DE102017129438A1

DE102017129438A1 - Hochfrequenz-Vorrichtung mit integrierter Antennensteuerung und zugehörige Verfahren

Info

Publication number: DE102017129438A1
Application number: DE102017129438.4A
Authority: DE
Inventors: David Le Goff; John M. Khoury; Mustafa H. Koroglu; Abdulkerim Coban; Ramin Khoini-Poorfard
Original assignee: Silicon Laboratories Inc
Current assignee: Silicon Laboratories Inc
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2018-06-28
Also published as: CN108259060A

Abstract

Eine Vorrichtung beinhaltet eine erste integrierte Schaltung (IC), die eine erste Hochfrequenz- (HF) -Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen, einen ersten Antennenanschluss zum Verbinden mit einer oder mehreren Antennen, und einen ersten Schalter, der in der ersten IC integriert und mit dem ersten Antennenanschluss verbunden ist, beinhaltet. Die Vorrichtung beinhaltet ferner eine zweite IC, die eine zweite HF-Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen, einen zweiten Antennenanschluss zum Verbinden mit der einen oder den mehreren Antennen, und einen zweiten Schalter, der in der zweiten IC integriert ist und mit dem zweiten Antennenanschluss verbunden ist, beinhaltet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Hochfrequenz- (HF) -Vorrichtung und Verfahren. Genauer bezieht sich die Offenbarung auf eine HF-Vorrichtung mit integrierter Antennensteuerung und zugehörige Verfahren.
HINTERGRUND
Mit der zunehmenden Ausbreitung von drahtloser Technologie, wie etwa Wi-Fi, Bluetooth und mobilen oder drahtlosen Internet der Dinge (IoT) -Geräten beinhalten mehr Geräte oder Systeme eine HF-Schaltung, wie etwa Empfänger und/oder Sender. Um die Kosten, Größe und Materialliste zu verringern und die Zuverlässigkeit solcher Geräte oder Systeme zu erhöhen, sind diverse Schaltungen oder Funktionen in integrierte Schaltungen (ICs) integriert worden. Zum Beispiel beinhalten die ICs typischerweise eine Empfänger- und/oder Senderschaltungsanordnung.
Bei einem Funkempfänger (oder -sender), kann das Vorhandensein von zwei Empfangs- (oder Sende-) Antennen den Empfang (oder das Senden) verbessern. In einer Form kann ein „Diversitäts-“ -Empfänger eine Antenne aus einer Gruppe von Antennen, zum Beispiel zwei Antennen, auf Grundlage irgendeines vorbestimmten Kriteriums auswählen. In typischen Implementierungen von Antennendiversität wird ein Off-Chip-(nicht integrierter) -Antennenschalter und/oder ein Front-End-Modul (FEM) von der Funk-IC gesteuert.
Die Beschreibung in diesem Abschnitt und (eine) beliebige entsprechende Figur(en) sind als Hintergrundinformationsmaterialien enthalten. Die Materialien in diesem Abschnitt sollen nicht als Anerkennung, dass solche Materialien den Stand der Technik bezüglich der vorliegenden Patentanmeldung bilden, betrachtet werden.
KURZDARSTELLUNG
Eine Vielfalt von Vorrichtungen und zugehörigen Verfahren sind gemäß beispielhafter Ausführungsformen vorgesehen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet eine Vorrichtung eine erste IC, die eine erste HF-Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen, einen ersten Antennenanschluss zum Verbinden mit einer oder mehreren Antennen, und einen ersten Schalter, der in der ersten IC integriert ist und mit dem ersten Antennenanschluss verbunden ist, beinhaltet. Die Vorrichtung beinhaltet ferner eine zweite IC, die eine zweite HF-Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen, einen zweiten Antennenanschluss zum Verbinden mit der einen oder den mehreren Antennen, und einen zweiten Schalter, der in der zweiten IC integriert und mit dem zweiten Antennenanschluss verbunden ist, beinhaltet.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform beinhaltet eine Vorrichtung eine erste IC, welche eine erste HF-Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen beinhaltet. Die erste IC beinhaltet ferner einen ersten Schalter, der in der ersten IC integriert ist und mit einem Antennenanschluss der ersten IC verbunden ist, um mindestens eine Antenne zu teilen, die mit dem Antennenanschluss der ersten IC verbunden ist.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Teilen mindestens einer Antenne zwischen einer ersten IC, die einen ersten Schalter aufweist, der in der ersten IC integriert ist und mit einem ersten Antennenanschluss verbunden ist, und einer zweiten IC, die einen zweiten Schalter aufweist, der in der zweiten IC integriert ist und mit einem zweiten Antennenanschluss verbunden ist, das Schließen des ersten Schalters, um die mindestens eine Antenne mit der zweiten IC zu verbinden. Das Verfahren beinhaltet ferner das Öffnen des zweiten Schalters, damit die HF-Schaltung in der zweiten IC die mindestens erste Antenne verwendet.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen nur beispielhafte Ausführungsformen und sollen daher nicht als den Umfang der Anmeldung oder der Ansprüche einschränkend betrachtet werden. Ein Fachmann erkennt, dass die offenbarten Konzepte wiederum zu anderen gleichermaßen effektiven Ausführungsformen führen. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen, die in mehr als einer Zeichnung verwendet werden, ähnliche oder äquivalente Funktionalität, Komponenten oder Blöcke.

1 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform.
2 stellt eine Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform dar.
3 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform.
4 stellt eine Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform dar.
5 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform.
6 stellt eine Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung gemäß einer sechsten beispielhaften Ausführungsform dar.
7 veranschaulicht einen ersten Schalter zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen. 8 zeigt einen zweiten Schalter zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen.
9 stellt eine Schaltungsanordnung für einen Schalter zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen dar.
10 veranschaulicht eine andere Schaltungsanordnung für einen Schalter zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen.
11 zeigt ein herkömmliches Schema zum Teilen einer Antenne.
12 stellt eine Schaltungsanordnung zum Teilen von zwei Antennen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dar.
13 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung zum Teilen von zwei Antennen gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
14 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Teilen einer Antenne gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
15 stellt eine Schaltungsanordnung zum Teilen einer Antenne gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform dar.
16 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung zum Teilen von zwei Antennen gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
17 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Teilen von zwei Antennen gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
18 stellt eine Schaltungsanordnung zum Teilen einer Antenne gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform dar.
19 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung zum Teilen einer Antenne gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
20 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Koordination einer Antennenteilung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
21 stellt eine Schaltungsanordnung zur Koordination einer Antennenteilung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform dar.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die offenbarten Konzepte beziehen sich allgemein auf eine HF-Vorrichtung. Genauer beziehen sich die offenbarten Konzepte auf eine HF-Vorrichtung mit einer integrierten Antennensteuerung und zugehörige Verfahren. In beispielhaften Ausführungsformen beinhaltet eine IC integrierte Steuerschaltungen, eine Antennenschnittstellenschaltungsanordnung und/oder Schalter, die mit zwei oder mehr Antennen in einem Antennendiversitätsschema verbunden sind, darin.
Bei einem Funkempfänger (und/oder -sender), der zwei Empfangs- (und/oder Sende-) -antennen aufweist, kann der Empfang (und/oder das Senden) verbessert werden. Bei typischen Implementierungen von Antennendiversität wird ein Off-Chip-Antennenschalter und/oder ein Front-End-Modul (FEM) von einer Steuerung gesteuert. Die Steuerung kann in derselben IC liegen wie die HF-Schaltung. Zum Beispiel können ein (oder mehr) Universal-Eingang/Ausgang (GPIO - General Purpose Input/Output) an der IC verwendet werden, um den(die) Antennendiversitätsschalter von der Funk-IC zu steuern.
Antennendiversitätsimplementierungen gemäß beispielhafter Ausführungsformen beseitigen die externen FEM oder Schalter. Genauer sind in beispielhaften Ausführungsformen das Antennenauswahlschalten und die diesbezügliche Steuerung innerhalb derselben IC integriert, die die HF-Schaltung (Empfangs- und/oder Sendeschaltungsanordnung) beinhaltet.
Diverse Ausführungsformen gemäß der Offenbarung bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Ansätzen. Zum Beispiel beseitigt das Integrieren der Steuerschaltungsanordnung, Antennenschnittstellenschaltung und/oder Schalter innerhalb der IC die Verwendung von Off-Chip-Schaltungen oder -Komponenten. Ferner führt die Beseitigung der Off-Chip-Schaltungen oder - Komponenten zum Einsparen von einem oder mehreren Packungsanschlussstiften der IC (die normalerweise verwendet werden würden, um die Off-Chip-Schaltungen/-Komponenten zu steuern). Zusätzlich verringert das Verringern der Anzahl und Größe der Komponenten infolge der gesteigerten Integration die Gesamtgröße, -kosten und -materialliste für die Schaltung, den Block, das Subsystem oder System, in welcher/m sich die HF-Schaltung oder Vorrichtung befindet.
1 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 100 für eine Antennensteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 100 beinhaltet eine IC 105, eine Antenne 110 und eine Antenne 115. Die IC 105 beinhaltet einen Schalter 120, einen Schalter 125, einen Balun 130, eine Steuerung 135 und eine HF-Schaltung 140. Die HF-Schaltung 140 beinhaltet Empfangsschaltungen (als „RX-Schaltungen“ bezeichnet) 145 und/oder Sendeschaltungen (als „TX-Schaltungen“ bezeichnet) 150.
Es sei darauf hingewiesen, dass 1 ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung 100 zeigt, und dass andere Blöcke der Schaltungsanordnung enthalten sein können, wie gewünscht. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Vorrichtung 100 Stromzufuhr- oder -wandlungsschaltungen, Steuerschaltungen und dergleichen beinhalten, wie ein Fachmann verstehen wird.
Wie genannt wurde, werden in einigen Ausführungsformen Empfangsschaltungen 145 verwendet, um HF-Signale über eine der Antennen 110 und 115 zu empfangen und zu verarbeiten. Wenn sie in beispielhaften Ausführungsformen verwendet werden, können die Empfangsschaltungen 145 eine Vielfalt von Schaltungen, wie zum Beispiel Abwärtswandler, Analog-Digital-Wandler (ADCs - Analogto-Digital-Converters), Digital-Analog-Wandler (DACs - Digitalto-Analog-Converters), Decodierer, Demodulatoren, eine Fehlerkorrekturschaltungsanordnung, Verstärker (einschließlich rauscharmer Verstärker (LNAs - Low Noise Amplifiers)), Signalquellen (wie etwa Frequenzsynthesizer) und dergleichen, beinhalten, wie ein Fachmann verstehen wird. Die Wahl der Schaltungen, die in den Empfangsschaltungen 145 enthalten sind oder verwendet werden, hängt von Faktoren, wie etwa Gestaltungs- und Leistungsspezifikationen, die vorgesehene Nutzung, Kosten- und Leistungsziele usw., ab, wie ein Fachmann verstehen wird.
Wie genannt wurde, werden in einigen Ausführungsformen Sendeschaltungen 150 verwendet, um HF-Signale über eine der Antennen 110 und 115 zu verarbeiten und zu senden. Wenn sie in beispielhaften Ausführungsformen verwendet werden, können die Sendeschaltungen 150 eine Vielfalt von Schaltungen, wie etwa Aufwärtswandler, Analog-Digital-Wandler (ADCs), Digital-Analog-Wandler (DACs), Codierer, Modulatoren, Verstärker (einschließlich Leistungsverstärker (PAs - Power Amplifiers)), Signalquellen (wie etwa Frequenzsynthesizer) und dergleichen, beinhalten, wie ein Fachmann verstehen wird. Die Wahl der Schaltungen, die in den Sendeschaltungen enthalten sind oder verwendet werden, hängt von Faktoren, wie etwa Gestaltungs- und Leistungsspezifikationen, die vorgesehene Nutzung, Kosten- und Leistungsziele usw., ab, wie ein Fachmann verstehen wird.
Die Empfangsschaltungen 145 und/oder Sendeschaltungen 150 sind mit der Antenne 110 und der Antenne 115 über den Balun 130 verbunden. Insbesondere die Empfangsschaltungen 145 und/oder die Sendeschaltungen 150 sind mit einem Anschluss des Baluns 130 verbunden. Ein zweiter Anschluss des Baluns 130 ist mit der Antenne 110 und der Antenne 115 verbunden. Der zweite Anschluss des Baluns 130 ist auch mit dem Schalter 120 und dem Schalter 125 verbunden.
Genauer ist ein Knoten des zweiten Anschlusses des Baluns 130 mit der Antenne 110 und dem Schalter 120 verbunden. Der Schalter 120 sperrt, wenn er geschlossen ist, die Antenne 110, oder anders ausgedrückt, erdet das Signal zu/von der Antenne 110. Wenn er jedoch geöffnet ist, erlaubt der Schalter 120 dem Signal zu/von der Antenne 110, sich mit den Empfangsschaltungen 145 und/oder Sendeschaltungen 150 zu verbinden. Wenn somit Empfangsschaltungen 145 verwendet werden, wird das Signal von der Antenne 110 den Empfangsschaltungen 145 über den Balun 130 bereitgestellt. Wenn Sendeschaltungen 150 verwendet werden, wird das Signal von den Sendeschaltungen 150 der Antenne 110 über den Balun 130 bereitgestellt.
Ähnlich verbindet sich ein anderer Knoten des zweiten Anschlusses des Baluns 130 mit der Antenne 115 und dem Schalter 125. Wenn der Schalter 125 geschlossen ist, sperrt er die Antenne 115. Anders ausgedrückt, erlaubt der Schalter 125, wenn er geöffnet ist, dem Signal zu/von der Antenne 115, sich mit den Empfangsschaltungen 145 und/oder Sendeschaltungen 150 zu verbinden. Wenn Empfangsschaltungen 145 verwendet werden, wird das Signal von der Antenne 115 den Empfangsschaltungen 145 über den Balun 130 bereitgestellt. Wenn Sendeschaltungen 150 verwendet werden, wird das Signal von den Sendeschaltungen 150 der Antenne 115 über den Balun 130 bereitgestellt.
Eine Steuerung 135 steuert die Betätigung des Schalters 120 und des Schalters 125. Genauer öffnet und schließt die Steuerung 135 den Schalter 120 und den Schalter 125, um die Antenne 110 oder die Antenne 115 auszuwählen, um HF-Signale zu empfangen oder zu senden (d. h., jeweils durch Verwenden der Empfangsschaltungen 145 oder der Sendeschaltungen 150 in der HF-Schaltung 140).
Es sei zum Beispiel angenommen, dass bestrebt wird, HF-Signale über die Antenne 110 zu empfangen. Die Steuerung 135 veranlasst ein Öffnen des Schalters 120 und ein Schließen des Schalters 125. Wie genannt wurde, sperrt der Schalter 125, wenn er geschlossen ist, die Antenne 115, d. h., erdet das Signal von der Antenne 115. Folglich wird das HF-Signal von der Antenne 110 der HF-Schaltung 140 (genauer den Empfangsschaltungen 145) über den Balun 130 bereitgestellt.
Als weiteres Beispiel kann ein ähnliches Szenario verwendet werden, um HF-Signale von der Antenne 110 zu senden. In dieser Situation veranlasst die Steuerung 135 ein Öffnen des Schalters 120 und ein Schließen des Schalters 125. Wenn der Schalter 125 geschlossen ist, sperrt er die Antenne 115, d. h., erdet er das Signal, das ansonsten die Antenne 115 erreichen würde. Folglich wird das HF-Signal von der HF-Schaltung 140 (genauer von den Sendeschaltungen 150) der Antenne 110 über den Balun 130 bereitgestellt.
Umgekehrt kann die Steuerung 135 den Schalter 110 und den Schalter 115 ähnlich steuern, um die Antenne 115 anstelle der Antenne 110 zu verwenden. Es sei zum Beispiel angenommen, das bestrebt wird, HF-Signale über die Antenne 115 zu empfangen. Um dieses Ziel zu erreichen, veranlasst die Steuerung 135 ein Öffnen des Schalters 125 und ein Schließen des Schalters 120. Wie genannt wurde, sperrt der Schalter 120, wenn er geschlossen ist, die Antenne 110, d. h., erdet er das Signal von der Antenne 110. Folglich wird das HF-Signal von der Antenne 115 der HF-Schaltung 140 (genauer den Empfangsschaltungen 145) über den Balun 130 bereitgestellt.
Als weiteres Beispiel sei angenommen, dass bestrebt wird, HF-Signale von der Antenne 115 zu senden. Um dies zu tun, veranlasst die Steuerung 135 ein Öffnen des Schalters 125 und ein Schließen des Schalters 120. Indem der Schalter 120 geschlossen wird, sperrt er die Antenne 110, d. h., erdet er das Signal, das ansonsten die Antenne 110 erreichen würde. Folglich wird das HF-Signal von der HF-Schaltung 140 (genauer von den Sendeschaltungen 150) der Antenne 115 über den Balun 130 bereitgestellt.
Somit erlaubt das Verwenden des Schalters 120 und des Schalters 125 das Erden eines Antennenpfads entsprechend einer nicht ausgewählten Antenne, wie zuvor beschrieben wurde. Dadurch kann der Antennenpfad entsprechend der ausgewählten Antenne aktiviert werden und die ausgewählte Antenne zum Empfangen oder Senden verfügbar sein, wie gewünscht. Ferner sei darauf hingewiesen, dass der aktive oder ausgewählte Antennenpfad nicht durch beliebige Schalter verläuft, was eine höhere Linearität und ein geringeres Rauschen im Vergleich mit dem Fall, wo Schalter (z. B. extern bezüglich der IC 105) verwendet werden, um die Antennen mit der IC 105 zu verbinden oder von dieser zu trennen.
Allgemein kann eine Vielfalt von Balunkonfigurationen verwendet werden, wie gewünscht. Die Wahl der Art und Konfiguration des Baluns hängt von einer Vielfalt von Faktoren ab, wie ein Fachmann verstehen wird. Solche Faktoren beinhalten Leistungs- und Gestaltungsbetrachtungen für die IC 105, Kosten, den IC-Formbereich, die verfügbare Herstellungstechnologie, eine leichte Gestaltung, die Herstellung und/oder das Testen usw.
Es sei darauf hingewiesen, dass der erste Anschluss des Baluns 130 mit der HF-Schaltung 150 in einer ausgeglichenen Konfiguration verbunden ist. Umgekehrt verbindet sich der zweite Anschluss des Baluns 130 mit der Antenne 110 oder der Antenne 115 in einer unausgeglichenen Konfiguration. Genauer wird zum Auswählen einer der Antenne 110 und der Antenne 115 zum Empfangen von HF-Signalen oder zum Senden von HF-Signalen einer der Schalter 120 und 125 geöffnet und der andere der Schalter 120 und 125 geschlossen. Folglich ist der zweite Anschluss des Baluns 130 mit der ausgewählten Antenne in einer unausgeglichenen Konfiguration verbunden.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Balun 130 einen Transformator. In solch einem Szenario sind die Empfangsschaltungen 145 und/oder die Sendeschaltungen 150 mit einer Wicklung oder Seite des Transformators, z. B. der primären Wicklung bzw. Primärwicklung, verbunden. Ähnlich sind die Antenne 110, die Antenne 115, der Schalter 120 und der Schalter 125 mit der anderen Wicklung oder Seite des Transformators, in diesem Beispiel der sekundären Wicklung bzw. Sekundärwicklung, verbunden. Tatsächlich bildet in dem beschriebenen Beispiel der Balun ein Netzwerk mit zwei Anschlüssen, wobei die primäre und sekundäre Seite oder Wicklung des Transformators jeweils dem ersten und zweiten Anschluss des Netzwerks mit zwei Anschlüssen entsprechen.
Es sei darauf hingewiesen, dass in einigen Ausführungsformen anstelle der Verwendung eines transformatorbasierten Baluns 130, wie in 1 gezeigt, mehrere Anpassungsnetzwerke, wie etwa Spulen-Kondensator- (LC) - Netzwerke, in der IC 105 integriert und verendet werden können. Die Anpassungsnetzwerke würden in solchen Ausführungsformen die HF-Schaltung 140 mit der Antenne 110 und der Antenne 115 verbinden. Durch Aktivieren der Empfangsschaltungen 145 oder der Sendeschaltungen 150 kann die HF-Schaltung HF-Signale jeweils über die Anpassungsnetzwerke empfangen oder senden.
Wie zuvor genannt wurde, kann durch Verwenden der Steuerung 135 die Antenne 110 oder die Antenne 115 zum HF-Signalempfang oder -Senden als Teil eines Antennendiversitätsschemas verwendet werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Auswahl der Antenne 110 oder der Antenne 115 durch die Steuerung 135 auf verschiedene Arten erfolgen.
Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen während dem Einschalten oder der Konfiguration der IC 105 die Steuerung 135 angewiesen oder programmiert oder konfiguriert werden, um die Antenne 110 oder die Antenne 115 zu verwenden. Als weiteres Beispiel kann alternativ oder zusätzlich die Steuerung 135 angewiesen oder programmiert oder konfiguriert werden, um die Antenne 110 oder die Antenne 115 während der Verwendung der IC 105 zu verwenden, zum Beispiel in Reaktion auf Anweisungen durch einen Nutzer der IC 105 oder eines/r anderen Blocks oder Schaltung oder Subsystems in einem System oder einer Vorrichtung, welche/s die IC 105 verwendet oder beinhaltet.
Als weiteres Beispiel kann die Steuerung 135 die Antenne 110 oder die Antenne 115 dynamisch während dem Betrieb der IC 105 auf Grundlage von einem oder mehreren Kriterien auswählen. Die ausgewählte Antenne kann verwendet werden, um HF-Signale zu empfangen, HF-Signale zu senden oder beides, wie gewünscht.
Ein Beispiel eines Antennenauswahlkriteriums kann die Signalstärke beinhalten. Genauer können Empfängerschaltungen 145 ein HF-Signal unter Verwendung der Antenne 110 und auch unter Verwendung der Antenne 115 empfangen. Die Stärke (Pegel, Leistung, Empfangssignalstärkenangabe (RSSI) usw.) des empfangenen HF-Signals, wenn die Antenne 110 verwendet wird, kann mit der Stärke des empfangenen HF-Signals, wenn die Antenne 115 verwendet wird, verglichen werden. Die Antenne, die dem stärkeren empfangenen HF-Signal entspricht, kann dann ausgewählt und zum weiteren HF-Signalempfang verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen kann die ausgewählte Antenne wie gewünscht auch zum HF-Signalsenden verwendet werden. In anderen Ausführungsformen können wie gewünscht ein oder mehrere unterschiedliche oder zusätzliche Kriterien verwendet werden, um eine Antenne zum HF-Signalsenden auszuwählen.
Zum Beispiel kann eine Antenne ausgewählt werden und ein HF-Signal unter Verwendung jener Antenne gesendet werden. Es kann eine Beurteilung der Stärke eines empfangenen Signals entsprechend dem gesendeten Signal durchgeführt werden (z. B. durch einen Fernempfänger). Dieser Vorgang kann durch Auswählen und Verwenden der anderen Antenne wiederholt werden. Je nachdem, welches der empfangenen Signale entsprechend der Antenne 110 und der Antenne 115 stärker ist, kann die Antenne 110 oder die Antenne 115 zum zusätzlichen HF-Signalsenden verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass 1 ein verallgemeinertes Blockdiagramm einer Vorrichtung, die sowohl eine HF-Signalempfangs- als auch eine HF-Signalsendefähigkeit beinhaltet. Es sind eine Vielfalt von Alternativen möglich und vorgesehen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die HF-Signalempfangsfähigkeit, jedoch nicht die HF-Signalsendefähigkeit, gewünscht sein. In solchen Ausführungsformen können die Sendeschaltungen 150 weggelassen werden und können die Empfangsschaltungen 145 zum HF-Signalempfang verwendet werden.
Als weiteres Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die HF-Signalsendefähigkeit, jedoch nicht die HF-Signalempfangsfähigkeit, gewünscht sein. In solchen Ausführungsformen können die Empfangsschaltungen 145 weggelassen werden und können die Sendeschaltungen 150 zum HF-Signalsenden verwendet werden.
Unabhängig davon, ob die IC 105 die HF-Empfangs-Fähigkeit, die HF-Sende-Fähigkeit oder beides beinhaltet, kann die Antennensteuerschaltungsanordnung, die den Schalter 120 und den Schalter 125 beinhaltet, vorteilhaft verwendet werden, wie beschrieben ist. Ähnliche Betrachtungen und Kommentare gelten für die Schaltungsanordnungen in den 2-6.
Ein anderer Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf das Verwenden von Anpassungsnetzwerken, die manchmal Impedanzanpassungsnetzwerke genannt werden, mit einer Antennensteuerschaltungsanordnung. Die Anpassungsnetzwerke stellen einen Mechanismus zum Zusammenschalten einer Schaltungsanordnung oder von Blöcken der Schaltungsanordnung, die ansonsten Impedanzfehlanpassungen aufweisen könnten, bereit.
Zum Beispiel könnte eine Antenne eine gegebene charakteristische Impedanz aufweisen, z. B. Z_ant, während die HF-Schaltung 140 (entweder die Empfangsschaltungen 145 oder die Sendeschaltungen 150 oder beides) eine charakteristische Impedanz Z_RF mit einem komplexen Konjugat Z_RF* aufweisen könnten. Wie ein Fachmann versteht, gilt folgende Beziehung, um eine maximale Leistungsübertragung zu/von solch einer Antenne zu/von der HF-Schaltung zu erzielen (bei Hochfrequenzen bestreben die Gestalter oft, den Leistungsverlust zu verringern und die Leistungsübertragung zu maximieren): $Z_{a n t} = Z_{R F} * .$
Wenn die Antenne und die HF-Schaltung 140 aufgrund ihrer Gestaltung oder ihrer Merkmale unterschiedliche charakteristische Impedanzen d. h. Z_ant ≠ Z_RF*, aufweisen, können ein oder mehrere Anpassungsnetzwerke verwendet werden, um Z_ant an Z_RF* anzupassen. Die Anpassungsnetzwerke sind typischerweise zwischen den Vorrichtungen oder Schaltungen (oder an die Vorrichtungen oder Schaltungen) angeschlossen, die unterschiedliche Impedanzen aufweisen, wie etwa die Antenne und die HF-Schaltung 140 in dem vorherigen Beispiel.
2 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 200 zur Antennensteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 200 funktioniert auf eine ähnliche Art wie die Schaltungsanordnung 100 (siehe 1), mit der Ausnahme des Hinzufügens von mehreren Anpassungsnetzwerken (und explizit mit der Darstellung des PA 215 und des LNA 205).
Genauer beinhaltet unter Bezugnahme auf 2 die Schaltungsanordnung 200 LC-Anpassungs- und Oberwellenfilternetzwerke 225 und 235. Die LC-Anpassungs- und Oberwellenfilternetzwerke 225 und 235 sind zwischen der Antenne 110 und dem Balun 130 verbunden. Die LC-Anpassungs- und Oberwellenfilternetzwerke 225 und 235 stellen eine Impedanzanpassung zwischen der Antenne 110 und dem Balun 130 bereit. Zusätzlich können die LC-Anpassungs- und Oberwellenfilternetzwerke 225 und 235 ein Filtern von Oberwellensignalen (oder sonstigen Störsignalen oder unerwünschten Signalen) in dem Signalpfad zwischen der Antenne 110 und dem Balun 130 bereitstellen.
Ähnlich sind die LC-Anpassungs- und Oberwellenfilternetzwerke 230 und 240 zwischen der Antenne 115 und dem Balun 130 verbunden. Die LC-Anpassungs- und Oberwellenfilternetzwerke 230 und 240 stellen eine Impedanzanpassung zwischen der Antenne 115 und dem Balun 130 bereit. Zusätzlich können die LC-Anpassungs- und Oberwellenfilternetzwerke 230 und 240 ein Filtern von Oberwellensignalen (oder sonstigen Störsignalen oder unerwünschten Signalen) in dem Signalpfad zwischen der Antenne 115 und dem Balun 130 bereitstellen.
Die Schaltungsanordnung 200 beinhaltet ferner das Anpassungsnetzwerk 220. Das Anpassungsnetzwerk 220 verbindet den PA 215 und den Balun 130 und stellt eine Impedanzanpassung zwischen diesen bereit. Die Sendeschaltungen 150 steuern den PA 215 während dem Sendemodus der Vorrichtung in 2 an.
Zusätzlich beinhaltet die Schaltungsanordnung 200 das Anpassungsnetzwerk 210. Das Anpassungsnetzwerk 210 ist zwischen dem Balun 130 und dem LNA 205 verbunden und stellt eine Impedanzanpassung zwischen diesen bereit. Der LNA 205 verstärkt das HF-Signal, das von dem Balun 130 empfangen wird, und stellt das verstärkte HF-Signal den Empfangsschaltungen 145 während dem Empfangsmodus der Vorrichtung in 2 bereit.
3 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 300 zur Antennensteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 300 ist ähnlich und funktioniert auf eine ähnliche Art wie die Schaltungsanordnung 200 in 2. Unter Bezugnahme auf 3 zeigt die Schaltungsanordnung 300 Beispiele einiger der Anpassungsnetzwerke, die verwendet werden, um eine Impedanzanpassung zwischen diversen Schaltungselementen oder Blöcken in der Vorrichtung, die die IC 105 beinhaltet, bereitzustellen.
Genauer beinhaltet in der in 3 gezeigten Ausführungsform das LC-Anpassungs- und Oberwellenfilter 235 die Spule 235A und den Kondensator 235B. Ähnlich beinhaltet das LC-Anpassungs- und Oberwellenfilter 240 die Spule 240A und den Kondensator 240B.
Der Kondensator 305 wird als weiterer Teil des Anpassungsnetzwerks verwendet. Der Kondensator 305 ist über den zweiten Anschluss des Baluns 130 verbunden. Zusammen mit dem LC-Anpassungs- und Oberwellenfilter 235 und dem LC-Anpassungs- und Oberwellenfilter 240 stellt der Kondensator 305 eine Impedanzanpassung zwischen den Antennen 110 und 115 und dem Balun 130 bereit.
Es sei darauf hingewiesen, dass der PA 215 in 3 mehrere PA-Teile oder PA-Schaltungen 215A-215C beinhaltet. Die PA-Teile 215A-215C können eine Schaltungsanordnung für einzelne PAs beinhalten. Je nach den Faktoren, wie etwa die gewünschte Sendeleistung (oder Reichweite), Frequenz oder das gewünschte Betriebsband und dergleichen, können einer oder mehrere der PA-Teile 215A-215C aktiviert und verwendet werden, um eine ausgewählte der Antennen 110-115 anzusteuern.
Die Schaltungsanordnung 300 zeigt drei PA-Teile 215A, 215B und 215C. Ein Fachmann versteht jedoch, dass andere Anzahlen an PA-Teilen je nach Faktoren, wie etwa den gewünschten Leistungspegeln, Gestaltungs- und Leistungsspezifikationen, verfügbarer Technologie usw., verwendet werden können.
Die Schaltungsanordnung 300 zeigt die Empfangspfadschaltungsanordnung (als „RX-Pfad-Schaltungsanordnung“ bezeichnet) 310, welche die Empfangsschaltungen 145 und die RSSI-Schaltung 315 beinhaltet. Die RSSI-Schaltung 315 bestimmt eine Signalstärke des HF-Signals, das von den Empfangsschaltungen 145 über eine ausgewählte der Antennen 110-115 empfangen wird. Die RSSI-Schaltung 315 stellt eine Angabe der empfangenen Signalstärke der Steuerung 135 bereit. Die Steuerung 135 kann die Information oder Angabe der empfangenen Signalstärke als ein Kriterium beim Auswählen einer der Antennen 110-115 durch Verwenden der Schalter 120-125 verwenden, wie zuvor ausführlich beschrieben wurde.
Wie zuvor genannt wurde, funktioniert die HF-Schaltung 140 in 1 (und die Empfangsschaltungen 145 und die TX-Schaltungen 150 in 2) auf eine ausgeglichene Art. Der Balun 130 stellt eine Schnittstelle zwischen der HF-Schaltung 140 (oder den Empfangsschaltungen 145 und den TX-Schaltungen 150) und der unausgeglichenen (oder unsymmetrischen) Schaltungsanordnung, wie etwa die Antenne 110 und die Antenne 115, bereit.
Ein Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf das Bereitstellen einer integrierten Antennensteuerung, wo ein oder mehrere Blöcke der Schaltungsanordnung in den HF-Schaltungen 140 nicht auf eine ausgeglichene Art funktionieren. 4 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 400 zur Antennensteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, wo die LNA-Schaltungen 205A und 205B nicht auf eine ausgeglichene Art funktionieren, d. h. die ausgeglichene-unausgeglichene Schnittstellenfunktionalität des Baluns 130 nicht verwenden.
Genauer verwendet der Empfangspfad der in 4 gezeigten Vorrichtung nicht die ausgeglichene-unausgeglichene Schnittstellenfunktionalität des Baluns 130. Um dieses Szenario aufzunehmen, werden zwei LNAs, 205A-205B, anstelle des LNA 205 in 2 verwendet. Erneut unter Bezugnahme auf 4 werden zwei LC-Anpassungsnetzwerke 201A-210B (anstelle des Anpassungsnetzwerks 210 in 2) verwendet.
Die LNAs 205A und 205B können gezielt bestromt werden, je nachdem, welche der Antennen 110-115 verwendet wird. Genauer kann der LNA 205A bestromt werden, um das HF-Signal zu empfangen und zu verstärken, das die Antenne 110 bereitstellt, wenn die Antenne 110 ausgewählt und verwendet wird (indem der Schalter 125 geschlossen und der Schalter 120 geöffnet wird). Der LNA 205B kann heruntergefahren werden (z. B. durch Verwenden einer Vorspannschaltungsanordnung oder eines Schalters (nicht gezeigt)), wie gewünscht wird, um den Stromverbrauch der IC 105 zu verringern.
Umgekehrt kann, wenn die Antenne 115 ausgewählt und verwendet wird (indem der Schalter 120 geschlossen und der Schalter 125 geöffnet wird), der LNA 205B bestromt werden, um das HF-Signal von der Antenne 115 zu empfangen und zu verstärken. Der LNA 205A kann jedoch heruntergefahren werden (z. B. durch Verwenden einer Vorspannschaltungsanordnung oder eines Schalters (nicht gezeigt)), wie gewünscht wird, um den Stromverbrauch der IC 105 zu verringern.
Ferner verwendet die Schaltungsanordnung 400 einen Multiplexer (MUX) 405 zum Leiten der Ausgangssignale der LNAs 205A-205B zu den Empfangsschaltungen 145. Genauer leitet der MUX 405 in Reaktion auf ein Steuersignal von der Steuerung 135 gezielt entweder das Ausgangssignal des LNA 205A oder das Ausgangssignal des LNA 205B zu den Empfangsschaltungen 145. Die Empfangsschaltungen 145 verarbeiten das empfangene HF-Signal (von dem LNA 205A oder dem LNA 205B), wie zuvor erläutert wurde.
Wenngleich die Schaltungsanordnung 400 die Situation veranschaulicht, wo der Empfangspfad der Vorrichtung in 4 die ausgeglichene-unausgeglichene Schnittstellenfunktionalität des Baluns 130 nicht verwendet, sind andere Anordnungen möglich, wie ein Fachmann verstehen wird. Zum Beispiel ist es in einigen Ausführungsformen möglich, dass der Sendepfad der IC 105 die ausgeglichene-unausgeglichene Schnittstellenfunktionalität des Baluns 130 nicht verwendet. In dieser Situation können zwei PAs (anstelle des PA 215) und, falls gewünscht, zwei Anpassungsnetzwerke (anstelle des Anpassungsnetzwerks 220) verwendet werden. Ferner kann ein Schalt- oder Leitmechanismus, ähnlich wie der MUX 405, verwendet werden, um das Sendesignal von den Sendeschaltungen 150 zu den jeweiligen Eingängen der beiden PAs zu leiten.
5 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 500 zur Antennensteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 500 ist ähnlich und funktioniert auf eine ähnliche Art wie die Schaltungsanordnung 400 in 4. Unter Bezugnahme auf 5 zeigt die Schaltungsanordnung 500 Beispiele einiger der Anpassungsnetzwerke, die verwendet werden, um eine Impedanzanpassung zwischen diversen Schaltungselementen oder Blöcken in der Vorrichtung, die die IC 105 beinhaltet, bereitzustellen.
Genauer beinhaltet in der in 5 gezeigten Ausführungsform das LC-Anpassungs- und Oberwellenfilter 235 die Spule 235A und den Kondensator 235B. Ähnlich beinhaltet das LC-Anpassungs- und Oberwellenfilter 240 die Spule 240A und den Kondensator 240B.
Der Kondensator 305 wird als ein weiteres Anpassungsnetzwerk verwendet. Der Kondensator 305 ist über den zweiten Anschluss des Baluns 130 verbunden. Zusammen mit dem LC-Anpassungs- und Oberwellenfilter 235 und dem LC-Anpassungs- und Oberwellenfilter 240 stellt der Kondensator 305 eine Impedanzanpassung zwischen den Antennen 110-115 und dem Balun 130 bereit.
Ferner ist das LC-Anpassungsnetzwerk 210A (siehe 4) in der Schaltungsanordnung 500 als Spule 205A1 und Kondensator 205A2 implementiert. Der Widerstand 205A3 kann verwendet werden, um das Anpassungsnetzwerk abzustimmen, eine variable Dämpfung bereitzustellen und/oder dem LNA 205A eine Vorspannung bereitzustellen. Ähnlich ist das LC-Anpassungsnetzwerk 210B (siehe 4) in der Schaltungsanordnung 500 als Spule 205B1 und Kondensator 205B2 implementiert. Der Widerstand 205B3 kann verwendet werden, um das Anpassungsnetzwerk abzustimmen, eine variable Dämpfung bereitzustellen und/oder dem LNA 205B eine Vorspannung bereitzustellen.
Es sei darauf hingewiesen, dass ähnlich wie der PA in 3 der PA 215 in 5 mehrere PA-Teile oder PA-Schaltungen 215A-215C beinhaltet. Die PA-Teile 215A-215C können eine Schaltungsanordnung für einzelne PAs beinhalten. Je nach Faktoren, wie etwa der erwünschten Sendeleistung (bzw. - bereich), Frequenz oder der erwünschten Bandbreite und dergleichen können ein oder mehrere der PA-Teile 215A-215C aktiviert und verwendet werden, um eine ausgewählte der Antennen 110-115 anzusteuern.
Die Schaltungsanordnung 500 zeigt die drei PA-Teile 215A, 215B und 215C. Wie ein Fachmann jedoch verstehen wird, können andere Anzahlen an PA-Teilen verwendet werden, je nach Faktoren, wie etwa gewünschten Leistungspegeln, Gestaltungs- und Leistungsspezifikationen, verfügbare Technologie usw.
Die Schaltungsanordnung 500 zeigt die Empfangspfadschaltungsanordnung 310, welche die Empfangsschaltungen 145 und die RSSI-Schaltung 315 beinhaltet. Die RSSI-Schaltung 315 bestimmt eine Signalstärke des HF-Signals, das von den Empfangsschaltungen 145 über eine ausgewählte der Antennen 110-115 empfangen wird. Die RSSI-Schaltung 315 stellt eine Angabe hinsichtlich der empfangenen Signalstärke der Steuerung 135 bereit. Die Steuerung 135 kann die Information oder Angabe hinsichtlich der empfangenen Signalstärke als ein Kriterium beim Auswählen einer der Antennen 110-115 durch Verwenden der Schalter 120-125 verwenden, wie zuvor ausführlich beschrieben wurde.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf das Verwenden einer integrierten Antennensteuerung mit der HF-Vorrichtung, die eine Antenne anstelle von mehreren Antennen verwendet. 6 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 600 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zur Antennensteuerung in einer Vorrichtung mit einer Antenne 110.
Die Schaltungsanordnung 600 beinhaltet die Antenne 110, welche sich mit der IC 105 über das FEM 605 verbindet. In der gezeigten Ausführungsform beinhaltet das FEM 605 den LNA 615 und den PA 610. Das Verwenden des LNA 615 stellt einen Verstärkungsblock in größerer Nähe zu der Antenne 110 bereit (als zum Beispiel das Verwenden eines LNA in der IC 105). Folglich verbessert sich das Rauschmaß der Schaltungsanordnung 600 während dem Empfangsmodus des Betriebs.
Ferner beinhaltet in der gezeigten Ausführungsform das FEM 605 den PA 610. Der PA 610 kann verwendet werden, um eine höhere Sendeleistung in Situationen bereitzustellen, wo der Nutzer der Vorrichtung mehr Sendeleistung wünscht, als der PA 215 bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen sind der LNA 615 und der PA 610 in dem FEM 605 unter Verwendung von III-VI-Halbleitertechnologien implementiert. Ein Fachmann wird jedoch verstehen, dass, wie gewünscht, andere Halbleitertechnologien verwendet werden können. Die Wahl der Halbleitechnologie hängt von Faktoren, wie etwa der verfügbaren Technologie, Kosten, gewünschten Leistungsspezifikationen und dergleichen, ab.
Unter Bezugnahme auf 6 wird das FEM 605 von der IC 105 gesteuert, um zwischen Senden und Empfangen zu wechseln. Je nach dem Betriebsmodus der HF-Schaltung verbindet das FEM die Antenne mit den Empfangsschaltungen oder den Sendeschaltungen.
Genauer sendet die Steuerung 135 ein Steuersignal zu dem FEM 605 über den GPIO-Anschluss 625 (oder einen anderen Anschluss oder Verbindungsmechanismus zwischen der IC 105 und dem FEM 605, wie gewünscht). Wenn ein HF-Signalsenden erwünscht ist, veranlasst die Steuerung 135 ein Schließen des Schalters 120 und ein Öffnen des Schalters 125. Folglich werden HF-Signale von dem PA 215 zu dem FEM 605 über den Balun 130, das Anpassungsnetzwerk 230 und das Anpassungsnetzwerk 240 geleitet.
Das Sendesignal wird von der IC 105 (z. B. über das Anpassungsnetzwerk 240) an den PA 610 gesendet. Unter der Steuerung der Steuerung 135 verbindet der Schalter 620 in dem FEM 605 den Ausgang des PA 610 mit der Antenne 110. Folglich werden HF-Signale über die Antenne 110 gesendet.
Umgekehrt, wenn ein HF-Signalempfang erwünscht ist, verbindet unter der Steuerung der Steuerung 135 der Schalter 620 in dem FEM 605 die Antenne 110 mit dem Eingang des LNA 615. Die Steuerung 135 veranlasst ferner ein Öffnen des Schalters 120 und ein Schließen des Schalters 125. Folglich werden HF-Signale von dem LNA 615 zu dem LNA 205 und den Empfangsschaltungen 145, dem Anpassungsnetzwerk 235, dem Anpassungsnetzwerk 225, dem Balun 130 und dem Anpassungsnetzwerk 210 geleitet. Folglich werden HF-Signale über die Antenne 110 empfangen und von den Empfangsschaltungen 145 verarbeitet.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine Vielfalt von Alternativen zu der Schaltungsanordnung 600 möglich und vorgesehen sind. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der LNA 615 weggelassen werden, während der PA 610 verwendet wird. Als weiteres Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der PA 610 weggelassen werden, während der LNA 615 verwendet wird.
Als noch ein weiteres Beispiel kann in einigen Ausführungsformen sowohl der LNA 615 als auch der PA 610 weggelassen werden. In dieser Situation beinhaltet der FEM 605 den Schalter 620, welcher als Empfangs-/Sendeschalter für die Schaltungsanordnung 600 dient. Der LNA 205 und der PNA 215 können in solch einer Anordnung verwendet werden, wie zuvor ausführlich beschrieben wurde.
Einige der beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beinhalten Anpassungsnetzwerke und/oder Oberwellenfilter. Es kann eine Vielfalt von Arten und Konfigurationen von Anpassungsnetzwerken und Oberwellenfiltern verwendet werden, wie ein Fachmann verstehen wird. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen kapazitive (C) oder induktive (L) Anpassungsnetzwerke und/oder Oberwellenfilter verwendet werden. Als weiteres Beispiel können in einigen Ausführungsformen Widerstands-Kondensator- (RC) oder Widerstands-Spulen- (RL) -Anpassungsnetzwerke und/oder Oberwellenfilter verwendet werden. Als weiteres Beispiel können in einigen Ausführungsformen Kondensator-Spulen- (LC) - Anpassungsnetzwerke und/oder Oberwellenfilter verwendet werden. Als weiteres Beispiel können in einigen Ausführungsformen Widerstands-Kondensator-Spulen- (RLC) -Anpassungsnetzwerke und/oder Oberwellenfilter verwendet werden.
Ferner können in einigen Ausführungsformen Anpassungsnetzwerke und/oder Oberwellenfilter zwischen zwei Vorrichtungen oder Blöcken oder Komponenten (z. B. in einer Kaskadenkonfiguration) verbunden sein. In einigen Ausführungsformen können anstelle von zwischen zwei Vorrichtungen oder Blöcken oder Komponenten die Anpassungsnetzwerke und/oder Oberwellenfilter mit zwei Knoten derselben Vorrichtung, desselben Blocks oder derselben Komponente verbunden sein. In einigen Ausführungsformen können die Anpassungsnetzwerke und/oder Oberwellenfilter parallel mit zwei oder mehr Vorrichtungen oder Blöcken oder Komponenten verbunden sein. Andere Konfigurationen sind auch möglich und vorgesehen.
Die Wahl der Art und Topologie des Anpassungsnetzwerks und Oberwellenfilters und die Wahl der Schaltungskonfiguration und -topologie für die Schaltungen und Blöcke, in welchen die Anpassungsnetzwerke und Oberwellenfilter enthalten sind, hängt von einer Anzahl an Faktoren ab. Solche Faktoren beinhalten Gestaltungs- und Leistungsspezifikationen (z. B. die Impedanzpegel diverser Vorrichtungen, Komponenten usw.; Frequenzen oder Frequenzbereiche, die von Interesse sind), die verfügbare Technologie, IC-Formbereich-Einschränkungen, den Stromverbrauch und dergleichen, wie ein Fachmann verstehen wird.
Ein Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung oder Vorrichtungen, die verwendet werden können, um den Schalter 120 und/oder den Schalter 125 zu implementieren. 7-10 stellen Beispiele solch einer Schaltungsanordnung oder solcher Vorrichtungen gemäß beispielhafter Ausführungsformen bereit.
7 veranschaulicht einen Schalter 705 zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen. Der Schalter 705 stellt einen generischen Schalter (z. B. einen Schalter, der einem idealen Schalter hinsichtlich seines Verhaltens und seiner Merkmale nahekommt) dar. Wenn er dazu gebracht wird, zu schließen (z. B. durch die Steuerung 135 (nicht gezeigt)), verbindet der Schalter 705 den Punkt A mit dem Punkt B mit keiner oder einer vernachlässigbaren Impedanz, d. h. er kommt einem idealen Kurzschluss zwischen den Punkten A und B nahe.
Der Schalter 705 kann unter Verwendung einer Vielfalt von Techniken und Vorrichtungen oder Schaltungen implementiert werden, wie ein Fachmann verstehen wird. Zum Beispiel kann der Schalter 705 in einigen Ausführungsformen eine Halbleitervorrichtung bilden. Als weiteres Beispiel kann der Schalter 705 in einigen Ausführungsformen mehr als einen Transistor oder Transistoren mit unterschiedlichen Merkmalen (z. B. p-Typ gegenüber n-Typ, p-Kanal gegenüber n-Kanal usw.) beinhalten.
8 zeigt einen Schalter 710 zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen. Der Schalter 710 bildet einen n-Kanal-MOSFET. Durch Anwenden eines geeigneten Signals an dem Gate des Schalters 710 kann die Steuerung 135 (nicht gezeigt) den Schalter 710 dazu bringen, sich einzuschalten, und den Punkt A (Drain) mit dem Punkt B (Source) verbinden.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Schalter 710 in anderen Ausführungsformen einen p-Kanal-MOSFET bilden kann, wie gewünscht. In solchen Ausführungsformen wird das Steuersignal von der Steuerung 135 (nicht gezeigt) umgekehrt (im Vergleich dazu, wenn der Schalter 710 einen n-Kanal-MOSFET bildet), um den Schalter 710 geeignet zu steuern.
9 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 900 zum Implementieren des Schalters 120 und/oder des Schalters 125 in einer Vorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen. Mit anderen Worten kann die Schaltungsanordnung 900 durch den Schalter 120 und/oder den Schalter 125 in den beschriebenen Ausführungsformen ersetzt werden.
Unter Bezugnahme auf 9 funktionieren bei HF-Frequenzen der Schalter 120 oder der Schalter 125 allgemein derart, dass sie eine Wechselstrommasse bereitstellen. Aufgrund dieser Beobachtung stellt der Kondensator 715 eine Wechselstromverbindung zwischen dem Punkt A und dem Transistor 710 bereit. Der Transistor 710 wiederum stellt eine Verbindung (in Reaktion auf ein Steuersignal von der Steuerung 135 (nicht gezeigt), das an seinem Gate angewendet wird) zwischen dem Kondensator 715 und dem Punkt B bereit.
Die Vorspannungsschaltung 720 stellt eine geeignete Gleichstrom-Vorspannung für den Transistor 710 bereit. Die Vorspannungsschaltung 720 kann auf verschiedene Arten implementiert werden, wie ein Fachmann verstehen wird. Zum Beispiel kann die Vorspannungsschaltung 720 in einigen Ausführungsformen einfach einen Widerstand beinhalten, der das Drain des Transistors 710 mit einer Spannungsquelle (z. B. der Versorgungsspannung der IC 105) verbindet.
10 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 1000 zum Implementieren des Schalters 120 und/oder des Schalters 125 in einer Vorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen. Anders ausgedrückt, kann die Schaltungsanordnung 1000 durch den Schalter 120 und/oder den Schalter 125 in den beschriebenen Ausführungsformen ersetzt werden.
Die Schaltungsanordnung 1000 stellt eine allgemeinere Version der Schaltungsanordnung 900 (siehe 9) dar. Unter Bezugnahme auf 10 verwendet die Schaltungsanordnung ein allgemeines Netzwerk 725 zwischen dem Punkt A und dem Drain des Transistors 710. Das Netzwerk 725 stellt allgemein eine Impedanz bereit, die in Funktion der Frequenz variiert. Zum Beispiel kann das Netzwerk 725 eine verringerte oder minimale Impedanz bei einer einzigen Frequenz, bei mehreren Frequenzen, in einem Frequenzbereich oder in mehreren Frequenzbereichen, bei welchen der Nutzer der IC 105 bestrebt, HF-Signale zu empfangen oder zu senden, bereitstellen.
In einigen Ausführungsformen kann das Netzwerk 725 eine oder mehrere Spulen und einen oder mehrere Kondensatoren (d. h. ein LC-Netzwerk) beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann das Netzwerk 725 einen oder mehrere Kondensatoren und einen oder mehrere Widerstände (d. h. ein RC-Netzwerk) beinhalten. In anderen Ausführungsformen kann das Netzwerk 725 eine oder mehrere Spulen und einen oder mehrere Widerstände (d. h. ein RL-Netzwerk) beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann das Netzwerk 725 einen oder mehrere Widerstände, einen oder mehrere Kondensatoren und eine oder mehrere Spulen (d. h. ein RLC-Netzwerk) beinhalten.
Aufgrund der Wechselstromverbindung in 9 und möglicherweise in 10 (je nach der Topologie des Netzwerks 725) können die Schaltungsanordnungen 900 und 1000 eine Schutzschaltungsanordnung beinhalten, um das relativ dünne Gate-Oxid des Transistors 710 zu schützen, wenn er sich in dem ausgeschalteten Zustand befindet. Solche Schutzschaltungen können auf verschiedene Arten und in verschiedenen Konfigurationen implementiert werden, wie ein Fachmann verstehen wird.
Ein Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf das Teilen von einer oder mehrerer Antennen zwischen HF-Schaltungen oder Vorrichtungen, wie etwa ICs, die eine HF-Schaltung (Sendeschaltungen, Empfängerschaltungen oder beides (Sendeempfängerschaltungen) beinhalten. Herkömmlicherweise werden eine externe Schaltungsanordnung oder externe Module, wie etwa Diplexer, verwendet, damit sich zwei ICs eine Antenne teilen.
11 zeigt eine herkömmliche Schaltungsanordnung 1100 zum Teilen einer Antenne. Die IC1 verbindet sich mit dem Sende-/Empfangsschalter (als „TX/RX-Schalter“ bezeichnet) oder dem Diplexer 1105 über die Verbindung 1110. Ähnlich verbindet sich die IC2 mit dem Sende-/Empfangsdiplexer oder dem Schalter 1105 über die Verbindung 1115. Unter der Steuerung der IC1 erlaubt der Schalter 1105 entweder der IC1 oder der IC2, sich mit der Antenne 110 zu verbinden. Dadurch können sich die IC1 und die IC2 die Antenne 110 teilen.
In beispielhaften Ausführungsformen gemäß der Offenbarung werden interne Schalter (d. h., innerhalb einer IC integriert) in den ICs verwendet, um das Teilen von einer oder mehreren Antennen zu erlauben, wie im Folgenden ausführlich beschrieben wird. Das Verwenden der internen Schalter liefert eine verringerte Größe, eine verringerte Teilezahl, verringerte Kosten und eine möglicherweise gesteigerte Leistung.
12 stellt eine Schaltungsanordnung 1200 zum Teilen von zwei Antennen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dar. Genauer zeigt 12 die IC 105A, die mit der IC 105B und den Antennen 110 und 115 verbunden ist. Die IC 105A und die IC 105B sind ähnlich wie die IC 105, die in 1 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass sie den Schalter (oder den Antennenteilungsschalter) 1150 beinhalten. Somit beinhaltet die IC 105A den integrierten Schalter 1150, der mit den Anschlüssen 1155 und 1160 verbunden ist. Die Steuerung 135 in der IC 105B steuert den Betrieb des Schalters 1150 in der IC 105B (d. h., veranlasst ein Öffnen und ein Schließen des Schalters). Die Anschlüsse 1155 und 1160 bilden einen Antennenanschluss der IC 105A.
Ähnlich beinhaltet die IC 105B den integrierten Schalter 1150, der mit den Anschlüssen 1155 und 1160 verbunden ist. Die Anschlüsse 1155 und 1160 bilden einen Antennenanschluss der IC 105B. Die Steuerung 135 in der IC 105B steuert die Betätigung des Schalters 1150 in der IC 105B (d. h., veranlasst ein Öffnen und Schließen des Schalters). Die Steuerung 135 in der IC 105B steuert die Betätigung des (d. h., veranlasst ein Öffnen und Schließen des Schalters).
Der Anschluss 1155 des Antennenanschlusses der IC 105A ist mit der Antenne 110 verbunden. Ähnlich ist der Anschluss 1160 des Antennenanschlusses der IC 105B mit der Antenne 115 verbunden. Der Anschluss 1160 des Antennenanschlusses der IC 105A ist mit dem Anschluss 1155 des Antennenanschlusses der IC 105B angeschlossen.
Wie zuvor genannt wurde, erlaubt das Einschließen der Schalter 1150 jeweils in der IC 105A und der IC 105B der IC 105A und der IC 105B, sich eine oder mehrere Antennen zu teilen. In der gezeigten Ausführungsform werden zwei Antennen, d. h. die Antenne 110 und die Antenne 115, zwischen der IC 105A und der IC 105B geteilt. Genauer veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105A ein Öffnen des Schalters 1150 in der IC 105A, damit die IC 105A die Antenne 110 und die Antenne 115 verwendet. Umgekehrt veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105B ein Schließen des Schalters 1150 in der IC 105B und ein Verbinden des Anschlusses 1155 der IC 105B mit dem Anschluss 1160 der IC 105B, wobei sie in der Tat die beiden Anschlüsse des Antennenanschlusses der IC 105B kurzschließt (oder beinahe oder im Wesentlichen in einer praktischen, nicht idealen Implementierung kurzschließt).
Folglich wird die Antenne 115 mit dem Anschluss 1160 des Antennenanschlusses der IC 105A verbunden. Tatsächlich wird die Antenne 110 mit dem Anschluss 1155 des Antennenanschlusses der IC 105A verbunden und wird die Antenne 115 mit dem Anschluss 1160 des Antennenanschlusses der IC 105A verbunden. Somit kann die IC 105A (genauer die HF-Schaltung 140) die Antenne 110 und die Antenne 115 zum Empfangen oder Senden von HF-Signalen verwenden, wie gewünscht.
Umgekehrt veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105B ein Öffnen des Schalters 1150 in der IC 105B, damit die IC 105B die Antenne 110 und die Antenne 115 verwendet. Ferner veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105A ein Schließen des Schalters 1150 in der IC 105A und ein Verbinden des Anschlusses 1155 der IC 105A mit dem Anschluss 1160 der IC 105A, wobei sie die beiden Anschlüsse des Antennenanschlusses der IC 105A tatsächlich kurzschließt (oder beinahe oder im Wesentlichen in einer praktischen, nicht idealen Implementierung kurzschließt).
Folglich wird die Antenne 110 mit dem Anschluss 1155 des Antennenanschlusses der IC 105B verbunden. Tatsächlich wird die Antenne 110 mit dem Anschluss 1155 des Antennenanschlusses der IC 105B verbunden und wird die Antenne 115 mit dem Anschluss 1160 des Antennenanschlusses der IC 105B verbunden. Somit kann die IC 105B (genauer, die HF-Schaltung 140) die Antenne 110 und die Antenne 115 verwenden, um HF-Signale zu empfangen oder zu senden, wie gewünscht.
Somit können durch Verwenden der zuvor beschriebenen Schaltungsanordnung und Techniken die IC 105A und die IC 105B sich die Antenne 110 und die Antenne 115 teilen. Dieses Schema des Teilens von Antennen kann auf mehr als zwei ICs, und allgemein auf N ICs, wobei N eine positive ganze Zahl darstellt, die größer als zwei ist, ausgedehnt werden. 13 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 1250 zum Teilen von zwei Antennen unter N ICs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Insbesondere beinhaltet die Schaltungsanordnung 1250 N ICs, die als IC 105A bis IC 105N bezeichnet sind. Jede der IC 105A bis IC 105N beinhaltet einen integrierten Schalter 1150, der mit dem Anschluss 1150 und dem Anschluss 1160 des Antennenanschlusses jener IC verbunden ist. Die ICs 105A-105N sind auf eine Daisy-Chain-Art verbunden. Mit anderen Worten ist der Anschluss 1160 der IC 105A mit dem Anschluss 1155 der IC 105B verbunden, während der Anschluss 1160 der IC 105 mit dem Anschluss 1155 der folgenden IC verbunden ist und so weiter. Der Anschluss 1155 der IC 105A ist mit der Antenne 110 verbunden. Der Anschluss 1160 der IC 105N ist mit der Antenne 115 verbunden.
Das Teilen der Antennen 110 und 115 unter den ICs 105A-105N funktioniert auf eine Art, die ähnlich wie die zuvor beschriebene ist. Zum Beispiel veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105A ein Öffnen des Schalters 1150 der IC 105A, damit die IC 105A die Antenne 110 und die Antenne 115 verwendet. Die Steuerungen 135 in den ICs 105B-105N veranlassen jedoch ein Schließen der Schalter 1150 in den ICs 105B-105N, wodurch die Antenne 115 effektiv mit dem Anschluss 1160 der IC 105A verbunden wird. Somit sind die Antenne 110 und die Antenne 115 der IC 105A mit ihrem Antennenanschluss (d. h. jeweils der Anschluss 1150 und der Anschluss 1160) verbunden. Folglich kann die IC 105A (genauer, die HF-Schaltung 140) die Antenne 110 und die Antenne 115 verwenden, um HF-Signale zu empfangen oder zu senden, wie gewünscht.
Als weiteres Beispiel veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105N ein Öffnen des Schalters 1150 der IC 105N, damit die IC 105N die Antenne 110 und die Antenne 115 verwendet. Die Steuerungen 135 in den verbleibenden ICs (ICs 105A-105N-1) veranlassen jedoch ein Schließen der Schalter 1150 in den verbleibenden ICs, wodurch die Antenne 110 effektiv mit dem Anschluss 1155 der IC 105N verbunden wird. Folglich sind die Antenne 110 und die Antenne 115 der IC 105N mit ihrem Antennenanschluss (d. h. jeweils der Anschluss 1150 und der Anschluss 1160) verbunden. Somit kann die IC 105N (genauer, die HF-Schaltung 140) die Antenne 110 und die Antenne 115 verwenden, um HF-Signale zu empfangen oder zu senden, wie gewünscht.
Ein anderer Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf das Teilen einer einzigen Antenne unter mehreren ICs. 14 zeigt eine Schaltungsanordnung 1300 zum Teilen einer Antenne gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Ähnlich wie 12 beinhaltet die Schaltungsanordnung 1300 in 14 die IC 105A und die IC 105B, jeweils mit einem Antennenanschluss, der die Anschlüsse 1155 und 1160 beinhaltet, und jeweils mit einem integrierten Schalter 1150 zum Teilen der Antenne 110.
Im Gegensatz zu 12 beinhaltet die Schaltungsanordnung 1300 in 14 jedoch eine einzige Antenne 110. Die Antenne 110 ist mit dem Anschluss 1155 der IC 105A verbunden. Der Anschluss 1160 der IC 105A ist mit dem Anschluss 1155 der IC 105B verbunden. Der Anschluss 1160 der IC 105 ist mit Masse verbunden.
Das Teilen der Antenne 110 funktioniert auf eine ähnliche Art, wie zuvor in Verbindung mit 12 beschrieben wurde. Genauer veranlasst unter Bezugnahme auf 14 die Steuerung 135 in der IC 105A ein Öffnen des Schalters 1150 in der IC 105A, damit die IC 105A die Antenne 110 verwendet. Umgekehrt veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105B ein Schließen des Schalters 1150 in der IC 105B und ein Verbinden des Anschlusses 1155 der IC 105B mit dem Anschluss 1160 der IC 105B, wobei sie die beiden Anschlüsse des Antennenanschlusses der IC 105B tatsächlich kurzschließt (oder beinahe oder im Wesentlichen in einer praktischen, nicht idealen Implementierung kurzschließt).
Folglich wird das Massepotential mit dem Anschluss 1160 des Antennenanschlusses der IC 105A verbunden. Tatsächlich wird die Antenne 110 mit dem Anschluss 1155 des Antennenanschlusses der IC 105A verbunden und wird das Massepotential mit dem Anschluss 1160 des Antennenanschlusses der IC 105A verbunden. Somit kann die IC 105A (genauer, die HF-Schaltung 140) die Antenne 110 und die Antenne 115 verwenden, um HF-Signale zu empfangen oder zu senden, wie gewünscht.
Umgekehrt veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105B ein Öffnen des Schalters 1150 in der IC 105B, damit die IC 105B die Antenne 110 verwendet. Ferner veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105A ein Öffnen des Schalters 1150 in der IC 105A und ein Verbinden des Anschlusses 1155 der IC 105A mit dem Anschluss 1160 der IC 105A, wobei sie tatsächlich die beiden Anschlüsse des Antennenanschlusses der IC 105A kurzschließt (oder beinahe oder im Wesentlichen in einer praktischen, nicht idealen Implementierung kurzschließt).
Folglich ist die Antenne 110 mit dem Anschluss 1155 des Antennenanschlusses der IC 105B verbunden. Tatsächlich ist die Antenne 110 mit dem Anschluss 1155 des Antennenanschlusses der IC 105B verbunden und ist das Massepotential mit dem Anschluss 1160 des Antennenanschlusses der IC 105B verbunden. Folglich kann die IC 105B (genauer, die HF-Schaltung 140) die Antenne 110 und die Antenne 115 verwenden, um HF-Signale zu empfangen oder zu senden, wie gewünscht. Somit können durch Verwenden der zuvor beschriebenen Schaltungsanordnung und Techniken die IC 105A und die IC 105B sich die Antenne 110 teilen.
Dieses Schema des Teilens einer einzigen Antenne kann auf mehr als zwei ICs, und allgemein auf N ICs, wobei N eine positive ganze Zahl darstellt, die größer als zwei ist, ausgedehnt werden. 15 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 1350 zum Teilen einer einzigen Antenne unter N ICs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Insbesondere beinhaltet die Schaltungsanordnung 1350 N ICs, die als IC 105A bis IC 105N bezeichnet sind. Jede der IC 105A bis IC 105N beinhaltet einen integrierten Schalter 1150, der mit dem Anschluss 1150 und dem Anschluss 1160 des Antennenanschlusses jener IC verbunden ist. Die ICs 105A-105N sind auf eine Daisy-Chain-Art verbunden. Mit anderen Worten ist der Anschluss 1160 der IC 105A mit dem Anschluss 1155 der IC 105B verbunden, während der Anschluss 1160 der IC 105 mit dem Anschluss 1155 der folgenden IC verbunden ist und so weiter. Der Anschluss 1155 der IC 105A ist mit der Antenne 110 verbunden. Der Anschluss 1160 der IC 105N ist mit dem Massepotential verbunden.
Das Teilen der Antennen 110 unter den ICs 105A-105N funktioniert auf eine ähnliche Art wie die zuvor beschriebene. Zum Beispiel veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105A ein Öffnen des Schalters 1150 der IC 105A, damit die IC 105A die Antenne 110 verwendet. Die Steuerungen 135 in den ICs 105B-105N veranlassen jedoch ein Schließen der Schalter 1150 in den ICs 105B-105N, wobei sie effektiv das Massepotential mit dem Anschluss 1160 der IC 105A verbinden. Somit sind die Antenne 110 und das Massepotential der IC 105A mit ihrem Antennenanschluss (d. h., jeweils der Anschluss 1150 und der Anschluss 1160) verbunden. Folglich kann die IC 105A (genauer, die HF-Schaltung 140) die Antenne 110 und die Antenne 115 verwenden, um HF-Signale zu empfangen oder zu senden, wie gewünscht.
Als weiteres Beispiel veranlasst die Steuerung 135 in der IC 105N ein Öffnen des Schalters 1150 der IC 105N, damit die IC 105N die Antenne 110 verwendet. Die Steuerungen 135 in den verbleibenden ICs (ICs 105A-105N-1) veranlassen jedoch ein Schließen der Schalter 1150 in den verbleibenden ICs, wodurch die Antenne 110 effektiv mit dem Anschluss 1155 der IC 105N verbunden wird. Folglich sind die Antenne 110 und das Massepotential der IC 105N mit ihrem Antennenanschluss (d. h., jeweils der Anschluss 1150 und der Anschluss 1160) verbunden. Somit kann die IC 105N (genauer, die HF-Schaltung 140) die Antenne 110 und die Antenne 115 verwenden, um HF-Signale zu empfangen oder zu senden, wie gewünscht.
Die 12-15 veranschaulichen das Teilen von einer oder mehrerer Antennen unter ICS, wie etwa in 1 gezeigt ist (was auf die ICs in den 2-6 ausgedehnt werden kann, indem geeignete Modifikationen vorgenommen werden, wie etwa das Einschließen des Schalters 1150 in die IC, wie ein Fachmann verstehen wird). Solche ICs beinhalten die Antennensteuerungsschalter 120 und 125, wie zuvor beschrieben wurde. Das Schema zum Teilen von einer oder mehreren Antennen unter ICs kann jedoch allgemein auf beliebige ICs angewendet werden, die die HF-Schaltung beinhalten. Somit kann das Schema zum Teilen von einer oder mehreren Antennen unter ICs bei ICs eingesetzt werden, die die HF-Schaltung beinhalten, jedoch nicht die Antennensteuerungsschalter 120 und 125 aufweisen. Die 16-19 veranschaulichen diverse beispielhafte Ausführungsformen zum Teilen von einer oder mehreren Antennen unter solchen ICs.
16 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 1400 zum Teilen von zwei Antennen gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 1400 ist ähnlich und funktioniert auf eine ähnliche Art wie die Schaltungsanordnung in 12. Im Gegensatz zu der Schaltungsanordnung in 12 bilden die ICs 105A-105B in der Schaltungsanordnung 1400 jedoch mehr allgemeine ICs. Genauer beinhalten die ICs 105A-105B in 16 die HF-Schaltung 140, die mit dem Anschluss 1150 und dem Anschluss 1160 verbunden ist. Die HF-Schaltung 140 kann die Empfangsschaltungen 145 und/oder die Sendeschaltungen 150 beinhalten, wie zuvor beschrieben wurde.
Ähnlich wie die Schaltungsanordnung in 12 beinhalten die IC 105A und die IC 105B in der Schaltungsanordnung 1400 die integrierten Schalter 1150. Die integrierten Schalter 1150 stellen einen Mechanismus zum Teilen der Antenne 110 und der Antenne 115 zwischen der IC 105A und der IC 105B bereit.
17 zeigt eine Schaltungsanordnung 1450 zum Teilen von zwei Antennen unter N ICs gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 1450 ist ähnlich und funktioniert auf eine ähnliche Art wie die Schaltungsanordnung in 13. Im Gegensatz zu der Schaltungsanordnung in 13 bilden die ICs 105A-105N in der Schaltungsanordnung 1450 jedoch mehr allgemeine ICs. Genauer beinhalten die ICs 105A-105N in 17 die HF-Schaltung 140, die mit dem Anschluss 1150 und dem Anschluss 1160 verbunden ist. Die HF-Schaltung 140 kann die Empfangsschaltungen 145 und/oder die Sendeschaltungen 150 beinhalten, wie zuvor beschrieben wurde.
Ähnlich wie die Schaltungsanordnung in 13 beinhalten die ICs 105A-105N in der Schaltungsanordnung 1450 die integrierten Schalter 1150. Die integrierten Schalter 1150 stellen einen Mechanismus zum Teilen der Antenne 110 und der Antenne 115 unter den ICs 105A-105N bereit.
18 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung 1500 zum Teilen einer einzigen Antenne gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 1500 ist ähnlich und funktioniert auf eine ähnliche Art wie die Schaltungsanordnung in 14. Im Gegensatz zu der Schaltungsanordnung in 14 bilden die ICs 105A-105B in der Schaltungsanordnung 1500 jedoch mehr allgemeine ICs. Genauer beinhalten die ICs 105A-105B in 16 die HF-Schaltung 140, die mit dem Anschluss 1150 und dem Anschluss 1160 verbunden ist. Die HF-Schaltung 140 kann die Empfangsschaltungen 145 und/oder die Sendeschaltungen 150 beinhalten, wie zuvor beschrieben wurde.
Ähnlich wie die Schaltungsanordnung in 14 beinhalten die IC 105A und die IC 105B in der Schaltungsanordnung 1500 die integrierten Schalter 1150. Die integrierten Schalter 1150 stellen einen Mechanismus zum Teilen der Antenne 110 zwischen der IC 105A und der IC 105B bereit.
19 zeigt eine Schaltungsanordnung 1550 zum Teilen einer einzigen Antenne unter N ICs gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 1550 ist ähnlich und funktioniert ähnlich wie die Schaltungsanordnung in 15. Im Gegensatz zu der Schaltungsanordnung in 15 bilden die ICs 105A-105N in der Schaltungsanordnung 1550 jedoch mehr allgemeine ICs. Genauer beinhalten die ICs 105A-105N in 19 die HF-Schaltung 140, die mit dem Anschluss 1150 und dem Anschluss 1160 verbunden ist. Die HF-Schaltung 140 kann die Empfangsschaltungen 145 und/oder die Sendeschaltungen 150 beinhalten, wie zuvor beschrieben wurde.
Ähnlich wie die Schaltungsanordnung in 13 beinhalten die ICs 105A-105N in der Schaltungsanordnung 1550 die integrierten Schalter 1150. Die integrierten Schalter 1150 stellen einen Mechanismus zum Teilen der Antenne 110 unter den ICs 105A-105N bereit.
Ein anderer Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf einen Koordinations- oder Kommunikationsmechanismus unter ICs, die sich eine oder mehrere Antennen teilen. Wie zuvor genannt wurde, steuert die Steuerung 135 in der IC 105 in den 12-19 genauer den integrierten Schalter 1150, welcher verwendet wird, um eine oder mehrere Antennen zu teilen. Zum Beispiel wird der Schalter 1150 in einer IC geschlossen, während der Schalter 1150 in der anderen IC geöffnet wird, damit sich zwei ICs eine oder mehrere Antennen teilen.
Um das Öffnen und Schließen der Schalter 1150 durch die Steuerungen 135 unter den ICs, die sich eine oder mehrere Antennen teilen, zu koordinieren, können mehrere Mechanismen verwendet werden. 20-21 stellen beispielhafte Ausführungsformen solcher Mechanismen bereit.
20 zeigt eine Schaltungsanordnung 1600 zur Koordination einer Antennenteilung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Genauer beinhaltet die Schaltungsanordnung 1600 eine Verbindung 1160, mit welcher die Steuerung 135 der IC 105A und die Steuerung 135 der IC 105B verbunden sind. Durch die Verbindung 1610 koordinieren die Steuerung 135 der IC 105A und die Steuerung 135 der IC 105B das Öffnen und Schließen des Schalters 1150 in der IC 105A und des Schalters 1150 in der IC 105B. Das Öffnen und Schließen des Schalters 1150 in der IC 105A und des Schalters 1150 in der IC 105B erlaubt das Teilen der Antenne 110 und der Antenne 115, wie zuvor beschrieben wurde.
Die Steuerung 135 der IC 105A und die Steuerung 135 der IC 105B verwenden einen Signalisierungs- oder Steuerungs- oder Koordinationsmechanismus durch die Verbindung 1610, um das Öffnen und Schließen des Schalters 1150 in der IC 105A und des Schalters 1150 in der IC 105B zu ermöglichen, so dass die Antenne 110 und die Antenne 115 zwischen der IC 105A und der IC 105B geteilt werden.
In einigen Ausführungsformen bildet die Verbindung 1610 einen seriellen Kommunikationsmechanismus, und verwenden die Steuerung 135 der IC 105A und die Steuerung 135 der IC 105B ein serielles Kommunikationsprotokoll bzw. einen seriellen Kommunikationsstandard, um Informationen zu kommunizieren und ein geeignetes Öffnen und Schließen des Schalters 1150 in der IC 105A und des Schalters 1150 in der IC 105B zu koordinieren, um das Antennenteilen zu erleichtern. Ohne Einschränkung beinhalten Beispiele solcher serieller Protokolle I²C, SMBus, SPI, RS-232 usw.
In einigen Ausführungsformen bildet die Verbindung 1610 einen parallelen Kommunikationsmechanismus und verwenden die Steuerung 135 der IC 105A und die Steuerung 135 der IC 105B ein paralleles Kommunikationsprotokoll bzw. einen parallelen Kommunikationsstandard, um Informationen zu kommunizieren und ein geeignetes Öffnen und Schließen des Schalters 1150 in der IC 105A und des Schalters 1150 in der IC 105B zu koordinieren, um das Antennenteilen zu erleichtern. In einigen Ausführungsformen bildet die Verbindung 1610 eine maßgeschneiderte Verbindung oder Sonderzweckverbindung oder einen Handshaking-Mechanismus, durch welche die Steuerungen 135 der IC 105A und der IC 105B Status- und Steuersignale oder -informationen austauschen können, um ein geeignetes Öffnen und Schließen des Schalters 1150 in der IC 105A und des Schalters 1150 in der IC 105B zu koordinieren, um das Antennenteilen zu erleichtern.
21 stellt eine Schaltungsanordnung 1650 zur Koordination einer Antennenteilung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform dar. Die Schaltungsanordnung 1650 beinhaltet einen Host (oder eine Steuerung) 1660. Der Host 1660 ist mit der Steuerung 135 der IC 105A über die Verbindung 1670A verbunden. Ähnlich ist der Host 1660 mit der Steuerung 135 der IC 105B über die Verbindung 1670B verbunden. Durch die Verbindungen 1670A-1670B stellt der Host 1660 jeweils Anweisungen oder Befehle der Steuerung 135 in der IC 105A und der Steuerung 135 in der IC 105B bereit.
In Reaktion auf die Anweisungen oder Befehle koordinieren die Steuerung 135 in der IC 105A und die Steuerung 135 in der IC 105B ein geeignetes Öffnen und Schließen des Schalters 1150 in der IC 105A und des Schalters 1150 in der IC 105B, um das Antennenteilen zu erleichtern. Ferner kann in einigen Ausführungsformen durch die Verbindungen 1670A-1670B der Host 1660 Statusinformationen und/oder sonstige Signalisierungsinformationen (z. B. eine Anfrage für eine IC zum Verwenden der Antenne 110 und der Antenne 115) jeweils mit der Steuerung 135 in der IC 105A und der Steuerung 135 in der IC 105B austauschen, wie gewünscht.
Es sei darauf hingewiesen, dass, wenngleich die 20-21 zwei ICs zeigen, der gezeigte Mechanismus und die gezeigten Techniken auf eine größere Anzahl an ICs, wie etwa N ICs (siehe zum Beispiel 15, 17 und 19) ausgedehnt werden können, indem geeignete Modifikationen vorgenommen werden, wie ein Fachmann verstehen wird. Ferner sei darauf hingewiesen, dass, wenngleich die 20-21 zwei Antennen zeigen, die zwischen den ICs geteilt werden, der gezeigte Mechanismus und die gezeigten Techniken bei dem Teilen einer einzigen Antenne angewendet werden können (siehe zum Beispiel 15, 17 und 19), indem die Antenne 115 durch die Schaltungsmasse (z. B. Verbinden des Anschlusses 1160 der IC 105B mit dem Massepotential) ersetzt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. -12-21 können der Anschluss 1155 und der Anschluss 1160 eine Vielfalt von Merkmalen oder Verbindungsmechanismen in den ICs 105A, B usw. bilden. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen der Anschluss 1155 und der Anschluss 1160 Anschlussstifte der jeweiligen IC-Packungen bilden. Als weiteres Beispiel können in einigen Ausführungsformen der Anschluss 1155 und der Anschluss 1160 Pads der jeweiligen IC-Packungen bilden. Als noch ein weiteres Beispiel können in einigen Ausführungsformen der Anschluss 1155 und der Anschluss 1160 Bonddrähte der jeweiligen IC-Packungen bilden. In einigen Ausführungsformen können die diversen Merkmale (z. B. Anschlussstifte, Bonddrähte, Pads usw.) kombiniert werden, um den Anschluss 1155 und den Anschluss 1160 zu implementieren, wie gewünscht.
Ferner können unter Bezugnahme auf 12-21 die integrierten Schalter 1150 auf verschiedene Arten implementiert werden, wie ein Fachmann verstehen wird. Ohne Einschränkung können die Schalter 1150 implementiert werden, wie in einer der 7-10 gezeigt ist und zuvor beschrieben wurde.
Ein Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf ICs, die eine(n) oder mehrere HF-Technologien, -Standards oder - Protokolle aufnehmen können und eine Antennensteuerung und/oder Antennenteilungsschalter beinhalten. Zum Beispiel können in beispielhaften Ausführungsformen die IC 105 oder eine Vorrichtung, die die IC 105 beinhaltet (oder mehrere ICs, die sich eine oder mehrere Antennen teilen, wie zuvor beschrieben wurde), Standards, wie etwa Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, zelluläre Standards (2G, 2.5G, 3G, 4G, LTE usw. einschließlich Implementierungen wie etwa GSM usw.) und dergleichen aufnehmen und gemäß diesen funktionieren, wie gewünscht. Je nachdem, ob der HF-Signalempfang, das HF-Signalsenden oder beides erwünscht sind, können jeweils die Empfangsschaltungen 145, die Sendeschaltungen 150 oder beide verwendet werden, um die gewünschten HF-Technologien, -Standards oder -Protokolle aufzunehmen.
Unter Bezugnahme auf die Figuren wird ein Fachmann erkennen, dass die diversen Blöcke, die gezeigt sind, hauptsächlich die konzeptuellen Funktionen und den Signalfluss darstellen können. Die tatsächliche Schaltungsimplementierung kann separat identifizierbare Hardware für die diversen funktionellen Blöcke enthalten oder nicht und kann die bestimmte gezeigte Schaltungsanordnung verwenden oder nicht. Zum Beispiel kann die Funktionalität diverser Blöcke zu einem Schaltungsblock kombiniert werden, wie gewünscht. Ferner kann die Funktionalität eines einzigen Blocks in mehreren Schaltungsblöcken realisiert werden, wie gewünscht. Die Wahl der Schaltungsimplementierung hängt von diversen Faktoren ab, wie etwa bestimmten Gestaltungs- und Leistungsspezifikationen für eine gegebene Implementierung. Andere Modifikationen und alternative Ausführungsformen zusätzlich zu den hier beschriebenen werden für einen Fachmann offensichtlich sein. Dementsprechend lehrt die vorliegende Beschreibung einem Fachmann die Art der Ausführung der offenbarten Konzepte und ist nur als veranschaulichend zu betrachten. Die Figuren können gegebenenfalls maßstabsgetreu gezeichnet sein oder nicht, wie ein Fachmann verstehen wird.
Die gezeigten und beschriebenen Formen und Ausführungsformen sollen als veranschaulichende Ausführungsformen betrachtet werden. Ein Fachmann kann diverse Änderungen hinsichtlich der Form, Größe und Anordnung von Teilen vornehmen, ohne sich vom Umfang der offenbarten Konzepte in dem vorliegenden Dokument zu entfernen. Zum Beispiel kann ein Fachmann äquivalente Elemente für die hier veranschaulichten und beschriebenen Elemente ersetzen. Ferner kann ein Fachmann bestimmte Merkmale der offenbarten Konzepte unabhängig von der Verwendung anderer Merkmale verwenden, ohne sich vom Umfang der offenbarten Konzepte zu entfernen.

Claims

Vorrichtung, umfassend: eine erste integrierte Schaltung (IC), die umfasst: eine erste Hochfrequenz- (HF) -Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen; einen ersten Antennenanschluss, um sich mit einer oder mehreren Antennen zu verbinden; und einen ersten Schalter, der in der ersten IC integriert und mit dem ersten Antennenanschluss verbunden ist; eine zweite IC, die umfasst: eine zweite HF-Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen; einen zweiten Antennenanschluss, um sich mit der einen oder den mehreren Antennen zu verbinden; und einen zweiten Schalter, der in der zweiten IC integriert ist und mit dem zweiten Antennenanschluss verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Antennenanschluss einen ersten Anschluss umfasst, der mit einer ersten Antenne verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Antennenanschluss einen ersten Anschluss umfasst, der mit einer zweiten Antenne verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Antennenanschluss einen ersten Anschluss umfasst, der mit einem Massepotential verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Antennenanschluss einen zweiten Anschluss umfasst, der mit einem zweiten Anschluss des zweiten Antennenanschlusses verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste IC eine erste Steuerung umfasst, die verbunden ist, um den ersten Schalter zu steuern, und die zweite IC eine zweite Steuerung umfasst, die verbunden ist, um den zweiten Schalter zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend eine Verbindung, die mit der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung verbunden ist, um das Teilen mindestens einer Antenne zwischen der ersten und der zweiten IC durch Koordinieren des Öffnens und Schließens des ersten und zweiten Schalters zu erleichtern.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend einen Host, der mit der ersten Steuerung und mit der zweiten Steuerung verbunden ist, wobei der Host das Teilen mindestens einer Antenne zwischen der ersten und der zweiten IC durch Koordinieren des Öffnens und Schließens des ersten und zweiten Schalters erleichtert.
Vorrichtung, umfassend: eine erste integrierte Schaltung (IC), umfassend: eine erste Hochfrequenz- (HF) -Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen; und einen ersten Schalter, der in der ersten IC integriert und mit einem Antennenanschluss der ersten IC verbunden ist, um mindestens eine Antenne, die mit dem Antennenanschluss der ersten IC verbunden ist, zu teilen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der erste Schalter geöffnet wird, um einer ersten IC zu erlauben, die mindestens eine Antenne zu verwenden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der erste Schalter geöffnet wird, um einer zweiten IC zu erlauben, die mindestens eine Antenne zu verwenden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner umfassend: eine zweite IC, umfassend: eine zweite HF-Schaltung zum Verarbeiten von HF-Signalen; und einen zweiten Schalter, der in der zweiten IC integriert und mit einem Antennenanschluss der zweiten IC verbunden ist, um die mindestens eine Antenne mit der ersten IC zu teilen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die erste IC ferner eine erste Steuerung umfasst, um den ersten Schalter zu öffnen und zu schließen, um das Teilen der mindestens einen Antenne zu erleichtern, und wobei die zweite IC ferner eine zweite Steuerung umfasst, um den zweiten Schalter zu öffnen und zu schließen, um das Teilen der mindestens einen Antenne zu erleichtern.
Verfahren zum Teilen mindestens einer Antenne zwischen einer ersten integrierten Schaltung (IC), die einen ersten Schalter aufweist, der in der ersten IC integriert und mit einem ersten Antennenanschluss verbunden ist, und einer zweiten IC, die einen zweiten Schalter aufweist, der in der zweiten IC integriert und mit einem zweiten Antennenanschluss verbunden ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Schließen des ersten Schalters, um die mindestens eine Antenne mit der zweiten IC zu verbinden; und Öffnen des zweiten Schalters, damit die HF-Schaltung in der zweiten IC die mindestens erste Antenne verwendet.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: Schließen des zweiten Schalters, um die mindestens eine Antenne mit der ersten IC zu verbinden; und Öffnen des ersten Schalters, damit die HF-Schaltung in der ersten IC die mindestens erste Antenne verwendet.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der erste Schalter über den ersten Antennenanschluss verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der zweite Schalter über den zweiten Antennenanschluss verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, ferner umfassend das Verwenden einer ersten Steuerung, um den ersten Schalter zu steuern, und das Verwenden einer zweiten Steuerung, um den zweiten Schalter zu steuern, wobei die erste und zweite Steuerung über eine Verbindung verbunden sind, um das Öffnen und Schließen des ersten und zweiten Schalters zu erleichtern, um das Teilen der mindestens einen Antenne zu koordinieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, ferner umfassend: Verwenden einer ersten Steuerung, um den ersten Schalter zu steuern; Verwenden einer zweiten Steuerung, um den zweiten Schalter zu steuern; und Verwenden eines Hosts, der mit der ersten und zweiten Steuerung verbunden ist, um das Öffnen und Schließen des ersten und zweiten Schalters zu erleichtern, um das Teilen der mindestens einen Antenne zu koordinieren.