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具有可选混频器及跨导单位的混频器 - 跨导接口
    根据 35U.S.C.§120 主张优先权
     本专利申请案主张当前正待决的在 2009 年 7 月 2 日申请的标题为 “高效混频 器 - 跨导接口 (Efficient Mixer-Transconductance Interface)” 的第 61/222,569 号美 国临时专利申请案的优先权， 且所述临时专利申请案已转让给本案受让人， 且特此以引用 的方式明确地并入本文中。
     技术领域
     本发明涉及电路设计， 且明确地说， 涉及高效混频器 - 跨导接口。 背景技术 通信电路可使用一个或一个以上混频器电路来将信号频谱从一个频率转变为另 一频率。举例来说， 在发射器中， 混频器可用于上变频转换器中以将基带信号转换为射频 (RF) 信号。在接收器中， 混频器可用于下变频转换器中以将所接收到的 RF 信号转换为中 频 (IF) 或基带以供处理。特定混频器电路可利用电流模式架构， 在电流模式架构中， 使第
     一输入电压与信号电流 ( 例如， 混频器的偏压电流 ) 混频以产生输出信号。信号电流可由 跨导 (Gm) 块产生， 跨导块又从第二输入电压产生信号电流。在一些实施方案中， 混频器与 Gm 块两者可具备多个增益设定以调谐混频器 - 跨导块的总增益。
     在多频带或多模式收发器中， 可提供混频器及 / 或 Gm 块的多个例子以适应每一单 独信号路径或模式中的操作。这可能需要复制混频器 - 跨导块的特定部分以支持所述多个 操作模式。此外， 可能需要混频器处理复合信号， 即， 具有同相 (I) 分量与正交 (Q) 分量两 者的信号。 支持多模式及复杂操作所需的增加的电路的量可能令人无法接受地增加集成电 路 (IC) 裸片面积， 而且增加混频器与 Gm 块之间的接口中的信号引线的数目。
     将需要提供一种用于混频器及 Gm 块的高效架构， 所述架构提供用于混频器 - 跨导 块的多个增益设定， 且进一步高效地适应用于多模式操作的复合信号的混频。 发明内容 本发明的一方面提供一种设备， 其包含 ： 耦合到第一输入电压的混频器块， 所述混 频器块包含各自耦合到所述第一输入电压及耦合到对应的混频器单位输入电流的多个混 频器单位单元， 至少一个混频器单位单元能够被选择性地启用或停用， 每一混频器单位单 元经配置以产生一输出信号， 所述输出信号与混频有所述对应混频器单位输入电流的所述 第一输入电压成比例 ； 耦合到第二输入电压的跨导 (Gm) 块， 所述 Gm 块包含各自耦合到所述 第二输入电压的多个 Gm 单位单元， 至少一个 Gm 单位单元能够被选择性地启用或停用， 每一 Gm 单位单元经配置以产生与所述第二输入电压成比例的至少一个 Gm 单位输出电流， 所述 多个 Gm 单位单元的所述 Gm 单位输出电流以导电方式耦合在一起 ； 及导电路径， 其将所述以 导电方式耦合的 Gm 单位输出电流耦合到所述混频器单位输入电流。
     本发明的另一方面提供一种方法， 其包含 ： 将第一输入电压耦合到混频器块内的
     多个混频器单位单元 ； 选择性地启用或停用至少一个混频器单位单元 ； 将第二输入电压耦 合到跨导 (Gm) 块内的多个 Gm 单位单元 ； 选择性地启用或停用至少一个 Gm 单位单元 ； 及使 用单个导电路径将至少两个 Gm 单位单元的输出电流耦合到所述混频器块。
     本发明的又一方面提供一种设备， 其包含 ： 耦合到第一输入电压的混频器块， 所述 混频器块包含各自耦合到所述第一输入电压及耦合到对应混频器单位输入电流的多个混 频器单位单元， 至少一个混频器单位单元能够被选择性地启用或停用， 每一混频器单位单 元经配置以产生一输出信号， 所述输出信号与混频有所述对应混频器单位输入电流的所述 第一输入电压成比例 ； 耦合到第二输入电压的跨导 (Gm) 块， 所述 Gm 块包含各自耦合到所述 第二输入电压的多个 Gm 单位单元， 至少一个 Gm 单位单元能够被选择性地启用或停用， 每一 Gm 单位单元经配置以产生与所述第二输入电压成比例的至少一个 Gm 单位输出电流 ； 及用 于高效地将所述 Gm 单位输出电流耦合到所述混频器单位输入电流的装置。
     本发明的又一方面提供一种用于无线通信的装置， 所述装置包含用于放大 TX 信 号的至少一个基带发射 (TX) 放大器、 TX LO 信号产生器、 耦合到所述 TX LO 信号产生器及所 述至少一个基带 TX 放大器的输出的上变频转换器、 耦合到所述上变频转换器的输出的 TX 滤波器、 耦合到所述 TX 滤波器的功率放大器 (PA)、 RX 滤波器、 耦合到所述 RX 滤波器的低噪 声放大器 (LNA)、 RX LO 信号产生器、 耦合到所述 RX LO 信号产生器及所述 RX 滤波器的下变 频转换器、 耦合到所述下变频转换器的输出的至少一个低通滤波器， 所述上变频转换器及 所述下变频转换器中的至少一者包含 ： 耦合到第一输入电压的混频器块， 所述混频器块包 含各自耦合到所述第一输入电压及耦合到对应混频器单位输入电流的多个混频器单位单 元， 至少一个混频器单位单元能够被选择性地启用或停用， 每一混频器单位单元经配置以 产生输出信号， 所述输出信号与混频有所述对应混频器单位输入电流的所述第一输入电压 成比例 ； 耦合到第二输入电压的跨导 (Gm) 块， 所述 Gm 块包含各自耦合到所述第二输入电压 的多个 Gm 单位单元， 至少一个 Gm 单位单元能够被选择性地启用或停用， 每一 Gm 单位单元 经配置以产生与所述第二输入电压成比例的至少一个 Gm 单位输出电流， 所述多个 Gm 单位 单元的所述 Gm 单位输出电流以导电方式耦合在一起 ； 及导电路径， 其将所述以导电方式耦 合的 Gm 单位输出电流耦合到所述混频器单位输入电流。 附图说明 图 1 说明耦合到跨导 (Gm) 块的现有技术混频器的例子 ；
     图 1A 说明用于图 1 中所展示的块的现有技术有源双平衡电流模式差分混频 器 - 跨导架构的实例实施方案 ；
     图 2 说明耦合到具有增益控制的 Gm 块的混频器的实例现有技术实施方案 ；
     图 3 说明根据本发明的增益控制的混频器跨导架构的示范性实施例 ；
     图 3A 说明图 3 中所展示的混频器 - 跨导块的示范性晶体管层级实施例 ；
     图 3B 说明图 3A 中所展示的缓冲器块的示范性实施例 ；
     图 4 说明用于将两个复合信号彼此混频的混频器 - 跨导架构的示范性实施例 ；
     图 5 说明本发明的替代示范性实施例， 其中单个 Gm 块在用于 N 个相异频率范围的 多个混频器当中共享 ；
     图 6 说明可实施本发明的技术的无线通信装置的设计的框图 ； 及
     图 7 说明根据本发明的方法的示范性实施例。具体实施方式
     下文结合附图所陈述的详细描述意在作为本发明的示范性实施例的描述且无意 表示可实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述而使用的术语 “示范性” 表示 “充当实例、 例 子或说明” ， 且未必应被解释为比其它示范性实施例优选或有利。 详细描述包括特定细节以 便实现提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的。所属领域的技术人员将明白， 可 在无这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子中， 以框图形式展示 众所周知的结构及装置， 以便避免模糊本文中所呈现的示范性实施例的新颖性。
     图 1 说明现有技术混频器 - 跨导块 100 的操作。在图 1 中， 混频器块 110 经配置 以将第一差分输入电压 V1 ＝ V1p-V1n 与混频器差分输入电流 I ＝ Ip-In 混频或相乘， 以产 生差分输出信号 Out ＝ Outp-Outn， 所述差分输出信号 Out ＝ Outp-Outn 可为差分电压或 差分电流。差分电流 I 由 Gm 块 120 产生， Gm 块 120 经设计以致使 I 在合适范围内与第二 差分输入电压 V2 ＝ V2p-V2n 成线性比例。将了解， 整个混频器 - 跨导块 100 有效地混频第 一差分输入电压 V1 与第二差分输入电压 V2 以产生差分输出信号 “输出 (Out)” ， 其中 “输出 (Out)” 相对于 V1 及 V2 的量值由混频器块 110 及 Gm 块 120 的增益表征。在所展示的实例 中， 差分电流 I 经由导电路径 125 而供应到混频器块 110， 导电路径 125 可经定义以包括分 别用于电流 Ip 及 In 的两条导电引线 125p 及 125n。 虽然在图 1 中将第一输入电压 V1 及第二输入电压 V2 展示为差分电压， 但将了解， 本发明的技术无需限于处理差分电压的混频器块或 Gm 块。还可容易地适应单端电压， 且所 属领域的技术人员可容易地得出对所展示的技术的修改。 此外， 将了解， 混频器可为单平衡 式或双平衡式。预期此些替代示范性实施例在本发明的范围内。
     在示范性实施例中， 混频器块 110 及 Gm 块 120 可用于 ( 例如 ) 针对 RF 发射器应 用的上变频转换器中。在此情况下， 电压 V1 可为 ( 例如 ) 发射 (TX) 本机振荡器 (LO) 电 压， 且电压 V2 可为 ( 例如 ) 待发射的基带 TX 信号。或者， 混频器块 110 及 Gm 块 120 可用 于 ( 例如 ) 针对 RF 接收器应用的下变频转换器中。在此情况下， 电压 V1 可为 ( 例如 ) 接 收 (RX)LO 电压， 且电压 V2 可为 ( 例如 ) 待下变频转换到基带或某一其它中频 (IF) 的所接 收 RF 信号。下文参看图 6 给出将本发明的技术应用于无线电收发器架构的进一步描述。
     图 1A 说明用于图 1 中所展示的块 100 的现有技术有源双平衡电流模式差分混频 器 - 跨导架构的实例实施方案 100A。注意， 仅出于说明性目的而展示图 1A， 且图 1A 无意将 本发明的范围限于用于实施混频器或 Gm 块的任何特定技术。举例来说， 所属领域的技术人 员将了解， 无源混频器实施方案也可采用本发明的技术， 且预期此些替代示范性实施例在 本发明的范围内。
     在图 1A 中， Gm 块 120A 包括经配置以分别将电压 V2p 及 V2n 转换为电流 Ip 及 In 的晶体管 160p 及 160n。 电流 Ip 是经由导电引线 125p 而提供到包括晶体管 150.1 及 150.2 的第一混频器差分对， 而电流 In 是经由导电引线 125n 而提供到包括晶体管 150.3 及 150.4 的第二混频器差分对。第一混频器差分对与第二混频器差分对共用形成混频器块 110A， 且 将输入电压 V1p 及 V1n 与由 Gm 块 120A 产生的电流 Ip 及 In 相乘。使第一混频器差分对与 第二混频器差分对的输出交叉耦合以产生差分输出电流 Iout ＝ Ioutp-Ioutn。
     图 2 说明耦合到具有增益控制的 Gm 块 220 的混频器块 210 的实例现有技术实施 方案， 本文中将 Gm 块 220 及混频器块 210 统称为增益控制的混频器 - 跨导块 200。混频器 块 210 包括 m 个混频器单位单元 110.1 到 110.m 的集合， 且 Gm 块 220 包括与所述 m 个混频 器单位单元一一对应的 m 个 Gm 单位单元 120.1 到 120.m 的集合。将第一差分输入电压 V1 ＝ V1p-V1n 提供到混频器单位单元 110.1 到 110.m 中的每一者， 且将第二差分输入电压 V2 ＝ V2p-V2n 提供到 Gm 单位单元 120.1 到 120.m 中的每一者。Gm 单位单元产生经由导电路 径 125.1 到 125.m 而耦合到混频器单位单元中的对应者的对应 Gm 单位差分输出电流 Ip.1 及 In.1 到 Ip.m 及 In.m。导电路径 125.1 到 125.m 中的每一者可包括两条导电引线 ： 一条 导电引线用于运载正电流 Ip.k， 且另一条导电引线用于运载负电流 In.k， 其中 k 为从 1 到 m 的索引。在一实施方案中， 混频器单位单元 110.1 到 110.m 中的每一者可并入有如图 1A 中所展示的 110A 的电路， 且混频器单位单元 120.1 到 120.m 中的每一者可并入有也如图 1A 中所展示的 120A 的电路。
     在图 2 中， 可如下来实现混频器 - 跨导块 200 的增益控制。可通过对应启用信号 ( 或控制位 )Enm.1 到 Enm.m 来启用或停用所述 m 个混频器单位单元 110.1 到 110.m 中的 每一者， 同时还可通过对应启用信号 Eng.1 到 Eng.m 来启用或停用所述 m 个 Gm 单位单元 120.1 到 120.m 中的每一者。通过在任何时间选择启用或停用所述混频器 -Gm 单位单元对 中的哪些混频器 -Gm 单位单元对， 可选择混频有输入电压 V1 的总电流， 因此允许使用多个 增益步长 (gain step) 进行对混频器 - 跨导块 200 的增益控制。举例来说， 对于最大增益， 可启用所有 Gm 单位单元 120.1 到 120.m 以从 Gm 块 220 产生最大电流， 且还可启用所有对 应混频器单位单元 110.1 到 110.m。或者， 可启用 Gm 单位单元 120.1 到 120.m 的子集， 以及 混频器单位单元 110.1 到 110.m 的对应子集， 以产生小于最大增益的增益。
     在示范性实施例中， 可根据数字方案 ( 例如， 二进制译码方案、 温度计译码方案 (thermometer coding scheme)， 或此项技术中已知的任何其它译码方案 ) 来控制混频 器 - 跨导块 200 的增益。举例来说， 在具有 4 位增益控制的混频器 - 跨导块 200 的二进制 译码实施方案中， 可提供大小为 1x、 1x、 2x、 4x 及 8x 的 5 个混频器 -Gm 单位单元对。在此二 进制译码实施方案中， 可通过使用所述四个控制位选择性地启用或停用混频器 -Gm 单位单 元对来指定十六个非零增益电平， 其中大小为 1x 的混频器 -Gm 单位单元中的一者始终启 用。或者， 在温度计译码实施方案中， 可提供各自大小为 1x 的 16 个混频器 -Gm 单位单元 对。在此温度计译码实施方案中， 可通过使用四个控制位及解码器选择性地启用或停用混 频器 -Gm 单位单元对来指定十六个非零增益电平。解码器可用以将所述四个控制位转变为 用于所述 16 个混频器 -Gm 单位单元对的个别启用 / 停用信号。
     如先前所提到， 虽然为简单起见在图 2 中绘制为单线， 但为了适应差分信号， 导电 路径 125.1 到 125.m 中的每一者实际上可由两条单独导电引线组成， 一条导电引线用于正 电流 Ip 且另一条导电引线用于负电流 In。 在此情况下， 刚才所描述的二进制译码实施方案 可能需要 5 条导电路径或 10 条导电引线来实施十六个非零增益电平， 而温度计译码实施方 案可能需要 16 条导电路径或 32 条导电引线。对于支持多个相异频率范围的实施方案， 所 需导电引线的数目可对应地倍增。举例来说， 如果混频器 - 跨导块支持三个单独频率范围 ( 例如， 低、 中、 高 )， 那么二进制译码实施方案将需要 15 ＝ 3×5 条导电路径， 且温度计译码 实施方案将需要 48 ＝ 3×16 条导电路径。此外， 特定收发器可经设计以适应正交混频方案， 即， 第一同相及正交输入电压可 与第二同相及正交输入电压混频。在所述情况下， 每一单位增益单元可进一步与两条导电 路径相关联， 二进制译码实施方案将需要总共 30 ＝ 2×15 条导电路径 ( 或当信号为差分 信号时， 需要 60 条导电引线 )， 且温度计译码实施方案将需要总共 96 ＝ 2×48 条导电路径 ( 或当信号为差分信号时， 需要 192 条导电引线 )。
     将了解， 在 IC 中路由此些大量导电引线可能消耗显著的裸片面积且增加裸片成 本。此外， 各种寄生元件可与所述导电引线相关联， 包括导电引线的电阻、 其对地电容以及 其经由侧壁电容而相对于彼此的电容。这些寄生元件可负面地影响 Gm 块的线性、 增加混频 器噪声且使混频器电路的残余边带抑制 (RSB) 降级。因此， 将需要使混频器块与 Gm 块之间 的接口中的导电引线的数目最小化。
     图 3 说明根据本发明的增益控制的混频器 - 跨导块的示范性实施例 300。在图 3 中， 所述 n 个 Gm 单位单元 120.1 到 120.n 的 Ip 输出以导电方式耦合在一起， 且所述 n 个 Gm 单位单元的 In 输出也以导电方式耦合在一起。在本说明书及所附权利要求书中， 术语 “以 导电方式耦合” 将表示其中耦合的节点之间存在电短路 ( 即， 低电阻的导电路径 ) 的情况。
     在单个导电引线 325p 上运载 Ip 电流的总和， 且在单个导电引线 325n 上运载 In 电 流的总和。在图 3 中将所述两条导电引线 325p 及 325n 共用标记为导电路径 325。在混频 器处， 引线 325p 及 325n 各自耦合到混频器单位单元 110.1 到 110.m 的个别电流输入。可 将导电引线 325p 及 325n 理解为扇出到所述混频器单位单元中的每一者。可选择性地启用 或停用 Gm 块 320 的个别单位单元， 以调整混频器 - 跨导块 300 的增益。明确地说， 可通过 对应信号 Eng.1 到 Eng.n 来启用或停用所述 n 个 Gm 单位单元 120.1 到 120.n 中的每一者。 除选择性地启用所述 Gm 单位单元 120.1 到 120.n 之外， 还可通过对应信号 Enm.1 到 Enm.m 来选择性地启用所述 m 个混频器单位单元 110.1 到 110.m。将了解， 虽然未必影 响混频器 - 跨导块 300 的总增益， 但选择性地启用所述混频器单位单元将影响混频器单位 单元的线性以及在操作期间可用于 Gm 单位单元的余量 ( 例如， 漏极到源极电压 )。举例来 说， 当 Gm 单位单元经编程以产生电流 Ip 及 In 的最小值时， 则可启用较少混频器单位单元。 相反， 当 Gm 单位单元经编程以产生电流 Ip 及 In 的最大值时， 则可启用较多混频器单位单 元以有效地适应来自 Gm 单位单元的较大电流。
     注意， 虽然混频器单位单元 110.1 到 110.m 中的每一者均展示为耦合到对应的选 择性启用信号 Enm.1 到 Enm.m， 但一般来说， 并非所有混频器单位单元均需要耦合到对应的 选择性启用信号。举例来说， 在示范性实施例中， 可始终启用第一混频器单位单元 110.1 或 任何其它数目的混频器单位单元。预期此些替代示范性实施例在本发明的范围内。
     将了解， 与图 2 中所展示的混频器 - 跨导块 200 中的导电引线的数目相比， 块 300 中的此些引线的数目有利地得以减少， 同时保留混频器 - 跨导块的可调整增益的特征。
     将进一步了解， 因为 Gm 单位单元的输出以导电方式耦合在一起， 且经由导电引线 325p 及 325n 而提供到混频器单位单元， 所以 Gm 单位单元的数目与混频器单位单元的数目 无需相同， 且每一 Gm 单位单元无需与对应混频器单位单元一一对应。举例来说， 图 3 中展 示： Gm 单位单元 120.1 到 120.n 的数目 n 不同于混频器单位单元 110.1 到 110.m 的数目 m。 此外， 可独立于混频器单位单元的对应选择而作出启用或停用哪些 Gm 单位单元的选择。此 特征提供在编程混频器 - 跨导块 300 的特性中的额外自由度。
     图 3A 说明图 3 中所展示的混频器 - 跨导块的示范性晶体管层级实施例。注意， 仅 出于说明性目的而提供图 3A， 且无意将本发明的范围限于所描述的块的任何特定晶体管层 级实施方案。
     在图 3A 中， 每一 Gm 单位单元 120A.1 到 120A.n 展示为使用图 1A 中的 Gm 块 120A 的差分对架构来实施。提供对应开关晶体管 125p.1、 125n.1 到 125p.n、 125n.n 以用于 Gm 单位单元 120A.1 到 120A.n。所述开关晶体管耦合到对应的启用信号 Eng.1 到 Eng.n， 且经 配置以选择性地启用或停用对应的 Gm 单位单元。
     如本文中先前参看图 3 所描述， 在图 3A 中， 所述 n 个 Gm 单位单元 120.1 到 120.n 的 Ip 输出以导电方式耦合在一起， 且所述 n 个 Gm 单位单元的 In 输出也以导电方式耦合在 一起。使用单个导电引线 325p 将正电流 Ip 路由到混频器块 110A.1 到 110A.m， 同时还使用 单个导电引线 325n 将负电流 Ip 路由到混频器块。
     混频器单位单元 110A.1 到 110A.m 中的每一者采用图 1A 中所展示的混频器块 110A 的双平衡混频器架构。在所展示的示范性实施例中， 在混频器单位单元 110A.1 到 110A.m 中的每一者中提供选择性启用缓冲器 115p、 115n( 在图 3A 中， 针对每一混频器单位 单元个别地表示为 115p.1 到 115p.m 及 115n.1 到 115n.m)。响应于对应启用信号 Enm.1 到 Enm.m， 选择性启用缓冲器 115p、 115n 可将对应输入电压传递通过到每一混频器单位单元 中的第一及第二混频器差分对或拒绝对应输入电压， 藉此有效地接通或断开混频器单位单 元。
     图 3B 说明图 3A 中所展示的缓冲器块 115p 或 115n 的示范性实施例， 其中 “输入 (Input)” 表示缓冲器的输入电压， “输出 (Output)” 表示缓冲器的输出电压， 且 “En” 及 “En_ b” 分别表示选择性启用信号及选择性启用信号的逻辑反 (logical inverse)。
     将了解， 仅出于说明性目的而提供图 3A 及图 3B 中所展示的混频器块及 Gm 块的选 择性启用特征的特定实施方案， 且无意限制本发明的范围。所属领域的技术人员可容易地 得出选择性启用特征的其它实施方案， 且预期此些替代示范性实施例在本发明的范围内。
     可了解， 晶体管 160p.1 到 160p.n( 或 “Gm 晶体管” ) 中的任一者或全部可共享一 共用漏极， 而晶体管 160n.1 到 160n.n( 也表示为 “Gm 晶体管” ) 中的任一者或全部也可共 享一共用漏极。举例来说， 在图 3A 中， 晶体管 160p.1 到 160p.n 共享一共用漏极， 而晶体管 160n.1 到 160n.n 也共享一共用漏极。将了解， 一个以上 Gm 单位单元的晶体管共享一共用 漏极可有利地减小实施根据本发明的混频器 - 跨导块所需的裸片面积。
     在示范性实施例中， 本文中所描述的技术可进一步适应利用正交混频方案的收发 器。图 4 说明用于将两个复合信号彼此混频的混频器 - 跨导块的示范性实施例 400。在图 4 中， 混频器 - 跨导块 400 经配置以将同相及正交差分本机振荡器电压 (LO_Ip、 LO_In、 LO_ Qp、 LO_Qn) 与对应于所接收信号或待发射信号的同相及正交差分电压 (V_Ip、 V_In、 V_Qp、 V_Qn) 混频。 注意， 在图 4 中， 将混频器单位单元 ( 未图示 ) 的启用信号标记为用于同相电压 的 Enm.1...Enm.m(I) 及用于正交电压的 Enm.1...Enm.m(Q)， 而将 Gm 单位单元 ( 也未图示 ) 的启用信号标记为用于同相电压的 Eng.1...Eng.n(I) 及用于正交电压的 Eng.1...Eng. n(Q)。
     在实施例 400 中， 提供单独传导路径以将在 Gm 块 420 的输出处所产生的 I 电流及 Q 电流中的每一者耦合到混频器块 410， 从而导致两条传导路径 425I 及 425Q， 或用于差分信号的总共四条传导引线。在示范性实施例中， 将了解， 在 Gm 块与混频器之间的导电引线的 总数目大体上等于到 Gm 块的电压输入的数目。因此， 在存在四个电压输入 V_Ip、 V_In、 V_ Qp、 V_Qn 的情况下 ( 如图 4 中所展示 )， 存在四条导电引线以用于传导 I_Ip、 I_In、 I_Qp、 I_ Qn。
     在替代示范性实施例中， ( 例如 ) 引线的数目可依据到 Gm 块的电压输入的数目而 较多或较少。举例来说， 如果仅存在一个提供到 Gm 块 ( 其由多个 Gm 单位单元组成 ) 的单 端电压输入 V， 那么根据本发明， 可在 Gm 块与混频器块之间仅提供一条导电引线。
     将了解， 图 4 中所展示的架构无需应用于具有同相 (I) 分量及正交 (Q) 正交分量 的复合信号的混频。在替代示范性实施例中， 图 4 中所展示的架构还可应用于任何多维信 号 ( 例如， 各自具有主要分量及辅助分量的二维信号 ) 的混频。预期此些替代示范性实施 例在本发明的范围内。
     图 5 说明本发明的替代示范性实施例 500， 其中在用于 N 个相异频率范围的多个混 频器块 510.1 到 510.N 当中共享单个 Gm 块 520。在图 5 中， 提供用于第一频率范围 1 的第 一混频器块 510.1， 提供用于第二频率范围的第二混频器块 ( 未图示 ) 等等， 至多达提供用 于第 N 个频率范围 N 的第 N 个混频器块 510.N。分别提供用于混频器块 510.1 到 510.N 中 的每一者中的混频器单位单元 ( 未图示 ) 的启用信号 Enm.1 到 Enm.m1(I) 及 Enm.1 到 Enm. mN(Q)。注意， 一个频率范围的混频器块的控制位的值以及控制位的数目 m 大体上可独立于 另一频率范围的混频器块的控制位的值以及控制位的数目 m。所有混频器块 510.1 到 510. N 可共享来自单个 Gm 块 520 的导电路径 525I、 525Q。可了解， 与其中提供用于每一频率范 围的相异混频器及 Gm 块的实施方案相比， 此方案减小了多个频率范围所需的裸片面积。
     类似地， 在替代示范性实施例中， 还可提供用于单个混频器单位单元的多个 Gm 块。 举例来说， 在接收器应用中， 可提供多个前端低噪声放大器 (LNA)， 每一 LNA 经最佳化以 用于不同接收频率范围， 且每一 LNA 耦合到单独的 Gm 块。预期此些替代示范性实施例在本 发明的范围内。
     将了解， 与常规架构相比， 根据本发明的技术， 在混频器块与 Gm 块之间所路由的 导电引线的数目可得以减小。此外， 引入在相对于 Gm 块单独地启用混频器的单位单元中的 额外自由度。这些技术导致存在较少待路由的引线， 且因此可将具有较低薄层电阻的较宽 金属用于引线， 藉此减小路由电阻且增加 Gm 块的线性。且如参看图 5 所描述， 可在多个信 号路径当中共享单个 Gm 块， 从而导致显著裸片面积节省。此外， 在本发明的发射器实施例 中， 上文所描述的技术可有利地使混频器 - 跨导块布局中越过 LO 信号引线的基带导电引线 的数目最小化， 藉此有利地减少存在于系统中的 LO 耦合的量。
     图 6 说明可实施本发明的技术的无线通信装置 600 的设计的框图。图 6 展示实例 收发器设计。一般来说， 发射器及接收器中的信号的调节可由放大器、 滤波器、 上变频转换 器、 下变频转换器等的一个或一个以上级来执行。这些电路块可以不同于图 6 中所展示的 配置的配置来布置。此外， 图 6 中未展示的其它电路块也可用以调节发射器及接收器中的 信号。还可省略图 6 中的一些电路块。
     在图 6 中所展示的设计中， 无线装置 600 包括收发器 620 及数据处理器 610。数据 处理器 610 可包括存储器 ( 未图示 ) 以存储数据及程序代码。收发器 620 包括支持双向通 信的发射器 630 及接收器 650。一般来说， 无线装置 600 可包括用于任何数目个通信系统及频率范围的任何数目个发射器及任何数目个接收器。 可在一个或一个以上模拟集成电路 (IC)、 RF IC(RFIC)、 混频信号 IC 等上实施收发器 620 的全部或一部分。
     发射器或接收器可通过超外差式架构或直接转换架构来实施。在超外差式架构 中， 在多个级中在射频 (RF) 与基带之间对信号进行频率转换， 例如， 接收器在一个级中从 RF 转换到中频 (IF)， 且接着在另一级中从 IF 转换到基带。在直接转换架构中， 在一个级中 在 RF 与基带之间对信号进行频率转换。超外差式架构与直接转换架构可使用不同电路块 及 / 或具有不同要求。在图 6 中所展示的设计中， 发射器 630 及接收器 650 通过直接转换 架构来实施。
     在发射路径中， 数据处理器 610 处理待发射的数据且将 I 模拟输出信号及 Q 模拟 输出信号提供到发射器 630。 在所展示的示范性实施例中， 数据处理器 610 包括数 / 模转换 器 (DAC)614a 及 614b， 以用于将由数据处理器 610 产生的数字信号转换为 I 模拟输出信号 及 Q 模拟输出信号。DAC 614a 及 614b 可各自具备由时钟信号产生器 615 产生的时钟信号 615a。
     在发射器 630 内， 低通滤波器 632a 及 632b 分别对 I 模拟输出信号及 Q 模拟输出信 号进行滤波， 以移除由先前数 / 模转换产生的不合需要的图像。放大器 (Amp)634a 及 634b 分别放大来自低通滤波器 632a 及 632b 的信号， 且提供 I 基带信号及 Q 基带信号。 上变频转 换器 640 通过来自 TX LO 信号产生器 670 的 I 发射 (TX) 本机振荡 (LO) 信号及 Q 发射 (TX) 本机振荡 (LO) 信号对 I 基带信号及 Q 基带信号进行上变频转换， 且提供经上变频转换的信 号。滤波器 642 对经上变频转换的信号进行滤波， 以移除由上变频转换导致的不合需要的 图像以及接收频带中的噪声。功率放大器 (PA)644 放大来自滤波器 642 的信号以获得所要 输出功率电平且提供发射 RF 信号。发射 RF 信号路由经过双工器或开关 646， 且经由天线 648 而发射。
     在接收路径中， 天线 648 接收由基站发射的信号， 且提供所接收的 RF 信号， 所接收 的 RF 信号路由经过双工器或开关 646 且提供到低噪声放大器 (LNA)652。所接收的 RF 信 号由 LNA 652 来放大， 且由滤波器 654 来滤波以获得所要 RF 输入信号。下变频转换器 660 通过来自 RX LO 信号产生器 680 的 I 接收 (RX)LO 信号及 Q 接收 (RX)LO 信号对 RF 输入信 号进行下变频转换， 且提供 I 基带信号及 Q 基带信号。I 基带信号及 Q 基带信号由放大器 662a 及 662b 来放大， 且进一步由低通滤波器 664a 及 664b 来滤波， 以获得提供到数据处理 器 610 的 I 模拟输入信号及 Q 模拟输入信号。在所展示的示范性实施例中， 数据处理器 610 包括模 / 数转换器 (ADC)616a 及 616b 以用于将模拟输入信号转换为待由数据处理器 610 进一步处理的数字信号。ADC 616a 及 616b 可各自具备由时钟信号产生器 615 产生的时钟 信号 615b。
     LO 信号产生器 674 包括 TX LO 信号产生器 670 及 RX LO 信号产生器 680。TX LO 信号产生器 670 产生用于上变频转换的 I TX LO 信号及 Q TX LO 信号。RX LO 信号产生器 680 产生用于下变频转换的 I RX LO 信号及 Q RX LO 信号。每一 LO 信号为具有特定基本 频率的周期性信号。PLL 672 接收来自数据处理器 610 的时序信息， 且产生用以调整由 670 及 680 产生的 RX LO 信号及 TX LO 信号的频率及 / 或相位的信号。
     在示范性实施例中， 上变频转换器 640 及 / 或下变频转换器 660 可各自包括混频 器块及跨导 (Gm) 块， 且采用本文中所描述的技术以用于使混频器与 Gm 块高效地介接。图 7 说明根据本发明的方法 700 的示范性实施例。仅出于说明性目的而展示方法 700， 且无意将本发明的范围限于所描述的任何特定方法。
     在图 7 中， 在块 710 处， 将第一输入电压耦合到混频器块内的多个混频器单位单 元。
     在块 720 处， 选择性地启用或停用至少一个混频器单位单元。
     在块 730 处， 将第二输入电压耦合到跨导 (Gm) 块内的多个跨导 (Gm) 单位单元。
     在块 740 处， 选择性地启用或停用至少一个 Gm 单位单元。
     在块 750 处， 使用单个导电引线将至少两个 Gm 单位单元的输出电流耦合到混频器 块。
     所属领域的技术人员将理解， 可使用多种不同技术及技法中的任一者来表示信息 及信号。举例来说， 可通过电压、 电流、 电磁波、 磁场或磁粒子、 光场或光粒子或其任何组合 来表示可能贯穿上述描述而引用的数据、 指令、 命令、 信息、 信号、 位、 符号及码片。
     所属领域的技术人员将进一步了解， 结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说 明性逻辑块、 模块、 电路及算法步骤可实施为电子硬件、 计算机软件或两者的组合。为了清 楚地说明硬件与软件的这种可互换性， 上文已大体上在其功能性方面描述了各种说明性组 件、 块、 模块、 电路及步骤。将此功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个 系统的设计约束。 所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同的方式来实施所描述的 功能性， 但此些实施决策不应被解译为会造成偏离本发明的示范性实施例的范围。 可通过以下各项来实施或执行结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性 逻辑块、 模块及电路 ： 通用处理器、 数字信号处理器 (DSP)、 专用集成电路 (ASIC)、 现场可编 程门阵列 (FPGA) 或其它可编程逻辑装置、 离散门或晶体管逻辑、 离散硬件组件， 或其经设 计以执行本文中所描述的功能的任何组合。 通用处理器可为微处理器， 但在替代方案中， 处 理器可为任何常规处理器、 控制器、 微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组 合， 例如 DSP 与微处理器的组合、 多个微处理器的组合、 结合 DSP 核心的一个或一个以上微 处理器， 或任何其它此类配置。
     结合本文中所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤可直接体现于硬件中、 由 处理器执行的软件模块中， 或两者的组合中。软件模块可驻留在随机存取存储器 (RAM)、 快 闪存储器、 只读存储器 (ROM)、 电可编程 ROM(EPROM)、 电可擦除可编程 ROM(EEPROM)、 寄存 器、 硬盘、 可装卸盘、 CD-ROM 或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。将示范性存 储媒体耦合到处理器， 使得处理器可从存储媒体读取信息且将信息写入到存储媒体。在替 代方案中， 存储媒体可与处理器成一体式。处理器及存储媒体可驻留于 ASIC 中。ASIC 可驻 留于用户终端中。 在替代方案中， 处理器及存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端中。
     在一个或一个以上示范性实施例中， 可以硬件、 软件、 固件或其任何组合来实施所 描述的功能。如果以软件来实施， 那么可将所述功能作为一个或一个以上指令或代码而存 储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。计算机可读媒体包括计算机存储 媒体与通信媒体两者， 通信媒体包括促进计算机程序从一处到另一处的传送的任何媒体。 存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。作为实例而非限制， 此计算机可读媒体可 包含 RAM、 ROM、 EEPROM、 CD-ROM 或其它光盘存储装置、 磁盘存储装置或其它磁性存储装置， 或可用以运载或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码并可由计算机存取的任何
     其它媒体。并且， 严格地说， 任何连接均被称为计算机可读媒体。举例来说， 如果使用同轴 缆线、 光纤缆线、 双绞线、 数字订户线 (DSL) 或无线技术 ( 例如， 红外线、 无线电及微波 ) 而 从网站、 服务器或其它远程源传输软件， 那么同轴缆线、 光纤缆线、 双绞线、 DSL 或无线技术 ( 例如， 红外线、 无线电及微波 ) 包括于媒体的定义中。 如本文中所使用， 磁盘及光盘包括压 缩光盘 (CD)、 激光光盘、 光学光盘、 数字多功能光盘 (DVD)、 软性磁盘及蓝光光盘， 其中磁盘 通常以磁性方式再现数据， 而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述各项的组合也应包 括在计算机可读媒体的范围内。
     提供对所揭示的示范性实施例的先前描述是为了使所属领域的技术人员能够制 作或使用本发明。所属领域的技术人员将容易明白对这些示范性实施例的各种修改， 且在 不偏离本发明的精神或范围的情况下， 可将本文中所定义的一般原理应用于其它实施例。 因此， 本发明无意限于本文中所展示的实施例， 而是将被赋予与本文中所揭示的原理及新 颖特征一致的最宽范围。