[发明专利]基于可切换的变压器的巴伦

说明书

本文公开基于变压器的巴伦电路。巴伦可以使用螺旋变压器来实现，其中初级和次级变压器绕组可以电感耦合并且可以在相同的金属层(或不同的金属层，例如垂直相邻的金属层)上实现。巴伦还可包括补偿电容器和数字频率调谐电路。补偿电容器可以在差分端子之一处引入，以减小或抑制振幅和相位不平衡。数字频率调谐电路可以是可切换的电容器组，它允许调整基于变压器的巴伦的操作频率。

要求优先权

本申请要求2016年8月31日的美国专利申请No.15/253,647的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

背景技术

平衡-不平衡电路(或巴伦)是用于将平衡输入信号转换为不平衡输出信号或将不平衡输入信号转换为平衡输出信号的电子设备。巴伦电路具有产生平衡信号的能力，广泛用于各种通信系统，例如天线馈电网络、差分放大器、平衡混频器和倍频器，仅举几例。

发明内容

本公开的实施方案可提供集成的平衡信号-不平衡信号(巴伦)电路。巴伦电路可以是基于变压器的巴伦电路。巴伦电路可包括第一变压器绕组，具有可操作地耦合用于差分信号的第一端子和第二端子。巴伦电路还可包括第二变压器绕组，具有可操作地耦合用于单端信号的第三端子和第四端子。巴伦电路可包括集成电容器，具有导电地耦合到所述第一变压器绕组的第一端子或第二端子之一的第一电极。第一变压器绕组和第二变压器绕组可以彼此感应耦合。另外，第一变压器绕组和第二变压器绕组可以至少部分共面(或者一个绕组可以垂直地与另一个绕组相邻)。例如，初级和次级绕组的一部分可以设置在集成电路的共享金属层上(或在彼此相邻的相邻层上)。

在例子中，基于可调谐变压器的巴伦电路可包括具有两个平衡端子的绕组绕组、具有不平衡端子的初级绕组和数字频率调谐电路。调谐电路可以耦合在平衡端子之间，也可以耦合在不平衡端子和接地之间。在例子中，当调谐电路耦合在平衡端子之间时，调谐电路可以包括两个平衡端子之间的至少一个电容器、和耦合到至少一个电容器的数字控制开关。数字控制开关可以被配置为基于输入逻辑信号激活或停用至少一个电容器以控制巴伦电路的工作频率范围。

在例子中，一种调节具有两个平衡端子和不平衡端子的巴伦的工作频率的方法可包括提供具有多个电容器的电容器梯形。电容器梯形可以耦合到两个平衡端子。多个电容器中的每个电容器耦合到相应的多个数字开关的数字开关。该方法还可包括对于多个开关中的每一个，接收对应于巴伦的所需工作频率的第一逻辑信号和第二逻辑信号。第一逻辑信号可以施加于数字开关的栅极端子，并且第二逻辑信号可以施加于数字开关的漏极端子和源极端子，以激活或停止数字开关，从而将巴伦的工作频率调整到所需工作频率。

该概述旨在提供本专利申请的主题的概述。其目的不是提供对本发明的排他性或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。

附图说明

图1描绘了根据示例实施例的具有集成的失配补偿电容器的基于变压器的巴伦电路。

图2描绘了根据示例实施例的具有数字频率调谐电路的可切换的基于变压器的巴伦电路。

图3是示出根据示例实施例的用于图2的巴伦的数字频率调谐电路的各种设置的相位不平衡的信号图。

图4是示出根据示例实施例的用于图2的巴伦的数字频率调谐电路的各种设置的幅度不平衡的信号图。

图5是示出根据示例实施例的从不平衡端子到图2的巴伦电路的每个平衡端子(单端响应)的信号损失的信号图。

图6是示出根据示例实施例的图2的巴伦电路的差分-单响应(差分响应)的信号图。

图7是示出根据示例实施例的图2的巴伦电路的单端(不平衡)端子的返回损耗(输入回波损耗)的信号图。

图8是示出根据示例实施例的图2的巴伦电路的平衡端子的返回损耗(输出回波损耗)的信号图。