CN115004561B - 多模天线调谐器电路和相关装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种多模天线调谐器电路和相关装置。所述多模天线调谐器电路可以被配置为在低电流模式或高功率模式下操作。当在所述高功率模式下操作时，所述多模天线调谐器电路可以提供完全成熟的功能并且消耗较高电流量。相比之下，在所述低电流模式下，所述多模天线调谐器电路提供减少的功能性并且消耗较低电流量。在这点上，在采用多个多模天线调谐器电路的无线通信装置中，有可能基于操作环境(例如，频带、位置等)和无线通信装置的内部状态(例如，电池电量、信号强度等)将一些多模天线调谐器电路机会性地配置为在所述低电流模式下操作。结果，可以在不损害无线通信装置的性能的情况下降低功耗和散热。

Description

多模天线调谐器电路和相关装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年1月16日提交的美国临时专利申请序列号62/961,738的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的技术总体上涉及无线通信装置中的天线调谐器电路。

背景技术

无线通信设备在当今社会已经变得越来越普遍。这些无线通信设备的流行部分是由现在在这种设备上启用的许多功能驱动的。这种设备中处理能力的提高意味着无线通信设备已经从纯粹的通信工具发展成能够增强用户体验的复杂的移动多媒体中心。

重新定义的用户体验要求各种无线电接入技术(RAT)提供更高的数据速率，诸如Wi-Fi、长期演进(LTE)和第五代新无线电(5G-NR)。因此，无线通信设备可以包括不同的收发器电路和多个天线，用于以不同的RAT和/或射频传送无线通信信号。天线中的每个天线可以耦合到一个或多个天线调谐器电路，所述天线调谐器电路被配置为改进天线的阻抗匹配、频率调谐、功率处理和/或线性化。

值得注意的是，无线通信设备可能需要十几个天线调谐器电路，并且每个天线调谐器电路可能消耗大约50μA的电流来操作。在这点上，仅天线调谐器电路就可以消耗超过600μA的电流，这会导致无线通信设备中功耗和散热的增加。

发明内容

详细描述中所公开的方面包括多模天线调谐器电路和相关装置。在本文所公开的实施方案中，所述多模天线调谐器电路可以被配置为在低电流模式或高功率模式下操作。当在所述高功率模式下操作时，所述多模天线调谐器电路可以提供完全成熟的功能并且消耗较高电流量。相比之下，在所述低电流模式下，所述多模天线调谐器电路提供减少的功能性并且消耗较低电流量。在这点上，在采用多个多模天线调谐器电路的无线通信装置中，有可能基于操作环境(例如，频带、位置等)和无线通信装置的内部状态(例如，电池电量、信号强度等)将一些多模天线调谐器电路机会性地配置为在所述低电流模式下操作。结果，可以在不损害无线通信装置的性能的情况下降低功耗和散热。

在一个方面，提供了一种多模天线调谐器电路。所述多模天线调谐器电路包括耦合到电压源以接收电源电压的电压输入端。所述多模天线调谐器电路还包括耦合到天线端口以输出射频(RF)信号的信号输出端。所述多模天线调谐器电路还包括共同消耗第一电流量的第一组电路。所述多模天线调谐器电路还包括共同消耗大于所述第一电流量的第二电流量的第二组电路。所述多模天线调谐器电路还包括控制电路。所述控制电路被配置为接收指示低电流模式或高功率模式的指令。所述控制电路还被配置为当所述指令指示所述低电流模式时，使得所述第一组电路被激活并且所述第二组电路被去激活。所述控制电路还被配置为当所述指令指示所述高功率模式时，使得所述第一组电路被去激活并且使得所述第二组电路被激活。

在另一方面，提供了一种无线通信装置。所述无线通信装置包括一个或多个天线前端电路。所述天线前端电路中的每个天线前端电路包括耦合到天线的天线端口。所述天线前端电路中的每个天线前端电路还包括耦合到所述天线端口的多个多模天线调谐器电路。所述无线通信装置还包括耦合到所述一个或多个天线前端电路的主控制电路。所述主控制电路被配置为确定所述一个或多个天线前端电路中的至少一个天线前端电路中的所述多个多模天线调谐器电路当中的至少一个多模天线调谐器电路能够在低电流模式下操作。所述主控制电路还被配置为使得所述至少一个多模天线调谐器电路在所述低电流模式下操作。

在结合附图阅读了以下详细描述之后，本领域的技术人员将理解本公开的范围并认识到其额外方面。

附图说明

并入本说明书中并形成本说明书的一部分的附图说明了本公开的几个方面，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是示例性传统无线通信装置的示意图；

图2A是根据本公开的实施方案配置以实现电流消耗的机会性减少的示例性无线通信装置22的示意图；

图2B是提供在图2A的无线通信装置中的单线总线上传送的一个或多个SuBUS电报的示例性图示的示意图；

图3A是根据本公开的一个实施方案配置的示例性多模天线调谐器电路的示意图；

图3B是根据本公开的实施方案配置的示例性负电压多路复用器的示意图；

图4A是根据本公开的另一个实施方案配置的示例性多模天线调谐器电路的示意图；并且

图4B是根据本公开的另一个实施方案配置的示例性多模天线调谐器电路的示意图。

具体实施方式

下文阐述的实施方案表示使本领域技术人员能够实践实施方案并说明实践实施方案的最佳模式所必需的信息。在根据附图阅读以下描述时，本领域技术人员将理解本公开的概念，并将认识到这些概念在此未特别述及的应用。应理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。

应理解，尽管术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。

应当理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为“在另一元件上”或“延伸到”另一元件上时，其可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者也可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接延伸到另一元件上”时，不存在中间元件。同样，应理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为“在另一元件上方”或“在另一元件上方延伸”时，其可以直接在另一元件上方或直接在另一元件上方延伸，或者也可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接在另一元件上方”或“直接在另一元件上方”延伸时，不存在中间元件。还将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。

诸如“下方”或“上方”或“上”或“下”或“水平”或“竖直”的相对术语在本文中可以用于描述一个元件、层或区域与如图所说明的另一元件、层或区域的关系。应理解，这些术语和上面讨论的那些旨在包括除附图中描绘的定向之外的装置的不同定向。

本文所用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并且不旨在限制本公开。如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a/an)”和“所述”也旨在包括复数形式。还应理解，当在本文中使用时，术语“包括(comprises/comprising/includes/including)”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本领域普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解的是，除非本文明确地定义，否则本文使用的术语应被解释为具有与其在本说明书的上下文和相关技术中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来解释。

详细描述中所公开的方面包括多模天线调谐器电路和相关装置。在本文所公开的实施方案中，所述多模天线调谐器电路可以被配置为在低电流模式或高功率模式下操作。当在所述高功率模式下操作时，所述多模天线调谐器电路可以提供完全成熟的功能并且消耗较高电流量。相比之下，在所述低电流模式下，所述多模天线调谐器电路提供减少的功能性并且消耗较低电流量。在这点上，在采用多个多模天线调谐器电路的无线通信装置中，有可能基于操作环境(例如，频带、位置等)和无线通信装置的内部状态(例如，电池电量、信号强度等)将一些多模天线调谐器电路机会性地配置为在所述低电流模式下操作。结果，可以在不损害无线通信装置的性能的情况下降低功耗和散热。

在从图2A开始讨论本公开的多模天线调谐器电路之前，首先参考图1提供传统无线通信装置的简要概述，以帮助理解与传统天线调谐器电路相关联的电流消耗问题。

在这点上，图1是示例性传统无线通信装置10的示意图。传统无线通信装置10包括收发器电路12和数个天线前端电路14(1)-14(N)。天线前端电路14(1)-14(N)包括多个天线端口16(1)-16(N)，所述天线端口各自耦合到数个天线18(1)-18(N)中的相应一个天线。天线前端电路14(1)-14(N)中的每个天线前端电路包括一个或多个天线调谐器电路20(1)-20(M)，所述天线调谐器电路耦合到天线端口16(1)-16(N)中的相应一个天线端口。

值得注意的是，天线调谐器电路20(1)-20(M)中的每个天线调谐器电路可以被配置为针对天线18(1)-18(N)中的相应一个天线执行特定功能性。在这点上，将需要所有天线调谐器电路20(1)-20(M)同时操作，以便针对天线18(1)-18(N)中的相应一个天线执行完全成熟的功能性。

天线前端电路14(1)-14(N)中的任一天线前端电路中的天线调谐器电路20(1)-20(N)可以由收发器电路12配置为在高功率模式下同时操作，其中所有天线调谐器电路20(1)-20(M)被激活并且同时操作。在这点上，天线调谐器电路20(1)-20(M)中的每个天线调谐器电路可以消耗大约50μA的电流。

天线前端电路14(1)-14(N)中的任一天线前端电路中的天线调谐器电路20(1)-20(N)也可以由收发器电路12配置为在低功率模式下同时操作。在这点上，所有天线调谐器电路20(1)-20(M)被去激活并且消耗非常少的电流。

传统无线通信装置10可以被配置为支持多种无线电接入技术(RAT)和/或在多个射频(RF)频带中操作。因此，传统无线通信装置10可以包括多个天线，所述天线各自由多个天线调谐器电路支持。例如，如果传统无线通信装置10被配置为支持具有4个天线的四乘四(4x4)多输入多输出(MIMO)通信，并且每个天线由三(3)个天线调谐器电路支持，则传统无线通信装置10将最终具有十二(12)个天线调谐器电路。因此，当在高功率模式下同时操作时，12个天线调谐器电路将消耗大约600μA的电流。天线调谐器电路汲取的大量电流可能会显著缩短传统无线通信装置10的电池寿命，从而损害终端用户体验。因此，可能希望减少天线调谐器电路的电流消耗，以帮助延长传统无线通信装置10的电池寿命。

在这点上，图2A是根据本公开的实施方案配置以实现电流消耗的机会性减少的示例性无线通信装置22的示意图。在非限制性示例中，无线通信装置22可以是具有无线能力的设备，诸如智能手机、平板电脑、膝上型计算机、智能电器等。在另一个非限制性示例中，无线通信装置22也可以是网络节点，诸如蜂窝基站、无线接入点、低功率无线电头等。

无线通信装置22包括一个或多个天线前端电路24(1)-24(N)。天线前端电路24(1)-24(N)包括多个天线端口26(1)-26(N)，所述天线端口各自耦合到数个天线28(1)-28(N)中的相应一个天线。天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路包括耦合到天线端口26(1)-26(N)中的相应一个天线端口的数个多模天线调谐器电路30(1)-30(M)(表示为“M调谐器电路”)。天线前端电路24(1)-24(N)被配置为接收一个或多个射频(RF)信号32(1)-32(N)，并将RF信号32(1)-32(N)输出到天线端口26(1)-26(N)。

在非限制性示例中，多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的每个多模天线调谐器电路可以被配置为针对耦合到天线端口26(1)-26(N)中的相应一个天线端口的天线28(1)-28(N)中的相应一个天线执行特定功能(例如，负载检测、阻抗调谐、孔径阻抗调谐等)。例如，在天线前端电路24(1)中，多模天线调谐器电路30(1)可以被配置为执行负载检测，并且多模天线调谐器电路30(M)可以被配置为针对耦合到天线端口26(1)的天线28(1)执行阻抗调谐。

如下面详细讨论的，天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)可以被单独配置为在低电流模式或高功率模式下操作。当在高功率模式下操作时，多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的每个多模天线调谐器电路将消耗较高电流量(例如，50μA)。相比之下，当在低电流模式下操作时，多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的每个多模天线调谐器电路将消耗较低电流量(例如，10μA到12μA)。因此，有可能基于诸如操作环境(例如，频带、位置等)和无线通信装置22的内部状态(例如，电池电量、信号强度等)的因素，将多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的一些或所有多模天线调谐器电路配置为在低电流模式下操作。结果，可以在不损害无线通信装置22的性能的情况下降低功耗和散热。

作为示例，无线通信装置22包括主控制电路34，所述主控制电路可以是收发器电路。无线通信装置22还可以包括耦合到主控制电路34的总线控制电路36。总线控制电路36经由一个或多个单线总线38(1)-38(L)(表示为“SuBUS”)耦合到天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)，所述单线总线各自包括一根导线。

在非限制性示例中，天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的每个多模天线调谐器电路可以用作总线控制电路36的从属电路。在这点上，多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的每个多模天线调谐器电路由相应的唯一从属标识(USID)唯一地标识。因此，用作主电路的总线控制电路36可以基于USID与天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)通信。

总线控制电路36和天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)被配置为基于SuBUS电报进行通信，如图2B所说明。在这点上，图2B是提供在图2A的无线通信装置22中的单线总线38(1)-38(L)上传送的一个或多个SuBUS电报40、42的示例性图示的示意图。

SuBUS电报40、42中的每个SuBUS电报包括序列开始(SoS)序列44和紧跟在SOS序列44之后的SuBUS命令序列46。SuBUS命令序列46可以对应于预定义的SuBUS操作(例如，寄存器读或寄存器写)。SOS序列44总是在SuBUS命令序列46之前，并且总是从总线控制电路36传送到图2A中的天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)。因此，SuBUS电报40、42中的每个SuBUS电报代表一个通信时段，在所述通信时段期间，总线控制电路36可以与天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的任一多模天线调谐器电路通信。

在SuBUS电报40之后的SuBUS电报42可以与SuBUS电报40分开开始于时间T₁并结束于时间T₂(T₂>T₁)的快速充电时段48和开始于时间T₂并结束于时间T₃(T₃>T₂)的空闲时段50。快速充电时段48被配置为允许多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的每个多模天线调谐器电路经由单线总线38(1)-38(L)中的相应一个单线总线汲取快速充电电流I_充电(如图2A所示)。如稍后在图3A中所讨论的，快速充电电流I_充电允许多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的每个多模天线调谐器电路产生电源电压来为相应的天线调谐操作供电。

在这点上，单线总线38(1)-38(L)中的每个单线总线被称为在快速充电时段48期间处于快速充电状态。空闲时段50可以是无活动时段，在所述时段中，总线控制电路36和天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)可以是非活动的，以帮助节省功率。因此，单线总线38(1)-38(L)中的每个单线总线被称为在空闲时段50期间处于空闲状态。

总线控制电路36被配置为在快速充电时段48和空闲时段50期间暂停单线总线38(1)-38(L)上的SuBUS电报通信。因此，总线控制电路36和天线前端电路24(1)-24(N)中的每个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)被配置为抑制从时间T₁到T₃传送SuBUS电报和数据有效载荷。在这点上，单线总线38(1)-38(L)可以被称为在时间T₁与T₃之间处于暂停模式。

返回参考图2A，主控制电路34被配置为确定天线前端电路24(1)-24(N)中的至少一个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)当中的至少一个多模天线调谐器电路可以在低电流模式下操作。因此，主控制电路34可以产生指令52，以使得多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的至少一个多模天线调谐器电路在低电流模式下操作。例如，主控制电路34可以确定天线前端电路24(1)中的多模天线调谐器电路30(1)和天线前端电路24(N)中的多模天线调谐器电路30(M)可以在低电流模式下操作。因此，主控制电路34可以产生指令52，以使得天线前端电路24(1)中的多模天线调谐器电路30(1)和天线前端电路24(N)中的多模天线调谐器电路30(M)在低电流模式下操作。

主控制电路34还可以确定天线前端电路24(1)-24(N)中的至少一个天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)当中的至少另一个多模天线调谐器电路可以在高功率模式下操作。因此，主控制电路34可以产生指令52，以使得多模天线调谐器电路30(1)-30(M)当中的至少另一个多模天线调谐器电路在高功率模式下操作。例如，主控制电路34可以确定天线前端电路24(1)中的多模天线调谐器电路30(M)和天线前端电路24(N)中的多模天线调谐器电路30(1)可以在高功率模式下操作。因此，主控制电路34可以产生指令52，以使得天线前端电路24(1)中的多模天线调谐器电路30(M)和天线前端电路24(N)中的多模天线调谐器电路30(1)在高功率模式下操作。

主控制电路34可以基于各种因素来确定多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的哪一个多模天线调谐器电路应该在低电流模式下操作和/或多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的哪一个多模天线调谐器电路应该在高功率模式下操作。在非限制性示例中，主控制电路34可以基于诸如环境条件(例如，到RF发射器/接收器的距离、室内/室外、障碍物、用户密度等)、RF条件(例如，RF频带/频谱、发射功率、接收灵敏度、干扰、衰减等)、天线阻抗测量和/或电池条件的因素来确定低电流模式和/或高功率模式。

总线控制电路36从主控制电路34接收指令52。因此，总线控制电路36可以将指令52编码到SuBUS电报40、42(也称为“总线电报”)中，如图2A所示，并且将SuBUS电报40、42提供给天线前端电路24(1)-24(N)中的任一天线前端电路中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的任一多模天线调谐器电路。

天线前端电路24(1)-24(N)中的多模天线调谐器电路30(1)-30(M)可以基于不同配置来实施，如下面在图3A、图3B、图4A和图4B中所讨论的。图2A、图3A、图3B、图4A和图4B之间的共同元件在其中用共同的元件编号示出，并且在此不再重复描述。

图3A是根据本公开的一个实施方案配置的示例性多模天线调谐器电路54A的示意图。多模天线调谐器电路54A可以设置在天线前端电路24(1)-24(N)中的任一天线前端电路中，以用作多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的任一多模天线调谐器电路。

在非限制性示例中，多模天线调谐器电路54A包括总线接口电路56。总线接口电路56可以耦合到单线总线38(1)-38(L)中的任一单线总线，以在通信时段47期间从总线控制电路36接收SuBUS电报40、42(如图2B所示)，并在快速充电时段48期间从总线控制电路36汲取快速充电电流I充电。

多模天线调谐器电路54A包括控制电路58，作为示例，所述控制电路可以是微处理器或现场可编程门阵列(FPGA)。控制电路58可以与总线接口电路56分离，或者与总线接口电路56集成。控制电路58被配置为解码SuBUS电报40、42以提取指令52。控制电路58可以包括被配置为存储指令52的寄存器60(表示为“REGMAP”)。在非限制性示例中，指令52可以存储为二进制位图，其中二进制值“0”(也称为“第一值”)和二进制值“1”(也称为“第二值”)可以分别代表低电流模式和高功率模式。因此，通过将寄存器60设置为第一值或第二值，控制电路58可以使多模天线调谐器电路54A在低电流模式或高功率模式下操作。

在接收到指示低电流模式的指令52时，控制电路58可以首先确定寄存器60当前是否被设置为第二值。如果确定寄存器60具有第二值，则表明多模天线调谐器电路54A当前正在高功率模式下操作。换句话说，图2A中的主控制电路34旨在将多模天线调谐器电路54A从高功率模式切换到低电流模式。在这点上，控制电路58可以在从接收到指示低电流模式的指令52起的延迟时段(例如，大约50μs)之后将寄存器60设置为第一值。这样，在延迟时段期间维持高功率模式，从而使得在存在信号32(1)-32(N)的情况下维持热切换性能成为可能。

多模天线调谐器电路54A包括电压输入端62和耦合在总线接口电路56与电压输入端62之间的电压源64。在非限制性示例中，电压源64包括耦合在电压输入端62与接地(GND)之间的电容器C_V。在快速充电时段48期间，从总线控制电路36接收的快速充电电流I_充电对电容器C_V充电，以在电压输入端62处提供电源电压V_SUP。因此，电源电压V_SUP为多模天线调谐器电路54A供电，以在通信时段47期间在低电流模式或高功率模式下操作。在这点上，电容器C_V在快速充电时段48期间被重复充电，并且在通信时段47期间被放电，如图2B所示。在这点上，当电容器C_V完全充电时，电源电压V_SUP将较高(例如，1.95V)，并且当电容器C_V开始放电时，电源电压VSUP变得较低(例如，1.65V)。

多模天线调谐器电路54A包括正低压降(LDO)调节器66(表示为“P-LDO”)、负LDO调节器68(表示为“N-LDO”)和带隙参考电路70(表示为“带隙”)。正LDO调节器66和负LDO调节器68耦合到电压输入端62，并被配置为对电源电压V_SUP进行滤波，以产生与电源电压V_SUP和温度变化无关的正电源电压V_PSUP(例如，1.5V)和负电源电压V_NSUP(例如，-1.5V)。带隙参考电路70也耦合到电压输入端62，并被配置为基于电源电压V_SUP产生时钟参考电压V_CLK。

多模天线调谐器电路54A包括正电压多路复用器72(表示为“PCP MUX”)和负电压多路复用器74(表示为“NCP MUX”)。正电压多路复用器72包括第一电压输入端76、第二电压输入端78和第一电压输出端80。第一电压输入端76耦合到电压输入端62，并且第二电压输入端78耦合到正LDO调节器66。正电压多路复用器72可以被控制以在第一电压输出端80处选择性地输出电源电压V_SUP或正电源电压V_PSUP。负电压多路复用器74包括第三电压输入端82、第四电压输入端84和第二电压输出端86。第三电压输入端82耦合到电压输入端62，并且第四电压输入端84耦合到负LDO调节器68。负电压多路复用器74可以被控制以在第二电压输出端86处选择性地输出电源电压V_SUP或负电源电压V_NSUP。

多模天线调谐器电路54A包括线性化电路88、偏置电压电路90、正电荷泵92、负电荷泵94、调谐器驱动电路96和调谐器电路98。线性化电路88耦合在第一电压输出端80与调谐器电路98之间。偏置电压电路90和正电荷泵92各自耦合在第一电压输出端80与调谐器驱动电路96之间。负电荷泵94耦合在第二电压输出端86与调谐器驱动电路96之间。调谐器驱动电路96耦合到电压输入端62。调谐器电路98耦合在调谐器驱动电路96与信号输出端100之间，所述信号输出端可以耦合到图2A中的天线端口26(1)-26(N)中的相应一个天线端口。调谐器电路98接收RF信号32(1)-32(N)中的相应一个RF信号，并将RF信号32(1)-32(N)中的相应一个RF信号输出到信号输出端100。

正电荷泵92被配置为基于第一电压输出端80处的电源电压V_SUP或正电源电压V_PSUP产生正参考电压V_PREF(例如，3V或500mV)。负电荷泵94被配置为基于第二电压输出端86处的电源电压V_SUP或负电源电压V_NSUP产生负参考电压V_NREF(例如，-2.5V)。正参考电压V_PREF和/或负参考电压V_NREF用于偏置调谐器驱动电路96中的RF开关(未示出),以获得最佳性能(例如，导通电阻、截止电容、线性度和/或电压处理)。

线性化电路88可以包括数模转换器(DAC)(未示出)，所述数模转换器被配置为产生可编程偏置电压V_BIA，以开启/关闭调谐器电路98中的状态线性功能，从而获得最佳性能。偏置电压电路90耦合到第一电压输出端80，并被配置为产生主体参考电压V_BON，以最小化调谐器驱动电路96的阈值电压。

多模天线调谐器电路54A包括振荡器102和时钟多路复用器104(表示为“CLK”)。振荡器102耦合到带隙参考电路70，并被配置为产生参考频率f_REF并将其提供给负电荷泵94。时钟多路复用器104包括第一时钟输入端106、第二时钟输入端108和第一时钟输出端110。第一时钟输入端106耦合到振荡器102和负电荷泵94。第二时钟输入端108耦合到GND。第一时钟输出端110耦合到正电荷泵92。

多模天线调谐器电路54A可以包括第一滤波器电路112、第二滤波器电路114、第三滤波器电路116、第四滤波器电路118、第五滤波器电路120和第六滤波器电路122。在非限制性示例中，第一滤波器电路112、第二滤波器电路114、第三滤波器电路116、第四滤波器电路118、第五滤波器电路120和第六滤波器电路122中的每个滤波器电路都是电阻-电容(RC)滤波器。第一滤波器电路112耦合在电压输入端62与正LDO调节器66之间。第二滤波器电路114耦合在电压输入端62与负LDO调节器68之间。第三滤波器电路116耦合在电压输入端62与调谐器驱动电路96之间。第一滤波器电路112、第二滤波器电路114和第三滤波器电路116被配置为减小电源电压V_SUP中的纹波。第四滤波器电路118耦合在第一电压输出端80与正电荷泵92之间。第四滤波器电路118被配置为减小电源电压V_SUP或正电源电压V_PSUP中的纹波。第五滤波器电路120耦合在第二电压输出端86与负电荷泵94之间。第五滤波器电路120被配置为减小电源电压V_SUP或负电源电压V_NSUP中的纹波。第六滤波器电路122耦合在正电荷泵92与调谐器驱动电路96之间。第六滤波器电路122被配置为减小正参考电压V_PREF中的纹波。

多模天线调谐器电路54A进一步包括耦合在第一电压输出端80与调谐器驱动电路96之间的低电流电压开关124。在非限制性示例中，低电流电压开关124可以是汲取少至10μA的电流的绝缘体上硅(SOI)开关。

本文中，低电流电压开关124被称为多模天线调谐器电路54A中的第一组电路。正LDO调节器66、负LDO调节器68、带隙参考电路70、线性化电路88、正电荷泵92和时钟多路复用器104统称为多模天线调谐器电路54A中的第二组电路。第一组电路在被激活时可以执行减少的功能性并消耗第一电流量。第二组电路在被激活时可以执行完全成熟的功能，但是消耗高于第一电流量的第二电流量。

这样，第一组电路可以被预配置为在低电流模式下激活并且在高功率模式下去激活。相比之下，第二组电路可以被预配置为在低电流模式下去激活并且在高功率模式下激活。在非限制性示例中，第一组电路可以被预配置为当寄存器60被设置为二进制值“0”时自动激活，并且当寄存器60被设置为二进制值“1”时自动去激活。类似地，第二组电路可以被预配置为当寄存器60被设置为二进制值“0”时自动去激活，并且当寄存器60被设置为二进制值“1”时自动激活。应当注意，正电压多路复用器72、负电压多路复用器74、振荡器102和负电荷泵94在低电流模式和高功率模式下都是必要的，并且可以不被去激活。

在低电流模式下，正电压多路复用器72经由第一电压输入端76接收电源电压V_SUP，并且经由第一电压输出端80输出电源电压V_SUP。负电压多路复用器74经由第三电压输入端82接收电源电压V_SUP，并且经由第二电压输出端86输出电源电压V_SUP。结果，正LDO调节器66和负LDO调节器68都被旁路。当带隙参考电路70被去激活时，振荡器102被自偏置以产生比参考频率f_REF慢的降低的参考频率f_REF1。低电流电压开关124被配置为向调谐器驱动电路96提供电源电压V_SUP，从而绕过正电荷泵92。

在高功率模式下，正LDO调节器66被激活。因此，正电压多路复用器72经由第二电压输入端78接收正电源电压V_PSUP，并且经由第一电压输出端80输出正电源电压V_PSUP。负LDO调节器68也被激活。因此，负电压多路复用器74经由第四电压输入端84接收负电源电压V_NSUP，并且经由第二电压输出端86输出负电源电压V_NSUP。带隙参考电路70向振荡器102提供时钟参考电压V_CLK以产生参考频率f_REF。时钟多路复用器104向正电荷泵92提供参考频率f_REF。由于低电流电压开关124被去激活，所以正电荷泵92产生正参考电压V_PREF并将其提供给调谐器驱动电路96。

如前所述，由电容器C_V产生的电源电压V_SUP可以在1.65V与1.95V之间变化。因此，负电压多路复用器74被配置为在低电流模式下对电源电压V_SUP进行电平转换，以保持电源电压V_SUP的稳定性。在这点上，图3B是提供图3A的多模天线调谐器电路54A中的负电压多路复用器74的示例性图示的示意图。

负电压多路复用器74包括第一开关SW1和第二开关SW2。作为示例，第一开关SW1和第二开关SW2中的每一者可以是SOI开关。第一开关SW1和第二开关SW2被配置为在低电流模式下分别闭合和断开，使得第三电压输入端82可以耦合到第二电压输出端86。相比之下，第一开关SW1和第二开关SW2被配置为在高功率模式下分别断开和闭合，使得第四电压输入端84可以耦合到第二电压输出端86。

负电压多路复用器74包括耦合在第三电压输入端82与第二电压输出端86之间的电压补偿电路126。在非限制性示例中，电压补偿电路126包括分流路径128和晶体管M3。分流路径128耦合在第三电压输入端82与GND之间。作为示例，可以是金属氧化物硅(MOS)晶体管的晶体管M3包括耦合到分流路径128的栅极G、耦合到第三电压输入端82的源极S和耦合到第一开关SW1的漏极D。

当第三电压输入端82处的电源电压V_SUP为低(例如，1.65V)时，栅极G将大部分关闭，以使电源电压V_SUP被电平转换到第二电压输出端86。当第三电压输入端82处的电源电压V_SUP为高(例如，1.95V)时，分流路径128变得导通以拉低电源电压V_SUP，从而补偿电源电压V_SUP的增大。结果，电压补偿电路126可以降低在低电流模式下电源电压V_SUP的可变性。

图4A是根据本公开的另一个实施方案配置的示例性多模天线调谐器电路54B的示意图。多模天线调谐器电路54B可以设置在天线前端电路24(1)-24(N)中的任一天线前端电路中，以用作多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的任一多模天线调谐器电路。

多模天线调谐器电路54B包括耦合在第一电压输出端80与调谐器驱动电路96之间的低电流电荷泵130。多模天线调谐器电路54B还包括第二时钟复用器132(表示为“CLK”)。第二时钟多路复用器132包括第三时钟输入端134、第四时钟输入端136和第二时钟输出端138。第三时钟输入端134耦合到振荡器102，第四时钟输入端136耦合到GND，并且第二时钟输出端138耦合到低电流电荷泵130。本文中，低电流电荷泵130和第二时钟复用器132统称为多模天线调谐器电路54B中的第一组电路，所述第一组电路在低电流模式下被激活并且在高功率模式下被去激活。正LDO调节器66、负LDO调节器68、带隙参考电路70、线性化电路88、正电荷泵92和时钟多路复用器104统称为多模天线调谐器电路54B中的第二组电路，所述第二组电路在低电流模式下被去激活并且在高功率模式下被激活。正电压多路复用器72、负电压多路复用器74、振荡器102和负电荷泵94在低电流模式和高功率模式下都是需要的，并且可能不被去激活。

在低电流模式下，正电压多路复用器72经由第一电压输入端76接收电源电压V_SUP，并且经由第一电压输出端80输出电源电压V_SUP。负电压多路复用器74经由第三电压输入端82接收电源电压V_SUP，并且经由第二电压输出端86输出电源电压V_SUP。结果，正LDO调节器66和负LDO调节器68都被旁路。随着带隙参考电路70被去激活，振荡器102被自偏置以产生降低的参考频率f_REF1。低电流电荷泵130被配置为对电源电压V_SUP进行升压(例如，1.5倍)以产生升压的电源电压V_BSUP，并将升压的电源电压V_BSUP提供给调谐器驱动电路96。

在高功率模式下，正LDO调节器66被激活。因此，正电压多路复用器72经由第二电压输入端78接收正电源电压V_PSUP，并且经由第一电压输出端80输出正电源电压V_PSUP。负LDO调节器68也被激活。因此，负电压多路复用器74经由第四电压输入端84接收负电源电压V_NSUP，并且经由第二电压输出端86输出负电源电压V_NSUP。带隙参考电路70向振荡器102提供时钟参考电压V_CLK以产生参考频率f_REF。时钟多路复用器104向正电荷泵92提供参考频率f_REF。由于低电流电荷泵130被去激活，所以第二时钟多路复用器132也被去激活。结果，正电荷泵92产生正参考电压V_PREF并将其提供给调谐器驱动电路96。

图4B是根据本公开的另一个实施方案配置的示例性多模天线调谐器电路54C的示意图。多模天线调谐器电路54C可以设置在天线前端电路24(1)-24(N)中的任一天线前端电路中，以用作任何多模天线调谐器电路30(1)-30(M)中的任一多模天线调谐器电路。

在多模天线调谐器电路54C中，负LDO调节器68直接耦合到第五滤波器电路120。多模天线调谐器电路54C包括低电流参考电路140。低电流参考电路140被配置为向负LDO调节器68提供稳定的参考电压V_REFS。结果，负LDO调节器68从带隙参考电路70解耦。

多模天线调谐器电路54C还包括低频振荡器142(表示为“LF振荡器”)。低频振荡器142被配置为在低电流模式下产生降低的参考频率f_REF1。结果，振荡器102可以在低电流模式下被去激活。假设多模天线调谐器电路54C不再包括负电压多路复用器74，如图4A所示，负LDO调节器68将不会在低电流模式下被去激活。

在这点上，低电流电荷泵130、第二时钟复用器132和低频振荡器142统称为多模天线调谐器电路54C中的第一组电路，所述第一组电路在低电流模式下被激活并且在高功率模式下被去激活。正LDO调节器66、带隙参考电路70、线性化电路88、正电荷泵92、时钟多路复用器104和振荡器102统称为多模天线调谐器电路54C中的第二组电路，所述第二组电路在低电流模式下被去激活并且在高功率模式下被激活。正电压多路复用器72、负LDO调节器68、低电流参考电路140和负电荷泵94在低电流模式和高功率模式下都是需要的，并且不能被去激活。

在低电流模式下，正电压多路复用器72经由第一电压输入端76接收电源电压V_SUP，并且经由第一电压输出端80输出电源电压V_SUP。结果，正LDO调节器66被旁路。负LDO调节器68基于稳定的参考电压V_REFS产生负电源电压V_NSUP，并将负电源电压V_NSUP提供给负电荷泵94。当振荡器102被去激活时，低频振荡器142产生降低的参考频率f_REF1并将其提供给负电荷泵94。第二时钟多路复用器132向低电流电荷泵130提供降低的参考频率f_REF1。低电流电荷泵130被配置为对电源电压V_SUP进行升压(例如，1.5倍)以产生升压的电源电压V_BSUP，并将升压的电源电压V_BSUP提供给调谐器驱动电路96。

在高功率模式下，正LDO调节器66被激活。因此，正电压多路复用器72经由第二电压输入端78接收正电源电压V_PSUP，并且经由第一电压输出端80输出正电源电压V_PSUP。负LDO调节器68基于稳定的参考电压V_REFS产生负电源电压V_NSUP，并将负电源电压V_NSUP提供给负电荷泵94。带隙参考电路70向振荡器102提供时钟参考电压V_CLK以产生参考频率f_REF。时钟多路复用器104向正电荷泵92提供参考频率f_REF。由于低电流电荷泵130也被去激活，所以低频振荡器142和第二时钟复用器132也被去激活。结果，正电荷泵92产生正参考电压V_PREF并将其提供给调谐器驱动电路96。

本领域技术人员将认识到对本公开的实施方案的改进和修改。所有此类改进和修改都被认为是在本文所公开的概念和下文的权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种多模天线调谐器电路，所述多模天线调谐器电路包括：

电压输入端，所述电压输入端耦合到电压源以接收电源电压；

调谐器驱动电路，耦合到信号输出端，所述信号输出端耦合到天线端口以输出射频(RF)信号；

第一组电路，所述第一组电路包括低电流电压开关，当所述第一组电路被激活以向所述调谐器驱动电路提供电源电压时，所述第一组电路共同消耗第一电流量；

第二组电路，所述第二组电路包括正低压降LDO调节器、负LDO调节器、带隙参考电路、线性化电路和正电荷泵，当所述第二组电路被激活以向所述调谐器驱动电路提供电源电压时，所述第二组电路共同消耗大于所述第一电流量的第二电流量；和

控制电路，所述控制电路包括寄存器并且被配置为：

响应于接收到指示低电流模式的指令，将所述寄存器设置为第一值，以使得所述第一组电路被激活并且所述第二组电路被去激活；并

且

响应于接收到指示高功率模式的指令，将所述寄存器设置为不同于所述第一值的第二值，以使得所述第一组电路被去激活并且所述第二组电路被激活。

2.如权利要求1所述的多模天线调谐器电路，其中所述控制电路还被配置为在从接收到指示所述低电流模式的所述指令起的延迟时段之后，将所述寄存器设置为所述第一值。

3.如权利要求1所述的多模天线调谐器电路，其中：

所述正LDO调节器、所述负LDO调节器和所述带隙参考电路各自耦合到所述电压输入端；

所述线性化电路和所述正电荷泵各自耦合到第一电压输出端；

所述多模天线调谐器电路还包括：

正电压多路复用器，所述正电压多路复用器具有耦合到所述电压输入端的第一电压输入端、耦合到所述正LDO调节器的第二电压输入端，和第一电压输出端；

偏置电压电路，所述偏置电压电路耦合到所述第一电压输出端；

负电荷泵，所述负电荷泵耦合到所述负LDO调节器；

振荡器，所述振荡器耦合到所述带隙参考电路；

时钟多路复用器，所述时钟多路复用器具有耦合到所述振荡器和所述负电荷泵的第一时钟输入端、耦合到地的第二时钟输入端和耦合到所述正电荷泵的第一时钟输出端；

调谐器电路，所述调谐器电路耦合到所述调谐器驱动电路、所述线性化电路、所述控制电路和所述信号输出端；和

总线接口电路，所述总线接口电路耦合到所述电压输入端和所述控制电路；以及

所述第二组电路还包括所述时钟多路复用器。

4.如权利要求3所述的多模天线调谐器电路，所述多模天线调谐器电路进一步包括：

第一滤波器电路，所述第一滤波器电路耦合在所述电压输入端与所述正LDO调节器之间；

第二滤波器电路，所述第二滤波器电路耦合在所述电压输入端与所述负LDO调节器之间；

第三滤波器电路，所述第三滤波器电路耦合在所述电压输入端与所述调谐器驱动电路之间；

第四滤波器电路，所述第四滤波器电路耦合在所述第一电压输出端与所述正电荷泵之间；

第五滤波器电路，所述第五滤波器电路耦合在所述负LDO调节器与所述负电荷泵之间；和

第六滤波器电路，所述第六滤波器电路耦合在所述正电荷泵与所述调谐器驱动电路之间。

5.如权利要求3所述的多模天线调谐器电路，所述多模天线调谐器电路进一步包括负电压多路复用器，所述负电压多路复用器具有耦合到所述电压输入端的第三电压输入端、耦合到所述负LDO调节器的第四电压输入端和耦合到所述负电荷泵的第二电压输出端。

6.如权利要求5所述的多模天线调谐器电路，其中所述负电压多路复用器包括耦合在所述第三电压输入端与所述第二电压输出端之间的电压补偿电路，所述电压补偿电路被配置为降低所述电源电压的可变性。

7.如权利要求5所述的多模天线调谐器电路，其中所述低电流电压开关耦合在所述第一电压输出端与所述调谐器驱动电路之间。

8.如权利要求7所述的多模天线调谐器电路，其中在所述低电流模式下：

所述正电压多路复用器被配置为经由所述第一电压输入端接收所述电源电压，并且经由所述第一电压输出端输出所述电源电压；

所述负电压多路复用器被配置为经由所述第三电压输入端接收所述电源电压，并且经由所述第二电压输出端输出所述电源电压；

所述振荡器被配置为自偏置到降低的参考频率；并且

所述低电流电压开关被配置为向所述调谐器驱动电路提供所述电源电压。

9.如权利要求5所述的多模天线调谐器电路，其中所述第一组电路还包括：

低电流电荷泵，所述低电流电荷泵耦合在所述第一电压输出端与所述调谐器驱动电路之间；和

第二时钟多路复用器，所述第二时钟多路复用器具有耦合到所述振荡器的第三时钟输入端、耦合到所述地的第四时钟输入端和耦合到所述低电流电荷泵的第二时钟输出端。

10.如权利要求9所述的多模天线调谐器电路，其中在所述低电流模式下：

所述正电压多路复用器被配置为经由所述第一电压输入端接收所述电源电压，并且经由所述第一电压输出端输出所述电源电压；

所述负电压多路复用器被配置为经由所述第三电压输入端接收所述电源电压，并且经由所述第二电压输出端输出所述电源电压；

所述振荡器被配置为自偏置以产生降低的参考频率；

所述第二时钟多路复用器被配置为向所述低电流电荷泵提供所述降低的参考频率；并且

所述低电流电荷泵被配置为向所述调谐器驱动电路提供升压的电源电压。

11.如权利要求3所述的多模天线调谐器电路，所述多模天线调谐器电路包括：

低电流参考电路，所述低电流参考电路耦合到所述负LDO调节器；

低电流电荷泵，所述低电流电荷泵耦合在所述第一电压输出端与所述调谐器驱动电路之间；

第二时钟多路复用器，所述第二时钟多路复用器具有耦合到所述振荡器的第三时钟输入端、耦合到所述地的第四时钟输入端和耦合到所述低电流电荷泵的第二时钟输出端；和

低频振荡器，所述低频振荡器耦合到所述第三时钟输入端；

其中：

所述第一组电路包括所述低电流电荷泵、所述第二时钟多路复用器和所述低频振荡器。

12.如权利要求11所述的多模天线调谐器电路，其中在所述低电流模式下：

所述正电压多路复用器被配置为经由所述第一电压输入端接收所述电源电压，并且经由所述第一电压输出端输出所述电源电压；

所述低频振荡器被配置为产生降低的参考频率；

所述第二时钟多路复用器被配置为向所述低电流电荷泵提供所述降低的参考频率；并且

所述低电流电荷泵被配置为向所述调谐器驱动电路提供升压的电源电压。

13.一种无线通信装置，所述无线通信装置包括：

一个或多个天线前端电路，所述天线前端电路各自包括：

天线端口，所述天线端口耦合到天线；和

多个多模天线调谐器电路，所述多模天线调谐器电路各自耦合到所述天线端口并且包括：

电压输入端，所述电压输入端耦合到电压源以接收电源电压；

调谐器驱动电路，耦合到信号输出端，所述信号输出端耦合到天线端口以输出射频(RF)信号；

第一组电路，所述第一组电路包括低电流电压开关，当所述第一组电路被激活以向所述调谐器驱动电路提供电源电压时，所述第一组电路共同消耗第一电流量；

第二组电路，所述第二组电路包括正低压降LDO调节器、负LDO调节器、带隙参考电路、线性化电路和正电荷泵，当所述第二组电路被激活以向所述调谐器驱动电路提供电源电压时，所述第二组电路共同消耗大于所述第一电流量的第二电流量；和

主控制电路，所述主控制电路耦合到所述一个或多个天线前端电路并且被配置为：

确定所述一个或多个天线前端电路中的至少一个天线前端电路中的所述多个多模天线调谐器电路当中的至少一个多模天线调谐器电路能够在低电流模式下操作；

提供指示低电流模式的指令，从而使得所述至少一个多模天线调谐器电路激活所述第一组电路和去激活所述第二组电路；

确定所述一个或多个天线前端电路中的所述至少一个天线前端电路中的所述多个多模天线调谐器电路当中的至少另一个多模天线调谐器电路能够在高功率模式下操作；并且

提供指示高功率模式的指令，从而使得所述至少另一个多模天线调谐器电路去激活所述第一组电路和激活所述第二组电路。

14.如权利要求13所述的无线通信装置，其中所述主控制电路被进一步配置为基于选自由以下各项组成的群组中的一个或多个因素来确定所述低电流模式和所述高功率模式：环境条件、RF条件、天线阻抗测量和电池条件。

15.如权利要求13所述的无线通信装置，其中所述多个多模天线调谐器电路中的每个多模天线调谐器电路还包括控制电路，所述控制电路包括寄存器并且被配置为：

响应于接收到指示所述低电流模式的指令，将所述寄存器设置为第一值，以使得所述第一组电路被激活并且所述第二组电路被去激活；并且

响应于接收到指示所述高功率模式的指令，将所述寄存器设置为不同于所述第一值的第二值，以使得所述第一组电路被去激活并且所述第二组电路被激活。

16.如权利要求15所述的无线通信装置，所述无线通信装置进一步包括：

总线控制电路，所述总线控制电路耦合到所述主控制电路；和

一个或多个单线总线，所述单线总线被配置为将所述总线控制电路耦合到所述一个或多个天线前端电路中的每个天线前端电路中的所述多个多模天线调谐器电路，所述一个或多个天线前端电路中的每个天线前端电路中的所述多个多模天线调谐器电路中的每个多模天线调谐器电路由唯一从属标识(USID)标识；

其中所述总线控制电路被配置为从主控制电路接收指令，并将指令提供给至少另一个多模天线调谐器电路中的控制电路。