CN115632672A - 具有反馈校正机制的通信设备 - Google Patents

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CN115632672A CN202110751001.XA CN202110751001A CN115632672A CN 115632672 A CN115632672 A CN 115632672A CN 202110751001 A CN202110751001 A CN 202110751001A CN 115632672 A CN115632672 A CN 115632672A
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Abstract

本申请涉及一种具有反馈校正机制的通信设备，包括：信号传送电路、信号放大电路、天线、容感阻抗匹配电路及反馈校正电路。信号传送电路根据数字信号产生射频模拟信号。信号放大电路对射频模拟信号进行放大，以产生放大模拟信号。容感阻抗匹配电路将放大模拟信号传送至天线进行传送。反馈校正电路包括：反馈电感电路以及校正电路。反馈电感电路与容感阻抗匹配电路耦合以接收放大模拟信号，并产生反馈信号。校正电路判断反馈信号相对射频模拟信号的失真量，以调整信号传送电路及信号放大电路至少其中之一的运作参数，进而降低失真量。

Description

具有反馈校正机制的通信设备
技术领域
本发明涉及信号收发技术，尤其是涉及一种具有反馈校正机制的通信设备。
背景技术
在通信设备中，信号传送电路在产生射频信号后仍需经由功率放大电路进行信号的放大，再通过天线传送出去。然而，由于功率放大电路所产生的放大信号相对原本的射频信号而言大许多，容易产生失真。如果没有有效的机制进行校正，将使功率放大电路输出的线性度下降。
发明内容
鉴于先前技术的问题，本发明的一目的在于提供一种具有反馈校正机制的通信设备，以改善先前技术。
本发明包括一种具有反馈校正机制的通信设备，包括：信号传送电路、信号放大电路、天线、容感阻抗匹配电路以及反馈校正电路。信号传送电路配置为根据数字信号产生射频模拟信号。信号放大电路配置为对射频模拟信号进行放大，以产生放大模拟信号。容感阻抗匹配电路设置在信号放大电路以及天线间，配置为将放大模拟信号传送至天线进行传送。反馈校正电路包括：反馈电感(inductive)电路以及校正电路。反馈电感电路配置为与容感阻抗匹配电路耦合以接收放大模拟信号，并产生反馈信号。校正电路配置为判断反馈信号相对射频模拟信号的失真量，以调整信号传送电路以及信号放大电路至少其中之一的运作参数，进而降低失真量。
有关本发明的特征、实作与功效，将如下结合附图针对优选实施例做详细说明如下。
附图说明
图1显示本发明的一实施例中，一种具有反馈校正机制的通信设备的电路图；
图2显示本发明一实施例中，第一电感、第二电感、第三电感以及反馈电感的布局图；
图3A、图3B、图3C以及图3D分别显示本发明一实施例中，对应第一电感、第二电感、第三电感以及反馈电感的个别布局图；
图4显示本发明另一实施例中，第一电感、第二电感、第三电感以及反馈电感的布局图；
图5显示本发明另一实施例中，通信设备的电路图；以及
图6显示本发明又一实施例中，通信设备的电路图。
具体实施方式
本发明的一目的在于提供一种具有反馈校正机制的通信设备，根据反馈电感电路的设置，有效地滤除放大模拟信号的谐波成分，并据以产生反馈信号，使校正电路得以提升反馈校正的准确度。
图1显示本发明的一实施例中，一种具有反馈校正机制的通信设备100的电路图。通信设备100包括：信号传送电路110、信号放大电路120、天线130、容感阻抗匹配电路140以及反馈校正电路150。
信号传送电路110配置为根据数字信号DIN产生射频模拟信号RAN。在一实施例中，信号传送电路110可包括例如，但不限于数字信号处理电路、数字至模拟转换电路、基频及射频信号处理电路(未示出)，以分别对数字信号DIN进行数字信号处理、数字至模拟转换、基频至射频间的升频与信号处理，进而产生射频模拟信号RAN。
信号放大电路120配置为对射频模拟信号RAN进行放大，以通过例如，但不限于二差动输出端产生放大模拟信号AAN。在一实施例中，信号放大电路120为功率放大器(poweramplifier)，以达到信号放大的目的。
容感阻抗匹配电路140设置在信号放大电路120以及天线130间，配置为提供阻抗匹配，将放大模拟信号AAN传送至天线130进行传送。
在本实施例中，容感阻抗匹配电路140是电性耦接于信号放大电路120的两个差动输出端，以接收放大模拟信号AAN。容感阻抗匹配电路140包括第一容感电路160以及第二容感电路165。
第一容感电路160与信号放大电路120电性耦接，且包括相并联的第一电感(inductive)电路170以及第一电容(capacitive)电路175。在本实施例中，第一电感电路170包括第一电感L1。第一电容电路175包括相串联的第一电容C1、第二电感L2以及第二电容C2。
第二容感电路165与天线130电性耦接且包括相并联的第二电感电路180以及第二电容电路185。在本实施例中，第二电感电路180包括第三电感L3，第二电容电路185包括第三电容C3。
须注意的是，上述的第一容感电路160以及第二容感电路165的结构仅为一范例。在不同实施例中，第一容感电路160以及第二容感电路165可依实际阻抗匹配的需求，以电容、电感甚或电阻等电路元件的不同串并联组合实现。
反馈校正电路150包括：反馈电感电路190以及校正电路195。
反馈电感电路190包括反馈电感LF，配置为与容感阻抗匹配电路140耦合以接收放大模拟信号AAN，并产生反馈信号FS。其中，反馈电感LF可提供对放大模拟信号AAN进行滤波的效果，降低反馈信号FS中对应于放大模拟信号AAN的谐波的成分。
校正电路195配置为判断反馈信号FS相对射频模拟信号RAN的失真量，以调整信号传送电路110以及信号放大电路120至少其中之一的运作参数，进而降低失真量。在不同实施例中，校正电路195可调整不同的运作参数，以针对互调(intermodulation)的非线性项进行调整，提高信号放大电路120的输出线性度。
在部分技术中，反馈校正的机制是使校正电路195通过电容直接与信号放大电路120耦接以接收放大模拟信号AAN来进行判断与校正。然而这样的方式将由于放大模拟信号AAN中具有难以滤除的谐波成分，而得到偏误的失真量，进而使校正的准确度下降。
相对地，本发明的通信设备100根据反馈电感LF的配置可降低反馈信号FS中对应于放大模拟信号AAN的谐波的成分，而得到较精准的失真量使反馈校正的准确度上升。并且，第一容感电路160中的第一电容电路175所包括的第一电容C1、第二电感L2以及第二电容C2可形成陷波滤波器(notch filter)，进一步降低反馈信号FS中对应于放大模拟信号AAN的谐波的成分，亦对于反馈校正准确度的提升有所助益。
在一数值范例中，第一容感电路160以及反馈电感电路190中的各个元件的元件参数(例如电容值与电感值)被设置以在2.5吉赫的操作频率下，滤除放大模拟信号AAN的三阶谐波(7.5吉赫)成分。
此时，第一电感L1的两端的基频成分(fundamental tone)与三阶谐波成分的比值为14.14dBc。第三电感L3的两端的基频成分与三阶谐波成分的比值为19.72dBc。反馈电感LF的两端的基频成分与三阶谐波成分的比值为26.40dBc。因此，反馈电感LF所产生的反馈信号FS将大幅降低三阶谐波成分，达到更精准的反馈结果。
请同时参照图2以及图3A至图3D。图2显示本发明一实施例中，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3以及反馈电感LF的布局图。图3A至图3D显示本发明一实施例中，分别对应第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3以及反馈电感LF个别的布局图。
在一实施例中，包括在容感阻抗匹配电路140内的第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3是形成在相同的电路层。举例而言，第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3均形成在M7层。在一实施例中，部分第一电感L1的跨接线段形成在RDL层。
相对地，反馈电感LF则形成在不同于容感阻抗匹配电路140的另一电路层。举例而言，反馈电感LF形成在M6层。此外，在本实施例中，反馈电感LF的线圈面积，是小于包括第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3的容感阻抗匹配电路140的线圈面积。
请参照图4。图4显示本发明另一实施例中，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3以及反馈电感LF的布局图。
图4中的第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3与图2所示相同。然而，在本实施例中，反馈电感LF的线圈面积，大于包括第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3的容感阻抗匹配电路140的线圈面积。
须注意的是，上述第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3以及反馈电感LF的布局与绕线方式仅为一范例。在其它实施例中，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3以及反馈电感LF可根据其它的布局与绕线方式实现。
请参照图5。图5显示本发明另一实施例中，通信设备500的电路图。
图5的通信设备500与图1的通信设备100类似，包括：信号传送电路110、信号放大电路120、天线130、容感阻抗匹配电路140以及反馈校正电路150。并且，容感阻抗匹配电路140包括第一容感电路160以及第二容感电路165。在此不再就相同的元件进行赘述。
在本实施例中，在第一容感电路160的第一电容电路175中，第一电容C1以及第二电感L2间还包括第一开关SW1，第二电感L2以及第二电容C2间包括第二开关SW2。并且，在第二容感电路165的第一电容电路185中，包括相串联的第三电容C3以及第三开关SW3。
在一实施例中，通信设备500为收发器(transceiver)，并在信号传送电路110外还包括信号接收电路510。在信号传送模式中，天线130通过容感阻抗匹配电路140与信号传送电路110共同进行信号传送。此时，第一开关SW1、第二开关SW2以及第三开关SW3导通。而在信号接收模式中，天线130通过容感阻抗匹配电路140与信号接收电路510共同进行信号接收。此时，第一开关SW1、第二开关SW2以及第三开关SW3停止导通。
由于信号传送电路110以及信号接收电路510对于阻抗匹配的要求不同，因此第一开关SW1、第二开关SW2以及第三开关SW3可在信号传送模式以及信号接收模式切换于导通与停止导通的状态，提供不同的阻抗匹配。
请参照图6。图6显示本发明又一实施例中，通信设备600的电路图。
图6的通信设备600与图1的通信设备100类似，包括：信号传送电路110、信号放大电路120、天线130、容感阻抗匹配电路140以及反馈校正电路150。在此不再就相同的元件进行赘述。
在本实施例中，信号放大电路120通过单输出端产生放大模拟信号AAN。容感阻抗匹配电路140仅包括第一容感电路160且电性耦接于供应电压VDD以及单输出端间。因此，本发明的通信设备亦可适用单端输出的信号放大电路120。
需注意的是，上述的实施方式仅为一范例。在其它实施例中，本领域具有公知常识的技术人员可在不违背本发明的精神下进行更动。
综合上述，本发明中具有反馈校正机制的通信设备可根据反馈电感电路的设置，有效地滤除放大模拟信号的谐波成分，并据以产生反馈信号，使校正电路得以提升反馈校正的准确度。
虽然本发明的实施例如上所述，然而该些实施例并非用来限定本发明，本技术领域具有公知常识的技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均属于本发明所寻求的专利保护范畴，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的权利要求书所界定为准。
附图标记说明：
100：通信设备
110：信号传送电路
120：信号放大电路
130：天线
140：容感阻抗匹配电路
150：反馈校正电路
160：第一容感电路
165：第二容感电路
170：第一电感电路
175：第一电容电路
180：第二电感电路
185：第二电容电路
190：反馈电感电路
195：校正电路
500：通信设备
510：信号接收电路
600：通信设备
AAN：放大模拟信号
C1：第一电容
C2：第二电容
C3：第三电容
DIN：数字信号
FS反馈信号
L1：第一电感
L2：第二电感
L3：第三电感
LF：反馈电感
RAN：射频模拟信号
SW1：第一开关
SW2：第二开关
SW3：第三开关
VDD：供应电压

Claims (10)

1.一种具有反馈校正机制的通信设备，包括：
一信号传送电路，配置为根据一数字信号产生一射频模拟信号；
一信号放大电路，配置为对所述射频模拟信号进行放大，以产生一放大模拟信号；
一天线；
一容感阻抗匹配电路，设置在所述信号放大电路以及所述天线间，配置为将所述放大模拟信号传送至所述天线进行传送；以及
一反馈校正电路，包括：
一反馈电感电路，配置为与所述容感阻抗匹配电路耦合以接收所述放大模拟信号，并产生一反馈信号；以及
一校正电路，配置为判断所述反馈信号相对所述射频模拟信号的一失真量，以调整所述信号传送电路以及所述信号放大电路至少其中之一的一运作参数，进而降低所述失真量。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述容感阻抗匹配电路包括一第一容感电路，所述第一容感电路与所述信号放大电路电性耦接且包括相并联的一第一电感电路以及一第一电容电路。
3.根据权利要求2所述的通信设备，其特征在于，所述第一电感电路包括一第一电感，所述第一电容电路还包括相串联的一第一电容、一第二电感以及一第二电容，所述反馈电感电路包括一反馈电感。
4.根据权利要求3所述的通信设备，其特征在于，所述第一电容电路以及所述反馈电感电路配置为降低所述反馈信号中对应于所述放大模拟信号的一谐波的成分。
5.根据权利要求3所述的通信设备，其特征在于，所述第一电容以及所述第二电感间包括一第一开关，所述第二电感以及所述第二电容包括一第二开关；
当所述天线运作于一信号传送模式以通过所述容感阻抗匹配电路与所述信号传送电路共同进行信号传送时，所述第一开关以及所述第二开关导通；以及
当所述天线运作于一信号接收模式以通过所述容感阻抗匹配电路与一信号接收电路共同进行信号接收时，所述第一开关以及所述第二开关停止导通。
6.根据权利要求2所述的通信设备，其特征在于，所述容感阻抗匹配电路还包括一第二容感电路，所述第二容感电路与所述天线电性耦接且包括相并联的一第二电感电路以及一第二电容电路，其中所述第二电感电路包括一第三电感，所述第二电容电路包括一第三电容。
7.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，所述第二电容电路包括相串联的所述第三电容以及一第三开关；
在一信号传送模式中，所述天线通过所述容感阻抗匹配电路与所述信号传送电路共同进行信号传送时，所述第三开关导通；以及
在一信号接收模式中，所述天线通过所述容感阻抗匹配电路与一信号接收电路共同进行信号接收时，所述第三开关停止导通。
8.根据权利要求2所述的通信设备，其特征在于，所述信号放大电路通过二差动输出端产生所述放大模拟信号，且所述容感阻抗匹配电路电性耦接于所述二差动输出端。
9.根据权利要求2所述的通信设备，其特征在于，所述信号放大电路通过一单输出端产生所述放大模拟信号，所述容感阻抗匹配电路仅包括所述第一容感电路且电性耦接于一供应电压以及所述单输出端间。
10.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述容感阻抗匹配电路形成在一第一电路层且具有一第一线圈面积，所述反馈电感电路形成在不同于所述第一电路层的一第二电路层且具有一第二线圈面积，且所述第二线圈面积选择性大于所述第一线圈面积或小于所述第一线圈面积。
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