CN218352499U - 无线通信前端电路装置 - Google Patents

Abstract

一种无线通信前端电路装置，适用于分别与一基频电路装置及一天线电路装置耦接，该基频电路装置可传送接收一数字无线通信信号并具有一信号传送端及一信号接收端，该无线通信前端电路装置包含一功率放大单元、一低噪声放大单元，及一开关单元。该功率放大单元与该基频电路装置的信号传送端电性连接，该低噪声放大单元与该基频电路装置的信号接收端电性连接。该开关单元分别与该功率放大单元、该低噪声放大单元，及该天线电路装置耦接，并包括有多数个可在一标准模式及一旁路模式间切换的晶体管。本无线通信前端电路装置的制造成本较传统低廉，消耗功率、硬件复杂度与芯片面积都较传统的前端电路小。

Description

无线通信前端电路装置

技术领域

本实用新型是有关于一种前端模块电路，特别是指一种用于数字无线通信信号的无线通信前端电路装置。

背景技术

随着科技的快速发展，现代电子设备中，无线通信技术对数据、声音、图像等进行无线传输已被运用的越来越广泛，如手机、平板电脑、数字电视、医疗、农业等，完全融入日常生活之中，更因此为人类带来无限的便利性。由此可知，发展无线通信的目的，在于使用者之间能够于任何时间、任何地点互通信息，而不用受传统有线传输的限制，也因此让无线通信拥有不可忽视的发展性。

参阅图1，为一般现有的用于WiFi和蓝牙系统的前端电路模块功能方块图，其型号为RFFM8202。该前端电路模块1包括有一传送端11、一电连接该传送端11的功率放大元件12、一与该功率放大元件12电连接的开关元件13、一与该开关元件13电连接的天线端14、一与该开关元件13电连接的低噪声放大元件15、一与该低噪声放大元件15并联的旁路电路16，及一电连接该低噪声放大元件15的接收端17。

该前端电路模块1的旁路电路16可使该低噪声放大元件15在输出功率较大时，提供旁路(Bypass)模式，使信号不再经过该低噪声放大元件15进行放大，而直接旁路输出至该接收端17，进而提高无线信号传输的准确性及确保电路不会受到过高功率而损坏。

由上述所言可知，该旁路电路16所提供的提供旁路模式虽然可以使该前端电路模块1具备不放大信号而直接输出的功能。但是，该旁路电路16却需要消耗额外的电子元件，因此成本较高、硬件面积较大、消耗功率大且硬件复杂度高，并不符合目前通信电子产品，轻薄短小且省电的趋势。

有鉴于此，发展一种可降低制造成本、简化硬件复杂度与芯片体积，并且能避免所传输信号过饱和又可降低消耗功率的无线通信前端模块电路装置，必能使业者创造更大的商机，这种可达到更有效率、更的设计是相当值得被期待的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是在提供一种无线通信前端电路装置，该无线通信前端电路装置的制造成本较传统低廉，消耗功率、硬件复杂度与芯片面积都较传统的前端电路小。

该无线通信前端电路装置，适用于分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一基频电路装置及一天线电路装置耦接，该基频电路装置可传送、接收一数字无线通信信号并具有一信号传送端及一信号接收端，该无线通信前端电路装置包含一功率放大单元、一低噪声放大单元，及一开关单元。

该功率放大单元与该基频电路装置的信号传送端电性连接，该低噪声放大单元与该基频电路装置的信号接收端电性连接。该开关单元分别与该功率放大单元、该低噪声放大单元，及该天线电路装置耦接，并包括有多个可在一标准模式及一旁路模式间切换的晶体管。

当该开关单元切换为该标准模式时，可接收自该功率放大单元所输出的数字无线通信信号并传送至该天线电路装置，而当该开关单元切换为该旁路模式时，该数字无线通信信号则自该天线电路装置接收并经该多个晶体管分流回传至该基频电路装置，其中，该开关单元具有一接收该第一控制信号的传送端晶体管、一接收该第二控制信号之接收端晶体管，及一接收该第三控制信号的接地端晶体管。

本实用新型的另一技术手段，是在于上述的该传送端晶体管具有一传送输入端、一传送输出端，及一传送控制端，该传送输入端与该功率放大单元耦接，该传送输出端与该天线电路装置耦接，该传送控制端控制该传送输入端与该传送输出端之间是否导通。

本实用新型的再一技术手段，是在于上述的该接收端晶体管具有一接收输入端、一接收输出端，及一接收控制端，该接收输入端与该天线电路装置耦接，该接收输出端与该低噪声放大单元耦接，该接收控制端控制该接收输入端与该接收输出端之间是否导通。

本实用新型的又一技术手段，是在于上述的该接地端晶体管具有一接地输出端、一接地输入端，及一接地控制端，该接地输出端与该接收端晶体管耦接，该接地输入端接地，该接地控制端控制该接地输入端与该接地输出端之间是否导通。

本实用新型的另一技术手段，是在于上述的该开关单元还具有一串接于该接地输入端及接地之间的电容。

本实用新型的有益功效在于，当该开关单元切换为该标准模式时，可接收自该功率放大单元所输出的数字无线通信信号并传送至该天线电路装置，而当该开关单元切换为该旁路模式时，该数字无线通信信号则自该天线电路装置接收并经该多个晶体管分流回传至该基频电路装置。因此，可省去现有旁路电路的硬件设计，节省芯片面积与简化芯片设计的复杂度，并且避免传输信号被过度放大而过饱和，具有提高无线信号传输的准确性及确保该基频电路装置电路不会受到过高的放大功率而损坏，具有进一步降低成本与消耗功率的功效。

附图说明

图1是一方块示意图，说明现有技术中的一种前端电路模块；

图2是一方块示意图，说明本实用新型无线通信前端电路装置的较佳实施例；

图3是一电路示意图，说明该较佳实施例中的电路为一标准模式；

图4是一真值表，说明图3中电路的输入逻辑；

图5是一步骤流程图，说明本实用新型的无线通信前端电路装置的旁路控制方法；及

图6是一电路示意图，说明该较佳实施例中的电路为一旁路模式。

图中：

2无线通信前端电路装置；21功率放大单元；22低噪声放大单元；23开关单元；231传送端晶体管；2311传送输入端；2312传送输出端；2313传送控制端；232接收端晶体管；2321接收输入端；2322接收输出端；2323接收控制端；233接地端晶体管；2331接地输出端；2332接地输入端；2333接地控制端；24侦测单元；BT 蓝牙通道；3基频电路装置；31信号传送端；32信号接收端；4天线电路装置；Bypass 旁路模式；C 电容；CTX 第一控制信号；CRX 第二控制信号；CB第三控制信号；CVB_L 放大控制信号；H 高电位；L 低电位；Mode 传送模式；RX 模式；TX 模式；91~93步骤。

具体实施方式

有关本实用新型的相关申请专利特色与技术内容，在以下配合参考图式的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。在进行详细说明前应注意的是，类似的元件是以相同的编号来做表示。

参阅图2、图3及图4，为本实用新型无线通信前端电路装置2的较佳实施例，该无线通信前端电路装置2适用于分别与一基频电路装置3及一天线电路装置耦接4，该基频电路装置3可传送接收一数字无线通信信号并具有一信号传送端31及一信号接收端32，该无线通信前端电路装置2包含一功率放大单元21、一低噪声(杂讯)放大单元22、一开关单元23、一侦测单元24，及一蓝牙通道BT。

该功率放大单元21与该基频电路装置3的信号传送端31电性连接，该低噪声放大单元22与该基频电路装置3的信号接收端32电性连接。

该开关单元23分别与该功率放大单元21、该低噪声放大单元22，及该天线电路装置4耦接，该开关单元23中设置有多个可在一标准模式及一旁路模式间切换的晶体管。

在本较佳实施例中，该开关单元23整体为一单极三投开关的电路模块，但实际实施时也可以是其它形式的多极多投开关的电路模块，不应以此为限。其中，该开关单元23中具有一传送端晶体管231、一接收端晶体管232，及一接地端晶体管233。

该传送端晶体管231具有一传送输入端2311、一传送输出端2312，及一用以控制该传送输入端2311与该传送输出端2312是否导通的传送控制端2313，该传送端晶体管231的传送输入端2311与该功率放大单元21耦接，以接收该数字无线通信信号，且其传送输出端2312与该天线电路装置4耦接以输出该数字无线通信信号，而该传送控制端2313则用以控制该传送输入端2311与该传送输出端2312是否导通。

该接收端晶体管232具有一接收输入端2321、一接收输出端2322，及一用以控制该接收输入端2321与该接收输出端2322是否导通的接收控制端2323。该接收端晶体管232的接收输入端2321与该天线电路装置4耦接，以接收该数字无线通信信号，且其接收输出端2322与该低噪声放大单元22耦接以回传该数字无线通信信号。

该接地端晶体管233具有一接地输出端2331、一接地输入端2332，及一用以控制该接地输出端2331与该接地输入端2332是否导通的接地控制端2333。该接地端晶体管233的接地输出端2331与该接收端晶体管232的接收输出端2322耦接，以接收该数字无线通信信号，且其接地输入端2332串联一电容C之后，以接收一接地电压。

在本较佳实施例中，该蓝牙通道BT是与该接地端晶体管233耦接并与该信号接收端32连接导通，可供蓝牙或其他应用的通信管道所使用。该侦测单元24电连接该功率放大单元21，主要用以侦测该信号传送端31所输出的数字无线通信信号功率大小，但实际实施时并不以该蓝牙通道BT与该侦测单元24存在为限。

该无线通信前端电路装置2包含有多个连接一第一控制信号CTX、一第二控制信号CRX、一第三控制信号CB、一放大控制信号CVB_L的通道。当该开关单元23切换为该标准模式时，该开关单元23可接收来自该功率放大单元21所输出的数字无线通信信号并传送至该天线电路装置4(即如图4中的模式TX(传送)，该第一控制信号CTX为高电位H(HIGH)，该第二控制信号CRX、该第三控制信号CB、该放大控制信号CVB_L为低电位L(LOW))。

配合参阅图5、6，为本实用新型无线通信前端电路装置2的旁路控制方法的较佳实施例，并包括有下列步骤。首先，在步骤91中，该多个控制信号是分别对应且使能(或称致能，Enabling)该开关单元23中的晶体管，以使能该低噪声放大单元22运作。在本较佳实施例中，该第一控制信号CTX、该第二控制信号CRX、该第三控制信号CB是分别对应控制该传送端晶体管231的传送控制端2313、该接收端晶体管232的接收控制端2323，及该接地端晶体管233的接地控制端2333导通的控制信号，而该放大控制信号CVB_L为使能该低噪声放大单元22运作的偏压电路信号。

接着，在步骤92中，当该开关单元23处于旁路模式时，该多个控制信号中至少一控制信号是使能该低噪声放大单元22运作，在本较佳实施例中只要是该放大控制信号CVB_L为高电位H，不论其它之第一控制信号CTX、第二控制信号CRX、第三控制信号CB为高电位H或低电位L均属于旁路模式Bypass的一种，由于其旁路模式Bypass中各控制信号(高电位H或低电位L)的变化可由图4中的真值表了解，故不再一一绘制各种控制信号(高电位H或低电位L)的步骤流程图，图4中的传送模式Mode分别有模式TX、模式RX、蓝牙通道BT模式，及旁路模式Bypass。

在此，应注意的是，该第一控制信号CTX、该第二控制信号CRX、该第三控制信号CB是使能所对应晶体管的控制端，以使其所对应晶体管产生导通或关闭(尽管该控制信号为低电位L，在本实用新型中仅表示低电位L是让信号通过的量比高电位H通过模式时较少)。其中，模式RX可视为本实用新型中旁路模式Bypass的其中一种，其具有的特征为旁路模式Bypass中从该天线电路装置4到该低噪声放大器22中所接收的数字无线通信信号为最大量者。

再者，图4中所示的控制信号输入逻辑真值表仅是一种举例说明，并胪列在各种旁路模式下该开关单元23的晶体管开关导通态样，该真值表中的输入逻辑会随着该控制信号的多寡、晶体管数量、不同开关单元23的形式而有所改变，故实际实施时，不应以此为限。

最后，进行步骤93，该天线电路装置4经由所该开关单元23导通的传送端晶体管231、接收端晶体管232、接地端晶体管233，以分流的方式接收该数字无线通信信号至该基频电路装置3。

本实用新型的无线通信前端电路装置2及其旁路控制方法与现有技术相较下，确实省去了现有旁路电路的硬件设计，可以节省芯片面积与简化芯片设计的复杂度。虽然省略了实体的旁路电路，但通过该第一控制信号CTX、该第二控制信号CRX、该第三控制信号CB分别对应使能该开关单元23中各个晶体管的控制端，所以能让该天线电路装置4所接收的数字无线通信信号以分流的形式传输至该基频电路装置3，避免单一信号在经过该低噪声放大单元22时被过度放大而使传输信号产生过饱和现象。

因此，本实用新型的无线通信前端电路装置2及其旁路控制方法可以确保该基频电路装置3电路不会受到过高的放大功率而过饱和，提高传递信号的正确性而使芯片不易损坏，且可省去现有旁路电路的硬件设计，节省芯片面积与简化芯片设计的复杂度，具有进一步降低成本与消耗功率的功效。

本实用新型的创作人实际进行测试所得到的结果中，当该天线电路装置4所输入的信号功率为-20dBm时，而由该开关单元23输出至该基频电路装置3的信号功率为-21.745dBm。因此通过本实用新型的无线通信前端电路装置2及其旁路控制方法可知输入信号与输出信号部分的差异不大，可证明信号确实未经过度放大，所接收的数字无线通信信号并无过饱和的现象产生。

综上所述，本实用新型的无线通信前端电路装置2借以该功率放大单元21、该低噪声放大单元22，及该开关单元23相互耦接，当该开关单元23切换为该标准模式时，可接收自该功率放大单元21所输出的数字无线通信信号并传送至该天线电路装置4中，而当该开关单元23切换为该旁路模式时，通过该第一控制信号CTX、该第二控制信号CRX、该第三控制信号CB分别对应使能该开关单元23中多个晶体管的控制端，所以能让该天线电路装置4所接收的数字无线通信信号以分流的形式传送至该基频电路装置3，确保该基频电路装置3电路不会受到过高的放大功率而过饱和，提高传递信号的正确性而使芯片不易损坏，相较现有技术确实省去了传统旁路电路的硬件设计，进一步节省芯片面积且简化芯片设计，具有降低成本的功效，故确实可以达成本实用新型的目的。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种无线通信前端电路装置，适用于分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一基频电路装置及一天线电路装置耦接，该基频电路装置能够传送接收一数字无线通信信号并具有一信号传送端及一信号接收端，其特征在于，该无线通信前端电路装置包含：

一功率放大单元，与该基频电路装置的信号传送端电性连接；

一低噪声放大单元，与该基频电路装置的信号接收端电性连接；及

一开关单元，分别与该功率放大单元、该低噪声放大单元，及该天线电路装置耦接，并包括有多个能够在一标准模式及一旁路模式间切换的晶体管，当该开关单元切换为该标准模式时，能够接收自该功率放大单元所输出的数字无线通信信号并传送至该天线电路装置，而当该开关单元切换为该旁路模式时，该数字无线通信信号则自该天线电路装置接收并经该多个晶体管分流回传至该基频电路装置，其中，该开关单元具有一接收该第一控制信号的传送端晶体管、一接收该第二控制信号之接收端晶体管，及一接收该第三控制信号的接地端晶体管。

2.如权利要求1所述无线通信前端电路装置，其特征在于，该传送端晶体管具有一传送输入端、一传送输出端，及一传送控制端，该传送输入端与该功率放大单元耦接，该传送输出端与该天线电路装置耦接，该传送控制端控制该传送输入端与该传送输出端之间是否导通。

3.如权利要求1所述无线通信前端电路装置，其特征在于，该接收端晶体管具有一接收输入端、一接收输出端，及一接收控制端，该接收输入端与该天线电路装置耦接，该接收输出端与该低噪声放大单元耦接，该接收控制端控制该接收输入端与该接收输出端之间是否导通。

4.如权利要求1所述无线通信前端电路装置，其特征在于，该接地端晶体管具有一接地输出端、一接地输入端，及一接地控制端，该接地输出端与该接收端晶体管耦接，该接地输入端接地，该接地控制端控制该接地输入端与该接地输出端之间是否导通。

5.如权利要求4所述无线通信前端电路装置，其特征在于，该开关单元还具有一串接于该接地输入端及接地之间的电容。

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