CN112615638A

CN112615638A - 天线的匹配电路

Info

Publication number: CN112615638A
Application number: CN202011075032.XA
Authority: CN
Inventors: 苏忠信; 古致维
Original assignee: Sitronix Technology Corp
Current assignee: Sitronix Technology Corp
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2021-04-06
Also published as: TW202116017A; US20210265730A1

Abstract

本发明揭示一种天线的匹配电路，其积体化于一芯片，匹配电路包含：一电容库，具有复数电容单元；以及一选择电路，耦接该些电容单元，并选择该些电容单元的至少部分电容单元。

Description

天线的匹配电路

技术领域

本发明是关于一种匹配电路，尤其指一种天线的匹配电路。

背景技术

目前移动终端产品的应用越来越广泛，从移动电话、智能手环、智能手表、平板计算机到笔记本电脑，无不依赖可接收以及发送讯号的天线以传输文字、数据、影像甚至影片的数据。

一般而言，由于射频电路的阻抗与天线的阻抗不相同而不匹配，因此须一匹配电路，以匹配射频电路的阻抗与天线的阻抗，以优化射频电路与天线间的传递讯号的效率。传统的匹配电路包含多颗电容器，其设置于电路板。由于匹配电路的电容器的电容量决定于天线的阻抗量与射频电路的阻抗量，因此当天线的阻抗量改变时，例如射频电路配合不同天线，且配合的天线具有不同阻抗量，即须改变匹配电路的电容器的电容量，也就是必须更换匹配电路的电容器，改用具合适电容量的电容器，如此必须准备多种规格电容器，提高成本。此外，传统匹配电路的复数电容器设置于电路板，如此增加制程与成本，例如焊接制程与焊接成本，并增加设置于电路板的电子组件的数量，提高组件成本，且容易损坏，而降低匹配电路的可靠度。

由于上述种种原因，市场上亟需一种可变更电容量的匹配电路，以适用于各种不同阻抗要求的应用。因此，本发明提供一种天线的匹配电路，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种天线的匹配电路，其可依据需求调整匹配电路的电容量/电容值，以调整阻抗量/阻抗值，而不需要更换匹配电路的电子组件，以达降低成本的目的。

本发明的一目的，在于提供一种天线的匹配电路，其可积体化于芯片，以可减少匹配电路设置于电路板的电子组件的数量与简化制程，可降低成本且可提高匹配电路的可靠度。

本发明的一实施例系揭示一种天线的匹配电路，其包含：一电容库，具有复数电容单元；以及一选择电路，耦接该些电容单元，并选择该些电容单元的至少部分电容单元。

附图说明

图1:其为本发明的一实施例的匹配电路应用于天线与射频电路的方块图；

图2:其为本发明的一实施例的匹配电路的方块图；

图3:其为本发明的一实施例的选择电路与电容库的电路图；

图4:其为本发明的一实施例的解碼列表的示意图；

图5:其为本发明的另一实施例的选择电路与电容库的方块图；

图6:其为图5的选择电路与电容单元群组的电路图；

图7:其为本发明的另一实施例的匹配电路积体化于射频电路的方块图；

图8:其为本发明的又一实施例的匹配电路积体化于面板驱动电路的方块图；

以及

图9:其为本发明的一实施例的匹配电路的匹配电容器的示意图。

【图号对照说明】

1 匹配电路

10 电容库

110～117 电容单元群组

122 电容单元

2 天线

20 选择电路

21 解码电路

220～227 开关

230～237 切换电路

3 射频电路

30 内存

4 面板驱动电路

C1～C6 匹配电容器

D0～D7 切换讯号

M0～M3 开关

PA 第一端

PB 第二端

S0～S7 切换讯号

具体实施方式

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇指称特定的组件，然，所属本发明技术领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词称呼同一个组件，而且，本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在整体技术上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包含」为一开放式用语，故应解释成「包含但不限定于」。再者，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接一第二装置，则代表第一装置可直接连接第二装置，或可透过其他装置或其他连接手段间接地连接至第二装置。

本发明为一种天线的匹配电路，其藉由选择电路选择电容库的至少部分电容单元，而决定匹配电路的阻抗值，以匹配天线与射频电路，使得对应不同阻抗量的天线必须更换匹配电路的电容器的问题得以避免，且本发明的匹配电路积体化于芯片可简化匹配电路设置于电路板的制程与减少设置于电路板的电子组件的数量，且可提高可靠度。

首先，请参阅图1，其为本发明的一实施例的匹配电路应用于天线与射频电路的方块图。如图所示，匹配电路1耦接于一射频电路3和一天线2之间，用于匹配天线2的阻抗与射频电路3的阻抗，以优化射频电路3与天线2间的传递讯号的效率。于本发明的一实施例中，匹配电路1耦接于射频电路3的一传输端口与天线2的一传输端口之间。射频电路3产生一射频讯号，并经由匹配电路1传输至天线2，以供天线2发射射频讯号。天线2接收一无线讯号，并经由匹配电路1传输至射频电路3，射频电路3处理天线2接收的无线讯号。如图2所示，匹配电路1包含一电容库(bank)10、选择电路20。电容库10具有复数电容单元(cell)122(如图3所示)，选择电路20耦接该些电容单元122，并选择该些电容单元122的至少部分电容单元122，而决定一匹配电容器的一电容量。于本发明的一实施例中，该些电容单元122分别为具固定电容量的电容器，且该些电容单元122的电容量可相同或者不相同。于此实施例中，该些电容单元122的电容量相同。

复参阅图2，匹配电路1进一步包含一内存30，例如一非挥发性内存，内存30储存至少一选择参数，选择电路20耦接内存30，并依据选择参数选择该些电容单元122的至少部分电容单元122。本发明的匹配电路1的电容库10与选择电路20可积体化于一芯片，如此不需要设置多个电容器于电路板，即可减少匹配电路1设置于电路板的电子组件的数量与简化制程，以可降低成本且可提高匹配电路1的可靠度。此外，内存30也可积体化于同一芯片。

请参阅图3，其为本发明的一实施例的选择电路与电容库的电路图。如图所示，电容库10的该些电容单元122的一第二端耦接于一第二端PB。选择电路20包含一解码电路21与复数切换电路，于此实施例中，该些切换电路可为复数开关220～227，解码电路21耦接该些开关220～227，该些开关220～227分别耦接该些电容单元122的一第一端与一第一端PA之间。解码电路21接收一选择参数D0～D2，并解碼选择参数D0～D2而产生复数切换讯号S0～S7，切换讯号S0～S7分别控制该些开关220～227，以导通或截止(断开)该些电容单元122的第一端与第一端PA间的路径，所以选择电路20可选择该些电容单元122的部分电容单元122而耦接于第一端PA与第二端PB间，即被选择的电容单元122会相互并联，如此可决定一匹配电容器的一电容量。于本发明的一实施例中，该些开关220～227可由晶体管实现。

请参阅图4，其为本发明的一实施例的解碼列表的示意图。如图所示，其为解码电路20的解码列表，其显示选择参数D0～D2与切换讯号S0～S7之间的关系。其中，切换讯号S0～S7为0时，表示切换讯号S0～S7的准位为禁能准位，例如低准位，以控制开关220～227截止。切换讯号S0～S7为1时，表示切换讯号S0～S7的准位为致能准位，例如高准位，以控制开关220～227导通。举例说明，若解码参数D0～D2为100，解码电路21解码此解码参数D0～D2，并产生切换讯号S0～S7，其中切换讯号S0～S1的准位为致能准位，而导通开关220、221，以让耦接开关220、221的两电容单元122并联，而切换讯号S2～S7的准位为禁能准位，以截止开关222～227。

由上述说明可知，选择电路20可依据预定的选择参数D0～D2选择该些电容单元122的至少部分电容单元122，以决定匹配电容器的电容量。选择参数D0～D2依据天线2的阻抗与射频电路3的阻抗而决定，选择参数D0～D2可预先储存于匹配电路1的内存30。若射频电路3的阻抗或者天线2的阻抗改变时，仅要改变选择参数D0～D2，选择电路20即会依据选择参数D0～D2选择合适数量的电容单元122，而提供合适的阻抗，以匹配天线1的阻抗与射频电路3的阻抗，而不需要更换匹配电路1的电子组件。虽然本实施例以三位的选择参数D0～D2、八个切换讯号S0～S7、八个开关220～227、八个电容单元122为例，然而本领域内具有通常知识的技术人士应可以理解，其仅为举例说明并非用以限制本发明的范围，于其他实施例中，亦可有更多位的选择参数、更多切换讯号、更多开关与更多电容单元。

参阅图5，其为本发明的另一实施例的选择电路与电路库的方块图，本例中与前述实施例相同部分于此不再赘述，相似的组件也使用相似名称与标号，仅就差异部分提出说明。此实施例中的电容库10的复数电容单元112分群为复数电容单元群组110～117，每一电容单元群组110～117包含至少一电容单元112，该些电容单元群组110～117包含的电容单元112的数量可相同或者不相同。于此实施例中，该些电容单元群组110～117包含的电容单元112的数量具有2的等比级数关系，该些电容单元群组110～117包含的电容单元112的数量分别为1(2⁰)、2(2¹)、4(2²)、8(2³)、16(2⁴)、32(2⁵)、64(2⁶)以及128(2⁷)。如同前述实施例，每一电容单元112的第二端耦接于第二端PB。

此实施例的选择电路20包含复数切换电路230～237，该些切换电路230～237分别耦接于该些电容单元群组110～117，该些切换电路230～237更耦接于第一端PA，该些切换电路230～237分别受控于复数切换讯号D0～D7。于本发明的一实施例中，内存30储存的选择参数可为八位参数，而作为切换讯号D0～D7。此实施例的选择电路20可依据选择参数控制该些切换电路230～237的导通与截止，而可选择至少一电容单元群组110～117，如此即可决定一匹配电容器的电容量。举例来说，若切换讯号D0、D1的准位为致能准位而切换讯号D2～D7的准位为禁能准位，切换电路230、231则导通而切换电路232～237截止，以选择电容单元群组110、111且并联。

请参阅图6，其为图5的选择电路与电容单元群组的电路图。如图所示，每一切换电路230～233包含至少一开关，每一切换电路230～233包含的开关的数量分别相同于电容单元群组110～113包含的电容单元122的数量。于此实施例中，该些开关可由晶体管实现。于此实施例中，切换电路230包含一个开关M0，开关M0耦接于电容单元群组110的一个电容单元122的第一端与第一端PA间。切换电路231包含两个开关M1，该些开关M1分别耦接于电容单元群组111的两个电容单元122的第一端与第一端PA间。切换电路232包含四个开关M2，该些开关M2分别耦接于电容单元群组112的四个电容单元122的第一端与第一端PA间。切换电路233包含八个开关M3，该些开关M3分别耦接于电容单元群组113的八个电容单元122的第一端与第一端PA间，其余依此类推不再赘述。由上述说明可知，此实施例的一个电容单元对应一个开关，如此选择复数电容单元时，被选择的每个电容单元(包含选择用的开关)提供的阻抗量会相同或接近相同，因此可以提升匹配电路的匹配准确度。

请参阅图7，其为本发明的另一实施例的匹配电路积体化于射频电路的方块图。如图所示，本发明的匹配电路1可与射频电路3整合而积体化于同一芯片。如此可减少匹配电路1设置于电路板的电子组件的数量与简化设置匹配电路1于电路板的制程，而降低成本与损坏机率，如此可提高良率与可靠度。

请参阅图8，其为本发明的又一实施例的匹配电路积体化于面板驱动电路的方块图。如图所示，本发明的匹配电路1可与一面板驱动电路4整合而积体化于同一芯片，且此芯片可设置于显示面板，如此可减少设置于电路板的电子组件的数量与简化设置电子组件于电路板的制程，而降低成本与损坏机率，如此可提高良率与可靠度。面板驱动电路4耦接显示面板，以驱动显示面板显示画面。

请参阅图9，其为本发明的一实施例的匹配电路的匹配电容器的示意图。如图所示，匹配电路10包含有至少一匹配电容器。于此实施例中，匹配电路10包含六个匹配电容器C1～C6。前述实施例的电容库10的该些电容单元122相当用于作为一个匹配电容器，选择电路20选择电容库10的至少部分电容单元122而决定匹配电容器的电容量，所以此匹配电容器相当于可变电容器。于此实施例中，由于匹配电路10包含六个匹配电容器C1～C6，因此电容库10包含六个电容单元区块，每一电容单元区块分别包含前述实施例的该些电容单元，而分别作为该些匹配电容器C1～C6，选择电路可依据六组选择参数，分别选择六个电容单元区块的至少部分电容单元，以分别决定该些匹配电容器C1～C6的电容量。上述的选择参数可预先储存于内存。此实施例系以六个匹配电容器C1～C6为例进行说明，并非限制匹配电容器的数量与连接关系，设计者依据匹配需求而有不同设计，匹配电容器的数量与彼此间连接关是以匹配需求而决定。

上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种天线的匹配电路，其特征在于，其积体化于一芯片，该匹配电路包含：

一电容库，具有复数电容单元；以及

一选择电路，耦接该些电容单元，并选择该些电容单元的至少部分电容单元。

2.如权利要求1所述的天线的匹配电路，其特征在于，其中，该选择电路选择该些电容单元的该至少部分电容单元而并联，以决定一匹配电容器的一电容量。

3.如权利要求1所述的天线的匹配电路，其中，该选择电路包含复数开关，该些开关耦接该些电容单元。

4.如权利要求3所述的天线的匹配电路，其特征在于，其中，该选择电路更包含一解码电路，该解码电路耦接该些开关，并解码一选择参数，以控制该些开关。

5.如权利要求1所述的天线的匹配电路，其特征在于，更包含一内存，该内存耦接该选择电路，该内存储存一选择参数，该选择电路依据该选择参数选择该些电容单元的该至少部分电容单元。

6.如权利要求1所述的天线的匹配电路，其特征在于，其中，该些电容单元分群为复数电容单元群组，每一电容单元群组包含至少一电容单元，该些电容单元群组包含的该至少一电容单元的数量为相同或不相同，该选择电路选择该些电容单元群组的至少一电容单元群组。

7.如权利要求1所述的天线的匹配电路，其特征在于，其中，该匹配电路耦接于一射频电路与一天线之间。

8.如权利要求7所述的天线的匹配电路，其特征在于，其中，该匹配电路与该射频电路积体化于该芯片。

9.如权利要求1所述的天线的匹配电路，其特征在于，其中，该匹配电路积体化于一面板驱动电路。

10.如权利要求1所述的天线的匹配电路，其特征在于，其中，该匹配电路包含至少一匹配电容器，每一该匹配电容器包含该些电容单元，该选择电路选择该些电容单元的该至少部分电容单元而并联，以决定一电容量。