CN103296985B - 用于通信装置的信号放大模块 - Google Patents

Abstract

本发明提出了用于通信装置的信号放大模块，其中信号放大模块之一包含有：一放大器，包含有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中该第一输入端耦接于一固定电位；一反馈电路，耦接于该放大器的该第二输入端与该输出端；一数字模拟转换器；一信号处理电路；一开关，用于选择性地将该放大器的该第二输入端耦接于该数字模拟转换器或该信号处理电路；以及一控制单元，耦接于该开关，用于控制该开关的运作。

Description

用于通信装置的信号放大模块

技术领域

本发明涉及一种通信装置，尤指一种用于通信装置的信号放大模块

背景技术

在现今电子产品的设计趋势下，通信装置的电路面积或体积必须尽可能地缩小，才能符合装置小型化的设计要求。

缩小电路面积或体积的已知方法之一，是通过舍弃通信装置中的部分元件或功能方块的方式来精简电路的功能，以达成减少电路面积或体积的目的。然而，舍弃电路中的某些功能方块势必会减少通信装置的功能性，还可能使整体电路的运作效果或应用范围受到限制，故并非理想的解决方案。

发明内容

有鉴于此，如何在不影响通信装置的功能性和运作效果的情况下，有效地缩小通信装置的电路面积或体积，实为业界有待解决的问题。

本说明书提供了一种用于一通信装置的信号放大模块的实施例，其包含有：一放大器，包含有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中该第一输入端耦接于一固定电位；一反馈电路，耦接于该放大器的该第二输入端与该输出端；一数字模拟转换器；一信号处理电路；一开关，用于选择性地将该放大器的该第二输入端耦接于该数字模拟转换器或该信号处理电路；以及一控制单元，耦接于该开关，用于控制该开关的运作。

本说明书还提供了一种用于一通信装置的信号放大模块的实施例，其包含有：一差动放大器，包含有一第一输入端、一第二输入端、一第一输出端以及一第二输出端，其中该第一输出端及该第二输出端输出一对差动信号；一第一反馈电路，耦接于该差动放大器的该第一输入端与该第二输出端；一第二反馈电路，耦接于该差动放大器的该第二输入端与该第一输出端；一数字模拟转换器；一信号处理电路；一第一开关，用于选择性地将该差动放大器的该第一输入端耦接于该数字模拟转换器的一第一输出端或该信号处理电路的一第一输出端；一第二开关，用于选择性地将该差动放大器的该第二输入端耦接于该数字模拟转换器的一第二输出端或该信号处理电路的一第二输出端；以及一控制单元，耦接于该第一开关与该第二开关，用于控制该第一开关与该第二开关的运作。

附图说明

图1为本发明的通信装置的一实施例简化后的功能方块图。

图2为本发明的通信装置的另一实施例简化后的功能方块图。

【主要元件符号说明】

100、200 通信装置

101、201 信号放大模块

102、202 数字模拟转换器

103、203 信号处理电路

110、210 放大器

111、113、211、213 放大器的输入端

115、215、217 放大器的输出端

120、220、230 反馈电路

121、221、231 电容

123、223、233 电阻

140、241、243 开关

150、250 控制单元

261、263 数字模拟转换器的输出端

271、273 信号处理电路的输出端

具体实施方式

以下将配合相关图式来说明本发明的实施例。在这些图式中，相同的标号表示相同或类似的元件或流程步骤。

在绘制图式时，某些元件的尺寸及相对大小会被加以放大，以使图式的内容能清楚地表达。另外，某些元件的形状会被简化以方便绘示。因此，图式中所绘示的各元件的形状、尺寸及相对大小，除非申请人有特别指明，否则不应被用来限制本发明的范围。此外，本发明可用许多不同的形式来体现，在解释本发明时，不应限制在本说明书所提出的示例性实施例的方式。

在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中的普通技术人员可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于…”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接地连接手段。因此，若文中描述一第一元件耦接于一第二元件，则代表该第一元件可直接(包含通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式)连接于该第二元件，或通过其他元件或连接手段间接地电性或信号连接至该第二元件。

在此所使用的“及/或”的描述方式，包含所列举的其中之一或多个项目的任意组合。另外，除非本说明书中有特别指明，否则任何单数个的用语都同时包含多个的涵义。

图1为本发明一实施例的通信装置100简化后的功能方块图。通信装置100包含有信号放大模块101、数字模拟转换器102以及信号处理电路103，其中信号放大模块101耦接于数字模拟转换器102以及处理电路103。信号放大模块101包含放大器110、反馈电路120、开关140以及控制单元150。在本实施例中，放大器110是单端型(single-ended)放大器，包含有输入端111、输入端113以及输出端115。在运作时，放大器110的输入端111会耦接于一固定电位，例如接地。本实施例中的反馈电路120包含有电容121和电阻123，且电容121和电阻123都是耦接于放大器110的输入端113与输出端115之间。放大器110的输出端115可耦接至一传输通道或一测量电路。

在本实施例中，开关140耦接于数字模拟转换器102、信号处理电路103、以及放大器110的输入端113，用以切换放大器110的输入信号来源。实作上，开关140可以耦接于信号处理电路103的输出端或是信号处理电路103的存储单元。控制单元150耦接于开关140，用于产生或设定一或多个控制信号以控制开关140的运作。

数字模拟转换器102可将通信装置100内部的数字信号转换成模拟信号以供传输或是其他信号处理用途。信号处理电路103可以是通信装置100的其他内部电路，例如模拟信号处理电路、均衡器、模拟前端电路、解调器、回音消除电路、取样与保持电路等。

开关140会根据控制单元150的控制信号，选择性地将放大器110的输入端113耦接于数字模拟转换器102或是信号处理电路103，使得放大器110的输入端113在同一时间只会耦接于数字模拟转换器102和信号处理电路103两者的其中之一。

当控制单元150设置开关140将放大器110的输入端113耦接至数字模拟转换器102，且放大器110的输出端115耦接至传输通道时，信号放大模块101会将数字模拟转换器102产生的传输信号加以放大，而放大后的信号则会从输出端115输出至该传输通道。此时，信号放大模块101扮演的角色相当于是数字模拟转换器102的传输驱动电路。经过信号放大模块101处理后的传输信号具有较强的负载驱动能力，因此在传送给后端电路的过程中较不易失真。

当控制单元150设置开关140将放大器110的输入端113耦接至信号处理电路103，且放大器110的输出端115耦接至测量电路时，信号放大模块101会将信号处理电路103传来的运作参数或是电路运作信息加以放大，而放大后的信号则会从输出端115输出至测量电路。此时，信号放大模块101扮演的角色相当于是通信装置100的输入/输出接垫缓冲器(I/Opad buffer)，使得电路工程师或检测人员可将测量电路耦接于放大器110的输出端115，以通过放大器110的输出端115测量出信号处理电路103的运作参数或是储存在信号处理电路103中的存储单元的电路运作信息或电路参数。通过信号放大模块101的驱动，信号处理电路103传来的运作参数或是电路运作信息可被顺利推送到放大器110的输出端113所连接的电路接垫上，避免待测量的运作参数或是电路运作信息受到负载效应的影响而失真。

实作上，开关140可以用适当的晶体管组合来实现，例如，可将一个P沟道场效应晶体管耦接于数字模拟转换器102与放大器110的输入端113之间，并将及一个N沟道场效应晶体管耦接于信号处理电路103与放大器110的输入端113之间。当控制单元150将控制信号设置为高电位时，该控制信号会导通该N沟道场效应晶体管并且截止该P沟道场效应晶体管，使得放大器110的输入端113耦接至信号处理电路103。当控制单元150将控制信号设置为低电位时，该控制信号会导通该P沟道场效应晶体管并且截止该N沟道场效应晶体管，使得放大器110的输入端113耦接至数字模拟转换器102。实作上，开关140的实现方式也可依控制信号的类型或是实际电路的需求进行调整。

另外，前述耦接于放大器110的反馈电路120也可用不同的电路架构和元件组成来实现，以使信号放大模块101能运用在不同的应用中。

图2为本发明另一实施例的通信装置200简化后的功能方块图。通信装置200包含有信号放大模块201、数字模拟转换器202以及信号处理电路203，其中信号放大模块201耦接于数字模拟转换器202以及信号处理电路203。信号放大模块201包含放大器210、反馈电路220及230、开关241及243、以及控制单元250。在本实施例中，放大器210是差动式架构的放大器，包含有输入端211、输入端213以及差动输出端215和217。本实施例中的反馈电路220包含有电容221及电阻223，而反馈电路230包含有电容231和电阻233。电容221和电阻223都耦接于放大器210的输入端211与输出端217之间，而电容231和电阻233则都耦接于放大器210的输入端213与输出端215之间。放大器210的差动输出端215和217可耦接至一传输通道或一测量电路。

在本实施例中，开关241耦接于数字模拟转换器202的一输出端、信号处理电路203的一输出端、以及放大器210的输入端211，用以切换放大器210的同相输入端的信号来源。开关243耦接于数字模拟转换器202的另一输出端、信号处理电路203的另一输出端、以及放大器210的输入端213，用以切换放大器210的反相输入端的信号来源。控制单元250耦接于开关241与243，用于产生或设定一或多个控制信号以控制开关241与243的运作。

数字模拟转换器202包含差动输出端261及263。数字模拟转换器202可将通信装置200内部的数字信号转换成一对差动式的模拟信号以供传输或是其他信号处理用途。信号处理电路203包含差动输出端271及273。信号处理电路203可以是通信装置200的其他内部电路，例如模拟信号处理电路、均衡器、模拟前端电路、解调器、回音消除电路、取样与保持电路等等。

开关241会根据控制单元250的控制信号，选择性地将放大器210的输入端211耦接于数字模拟转换器202的输出端261或是信号处理电路203的输出端271，使得放大器210的输入端211在同一时间只会耦接于数字模拟转换器202和信号处理电路203两者的其中之一。开关243则会根据控制单元250的控制信号，选择性地将放大器210的输入端213耦接于数字模拟转换器202的输出端263或是信号处理电路203的输出端273，使得放大器210的输入端213在同一时间只会耦接于数字模拟转换器202和信号处理电路203两者的其中之一。实作上，控制单元250可利用单一控制信号同步对开关241与243进行切换。

当控制单元250设置开关241将放大器210的输入端211耦接至数字模拟转换器202的输出端261，并设置开关243将放大器210的输入端213耦接至数字模拟转换器202的输出端263，且放大器210的差动输出端215和217耦接至传输通道时，信号放大模块201会将数字模拟转换器202产生的差动传输信号加以放大，而放大后的信号则会从差动输出端215和217输出至该传输通道。此时，信号放大模块201扮演的角色相当于是数字模拟转换器202的传输驱动电路。经过信号放大模块201处理后的传输信号具有较强的负载驱动能力和抗噪声能力，可有效提升信号传输的质量。

当控制单元250设置开关241将放大器210的输入端211耦接至信号处理电路203的输出端271，并设置开关243将放大器210的输入端213耦接至信号处理电路203的输出端273，且放大器210的差动输出端215和217耦接至测量电路时，信号放大模块201会将信号处理电路203传来的运作参数或是电路运作信息加以放大，而放大后的信号则会从差动输出端215和217输出至测量电路。此时，信号放大模块201扮演的角色相当于是通信装置200的输入/输出接垫缓冲器，使得电路工程师或检测人员可将测量电路耦接于放大器210的差动输出端215和217，以通过差动输出端215和217测量出信号处理电路203的运作参数或是储存在信号处理电路203中的存储单元的电路运作信息或电路参数。通过信号放大模块201的驱动，信号处理电路203传来的运作参数或是电路运作信息可被顺利推送到放大器210的输出端215和217所连接的电路接垫上，避免待测量的运作参数或是电路运作信息受到负载效应的影响而失真。

另外，前述耦接于放大器210的反馈电路220和230也可用不同的电路架构和元件组成来实现，以使信号放大模块201能运用在不同的应用中。

由前述说明可知，可以通过切换开关140或是开关241与243的方式，使信号放大模块101或201在不同时间点分别扮演传输驱动电路或是输入/输出接垫缓冲器的功能。因此，只需在通信装置100或200中设置单一信号放大模块101或201，便能实现两种不同的电路功能，可在不影响通信装置100或200的功能性和运作效能的情况下大幅减少所需的电路面积/或体积。

此外，前述精简通信装置100或200的内部电路的方式，还可有效降低通信装置100或200的电力消耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种用于通信装置的信号放大模块，其包含有：

一放大器，包含有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中所述第一输入端耦接于一固定电位；

一反馈电路，耦接于所述放大器的所述第二输入端与所述输出端；

一数字模拟转换器；

一信号处理电路；

一开关，用于选择性地将所述放大器的所述第二输入端耦接于所述数字模拟转换器或所述信号处理电路；以及

一控制单元，耦接于所述开关，用于控制所述开关的运作，

其中，所述输出端用以耦接至一传输通道或一测量电路，当所述开关将所述放大器的所述第二输入端耦接于所述数字模拟转换器且所述输出端耦接至所述传输通道时，所述放大器的所述输出端会将一传送信号输出至所述传输通道，而当所述开关将所述放大器的所述第二输入端耦接于所述信号处理电路且所述输出端耦接至所述测量电路时，能通过所述测量电路通过所述输出端测量所述信号处理电路的至少一参数。

2.根据权利要求1所述的信号放大模块，其中，所述开关包含有：

一第一晶体管，耦接于所述放大器的所述第二输入端与所述数字模拟转换器；以及

一第二晶体管，耦接于所述放大器的所述第二输入端与所述信号处理电路；

其中，当所述控制单元导通所述第一晶体管以及所述第二晶体管其中之一时，所述控制单元会截止另一晶体管。

3.根据权利要求2所述的信号放大模块，其中，所述开关耦接于所述信号处理电路的存储单元。

4.根据权利要求2所述的信号放大模块，其中，所述信号处理电路是所述通信装置的模拟信号处理电路、均衡器、模拟前端电路、解调器、回音消除电路、或取样与保持电路。

5.一种用于通信装置的信号放大模块，其包含有：

一差动放大器，包含有一第一输入端、一第二输入端、一第一输出端以及一第二输出端，其中所述第一输出端及所述第二输出端输出一对差动信号；

一第一反馈电路，耦接于所述差动放大器的所述第一输入端与所述第二输出端；

一第二反馈电路，耦接于所述差动放大器的所述第二输入端与所述第一输出端；

一数字模拟转换器；

一信号处理电路；

一第一开关，用于选择性地将所述差动放大器的所述第一输入端耦接于所述数字模拟转换器的一第一输出端或所述信号处理电路的一第一输出端；

一第二开关，用于选择性地将所述差动放大器的所述第二输入端耦接于所述数字至模拟转换器的一第二输出端或所述信号处理电路的一第二输出端；以及

一控制单元，耦接于所述第一开关与所述第二开关，用于控制所述第一开关与所述第二开关的运作。

6.根据权利要求5所述的信号放大模块，其中，当所述第一开关将所述差动放大器的所述第一输入端耦接于所述数字模拟转换器的所述第一输出端、所述第二开关将所述差动放大器的所述第二输入端耦接于所述数字模拟转换器的所述第二输出端、且所述差动放大器的所述第一输出端与所述差动放大器的所述第二输出端耦接至一传输通道时，所述差动放大器的所述第一输出端和所述第二输出端将一传送信号输出至所述传输通道，而当所述第一开关将所述差动放大器的所述第一输入端耦接于所述信号处理电路的所述第一输出端、所述第二开关将所述差动放大器的所述第二输入端耦接于所述信号处理电路的所述第二输出端、且所述差动放大器的所述第一输出端与所述差动放大器的所述第二输出端耦接至一测量电路时，能通过所述测量电路通过所述差动放大器的所述第一输出端与所述第二输出端测量所述信号处理电路的至少一参数。

7.根据权利要求6所述的信号放大模块，其中，所述第一开关包含有:

一第一晶体管，耦接于所述差动放大器的所述第一输入端与所述数字模拟转换器的所述第一输出端；以及

一第二晶体管，耦接于所述差动放大器的所述第一输入端与所述信号处理电路的所述第一输出端；

其中，当所述控制单元导通所述第一晶体管以及所述第二晶体管其中之一时，所述控制单元会截止另一晶体管。

8.根据权利要求7所述的信号放大模块，其中，所述第二开关包含有:

一第三晶体管，耦接于所述差动放大器的所述第二输入端与所述数字模拟转换器的所述第二输出端；以及

一第四晶体管，耦接于所述差动放大器的所述第二输入端与所述信号处理电路的所述第二输出端；

其中，当所述控制单元导通所述第三晶体管时，所述控制单元会导通所述第一晶体管并截止所述第四晶体管，而当所述控制单元导通所述第四晶体管时，所述控制单元会导通所述第二晶体管并截止所述第三晶体管。

9.根据权利要求8所述的信号放大模块，其中，所述信号处理电路是所述通信装置的模拟信号处理电路、均衡器、模拟前端电路、解调器、回音消除电路、或取样与保持电路。