專利名稱：信號收發器的制作方法
技術領域：
本發明關于一信號收發器，尤其是關于一種具有高線性度以及低噪聲指數的信號收發器。
背景技術：
一無線通信系統會包含有一接收器以及一傳送器。當該無線通信系統操作在一時分雙工(Time-Division Duplex, TDD)模式時，一外接式的傳送器/接收器開關(Transmitter/Receiver switch, T/R switch)會于該傳送器與該接收器之間進行切換，這是因為該傳送器與該接收器都會利用到同一天線。進一步而言，當該無線通信系統處于操作狀態時，該外接式的傳送器/接收器開關會選擇性地將該天線耦接于該傳送器或該接收器。此外，在一傳統的無線通信系統中，該外接式的傳送器/接收器開關通常會以串 聯的方式與該接收器而并非收發器耦接在一起。在該接收模式下，當該外接式的傳送器/接收器開關為啟動(即短路)時，該外接式的傳送器/接收器開關必須具有低插入損耗(insertion loss)、寬輸入范圍、低損耗以及小面積的特性。在該傳送模式下，當該外接式的傳送器/接收器開關為關閉(即開路)時，該外接式的傳送器/接收器開關必須具有大擺幅信號承受能力、低失真以及不會干擾到該傳送器的傳輸信號或功能的特性。在一無線通信系統中，由于該接收器與該傳送器都是屬于比較復雜的電路，因此要使得該外接式的傳送器/接收器開關能夠在不影響該系統的最大射頻輸入信號以及/或最大傳送功率的情況下兼具有上述的特性實屬不易。因此，如何以一創新的方法來設計一個能夠在該接收器與該傳送器之間運作，并同時能夠滿足上述條件的開關已成為無線通信系統領域所亟需解決的問題。
發明內容
有鑒于此，本發明之一目的在于提供具有高線性度以及低噪聲指數的一信號收發器。依據本發明的一實施例，提供一種信號收發器。該信號收發器包含有一第一放大器、一阻抗轉換電路、一開關電路以及一第二放大器。該第一放大器稱接于一芯片的一芯片輸出端。該開關電路用來選擇性地將該芯片輸出端耦接于該阻抗轉換電路的一第一端。該第二放大器耦接于該阻抗轉換電路的一第二端。本發明的實施例可以改善該芯片內的功率放大器的線性度以及減小該芯片內的低噪聲放大器的噪聲指數。
圖I為本發明一種信號收發器的第一實施例的不意圖；圖2為操作在一接收模式下的一信號收發器的一實施例的簡化示意圖；圖3為操作在一傳送模式下的一信號收發器的一實施例的簡化示意圖4為本發明一種信號收發器的第二實施例的示意圖；圖5為本發明一種信號收發器的第三實施例的示意圖；圖6為本發明一種信號收發器的第四實施例的示意圖；圖7為本發明一種信號收發器的第五實施例的示意圖；圖8為本發明一種信號收發器的第六實施例的示意圖；圖9為本發明一種信號收發器的第七實施例的示意圖；圖10為本發明一種信號收發器的第八實施例的示意圖。
具體實施例方式在說明書當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領域的技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書并不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書當中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段，因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或者透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。請參考I圖，圖I為本發明一種信號收發器的第一實施例100的示意圖。信號收發器100包含有一功率放大器102、一阻抗轉換電路104、開關電路106以及一接收放大器108。接收放大器108可以為一低噪聲放大器(Low-noise amplifier, LNA)。功率放大器102、阻抗轉換電路104、開關電路106以及接收放大器108均設置在一芯片內。信號收發器100可以為一無線通信系統的一前端電路。天線110以及一單端至差動轉換單元112同樣示于圖I中。功率放大器102耦接于一芯片輸出端，該芯片輸出端包含有該芯片的一第一端點NI以及一第二端點N2。開關電路106用來選擇性地將芯片輸出端(NI、N2)耦接于一第一端，該第一端包含有一阻抗轉換電路104的一第一端點N3以及一第二端點N4。接收放大器108稱接于阻抗轉換電路104的一第二端,該第二端包含有阻抗轉換電路104的一第一端點N5以及一第二端點N6。單端至差動轉換單元112耦接于芯片輸出端(NI、N2)，而天線110耦接于單端至差動轉換單元112，如圖I所示。一外接式的匹配電路(未顯示)同樣可以設置在芯片輸出端(N1、N2)以及單端至差動轉換單元112之間。依據本發明不同的實施例，本發明的單端至差動轉換單元112還可以用一平衡/非平衡轉換電路(Balanced-unbalancedcircuit)或一平衡式帶通濾波器來加以取代。依據本實施例可以得知，信號收發器100為一差動式信號收發器，然此并不作為本發明的限制所在。阻抗轉換電路104還可以為一變壓器。開關電路106直接連接于芯片輸出端(N1、N2),而功率放大器102的差動輸出端(一第一輸出端點N7以及一第二輸出端點N8)分別直接連接于芯片輸出端(NI、N2)。開關電路106包含有一第一開關1062以及一第二開關1064。第一開關1062具有一第一連接端點直接連接于該芯片輸出端的第一端點NI，一第二連接端點耦接于阻抗轉換電路104的第一端的第一端點N3，以及一控制端點用來接收一控制信號Scl。第二開關1064具有一第一連接端點直接連接于該芯片輸出端的第二端點N2，一第二連接端點耦接于阻抗轉換電路104的第一端的第二端點N4，以及一控制端點用來接收控制信號Scl。在此實施例中，阻抗轉換電路104的該主要線圈對該次要線圈的線圈數比值為I : N，如圖I所示。此外，第一開關1062以及第二開關1064以兩個N-型場效應晶體管來實現，然此并不作為本發明的限制所在。當信號收發器100操作在一接收模式下時，控制信號Scl會開啟(即合上)第一開關1062以及第二開關1064，以將芯片輸出端(NI、N2)上所接收到的一接收信號Srl傳遞至阻抗轉換 電路104的第一端(N3、N4)，此時功率放大器102處于禁能狀態。當信號收發器100操作在一傳送模式下時,功率放大器102用來產生一傳送信號Stl至該芯片輸出端，且控制信號Scl會關閉(即開路)第一開關1062以及第二開關1064，以阻止傳送信號Stl被傳遞至阻抗轉換電路104的該第一端。當信號收發器100操作在該接收模式下時，信號收發器100可以簡化為圖2所示
的電路。接收放大器108的噪聲指數NF可以用以下方程式(I)來表示
權利要求
1.一種信號收發器,其特征在于,包含有 一第一放大器，稱接于一芯片的一芯片輸出端； 一阻抗轉換電路； 一開關電路，用來選擇性地將該芯片輸出端耦接于該阻抗轉換電路的一第一端；以及 一第二放大器，耦接于該阻抗轉換電路的一第二端。
2.如權利要求I所述的信號收發器，其特征在于，該第一放大器、該阻抗轉換電路、該開關電路以及該第二放大器均設置于該芯片內。
3.如權利要求I所述的信號收發器，其特征在于，該芯片輸出端耦接于一天線。
4.如權利要求I所述的信號收發器，其特征在于，該阻抗轉換電路為一變壓器。
5.如權利要求I所述的信號收發器，其特征在于，該阻抗轉換電路包含有 一電感器；以及 一電容器，以并聯的方式稱接于該電感器； 其中該電感器的第一端點以及第二端點為該阻抗轉換電路的該第一端，而該電容器的第一端點以及第二端點為該阻抗轉換電路的該第二端。
6.如權利要求I所述的信號收發器，其特征在于，該開關電路直接連接于該芯片輸出端。
7.如權利要求6所述的信號收發器，其特征在于，該第一放大器為一第一功率放大器，而該開關電路包含有 一開關，具有一第一連接端點直接連接于該芯片輸出端，一第二連接端點耦接于該阻抗轉換電路的該第一端，以及一控制端點用來接收一控制信號； 其中當該信號收發器操作在一接收模式時，該控制信號開啟該開關，以將該芯片輸出端所接收到的一接收信號傳遞至該阻抗轉換電路的該第一端，且該第一功率放大器處于禁能的狀態； 以及當該信號收發器操作在一傳送模式時，該第一功率放大器用來產生一傳送信號至該芯片輸出端，且該控制信號會關閉該開關，以阻止該傳送信號被傳遞至該阻抗轉換電路的該第一端。
8.如權利要求I項述的信號收發器，其特征在于，該第一放大器為一第一功率放大器，以及該信號收發器另包含有 一電容性電路，耦接于該芯片輸出端與該開關電路之間。
9.如權利要求8所述的信號收發器，其特征在于，該芯片輸出端包含有一第一端點以及一第二端點分別直接連接于該第一功率放大器的第一輸出端點以及第二輸出端點，該開關電路包含有一第一開關以及一第二開關，其中該第一開關具有一第一連接端點耦接于該第一端的一第一端點，而該第二開關具有一第一連接端點稱接于該第一端的一第二端點，以及該電容性電路包含有 一第三開關； 一第一電容器，具有一第一端點稱接于該第一開關的一第二連接端點，以及一第二端點耦接于該第三開關的一第一連接端點；以及 一第二電容器，具有一第一端點耦接于該第二開關的一第二連接端點，以及一第二端點耦接于該第三開關的一第二連接端點。
10.如權利要求8所述的信號收發器,其特征在于，該芯片輸出端包含有一第一端點以及一第二端點分別直接連接于該第一功率放大器的一第一輸出端點以及一第二輸出端點，以及該開關電路包含有 一第一開關，具有一第一連接端點稱接于該第一端的一第一端點，以及一第二連接端點率禹接于一參考電壓； 一第二開關，具有一第一連接端點耦接于該第一端的一第二端點，以及一第二連接端點耦接于該參考電壓；以及 一第三開關，具有一第一連接端點耦接于該第一端的該第一端點，以及一第二連接端點耦接于該第一端的該第二端點。
11.如權利要求8所述的信號收發器,其特征在于,該芯片輸出端包含有一第一端點以及一第二端點分別直接連接于該第一功率放大器的一第一輸出端點以及一第二輸出端點，以及該電容性電路包含有 一第一電容器，具有一第一端點I禹接于該芯片輸出端的第一端點以及一第二端點I禹接于該第一端的一第一端點；以及 一第二電容器，具有一第一端點耦接于該芯片輸出端的第二端點以及一第二端點耦接于該第一端的一第二端點。
12.如權利要求11所述的信號收發器，其特征在于，該開關電路包含有 一第一開關，具有一第一連接端點耦接于該第一電容器的該第二端點，以及一第二連接端點耦接于該第一端的該第一端點；以及 一第二開關，具有一第一連接端點耦接于該第二電容器的該第二端點，以及一第二連接端點耦接于該第一端的該第二端點。
13.如權利要求I所述的信號收發器，其特征在于，該第一放大器為一第一功率放大器，該第二放大器為一接收放大器，以及該信號收發器另包含有 一第二功率放大器，其直接連接于該阻抗轉換電路的該第二端； 其中該第一功率放大器以及該第二功率放大器分別對應兩個不同的通信標準；以及當該信號收發器操作在一傳送模式時，只有該第一功率放大器以及該第二功率放大器中的一個功率放大器會用來產生一傳送信號至該芯片輸出端。
14.如權利要求I所述的信號收發器，其特征在于，該第一放大器為一第一功率放大器，該第二放大器為一第二功率放大器，以及該信號收發器另包含有 一接收放大器，其直接連接于該阻抗轉換電路的該第一端； 其中該第一功率放大器以及該第二功率放大器分別對應兩個不同的通信標準； 以及當該信號收發器操作在一傳送模式時，只有該第一功率放大器以及該第二功率放大器中的一個功率放大器會用來產生一傳送信號至該芯片輸出端。
15.如權利要求13或14所述的信號收發器，其特征在于 該接收放大器對應該第一功率放大器的一通信系統以及對應該第二功率放大器的另一通信系統所共享的一接收放大器； 以及當該第二功率放大器用來產生該傳送信號至該阻抗轉換電路的該第二端時，該接收放大器處于禁能的狀態。
16.如權利要求I所述的信號收發器，其特征在于，該第一放大器為一第一功率放大器，以及該第 一功率放大器直接連接于該芯片輸出端或通過一單端轉差動的轉換單元耦接于該芯片輸出端。
全文摘要
本發明提供一種信號收發器。該信號收發器包含有一第一放大器耦接于一芯片的一芯片輸出端；一阻抗轉換電路；一開關電路用來選擇性地將該芯片輸出端耦接于該阻抗轉換電路的一第一端；以及一第二放大器耦接于該阻抗轉換電路的一第二端。本發明的信號收發器可以改善該芯片內的功率放大器的線性度以及減小該芯片內的低噪聲放大器的噪聲指數。
文檔編號H04B1/40GK102790626SQ201210154429
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月17日 優先權日2011年5月19日
發明者吳家欣, 李翼安, 簡敦正, 陳宗明 申請人:聯發科技股份有限公司