CN104079314B - 收发器以及控制收发器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供收发器及其控制方法，收发器包括：第一变换网络，用于在第一通信标准的发送模式中，接收第一调制信号，使用第一输出阻抗来输出第一变换信号，以及在第二通信标准的发送模式中，接收第二调制信号并输出第二变换信号；第二变换网络，用于在第二通信标准的发送模式中，接收第二变换信号并输出第二RF信号到收发器的连接端口；功率放大器，用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一变换信号产生第一RF信号到收发器的连接端口；开关电路，用于在第二通信标准的发送模式中，将第二变换信号耦合到第二变换网络；在第一通信标准的发送模式中，没有将第二变换信号耦合到第二变换网络。使用该方案，使得收发器能够处理多种通信标准的信号。

Description

收发器以及控制收发器的方法

技术领域

本发明有关于一种无线收发器以及控制无线收发器的方法，尤其关于一种能够处理不同通信标准的收发器及其控制方法。

背景技术

工业，科学以及医疗（Industrial,scientific and medical，ISM）频段是国际上预留给除了电信以外的工业、科学以及医疗目的的射频能量使用。在无线通信领域，2.4GHz的ISM频段常常被不同的无线技术标准使用，比如，蓝牙技术和WiFi技术。即使由于不同的无线技术标准该频段是拥挤的，由于集成的鲁棒性（robustness），因此使用时分复用（Time-Division Duplex，TDD）技术来将蓝牙通信以及WiFi通信的操作分开到不同的时隙仍然是市场上主要的解决方案。然而，由于蓝牙系统以及WiFi系统被使用的不同需求的阻抗，不同的输出功率电平等，因此蓝牙系统以及WiFi系统很难被整合，在装置中被这两个系统所占用的芯片区域仍然很大。所以，提供更紧凑的解决方案来降低上述提及的装置的成本，是无线通信领域的亟待解决的问题。

发明内容

本发明的实施例的是提供一种能够处理不同通信标准的收发器及其控制方法。

本发明一实施例提供一种收发器，该收发器包括：第一变换网络，第二变换网络，功率放大器，开关电路。第一变换网络，具有第一输入阻抗，第一输出阻抗，以及第二输出阻抗，用于在第一通信标准的发送模式中，使用该第一输入阻抗来接收第一调制信号，以及使用该第一输出阻抗来输出第一变换信号，以及在第二通信标准的发送模式中，使用该第一输入阻抗来接收第二调制信号以及使用该第二输出阻抗来输出第二变换信号；第二变换网络，具有第二输入阻抗以及第三输出阻抗，用于在第二通信标准的发送模式中，使用该第二输入阻抗来接收该第二变换信号以及使用该第三输出阻抗来输出第二射频RF信号到该收发器的连接端口；功率放大器，用于在该第一通信标准的发送模式中，根据该第一变换信号，产生第一RF信号到该收发器的连接端口；以及开关电路，耦接在该第一变换网络以及该第二变换网络之间，用于在该第二通信标准的发送模式中，将该第二变换信号耦合到该第二变换网络；在该第一通信标准的发送模式中，没有将该第二变换信号耦合到该第二变换网络。

本发明另一实施例提供一种收发器，该收发器包括第一变换网络，功率放大器，以及开关电路。第一变换网络，用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一绕组匝数比将第一调制信号变换成第一变换信号，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二绕组匝数比将第二调制信号变换成第二变换信号；功率放大器，用于在该第一通信标准的发送模式中，根据该第一变换信号，产生第一射频RF信号到该收发器的连接端口；以及开关电路，耦接在该第一变换网络以及该连接端口之间，用于在该第二通信标准的发送模式中，将该第二变换信号耦合到该连接端口，以及在该第一通信标准的发送模式中，没有将该第二变换信号耦合到该连接端口。

本发明又一实施例提供一种控制收发器的方法，该方法包括：当该收发器操作在第一通信标准下：在发送模式中，根据第一绕组匝数比，使用第一变换网络将第一调制信号变换成第一变换信号；以及在该发送模式中，根据该第一变换信号，使用功率放大器来产生第一射频RF信号到该收发器的连接端口；以及当该收发器操作在第二通信标准下：在发送模式中，根据第二绕组匝数比，使用第一变换网络将第二调制信号变换成第二变换信号；以及在该发送模式中将该第二变换信号耦合到该连接端口；其中，在该第一通信标准的发送模式中，该第二变换信号没有耦合到该连接端口。

上述收发器以及控制收发器的方法通过使用第一变换网络对分别属于第一、第二通信标准的信号进行变换，并控制在第二通信标准的发送模式中才将属于第二通信标准的第二变换信号传递到收发器的连接端口，使得该收发器能够处理不同通信标准的信号。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的收发器的示意图；

图2为本发明一实施例提供的、在第一通信标准的发送模式中的收发器的连接图；

图3为本发明一实施例提供的、在第二通信标准的发送模式中的收发器的连接图；

图4为本发明一实施例提供的、在第一以及第二通信标准的接收模式中的收发器的连接图；

图5为本发明第二实施例提供的收发器的示意图；

图6为本发明第三实施例提供的收发器的示意图；

图7为本发明第四实施例提供的收发器的示意图；

图8为本发明第五实施例提供的控制收发器的方法流程图。

具体实施方式

具体实施方式所使用的特定术语指特定的元件。本领域技术人员应当理解的是，生产商可以对一元件使用不同的名字。本申请不以元件采用不同名字来区分元件，而是以元件间功能的不同来区分元件。在如下具体实施方式以及权利要求中，术语“包含”以及“包括”是一开放式限定，应该被理解成“包括但不限于”。术语“耦接”应该被理解为直接或者间接的电连接。相应的，如果一个装置被电连接到另一个装置，该连接可以是一直接的电连接，也可以是通过采用其他装置或者连接的一间接的电连接。

请参阅图1，图1是依据本发明第一实施例示出的收发器100。该收发器100用于非并行（non-concurrently）的发送/接收两个无线技术标准的信号，比如，蓝牙信号和WiFi信号。需要了解的是，该蓝牙信号以及WiFi信号不应理解为对本发明的限制。使用蓝牙信号以及WiFi信号作为本实施例的例子的原因是蓝牙信号以及WiFi信号占相同的ISM频带，该ISM频带大约在2.4GHz频率。换句话说，通过使用本发明权利要求所揭示的技术，任何占据相同ISM频带的其他两个无线技术标准也能被集成到单芯片收发器中。

收发器100包括第一混频电路102，第一变换网络104，功率放大器106，开关电路108，第二变换网络110，低噪声放大电路112，以及第二混频电路114。天线116也出示在图1中以便更清楚的示出该收发器100。根据该示例性实施例，第一混频电路102，第一变换网络104，功率放大器106，开关电路108，第二变换网络110，低噪声放大电路112，以及第二混频电路114被配置作为单芯片或者系统上芯片（system-on-chip,SOC）。该第一混频电路102用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一输入信号Sin1产生第一调制信号Sm1，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二输入信号Sin2产生第二调制信号Sm2。需要理解的是，为了简洁，在后续的段落中，第一通信标准示例性的称为WiFi标准，以及第二通信标准示例性的称为蓝牙标准，但是不应理解为对本发明的限制。

在第一通信标准的发送模式中，第一变换网络104用于根据第一绕组匝数比NR1将第一调制信号Sm1变换成第一变换信号St1，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二绕组匝数比NR2，将第二调制信号Sm2变换成第二变换信号St2。在第一通信标准的发送模式中，该功率放大器106用于根据第一变换信号St1产生第一RF信号Srf1到该收发器100的连接端口Np。该第二变换网络110耦接在开关电路108以及连接端口Np之间，用于在第二通信标准的发送模式中，将第二变换信号St2变换成连接端口Np上的第二RF信号Srf2。该开关电路108耦接在第一变换网络104以及连接端口Np之间，用于在第二通信标准的发送模式中将第二变换信号St2耦合到该连接端口Np，以及在第一通信标准的发送模式中，没有将第二变换信号St2耦合到连接端口Np。

第二变换网络110进一步用于在第一通信标准的接收模式中，将在连接端口Np上接收的第三RF信号Srf3变换成第三变换信号St3，以及在第二通信标准的接收模式中，将在连接端口Np上接收的第四RF信号Srf4变换成第四变换信号St4。低噪声放大电路112用于在第一通信标准的接收模式中接收第三变换信号St3，以产生第一低噪声信号Sln1，以及在第二通信标准的接收模式中，接收第四变换信号St4，以产生第二低噪声信号Sln2。第二混频电路114用于在第一通信标准的接收模式中，根据第一低噪声信号Sln1产生第三调制信号Sm3，以及在第二通信标准的接收模式中，根据第二低噪声信号Sln2产生第四调制信号Sm4。

该开关电路108被控制信号Sc控制，其中，在第一通信标准的发送模式中以及第一通信标准和第二通信标准的接收模式中，该控制信号Sc不导通（turn off）（即，打开(open)）开关电路108，以及在第二通信标准的发送模式中，控制信号Sc导通(turn on)（即关闭(close)）开关电路108。此外，在第一通信标准的发送模式中，低噪声放大电路112和第二混频电路114被断电（power off）。在第二通信标准的发送模式中，功率放大器106，低噪声放大电路112，以及第二混频电路114被断电（power off）。在第一通信标准以及第二通信标准的接收模式中，第一混频电路102，第一变换网络104，以及功率放大器106被断电（power off）。换句话说，在第一通信标准的发送模式中，信号从第一混频电路102，经过第一变换电路104以及功率放大器106传递到天线116，如图2所示。图2是依据本发明实施例示出的在第一通信标准的发送模式中的收发器100的连接示意图。在第二通信标准的发送模式中，信号从第一混频电路102，经过开关电路108，以及第二变换网络110到天线116，如图3所示。图3是在第二通信标准的发送模式中，依据本发明实施例示出的收发器100的连接示意图。在第一与第二通信标准的接收模式中，信号从天线116接收，并通过第二变换网络110，低噪声放大电路112，以及第二混频电路114，如图4所示。图4示出在第一以及第二通信标准的接收模式中，依据本发明实施例示出的收发器100的连接图。

根据收发器100，第一混频电路102被第一以及第二通信标准的发送模式同时（concurrently）使用。第一变换网络104被第一以及第二通信标准的发送模式部分的同时使用。低噪声放大电路112以及第二混频电路114被第一以及第二通信标准的接收模式同时使用。因此，相比于传统的收发器，因为收发器100是高度集成的双系统收发器，所以该收发器100的芯片区域被大大的降低。

根据收发器100，第一变换信号St1被功率放大器106放大，以产生第一RF信号Srf1，而第二变换信号St2被第二变换网络110变换，以产生第二RF信号Srf2，因此，第一RF信号Srf1的输出功率被设计大于第二RF信号Srf2的输出功率。例如，当第一通信标准是WiFi标准以及第二通信标准是蓝牙标准，在WiFi标准的发送模式中，第一RF信号Srf1的输出功率大约为20dBm，而蓝牙标准的发送模式中，第二RF信号Srf2的输出功率大约为10dBm。

需要理解的是，在WiFi标准的发送模式中，第一调制信号Sm1不限于通过如下信号路径传递到天线116，该信号路径包括第一变换网络104以及功率放大器106。如果第一RF信号Srf1（或者第一变换信号St1）的输出功率低于预定的功率电平，第一调制信号Sm1能够通过如下信号路径传递到天线116，该信号路径包括第一变换网络104，开关电路108，以及第二变换网络110。更具体的，在WiFi标准的发送模式中，如果第一RF信号Srf1的输出功率仅仅在10dBm附近或者小于10dBm，功率放大器106能够被关闭。然后，第一调制信号Sm1能够通过如下信号路径被传递到天线116，该信号路径包括第一变换网络104，开关电路108，以及第二变换网络110。在这种情况下，开关电路108被导通（turnedon），以及第一变换网络104用于使用输入阻抗R1（看图3）来接收第一调制信号Sm1以及使用输出阻抗R6来输出一变换信号到第二变换网络110，以用于变换该变换信号到连接端口Np。相应的，由于功率放大器的断电（power-off），操作在WiFi标准的发送模式下的收发器100的功率损耗被降低。由于此处操作类似于图3中的操作，为了简洁此处省略了细节描述。

此外，在蓝牙标准的发送模式中，第二调制信号Sm2不限于通过如下信号路径传递到天线116，该信号路径包括第一变换网络104，开关电路108，以及第二变换网络110。如果第二RF信号Srf2（或者第二转换信号St2）的输出功率高于预定功率电平，该第二调制信号Sm2也能通过如下信号路径传递到天线116，该信号路径包括第一变换网络104以及功率放大器106。更具体的，在蓝牙标准的发送模式中，如果第二RF信号Srf2的输出功率恰恰大于10dBm，则功率放大器106被打开（turned on）。然后，第二调制信号Sm2能够通过如下信号路径被传递到天线116，该信号路径包括第一变换网络104以及功率放大器106。在这种情况下，开关电路108是不导通的（turn off）（即打开（open）的），以及第一变换网络104被用于使用输入阻抗R1（请参阅图2）来接收第一调制信号Sm1以及使用输出阻抗R2来输出一变换信号到功率放大器106，以用于放大该变换信号到连接端口Np。相应的，由于功率放大器106的电源接通（power-on）,操作在蓝牙标准的发送模式下的收发器100的输出功率被增加。由于此处操作类似于图2所示出的操作，为了简洁，此处省略细节描述。

应该理解的是，在另一实施例中，在第二通信标准的发送模式中，如果第二RF信号Srf2的输出需求功率足够低，或者如果仅仅通过使用第一变换网络104，在连接端口与第一混频电路102之间的阻抗能够被匹配，则第二变换网络110可以被删除。请参阅图5，图5示出依据本发明第二实施例的收发器500。收发器500用于非并行的发送/接收两个无线技术标准的信号，例如蓝牙信号以及WiFi信号。该收发器500包括第一混频电路502，变换网络504，功率放大器506，开关电路508，低噪声放大电路510，以及第二混频电路512。为了更清楚的说明该收发器500，天线514也在图5中示出。根据该示例性实施例，第一混频电路502，变换网络504，功率放大器506，开关电路508，低噪声放大电路510，以及第二混频电路512被配置作为单芯片或者系统上芯片（system-on-chip，SOC)。

第一混频电路502用于在第一通信标准的发送模式中根据第一输入信号Sinl’产生第一调制信号Sm1’，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二输入信号Sin2’产生第二调制信号Sm2’。变换网络504用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一绕组匝数比NR1’将该第一调制信号Sm1’变换成第一变换信号St1’，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二绕组匝数比NR2’将该第二调制信号Sm2’变换成第二变换信号St2’。功率放大器506用于在第一通信标准的发送模式中根据第一变换信号St1’，产生第一RF信号Srf1’到收发器500的连接端口Np’。开关电路508耦接在变换网络504以及连接端口Np’之间，以用于在第二通信标准的发送模式中，将第二变换信号St2’耦合到连接端口Np’，在第一通信标准的发送模式中，没有将第二变换信号St2’耦合到连接端口Np’。

低噪声放大电路510用于在第一通信标准的接收模式中，在连接端口Np’上接收第三RF信号Srf3’，以产生第一低噪声信号Sln1’，以及在第二通信标准的接收模式中在连接端口Np’上接收第四RF信号Srf4’，以产生第二低噪声信号Sln2’。第二混频电路512用于在第一通信标准的接收模式中根据第一低噪声信号Sln1’产生第三调制信号Sm3’，在第二通信标准的接收模式中，根据第二低噪声信号Sln2’产生第四调制信号Sm4’。

开关电路508被控制信号Sc’控制，其中，在第一通信标准的发送模式中以及第一和第二通信标准的接收模式中，该控制信号Sc’不导通（即打开）开关电路508，以及在第二通信标准的发送模式中，控制信号Sc’导通（即关闭）开关电路508。此外，在第一通信标准的发送模式中，低噪声放大电路510和第二混频电路512被断电（power off）。在第二通信标准的发送模式中，功率放大器506，低噪声放大电路510，以及第二混频电路512被断电（power off）。在第一通信标准以及第二通信标准的接收模式中，第一混频电路502，第一变换网络504，以及功率放大器506被断电（power off）。换句话说，在第一通信标准的发送模式中，信号从第一混频电路502，通过变换网络504，以及功率放大器506到天线514。在第二通信标准的发送模式中，信号自第一混频电路502，通过开关电路508到天线514。在第一以及第二通信标准的接收模式中，信号从天线514接收，通过低噪声放大电路510以及第二混频电路512。

根据收发器500，第一混频电路502被第一以及第二通信标准的发送模式同时使用。该变换网络504被第一以及第二通信标准的发送模式部分的同时使用。低噪声放大电路510以及混频电路512被第一以及第二通信标准的接收模式同时使用。所以，由于相比于传统的收发器，收发器500是高度集成的双系统收发器，所以收发器500的芯片区域被大大的降低。

请再参考图1中的收发器100。第一变换网络104以及第二变换网络110被设计用于解决连接端口Np以及第一混频电路102以及第二混频电路114之间的信号路径的阻抗匹配问题。更具体的，例如，当收发器100操作在第一通信标准的发送模式下，如图2所示，第一变换网络104被设计将输入阻抗R1变换成输出阻抗R2，其中，输入阻抗R1是高阻抗（比如，250Ohm）以及输出阻抗R2也是高阻抗（比如，350Ohm）。所以，功率放大器106的输入阻抗R3（比如，350Ohm）能与第一变换网络104的输出阻抗R2匹配。需要理解的是，在该示例性实施例中，功率放大器106的输出阻抗R4以及天线116的输入阻抗R5也是匹配的。例如，功率放大器106的输出阻抗R4以及天线116的输入阻抗R5都是25Ohm。相应的，在第一通信标准的发送模式中，第一调制信号Sm1能被传递到天线116，而不引入功率损失。

当收发器100操作在第二通信标准的发送模式下，如图3所示，第一变换网络104也被设计将输入阻抗R1变换成另一输出阻抗R6，其中输入阻抗R1是高阻抗（比如，250Ohm）以及输出阻抗R6是一中间阻抗（比如，80Ohm）。第二变换网络110被设计将输入阻抗R7变换成输出阻抗R8，其中，输入阻抗R7与第一变换网络104的输出阻抗R6匹配，例如，80Ohm，以及第二变换网络110的输出阻抗R8与天线116的输入阻抗R9匹配，例如，25Ohm。相应的，在第二通信标准的发送模式中，第二调制信号Sm2能被传递到天线116，而不引入功率损失。

换句话说，第一变换网络104用于在第一通信标准的发送模式中，使用输入阻抗R1来接收第一调制信号Sm1以及使用输出阻抗R2来输出第一变换信号St1，以及在第二通信标准的发送模式中，使用输入阻抗R1来接收第二调制信号Sm2，以及使用输出阻抗R6来输出第二变换信号St2。第二变换网络110用于在第二通信标准的发送模式中，使用输入阻抗R7来接收第二变换信号St2以及使用输出阻抗R8来输出第二RF信号Srf2到收发器的连接端口Np。

相似的，当收发器100操作在第一通信标准以及第二通信标准的接收模式中，如图4所示，为了匹配低噪声放大电路112的输入阻抗R12(例如80Ohm)，第二变换网络110能被用于将输入阻抗R10(例如25Ohm)变换成输出阻抗R11(例如80Ohm)。相应的，在第一以及第二通信标准的接收模式中，第三RF信号Srf3以及第四RF信号Srf4能被传递到第二混频电路114，而不引入功率损失。

需要理解的是，上述提及的第一通信标准的发送模式，第二通信标准的发送模式，第一通信标准的接收模式，以及第二通信标准的接收模式是收发器100的非并行模式。

请参考图6，图6是依据本发明第三实施例示出的收发器600。该收发器600包括第一混频电路602，第一变换网络604，功率放大器606，开关电路608，第二变换网络610，低噪声放大电路612，以及第二混频电路614。为了更清楚的示出该收发器600，天线616，带通滤波器618，以及共同匹配（co-matching）电路620也被出示在图6中。根据该示例性实施例，第一混频电路602，第一变换网络604，功率放大器606，开关电路608，第二变换网络610，低噪声放大电路612，以及第二混频电路614被配置作为单芯片或者系统上芯片（system-on-chip，SOC)。

收发器600示出上述提及的收发器100的详细原理。该收发器600是差分收发器。所以，记载在收发器100的所有信号将是差分信号，该差分信号包括第一极性信号（即正信号“+”）以及第二极性信号（即负信号“-”）。

第一混频电路602用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一输入信号Sin1+,Sin1-产生第一调制信号Sm1+,Sm1-，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二输入信号Sin2+,Sin2-产生第二调制信号Sm2+,Sm2-。第一变换网络604用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一绕组匝数比NR1将第一调制信号Sm1+,Sm1-变换成第一变换信号St1+,St1-，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二绕组匝数比NR2，将第二调制信号Sm2+,Sm2-变换成第二变换信号St2+,St2-。功率放大器606用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一变换信号St1+,St1-，分别的产生第一RF信号Srf1+,Srf1-到收发器600的连接端口Np+,Np-。第二变换网络610耦接在开关电路608以及连接端口Np+,Np-之间，用于在第二通信标准的发送模式中分别的将第二变换信号St2+,St2-变换成在连接端口Np+,Np-上的第二RF信号Srf2+,Srf2-。该开关电路608耦接在第一变换网络604以及连接端口Np+,Np-之间，用于在第二通信标准的发送模式中将第二变换信号St2+,St2-分别耦合到连接端口Np+,Np-，以及在第一通信标准的发送模式中，不将第二变换信号St2+,St2-耦合到连接端口Np+,Np-。

第二变换网络610进一步用于在第一通信标准的接收模式中，将在连接端口Np+,Np-接收的第三RF信号Srf3+,Srf3-分别的变换成第三变换信号St3+,St3-，以及在第二通信标准的接收模式中，将在连接端口Np+,Np-上接收的第四RF信号Srf4+,Srf4-分别的变换成第四变换信号St4+,St4-。低噪声放大电路612用于在第一通信标准的接收模式中接收第三变换信号St3+,St3-以产生第一低噪声信号Sln1+,Sln1-，以及在第二通信标准的接收模式中接收第四变换信号St4+,St4-以产生第二低噪声信号Sln2+,Sln2-。第二混频电路614用于在第一通信标准的接收模式中，根据第一低噪声信号Sln1+,Sln1-产生第三调制信号Sm3+,Sm3-，以及在第二通信标准的接收模式中，根据第二低噪声信号Sln2+,Sln2-，产生第四调制信号Sm4+,Sm4-。

第一变换网络604包括初级绕组6042以及次级绕组6044。初级绕组6042用于在第一通信标准的发送模式中接收第一调制信号Sm1+,Sm1-，以及在第二通信标准的发送模式中接收第二调制信号Sm2+,Sm2-。次级绕组6044磁性耦合到初级绕组6042，以及用于在第一通信标准的发送模式中，在次级绕组6044的第一输出端No1+,No1-分别产生第一变换信号St1+,St1-，以及在第二通信标准的发送模式中，在次级绕组6044的第二输出端No2+,No2-分别的产生第二变换信号St2+,St2-。根据该实施例，端No1+以及No1-之间的次级绕组6044的有效绕组匝数大于端No2+以及No2-之间的次级绕组6044的有效绕组匝数。所以，第一绕组匝数比NR1大于第二绕组匝数比NR2，其中，第一绕组匝数比NR1为端No1+以及No1之间的次级绕组6044的有效绕组匝数对初级绕组6042的绕组匝数的匝数比，第二绕组匝数比NR2为端No2+以及No2之间的次级绕组6044的有效绕组匝数对初级绕组6042的绕组匝数的的匝数比。

第二变换网络610包括电感电路6102，第一电容电路6104以及第二电容电路6106。电感电路6102具有第一端N1+以及第二端N1-，第一端N1+用于在第二通信标准的发送模式中接收第一极性信号，即St2+，及第二端N1-用于在第二通信标准的发送模式中，接收第二极性信号，即St2-。第一电容电路6104具有与电感电路6102的第一端N1+耦接的第一端，以及与连接端口Np+,Np的第一端（即Np+）耦接的第二端。第二电容电路6106具有与电感电路6102的第二端N1-耦接的第一端，以及与连接端口Np+,Np-的第二端（即Np-）耦接的第二端。此外，第二RF信号Srf2+,Srf2-包括第一极化（polarized）RF信号（即Srf2+），以及第二极化RF信号（即Srf2-），连接端口Np+,Np-的第一端（即Np+）,用于输出第一极化RF信号Srf2+，以及连接端口Np+,Np-的第二端（即Np-），用于输出第二极化RF信号Srf2-。

开关电路608包括第一开关6082以及第二开关6084，其中，第一开关6082以及第二开关6084由两个相应的场效应晶体管（field-effect transistors）来实现。第一开关6082具有耦接到端No2+的第一连接端，耦接到端N1+的第二连接端，以及耦接到控制信号Sc的控制端。第二开关6084具有耦接到端No2-的第一连接端，耦接到端N1-的第二连接端，以及耦接到控制信号Sc的控制端。

带通滤波器（BPF）618耦接在天线616与连接端口Np+,Np-之间。带通滤波器618由供电电压Vdd供电。共同匹配电路620由电容电路实现，电容电路具有与端Np+耦接的第一端和与端Np-耦接的第二端。

本地振荡器(LO)622用于产生振荡信号Sosc。该振荡信号Sosc被提供给第一混频电路602和第二混频电路614，用于执行相应的调制。需要理解的是，振荡信号Sosc可以被第一分频器624相位移位（phase-shifted）/分频（divided）得到两个差分振荡信号Sosc+,Sosc-，然后被提供给第一混频电路602。相似的，振荡信号Sosc也可以被第二分频器626相位移位/分频得到同相振荡信号Sosc_in以及正交振荡信号Sosc_qua，然后被提供给第二混频电路614。为了简洁，此处省略了本地振荡器622、第一分频器624以及第二分频器626的操作的细节描述。

由于收发器600示出了前面提及的收发器100的细节原理，该收发器600的操作模式与收发器100的操作模式（即上述提及的四个模式）相似，为了简洁，此处省略了细节描述。

根据第三实施例，相比于传统的收发器，由于收发器600是高度集成的双系统收发器，所以收发器600的芯片区域大大的减少。

请参阅图7，图7是依据本发明第四实施例示出的收发器700。收发器700包括第一混频电路702，第一变换网络704，功率放大器706，开关电路708，第二变换网络710，低噪声放大电路712，以及第二混频电路714。而且，为了更清楚的说明收发器700，天线716，带通滤波器718，以及共同匹配电路720也在图7中示出。根据该示例性实施例，第一混频电路702，第一变换网络704，功率放大器706，开关电路708，第二变换网络710，低噪声放大电路712，以及第二混频电路714被配置作为单芯片或者系统上芯片(system-on-chip,SOC)。

收发器700将示出前面提及的收发器100的另一详细原理图。收发器700是差分收发器。所以，在收发器100上记载的所有信号将是差分信号，该差分信号包括第一极性信号（即正信号“+”）以及第二极性信号（即正信号“-”）。

第一混频电路702用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一输入信号Sin1’+,Sin1’-产生第一调制信号Sm1’+,Sm1’-，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二输入信号Sin2’+,Sin2’-产生第二调制信号Sm2’+,Sm2’-。第一变换网络704用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一绕组匝数比NR1’，将第一调制信号Sm1’+,Sm1’-变换成第一变换信号St1’+,St1’-，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二绕组匝数比NR2’，将第二调制信号Sm2’+,Sm2’-变换成第二变换信号St2’+,St2’-。在第一通信标准的发送模式中，功率放大器706用于根据第一变换信号St1’+以及St1’-，分别的产生第一RF信号Srf1’+以及Srf1’-到收发器700的连接端口Np’+以及Np’-。第二变换网络710耦接在开关电路708以及连接端口Np’+以及Np’-之间，用于在第二通信标准的发送模式中分别的将第二变换信号St2’+以及St2’-变换成连接端口Np’+以及Np’-上的第二RF信号Srf2’+以及Srf2’-。开关电路708耦接在第一变换网络704以及连接端口Np’+,Np’-之间，用于在第二通信标准的发送模式中，将第二变换信号St2’+,St2’-分别的耦合到连接端口Np’+,Np’-，在第一通信标准的发送模式中，没有将第二变换信号St2’+,St2’-耦合到连接端口Np’+,Np’-。

第二变换网络710进一步用于在第一通信标准的接收模式中，将在连接端口Np’+,Np’-上接收的第三RF信号Srf3’+,Srf3’-分别的变换成第三变换信号St3’+,St3’-，以及在第二通信标准的接收模式中，将在连接端口Np’+,Np’-上接收的第四RF信号Srf4’+,Srf4’-分别变换成第四变换信号St4’+,St4’-。低噪声放大电路712用于在第一通信标准的接收模式，接收第三变换信号St3’+,St3’-，以产生第一低噪声信号Sln1’+,Sln1’-，以及在第二通信标准的接收模式中，接收第四变换信号St4’+,St4’-，以产生第二低噪声信号Sln2’+,Sln2’-。第二混频电路714用于在第一通信标准的接收模式中，根据第一低噪声信号Sln1’+,Sln1’-产生第三调制信号Sm3’+,Sm3’-，以及在第二通信标准的接收模式中，根据第二低噪声信号Sln2’+,Sln2’-产生第四调制信号Sm4’+,Sm4’-。

第一变换网络704包括初级绕组7042，第一次级绕组7044，以及第二次级绕组7046。该初级绕组7042用于在第一通信标准的发送模式中接收第一调制信号Sm1’+,Sm1’-，以及在第二通信标准的发送模式中接收第二调制信号Sm2’+,Sm2’-。第一次级绕组7044磁性耦合到初级绕组7042，以及用于在第一通信标准的发送模式中，分别在第一次级绕组7044的第一输出端No1’+,No1’-上产生第一变换信号St1’+,St1’-。第二次级绕组7046磁性耦合到初级绕组7042，以及用于在第二通信标准的发送模式中，在第二次级绕组7046的第二输出端No2’+,No2’-上产生第二变换信号St2’+,St2’-。根据该实施例，第一次级绕组7044的绕组匝数大于第二次级绕组7046的绕组匝数。所以，第一绕组匝数比NR1’大于第二绕组匝数比NR2，其中，第一绕组匝数比NR1’为第一次级绕组7044对初级绕组7042的绕组匝数的匝数比，第二绕组匝数比NR2为第二次级绕组7046对初级绕组7042的绕组匝数的匝数比。

第二变换网络710包括电感电路7102，第一电容电路7104，第二电容电路7106，第一晶体管7108，第二晶体管7110，以及第三晶体管7112。电感电路7102具有第一端N1’+以及第二端N1’-，该第一端N1’+用于在第二通信标准的发送模式中接收第一极性信号，即St2’+，以及该第二端N1’-用于在第二通信标准的发送模式中接收第二极性信号，即St2’-。该第一电容电路7104具有第一端和第二端，该第一端耦接到电感电路7102的第一端N1’+，以及该第二端耦接到连接端口Np’+,Np’-的第一端，即Np’+。第二电容电路7106具有第一端以及第二端，该第一端耦接到电感电路7102的第二端N1’-，以及该第二电容电路7106的第二端耦接到连接端口Np’+,Np’-的第二端，即Np’-。此外，第二RF信号Srf2’+,Srf2’-包括第一极化RF信号（即Srf2’+），以及第二极化RF信号（即Srf2’-）,连接端口Np’+,Np’-的第一端（即Np’+）用于输出第一极化RF信号Srf2’+,以及连接端口Np’+,Np’-的第二端（即Np’-）用于输出第二极化RF信号Srf2’-。

第一晶体管7108具有第一连接端，第二连接端和控制端，该第一连接端与电感电路7102的第一端N1’+耦接，该第二连接端与电感电路7102的第二端N1’-耦接，该控制端耦接到控制信号Sc1’。第二晶体管7110具有第一连接端，第二连接端和控制端，该第一连接端与电感电路7102的第一端N1’+耦接，该第二连接端与参考地Vgnd’耦接，该控制端耦接到控制信号Sc1’。第三晶体管7112具有第一连接端，第二连接端和控制端，该第一连接端与电感电路7102的第二端N1’-耦接，该第二连接端与参考地Vgnd’耦接，该控制端耦接到控制信号Sc1’。在第一通信标准的发送模式中，控制信号Sc1’用于导通（turn on）第一晶体管7108,第二晶体管7110以及第三晶体管7112。在第二通信标准的发送模式中，控制信号Sc1’用于不导通（turn off）第一晶体管7108,第二晶体管7110以及第三晶体管7112。相应的，在第一通信标准的发送模式，第一端N1’+以及第二端N1’-被连接到参考电压Vgnd，即地电压。在第一通信标准的发送模式中，当第一端N1’+以及第二端N1’-被连接到地电压，没有信号被输入到低噪声放大电路712。

开关电路708包括第一开关7082以及第二开关7084，其中第一开关7082以及第二开关7084也分别由两个场效应晶体管实现。第一开关7082具有第一连接端，第二连接端以及控制端，该第一连接端与端No2’+耦接，该第二连接端与端N1’+耦接，该控制端与控制信号Sc’耦接。第二开关7084具有第一连接端，第二连接端以及控制端，该第一连接端与端No2’-耦接，该第二连接端与端N1’-，该控制端与控制信号Sc’耦接。

带通滤波器718耦接在天线716以及连接端口Np’+以及Np’-之间。带通滤波器718由供电电压Vdd’供电。共同匹配电路720由电容电路实现，该电容电路具有第一端以及第二端，该第一端与端Np’+耦接，该第二端与端Np’-耦接。

本地振荡器722用于产生振荡信号Sosc’。该振荡信号Sosc’被提供给第一混频电路702以及第二混频电路714，用于执行相应的调制。需要了解的是，振荡信号Sosc’可以是由第一分频器724相位移位/分频得到两个差分振荡信号Sosc’+,Sosc’-，然后被提供给第一混频电路702。相似的，振荡信号Sosc’可以由第二分频器726相位移位/分频得到同相振荡信号Sosc_in’以及正交振荡信号Sosc_qua’，然后被提供给第二混频电路714。在此为了简洁，省略了本地振荡器722，第一分频器724，第二分频器726操作的细节描述。

由于收发器700示出前面提及的收发器100的另一个详细原理图，收发器700的操作模式与收发器100的操作模式（即前面提及的四个模式）相同，以及此处为了简洁省略了细节描述。

根据本发明第三实施例，相比传统的收发器，由于收发器700是高度集成的双系统收发器，收发器700的芯片区域被大大的减小。

图8中的步骤总结了前面提及的实施例的操作。图8是控制方法800的流程图，其根据本发明第五实施例，示出收发器（比如收发器100，500，600，700）的控制方法800。为了简洁，在后续段落中将图8与收发器100结合描述。假定获得基本相同的效果，图8中示出的流程的步骤不需要采用所示出的准确顺序也不需要是连续的，也就是说，其他的步骤能够位于中间，该方法800包括：

步骤804：确定收发器100的通信标准，如果收发器100操作在第一通信标准下，执行步骤806；如果收发器100操作在第二通信标准下，执行步骤826；

步骤806：确定收发器100的操作模式，如果收发器100操作在发送模式下，执行步骤808；如果收发器100操作在接收模式下，执行步骤816；

步骤808：不导通（turn off）开关电路108，切断低噪声放大器112的电源，以及切断第二混频电路114的电源。

步骤810：根据第一输入信号Sin1，使用第一混频电路102来产生第一调制信号Sm1。

步骤812：根据第一绕组匝数比NR1，使用第一变换网络104来将第一调制信号Sm1变换成第一变换信号St1。

步骤814：根据第一变换信号St1，使用功率放大器106来产生第一RF信号Srf1到天线116。

步骤816：不导通（turn off）开关电路108，切断第一混频电路102的电源，以及切断功率放大器106的电源。

步骤818：在连接端口Np上从天线116接收第三RF信号Srf3。

步骤820：使用第二变换网络110来将第三RF信号Srf3变换成第三变换信号St3。

步骤822：根据第三变换信号St3，使用低噪声放大电路112来产生第一低噪声信号Sln1。

步骤824：根据第一低噪声信号Sln1，使用第二混频电路114来产生第三调制信号Sm3。

步骤826：确定收发器100的操作模式，如果收发器100操作在发送模式下，执行步骤828；如果收发器100操作在接收模式下，执行步骤836。

步骤828：导通（turn on）开关电路108，切断低噪声放大电路112的电源，切断第二混频电路114的电源，以及切断功率放大器106的电源。

步骤830：根据第二输入信号Sin2，使用第一混频电路102产生第二调制信号Sm2。

步骤832：使用第一变换网络104，根据第二绕组匝数比NR2，将第二调制信号Sm2变换成第二变换信号St2。

步骤834：使用第二变换网络110将第二变换信号st2变换成连接端口Np上的第二RF信号Srf2，以用于天线116。

步骤836：不导通（turn off）开关电路108，切断第一混频电路102的电源，以及切断功率放大器106的电源；

步骤838：在连接端口Np上从天线116接收第四RF信号Srf4；

步骤840：使用第二变换网络110将第四RF信号Srf4变换成第四变换信号St4。

步骤842：根据第四变换信号St4，使用低噪声放大电路112产生第二低噪声信号Sln2。

步骤844：根据第二低噪声信号Sln2，使用第二混频电路114来产生第四调制信号Sm4。

根据该方法800，收发器100的操作被定在四个非并发模式，即该第一通信标准的发送模式（步骤808-814），第一通信标准的接收模式（步骤816-824），第二通信标准的发送模式（步骤828-834），以及第二通信标准的接收模式（步骤836-844）。

简单地说，根据上述提及的实施例（例如，收发器100，500，600，700），正如第一混频电路被第一和第二通信标准的发送模式同时使用，第一变换网络被第一和第二通信标准的发送模式部分的同时使用，以及低噪声放大电路和第二混频电路被第一和第二通信标准的接收模式同时使用，与传统的收发器相比，由于收发器是高度集成的双系统收发器，所以收发器的芯片面积大大减少。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以所附权利要求为准。

Claims (22)

1.一种收发器，其特征在于，包括：

第一变换网络，具有第一输入阻抗，第一输出阻抗，以及第二输出阻抗，用于在第一通信标准的发送模式中，使用该第一输入阻抗来接收第一调制信号，以及使用该第一输出阻抗来输出第一变换信号，以及在第二通信标准的发送模式中，使用该第一输入阻抗来接收第二调制信号以及使用该第二输出阻抗来输出第二变换信号；

第二变换网络，具有第二输入阻抗以及第三输出阻抗，用于在第二通信标准的发送模式中，使用该第二输入阻抗来接收该第二变换信号以及使用该第三输出阻抗来输出第二射频RF信号到该收发器的连接端口；

功率放大器，用于在该第一通信标准的发送模式中，根据该第一变换信号，产生第一RF信号到该收发器的连接端口；以及

开关电路，耦接在该第一变换网络以及该第二变换网络之间，用于在该第二通信标准的发送模式中，将该第二变换信号耦合到该第二变换网络；在该第一通信标准的发送模式中，没有将该第二变换信号耦合到该第二变换网络。

2.根据权利要求1所述的收发器，其特征在于，在该第二通信标准的发送模式中，该功率放大器被关闭。

3.根据权利要求1所述的收发器，其特征在于，

该第一变换网络包括：

初级绕组，用于在第一通信标准的发送模式中接收该第一调制信号，以及在该第二通信标准的发送模式中接收该第二调制信号；以及

次级绕组，与该初级绕组磁性耦和，在该第一通信标准的发送模式中，在该次级绕组的第一输出端产生该第一变换信号，以及在该第二通信标准的发送模式中，在该次级绕组的第二输出端上产生该第二变换信号；

或者，该第一变换网络包括：

初级绕组，用于在该第一通信标准的发送模式中，接收该第一调制信号，以及在该第二通信标准的发送模式中，接收该第二调制信号；

第一次级绕组，与该初级绕组磁性耦合，在该第一通信标准的发送模式中，在该第一次级绕组的输出端上产生该第一变换信号；以及

第二次级绕组，与该初级绕组磁性耦合，在该第二通信标准的发送模式中，用于在该第二次级绕组的输出端上产生该第二变换信号。

4.根据权利要求1所述的收发器，其特征在于，进一步包括：

混频电路，用于在该第一通信标准的发送模式中，根据第一输入信号产生该第一调制信号，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二输入信号产生该第二调制信号。

5.根据权利要求1所述的收发器，其特征在于，在该第一通信标准的发送模式中，如果该第一变换信号的输出功率低于预定的功率电平，则该第一变换网络用于使用该第一输入阻抗来接收该第一调制信号，以及使用第二输出阻抗来输出第三变换信号到该第二变换网络，用于变换该第三变换信号到该连接端口，以及该功率放大器被断电。

6.根据权利要求1所述的收发器，其特征在于，在该第二通信标准的发送模式中，如果该第二变换信号的输出功率高于预定功率电平，则该第一变换网络用于使用该第一输入阻抗来接收该第二调制信号以及使用该第一输出阻抗来输出第四变换信号到该功率放大器，用于放大该第四变换信号到该连接端口，以及该开关电路不导通。

7.根据权利要求1所述的收发器，其特征在于，该第二变换网络进一步用于在该一通信标准的接收模式中，将在该连接端口上接收的第三RF信号变换成第三变换信号；在该第二通信标准的接收模式中，将在该连接端口上接收的第四RF信号变换成第四变换信号。

8.根据权利要求7所述的收发器，其特征在于，在该第一通信标准的接收模式中以及该第二通信标准的接收模式中，该功率放大器被断电。

9.根据权利要求7所述的收发器，其特征在于，进一步包括：

低噪声放大电路，用于在该第一通信标准的接收模式中，接收该第三变换信号，以产生第一低噪声信号，以及在该第二通信标准的接收模式中，接收该第四变换信号以产生第二低噪声信号；

混频电路，用于在该第一通信标准的接收模式中，根据该第一低噪声信号产生第三调制信号，以及在该第二通信标准的接收模式中，根据该第二低噪声信号产生第四调制信号。

10.根据权利要求9所述的收发器，其特征在于，

在该第一通信标准的发送模式中以及该第二通信标准的发送模式中，该低噪声放大电路以及该混频电路中至少一个被断电。

11.根据权利要求7所述的收发器，其特征在于，该开关电路用于在该第一通信标准的接收模式中以及该第二通信标准的接收模式中，没有将该第一变换网络耦接到该第二变换网络。

12.一种收发器，其特征在于，包括：

第一变换网络，用于在第一通信标准的发送模式中，根据第一绕组匝数比将第一调制信号变换成第一变换信号，以及在第二通信标准的发送模式中，根据第二绕组匝数比将第二调制信号变换成第二变换信号；

功率放大器，用于在该第一通信标准的发送模式中，根据该第一变换信号，产生第一射频RF信号到该收发器的连接端口；以及

开关电路，耦接在该第一变换网络以及该连接端口之间，用于在该第二通信标准的发送模式中，将该第二变换信号耦合到该连接端口，以及在该第一通信标准的发送模式中，没有将该第二变换信号耦合到该连接端口。

13.根据权利要求12所述的收发器，其特征在于，该第一绕组匝数比大于该第二绕组匝数比。

14.根据权利要求12所述的收发器，其特征在于，

该第一变换网络包括：

初级绕组，用于在该第一通信标准的发送模式中接收该第一调制信号，以及在该第二通信标准的发送模式中接收该第二调制信号；以及

次级绕组，与该初级绕组磁性耦合，用于在该第一通信标准的发送模式中，在该次级绕组的第一输出端产生该第一变换信号，以及在该第二通信标准的发送模式中，在该次级绕组的第二输出端产生该第二变换信号；

或者，该第一变换网络包括：

初级绕组，用于在该第一通信标准的发送模式中接收该第一调制信号，以及在该第二通信标准的发送模式中接收该第二调制信号；

第一次级绕组，与该初级绕组磁性耦合，用于在该第一通信标准的发送模式中，在该第一次级绕组的输出端产生该第一变换信号；以及

第二次级绕组，与该初级绕组磁性耦合，用于在该第二通信标准的发送模式中，在该第二次级绕组的输出端产生该第二变换信号。

15.根据权利要求12所述的收发器，其特征在于，进一步包括：

第二变换网络，耦接在该开关电路与该连接端口之间，用于在该第二通信标准的发送模式中，将该第二变换信号变换成该连接端口上的第二RF信号。

16.根据权利要求15所述的收发器，其特征在于，该第二变换网络进一步用于在该第一通信标准的接收模式中，将在该连接端口上接收的第三RF信号变换成第三变换信号，以及在该第二通信标准的接收模式中，将在该连接端口上接收的第四RF信号变换成第四变换信号。

17.根据权利要求16所述的收发器，其特征在于，该开关电路在该第一通信标准的接收模式和该第二通信标准的接收模式中，没有将该第一变换网络耦接到该第二变换网络。

18.一种控制收发器的方法，其特征在于，该方法包括：

当该收发器操作在第一通信标准下：

在发送模式中，使用第一变换网络，根据第一绕组匝数比将第一调制信号变换成第一变换信号；以及在该发送模式中，根据该第一变换信号，使用功率放大器来产生第一射频RF信号到该收发器的连接端口；以及

当该收发器操作在第二通信标准下：

在发送模式中，使用第一变换网络，根据第二绕组匝数比将第二调制信号变换成第二变换信号；以及在该发送模式中将该第二变换信号耦合到该连接端口；

其中，在该第一通信标准的发送模式中，该第二变换信号没有耦合到该连接端口。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该第一绕组匝数比大于该第二绕组匝数比。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在该第二通信标准的发送模式中，使用第二变换网络来将该第二变换信号变换成在该连接端口上的第二RF信号。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在该第一通信标准的接收模式中，使用该第二变换网络来将在该连接端口上接收的第三RF信号变换成第三变换信号；以及

在该第二通信标准的接收模式中，使用该第二变换网络来将在该连接端口上接收的第四RF信号变换成第四变换信号。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，

在该第一通信标准的接收模式以及该第二通信标准的接收模式中，没有将该第一变换网络耦接到该第二变换网络。