发明内容
本实用新型所要解决的技术问题,在于提供一种多模式无线通信装置及信号传输模块,以解决公知将两种无线通信技术同时整合在一个通信模块时,因工作频段相同所造成的性能或通信距离变差的问题。因此本实用新型的目的在于提高多模式无线通信装置的信号接收强度及改善其通信距离长度。
为了解决上述技术问题,根据本实用新型的一种方案,提供一种多模式无线通信装置,包括:一天线、一第一无线通信模块、一第二无线通信模块、一放大器、一分配器、一第一切换开关、一第二切换开关及一控制逻辑电路。其中第一切换开关耦接于天线、第一无线通信模块、放大器、第二切换开关之间,并用来切换第一无线通信模块、放大器与第二切换开关的其中之一与天线进行信号传输。第二切换开关耦接于第一切换开关、分配器与第二无线通信模块之间,并用来切换分配器与第一切换开关的其中之一与第二无线通信模块进行信号传输。控制逻辑电路则是根据第一无线通信模块及第二无线通信模块的运作模式,而来控制该第一切换开关及该第二切换开关的切换选择。
在本实用新型的实施例中,控制逻辑电路包括:具有一第一输入端、一第二输入端及一第一输出端的一第一逻辑门元件以及具有一第三输入端、一第四输入端及一第二输出端的一第二逻辑门元件。其中第二输出端耦接于第二输入端,且第一输入端及第三输入端接收第一无线通信模块的一第一传输控制信号,第四输入端接收第二无线通信模块的一第二传输控制信号;而第一切换开关的控制信号输入接口耦接至第一输出端、第二输出端及第一输入端,第二切换开关的控制信号输入接口耦接至第一输出端及第二输出端。
其中该第一逻辑门元件为或非门元件,该第二逻辑门元件为与门元件,且该与门元件的该第四输入端具有一非门,该第一输入端所接收的该第一传输控制信号为该第一无线通信模块的发射控制信号,该第三输入端所接收的该第一传输控制信号为该第一无线通信模块的接收控制信号,该第四输入端所接收的该第二传输控制信号为该第二无线通信模块的发射控制信号。
其中该第一逻辑门元件及该第二逻辑门元件均为与门元件,且该第一输入端、该第二输入端、该第三输入端及该第四输入端均分别具有非门,该第一输入端及该第三输入端所接收的该第一传输控制信号为该第一无线通信模块的发射控制信号,该第四输入端所接收的该第二传输控制信号为该第二无线通信模块的发射控制信号。
其中该第一逻辑门元件及该第二逻辑门元件均为或非门元件,该第一输入端及该第三输入端所接收的该第一传输控制信号为该第一无线通信模块的发射控制信号,该第四输入端所接收的该第二传输控制信号为该第二无线通信模块的发射控制信号。
其中该第一无线通信模块为无线相容性认证网络通信模块,而该第二无线通信模块为蓝牙无线通信模块。
其中该放大器为低功率放大器。
其中所述的多模式无线通信装置,还包括:一带通滤波器,耦接于该天线与该第一切换开关之间;以及一功率放大器,耦接于该第一无线通信模块与该第一切换开关之间。
为了解决上述技术问题,根据本实用新型的一种方案,提供一种适用于供一第一无线通信模块与一第二无线通信模块共用一天线进行信号传输的信号传输模块,包括:一放大器、一分配器、一第一切换开关、一第二切换开关及一控制逻辑电路。其中第一切换开关耦接于天线、第一无线通信模块、放大器、第二切换开关之间,并用来切换第一无线通信模块、放大器与第二切换开关的其中之一与天线进行信号传输。第二切换开关耦接于第一切换开关、分配器与第二无线通信模块之间,并用来切换分配器与第一切换开关的其中之一与第二无线通信模块进行信号传输。控制逻辑电路则是根据第一无线通信模块及第二无线通信模块的运作模式,而来控制该第一切换开关及该第二切换开关的切换选择。
其中该控制逻辑电路包括:一第一逻辑门元件,具有一第一输入端、一第二输入端及一第一输出端;一第二逻辑门元件,具有一第三输入端、一第四输入端及一第二输出端,其中该第二输出端耦接于该第二输入端;其中该第一输入端及该第三输入端接收该第一无线通信模块的一第一传输控制信号,该第四输入端接收该第二无线通信模块的一第二传输控制信号;其中该第一切换开关的控制信号输入接口耦接至该第一输出端、该第二输出端及该第一输入端,该第二切换开关的控制信号输入接口耦接至该第一输出端及该第二输出端。
其中该第一逻辑门元件为或非门元件,该第二逻辑门元件为与门元件,且该与门元件的该第四输入端具有一非门,该第一输入端所接收的该第一传输控制信号为该第一无线通信模块的发射控制信号,该第三输入端所接收的该第一传输控制信号为该第一无线通信模块的接收控制信号,该第四输入端所接收的该第二传输控制信号为该第二无线通信模块的发射控制信号。
其中该第一逻辑门元件及该第二逻辑门元件均为与门元件,且该第一输入端、该第二输入端、该第三输入端及该第四输入端均分别具有非门,该第一输入端及该第三输入端所接收的该第一传输控制信号为该第一无线通信模块的发射控制信号,该第四输入端所接收的该第二传输控制信号为该第二无线通信模块的发射控制信号。
其中该第一逻辑门元件及该第二逻辑门元件均为或非门元件,该第一输入端及该第三输入端所接收的该第一传输控制信号为该第一无线通信模块的发射控制信号,该第四输入端所接收的该第二传输控制信号为该第二无线通信模块的发射控制信号。
其中该放大器为低功率放大器。
因此通过上述实施方式,本实用新型通过放大器来弥补信号经过分配器所造成接收信号的功率增益损失,以及通过第二切换开关来将第二无线通信模块的信号发射及接收路径作分离,由此本实用新型可以有效改善多模式无线通信装置的无线通信品质。
以上的概述与接下来的详细说明及附图,都是为了能进一步说明本实用新型为达成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本实用新型的其他目的及优点,将在后续的说明及附图中加以阐述。
具体实施方式
本实用新型提供一种多模式无线通信装置,主要使不同传输协议但工作频段相同的无线通信模块可以在共用一天线的结构下,而仍然保有良好的无线信号收发品质,且本实用新型通过逻辑门设计的方式来实现无线信号的收发控制,以使得在任一无线通信模块于电源关闭(power off)时,另一无线通信模块仍然得以正常的收发信号而不受影响。
请参阅图2,其为本实用新型较佳实施例的一多模式无线通信装置的示意图。本实施例所述多模式无线通信装置包括有一第一无线通信模块1、一第二无线通信模块2及一信号传输模块3,其中信号传输模块3耦接于第一无线通信模块1、第二无线通信模块2与天线4之间,且信号传输模块3分别对第一无线通信模块1及第二无线通信模块2提供有相对的传输路径,以使得第一无线通信模块1及第二无线通信模块2可以分别通过天线4来收发无线信号。
为了方便以下的说明,本实例所述的第一无线通信模块1为无线相容性认证(Wireless Fidelity,WiFi)网络通信模块,第二无线通信模块2为蓝牙无线通信模块。本实施例的第一无线通信模块1包括有供传输第一传输控制信号使用的一发射控制引脚(WLAN_TX)及一接收控制引脚(WLAN_RX),其中第一传输控制信号中的发射控制信号是传输给发射控制引脚(WLAN_TX)以及接收控制信号是传输给接收控制引脚(WLAN_RX),而发射控制引脚(WLAN_TX)可控制第一无线通信模块1通过一第一发射路径P1来发射WiFi信号,接收控制引脚(WLAN_RX)可控制第一无线通信模块1通过一第一接收路径P2来接收WiFi信号。第二无线通信模块2包括有供传输第二传输控制信号的一发射控制引脚(BT_TX)及一接收控制引脚(BT_RX),其中第二传输控制信号中的发射控制信号是传输给发射控制引脚(BT_TX)以及接收控制信号是传输给接收控制引脚(BT_RX),而发射控制引脚(BT_TX)可控制第二无线通信模块2通过一第二发射路径P3来发射蓝牙信号,接收控制引脚(BT_RX)可控制第二无线通信模块2通过一第二接收路径P4来接收蓝牙信号。
本实施例提供的信号传输模块3包括有一带通滤波器30、一第一切换开关31、一第二切换开关32、一低噪声放大器(LNA)33、一分配器(divider)34、一控制逻辑电路35及一功率放大器36。
其中第一切换开关31主要针对第一无线通信模块1与第二无线通信模块2分别与天线4之间的导通路径作切换,第一切换开关31内部的导通路径有端点A0分别到端点A1、A2、A3之间的三种路径供切换,且第一切换开关31的控制信号输入接口分别包括有切换控制引脚C1、C2、C3,其中的切换控制引脚C1是用来控制端点A0与A1之间的路径导通,切换控制引脚C2是用来控制端点A0与A2之间的路径导通,切换控制引脚C3是用来控制端点A0与A3之间的路径导通。
第一切换开关31的端点A0通过带通滤波器30与天线4耦接,第一切换开关31的端点A1通过第一发射路径P1与与第一无线通信模块1耦接,且此第一发射路径P1上耦接一功率放大器36,此功率放大器36可以用来加强第一无线发射模块1的信号发射能力;第一切换开关31的端点A2通过低噪声放大器33与分配器34耦接;第一切换开关31的端点A3经由第二发射路径P3耦接于第二切换开关32。
分配器34耦接于低噪声放大器33、第一无线通信模块1、第二切换开关32之间,主要将低噪声放大器33所输出的放大信号通过第一接收路径P2及第二接收路径P4分别分配输出给第一无线通信模块1及第二切换开关32。
第二切换开关32主要针对第二无线通信模块2分别与分配器34与第一切换开关31之间的导通路径作切换。第二切换开关32内部的导通路径有端点B0分别到端点B1、B2之间的两种路径供切换,且第二切换开关32的控制信号输入接口分别包括有切换控制引脚C4、C5,其中的切换控制引脚C4是用来控制端点B0与B2之间的路径导通,切换控制引脚C5是用来控制端点B0与B1之间的路径导通。
第二切换开关32的端点B0耦接于第二无线通信模块2的无线信号收发接口,第二切换开关32的端点B1通过第二接收路径P4耦接于分配器34,第二切换开关32的端点B2通过第二发射路径P3耦接于第一切换开关31。
控制逻辑电路35耦接于第一无线通信模块1、第二无线通信模块2、第一切换开关31、第二切换开关32之间。控制逻辑电路35主要根据第一无线通信模块1及第二无线通信模块2的工作模式而来控制第一切换开关31及第二切换开关32所提供导通路径的切换,以使得第一无线通信模块1或第二无线通信模块2于通过信号传输模块3收发无线信号时得以正常进行。
根据图2所揭示的结构,本实施例特别于在分配器34与第一切换开关31之间增设一低功率放大器33,以弥补分配器34于运作时所造成功率增益上的损失,进而加强了第一无线通信模块1及第二无线通信模块2所接收到信号的强度。另外本实施例有鉴于第二无线通信模块2为蓝牙无线通信模块,因蓝牙无线通信模块是采取发射及接收共用路径的方式,但此方式使得蓝牙无线通信模块的发射功率有所衰减,故本实施例特别提供第二切换开关32来使得蓝牙无线通信模块可以在发射及接收信号时采用分离的路径进行。
接下来请再参阅图3,其为本实用新型控制逻辑电路的一实施例的电路图,并同时配合参考图2,控制逻辑电路35包括有一第一逻辑门元件351及一第二逻辑门元件353,第一逻辑门元件351的第一输入端耦接于第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX),第一逻辑门元件351的第二输入端耦接于第二逻辑门元件353的第二输出端,第一逻辑门元件351的第一输出端耦接于切换控制引脚C3、C4;第二逻辑门元件353的第三输入端耦接于第一无线通信模块1的接收控制引脚(WLAN_RX),第二逻辑门元件353的第四输入端耦接于第二无线通信模块2的接收控制引脚(BT_TX),第二逻辑门元件353的第二输出端耦接于切换控制引脚C2、C5及低噪声放大器33的致能控制引脚C6,且第二逻辑门元件353的第四输入端耦接有一非门,而其中的切换控制引脚C1与第一无线通信模块1的接收控制引脚(WLAN_TX)耦接。
图3中揭示的第一逻辑门元件351属于一或非门元件(NOR Gate)且可从第二无线通信模块2取得电源供应,而第二逻辑门元件353属于与门(ANDGate)元件且可从第一无线通信模块1取得电源供应,本实施例的于控制逻辑电路35主要根据第一无线通信模块1及第二无线通信模块2的工作方式不同,而有如下几种控制方式:
(1)第一无线通信模块1执行发射信号
此时第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX)的输入信号为逻辑高电平以及接收控制引脚(WLAN_RX)的输入信号为逻辑低电平。而第二无线通信模块2的发射控制引脚(BT_TX)的输入信号为逻辑高电平或低电平,接收控制引脚(BT_RX)为逻辑低电平。而通过控制逻辑电路35处理之后可得到第一切换开关31的切换控制引脚C3、C2、C1依序为001的逻辑电平,故第一切换开关31的A0与A1之间的路径导通,第一无线通信模块1即可通过第一发射路径P1而从天线4端发射信号输出。其中当上述第二无线通信模块2的发射控制引脚(BT_TX)及接收控制引脚(BT_RX)的输入信号都为逻辑低电平,也即第二无线通信模块2的电源关闭,但通过控制逻辑电路35的控制仍然可以确保第一无线通信模块1可以正常发射信号。
(2)第一无线通信模块1执行接收信号
此时第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX)的输入信号为逻辑低电平以及接收控制引脚(WLAN_RX)的输入信号为逻辑高电平。而第二无线通信模块2的发射控制引脚(BT_TX)的输入信号为逻辑低电平及接收控制引脚(BT_RX)为逻辑高或低电平。而通过控制逻辑电路35处理之后可得到第一切换开关31的切换控制引脚C3、C2、C1依序为010的逻辑电平,故第一切换开关31的A0与A2之间的路径导通,第一无线通信模块1即可通过第一接收路径P2而从天线4端接收信号输入。其中当上述第二无线通信模块2的发射控制引脚(BT_TX)及接收控制引脚(BT_RX)的输入信号都为逻辑低电平,也即第二无线通信模块2的电源关闭,但通过控制逻辑电路35的控制仍然可以确保第一无线通信模块1可以正常接收信号。
(3)第二无线通信模块2执行发射信号
此时第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX)的输入信号为逻辑低电平以及接收控制引脚(WLAN_RX)的输入信号为逻辑高或低电平。而第二无线通信模块2的发射控制引脚(BT_TX)的输入信号为逻辑高电平及接收控制引脚(BT_RX)为逻辑低电平。而通过控制逻辑电路35处理之后可得到第一切换开关31的切换控制引脚C3、C2、C1依序为100的逻辑电平,第二切换开关32的切换控制引脚C5、C4依序为01的逻辑电平,故第一切换开关31的A0与A3之间的路径导通,第二切换开关32的B0与B2之间的路径导通,第二无线通信模块2即可通过第二发射路径P3而从天线4端发射信号输出。其中当上述第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX)及接收控制引脚(WLAN_RX)的输入信号都为逻辑低电平,也即第一无线通信模块1的电源关闭,但通过控制逻辑电路35的控制仍然可以确保第二无线通信模块2可以正常发射信号。
(4)第二无线通信模块2执行接收信号
此时第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX)的输入信号为逻辑低电平以及接收控制引脚(WLAN_RX)的输入信号为逻辑高电平。而第二无线通信模块2的发射控制引脚(BT_TX)的输入信号为逻辑低电平及接收控制引脚(BT_RX)为逻辑高电平。而通过控制逻辑电路35处理之后可得到第一切换开关31的切换控制引脚C3、C2、C1依序为010的逻辑电平,第二切换开关32的切换控制引脚C5、C4依序为10的逻辑电平,故第一切换开关31的A0与A2之间的路径导通,第二切换开关32的B0与B1之间的路径导通,第二无线通信模块2即可通过第二接收路径P4而从天线4端接收信号输入。
而当第一无线通信模块1电源关闭时,即第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX)及接收控制引脚(WLAN_RX)的输入信号都为逻辑低电平,此时第二无线通信模块2的发射控制引脚(BT_TX)的输入信号仍为逻辑低电平以及接收控制引脚(BT_RX)的输入信号仍为逻辑高电平。故通过控制逻辑电路35处理之后可得到第一切换开关31的切换控制引脚C3、C2、C1依序为100的逻辑电平,第二切换开关32的切换控制引脚C5、C4依序为01的逻辑电平,第一切换开关31的A0与A3之间的路径导通,第二切换开关32的B0与B2之间的路径导通,第二无线通信模块2即可通过第二发射路径P3而从天线4端接收信号输入。
前述对于控制逻辑电路35的实现除了可以是图3所示结构之外,还可以通过图4及图5等两种不同实施例来加以实施。以图4而言所揭示的第一逻辑门元件351A及第二逻辑门元件353A均采用与门元件(AND Gate),且第一逻辑门元件351A及第二逻辑门元件353A的两输入端均耦接有非门元件,第一逻辑门元件351A的第一输入端及第二逻辑门元件353A的第三输入端耦接于第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX),而第一逻辑门元件351A及第二逻辑门元件353A的其余连接关系与图3所示结构相同。而至于图5所揭示的第一逻辑门元件351B及第二逻辑门元件353B均采用或非门元件(NOR Gate),第一逻辑门元件351B的第一输入端及第三输入端耦接于第一无线通信模块1的发射控制引脚(WLAN_TX),且第一逻辑门元件351B及第二逻辑门元件353B的其余连接关也与图3所示结构相同。前述图4及图5所揭示的控制逻辑电路35A、35B的运作方式与图3所述的方式,在此即不再予以赘述。
前述对于控制逻辑电路已清楚揭示其运作的实际状况,且此控制逻辑电路所提供的控制方式是允许第一无线通信模块1与第二无线通信模块2的其中之一为电源关闭时,仍得以让另一个无线通信模块保有正常运作的功能,而不受影响。
另外虽然本实用新型前述的第一无线通信模块1及第二无线通信模块2是分别以WiFi无线通信模块及蓝牙通信模块作为说明,但此说明并非用以局限本实用新型的保护范围,而经由前述对多模式无线通信装置的结构说明,当可知悉具有相同频带范围但采取不同通信协议的无线通信模块是可以适用于前述本实用新型多模式无线通信装置的结构。
综上所述,本实用新型于多模式无线通信装置内部增设一低噪声放大器33,以使得第一无线通信模块1或第二无线通信模块2所接收到的信号得以被加强,进而确保信号接收的品质。另一特点为本实用新型针对发射及接收共用路径的第二无线通信模块2对其提供一切换开关,以使得第二无线通信模块2于发射及接收信号时可以通过不同路径传输,进而克服若第二无线通信模块发射及接收共用路径时将对发射功率造成降低的问题。另外,本实用新型是舍弃固件控制方式来对多模式无线通信装置的信号收发作控制,由于固件存在有需更新的问题,因此本实用新型是改以逻辑门元件的组合方式来实现,以使得多模式无线通信装置中可以在第一无线通信模块1及第二无线通信模块2的其中一个为开启时仍得以正常工作,而不受另一个电源已关闭通信模块的影响。
虽然上述所揭示的附图、说明,仅为本实用新型的实施例而已,凡本领域普通技术人员应当可依据上述的说明作其他种种的改进,而这些改变仍属于本实用新型的创作精神及随附的所界定的权利要求所限定的保护范围内。