用于在集成电路间提供接口信号的方法和电路的利记博彩app

专利名称：用于在集成电路间提供接口信号的方法和电路的利记博彩app
I.发明背景本发明和电子电路有关。具体而言，本发明和在集成电路间提供接口信号的新颖的和改进的方法和电路有关。
II.相关技术描述很多电子系统都是用多块集成电路(ICs)连接在一起来提供要求的系统功能而实现的。在很多例子中，电路接口是由具有两种逻辑级别(如高和低)来表示数字值的数字信号提供的。由于数字信号非常容易实现，且它对噪音的很好的免疫性，因而数字信号被普遍用于接口。
当把数字IC和模拟IC进行接口时，将会产生特殊的问题。数字ICs在实现数字信号处理等数字功能方面更为有效和节约成本。模拟ICs则被用来提供信号放大、缓冲、过滤、调制、混频等线性功能。在很多设计中，数字和模拟ICs间的接口是用数字信号来实现的。在模拟IC中，如果需要的话，数字信号被缓冲、转换至一个或多个模拟信号，并被提供给一个或多个模拟电路。
出于一些原因，用数字信号来接口数字和模拟ICs在一些应用中是不希望的。首先，数字信号一般有较大的信号摆幅和尖锐的过渡边缘，因此会产生较大的转换噪声。这个噪声将使一般工作在较小的信号摆幅情况下的模拟电路的性能退化。通过在模拟IC中使用独立的模拟和数字电路的电源和电路地线，可以在一定程度上减少噪音量。然而，这种减少对于某些应用来说是不够的。第二，由于每个数字信号一般提供数据的一个比特，因而就需要多个(如八个)数字信号来同时提供数据的多个(如八个)比特位。另外，还需要提供一个或多个时钟信号在接收IC来锁存数据比特。这样，就要求大量的信号线，以及相应数量的设备管脚来接口ICs。此外，转换噪声一般会随着数字信号线的增多而上升。
因此，就非常需要能够用更少的信号线来减少噪声量，从而在ICs间提供接口的方法和电路。还要求这样的接口不需要用复杂的电路来实现。
发明概述本发明提供了接口一块数字IC和一块模拟IC的技术。根据本发明的一个方面，实现在数字IC上的一个或多个接口电路接收数据输入且，作为回应，提供接口信号给模拟IC。对于某些接口(如基带信号)，使用具有多个比特分辨率的差分电流信号。这些信号只需要比数字信号更少的信号线来实现并产生减少量的噪声。一个参考信号可以被提供用来产生接口信号。
本发明的一个实施例提供电路系统用来生成第一和第二块集成电路间的接口信号。该电路系统包括一个参考电路、一个接口电路以及一个电路单元。参考电路提供一个参考信号。接口电路是实现在第一块电路上的，它工作耦合至参考电路，并接收参考信号和一个数据输入，并产生接口信号。电路单元是实现在第二块集成电路上的，它工作耦合至控制电路，并接收接口信号和提供一个输出信号。
在一个实施例中，接口电路包括一个耦合至开关阵列的电流镜像单元。电流镜像单元接收参考信号且包括两个或更多的镜像通路。开关阵列接收并解码数据输入，并将电流从选定的镜像通路组引导至开关阵列的一个输出。
参考信号可以是一个电压信号或是一个电流信号(即根据一个电压基准生成的)，且可以用实现在第一块或(对某些应用来说较佳)第二块集成电路上的参考电路产生。在一个实施例中，接口信号是一个具有多比特(如四比特、八比特或者更多)分辨率的差分电流信号，并且经一个RC网络过滤。接口电路可以被附加采样从而降低过滤要求。接口信号在一个正交发射器中可以表示成一个同相(I)或一个正交(Q)基带信号，或一个控制信号。电路单元可以是例如VGA、调制器或其他电路。
本发明的另一个实施例提供了一个发射器中的电路系统，它包括工作耦合至一个调制器的第一接口电路(对于某些实施例是第二接口电路)。第一(和第二)接口电路是实现在第一块集成电路上的，它接收第一(或第二)数据输出，并提供第一(或第二)差分电流信号。调制器是实现在第二块集成电路上的，它接收第一(和第二)差分电流信号，以及一个载波信号，并相应地生成一个输出信号。每个数据输入代表一个数字基带信号，并且可以有四比特、八比特或是更多比特的分辨率。一个参考电路可以实现在第二(或者可能是第一)块集成电路上来提供一个参考信号。接口电路然后将部分根据参考信号来生成一个或多个差分电流信号。
本发明的再一个实施例提供了蜂窝电话(如CDMA)中的发射器，它包括一个数字处理器，第一和第二接口电路以及一个调制器。数字处理器是实现在第一块集成电路上的，并提供了数字同相(I)和正交(Q)基带信号。第一和第二接口电路是实现在第一块集成电路上的，并耦合至数字处理器。每个接口电路接收各自的数字基带信号，并提供一个模拟基带信号。每个模拟基带信号有至少四比特的分辨率，并且被实现成一个差分电流信号。调制器是实现在第二块集成电路上的，它工作耦合至第一和第二接口电路并接收和用载波信号调制模拟基带信号以提供一个调制输出信号。发射器还可以包括一个参考电路来提供参考信号。接口电路然后接收参考信号并部分根据参考信号来生成模拟基带信号。
本发明的再一个实施例提供了一种方法，用于把一个接口信号从第一块集成电路提供给第二块集成电路。根据该方法，在第一或第二块集成电路上生成一个参考信号，并将其提供给第一块集成电路。在第一块集成电路中还接收一个数据输入，并且该数据输入和参考信号一起被用来生成接口信号。接口信号然后从第一块集成电路被提供给第二块集成电路。在第二块集成电路上的一个电路单元接收该接口信号，并相应地生成一个输出信号。该电路单元还可以接收一个和参考信号相关的信号，并部分根据这个接收到的信号生成输出信号。
附图简述通过下面的将要进行的详细描述，并结合附图，将会更清楚本发明的特点、性质和优点，在附图中，相同的参考字符前后表示相同的部分，其中

图1显示了一个正交发射器的实施例的简要框图；图2显示了在一块数字IC和一个模拟IC间用于I和Q基带信号的接口实施例的框图；图3显示了一个接口电路实施例的概要示意图；图4显示了在一块数字IC和一个模拟IC间用于I和Q基带信号的另一个接口实施例的框图；图5显示了图4中所示的接口和电路的具体实施例的概要示意图；图6显示了根据本发明构成的用于生成一个控制信号的电路实施例的框图。
具体实施例详述本发明可以在各种电子电路和系统中来实现。为了清楚起见，本发明是针对蜂窝通信系统的发射器中的一个具体实施例来描述的。
图1显示了一个正交发射器100的实施例的简要框图。一个数字处理器110生成数据，编码数据并把经数字处理后的数据转换成同相(I)和正交(Q)基带信号。基带信号被提供给基带(BB)缓冲器122a和122b，它们缓冲信号并把缓冲的信号提供给调制器124。调制器124还接收一个中频频率(IF LO)的信号(如正弦载波)，并用IFLO调制缓冲的基带信号，以产生一个IF调制信号。调制器124可以是一个单边带或双边带调制器。对于一个单边带调制器而言，可以用一个或多个移相器来生成多个具有合适相位的IF LO。IF信号被提供给一个IF变增益放大器(IF VGA)126，它用由增益控制电路130来的增益控制信号128a所确定的增益来放大信号。放大后的IF信号被提供给滤波器132，它过滤IF信号以除去带外噪声和无用信号。
过滤后的IF信号被提供给一个IF缓冲器142，它缓冲信号并把缓冲的IF信号提供给一个混频器144。混频器144还接收一个射频频率(RF LO)的信号(如正弦载波)，并用RF LO上变换缓冲的IF信号，以生成一个RF信号。混频器144可以是一个单边带或双边带混频器。单边带混频器实施例可以在IF和RF LO通路上都设置移相器。RF信号被提供到一个RF VGA 146，它用由增益控制电路130来的增益控制信号128b所确定的增益来放大该信号。放大后的RF信号被提供给一个功率放大器(PA)驱动器150，它进一步和其他的电路系统如外部滤波器(即用于过滤掉镜像和寄生信号)和功率放大器(两者在图1中都未显示)等接口。PA驱动器提供所需的信号驱动，且它的输出通过一个隔离器和一个双工器耦合至一个天线(这些元件在图1中都未显示)。
队图1中所示的发射器实施例可以做出各种修改。例如，在发射信号通路上可以提供更少或更多的滤波器、缓冲器、以及放大器级。图中所示的一些组件在某些实施例中可能是用不上的。此外，在信号通路中的元件可以以不同的顺序来排列。另外，发射信号通路上的可变增益可以由VGA(如图1所示)、可变衰减器、乘法器、其他的可变增益元件或是它们的组合来提供。同样的，可以用直接上变换的方法直接把基带信号上变换至RF。
发射器100可以被用于多种通信应用中，如蜂窝通信系统。蜂窝通信系统的例子包括码分多址(CDMA)通信系统、时分多址(TDMA)通信系统和模拟FM通信系统。在美国专利号第4901307号，题为“使用卫星或地面中继的扩频多址联接通信系统”和美国专利号第5103459号，题为“用于在CDMA蜂窝电话系统中产生波形的系统和方法”的专利文件中揭示了在多址联接通信系统中的CDMA技术的使用，上述两项专利都已转让给本发明的受让人，并通过引用被引入这里。CDMA系统一般被设计成符合“TIA/EIA/IS-95-A用于双模宽带扩频蜂窝系统的移动台-基站兼容标准”，这里被称为IS-95标准，并且也通过引用被引入这里。
如图1所示，在发射信号通路上的某些元件的偏置电流可以根据增益控制电路130产生的增益控制信号来进行调节。例如，IF缓冲器142、混频器144和RF VGA146的偏置电流每个都可以由一个偏置控制电路160a通过偏置控制信号162a、162b、162c来分别调节，这些偏置控制信号是根据增益控制信号128a的值来产生的。类似地，PA驱动器150的偏置电流可以由偏置控制电路160b通过偏置控制信号162d来调节，偏置控制信号162d是根据增益控制信号128a或128b，或它们两者的值来产生的。增益控制信号128a和128b可以根据从数字处理器110(如图1中虚线所示)或其他控制源来的增益控制信号112来产生。
在一个实施例中，从BB缓冲器122到PA驱动器150(可能不包括滤波器132)的发生信号通路是在一块或多块集成电路(如模拟的)上实现的。在一个实施例中，数字处理器是在另一块集成电路(如数字的)上实现的。增益和偏置控制电路可以和数字处理器实现在同一块集成电路上，实现在用来实现发射信号通路的集成电路上，或是实现在一块单独的集成电路上。这样，就可以为从数字处理器来的基带信号和从控制电路来的(如增益和偏置)控制信号提供接口信号。
在图1中，I和Q基带信号可以包括有多比特的分辨率。这可以从，例如，用数字滤波器过滤一个双极数字信号来得到。因此，要求信号线连接该数字处理器到模拟电路。
在一个传统设计中，每个I和Q基带信号都具有8比特位分辨率，且接口包括8根数据线和2根时钟线。数据线在I和Q信号间是时间共享的。时钟线提供两个时钟信号，它们之间存在相位差(如180度)。数据线被用于在时钟的一个相位上提供I信号，而在时钟的另一个相位上提供Q信号。在这种设计中，数据线和时钟线将会产生噪声，它会使得发射信号通路中的模拟电路性能退化。此外，(十根)数据和时钟线要求在数字和模拟IC上都提供相应数量的设备管脚。
图2显示了在数字IC 200和模拟IC 202间为I和Q基带信号所提供的接口的实施例的框图。如图2所示，IC 200中的数字处理器210分别提供I和Q数据给接口电路212a和212b。在一个实施例中，I和Q数据都包括多比特的数据。每个接口电路212接收各自的数据输入，将数据转换成一个模拟基带信号，并把模拟基带信号提供给IC 202。在IC 202中，I和Q基带信号被分别提供给缓冲器222a和222b，缓冲的信号再被提供给一个调制器224。
图3显示了一个接口电路312的实施例的概要示意图。可以用一个接口电路312来实现图2中的每一个接口电路。在这个实施例中，接口电路312包括一组P沟道晶体管314a至314n，它们被配置成一个电流镜像单元314。晶体管314a至314n的栅极被耦合在一起，源极也被一起耦合到一个电源VCC。晶体管314a的漏极耦合至晶体管314a的栅极，和一个提供基准电流IREF的电流源316。晶体管314b至314n中的每一个都被配置用来提供一个特定的“镜像”电流，该电流是和基准电流IREF成比例的。特定镜像通路的比例(或比率)因数是根据该通路上的晶体管的尺寸和晶体管314a的尺寸比来决定的。例如，如果晶体管314b的尺寸是晶体管314a的尺寸的两倍，那么通过晶体管314b的电流量就大约是基准电流IREF的两倍。
一个开关阵列318耦合至晶体管314b至314n。开关阵列318还接收并解码数据输入，并激活阵列中的一组开关，来选择性地掌控从晶体管314b至314n到阵列的输出的电流。数据输入可以是图2所示的I数据或Q数据。在一个实施例中，开关阵列318包括产生作为接口电路312的输出的差分电流信号IDATA的电路系统。
用接口电路312来提供I和Q基带信号给模拟IC提供了很多优点。下面将介绍一些这样的优点。
首先，只需要两组不同的信号线(即总共四组线路)来为I和Q基带信号提供差分电流信号。相反地，在常见的设计中需要八条数字数据线和两条时钟线。更少的信号线减少了接口IC所需的设备管脚。
第二，差分电流信号IDATA通常有较小的阻抗和受限的(或降低的)信号摆幅。相反地，前述常见设计中的数字信号有较大的信号摆幅和尖锐的转换边缘。这样差分电流信号将产生比数字信号少得多的噪声。
第三，差分电流信号可以降低源和目标IC的电路复杂度。为了改进性能(如宽带宽，线性等等)，很多高速模拟电路被设计成在不同的电流信号上进行工作。通过把差分电流信号(即相对于电压信号或数字信号而言)提供给模拟IC，在模拟IC中将不需要缓冲电路和电压-电流转换电路，这样就简化了它的设计。
对于符合IS-95-A规格的CDMA系统，I和Q数据每个都具有1.2288Mbps的比特率。在一个实施例中，I和Q数据被附加采样和滤波(如在数字处理器中)来分别提供过滤后的I和Q数据。我们已经知道由采样数据产生模拟信号可以生成采样速率的镜像。通过附加采样I和Q数据(如用因子16)，镜像频率被采样因子(在该例子中是16)推高，并简化了镜像的过滤。用附加采样，镜像可以如下所述地用一个简单的RC网络来过滤。
对于很多的集成电路而言，在制作过程上的差异使得很难产生精确的元件值(如精确的电阻和电容值)。然而，元件匹配一般是非常好的，因为整个IC一般是处在相同的工艺条件下的。这样，虽然可能难以制作出阻值精确地处在目标值±30％范围之内的电阻，但是经常可以将两个电阻在一个较小的百分比范围内进行匹配。
即使存在着制造过程上的差异，模拟IC中的电路仍然要求符合规格。为了提供不同IC的一致的性能，电路可以被设计成结合参考信号(或参考值)来进行工作，参考信号可以在IC上精确的产生。对于电子电路，可以设计一个频带隙参考电路来提供一个(相对)精确的电压(即使存在着工艺偏差)。此外，频带隙参考电压一般在时间、电源和温度变化情况下是稳定的。频带隙参考电压可以被用来生成IC中各种电路所用的其他参考电压和电流。
图4显示了在数字IC 400和模拟IC 402间为I和Q基带信号所提供的接口的另一个实施例的框图。如图4所示，IC 400中的数字处理器410分别提供I和Q数据给接口电路412a和412b。每个接口电路412从IC 402中的一个参考电路422接收到各自的数据输入和参考信号REF，将数据转换成一个模拟信号(即部分地利用参考信号REF)，并提供该模拟信号给一个缓冲器和IC 402中的调制器424。还可以从参考电路422提供一个参考信号REF的复制信号，或相关信号给缓冲器和调制器424，如虚线所示。
参考信号REF通常可以是一个参考电压(如一个频带隙参考电压)或一个参考电流。通过根据普通参考信号来控制接口电路和调制器，这些电路可以如下所述地被设计成在它们各自的IC上克服工艺偏差来相互适配。
图5显示了图4所示的接口和电路系统的具体实施例的概要示意图。如图5所示，一个数字IC 500包括一个耦合至参考电路522的接口电路512和模拟IC 502中的一个调制器524。参考电路522，接口电路512和调制器524分别对应于图4中所示的参考电路422，接口电路412和调制器424。
在一个实施例中，参考电路522包括一个耦合至电流镜像单元534的电流源532。在一个实施例中，电流源532提供一个通过在一个电阻两端提供一个频带隙参考电压而生成的参考电流I REF。该电阻可以是一个外部(即离散)电阻或是一个集成在IC 502上的内部电阻，具体要视所需的电路特性和功能而定，如下所述。参考电流I_REF被提供在电流镜像534的参考通路(即经由一个N沟道晶体管534a)上。通过镜像通路(即经由一个N沟道晶体管534b)的电流包括参考电流提供给IC 500的IREF。通常地，IREF是和I_REF成比例的，比例因数是由晶体管534b和晶体管534a的尺寸比决定的。
在IC 500中，参考电流IREF被提供给接口电路512。在一个实施例中，接口电路512包括一个耦合至开关阵列544的电流镜像542。特别地，参考电流IREF被提供给一个电流镜像542的参考通路(即经由一个P沟道晶体管542a)。由于晶体管542a至542n的栅-源电压大致相等，流经每个镜像通路(即经由晶体管542b至542n)的电流和流经参考通路(即经由晶体管542a)的电流IREF是相关的。比例因数是由具体镜像通路上的晶体管和晶体管542a的尺寸比决定的。可以适当选择晶体管542a至542n的尺寸大小，以在每条镜像通路上提供大致相等的电流(如1、1、1、等)、呈指数增长的电流(如1、2、4等)、或是其他系列的电流值。
开关阵列544耦合至晶体管542b至545n，且还接收数据输入。开关阵列544解码数据输入，并根据解码后的数据选择性地掌控从镜像通路到开关阵列的输出的电流。从开关阵列544来的电流信号IDATA被提供给IC 502。在一个实施例中并如图5所示，为了改进噪声免疫电流输出为一个差分电流信号。
接口电路512以和一个数字-模拟转换器(DAC)相类似的方法进行工作。这样，从接口电路512重建的输出包括频率为n*fS的镜像，其中fS是采样频率(即数据输入的速率)且n＝1，2，3...。接口电路512可以被附加采样(即用因子2，4，8，16或其他附加采样比)来把重建信号中的镜像推到一个更高的频率，以利于过滤。
如图5所示，电流信号IDATA被一个RC网络过滤，以除去无用的噪声和镜像，这些噪声和镜像一般是和数字到模拟的转换输出有关的。特别地，一个电容552被耦合到差分电流信号IDATA之间，该信号进一步被耦合至电阻554a和554b的一端。电容552和电阻554可以是外部(即离散)元件，或集成在IC(即IC 500或502，或它们两者)上的内部元件。在一个实施例中，电容552是一个外部元件(即具有比在一块IC上所能实现的值要大的元件值)且电阻554是集成在IC 502上的内部元件。
电阻554a和554b的另一端分别耦合至调制器524的电流源558a和558b。在一个实施例中，每个电流源558提供一个和参考电流I_REF相关的偏置电流IB，如下所述。调制器524进一步包括一对差分放大器。第一个差分放大器包括晶体管562a和562b，它们的发射极耦合在一起，并被耦合至一个电流源558a。第二个差分放大器包括晶体管562c和562d，它们的发射极耦合在一起，并被耦合至一个电流源558b。晶体管562a和562d的基极耦合在一起，并接收一个正载波信号VLO+，晶体管562b和562c的基极耦合在一起，并接收一个负载波信号VLO-。晶体管562a和562c的集电极耦合在一起，并被耦合至一个电阻564a，而电阻564a进一步耦合至电压源VCC。晶体管562b和562d的集电极耦合在一起，并被耦合至一个电阻564b，而电阻564b也进一步耦合至电压源VCC。电阻564a和564b上的差分电压形成了从调制器524输出的电压信号VOUT。
在一个实施例中，参考电流I_REF是依赖于从频带隙参考电路(图5未显示)来的频带隙参考电压的。在一个实施例中，频带隙电压参考被提供给一个外部电阻(即一个IC 502外部的离散电阻)的两端，以产生参考电流I_REF，可以表示成I_REF=VREFRREF]]>等式(1)其中VREF是频带隙参考电压，而RREF是外部参考电阻的阻值。外部电阻的使用使得能够产生一个精确的参考电流I_REF，因为非常容易可以提供1.0％(或0.1％)容差的离散电阻。参考电流IREF是和参考电流I_REF成比例的，比例是由电流镜像534的具体设计决定的，并可以表示为IREF=α1<I_REF=α1<VREFRREF]]>等式(2)其中α1是对应于电流镜像534的比例因子。
接口电路512生成差分电流信号IDATA，它是参考电流IREF的成比例版本。比例因子是由数据输入和电流镜像542的具体设计决定的(即晶体管542a至542n的尺寸)。特别地，晶体管542b值542n中的每个晶体管和晶体管542a的尺寸比决定了在每条电流通路上所分流的电流量。数据输入决定开关阵列544中的哪一个开关被激活，这样一条或多条电流通路就被直接引导至开关阵列的输出。电流信号IDATA从理论上可以被表示为IDATA(t)=α1α22N<VREFRREF<xn=0x(n)<h(t-nT)=K<s(t)]]>等式(3)其中x[n]是数据输入值，h(t)是DAC的零阶保持响应，N是数据输入的比特位数，α2是对应于电流镜像542的比例因子。K=α1α22N<VREFRREF]]>等式(4)s(t)=xn=0x(n)<h(t-nT)]]>等式(5)对于八位的数据输入，x[n]的范围是从0到255，且2N等于256。
调制器524根据电流信号IDATA、载波信号VLO、负载电阻RL和调制增益或转换因子β生成电压信号VOUT。电压信号VOUT可以被表示为VOUT＝β＜2RL＜IDATA(t)＝β＜2RL＜K＜s(t)等式(6)将所有常数一起考虑，等式(6)可以被表示为VOUT＝A＜RL＜s(t)等式(7)从等式(7)可以注意到，电压信号VOUT是RL和RREF的比值、数据输入x[n]、频带隙电压参考VREF和考虑了各种因素的比例因子A的函数。比例因子包括分别对应于电流镜像534和542的比例因子α1和α2。这些比例因子可以被精确的设置，因为它们是根据晶体管的尺寸比来定的，它们一般可以通过使用好的电路布线技术来达到(一般在几个百分比的范围之内)。一般而言，频带隙参考电压VREF和外部参考电阻RREF也可以被精确地设置。
正如前面所指出的，内部电阻RL的值一般不能被设置在一个较高的精确度之内，并且由于工艺偏差不同IC可能会相差30％甚至更多。这样，个IC的电压信号VOUT变化很大。然而电压信号VOUT一般被转换成一个电流信号IOUT来提供给接下去的电路使用，且V-I转换是通过把VOUT加在另一个外部电阻R1两端来实现的。电流信号IOUT可以被表示为IOUT(t)=VOUT(t)R1=A<RLR1<s(t)]]>等式(8)从等式(8)，可以注意到电流信号IOUT是内部电阻RL和R1的比值的函数，按照好的电路布线步骤该比值一般可以被设置成精确到1％的范围之内。
对于直接使用电压信号VOUT的实施例(即不经过V-I转换)，通过使用一个内部参考电阻RREF，可以生成一个克服了工艺偏差的精确的VOUT。参考等式(7)，电压信号VOUT是依赖于电阻RL和RREF的比值的，该比值一般可以被设置成精确到几个百分比的范围之内，如果两个电阻都是内部实现在同一块IC上的话。
这样，参考电阻RREF可以是内部的或是外部的，具体根据所需的电路特性而定。电压信号VOUT或电流信号IOUT可以被设计成主要依赖于那些可以被精确设置的，且很大程度上来说和工艺偏差无关的因素。为了生成一个不受工艺偏差影响的精确的电压信号VOUT，从而使用了一个外部参考电阻，且为了生成一个不受工艺偏差影响的精确的电流信号IOUT，从而使用了一个内部参考电阻。
在图5中的调制器具体实施例中，电流源558a为差分混频器(由晶体管562a和562b组成)和经由电阻554a为电流信号IDATA+提供电流“信宿”。正如前面所指出的，电流信号IDATA是和参考电流IREF有关的。如果电流信号IDATA因为参考电流IREF的增加而增加了，且如果偏至电流IB是固定的话，那么流经差分混频器的电流量将相应的减少，也就导致混频器截止正的IDATA偏移。由于较小的偏置电流，可能会使差分混频器的性能(如带宽、线性等)退化。
在一个实施例中，为了降低由于参考电流IREF的改变所造成的性能退化，偏置电流IB被设计成和参考电流IREF成比例(如IB≌2IREF或是一些其他值)。这可以通过使用电流镜像来实现，参考电流IREF被提供给电流镜像的参考通路，而偏置电流IB从镜像通路提供。
图5所示的具体实施例提供了多种优点。首先，只要求用五条信号线来为I和Q基带信号提供接口(即四条I和Q信号线和一条参考信号线)。这样，就只要比需要十条信号线的常见的设计更少的设备管脚来接口IC。更少的设备管脚导致了更小的封装，这样也就减小了体积。第二，差分电流信号IDATE驱动一个较低的阻抗，也导致减小了接口的信号摆幅，这样就导致信号产生更低的噪声。这样的低阻抗还减少了干扰。第三，差分电流信号可以降低数字和模拟IC的电路复杂程度。如图5所示，接口电路512(通过它的属性)生成一个电流信号，这个电流信号可以在不进行信号转换的情况下，直接被提供给模拟IC。调制器524接收并且能够直接工作在该差分电流信号上。这样，通过提供电流接口就可以避免使用I-V和V-I转换电路。第四，数字和模拟IC共享参考信号IREF允许在这两块IC间进行跟踪。如图5所示，从接口电路512产生的电流信号IDATA是依赖于参考电流IREF的。偏置电流IB也可以被设计用来跟踪参考电流IREF，如前所示，这样就允许调制器跟踪接口电路。这个接口还可以允许DAC和混频器共享电流，如果IDATA是从一个(NMOS)电流源产生的话。
可以对图5所示的具体实施例做出各种修改。例如，参考电路522可以被实现在数字IC 500上，在这种情况下参考信号IREF从IC 500被提供给IC 502。数字IC中的参考电路的实现一般更难，因为在数字IC上有大量的开关噪声，尽管对于某些应用而言这仍是可行的，且具备一定的优点。
参考电路522还可以被设计成一个可编程参考源。例如，电流源532可以包括一个DAC，来根据控制输入的值提供不同的参考电流。可编程参考源的使用是特别有利于，如，允许调节电路特性(如输出信号级，来补偿工艺偏差)，或改变输入信号级来提供可变增益。
这样就描述了从数字IC到模拟IC的I和Q基带信号的接口。本发明还可以被用于如图1所示的偏置和增益控制信号等的控制信号。发射通路中的电路单元的偏置电流和增益如果是整体调节的话，一般是递增地来控制的。例如，IS-95-A标准要求以0.5dB的递增量来调节发射器输出功率等级。一般使用一个多级控制信号来提供0.5dB增量的增益调节，如IS-95-A规格所要求的。
和基带信号一样，多级控制信号可以用多条数字信号线来提供。然而，通常是不需要这样做的，因为这要求大量的设备管脚、以及所产生的大量噪声和其他一些原因。一个模拟控制信号可以产生较少的噪声，并可以用较少的管脚来提供多级控制。
增益元件(如VGA)的增益是依赖于各种因素的，如增益元件的设计，元器件值，激活设备的特性及其它。很多这些因素是依赖于用来制作IC的工艺的，且工艺偏差一般会使得元器件值大范围的变化。例如，不同IC上的电阻值可能会相差30％或更多。类似地，不同IC上的晶体管的β值将有可能受到两倍的影响。为了在控制电路和被控制的元件之间提供一个跟踪级，可以提供一个参考信号，并由电路分享。
图6显示了根据本发明构成的用于生成一个控制信号的电路实施例的框图。控制电路是实现在IC 600上的，且被控制的电路单元是实现在IC 602上的。IC 602包括一个参考电路622，它生成一个参考信号REF。参考信号可以是一个频带隙电压参考或根据例如频带隙电压的一个参考电流。参考信号REF从IC 602被提供给IC 600。
在IC 600中，参考信号REF由缓冲器612缓冲，并提供给一个控制电路614。控制电路614还接收一个控制输入，并根据缓冲的参考信号和控制输入生成一个控制信号。在一个实施例中，控制信号是一个电流信号ICONTROL。控制信号从IC 600被提供给IC 602。
在IC 602中，控制信号由缓冲器624缓冲，并提供给一个电路单元626。如果有必要的话，缓冲器624能够根据接收到的电流信号，通过让该电流信号流经一个电阻从而生成一个控制电压。这个电阻可以是一个外部电阻或IC 602上制作的一个内部电阻。
在一个具体实施例中，参考电路622根据频带隙参考电压和一个电阻，生成一个参考电流IREF。接口电路614然后生成一个控制信号ICONTROL，该信号是参考电流的成比例版本。具体比例是部分由控制输入决定的。控制电流信号可以被表示为ICONTROL＝K＜IREF＜y[n] 等式(9)其中y[n]是控制输入，而K是总的比例因子，它把参考和控制电路的比例因子(如参考和控制电路中的电流镜像)都考虑在内。控制电流信号由缓冲器624缓冲，缓冲的信号被提供给电路单元626。电路单元626可以是，例如，一个VGA，一个混频器、一个PA驱动器或是其他电路单元。
图6显示了用于IC间的控制信号的接口的一个具体实施例。本发明可以被应用于为蜂窝电话发射器和接收器，或是其他电路产生控制信号。例如，根据本发明，可以产生模拟控制信号来控制，例如，衰减器、混频器、功率放大器、锁相环中的振荡器、可调滤波器以及其他电路。当被控制的电路是制作于具有第一组特性的第一块集成电路上，而控制电路是制作于具有第二组特性的第二块集成电路上，且第二组特性是可以独立于第一块集成电路的特性而改变时，本发明是特别有优势的。
结合使用BJT和MOSFET来实现的电路系统，这里已经描述了本发明的一些实施例。本发明还可以用其他包括FET、MESFET、HBT、P-HEMT以及其他元件的电路来实现。此外，P-MOS和N-MOS可以被用于实现本发明。正如这里所使用的，“晶体管”一般指的是任何有源电路，且不限于BJT或MOSFET。
前面所提供的对于较佳实施例的描述是为了使得本领域的技术人员可以制作或使用本发明。本领域的技术人员将很容易清楚对这些实施例所可以做出的各种修改，且这里所定义的一般原理在不使用发明本领的情况下可以被应用于其他实施例上。这样，本发明并不试图仅仅局限于这里所描述的实施例，而是应该根据符合这里所揭示的原理和新特点的最宽泛的范围而定。
权利要求
1.一种用于生成第一块集成电路和第二块集成电路间的接口信号的电路系统，它包括参考电路，配置成提供一个参考信号；接口电路，该电路实现在第一块集成电路上，并工作耦合至参考电路，接口电路被配置用于接收参考信号和数据输入，并响应参考信号和数据输入生成接口信号；以及电路单元，该电路单元实现在第二块集成电路上，并工作耦合至接口电路，电路单元被配置用于接收接口信号，并响应其而提供一个输出信号。
2.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，参考电路实现在第二块集成电路上。
3.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，接口信号是一个差分电流信号。
4.根据权利要求3所述的电路系统，其特征在于，进一步包括至少一个耦合在差分电流信号之间的电容。
5.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，接口信号代表的是正交发射器中的模拟同相(I)或正交(Q)基带信号。
6.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，参考信号是和频带隙电压有关的一个电压。
7.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，参考信号是从参考电压和一个电阻产生的电流。
8.根据权利要求7所述的电路系统，其特征在于，输出信号是一个电压信号，且电阻是第一和第二块集成电路之外的。
9.根据权利要求7所述的电路系统，其特征在于，输出信号是一个电流信号，且电阻是实现在第二块集成电路上的。
10.根据权利要求7所述的电路系统，其特征在于，接口电路包括电流镜像，配置用于接收参考信号并提供两条或多条镜像通路，耦合至电流镜像的开关阵列，开关阵列被配置用于接收并解码数据输入，并将电流从一组选定的镜像通路引导至开关阵列的输出。
11.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，数据输入包括至少四比特的分辨率。
12.根据权利要求11所述的电路系统，其特征在于，数据输入包括至少八比特的分辨率。
13.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，接口电路被附加采样，附加采样系数为2或更高。
14.根据权利要求13所述的电路系统，其特征在于，附加采样系数为16或更高。
15.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，电路单元是一个变增益放大器(VGA)。
16.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，电路单元是一个调制器。
17.根据权利要求16所述的电路系统，其特征在于，调制器包括耦合到接口信号的一对电流源，以及一对交叉耦合差分放大器，每个差分放大器都耦合至各自的电流源，差分放大器被配置用于接收一个载波信号，并部分根据载波信号和接口信号生成输出信号。
18.根据权利要求17所述的电路系统，其特征在于，调制器中的每个电流源都提供一个和参考信号有关的偏置电流。
19.一种发射器，包括有如权利要求1所述的电路系统。
20.CDMA蜂窝电话中的一种发射器，包括有权利要求1所述的电路系统。
21.发射器中的电路系统，包括实现在第一块集成电路上的第一接口电路，第一接口电路被配置用于接收第一数据输入并提供第一差分电流信号；以及实现在第二块集成电路上，并工作耦合至第一接口电路的调制器，调制器被配置用于接收第一差分电流信号和载波信号，并响应它们产生一个输出信号。
22.根据权利要求21所述的电路系统，其特征在于，进一步包括实现在第一块集成电路上的第二接口电路，第二接口电路被配置用于接收第二数据输入并提供第二差分电流信号，其中调制器被进一步配置用于接收第二差分电流信号，并响应第二差分电流信号生成输出信号。
23.根据权利要求22所述的电路系统，其特征在于，第一和第二数据输入对应于正交发射器中的同相(I)和正交(Q)基带信号。
24.根据权利要求22所述的电路系统，其特征在于，进一步包括耦合在每个第一和第二差分电流信号之间的电容。
25.根据权利要求22所述的电路系统，其特征在于，每个第一和第二数据输入有八比特或更多比特的分辨率。
26.根据权利要求22所述的电路系统，其特征在于，第一和第二接口电路是工作在一个附加采样速率上的，附加采样速率是和第一与第二数据输入的速率有关的。
27.根据权利要求26所述的电路系统，其特征在于，附加采样速率是16或更高。
28.根据权利要求21所述的电路系统，其特征在于，进一步包括实现在第二块集成电路上的参考电路，该参考电路被配置用于提供参考信号，其中第一接口电路耦合至参考电路，并进一步被配置用于接收参考信号，以及部分根据参考信号生成第一差分电流信号。
29.根据权利要求28所述的电路系统，其特征在于，参考信号是根据参考电压生成的电流。
30.根据权利要求29所述的电路系统，其特征在于，第一接口电路包括电流镜像，它被配置用于接收参考信号并提供两条或更多的镜像通路；耦合至电流镜像的开关阵列，开关阵列被配置用于接收并解码第一数据输入，以及将电流从一组选定的镜像通路引导至开关阵列的一个输出。
31.用于从第一块集成电路提供一个接口信号给第二块集成电路的一种方法，该方法包括生成一个参考信号；将参考信号提供给第一块集成电路；在第一块集成电路中接收一个数据输入；部分根据数据输入和参考信号，在第一块集成电路中生成接口信号；从第一块集成电路提供接口信号给第二块集成电路；在第二块集成电路接收接口信号；以及在第二块集成电路中从一个电路单元生成一个输出信号，其中输出信号至少部分根据接口信号或电阻比。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，参考信号是一个从参考电压生成的电流。
33.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，其中接口信号是一个差分电流信号。
34.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，进一步包括过滤接口信号。
35.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，进一步包括提供一个和参考信号有关的信号给电路单元，其中输出信号是进一步部分根据和参考信号有关的该信号生成的。
36.蜂窝电话中的一种发射器，包括实现在第一块集成电路的数字处理器，它被配置用于提供数字同相(I)和正交(Q)基带信号；实现在第一块集成电路上，并耦合至数字处理器的第一和第二接口电路，每个接口电路被配置用于接收各自的数字基带信号，并提供一个模拟基带信号，其中每个量化后的模拟基带信号包括至少四比特的分辨率，并被实现为一个差分电流信号；以及实现在第二块集成电路上，并工作耦合至第一和第二接口电路的调制器，调制器被配置用于接收一模拟基带信号，并用一个载波信号来调制模拟基带信号以提供一个调制后的输出信号。
37.根据权利要求36所述的发射器，其特征在于，进一步包括实现在第二块集成电路上的参考电路，它被配置用于提供一个参考信号，其中每个接口电路都耦合至参考电路，并进一步被配置用于接收参考信号，且模拟基带信号进一步是部分根据参考信号生成的。
全文摘要
描述了在第一块和第二块集成电路(IC)间生成接口信号的电路系统。该电路系统包括提供一个参考信号的参考电路、一个接口电路以及一个电路单元。接口电路实现在第一块IC上的，工作耦合至参考电路，接收参考信号和数据输入，并生成接口信号。电路单元是实现在第二块IC上的，工作耦合至控制电路，接收接口信号，并提供一个输出信号。参考信号可以是一个电压或一个电流信号，并可以在第一或第二块IC上生成。接口电路可以和一个耦合至开关阵列的电流镜像一起实现，并且可以被附加采样，来降低滤波要求。接口信号可以是一个具有多(如四、八或者更多)比特分辨率的差分电流信号。电路单元可以是，例如，一个VGA，一个调制器或其他电路。
文档编号H04L27/00GK1451140SQ00819358
公开日2003年10月22日 申请日期2000年10月17日 优先权日2000年1月21日
发明者G·萨霍塔, M·H·萨尼, S·沙阿罗克希尼亚 申请人:高通股份有限公司