收發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種收發(fā)器，包含：功率放大電路，被設置為在該收發(fā)器的發(fā)射模式期間產生差分輸出信號；平衡-不平衡轉換器電路，被設置為將該差分輸出信號轉換為單端輸出信號；可切換的匹配電路，被設置為在該發(fā)射模式期間接收該收發(fā)器的信號端口上的該單端輸出信號，以及在該收發(fā)器的接收模式期間將該信號端口上的單端接收信號轉換為單端輸入信號；以及低噪聲放大電路，被設置為在該接收模式期間將該單端輸入信號轉換為低噪聲輸入信號；其中該功率放大電路、該平衡-不平衡轉換器電路、該可切換的匹配電路以及該低噪聲放大電路被配置為一個單芯片。本發(fā)明可減少切換損耗以及芯片尺寸。
【專利說明】收發(fā)器
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明關于收發(fā)器，尤其關于一種具有片上發(fā)射/接收(TR)開關的收發(fā)器。
【【背景技術】】
[0002]在傳統(tǒng)收發(fā)器中，發(fā)射/接收開關是用于在收發(fā)器的發(fā)射器和接收器之間進行切換的裝置。當收發(fā)器操作于發(fā)射模式下時，發(fā)射/接收開關用于將功率放大器輸出的預發(fā)射信號耦合至天線。當收發(fā)器操作于接收模式下時，發(fā)射/接收開關用于將天線的接收信號耦合至接收器。傳統(tǒng)的發(fā)射/接收開關可能會引發(fā)兩個問題。由于發(fā)射/接收開關可能不能與發(fā)射器以及接收器的阻抗完全匹配，所以當信號穿過時發(fā)射/接收開關會有本征損失(intrinsic loss)。由于當收發(fā)器操作于發(fā)射模式下時預發(fā)射信號的大幅擺動(swing),發(fā)射/接收開關也可能發(fā)生故障。
[0003]對于差分通信系統(tǒng)，片外變壓器平衡-不平衡轉換器(平衡的/不平衡的)還用來在單端信號與差分信號之間進行轉換。由于將片外變壓器平衡-不平衡轉換器插入收發(fā)器的額外工作，片外變壓器平衡-不平衡轉換器將導致整體成本更高。此外，片外變壓器平衡-不平衡轉換器可能占據印刷電路板大片面積，這也會增加總成本。
[0004]因此，對于差分通信系統(tǒng)來說，提供一種低成本、低損耗的收發(fā)器是本領域的重點關注。
【
【發(fā)明內容】
】 [0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有片上結構的收發(fā)器。
[0006]依據本發(fā)明第一實施例，提供一種收發(fā)器，該收發(fā)器包含:功率放大電路，被設置為在該收發(fā)器的發(fā)射模式期間產生差分輸出信號；第一平衡-不平衡轉換器電路，被設置為將該差分輸出信號轉換為單端輸出信號；可切換的匹配電路，被設置為在該發(fā)射模式期間接收該收發(fā)器的信號端口上的該單端輸出信號，以及在該收發(fā)器的接收模式期間將該信號端口上的單端接收信號轉換為單端輸入信號；以及低噪聲放大電路，被設置為在該接收模式期間將該單端輸入信號轉換為低噪聲輸入信號；其中該功率放大電路、該第一平衡-不平衡轉換器電路、該可切換的匹配電路以及該低噪聲放大電路被配置為一個單芯片。
[0007]依據本發(fā)明第二實施例，提供一種收發(fā)器，該收發(fā)器包含:多個功率放大電路，被設置為在該收發(fā)器的發(fā)射模式期間產生多個差分輸出信號；功率結合器，被設置為將該多個差分輸出信號結合為單端輸出信號；可切換的匹配電路，被設置為在該發(fā)射模式期間接收該收發(fā)器的信號端口上的該單端輸出信號，以及在該收發(fā)器的接收模式期間將該信號端口上的單端接收信號轉換為單端輸入信號；以及低噪聲放大電路，被設置為在該接收模式期間將該單端輸入信號轉換為低噪聲輸入信號；其中該多個功率放大電路、該功率結合器、該可切換的匹配電路以及該低噪聲放大電路被配置為一個單芯片。
[0008]上述收發(fā)器可減少切換損耗以及芯片尺寸?！尽緦＠綀D】

【附圖說明】】
[0009]圖1為依據本發(fā)明第一實施例的收發(fā)器100的示意圖。
[0010]圖2為依據本發(fā)明第二實施例的收發(fā)器200的示意圖。
[0011]圖3為依據本發(fā)明實施例的收發(fā)器100運行在發(fā)射模式下的示意圖。
[0012]圖4為依據本發(fā)明實施例的收發(fā)器100運行在接收模式下的示意圖。
[0013]圖5為依據本發(fā)明第三實施例的收發(fā)器500的示意圖。
[0014]圖6為依據本發(fā)明實施例的收發(fā)器的切換方法600的流程圖。
[0015]圖7為依據本發(fā)明實施例的低噪聲放大電路700的示意圖。
【【具體實施方式】】
[0016]在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領域中技術人員應可理解，電子裝置制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準貝U。在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”為開放式的用語，故應解釋成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接到第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
[0017]請參考圖1，其為依據本發(fā)明第一實施例的收發(fā)器100的示意圖。收發(fā)器100包含功率放大器電路102、平衡-不平衡電路(平衡-不平衡轉換器)104、可切換的匹配電路106、低噪聲放大電路108、電容電路110以及電感電路112。功率放大器電路102被設置為產生差分輸出信號So+, So-ο平衡-不平衡電路104被設置為將差分輸出信號So+, So-轉換成單端輸出信號So。可切換的匹配電路106被設置為在收發(fā)器100的發(fā)射模式期間接收收發(fā)器100的信號端口 Np上的單端輸出信號So，以及在收發(fā)器100的接收模式期間將信號端口 Np上的單端接收信號Sor轉換成單端輸入信號Sr。低噪聲放大電路108被設置為將單端輸入信號Sr轉換成低噪聲輸入信號Sri。
[0018]應注意的是，電容電路110是信號端口 Np上的寄生電容，其為收發(fā)器100的半導體襯底(pad)。因此，電容電路110可被看作是耦接于信號端口 Np與參考電壓(即接地電壓Vgnd)之間的電容器。此外，電感電路112為耦接于信號端口 Np與天線(未圖示)之間的結合線(bond-wire)的固有電感。因此，電感電路112可被看作是稱接于信號端口 Np與天線之間的電感器，其中該天線用于發(fā)射/接收無線信號。依據本發(fā)明，功率放大器電路102、平衡-不平衡電路104、可切換的匹配電路106以及低噪聲放大電路108被配置在一個單芯片上，例如系統(tǒng)單芯片(SOC, System-on-chip)。
[0019]功率放大電路102是用于根據輸入信號Sin來產生差分輸出信號So+, So-的差分功率放大器，該輸入信號Sin可以是差分信號或單端信號。平衡-不平衡轉換器104為變壓器，包含接收輸出信號So+的第一輸入端，以及接收輸出信號So-的第二輸入端。平衡-不平衡轉換器104還包含用于輸出單端輸出信號So的第一輸出端Nol，以及耦接至接地電壓Vgnd的第二輸出端No2。
[0020] 可切換的匹配電路106包含電容電路1062、電感電路1064、第一開關電路1066以及第二開關電路1068。電容電路1062為電容器，其第一端耦接于平衡-不平衡轉換器104的第一輸出端No I。電感電路1064為電感器,其第一端NI稱接于電容電路1062的第二端，以及其第二端N2耦接于低噪聲放大電路108的輸入端。第一開關電路1066被設置為在發(fā)射模式期間將電容電路1062的第二端(即NI)耦接至接地電壓Vgnd，以及在接收模式期間將電容電路1062的第二端從接地電壓Vgnd斷開。第二開關電路1068被設置為在發(fā)射模式期間將電感電路1064的第二端N2耦接至接地電壓Vgnd，以及在接收模式期間將電感電路1064的第二端N2從接地電壓Vgnd斷開。應該指出的是，第二開關電路1068為可選的，這意味著在另一個實施例中第二開關電路1068是可以被移除的，以進一步減少收發(fā)器的芯片尺寸。
[0021]應當指出的是，通過使用平衡-不平衡轉換器104，收發(fā)器100依據功率放大電路102所產生的差分輸出信號So+，So-，產生單端輸出信號So。然而，這不是本發(fā)明的限制。根據第二實施例，通過使用功率結合器，收發(fā)器根據圖2所示的多個功率放大電路分別產生的多個差分輸出信號，產生單端輸出信號。請參考圖2，其為依據本發(fā)明第二實施例的收發(fā)器200的示意圖。收發(fā)器200包含多個功率放大電路202a，202b、功率結合器204、可切換的匹配電路206、低噪聲放大電路208、電容電路210、以及電感電路212。所述多個功率放大電路部202a，202b被設置為分別產生多個差分輸出信號Sol+，Sol-, So2+，So2_。功率結合器204被設置為將多個差分輸出信號Sol+, Sol-, So2+, So2_結合成單端輸出信號So，?？汕袚Q的匹配電路206被設置為在收發(fā)器200的發(fā)射模式期間接收收發(fā)器200信號端口Np’上的單端輸出信號So’，以及在收發(fā)器200的接收模式期間將信號端口 Np’上的單端接收信號Sor’轉換為單端輸入信號Sr’。低噪聲放大電路208被設置為將單端輸入信號Sr’轉換為低噪聲輸入信號Sri’。
[0022]應當注意的是，電容電路210為信號端口 Np’上的寄生電容，其為收發(fā)器200的半導體襯底。因此，電容電路210可以被看作是耦接于信號端口 Np’與參考電壓(即接地電壓Vgnd’)之間的電容器。此外，電感電路212為耦接于信號端口 Np’與天線(未圖示)之間的結合線的固有電感。因此，電感電路212可以被看作是耦接于信號端口 Np’與天線之間的電感器，其中該天線用于發(fā)射/接收無線信號。根據本發(fā)明實施例，功率放大電路202a和202b、功率結合器204、可切換的匹配電路206、以及低噪聲放大電路208被配置在單芯片上，例如SOC (系統(tǒng)單芯片)。
[0023]在本實施例中，所述多個功率放大電路202a、202b是兩個差分功率放大器，用于分別依據第一輸入端信號Sinl和第二輸入信號Sin2,產生第一差分輸出信號Sol+與Sol-和第二差分輸出信號So2+與So2_,其中第一輸入信號Sinl和第二輸入信號Sin2可以是差分信號或單端信號。
[0024]功率結合器204包含多個平衡-不平衡轉換器2042、2044，分別具有被設置為接收所述多個差分輸出信號Sol+、Sol-和So2+、So2-的多個初級繞組204a、204b，以及具有根據所述多個差分輸出信號Sol+、Sol-和So2+、So2-來產生單端輸出信號So’的多個串聯(lián)連接的次級繞組204c、204d。更具體地，如圖2所示，第一平衡-不平衡轉換器2042包含第一初級繞組204a和第一次級繞組204c，以及第二平衡-不平衡轉換器2044包含第二初級繞組204b和第二次級繞組204d。功率結合器204的第一輸出端Nol’用于輸出單端輸出信號So’，以及功率結合器204的的第二輸出端No2’耦接至接地電壓Vgnd。次級繞組204c通過共同端No3’耦接于次級繞組204d。因此，次級繞組204c和次級繞組204d串聯(lián)連接在第一輸出端Nol’和第二輸出端No2’之間。
[0025]可切換的匹配電路206包含電容電路2062、電感電路2064、第一開關電路2066、以及第二開關電路2068。電容電路2062為電容器,其第一端稱接于功率結合器204的第一輸出端Nol’。電感電路2064為電感器，其第一端NI’耦接于電容電路2062的第二端，以及其第二端N2’稱接于低噪聲放大電路208的輸入端。第一開關電路2066被設置為在發(fā)射模式期間將電容電路2062的第二端(即NI’)耦接至接地電壓Vgnd，以及在接收模式期間將電容電路2062的第二端從接地電壓Vgnd斷開。第二開關電路2068被設置為在發(fā)射模式期間將電感電路2064的第二端N2’耦接至接地電壓Vgnd，以及在接收模式期間將電感電路2064的第二端N2’從接地電壓Vgnd斷開。應該指出的是，第二開關電路2068為可選的，這意味著在另一個實施例中第二開關電路2068是可以被移除的，以進一步減少收發(fā)器的芯片尺寸。
[0026]根據第二實施例，即收發(fā)器200,第一輸入信號Sinl和第二輸入信號Sin2可能具有不同的相位，從而第一差分輸出信號Sol+、Sol-和第二差分輸出信號So2+、So2-也可能具有不同的相位。此外，即使兩個功率放大電路202a，202b和兩個平衡-不平衡轉換器2042,2044如圖2所示，但這并不是本發(fā)明的限制。任何其他數目的功率放大電路和平衡-不平衡轉換器也屬于本發(fā)明的范圍。
[0027]應當指出，除了如何產生單端輸出信號的特征，S卩，收發(fā)器100通過使用一個功率放大電路102與一個平衡-不平衡轉換器104的組合，產生單端輸出信號So，而收發(fā)器200通過使用多個功率放大電路202a，202b與多個平衡-不平衡轉換器2042,2044的組合，產生單端輸出信號So’，兩個收發(fā)器100和收發(fā)器200在發(fā)射模式和接收模式下都具有類似的操作。因此，在下面的段落中，僅詳細說明收發(fā)器100在發(fā)射模式和接收模式下的操作。本【技術領域】的普通技術人員很容易理解，收發(fā)器200進行大致相同的操作后，也可實現(xiàn)如收發(fā)器100大致相同的結果。因此，收發(fā)器200的發(fā)射模式和接收模式的詳細描述在此省略以求簡潔。
[0028]請參考圖3，其為依據本發(fā)明實施例的收發(fā)器100運行在發(fā)射模式下的示意圖。當收發(fā)器100運行在發(fā)射模式下時，第一開關電路1066被接通(turn on)以將電容電路1062的第二端(即NI)耦接至接地電壓Vgnd，以及第二開關電路1068被導通以將電感電路1064的第二端N2耦接至接地電壓Vgnd。相應地，當收發(fā)器100運行在發(fā)射模式下時，電感電路1064被省略，可切換的匹配電路106僅剩下電容電路1062，以連接于信號端口 Np與接地電壓Vgnd之間。相應地，電容電路1062、電容電路110、以及電感電路112被設置為發(fā)射模式期間平衡-不平衡轉換器104和天線之間的匹配電路。更具體地，電容電路1062可被視為平衡-不平衡轉換器104和信號端口 Np之間的匹配電路。因此，通過適當地設計/設置/調節(jié)電容電路1062、110的電容量以及電感電路112的電感量，可以完全匹配平衡-不平衡轉換器104和天線之間的阻抗。然后，在平衡-不平衡轉換器104轉換/加電(converted/powered up)差分輸出信號So+、So_后,單端輸出信號So的功率可被傳輸至天線而沒有降低性能或功率損耗。
[0029]應當指出的是，收發(fā)器100在發(fā)射模式下操作時，低噪聲放大電路108可被打開或關閉，但是這并不是本發(fā)明的限制。[0030]根據圖3所示的實施例，由于在發(fā)射模式期間電容電路1062的第二端(即NI)通過第一開關電路1066耦接至接地電壓Vgnd，因此即使使用結合線(圖中未示出)來將第一開關電路1066的另一端(即第二輸出端No2)連接至接地電壓Vgnd，電容電路1062的第二端(即NI)上的信號擺幅也變得非常小而可被忽略。因此，第一開關電路1066可利用一般P講(normal p_well)半導體工藝而不是深η講(deep n_well)半導體工藝來制造/實施，如此一來第一開關電路1066為一般P講電路。在本實施例中，功率放大電路102、平衡-不平衡轉換器104、可切換的匹配電路106、以及低噪聲放大電路108都是在一般P阱半導體工藝下制造出來的，并沒有使用深η阱半導體工藝。應當指出，一般P阱電路是嵌入在P型基板的P阱上的電路，而深η阱電路是嵌入在N型基板/阱(substrate/well)的P阱上的電路，其中N型基板/阱進一步嵌入在P型基板上。由于功率放大電路102、平衡-不平衡轉換器104、可切換的匹配電路106、以及低噪聲放大電路108都是在標準P阱半導體工藝下制造出來的，因此收發(fā)器100的成本低于在深η阱半導體工藝下制造出來的收發(fā)器的成本。
[0031]請參考圖4，其為依據本發(fā)明實施例的收發(fā)器100運行在接收模式下的示意圖。當收發(fā)器100在接收模式下操作時，第一開關電路1066被關斷(turn off)以將電容電路1062的第二端(即NI)從接地電壓Vgnd斷開，以及第二開關電路1068被關斷以將電感電路1064的第二端N2從接地電壓Vgnd斷開。相應地，當收發(fā)器100在接收模式下運行時，電感電路112、電容電路110、電容電路1062、以及電感電路1064被設置為接收模式期間低噪聲放大電路108和天線之間的匹配電路。更具體地，電容電路1062和電感電路1064可被視為低噪聲放大電路108的輸入端與信號端口 Np之間的匹配電路。因此，通過適當地設計/設置/調節(jié)電容電路1062、110的電容量以及電感電路1064、112的電感量，可以很好地匹配低噪聲放大電路108和天線之間的阻抗。由天線接收到無線信號(圖中未示出)之后，單端接收信號Sor的功率可被傳輸到低噪聲放大電路108而沒有降低性能或功率損耗。低噪聲放大電路108接著將單端輸入信號Sr轉換成低噪聲輸入信號Sri。應當指出的是，低噪聲輸入信號Srl也可以是單端信號或差分信號，這并不是本發(fā)明的限制。
[0032]依據本發(fā)明實施例，從低噪聲放大電路108看入的輸入阻抗被設計為高阻抗。因此，為匹配低噪聲放大電路108的輸入阻抗，由于當收發(fā)器100操作于接收模式下時電感電路1064和112串聯(lián)連接，所以從第二端N2看入的電感電路1064的阻抗可利用電感電路1064和112兩者的電感量來被調整/增加/提高/增強。由于電感電路1064是片上電感器，因而低噪聲放大電路108的噪聲系數(NF，Noise Figure)具有良好的性能。
[0033]還應該進一步指出的是，當收發(fā)器100在接收模式下操作時，功率放大電路102可以被關閉/禁用/關閉電源以停止產生差分輸出信號So+、So-。即使當收發(fā)器100在接收模式下操作時功率放大電路102被關閉/禁用/關閉電源，然而，功率放大器負載(即朝平衡-不平衡轉換器104的第一輸出端Nol看入的負載)可能會影響低噪聲放大電路108的性能。因此，當決定電容電路1062和電感電路1064的值時，也會考慮到功率放大器負載。
[0034]請參考圖5，其為依據本發(fā)明第三實施例的收發(fā)器500的示意圖。收發(fā)器500包含功率放大電路502、平衡-不平衡轉換器504、可切換的匹配電路506、低噪聲放大電路508、電容電路510、以及電感電路512。功率放大電路502被設置為產生差分輸出信號So3+、So3-。平衡-不平衡轉換器504被設置為將差分輸出信號So3+、So3-轉換成單端輸出信號So’ ’?？汕袚Q的匹配電路506被設置為在收發(fā)器500的發(fā)送模式期間接收收發(fā)器500的信號端口 Np’’上的單端輸出信號So’’，以及在收發(fā)器500的接收模式期間將信號端口 Np’’上的單端接收信號Sor’ ’轉換成單端輸入信號Sr”。低噪聲放大電路508被設置為將單端輸入信號Sr’ ’轉換成低噪聲輸入信號Sri’ ’。
[0035]應當注意的是，電容電路510為信號端口 Np’’上的寄生電容，其為收發(fā)器500的半導體襯底。因此，電容電路510可以被看作是耦接于信號端口 Np’’與參考電壓(即接地電壓Vgnd)之間的電容器。此外，電感電路512為耦接于信號端口 Np’’與天線(未圖示)之間的結合線的固有電感。因此，電感電路512可以被看作是耦接于信號端口 Np’’與天線之間的電感器，其中該天線用于發(fā)射/接收無線信號。根據本發(fā)明實施例，功率放大電路502、平衡-不平衡轉換器504、可切換的匹配電路506、以及低噪聲放大電路508被配置在單芯片上，例如SOC (系統(tǒng)單芯片)。
[0036]功率放大電路502為差分功率放大器,用于根據輸入信號Sin3產生差分輸出信號So3+、So3-，該輸入信號Sin3可以是差分信號或單端信號。平衡_不平衡轉換器504為變壓器，包含接收輸出信號So3+的第一輸入端，以及接收輸出信號So3-的第二輸入端。平衡-不平衡轉換器504還包含用于輸出單端輸出信號So’’的第一輸出端Nol’’以及耦接于接地電壓Vgnd的第二輸出端Νο2’ ’。
[0037]可切換的匹配電路506包含第一電容電路5062、匹配電路5064、第二電容電路5066、第一開關電路5068、以及第二開關電路5070。第一電容電路5062為電容器，其第一端耦接于平衡-不平衡轉換器504的第一輸出端Nol’ ’。匹配電路5064的第一端NI’ ’耦接于第一電容電路5062的第二端，以及匹配電路5064的第二端N2’ ’耦接于低噪聲放大電路508的輸入端。第二電容電路5066的第一端稱接于第一電容電路5062的第二端NI’ ’。第一開關電路5068被設置為在發(fā)射模式期間將第二電容電路5066的第二端N3’ ’稱接至參考電壓Vgnd，以及在接收模式期間將第二電容電路5066的第二端N3’ ’從參考電壓Vgnd斷開。應當指出，只要第二電容電路5066和第一開關電路5068串聯(lián)連接，也可以通過重新安排第二電容電路5066和第一開關電路5068來獲得類似的效果。因此，在本發(fā)明收發(fā)器另一個示范性實施例中，第一開關電路5068被重新設置為連接在端NI’’和端N3’’之間，以及第二電容電路5066被重新設置為連接在端N3’ ’和參考電壓Vgnd之間，而其余的組件與圖5是相同的。為簡便起見，本示例性實施例的詳細描述在此省略。
[0038]第二開關電路5070被設置為在發(fā)射模式期間將匹配電路5064的第二端N2’ ’耦接至參考電壓Vgnd，以及在接收模式期間將匹配電路5064的第二端N2’ ’從參考電壓Vgnd斷開。
[0039]在本實施例中，即收發(fā)器500，第二電容電路5066的電容量比第一電容電路5062的電容量大約大十倍，及/或第二電容電路5066的阻抗比匹配電路5064的阻抗小。相應地，在收發(fā)器500的接收模式期間，即當第一開關電路5068和第二開關電路5070被關斷(open)時,第一電容電路5062、平衡-不平衡轉換器504、以及匹配電路5064被設置為匹配低噪聲放大電路508的輸入阻抗與信號端口 Np’ ’之間的阻抗。在收發(fā)器500的發(fā)射模式期間，即當第一開關電路5068和第二開關電路5070被接通(close)時，端NI’ ’的信號以第二電容電路5066的電容量與第一電容電路5062的電容量之間的比率被衰減。例如，由于第二電容電路5066的電容量與第一電容電路5062的電容量之間的比率20dB，端NI’ ’的信號可進行20dB衰減。此外，由于在收發(fā)器500的發(fā)射模式期間第二開關電路5070將端N2’ ’連接至接地電壓Vgndj^ NI’ ’的信號在收發(fā)器500的發(fā)射模式期間可得到額外的衰減。因此，在收發(fā)器500的發(fā)射模式期間，低噪聲放大電路508沒有被功率放大電路502所產生的大功率信號(即So’ ’)損壞。
[0040]應當指出的是，除了可切換的匹配電路506，收發(fā)器100和收發(fā)器500兩者在發(fā)射模式和接收模式中都有類似的操作。因此，收發(fā)器500的發(fā)射模式和接收模式的詳細描述也可參考上述圖3和圖4。因此，收發(fā)器500的發(fā)射模式和接收模式的詳細描述在此省略，以求簡潔。
[0041]上述實施例(例如，收發(fā)器100，200，500)中的操作可歸納為圖6所示的以下步驟。圖6為依據本發(fā)明實施例的收發(fā)器的切換方法600的流程圖。為簡便起見，切換方法600與收發(fā)器100 —起進行描述。假設實現(xiàn)大致相同的結果，圖6所示的流程圖的步驟不需要嚴格遵循所示的順序，也不需要連續(xù)；也就是說，可以在中間插入其他的步驟。切換方法600包含:
[0042]步驟602:將功率放大電路102、平衡-不平衡轉換器104、可切換的匹配電路106、以及低噪聲放大電路108配置為一個單芯片；
[0043]步驟604:當收發(fā)器100在發(fā)射模式下運行時，接通第一開關電路1066以將電容電路1062的第二端(即NI)耦接至接地電壓Vgnd，以及接通第二開關電路1068以將電感電路1064的第二端(即N2)耦接至接地電壓Vgnd ；
[0044]步驟606:使用 功率放大電路102來產生差分輸出信號So+、So-；
[0045]步驟608:使用平衡-不平衡轉換器，將差分輸出信號So+、So-轉換成單端輸出信號So ；
[0046]步驟610:將單端輸出信號So傳輸至天線；
[0047]步驟612:當收發(fā)器100在接收模式下運行時，關斷第一開關電路1066以將電容電路1062的第二端(即NI)從接地電壓Vgnd斷開，以及關斷第二開關電路1068以將電感電路1064的第二端N2從接地電壓Vgnd斷開；
[0048]步驟614:關閉功率放大電路102 ；
[0049]步驟616:從天線接收無線信號；
[0050]步驟618:將信號端口 Np上的單端接收信號Sor傳輸至低噪聲放大電路108的輸入端(即N2)；
[0051]步驟620:使用低噪聲放大電路108將單端輸入信號Sr轉換成低噪聲輸入信號Srl0
[0052]此外，在上述實施例中，即收發(fā)器100，200和500，它們各自的低噪聲放大電路108，208和508是單端-單端低噪聲放大器。然而，這不是本發(fā)明的限制。低噪聲放大電路也可以是單端-差分低噪聲放大器。請參考圖7，其為依據本發(fā)明實施例的低噪聲放大電路700的示意圖。低噪聲放大電路700包含平衡-不平衡轉換器702和差分低噪聲放大器(LNA) 704。平衡-不平衡轉換器702繞組的匝數比為1:N，且平衡-不平衡轉換器702被設置為將單端輸入信號(例如Sr)轉換至差分輸入信號Sr+、Sr-。差分低噪聲放大器702被設置為在接收模式期間將差分輸入信號Sr+、Sr-轉換至低噪聲輸入信號(例如Srl )，且該低噪聲輸入信號Srl是差分低噪聲信號。相應地，通過使用如圖7所不的低噪聲放大電路，收發(fā)器100，200及/或500也可被修改成具有差分低噪聲放大器。本【技術領域】的普通技術人員能夠理解所修改的收發(fā)器100，200及/或500的操作過程，因此，在此省略詳細說明以求簡潔。
[0053]簡單地說，收發(fā)器100被設計成具有片上發(fā)射/接收開關(即可切換的匹配電路106)、片上平衡-不平衡轉換器104、差分功率放大電路(B卩102)、單端低噪聲放大器(SP108)，其中發(fā)射/接收開關被安裝在功率放大器(S卩，功率放大電路102與平衡-不平衡轉換器104)的單端輸出端(即Nol)與低噪聲放大電路108的單端輸入端(即N2)之間，片上平衡-不平衡轉換器104被安裝在功率放大電路102的輸出端與片上發(fā)射/接收開關之間，差分功率放大電路(即102)能夠產生差分信號至平衡-不平衡轉換器104，以及單端低噪聲放大器(即108)從片上發(fā)射/接收開關接收單端信號。通過這樣做，發(fā)射模式和接收模式中可切換的匹配電路106的切換損耗得以減少，功率放大器(即，功率放大電路102結合平衡-不平衡轉換器104)的輸出端(即Nol)的阻抗匹配和低噪聲放大電路108的輸入端(即N2)的阻抗匹配可被微調，且收發(fā)器100的芯片尺寸得以減小。
[0054]本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可做各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
【權利要求】
1.一種收發(fā)器,其特征在于,該收發(fā)器包含: 功率放大電路，被設置為在該收發(fā)器的發(fā)射模式期間產生差分輸出信號； 第一平衡-不平衡轉換器電路，被設置為將該差分輸出信號轉換為單端輸出信號； 可切換的匹配電路，被設置為在該發(fā)射模式期間接收該收發(fā)器的信號端口上的該單端輸出信號，以及在該收發(fā)器的接收模式期間將該信號端口上的單端接收信號轉換為單端輸入信號；以及 低噪聲放大電路，被設置為在該接收模式期間將該單端輸入信號轉換為低噪聲輸入信 號; 其中該功率放大電路、該第一平衡-不平衡轉換器電路、該可切換的匹配電路以及該低噪聲放大電路被配置為一個單芯片。
2.如權利要求1所述的收發(fā)器，其特征在于，該第一平衡-不平衡轉換器電路包含用于輸出該單端輸出信號的第一輸出端以及I禹接于參考電壓的第二輸出端，以及該可切換的匹配電路包含: 第一電容電路，具有第一端和第二端，該第一端耦接于該第一平衡-不平衡轉換器電路的第一輸出端； 第一電感電路，具有第一端和第二端，該第一電感電路的第一端稱接于該第一電容電路的第二端，以及該第一電感電路的第二端耦接于該低噪聲放大電路；以及 第一開關電路，被設置為在該發(fā)射模式期間將該第一電容電路的第二端耦接至該參考電壓，以及在該接收模式期間將該第一電容電路的第二端從該參考電壓斷開。
3.如權利要求2所述的收發(fā)器，其特征在于，該可切換的匹配電路還包含: 第二開關電路，被設置為在該發(fā)射模式期間將該第一電感電路的第二端耦接至該參考電壓，以及在該接收模式期間將該第一電感電路的第二端從該參考電壓斷開。
4.如權利要求2所述的收發(fā)器，其特征在于，該第一電容電路被設置為該發(fā)射模式期間該第一平衡-不平衡轉換器電路與該信號端口之間的第一匹配電路，以及該第一電容電路和該第一電感電路被配置為該接收模式期間該信號端口與該低噪聲放大電路之間的第二匹配電路。
5.如權利要求2所述的收發(fā)器，其特征在于，還包含: 第二電容電路，被設置在該信號端口與該參考電壓之間；以及 第二電感電路，被設置在該信號端口與天線之間。
6.如權利要求5所述的收發(fā)器，其特征在于，該第一電容電路、該第二電容電路以及該第二電感電路被設置為發(fā)射模式期間該第一平衡-不平衡轉換器電路與該天線之間的第一匹配電路，以及該第一電容電路、該第二電容電路、該第一電感電路以及該第二電感電路被設置為該接收模式期間該天線與該低噪聲放大電路之間的第二匹配電路。
7.如權利要求5所述的收發(fā)器，其特征在于，該第二電容電路為該信號端口上的寄生電容，以及該第二電感電路為耦接于該信號端口與該天線之間的結合線的固有電感。
8.如權利要求1所述的收發(fā)器，其特征在于，該第一平衡-不平衡轉換器電路包含用于輸出該單端輸出信號的第一輸出端，以及I禹接于參考電壓的第二輸出端，以及該可切換的匹配電路包含: 第一電容電路，具有第一端和第二端，該第一端耦接于該第一平衡-不平衡轉換器電路的第一輸出端； 匹配電路，具有第一端和第二端，該匹配電路的第一端耦接于該第一電容電路的第二端，以及該匹配電路的第二端耦接于該低噪聲放大電路；以及第二電容電路； 第一開關電路，串聯(lián)耦接于該第二電容電路； 其中該第一開關電路被設置為在該發(fā)射模式期間將該匹配電路的第一端通過該第二電容電路耦接至該參考電壓，以及在該接收模式期間將該匹配電路的第一端從該參考電壓斷開。
9.如權利要求8所述的收發(fā)器，其特征在于，該可切換的匹配電路還包含: 第二開關電路，被設置為在該發(fā)射模式期間將該匹配電路的第二端耦接至該參考電壓，以及在該接收模式期間將該匹配電路的第二端從該參考電壓斷開。
10.如權利要求1所述的收發(fā)器，其特征在于，該低噪聲放大電路包含: 第二平衡-不平衡轉換器電路，被設置為將該單端輸入信號轉換為差分輸入信號；以及 差分低噪聲放大器，被設置為在該接收模式期間將該差分輸入信號轉換為該低噪聲輸入信號，且該低噪聲輸入信號為差分低噪聲信號。
11.如權利要求1所述的收發(fā)器，其特征在于，還包含: 電容電路，被設置在該信號端口與參考電壓之間；以及 電感電路，被設置在該信號端口與天線之間。
12.如權利要求11所述的收發(fā)器，其特征在于，該電容電路為該信號端口上的寄生電容，以及該電感電路為耦接于該信號端口與該天線之間的結合線的固有電感。
13.—種收發(fā)器,其特征在于,該收發(fā)器包含: 多個功率放大電路，被設置為在該收發(fā)器的發(fā)射模式期間產生多個差分輸出信號； 功率結合器，被設置為將該多個差分輸出信號結合為單端輸出信號； 可切換的匹配電路，被設置為在該發(fā)射模式期間接收該收發(fā)器的信號端口上的該單端輸出信號，以及在該收發(fā)器的接收模式期間將該信號端口上的單端接收信號轉換為單端輸入信號；以及 低噪聲放大電路，被設置為在該接收模式期間將該單端輸入信號轉換為低噪聲輸入信號; 其中該多個功率放大電路、該功率結合器、該可切換的匹配電路以及該低噪聲放大電路被配置為一個單芯片。
14.如權利要求13所述的收發(fā)器，其特征在于，該功率結合器包含多個平衡-不平衡轉換器電路，該多個平衡-不平衡轉換器電路包含多個初級繞組和多個次級繞組，其中該多個初級繞組用于分別接收該多個差分輸出信號，以及該多個次級繞組串聯(lián)連接，用于依據該多個差分輸出信號來產生該單端輸出信號。
15.如權利要求14所述的收發(fā)器，其特征在于，該功率結合器包含用于輸出該單端輸出信號的第一輸出端以及耦接至參考電壓的第二輸出端，且該多個次級繞組串聯(lián)連接在該第一輸出端與該第二輸出端之間，以及該可切換的匹配電路包含: 第一電容電路，具有第一端和第二端，該第一端稱接于該功率結合器的第一輸出端；第一電感電路，具有第一端和第二端，該第一電感電路的第一端稱接于該第一電容電路的第二端，以及該第一電感電路的第二端耦接于該低噪聲放大電路；以及 第一開關電路，被設置為在該發(fā)射模式期間將該第一電容電路的第二端耦接至該參考電壓，以及在該接收模式期間將該第一電容電路的第二端從該參考電壓斷開。
16.如權利要求15所述的收發(fā)器，其特征在于，該可切換的匹配電路還包含: 第二開關電路，被設置為在該發(fā)射模式期間將該第一電感電路的第二端耦接至該參考電壓，以及在該接收模式期間將該第一電感電路的第二端從該參考電壓斷開。
17.如權利要求15所述的收發(fā)器，其特征在于，該第一電容電路被設置為該發(fā)射模式期間該功率結合器與該信號端口之間的第一匹配電路，以及該第一電容電路和該第一電感電路被配置為該接收模式期間該信號端口與該低噪聲放大電路之間的第二匹配電路。
18.如權利要求15所述的收發(fā)器，其特征在于，還包含: 第二電容電路，被設置在該信號端口與該參考電壓之間；以及 第二電感電路，被設置在該信號端口與天線之間。
19.如權利要求18所述的收發(fā)器，其特征在于，該第一電容電路、該第二電容電路以及該第二電感電路被設置為發(fā)射模式期間該功率結合器與該天線之間的第一匹配電路，以及該第一電容電路、該第二電容電路、該第一電感電路以及該第二電感電路被設置為該接收模式期間該天線與該低噪聲放大電路之間的第二匹配電路。
20.如權利要求18所述的收發(fā)器，其特征在于，該第二電容電路為該信號端口上的寄生電容，以及該第二電感電路為耦接于該信號端口與該天線之間的結合線的固有電感。
21.如權利要求13所述的收發(fā)器，其特征在于，還包含: 電容電路，被設置在該信號端口與參考電壓之間；以及 電感電路，被設置在該信號端口與天線之間。
22.如權利要求21所述的收發(fā)器，其特征在于，該電容電路為該信號端口上的寄生電容，以及該電感電路為耦接于該信號端口與該天線之間的結合線的固有電感。
【文檔編號】H04B1/40GK103986493SQ201410004839
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權日:2013年1月16日
【發(fā)明者】余帝谷, 商昇望, 吳家欣, 陳宗明, 詹維嘉 申請人:聯(lián)發(fā)科技（新加坡）私人有限公司