結合された入力を有し、前記第２サブミキサは前記第２ベースバンドフィルタの出力に結合された入力を有する、請求項１２の装置。
【請求項１６】
ミキサと局部発振器（ＬＯ）バッファを備える送信機における少なくとも１つの要素のサイズを選択する方法であって、前記方法は、
前記送信機が第１利得モードである際に第１ミキササイズを選択することと、
前記送信機が第２利得モードである際に第２ミキササイズを選択することと
を備える方法。
【請求項１７】
前記送信機の前記利得は、前記第１利得モードよりも前記第２利得モードにおいて高く、前記第２ミキササイズは前記第１ミキササイズよりも大きい、請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記送信機が前記第１利得モードである際に第１ＬＯバッファサイズを選択することと、
前記送信機が前記第２利得モードである際に第２ＬＯバッファサイズを選択することと
を更に備え、前記第２ＬＯバッファサイズは、前記第１ＬＯバッファサイズよりも大きい、請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記第１ＬＯバッファサイズを選択することは、第１ＬＯバッファに対応する第１送信信号経路をイネーブルにすることを備え、前記第２ＬＯバッファサイズを選択することは、第２ＬＯバッファに対応する第２送信信号経路をイネーブルにすることを備える、請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記第１ミキササイズを選択することは、ギルバート（Gilbert）乗算器の第１トランジスタをイネーブルにすることを備え、前記第２ミキササイズを選択することは、前記ギルバート乗算器の第２トランジスタをイネーブルにすることを備える、請求項１７の方法。
【請求項２１】
前記第１または第２ミキササイズを選択することは、ミキサ制御信号を前記ミキサに供給することを備え、前記ミキサは設定可能な（configurable）サイズを有する、請求項１７の方法。
【請求項２２】
前記第１または第２ＬＯバッファサイズを選択することは、ＬＯバッファ制御信号を前記ＬＯバッファに供給することを備え、前記ＬＯバッファは、設定可能な（configurable）サイズを有する、請求項１９の方法。
【請求項２３】
前記第１ＬＯバッファサイズを選択すること及び前記第１ミキササイズを選択することは、第１信号経路をイネーブルにすることを備え、前記第２ＬＯバッファサイズを選択すること及び前記第２ミキササイズを選択することは、第２信号経路をイネーブルにすることを備える、請求項２１の方法。
【請求項２４】
選択可能なサイズを有するミキサを供給する手段と、
選択可能なサイズを有する局部発振器（ＬＯ）バッファを供給する手段と
を備える装置。
【請求項２５】
前記装置は送信機であり、前記装置は、前記送信機が第１利得モードである際に第１ミキササイズと第１局部発振器（ＬＯ）バッファサイズとを選択し、前記送信機が第２利得モードである際に第２ミキササイズと第２局部発振器（ＬＯ）バッファサイズを選択する手段を更に備える、請求項２４の装置。
【請求項２６】
ミキサと局部発振器（ＬＯ）バッファを備える送信機における少なくとも１つの要素のサイズを選択する装置であって、前記装置は、
前記送信機が第１利得モードである際に第１ミキササイズを選択し、前記送信機が第２利得モードである際に第２ミキササイズを選択する手段を備える装置。
【請求項２７】
前記送信機が第１利得モードである際に第１ＬＯバッファサイズを選択し、前記送信機が第２利得モードである際に第２ＬＯバッファサイズを選択する手段を更に備える、請求項２６の装置。
【請求項２８】
前記送信機の前記利得は、前記第１利得モードよりも前記第２利得モードにおいて高く、前記第２ミキササイズは前記第１ミキササイズよりも大きい、請求項２６の装置。
【請求項２９】
前記第２ＬＯバッファサイズは、前記第１ＬＯバッファサイズよりも大きい、請求項２７の装置。
【請求項３０】
前記ミキサにミキサ制御信号を供給する手段を更に備える、請求項２６の装置。
【請求項３１】
前記ミキサにミキサ制御信号を供給する手段は更に、前記ＬＯバッファにＬＯバッファ制御信号を供給する、請求項３０の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の表示】
【０００１】
この出願は、２００７年９月１４日に出願され、本願の譲受人に譲渡され、且つ参照によりその全てが本明細書に組み込まれる、“Mixer with high output power accuracy and low local oscillator leakage”と表題された米国特許出願番号第１１／８５５，９９７号の一部継続出願である。この出願はまた、２００７年１０月３０日に出願された米国仮特許出願番号第６０／９８３，８７９号に対する優先権を主張し、２００７年１２月１２日に出願され、これらは共に本願の譲受人に譲渡され、且つ参照によりその全てが本明細書に組み込まれる、“Local oscillator buffer and mixer having adjustable size”と表題された米国特許出願番号第１１／９５５，２０１号の一部継続出願である。
【技術分野】
【０００２】
この開示は通信機器に関し、より具体的には、通信機器における局部発振器バッファ及びミキサのサイズを調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
通信システムにおいて送信機は、ミキサを用いてベースバンド信号を局部発振器（ＬＯ）信号とミキシングすることにより、ベースバンド信号を無線周波数（ＲＦ）信号にアップコンバートし得る。受信機は、ＲＦ信号を送信機から受信し、やはりミキサを用いてＲＦ信号をＬＯ信号とミキシングすることにより、受信した信号をＲＦからベースバンドにダウンコンバートし得る。送信機及び受信機の両方において、ＬＯ信号がミキサに与えられる前にＬＯ信号をバッファするために、ＬＯバッファが設けられ得る。
【０００４】
ミキサ及びＬＯバッファの最適なサイズは、送信機または受信機の要求に依存する。例えば、送信機では、ミキサ及びＬＯバッファのサイズは、送信機から求められる総送信電力に依存し得る（例えば、先に本明細書で参照した米国特許出願番号１１／８５５，９９７参照）。受信機では、より大きいミキササイズは、受信機の線形性を向上させる傾向があり、他方、より小さいミキササイズは電力消費量を削減する。より大きなミキササイズの使用は普通、ミキサのサイズがＬＯバッファの負荷を直接決定するように、相応してより大きなＬＯバッファを必要とする。
【０００５】
一般的な送信機及び受信機では、ＬＯバッファ及びミキサのサイズは固定されている。送信機または受信機の要求に応じて、ＬＯバッファ及び／またはミキサのサイズを動的に調整することが望ましいだろう。
【発明の概要】
【０００６】
この開示の一側面は、局部発振器（ＬＯ）信号をバッファしてバッファＬＯ信号を生成するように動作するＬＯバッファを備え、前記ＬＯバッファは選択可能なサイズを有する通信装置を提供する。
【０００７】
この開示の別の側面は、ミキサと局部発振器（ＬＯ）バッファを備える送信機における少なくとも１つの要素のサイズを選択する方法を提供し、この方法は、送信機が第１利得モードである際に第１ミキササイズを選択することと、送信機が第２利得モードである際に第２ミキササイズを選択することとを備える。
【０００８】
この開示の更に別の側面は、選択可能なサイズを有するミキサを供給する手段と、選択可能なサイズを有する局部発振器（ＬＯ）バッファを供給する手段とを備える装置を提供する。
【０００９】
この開示の更に別の側面は、ミキサと局部発振器（ＬＯ）バッファを備える送信機における少なくとも１つの要素のサイズを選択する装置を提供し、この装置は、送信機が第１利得モードである際に第１ミキササイズを選択し、送信機が第２利得モードである際に第２ミキササイズを選択する手段を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、先行技術で知られた受信機ユニット１００の一部を示す。
【図２】図２は、この開示に従った同相ＬＯバッファ及びミキサの典型的な実施形態を示す。
【図３】図３は、この開示のほかの典型的な実施形態を示し、ＬＯバッファ及びミキサのサイズが独立して設定可能である。
【図４】図４は、一般的なギルバート（Gilbert）乗算器のアーキテクチャを示す。
【図５】図５は、図４の信号ＬＯ（＋）に結合されたトランジスタＭ１の１つのサイズがこの開示に従って設定可能にされる接続形態図を示す。
【図６】図６は、この開示に従った調整可能なサイズのＬＯバッファの典型的な実施形態を示す。
【図７】図７は、別個のミキサを駆動するように構成され、調整可能なサイズのＬＯバッファの典型的な実施形態を示す。
【図８】図８は、この開示に従ったサイズ選択可能なＬＯバッファ及びミキサを使用する送信機の典型的な実施形態を示す。
【図９】図９は、この開示に従った典型的な方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付図面に関連して以下で為される詳細な説明は、この発明の典型的な実施形態の記述として意図され、この発明が実施され得る最良の実施形態を示すことを意図されたものではない。本説明を通して使用される用語「典型的」は、「例、事例、または例証である」ことを意味し、他の典型的な実施形態よりも好ましくまたは有利であるとして解釈されるべきでは必ずしもない。詳細な説明は、この発明の典型的な実施形態の十分な理解を与える目的で、具体的な詳細を含む。この発明の典型的な実施形態が、これらの具体的な詳細無しで実施し得ることは、当業者には明白であろう。ある事例では、本明細書で提示される典型的な実施形態の新規性が不明瞭になることを避けるために、周知の構造及びデバイスはブロック図の形で示される。
【００１２】
この開示に従って、受信機または送信機の要求に応じてＬＯバッファ及び／またはミキサのサイズを動的に調整する方法が開示される。
【００１３】
図１は、先行技術において知られた受信機ユニット１００の一部を示す。受信機ユニット１００は、無線（例えばＣＤＭＡ）通信システムの基地局または端末内に実装され得る。その他のＲＦ受信機の設計が用いられても良く、それもこの開示の範囲内であることに留意する。
【００１４】
図１において、１つまたはそれ以上の送信機（例えば基地局、ＧＰＳ衛星、放送局、等）から送信された１つまたはそれ以上のＲＦ変調信号がアンテナ１１２で受信され、受信機フィルタ１１５に供給される。フィルタされた信号はその後、増幅器（Ａｍｐ）１１４に供給される。増幅器１１４は、ある利得で受信信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を供給する。増幅器１１４は、ある範囲の利得及び／または減衰を供給するように設計された１つまたはそれ以上の低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）ステージを含み得る。増幅されたＲＦ信号は、ミキサ１２０Ｉ及び１２０Ｑに供給される。増幅器１１４の出力は、図１に示すように差動信号であっても良いことに留意する。
【００１５】
ミキサ１２０Ｉ及び１２０Ｑは、フィルタされたＲＦ信号のＲＦからベースバンド（ＢＢ）への直交位相ダウンコンバート（quadrature downconversion）を実行する。これは、フィルタされたＲＦ信号を複合局部発振器（ＬＯ）信号（complex local oscillator (LO) signal）と乗算（またはミキシング）して複合ベースバンド信号（complex baseband signal）を供給することによって得られ得る。具体的には、フィルタされたＲＦ信号は、ミキサ１２０Ｉによって同相（inphase）のＬＯ信号ＬＯ＿Ｉとミックスされて、同相（Ｉ）ベースバンド要素ＢＢ＿Ｉが供給され得る。フィルタされたＲＦ信号はまた、ミキサ１２０Ｑによって直交位相（quadrature-phase）のＬＯ信号ＬＯ＿Ｑとミックスされて、直交位相（Ｑ）ベースバンド要素ＢＢ＿Ｑが供給され得る。ＢＢ＿Ｉ及びＢＢ＿Ｑは引き続き、例えばチャネルフィルタ、可変利得増幅器（ＶＧＡ）、及び／またはアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）の、更なるブロック（図示せず）によって処理され得る。
【００１６】
この明細書は、ＲＦ信号が直接ベースバンドにミックスされる典型的な実施形態を参照しているが、ＲＦ信号が非ゼロの中間周波数（ＩＦ）にミックスされる典型的な実施形態もまた、この開示の範囲内であることに留意する。
【００１７】
図１においてＬＯ＿Ｉは、入力が差動信号ＬＯ＿Ｉｐ−ＬＯ＿ＩｎであるＬＯバッファ１２２Ｉを介してミキサ１２０Ｉに供給される。同様にＬＯ＿Ｑは、入力が差動信号ＬＯ＿Ｑｐ−ＬＯ＿ＱｎであるＬＯバッファ１２２Ｑを介してミキサ１２０Ｑに供給される。一般的な受信機では、ミキサ１２０Ｉ及び１２０Ｑのサイズと、ＬＯバッファ１２２Ｉ及び１２２Ｑのサイズは固定されている。本明細書及び特許請求の範囲において、バッファまたはミキサの“サイズ”は、当該バッファまたはミキサの信号経路におけるいずれかまたは全てのトランジスタの幅を包含するように理解され得る。
【００１８】
この開示によれば、ミキサ及び／またはＬＯバッファのサイズを調整し、そして装置の要求に基づいてサイズを動的に設定する方法が提供される。
【００１９】
図２は、この開示に従った同相のＬＯバッファ及びミキサの典型的な実施形態を示す。当業者は、述べられた技術が直交位相バッファ及びミキサに直接適用され得ることを理解するだろう。示される典型的な実施形態では、ミキサは電流出力を有する。当業者は、電圧出力を有するミキサに適合するように図２を容易に変形し得る。
【００２０】
図２では、差動ＬＯ信号ＬＯ＿Ｉｐ−ＬＯ＿Ｉｎは、サイズＬＯ１のＬＯバッファ２００．１に供給される。バッファ２００．１の出力は、結合キャパシタ２０４．１ａ及び２０４．１ｂを介して、サイズＭＩＸ１のミキサ２０２．１の入力に結合されている。バッファ２００．１、ミキサ２０２．１、及びキャパシタ２０４．１ａ、２０４．１ｂ（まとめて２１０と呼ぶ）に関連付けられた信号経路は、第１信号経路と呼ばれ得る。
【００２１】
同様に、差動ＬＯ信号ＬＯ＿Ｉｐ−ＬＯ＿Ｉｎはまた、出力が結合キャパシタ２０４．２ａ及び２０４．２ｂを介してサイズＭＩＸ２のミキサ２０２．２の入力に結合された、サイズＬＯ２のＬＯバッファ２００．２に供給される。バッファ２００．２、ミキサ２０２．２、及びキャパシタ２０４．２ａ、２０４．２ｂ（まとめて２２０と呼ぶ）に関連付けられた信号経路は、第２信号経路と呼ばれ得る。
【００２２】
図２では、制御信号Ｃ１及びＣ２はそれぞれ、第１、第２信号経路を選択的にイネーブルまたはディセーブルとする。典型的な実施形態では、これは、信号経路におけるＬＯバッファ及び／またはミキサをオンまたはオフすること、または各信号経路に直列に設けられたスイッチ（図示せず）を閉じるか開けるか、によって行い得る。当業者は、本明細書に明示的に述べられていない種々の方法を用いて信号経路を選択的にイネーブルまたはディセーブルと出来ること理解するだろう。そのような典型的な実施形態は、この開示の範囲内であると意図される。
【００２３】
典型的な実施形態では、ＬＯバッファ及びミキサの実効的なサイズ（effective size）は、第１、第２、または両方の信号経路を選択的にイネーブルにすることによって、設定されることが出来る。
【００２４】
具体的には、もし第１信号経路がイネーブルとされ、第２信号経路がディセーブルとされた場合、実効的なＬＯバッファのサイズはＬＯ１であり、実効的なミキサのサイズはＭＩＸ１である。反対に、もし第１信号経路がディセーブルとされ、第２信号経路がイネーブルとされた場合、ＬＯバッファのサイズはＬＯ２であり、ミキサのサイズはＭＩＸ２である。両方の信号経路が同時にイネーブルとされても良い。
【００２５】
具体的な典型的な実施形態では、ＬＯ２はＬＯ１の値の２倍であり、ＭＩＸ２はＭＩＸ１の値の２倍である。この場合、制御信号Ｃ１及びＣ２をセットすることで、実効的なＬＯバッファ／ミキサのサイズは、第１のサイズ（第１経路がイネーブル）、第１のサイズの２倍の第２のサイズ（第２経路がイネーブル）、及び第１のサイズの３倍である第３のサイズ（両方の経路がイネーブル）から選択されることが出来る。
【００２６】
全体として、サイズＬＯ２、ＬＯ１、ＭＩＸ２、及びＭＩＸ１は、互いにあらゆる関係を有するように任意的に選択され得ることに留意する。サイズのあらゆる組み合わせが、この開示の範囲内であると意図される。
【００２７】
当業者は、図２に示す典型的な実施形態を、２つより多い信号経路、例えば３つまたはそれ以上の信号経路に適合するように容易に変形することが出来、これにより設定可能なバッファ及びミキササイズの範囲内において、より広い選択の範囲を提供できることを理解するだろう。そのような代わりうる典型的な実施形態もまた、この開示の範囲内であると意図される。
【００２８】
図３は、この開示の代わりうる典型的な実施形態を示し、ＬＯバッファ及びミキサのサイズが独立して設定可能とされる。図３において、制御信号ＣＬはＬＯバッファ３００のサイズを選択する。同様に、制御信号ＣＭはミキサ３０２のサイズを選択する。ＣＬ及びＣＭがそれぞれ、各ブロックにおいて選択可能なサイズの数に応じて複数のサブ信号を備えていても良いことに留意する。
【００２９】
典型的な実施形態では、調整可能なサイズを有するミキサは、図４及び５を参照して本明細書で述べられる技術を用いてギルバート（Gilbert）乗算器アーキテクチャを変形することによって実施され得る。
【００３０】
図４は、ギルバート乗算器アーキテクチャを示す。図４では、ＲＦ信号（ＲＦ）は局部発振器信号（ＬＯ）に乗算されて、差動出力信号ＩＩＦ＿ｐ−ＩＩＦ＿ｎが生成される。ギルバート乗算器の動作は技術的に良く知られており、本明細書ではこれ以上説明しない。図４では、ギルバート乗算器のトランジスタについてのゲートバイアスアレンジメントを示していないことに留意する。
【００３１】
この開示によれば、図４おいてＬＯに結合されたトランジスタのサイズは、図５の典型的な実施形態に従って調整可能とされ得る。
【００３２】
図５は、図４において信号ＬＯ（＋）に結合されたトランジスタＭ１の１つのサイズをこの開示に従って調整可能とする、回路の接続形態の詳細な様子を示す。当業者は、図４のその他のトランジスタのサイズを調整可能とするために、図５に示す技術を容易に応用できるだろう。そのような典型的な実施形態は、この開示の範囲内であると意図される。
【００３３】
図５では、トランジスタＭ１は、それぞれサイズＭＩＸ１、ＭＩＸ２を有する２つのトランジスタＭ１．１及びＭ１．２に置き換えられる。トランジスタＭ１．１及びＭ１．２は各々、結合キャパシタＣ１またはＣ２によって、ＬＯバッファの正の出力ＬＯ（＋）に結合されている。Ｍ１．１及びＭ１．２はまた、スイッチＳ１／Ｓ１’及びＳ２／Ｓ２’を介してグランドまたはバイアス電圧に、バイアス抵抗Ｒ１またはＲ２を介して結合されている。この開示によれば、スイッチＳ１’が開いている際にスイッチＳ１が閉じ、逆の場合も同様であり、スイッチＳ２／Ｓ２’についても同様である。スイッチの状態は、図３に示すように、ミキサに供給される制御信号ＣＭによって制御され得る。
【００３４】
図５に示す回路の動作は、以下のように述べられ得る。Ｓ１が閉じＳ２が開いている際、Ｍ１．１はオン状態となり、Ｍ１．２はオフ状態となる。これは、Ｍ１．１のゲートがＶbiasに結合され、他方でＭ１．２のゲートがグランドに結合されるからである。この場合、ＬＯバッファの正の出力ＬＯ（＋）に見えるトランジスタＭ１の実効的なサイズは、ＭＩＸ１である。同様に、Ｓ２が閉じておりＳ１が開いている際には、Ｍ１．２がオン状態となり、Ｍ１．１がオフ状態となる。この場合、トランジスタＭ１の実効的なサイズはＭＩＸ２である。最後に、Ｓ１とＳ２が共に閉じている際には、Ｍ１．１とＭ１．２の両方がオン状態となる。この場合、トランジスタＭ１の実効的なサイズはＭＩＸ１＋ＭＩＸ２である。
【００３５】
典型的な実施形態では、サイズＭＩＸ２はＭＩＸ１の２倍の大きさであり得る。この場合、スイッチＳ１及びＳ２を上記のように設定することにより、トランジスタＭ１のサイズは実効的に、ＭＩＸ１、２×ＭＩＸ１、及び３×ＭＩＸ１の中から選択可能となる。全般に、ＭＩＸ２とＭＩＸ１の値は、互いにあらゆる関係を有することが出来ることに留意する。
【００３６】
当業者は、図５に示す設計を、図示される２つよりも多いトランジスタに適合するように容易に変形でき、これにより、より多くの選択可能なサイズを用いた更なる設定可能性（configurability）が得られる。スイッチに与えられる制御信号、例えば図３におけるＣＭ、は、２つよりも多いスイッチに適合するように容易に変形され得ることに留意する。そのような典型的な実施形態は、この開示の範囲内であると意図される。
【００３７】
図６は、この開示に従った調整可能なサイズのＬＯバッファの典型的な実施形態を示す。
【００３８】
図６では、第１増幅器Ｂｕｆｆ１は、入力信号Ｉｎによって駆動されるアクティブなトランジスタ（active transistor）ＭＰ１及びＭＮ１を含む。Ｓ１及びＳ１’に制御されるスイッチＭＮ１Ｓ及びＭＰ１Ｓはそれぞれ、ＭＮ１及びＭＰ１に直列に結合されている。典型的な実施形態では、Ｓ１’はＳ１の反転であり、すなわちＳ１がlowであればＳ１’はhighであり、逆もまた同じである。ＭＮ１及びＭＰ１のドレインは、出力信号Ｏｕｔに結合されている。
【００３９】
第２増幅器Ｂｕｆｆ２も同様に、入力信号Ｉｎによって駆動されるアクティブトランジスタＭＰ２及びＭＮ２を含む。Ｓ２及びＳ２’に制御されるスイッチＭＮ２Ｓ及びＭＰ２Ｓはそれぞれ、ＭＮ２及びＭＰ２に直列に結合されている。典型的な実施形態では、Ｓ２’はＳ２の反転であり、すなわちＳ２がlowであればＳ２’はhighであり、逆もまた同じである。ＭＮ２及びＭＰ２のドレインはまた、出力信号Ｏｕｔに結合されている。
【００４０】
図６の回路の動作は、以下のように述べられ得る。Ｓ１がhighでＳ２がlowの際、Ｂｕｆｆ１はオン状態となりＢｕｆｆ２はオフ状態となる。これは、スイッチＳ１及びＳ１’がオン状態となり、他方Ｓ２及びＳ２’がオフ状態となるからである。この場合、ＬＯバッファの実効的なサイズは、トランジスタＭＰ１及びＭＮ１のゲートサイズに相当する。同様に、Ｓ２がhighでＳ１がlowの際には、Ｂｕｆｆ２がオン状態となり、Ｂｕｆｆ１がオフ状態となる。この場合、ＬＯバッファの実効的なサイズは、トランジスタＭＰ２及びＭＮ２のゲートサイズに相当する。最後に、Ｓ１及びＳ２が共にhighである際には、Ｂｕｆｆ１及びＢｕｆｆ２の両方がオン状態となる。この場合、ＬＯバッファの実効的なサイズは、ＭＰ２とＭＰ１を足したゲートサイズ、及びＭＮ２とＭＮ１を足したゲートサイズに相当する。
【００４１】
信号Ｓ１及びＳ２を設定することで、ＬＯバッファの実効的なサイズは、ＭＰ１／ＭＮ１（Ｂｕｆｆ１がオン状態）、ＭＰ２／ＭＮ２（Ｂｕｆｆ２がオン状態）、またはＭＰ１／ＭＮ１／ＭＰ２／ＭＮ２（Ｂｕｆｆ１及びＢｕｆｆ２がオン状態）の中から選択可能となる。全体として、トランジスタのサイズは、互いにあらゆる関係を有することが出来る。典型的な実施形態では、ＭＰ２及びＭＮ２はそれぞれ、ＭＰ１及びＭＮ１の２倍の大きさである。
【００４２】
当業者は、図６に示す設計を、図示される２つよりも多いバッファに適合するように容易に変形でき、これにより、より多くの選択可能なサイズを用いた設定可能性が得られる。スイッチに与えられる制御信号、例えば図３におけるＣＬ、は、２つよりも多いスイッチに適合するように容易に変形され得ることに留意する。そのような典型的な実施形態は、この開示の範囲内であると意図される。
【００４３】
図７は、調整可能なサイズを有し、別個のミキサを駆動するように構成されたＬＯバッファの典型的な実施形態を示す。図７の典型的な実施形態の動作は、図６の典型的な実施形態のそれと、第１バッファＢｕｆｆ１の出力ＯＵＴ１が、第２バッファＢｕｆｆ２の出力ＯＵＴ２と別々にされている点を除いては同様である。この場合、図７のＢｕｆｆ１、Ｂｕｆｆ２は、図２におけるＬＯバッファ２００．１及びＬＯバッファ２００．２として用いられることが出来、すなわち、２つの別個のミキサ２０２．１及び２０２．２を駆動するために用いられ得る。
【００４４】
この開示によれば、受信機回路において選択可能なＬＯバッファ及び／ミキササイズのための技術が提供された。この開示の別の側面は、受信機の動作モードに基づくＬＯバッファ及び／またはミキササイズの選択を提供する。
【００４５】
図１の受信機の典型的な実装において、受信機チェーンの全体の利得は、受信信号強度に応じた複数の値を有し得る。例えば、受信信号強度が高ければ、受信機チェーンは低い全体の利得を有するように構成され得る。反対に、受信信号強度が低ければ、受信機チェーンは高い利得を有するように構成され得る。利得は、例えばＬＮＡ及び／またはミキサの利得をプログラムすることにより、所望のレベルに設定され得る。
【００４６】
この開示によれば、ＬＯバッファ及び／またはミキサのサイズは、受信機の利得モードに応じて選択されることができ、これにより当該利得モードでの電流消費量を最小限に出来る。
【００４７】
典型的な実施形態では、ＬＯバッファのサイズは、受信機の利得モードの関数とされ得る。ＬＯバッファのサイズは、受信機がより低い利得からより高い利得モードに切り替わることに応答して増加され得る。あるいは、ＬＯバッファのサイズは、受信機がより低い利得からより高い利得モードに切り替わることに応答して減少され得る。
【００４８】
典型的な実施形態では、ミキサのサイズもまた、受信機の利得モードの関数とされ得る。ミキサのサイズは、受信機がより低い利得モードからより高い利得モードに切り替わることに応答して増加され得る。あるいは、ミキサのサイズは、受信機がより低い利得モードからより高い利得モードに切り替わることに応答して減少され得る。
【００４９】
典型的な実施形態では、受信機チェーンが低い利得を有するように設定された際には、ＬＯバッファとミキサの両方は第１のサイズに設定される。受信機チェーンが高い利得を有するように設定された際には、ＬＯバッファとミキサの両方は第１のサイズよりも大きい第２のサイズに設定される。この典型的な実施形態では、弱い信号の受信時には、より大きいＬＯバッファ及びミキサにより与えられるより良い線形性と位相ノイズ特性が得られ、他方、強い信号の受信時には、より小さいＬＯバッファとミキサにより得られる低電流消費が得られる。
【００５０】
典型的な実施形態では、図２を参照して説明された回路は、ＬＯバッファとミキサのサイズを、受信機の利得モードに依存させるために用いられ得る。このことは、利得モードに基づいて、図２における制御信号Ｃ１及びＣ２を設定することで達成されることが出来る。別の典型的な実施形態では、図５及び６を参照して述べられた回路は、これを参照して説明されたスイッチ及び制御信号を、受信機の利得モードに基づいて設定することにより用いられ得る。更に別の典型的な実施形態では、バッファ及び／またはミキサのサイズを選択可能とすることの出来るあらゆる回路接続が、受信機の利得モードに依存するように構成された制御信号ＣＬ及び／またはＣＭと共に、図３の構成において用いられ得る。
【００５１】
典型的な実施形態では、受信機の利得モードが調整されることに応答して、ＬＯバッファ及びミキサのサイズがlock-stepで調整されることが出来る。すなわち、ＬＯバッファのサイズが減少すれば、ミキサのサイズもまたそのようになり、逆もまた同様である。典型的な実施形態では、ミキサのサイズに対してなされる調整は、ＬＯバッファのサイズに対してなされる調整に比例する。例えば、もしＬＯバッファのサイズが２倍とされれば、ミキサのサイズもまたそのようにされる。これにより、ＬＯバッファの駆動能力が、駆動されるミキサの負荷のサイズに一致させることが出来る。
【００５２】
当業者は、受信機の２つより大きいあらゆる数の利得モードが、選択可能なＬＯバッファ及び／またはミキサのサイズの対応する数に関連付けられ得ることを理解するだろう。２つを超えるモードを組み込むそのような典型的な実施形態は、この開示の範囲内であると意図される。
【００５３】
図８は、この開示に従った選択可能なサイズを有するミキサ及びＬＯバッファを使用する送信機８００の典型的な実施形態を示す。図８では、ミキサ８４０はサブミキサ８４０．１〜８１０．Ｎで構成され、ＬＯバッファ８３０は各サブミキサに関連付けられたサブＬＯバッファ８３０．１〜８３０．Ｎで構成される。図示されるサブミキサ８４０．１から８４０．Ｎの各々は、例えばＩ成分のミキサ、逆Ｉ成分（inverseＩ）のミキサ（差動処理の場合）、Ｑ成分のミキサ、及び逆Ｑ成分（inverse Q）のミキサを含む、複数の別個のミキサ回路を含んでも良い。同様に、図示されるサブＬＯバッファ８３０．１〜８３０．Ｎの各々は、複数の別個のミキサ回路につき、複数の別個のＬＯバッファ回路を含んでも良い。
【００５４】
図８では、サブミキサ８４０．１〜８４０．Ｎ及びサブＬＯバッファ８３０．１〜８３０．Ｎは、それぞれ制御信号ＥＮ．１〜ＥＮ．Ｎを用いてベースバンドプロセッサ８１０によって選択的にイネーブルまたはディセーブルとされ得る。各サブミキサは、対応するバッファされたＬＯ信号と、ベースバンドプロセッサ８１０により生成され、選択可能なベースバンドフィルタ８２０．１〜８２０．Ｎでフィルタされたベースバンド信号とをミックスする。サブミキサのミックスされた出力信号は、その先の送信、例えばパワーアンプ（図示せず）を介したアンテナからの送信のためのドライバ増幅器８１７に、結合素子８１５を介して結合される。
【００５５】
送信機８００では、ベースバンドプロセッサ８１０は、例えばドライバ増幅器に与えられなければならない送信電力の総利得を含む基準に基づいて、イネーブルとするサブミキサ、サブＬＯバッファ、及びベースバンドフィルタのいずれかを選択し得る。例えば、最小利得モードで動作するためには、サブミキサ８４０．１、サブＬＯバッファ８３０．１、及びベースバンドフィルタ８２０．１のみがイネーブルとされ、残りのサブミキサ、サブＬＯバッファ、及びベースバンドフィルタはディセーブルとされ得る。このモードは、最小サイズのミキサ及びＬＯバッファで送信機８００を動作させることに相当し得る。最大利得モードで動作するためには、サブミキサ８４０．１〜８４０．Ｎ、サブＬＯバッファ８３０．１〜８３０．Ｎ、及びベースバンドフィルタ８２０．１〜８２０．Ｎの全てがイネーブルとされ得る。このモードは、最大サイズのミキサとＬＯバッファで送信機８００を動作させることに相当し得る。当業者は、中間サイズのミキサ及びＬＯバッファが、サブミキサ及びサブＬＯバッファの対応するサブセットをイネーブルにすることで得られることを理解するだろう。
【００５６】
典型的な実施形態では、サブミキサ、サブＬＯバッファ、及びベースバンドフィルタの各例はそれぞれ、サブミキサ、サブＬＯバッファ、及びベースバンドフィルタのその他のあらゆる例と同じ特性を有するように設計されて良く、これにより送信電力の利得ステップは正確に制御され得る。これは、例えば半導体チップ上において互いに同じ物理的なレイアウトを有するように回路ブロックを設計すること、及び／または回路ブロックを互いに物理的に近接して配置すること、及び／または回路ブロックをＬＯ信号に対して対称に位置付けること、により得られ得る。図８では、サブミキサ８４０．１〜８４０．Ｎは、互いに同じサイズを有するように全て示されている（すなわち、“１ｘ”サイズの乗算器を有する）。当業者は、サブミキサは互いに同じサイズを有する必要は無く、広く種々のサイズを有していても良いことを理解するだろう。そしてサブミキサは一般的に、例えばベースバンドプロセッサ８１０による送信電力ステップサイズの効果的な選択を容易にする２進数で重み付けされたサイズ（binary-weighted size）のように、異なりサイズを有することを理解するだろう。
【００５７】
図８では、水晶発振器８５４に結合された周波数シンセサイザ８５２の出力に結合された周波数分周器８５１を含むＬＯ発生器８５０によって、局部発振器信号が生成される。典型的な実施形態では、ＬＯ発生器８５０の回路ブロックは、周波数分周器８５１の唯１つの例の出力信号がＬＯバッファの複数の例８３０．１〜８３０．Ｎに結合されつつ、サブミキサ／サブＬＯバッファ／ベースバンドフィルタの各例から物理的に分離され得る。唯１つの周波数分周器８５０があるため、送信機８００では複数の周波数分周器の同期は要求されないだろう。
【００５８】
調整可能な送信機アーキテクチャ８００について本明細書で述べられた技術は、図示された送信機の具体的な実装にこの開示の範囲を限定することを意味しないことに留意する。代わりうる典型的な実施形態（図示せず）では、この開示の技術は、更なる利得制御要素またはフィルタのような、図示せぬ追加の回路要素を用いた送信機において採用されても良い。本技術はまた、図示されたものより少ない回路要素を用いた送信機においても採用され得る。例えば、ベースバンドフィルタ８２０．１〜８２０．Ｎは、ベースバンドプロセッサ８１０にダイレクトに集積され、または全サブミキサにつき唯１つのベースバンドフィルタが設けられる。そのような典型的な実施形態は、この開示の範囲内であると意図される。
【００５９】
図９は、この開示に従った典型的な方法を示す。この方法は例示に過ぎず、この出願の範囲を開示された具体的な方法、または開示されたステップの具体的な順序に限定することを意味しないことに留意する。
【００６０】
ステップ９００において方法は、送信機第１利得モードである際について第１ミキササイズを選択する。
【００６１】
ステップ９１０において方法は、送信機が第２利得モードである際について第２ミキササイズを選択する。
【００６２】
ステップ９２０において方法は、送信機が第１利得モードである際に第１ＬＯバッファサイズを選択する。
【００６３】
ステップ９３０において方法は、送信機が第２利得モードである際に第２ＬＯバッファサイズを選択する。
【００６４】
当業者は、述べられた技術が全般に、送信機と受信機の実施形態の両方に適用されることができ、そして図示された具体的な典型的な実施形態にのみ限定されないことを理解できるであろうことに留意する。
【００６５】
当業者は、情報及び信号が任意の様々な異なる技術及び技法を使用して表され得ることを理解するであろう。例えば、上述の至る所で参照され得るデータ、指示、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または粒子、光学場または粒子、またはその任意の組合せによって表され得る。
【００６６】
当業者は、本明細書に開示された実施形態に関連して述べられた様々な例示の論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または双方の組合せとして実施され得ることを更に認識するであろう。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に例証するために、様々な例示の要素部品、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、一般にそれらの機能に関して上で述べられてきた。そのような機能がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるか否かは、特定のアプリケーション及びシステム全体に課せられた設計制限に依存する。当業者は、記述した機能を特定の各アプリケーションのために様々な方法で実施し得るが、そのような実施決定はこの発明の典型的な実施形態の範囲から逸脱するものと解釈されるべきでない。
【００６７】
本明細書に開示された実施形態に関連して述べられた様々な例示の論理ブロック、モジュール、及び回路は、本明細書で述べた機能を実行するために設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア部品、またはその任意の組合せによって実装または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであって良いが、これに代わるものでは、プロセッサはあらゆるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであり得る。プロセッサはまた、計算デバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連係した１つまたはそれ以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成として実施され得る。
【００６８】
本明細書に開示された実施形態に関連して述べられた方法またはアルゴリズムのステップは、直接、ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはその二つの組合せにおいて具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的に書き込み可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去及び書き込み可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で既知である他の形の任意の記録媒体に存在し得る。典型的な記録媒体は、プロセッサが記録媒体から情報を読出し、そして記録媒体へ情報を書込むことが出来るように、プロセッサへ結合され得る。これに代るものでは、記録媒体は、プロセッサへ一体化されても良い。プロセッサ及び記録媒体は、ＡＳＩＣ内にあっても良い。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内にあっても良い。あるいは、プロセッサ及び記録媒体は、ユーザ端末においてディスクリート部品としてあっても良い。
【００６９】
１つまたはそれ以上の典型的な設計では、述べられた機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、それらの機能は１つまたはそれ以上の命令またはコードとして、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され、或いは伝送され得る。コンピュータ読み取り可能な媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの持ち運びを助ける任意の媒体を含むコンピュータ記憶メディア及び通信メディアの双方を含む。記録媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であって良い。例として、これに限定するもので無いものとして、このようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはその他の光ディスク媒体、磁気ディスク媒体またはその他の磁気記録デバイス、または命令またはデータ構造の形で所望のプログラムコードを運びまたは保持するために使用され、そしてコンピュータによってアクセスできる他の任意の媒体を含むことが出来る。また、あらゆる接続が、適切にコンピュータ読み取り可能な媒体と呼ばれる。例えば、そのソフトウェアが同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、或いは赤外線、無線、及びマイクロ波といった無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、またはその他のリモートソースから送信されるならば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、或いは赤外線、無線、及びマイクロ波といった無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク（disk and disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光学ディスク、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、及びブルーレイディスクを含み、ディスク（disk）は、一般的に、磁気によってデータを再生し、ディスク（disc）はレーザによって光学的にデータを再生する。上記の組合せもまたコンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００７０】
開示された典型的な実施形態の上記説明は、当業者に本発明の製造及び使用を容易にするために与えられる。これらの典型的な実施形態の種々の変形が、当業者には容易に明白であろう。そして本明細書で定義された包括的な原理は、この発明の範囲または精神から逸脱することなく、その他の実施形態に適用され得る。よって、この発明は、本明細書に示された実施形態に限定されることを意図したものではないが、本明細書で開示された新規な特徴と原理に一致する最も広い範囲に許容される。
【００７１】
本明細書及び特許請求の範囲において、要素が別の要素に“接続され”または“結合され”と呼ばれる際には、他の要素に直接接続されまたは結合される、または間に要素が介在することが出来ることが理解されるだろう。逆に、要素が別の要素に“直接接続され”または“直接結合され”と呼ばれる際には、間に介する要素は存在しない。
【００７２】
多くの側面及び例が述べられてきた。しかし、これらの例の種々の変形が可能であり、本明細書で与えられた原理は同様にして他の側面に応用され得る。これらの及び他の側面は、以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【図１】
2010539820.tif 000003
【図２】
2010539820.tif 000004
【図３】
2010539820.tif 000005
【図４】
2010539820.tif 000006
【図５】
2010539820.tif 000007
【図６】
2010539820.tif 000008
【図７】
2010539820.tif 000009
【図８】
2010539820.tif 000010
【図９】
2010539820.tif 000011
【国際調査報告】
2010539820.tif 000012
2010539820.tif 000013
2010539820.tif 000014