具有可编程增益的电流模式频率转换电路的制作方法

    专利2026-08-03  6


    本公开总体上涉及射频(rf)电路,并且更具体地涉及频率转换电路。


    背景技术:

    1、超导量子计算是量子计算机在超导电子电路中的实现。量子计算研究量子现象在信息处理和通信中的应用。存在量子计算的各种模型,并且最流行的模型包括量子位和量子门的概念。量子位是具有两种可能的状态但可以处于两种状态的量子叠加的位的概括。量子门是逻辑门的概括。量子门是在小数目的量子位上操作的量子电路,该量子位是较大的量子电路的构建块,像常规数字电路中的经典逻辑门一样。然而,该量子门描述了在给定其初始状态下,一个或多个量子位在该门被施加在它们上之后将经历的变换。不同量子现象(如叠加和纠缠)在经典计算的世界中没有类似物,并且因此可能涉及特殊结构、技术和材料。

    2、一些量子处理器典型地可以被冷却到低温温度以避免对其敏感的量子状态的热干扰。尽管如此,量子位仍然可能遭受去相干和门误差。对此,诸如纠错的技术可以用于更好地利用量子架构的潜力。此类技术典型地涉及用室温电子器件控制和读出该量子处理器。本发明人已经观察到,在低温温度下利用电路的室温电子器件可能受到可做出改进的挑战。


    技术实现思路

    1、以下概述了示例性、非限制性实施例。根据一个实施例,射频(rf)发射电路包括输入级、耦合至该输入级的输出端的电流模式混频器、耦合至该电流模式混频器的输出端的衰减器、以及耦合至该衰减器的输出端的匹配网络。输入级、电流模式混频器、衰减器和匹配网络被配置为串联堆栈。借助于堆叠,相同的偏置电流可用于为输入级、电流模式混频器、衰减器和匹配网络供电。以此方式,降低了电流(并且因此降低了功耗)。

    2、在一个实施例中,衰减器是可变衰减器。

    3、在一个实施例中,衰减器是电流模式衰减器。

    4、在一个实施例中,匹配网络包括耦合到衰减器的输出端的电感元件。

    5、在一个实施例中,匹配网络的电感元件被配置为将衰减器的多个晶体管耦合到电源,该电源与衰减器的该多个晶体管之间具有可忽略的dc电压降。

    6、在一个实施例中,在输入级、电流模式混频器、衰减器和匹配网络中使用相同的偏置电流。由于电流重用减少了从电源汲取的总电流,因此改善了电路功率效率。

    7、在一个实施例中,输入级包括被配置为在饱和区中操作的多个晶体管。

    8、在一个实施例中,电流模式混频器包括被配置为在截止区与三极管区之间交替地切换的多个晶体管。

    9、在一个实施例中,衰减器包括被配置成在饱和区域中操作的多个晶体管。

    10、通过在晶体管操作的适当区域中偏置上述电路块,这些电路块中的每个电路块提供更好的性能(例如,更高的增益、线性度和/或更低的噪声)和效率。

    11、在一个实施例中,电流模式混频器被配置为接收具有轨到轨互补金属氧化物半导体(cmos)电平的本地振荡器(lo)信号。

    12、在一个实施例中,衰减器被配置为接收具有轨到轨互补金属氧化物半导体(cmos)电平的控制信号。

    13、在一个实施例中,输入级、电流模式混频器、衰减器和匹配网络包括金属氧化物半导体(mos)晶体管(例如,由其构造)。

    14、在一个实施例中,输入级被配置为接收来自先前基带滤波器级的电压模式输出。

    15、在一个实施例中,输入级被配置为从先前基带滤波器级接收当前模式输出。

    16、在一个实施例中,衰减器可通过衰减器设置来数字编程,该衰减器设置被配置成切换衰减器的可变数量的并联电流导引分段。

    17、根据一个实施例,一种频率转换的方法包括提供输入级以及将电流模式混频器耦合到输入级的输出端。电流模式衰减器耦合至该电流模式混频器的输出端。具有电感元件的匹配网络耦合到电流模式衰减器的输出端。输入级、电流模式混频器、电流模式衰减器和匹配网络被配置为串联堆栈。

    18、在一个实施例中,电流模式衰减器的多个晶体管通过匹配网络耦合到电源,该电源与电流模式衰减器的该多个晶体管之间具有可忽略的dc电压降。

    19、在一个实施例中,在输入级、电流模式混频器、电流模式衰减器和匹配网络中使用(例如,重用)相同的偏置电流。

    20、在一个实施例中,输入级的多个晶体管在饱和区中操作。电流模式混频器的多个晶体管交替地被切换为在截止区和三极管区中操作。衰减器的多个晶体管在饱和区域中操作。

    21、在一个实施例中,电流模式混频器接收具有轨到轨互补金属氧化物半导体(cmos)电平的本地振荡器(lo)信号。电流模式衰减器接收轨到轨互补金属氧化物半导体(cmos)电平的控制信号。

    22、在一个实施例中,输入级接收来自先前基带滤波器级的电压模式输出。

    23、在一个实施例中,输入级接收来自先前基带滤波器级的电流模式输出。

    24、根据一个实施例,一种频率转换电路包括:输入级;电流模式混频器,所述电流模式混频器耦合至所述输入级的输出端;衰减器,所述衰减器耦合至所述电流模式混频器的输出端;以及匹配网络,所述匹配网络耦合至所述混频器。输入级、电流模式混频器、衰减器和匹配网络被配置为串联堆栈。

    25、在一个实施例中,衰减器是可变电流模式衰减器,并且匹配网络包括耦合到衰减器的输出端的电感元件。

    26、这些和其他特征将从以下将结合附图阅读的对其说明性实施例的详细描述变得显而易见。



    技术特征:

    1.一种射频(rf)发射电路,包括:

    2.根据在前权利要求所述的rf发射电路,其中,所述衰减器是可变衰减器。

    3.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述衰减器是电流模式衰减器。

    4.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述匹配网络包括耦合至所述衰减器的输出端的电感元件。

    5.根据在前权利要求所述的rf发射电路,其中,所述匹配网络的所述电感元件被配置为将所述衰减器的多个晶体管耦合到电源,在所述电源与所述衰减器的所述多个晶体管之间具有可忽略的dc电压降。

    6.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,在所述输入级、所述电流模式混频器、所述衰减器、以及所述匹配网络中使用相同的偏置电流。

    7.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述输入级包括被配置为在饱和区中操作的多个晶体管。

    8.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述电流模式混频器包括被配置为在截止区与三极管区之间交替地切换的多个晶体管。

    9.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述衰减器包括被配置为在饱和区中操作的多个晶体管。

    10.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述电流模式混频器被配置为接收具有轨到轨互补金属氧化物半导体(cmos)电平的本地振荡器(lo)信号。

    11.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述衰减器被配置为接收具有轨到轨互补金属氧化物半导体(cmos)电平的控制信号。

    12.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述输入级、电流模式混频器、衰减器、以及所述匹配网络包括金属氧化物半导体(mos)晶体管。

    13.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述输入级被配置为接收来自先前基带滤波器级的电压模式输出。

    14.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述输入级被配置为接收来自先前基带滤波器级的电流模式输出。

    15.根据在前权利要求中任一项所述的rf发射电路,其中,所述衰减器可通过衰减器设置来数字编程,所述衰减器设置被配置为切换所述衰减器的可变数量的并联电流导引分段。

    16.一种提供频率转换的方法,包括:

    17.根据在前权利要求所述的方法,进一步包括通过所述匹配网络将所述电流模式衰减器的多个晶体管耦合至电源,在所述电源与所述电流模式衰减器的所述多个晶体管之间具有可忽略的dc电压降。

    18.根据两个在前权利要求中任一项所述的方法,进一步包括在所述输入级、所述电流模式混频器、所述电流模式衰减器和所述匹配网络中使用相同的偏置电流。

    19.根据三个在前权利要求中任一项所述的方法,进一步包括:

    20.根据四个在前权利要求中任一项所述的方法,进一步包括:

    21.根据五个在前权利要求中任一项所述的方法,进一步包括由所述输入级接收来自先前基带滤波器级的电压模式输出。

    22.根据六个在前权利要求中任一项所述的方法,进一步包括由所述输入级接收来自先前基带滤波器级的电流模式输出。

    23.一种频率转换电路,包括:

    24.根据在前项权利要求所述的频率转换电路,其中:

    25.根据两个在前权利要求中任一项所述的频率转换电路,其中,所述匹配网络包括耦合至所述衰减器的输出端的电感元件。


    技术总结
    一种射频(RF)发射电路,包括:输入级;电流模式混频器,其耦合到所述输入级的输出端;衰减器,其耦合到所述电流模式混频器的输出端;以及匹配网络,其耦合到所述衰减器的输出端。输入级、电流模式混频器、衰减器和匹配网络被配置为串联堆栈。

    技术研发人员:S·查克拉博蒂,J·布尔扎切利,D·弗兰克,A·达维斯
    受保护的技术使用者:国际商业机器公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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