CN103378871B - 无线信号收发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线信号收发装置，包括信号收发端电路、收发放大模块、输出放大模块、混波器、频率选择滤波器、开关模块及基频信号收发器。收发放大模块接收来自于天线或混波器的信号以进行放大。输出放大模块针对来自于混波器的信号以进行放大。频率选择滤波器依据模式选择信号以针对来自于混波器或第一基频信号收发器及第二基频信号收发器的信号进行滤波。第一基频信号收发器及第二基频信号收发器接收频率选择滤波器所产生的信号和/或分别传送第一基频输出信号及第二基频输出信号。开关模块依据模式选择信号决定信号的传输线路的导通或断开。
Description
技术领域
本发明是有关于一种无线信号收发装置，且特别是有关于一种复合式应用的无线信号收发装置。
背景技术
随着智能移动电话的日渐普及，多个无线传输方式被复合在同一个电子装置的复合式应用成为必要的选项。例如，在现今的移动电话中，常见蓝牙(Blue Tooth，BT)以及无线局域网络(Wireless LAN，WN)的复合式应用。
以下请参照图1，图1为现有的复合式无线信号收发装置100的示意图。无线信号收发装置100使用单一天线ANT，并用以支援蓝牙信号以及无线局域网络信号的收发动作。无线信号收发装置100具有两组独立运作的收发通道。其中，放大器131、132、混波器141、滤波器151、152、放大器161、模-数转换器171、数-模转换器172以及蓝牙基频信号收发器181构建成用以收发蓝牙信号的收发通道，放大器133、134、混波器142、滤波器153、154、放大器162、模-数转换器173、数-模转换器174以及无线局域网络基频信号收发器182构建成用以收发无线局域网络的收发通道。
值得注意的是，现有的复合式无线信号收发装置100中，仅有天线ANT以及天线切换器120是共用的。而用来收发蓝牙信号以及无线局域网络信号的收发通道中则需要互相独立的硬件来进行信号收发的动作，在有限体积的移动电话中，这样的配置会使产品成本上升，并增加组装上的困难。
发明内容
本发明提供一种无线信号收发装置，有效节省所需的硬件电路，降低生产成本。
本发明提供一种无线信号收发装置，包括信号收发端电路、收发放大模块、输出放大模块、混波器、频率选择滤波器、第一开关模块、第一基频信号收发器及一第二基频信号收发器以及第二开关模块。信号收发端电路耦接至天线。收发放大模块耦接信号收发端电路，接收并放大由天线传来的接收信号或放大并传送输出信号至信号收发端电路。输出放大模块耦接收发放大模块及信号收发端电路，放大并传送输出信号至信号收发端电路。混波器耦接收发放大模块以及输出放大模块。混波器接收放大后的接收信号以进行混波以产生混波后接收信号，混波器或针对前置输出信号进行混波以产生输出信号。频率选择滤波器耦接混波器，依据模式选择信号以针对混波后接收信号进行滤波或针对第一基频输出信号及一第二基频输出信号的其中之一进行滤波来产生前置输出信号。第一开关模块耦接在混波器与频率选择滤波器间，依据模式选择信号来传送混波后接收信号至频率选择滤波器或传送前置输出信号至混波器。第一基频信号收发器及一第二基频信号收发器耦接频率选择滤波器。第一基频信号收发器接收滤波后的混波后接收信号和/或传送第一基频输出信号。第二基频信号收发器接收滤波后的混波后接收信号和/或传送第二基频输出信号。第二开关模块耦接在第一基频信号收发器及第二基频信号收发器与频率选择滤波器间，依据模式选择信号来导通第一基频输出信号、第二基频输出信号或滤波后的混波后接收信号的传送线路。
基于上述，本发明所提供的无线信号收发装置在通过天线传送信号时，用来对第一基频输出信号及第二基频输出信号进行处理的滤波器以及混波器是共用的，并且，在接收天线传来的接收信号时，用来对接收信号依据不同的基频进行处理的放大器、混波器以及滤波器也可以共用。如此一来，无线信号收发装置中的多个硬件空间可以有效的被降低，进而降低无线信号收发装置的生产成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为现有的复合式无线信号收发装置100的示意图；
图2为本发明实施例的无线信号收发装置200的示意图；
图3为本发明实施例的无线信号收发装置200的实施方式的示意图。
附图标记说明：
100、200：无线信号收发装置；
ANT：天线；
131～134、161、162、AMP1～AMP3：放大器；
AMP4：可变增益放大器；
141、142、230：混波器；
151～154、211：滤波器；
171、173、ADC1、ADC2：模-数转换器；
172、174、DAC1、DAC2：数-模转换器；
181：蓝牙基频信号收发器；
182：无线局域网络基频信号收发器；
210：信号收发端电路；
221：收发放大模块；
222：输出放大模块；
240、260：开关模块；
250：频率选择滤波器；
271、272：基频信号收发器；
290：控制器；
2711、2722：基频信号处理器；
120、212：天线切换器；
231、232：混波电路；
233：参考波产生器；
ANT：天线；
MRS：混波后接收信号；
POS：前置输出信号；
MODE：模式选择信号；
BA1、BA2：基频输出信号；
FMRS：滤波后的混波后接收信号；
T1、T2：变压器；
E1～E3：第一端～第三端；
SW1～SW5：开关；
SOUT1、SOUT2：输出信号；
DIS1、DIS2：数字接收信号；
DOS1、DOS2：基频输出信号。
具体实施方式
以下请参照图2，图2为本发明实施例的无线信号收发装置200的示意图。无线信号收发装置200包括信号收发端电路210、收发放大模块221、输出放大模块222、混波器230、开关模块240、频率选择滤波器250、开关模块260、基频信号收发器271以及272。信号收发端电路210耦接至天线ANT。收发放大模块221耦接信号收发端电路210，并用以接收并放大由天线ANT传来的接收信号或放大并传送输出信号至信号收发端电路210。输出放大模块222耦接收发放大模块221及信号收发端电路210。输出放大模块222放大并传送输出信号至信号收发端电路210。
在本实施例中，收发放大模块221可以接收由天线ANT传来的接收信号，收发放大模块221并放大接收信号以传送被放大的接收信号至混波器230。其中，接收信号可以是蓝牙信号或是无线局域网络信号。另外，收发放大模块221还可以接收由混波器230传来的蓝牙格式的输出信号，并放大输出信号以将放大后的输出信号传送至信号收发端电路210，并且，再通过信号收发端电路210将蓝牙格式的输出信号通过天线ANT传送出去。
此外，本实施例中的输出放大模块222则可以用来由混波器230接收无线局域网络信号的输出信号，并放大所接收无线局域网络信号的输出信号以传送至信号收发端电路210，并通过天线ANT将无线局域网络信号发送出去。
混波器230耦接收发放大模块221以及输出放大模块222。混波器230可以由收发放大模块221接收放大后的接收信号以进行混波，并藉以产生混波后接收信号MRS。混波器230或可以针对前置输出信号POS进行混波以产生输出信号以传送输出信号至收发放大模块221或输出放大模块222。
开关模块240耦接在混波器230与频率选择滤波器250间。开关模块240依据模式选择信号MODE来传送混波后接收信号MRS至频率选择滤波器250，或传送前置输出信号POS至混波器230。值得注意的，模式选择信号MODE可用来指示无线信号收发装置200所在执行的动作为信号发送动作或是信号接收动作。其中，当模式选择信号MODE用来指示无线信号收发装置200为执行信号发送动作的状态时，开关模块240传送前置输出信号POS至混波器230，相对的，当模式选择信号MODE用来指示无线信号收发装置200为执行信号接收动作的状态时，开关模块240传送混波后接收信号MRS至频率选择滤波器250。
频率选择滤波器250通过开关模块240耦接混波器230。频率选择滤波器250依据模式选择信号MODE以针对混波后接收信号MRS进行滤波，或者，频率选择滤波器250针对基频输出信号BA1及BA2的其中之一来进行滤波，并藉以产生前置输出信号POS。值得注意的，当模式选择信号MODE指示无线信号收发装置200为执行信号接收发送动作的状态时，频率选择滤波器250针对混波后接收信号MRS进行滤波。相对的，当模式选择信号MODE指示无线信号收发装置200为执行信号发送动作的状态时，频率选择滤波器250针对基频输出信号BA1及BA2的其中之一来进行滤波。而特别值得注意的，模式选择信号MODE还可指示无线信号收发装置200所进行的信号收发为何种格式，在本实施例中，模式选择信号MODE还可指示无线信号收发装置200所进行的信号收发为蓝牙信号或是无线局域网络信号。如此一来，模式选择信号MODE可依据模式选择信号MODE来选择对基频输出信号BA1(例如为蓝牙信号)或基频输出信号BA2(例如为无线局域网络信号)进行滤波。
开关模块260耦接至基频信号收发器271、272与频率选择滤波器250间。开关模块260依据模式选择信号MODE来导通基频输出信号BA1、基频输出信号BA2或滤波后的混波后接收信号FMRS的传送线路。具体来说，开关模块260会依据模式选择信号MODE所指示的无线信号收发装置200的执行动作来进行信号收发的动作。也就是说，当模式选择信号MODE指示无线信号收发装置200进行蓝牙信号的发送时，开关模块260导通基频输出信号BA1传送至频率选择滤波器250的传输线路；当模式选择信号MODE指示无线信号收发装置200进行无线局域网络信号的发送时，开关模块260导通基频输出信号BA2传送至频率选择滤波器250的传输线路；而当模式选择信号MODE指示无线信号收发装置200进行蓝牙信号或无线局域网络信号的接收时，则导通滤波后的混波后接收信号FMRS的传送线路。
基频信号收发器271接收滤波后的混波后接收信号FMRS，基频信号收发器271和/或传送基频输出信号BA1。基频信号收发器272则同样接收滤波后的混波后接收信号FMRS，和/或传送基频输出信号BA2。在本实施例中，基频信号收发器271可以收发蓝牙信号，而基频信号收发器272则可用来收发无线局域网络信号。
由上述的说明可以得知，本发明实施例的无线信号收发装置200，可以复合执行蓝牙信号以及无线网络局域信号的收发动作。并且，其中的混波器230、频率选择滤波器250都是可以共用的电路元件，有效节省电路的面积及电路成本。
另外，在本实施例中，无线信号收发装置200还包括控制器290。控制器290用来依据无线信号收发装置200的信号收发格式(进行蓝牙信号或是无线局域网络信号的收发动作)，以及所进行的是信号接收或是发送的动作，来产生模式选择信号MODE。
以下请参照图3，图3为本发明实施例的无线信号收发装置200的实施方式的示意图。其中，信号收发端电路210包括变压器T1、T2、天线切换器212以及滤波器211。滤波器211串接在天线切换器212与天线ANT的耦接线路间。天线切换器212具有第一端E1、第二端E2以及第三端E3。其中，天线切换器212的第一端E1通过滤波器211耦接至天线ANT。天线切换器212并使天线ANT所接收的信号被传送至天线切换器212的第二端E2或是第三端E3。或者，天线切换器212也可以使其第二端E2或第三端E3所接收的信号被传送至滤波器211，并由天线ANT进行发射。
变压器T1具有第一侧及第二侧，其第一侧耦接至天线切换器212的第二端E2，其第二侧耦接至收发放大模块221。在当天线ANT所接收的信号被传送至天线切换器212的第二端E2时，变压器T1的第二侧会耦合变压器T1第一侧上的信号并传送天线ANT所接收的信号至收发放大模块221。相对的，当收发放大模块221传送输出信号SOUT1时，变压器T1的第一侧则耦合其第二侧上所接收的输出信号SOUT1以传送输出信号SOUT1至天线切换器212的第二端E2，再通过天线切换器212的第一端E1传送至天线ANT。
另外，变压器T2同样具有第一侧及第二侧，其第一侧耦接至天线切换器212的第三端E3，其第二侧耦接至输出放大模块222。当输出放大模块222传送输出信号SOUT2时，变压器T2的第一侧则耦合其第二侧上所接收的输出信号SOUT2以传送输出信号SOUT2至天线切换器212的第二端E2，再通过天线切换器212的第一端E1传送至天线ANT。
收发放大模块221包括放大器AMP1以及AMP2，放大器AMP1的输入端接收耦合至变压器T1的第二侧的接收信号，放大器AMP1的输出端耦接混波器230。其中，在本实施例中，放大器AMP1为可调整增益值的低噪声放大器。另外，放大器AMP2的输出端耦接变压器T1的第二侧，其输入端耦接混波器230以接收混波器230所产生的输出信号。
混波器230包括混波电路231、232以及参考波产生器233。混波电路231耦接放大器AMP1的输出端，依据参考波信号与放大后的接收信号进行混波来产生混波后接收信号MRS。混波电路232则耦接放大器AMP2的输入端，依据参考波信号与前置输出信号POS进行混波以产生输出信号。参考波产生器233则耦接混波电路231以及232，并用以提供参考波信号。
开关模块240则包括开关SW1及SW2。开关SW1串接在混波电路231与频率选择滤波器250的耦接线路间。开关SW1依据模式选择信号MODE来传送混波后接收信号MRS至频率选择滤波器250。开关SW2则是串接在混波电路232与频率选择滤波器250的耦接线路间。开关SW2依据模式选择信号MODE来传送前置输出信号POS至混波电路232。其中，开关SW1以及SW2的导通或断开的状态相反。
开关模块260则包括开关SW3～SW5，其中，开关SW3串接在频率选择滤波器250以及基频信号收发器271间。开关SW3依据模式选择信号MODE来导通滤波后的混波后接收信号FMRS至基频信号收发器271的传输线路。开关SW4串接在频率选择滤波器250以及基频信号收发器271间。开关SW4依据模式选择信号MODE来导通基频输出信号BA1传送至频率选择滤波器250的传输线路。开关SW5串接在频率选择滤波器250以及基频信号收发器272间。开关SW5依据模式选择信号MODE来导通基频输出信号BA2传送至频率选择滤波器250的传输线路。
值得注意的是，开关SW3～SW5中，至多一个会被导通，并且，当开关SW3被导通时，开关SW1会同时被导通。当开关SW4或SW5被导通时，开关SW2会同时被导通。
基频信号收发器271包括可变增益放大器AMP4、模-数转换器ADC1、数-模转换器DAC1以及基频信号处理器2711。可变增益放大器AMP4的输入端耦接开关SW3，用以接收并放大滤波后的混波后接收信号FMRS。模-数转换器ADC1耦接可变增益放大器AMP4的输出端，并转换可变增益放大器AMP4的输出信号为数字格式以产生数字接收信号DIS1。基频信号处理器2711耦接模-数转换器ADC1以接收数字接收信号DIS1。基频信号处理器2711并产生数字格式的基频输出信号DOS1。数-模转换器DAC1耦接基频信号处理器2711以及开关SW4。数-模转换器DAC1转换数字格式的基频输出信号DOS1以产生模拟格式的基频输出信号BA1。
基频信号收发器272包括模-数转换器ADC2、数-模转换器DAC2以及基频信号处理器2722。模-数转换器ADC2耦接可变增益放大器AMP4的输出端，并转换可变增益放大器AMP4的输出信号为数位数字格式以产生数位数字接收信号DIS2。基频信号处理器2722耦接模-数转换器ADC2以接收数位数字接收信号DIS2。基频信号处理器2722并产生数位数字格式的基频输出信号DOS2。数-模转换器DAC2耦接基频信号处理器2722以及开关SW5。数-模转换器DAC2转换数位数字格式的基频输出信号DOS2以产生模拟格式的基频输出信号BA2。
在整体的工作过程方面，当无线信号收发装置200要传送蓝牙信号时，基频信号处理器2711产生基频输出信号DOS1，并通过数-模转换器DAC1转换基频输出信号DOS1为模拟格式并产生基频输出信号BA1。基频输出信号BA1则通过开关SW4传送至频率选择滤波器250以进行滤波以产生前置输出信号POS。前置输出信号POS通过导通的开关SW2被传送至混波电路232进行混波，再通过放大器AMP2的放大来产生输出信号SOUT1。变压器T1依据耦合其第二侧上的输出信号SOUT1，来提供信号至天线切换器212的第二端E2以及第一端E1，并通过天线ANT将信号发送出去。
当无线信号收发装置200要传送无线局域网络信号时，基频信号处理器2722产生基频输出信号DOS2，并通过数-模转换器DAC2转换基频输出信号DOS2为模拟格式并产生基频输出信号BA2。基频输出信号BA2则通过开关SW5传送至频率选择滤波器250以进行滤波以产生前置输出信号POS。前置输出信号POS通过导通的开关SW2被传送至混波电路232进行混波，再通过放大器AMP3的放大来产生输出信号SOUT2。变压器T2依据耦合其第二侧上的输出信号SOUT2，来提供信号至天线切换器212的第三端E3以及第一端E1，并通过天线ANT将信号发送出去。
当无线信号收发装置200要接收蓝牙信号或是无线局域网络信号时，变压器T1的第二侧会耦合其第一侧上的天线ANT所接收的接收信号，并提供作为放大器AMP1的输入信号。放大器AMP1则放大接收信号，并将放大后的接收信号传送至混波电路231。混波电路231针对接收放大后的接收信号以进行混波，并藉以产生混波后接收信号MRS。被导通的开关SW1则将混波后接收信号MRS传送至频率选择滤波器250。在此同时，开关SW3被导通，并将滤波后的混波后接收信号FMRS传送至可变增益放大器AMP4。可变增益放大器AMP4的输出端同时耦接至模-数转换器ADC1及ADC2，在当所接收的信号为蓝牙信号时，模-数转换器ADC1对可变增益放大器AMP4的输出端上的信号进行模-数的转换动作以产生数字接收信号DIS1并传送至基频信号处理器2711。相对的，当所接收的信号为无线局域网络信号时，模-数转换器ADC2对可变增益放大器AMP4的输出端上的信号进行模-数的转换动作以产生数字接收信号DIS2并传送至基频信号处理器2722。
综上所述，本发明有效合并复合式的无线信号收发装置中的多个构件，在不影响无线信号收发装置的传输效能下，降低了无线信号收发装置的电路需求量。进而降低无线信号收发装置所需的空间及电路成本，有效提升无线信号收发装置的效益。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种无线信号收发装置，其特征在于，包括：
一信号收发端电路，耦接一天线；
一收发放大模块，耦接该信号收发端电路，接收并放大由该天线传来的一接收信号，或放大并传送一输出信号至该信号收发端电路；
一输出放大模块，耦接该收发放大模块及该信号收发端电路，放大并传送该输出信号至该信号收发端电路；
一混频器，耦接该收发放大模块以及该输出放大模块，接收放大后的该接收信号以进行混波以产生一混波后接收信号，或针对一前置输出信号进行混波以产生该输出信号；
一频率选择滤波器，耦接该混频器，依据一模式选择信号以针对该混波后接收信号进行滤波或针对一第一基频输出信号及一第二基频输出信号的其中之一进行滤波来产生该前置输出信号；
一第一开关模块，耦接在该混频器与该频率选择滤波器间，依据该模式选择信号来传送该混波后接收信号至该频率选择滤波器或传送该前置输出信号至该混频器；
一第一基频信号传收收发器及一第二基频信号收发器，耦接该频率选择滤波器，该第一基频信号收发器接收滤波后该混波后接收信号和/或传送该第一基频输出信号，该第二基频信号收发器接收滤波后的该混波后接收信号和/或传送该第二基频输出信号；以及
一第二开关模块，耦接在该第一基频信号收发器及该第二基频信号收发器与该频率选择滤波器间，依据该模式选择信号来导通该第一基频输出信号、该第二基频输出信号或滤波后的该混波后接收信号的传送线路。
2.根据权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，该信号收发端电路包括：
一天线切换器，具有第一端、第二端以及第三端，其第一端耦接至该天线；
一第一变压器，具有第一侧及第二侧，其第一侧耦接至该天线切换器的第二端，其第二侧耦接至该收发放大模块；以及
一第二变压器，具有第一侧及第二侧，其第一侧耦接至该天线切换器的第三端，其第二侧耦接至该输出放大模块，
其中，该天线切换器使该天线所接收的信号传送至该天线切换器的第二端或第三端，或者，该天线切换器使其第二端或第三端接收的信号由该天线进行发射。
3.根据权利要求2所述的无线信号收发装置，其特征在于，该信号收发端电路还包括：
一滤波器，串接在该天线切换器与该天线耦接线路间。
4.根据权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，该收发放大模块包括：
一第一放大器，其输入端接收该接收信号，其输出端耦接该混频器；以及
一第二放大器，其输出端耦接该信号收发端电路，其输入端接收该输出信号。
5.根据权利要求4所述的无线信号收发装置，其特征在于，该第一放大器为低噪声放大器。
6.根据权利要求4所述的无线信号收发装置，其特征在于，该混频器包括：
一第一混波电路，耦接该第一放大器的输出端，依据一参考波信号与放大后的该接收信号进行混波产生该混波后接收信号；
一第二混波电路，耦接该第二放大器的输入端，依据该参考波信号与该前置输出信号进行混波以产生该输出信号；以及
一参考波产生器，耦接该第一混波电路及该第二混波电路，用以提供该参考波信号。
7.根据权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，该第一开关模块包括：
一第一开关，串接在该混频器与该频率选择滤波器的耦接线路间，依据该模式选择信号来传送该混波后接收信号至该频率选择滤波器；以及
一第二开关，串接在该混频器与该频率选择滤波器的耦接线路间，依据该模式选择信号来传送该前置输出信号至该混频器，
其中，该第一开关及该第二开关的导通或断开的状态相反。
8.根据权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，该第二开关模块包括：
一第三开关，串接在该频率选择滤波器以及该第一基频信号收发器间，依据该模式选择信号来导通滤波后的该混波后接收信号至该第一基频信号收发器的传输线路；
一第四开关，串接在该频率选择滤波器以及该第一基频信号收发器间，依据该模式选择信号来导通该第一基频输出信号传送至该频率选择滤波器的传输线路；以及
一第五开关，串接在该频率选择滤波器以及该第二基频信号收发器间，依据该模式选择信号来导通该第二基频输出信号传送至该频率选择滤波器的传输线路。
9.根据权利要求8所述的无线信号收发装置，其特征在于，该第三开关、该第四开关以及该第五开关至多其中之一被导通。
10.根据权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，该第一基频信号收发器包括：
一可变增益放大器，其输入端耦接该第二开关模块，用以接收并放大滤波后的该混波后接收信号；
一第一模-数转换器，耦接该可变增益放大器的输出端，转换该可变增益放大器的输出信号为数字格式以产生一第一数字接收信号；
一第一基频信号处理器，耦接该模-数转换器以接收该第一数字接收信号，该第一基频信号处理器并产生数字格式的该第一基频输出信号；以及
一第一数-模转换器，耦接该第一基频信号处理器以及该第二开关模块，转换数字格式的该第一基频输出信号以产生模拟格式的该第一基频输出信号。
11.根据权利要求10所述的无线信号收发装置，其特征在于，该第二基频信号收发器包括：
一第二模-数转换器，耦接该可变增益放大器的输出端，转换该可变增益放大器的输出信号为数字格式以产生一第二数字接收信号；
一第二基频信号处理器，耦接该模-数转换器以接收该第二数字接收信号，该第二基频信号处理器并产生数字格式的该第二基频输出信号；以及
一第二数-模转换器，耦接该第二基频信号处理器以及该第二开关模块，转换数字格式的该第二基频输出信号为模拟格式的该第二基频输出信号。
12.根据权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，该第一基频信号收发器为蓝牙基频信号收发器，该第二基频信号收发器为无线局域网络基频信号收发器。
13.根据权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，还包括：
一控制器，耦接该频率选择滤波器以及该第二开关模块，用以产生该模式选择信号。
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