KR100897193B1 - 온칩 음향 변환기 회로를 구비한 무선 주파수 집적회로 - Google Patents

온칩 음향 변환기 회로를 구비한 무선 주파수 집적회로 Download PDF

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Abstract

무선 주파수 집적회로(radio frequency integrated circuit:RFIC)는 송신 음향 변환기, 디지털 변환 모듈, 송신 기저대역 처리 모듈, 아날로그 변환 모듈, 상향 변환 모듈, 전력 증폭기, 저잡음 증폭기, 하향 변환 모듈, 수신 기저대역 처리 모듈, 및 수신 음향 변환기 회로를 포함한다. 상기 송신 음향 회로는 송신 사운드파들을 송신 전기 신호들로 변환한다. 상기 디지털 변환 모듈은 상기 송신 전기 신호들을 디지털 송신 오디오 신호들로 변환하고, 하향 변환된 신호들을 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환한다. 상기 송신 기저대역 처리 모듈은 상기 디지털 송신 오디오 신호들을 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환한다. 상기 오디오 변환 모듈은 상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하고, 디지털 수신 오디오 신호들을 수신 전기 신호들로 변환한다. 상기 상향 변환 모듈은 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상향 변환된 신호들로 변환한다. 상기 전력 증폭기는 상기 상향 변환된 신호들을 증폭한다. 상기 저잡음 증폭기는 수신 RF 신호들을 증폭한다. 상기 하향 변환 모듈은 상기 증폭된 수신 RF 신호들을 상기 하향 변환된 신호들로 변환한다. 상기 수신 기저대역 처리 모듈은 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상기 디지털 수신 오디오 신호들로 변환한다. 상기 수신 음향 변환기 회로는 상기 수신 전기 신호들을 수신 사운드파들로 변환한다.
Figure R1020070088514
음향, 무선주파수, RFIC, 온칩, 무선통신, 변환, 복조, 변조

Description

온칩 음향 변환기 회로를 구비한 무선 주파수 집적회로{RFIC WITH ON-CHIP ACOUSTIC TRANSDUCER CIRCUIT}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 무선 통신 디바이스들에 관한 것이다.
통신 시스템들은 무선 또는 유선 통신 장치들 사이에 무선 내지 유선 통신을 지원한다. 이러한 통신 시스템들은 국내 내지 국제 셀룰러 전화 통신 시스템으로부터 인터넷이나, 점대점 가정용 무선 네트워크(point-to-point in-home wireless networks)에 이른다. 각 형태의 통신 시스템은 하나 또는 그 이상의 통신 표준을 준수하여 제조되고 또한 그렇게 운용된다. 예를 들어, 무선 통신 시스템들은 IEEE 802.11, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), AMPS(advanced mobile phone services), 디지털 AMPS, GSM(global system for mobile communications), CDMA(code division multiple access), LMDS(local multi-point distribution systems), MMDS(multi-channel-multi-point distribution systems), RFID(radio frequency identification) 내지 각각의 변형들을 포함하는 하나 또는 그 이상의 표준들을 준수하여 동작할 수 있으며, 위 표준들은 위 예에 제한되는 것은 아니다.
무선 통신 시스템의 형태에 따라서, 무선 통신 장치, 예를 들어, 셀룰러 전화(cellular telephone), 양방향 무전기(two-way radio), 개인 디지털 보조기기(personal digital assistant, PDA), 개인용 컴퓨터(PC), 랩톱 컴퓨터, 가정용 오락기기, RFID 리더(reader), RFID 태그(tag), 기타 등등은 직접적으로 또는 간접적으로 다른 무선 통신 디바이스들과 통신한다. 직접 통신(이는 점대점 통신(point-to-point communications)이라고 알려짐)의 경우에, 통신에 참여하는 무선 통신 장치들은 자체 수신기 및 송신기들을 동일한 채널 또는 여러 동일한 채널들(즉, 무선 통신 장치의 여러 고주파(radio frequency, RF) 반송파들 중의 하나 또는 그러한 시스템들에 대한 특정 무선 주파수)로 동조(tuning)하며, 그 채널(들)을 통해 교신한다. 간접 무선 통신의 경우에는, 각 무선 통신 장치는 할당된 채널을 통해 연계되어 있는 기지국과(셀룰러 관련 서비스들의 경우), 또는 연계된 액세스 포인트(access point)(가정용 또는 실내용 무선 네트워크의 경우)와 직접적으로 통신을 한다. 이러한 무선 통신 장치들 사이의 통신 연결을 완성할 수 있도록, 상기 연계된 기지국들 내지 연계된 액세스 포인트들이 서로 간에, 시스템 제어장치를 통한다거나, 공중전화망(public switched telephone network, PSTN)을 통한다거나, 인터넷을 통한다거나, 또는 그 밖의 다른 광역 네트워크를 통해 직접적으로 교신한다.
무선 통신에 참여하는 각각의 무선 통신 장치에 대해서, 내장된 무선 송수신기(built-in radio transceiver)(즉, 수신기 및 송신기)를 포함하거나, 또는 연계된 무선 송수신기(예를 들어, 가정용 내지 실내용 무선 통신 네트워크를 위한 기지 국이나 RF 모뎀 등등)에 결합되어 있다. 알려진 바와 같이, 상기 수신기는 안테나와 결합되어 있고, 저 잡음 증폭기(low noise amplifier, LNA), 하나 또는 그 이상의 중간 주파수 스테이지들, 필터링 스테이지(filtering stage) 및 데이터 복원 스테이지(data recovery stage)을 포함한다. 상기 저 잡음 증폭기는 인바운드(inbound) RF 신호들을 안테나를 통해 수신하고, 이를 증폭한다. 상기 하나 또는 그 이상의 중간 주파수 스테이지들은 증폭된 RF 신호들을 하나 또는 그 이상의 국부 발진 신호들과 혼합하여, 증폭된 RF 신호들을 기저 대역 신호들 또는 중간 주파수(intermediate frequency, IF) 신호들로 변환한다. 상기 필터링 스테이지는 상기 기저 대역 신호들 또는 상기 IF 신호들을 필터링하여, 원치 않는 대역 외 신호들(out of band signals)을 감쇄시키며, 필터링된 신호들을 생성한다. 상기 데이터 복원 스테이지는 상기 필터링된 신호들로부터 상기 특정한 무선 통신 표준에 따라 비가공 데이터를 복원한다.
알려진 바와 같이, 상기 송신기는 데이터 변조 스테이지(data modulation stage), 하나 또는 그 이상의 중간 주파수 스테이지(intermediate frequency stages) 및 전력 증폭기(power amplifier)를 포함한다. 상기 데이터 변조 스테이지는 비가공 데이터(raw data)를 특정한 무선 통신 표준을 준수하여 기저대역 신호(baseband signals)로 변환한다. 하나 또는 그 이상의 상기 중간 주파수스테이지는 상기 기저대역 신호를 하나 또는 그 이상의 국부 발진 신호들과 혼합하여 RF 신호들을 생성한다. 상기 전력 증폭기는 안테나를 통해 송신하기에 앞서, 상기 RF 신호들을 증폭한다.
무선 송수신기의 많은 적용들(applications)에서, 상기 전송되거나 내지 수신되는 비가공 데이터는 디지털화된 오디오 신호들(digitized audio signals)(예: 디지털화된 음성, MP3 파일들과 같은 음악 파일들, MPEG 파일들과 같은 비디오 파일들, 내지 각각의 조합)을 포함할 수 있다. 알려진 바와 같이, 마이크로폰은 아날로그 오디오 신호들을 캡쳐하는데 사용되고, 스피커는 아날로그 오디오 신호들을 들을 수 있게 연출(render)하는데 사용된다. 알려진 바와 같이, 마이크로폰에 의해 캡쳐된 아날로그 오디오 신호들은 특정 레벨로 바이어스되고, 증폭되고, 디지털화된다.(즉, 디지털 신호들로 변환되고, 인코딩 형식에 따라 인코딩된다.) 좀더 잘 알려진 바와 같이, 디지털화된 오디오 신호들은 아날로그 오디오 신호들로 변환되고, 볼륨 제어를 통하여 증폭되고, 이후에 스피커를 통하여 들을 수 있게 연출된다.
최근, MEMs(microelectromechanical systems)의 도래를 통해, 몇몇 회사들은 마이크로폰 집적회로들 및 스피커 집적회로들을 개발해 왔다. 예를 들면, 아쿠스티카(Akustica)는, 그들의 웹페이지(Akustica.com)에 주장하는 바와 같이, 아날로그 마이크로폰 칩(part no. AKU1000), 디지털 마이크로폰 칩(part no. AKU2000), 및 스피커칩을 개발해 왔다. 집적화된 마이크로폰 칩들 및 스피커 칩들은 통신 디바이스 제조회사들에게 좀더 작은 폼팩터들(form factors)을 제공하고 있는 반면에, 상기 칩들은 여전히 요구하는 PCB(printed circuit board) 공간 및 상기 PCB상의 다른 집적화된 회로들로의 내지는 그 회로들부터의 연결들을 분리한다.
따라서, 온칩 음향 변환기 회로(on-chip acoustic transducer circuit)를 포함하는 무선 주파수 집적 회로에 대한 필요가 존재한다.
본 발명은 이어서 제공되는 도면의 간단한 설명, 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서 더 상세하게 설명되는 장치와 그 동작에 관련된 방법에 관한 것이다.
본 발명이 일측면에 의하면, 무선 주파수 집적회로(radio frequency integrated circuit:RFIC)는,
송신 사운드파들(transmit sound waves)을 송신 전기 신호들로 변환하기 위해 결합된 송신 음향 변환기(transmit acoustic transducer) 회로;
상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 송신 전기 신호들을 디지털 송신 오디오 신호들로 변환하고, 상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 하향 변환된 신호들을 디지털 수신 기저대역 또는 저(low) 중간 주파수(intermediate frequency:IF)신호들로 변환하기 위해 결합된 디지털 변환 모듈;
상기 디지털 송신 오디오 신호들을 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합되는 송신 기저대역 처리 모듈;
상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하고, 상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 디지털 수신 오디오 신호들을 수신 전기 신호들로 변환하기 위해 결합된 아날로그 변환 모듈;
상기 송신 국부 발진에 근거하여 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상향 변환된 신호들로 변환하기 위해 결합된 상향 변환 모듈;
상기 상향 변환된 신호들을 증폭하여 송신 무선 주파수(radio frequency:RF) 신호들을 생성하기 위해 결합된 전력 증폭기;
수신 RF 신호들을 증폭하여 증폭된 수신 RF 신호들을 생성하기 위해 결합된 저잡음 증폭기;
수신 국부 발진에 근거하여 상기 증폭된 수신 RF 신호들을 상기 하향 변환된 신호들로 변환하기 위해 결합된 하향 변환 모듈;
상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상기 디지털 수신 오디오 신호들로 변환하기 위해 결합된 수신 기저대역 처리 모듈; 및
상기 수신 전기 신호들을 수신 사운드파들로 변환하기 위해 결합된 수신 음향 변환기 회로를 포함한다.
바람직하게, 상기 송신 음향 변환기 회로는,
변환기(transducer); 및
상기 변환기에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 변환기는 상기 바이어스 회로에 의해 제공되는 바이어싱(biasing)에 근거하여 상기 송신 사운드파들을 상기 송신 전기 신호들로 변환한다.
바람직하게, 상기 변환기는,
용량성 변환기(capacitive transducer);
MEMs(microelectromechanical systems) 마이크로폰;
플로팅 전극 용량성 마이크로폰(floating electrode capacitive microphone)중 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게, 상기 송신 음향 변환기 회로는,
복수의 변환기들; 및
상기 복수의 변환기들에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 복수의 변환기들은, 상기 바이어스 회로에 의해 제공되는 바이어싱에 근거하여, 상기 송신 사운드파들을 상기 송신 전기 신호들로 변환한다.
바람직하게, 상기 수신 음향 변환기 회로는,
변환기; 및
상기 변환기에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 변환기는, 상기 바이어스 회로에 의해 제공되는 바이어싱에 근거하여 상기 수신 전기 신호들을 상기 수신 사운드파들로 변환한다.
바람직하게, 상기 변환기는,
용량성 변환기(capacitive transducer);
MEMs(microelectromechanical systems) 스피커;
플로팅 전극 용량성 스피커(floating electrode capacitive speaker)중 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게, 상기 수신 음향 변환기 회로는,
복수의 변환기들; 및
상기 복수의 변환기들에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 복수의 변환기들은, 상기 바이어스 회로에 의해 제공된 바이어싱에 근거하여, 상기 수신 전기 신호들을 상기 수신 사운드파들로 변환한다.
바람직하게, 상기 디지털 변환 모듈은,
상기 RFIC가 상기 송신 모드에 있는 경우, 상기 송신 전기 신호들을 증폭하여 증폭된 송신 전기 신호들을 생성하고, 상기 RFIC가 상기 수신 모드에 있는 경우, 상기 하향 변환된 신호들을 증폭하여 증폭된 하향 변환된 신호들을 생성하기 위해 결합된 증폭기;
상기 RFIC가 상기 송신 모드에 있는 경우, 상기 증폭된 송신 전기 신호들을 송신 디지털 신호들로 변환하고, 상기 RFIC가 상기 수신 모드에 있는 경우, 상기 증폭된 하향 변환된 신호들을 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 아날로그-디지털 변환 모듈; 및
상기 송신 디지털 신호들을 상기 디지털 송신 오디오 신호들로 변환하기 위해 결합된 오디오 인코딩 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 오디오 인코딩 모듈은,
오디오 인코딩 선택 신호를 수신하기 위한 입력을 포함하되, 상기 오디오 인코딩 선택 신호는 A-law 펄스 코드 변조, μ-law 펄스 코드 변조, 및 CVSD(continuous variable slope delta)변조중 적어도 하나를 가리킨다.
바람직하게, 상기 디지털 변환 모듈은,
상기 RFIC가 상기 송신 모드에 있는 경우, 상기 송신 전기 신호들을 증폭하 여 증폭된 송신 전기 신호들을 생성하기 위해 결합된 증폭기;
상기 RFIC가 상기 송신 모드에 있는 경우, 상기 증폭된 송신 전기 신호들을 송신 디지털 신호들로 변환하기 위해 결합된 제 1 아날로그-디지털 변환 모듈;
상기 RFIC가 상기 수신 모드에 있는 경우, 상기 하향 변환된 신호들을 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 제 2 아날로그-디지털 변환 모듈; 및
상기 송신 디지털 신호들을 상기 디지털 송신 오디오 신호들로 변환하기 위해 결합된 오디오 인코딩 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 디지털 변환 모듈은,
상기 하향 변환된 신호들을 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하는 상기 제 2 아날로그-디지털 변환 모듈에 앞서 생성할 상기 하향 변환된 신호들을 증폭하기 위해 결합된 제 2 증폭기를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 디지털 변환 모듈은,
상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 증폭하기 위해 결합된 디지털 증폭기를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 디지털 변환 모듈은,
상기 송신 전기 신호들을 증폭하여 증폭된 송신 전기 신호들을 생성하기 위해 결합된 증폭기;
상기 증폭된 송신 전기 신호들과 상기 하향 변환된 신호들을 결합하여 결합된 신호들을 생성하기 위해 결합된(coupled) 결합 모듈(combining module);
상기 결합된 신호들을 디지털 결합된 신호들로 변환하기 위해 결합된 아날로그-디지털 변환 모듈;
상기 디지털 결합된 신호들을 송신 디지털 신호들과 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 분리하기 위해 결합된 분리 모듈; 및
상기 송신 디지털 신호들을 상기 디지털 송신 오디오 신호들로 변환하기 위해 결합된 오디오 인코딩 모듈을 포함하되, 상기 RFIC가 동시에 상기 송신 모드 및 상기 수신 모드에 있도록, 상기 송신 RF 신호들은 송신 주파수 대역내에 있고, 상기 수신 RF 신호들은 수신 주파수 대역내에 있다.
바람직하게, 상기 아날로그 변환 모듈은,
상기 디지털 수신 오디오 신호들을 수신 디지털 신호들로 변환하기 위해 결합된 오디오 디코딩 모듈;
상기 RFIC가 상기 수신 모드에 있는 경우, 상기 수신 디지털 신호들을 사전 증폭된 수신 전기 신호들로 변환하고, 상기 RFIC가 상기 송신 모드에 있는 경우, 상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 디지털-아날로그 변환 모듈; 및
상기 RFIC가 상기 수신 모드에 있는 경우, 상기 사전 증폭된 수신 전기 신호를 증폭하여 상기 수신 전기 신호들을 생성하기 위해 결합된 증폭기를 포함한다.
바람직하게, 상기 증폭기는, 상기 RFIC가 상기 송신 모드에 있는 경우, 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 증폭하기 위해 더 결합된다.
바람직하게, 오디오 디코딩 모듈은,
오디오 디코딩 선택 신호를 수신하기 위한 입력을 포함하되, 상기 오디오 디코딩 선택 신호는 A-law 펄스 코드 복조, μ-law 펄스 코드 복조, 및 CVSD(continuous variable slope delta) 복조중 적어도 하나를 가리킨다.
바람직하게, 상기 아날로그 변환 모듈은,
상기 디지털 수신 오디오 신호들을 수신 디지털 신호들로 변환하기 위해 결합된 오디오 디코딩 모듈;
상기 RFIC가 상기 수신 모드에 있는 경우, 상기 수신 디지털 신호들을 사전 증폭된 수신 전기 신호들로 변환하기 위해 결합된 제 1 디지털-아날로그 변환 모듈;
상기 RFIC가 상기 송신 모드에 있는 경우, 상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 제 2 디지털-아날로그 변환 모듈; 및
상기 RFIC가 상기 수신 모드에 있는 경우, 상기 사전 증폭된 수신 전기 신호들을 증폭하여 상기 수신 전기 신호들을 생성하기 위해 결합된 증폭기를 포함한다.
바람직하게, 상기 아날로그 변환 모듈은,
상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 증폭하기 위해 결합된 제 2 증폭기를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 아날로그 변환 모듈은,
상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하는 상기 제 2 디지털-아날로그 변환 모듈에 앞서 상 기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 증폭하기 위해 결합된 디지털 증폭기를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 RFIC는,
상기 송신 음향 변환기 회로, 상기 디지털 변환 모듈, 상기 송신 기저대역 처리 모듈, 상기 아날로그 변환 모듈, 상기 수신 기저대역 처리 모듈, 및 상기 수신 음향 변환기 회로를 지지하는 제 1 다이;
상기 상향 변환 모듈, 상기 전력 증폭기 회로, 상기 저잡음 증폭기 회로, 및 상기 하향 변환 모듈을 지지하는 제 2 다이; 및
상기 제 1 및 제 2 다이들을 지지하는 패키지를 더 포함한다.
본 발명의 일측면에 의하면, 무선 송신기 집적회로(radio transmitter integrated circuit:RTIC)는,
송신 사운드파들을 송신 전기 신호들로 변환하기 위해 결합된 송신 음향 변환기 회로;
상기 송신 전기 신호들을 디지털 송신 오디오 신호들로 변환기 위해 결합된 디지털 변환 모듈; 및
상기 디지털 송신 오디오 신호들을 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 송신 기저대역 처리 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 RTIC는,
상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 아날로그 변환 모듈;
송신 국부 발신 신호에 근거하여 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상향 변환된 신호들로 변환하기 위해 결합된 상향 변환 모듈; 및
상기 상향 변환된 신호들을 증폭하여 송신 무선 주파수(radio frequency:RF) 신호들을 생성하기 위해 결합된 전력 증폭기를 포함한다.
바람직하게, 상기 송신 음향 변환기 회로는,
변환기(transducer); 및
상기 변환기에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 변환기는, 상기 바이어스 회로에 의해 제공되는 바이어싱에 근거하여, 상기 송신 사운드파들을 상기 송신 전기 신호들로 변환한다.
바람직하게, 상기 송신 음향 변환기 회로는,
복수의 변환기들;
상기 복수의 변환기들에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 복수의 변환기들은, 상기 바이어스 회로에 의해 제공되는 바이어싱에 근거하여, 상기 송신 사운드파들을 상기 송신 전기신호들로 변환한다.
바람직하게, 상기 디지털 변환 모듈은,
상기 송신 전기 신호들을 증폭하여 증폭된 송신 전기 신호들을 생성하기 위해 결합된 증폭기;
상기 증폭된 송신 전기 신호들을 송신 디지털 신호들로 변환하기 위해 결합된 아날로그-디지털 변환 모듈; 및
상기 송신 디지털 신호들을 디지털 송신 오디오 신호들로 변환하기 위해 결 합된 오디오 인코딩 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 오디오 인코딩 모듈은,
오디오 인코딩 선택 신호를 수신하기 위한 입력을 포함하되, 상기 오디오 인코딩 선택 신호는 A-law 펄스 코드 변조, μ-law 펄스 코드 변조, CVSD(continuous variable slope delta)변조중 적어도 하나를 가리킨다.
바람직하게, 상기 아날로그 변환 모듈은,
상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 디지털-아날로그 변환 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 아날로그 변환 모듈은,
상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 증폭하기 위해 결합된 증폭기를 더 포함한다.
본 발명의 일측면에 의하면, 무선 수신기 집적회로(radio receiver integrated circuit:RRIC)는,
하향 변환된 신호들을 디지털 수신 기저대역 또는 저(low) 중간 주파수(intermediate frequency:IF) 신호들로 변환하기 위해 결합된 디지털 변환 모듈;
상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 디지털 수신 오디오 신호들로 변환하기 위해 결합된 수신 기저대역 처리 모듈;
상기 디지털 수신 오디오 신호들을 수신 전기 신호들로 변환하기 위해 결합된 아날로그 변환 모듈; 및
상기 수신 전기 신호들을 수신 사운드파들로 변환하기 위해 결합된 수신 음향 변환기 회로를 포함한다.
바람직하게, 상기 RRIC는,
수신 RF 신호들을 증폭하여 증폭된 수신 RF 신호들을 생성하기 위해 결합된 저잡음 증폭기; 및
수신 국부 발진에 근거하여, 상기 증폭된 수신 RF 신호들을 상기 하향 변환된 신호들로 변환하기 위해 결합된 하향 변환 모듈을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 수신 음향 변환기 회로는,
변환기(transducer);
상기 변환기에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 변환기는, 상기 바이어스 회로에 의해 제공된 바이어싱에 근거하여, 상기 수신 전기 신호들을 상기 수신 사운드파들로 변환한다.
바람직하게, 상기 수신 음향 변환기 회로는,
복수의 변환기들; 및
상기 복수의 변환기들에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 복수의 변환기들은, 상기 바이어스 회로에 의해 제공된 바이어싱에 근거하여, 상기 수신 전기 신호들을 상기 수신 사운드파들로 변환한다.
바람직하게, 상기 디지털 변환 모듈은,
상기 하향 변환된 신호들을 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 아날로그-디지털 변환 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 디지털 변환 모듈은,
상기 하향 변환된 신호들을 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하는 상기 아날로그-디지털 변환 모듈에 앞서 상기 하향 변환된 신호들을 증폭하기 위해 결합된 증폭기를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 아날로그 변환 모듈은,
상기 디지털 수신 오디오 신호들을 수신 디지털 신호들로 변환하기 위해 결합된 오디오 디코딩 모듈;
상기 수신 디지털 신호들을 사전 증폭된 수신 전기 신호들로 변환하기 위해 결합된 디지털-아날로그 변환 모듈; 및
상기 사전 증폭된 수신 전기 신호들을 증폭하여 상기 수신 전기 신호들을 생성하기 위해 결합된 증폭기를 포함한다.
상기 오디오 디코딩 모듈은,
오디오 디코딩 선택 신호를 수신하기 위한 입력을 포함하되, 상기 오디오 디코딩 선택 신호는 A-law 펄스 코드 복조, μ-law 펄스 코드 복조, CVSD(continuous variable slope delta)복조중 적어도 하나를 가리킨다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 이루어질 다음의 본 발명의 상세한 설명에서 명확해질 것이다.
본 발명에 의하면, 온칩 음향 변환기 회로(on-chip acoustic circuit)를 포함하는 무선 주파수 집적 회로를 제공할 수 있다.
도 1은 복수의 기지국들 및/또는 액세스 포인트들(12, 16), 복수의 무선 통신 디바이스들(18 - 32), 및 망 하드웨어 컴포넌트(34)를 포함하는 통신 시스템(10)을 보여주는 개략적인 블록도이다. 상기 망 하드웨어(34)는 라우터, 스위치, 브릿지, 모뎀, 시스템 컨트롤러, 등등 일 수 있는데, 통신 시스템(10)을 위한 WAN(wide area network)을 제공한다. 상기 무선 통신 디바이스들(18 - 32)은 랩톱 호스트 컴퓨터들(18, 26), PDA(personal digital assistant) 호스트들(20, 30), 개인용 컴퓨터 호스트들(24, 32) 및/또는 셀룰라폰(셀폰)(cellular telephone) 호스트들(22, 28)일 수 있는데, 이들은 내장 무선 송수신기를 포함하거나 및/또는 연계된 무선 송수신기를 가진다. 무선 송수신기의 상세한 설명은 도 2 내지 16을 참조하여 좀더 상세하게 설명하도록 한다.
무선 통신 디바이스들(22, 23, 24)은 독립 기본 서비스 세트(IBSS: independent basic service set)영역내에 위치하며, 직접적으로 통신한다(즉, 점대점). 이 구조에서 이들 디바이스들(22, 23, 24)은 서로끼리만 통신할 수 있다. 시스템(10)내의 다른 디바이스들과 통신하거나, 시스템(10)의 외부와 통신하기 위해서는, 디바이스들(22, 23, 및/또는 24)은 기지국들 또는 액세스 포인트들(12 또는 16)중의 하나와 연계될 필요가 있다.
상기 기지국들 또는 액세스 포인트들(12, 16)은 각각 독립 기본 서비스 세트(IBSS)영역들에 위치하며, LAN(local area network) 연결들(36, 38)을 통해 망 하드웨어(34)에 사용가능하게 결합된다. 그러한 연결은 기지국 또는 액세스 포인 트(12, 16)에 시스템(10)내의 다른 디바이스들과의 연결성을 제공하고, WAN 연결(42)을 통해 다른 망들과의 연결성을 제공한다. 자신의 BSS(11 또는 13)내의 무선 통신 디바이스들과 통신하기 위해, 기지국 또는 액세스 포인트들(12 - 16)의 각각은 연계된 안테나 또는 안테나 배열을 갖는다. 예를 들면, 기지국 또는 액세스 포인트(16)가 무선 통신 디바이스들(26 - 32)과 통신을 하는 동안, 기지국 또는 액세스 포인트(12)는 무선 통신 디바이스들(18 및 20)과 무선으로 통신을 할 수 있다. 전형적으로, 무선 통신 디바이스들은 통신 시스템(10)으로부터 서비스들을 수신하기 위하여 특정 기지국 또는 액세스 포인트(12)에 등록한다.
전형적으로 기지국들은 셀룰라폰 시스템 및 유사한 형태의 시스템용으로 사용됨에 반하여, 액세스 포인트들, 또는 마스터 송수신기(master transceiver)들은 가정용 또는 건물용 무선망들(예: IEEE 802.11 및 그 버전들, 블루투스, RFID, 및/또는 무선 주파수 기반 망 프로토콜의 어떤 형태)용으로 사용된다. 특정 형태의 통신 시스템에 상관없이, 각 무선 통신 디바이스는 내장 무선장치를 포함하거나 무선장치에 결합되어 있다. 하나 또는 그 이상의 무선 통신 디바이스들은 RFID 리더 및/또는 RFID 태그를 가지고 있을 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
도 2는 도 1의 무선 통신 디바이스들의 어느 것에도 사용될 수 있거나, 오디오 신호들이 송신되거나 수신되는 다른 어느 RF 어플리케이션을 위해서라도 무선 주파수 송수신기로 사용될 수 있는 무선 주파수 집적 회로(radio frequency integrated circuit:RFIC)의 개략적인 블록도이다. 상기 RFIC는 송신 음향 변환기(transmit acoustic transducer)(100), 디지털 변환 모듈(conversion module)(102), 송신 기저대역 모듈(104), 아날로그 변환 모듈(106), 상향 변환(up-conversion) 모듈(108), 전력 증폭기 회로(110), 저잡음 증폭기 회로(112), 하향 변환 모듈(114), 수신 기저대역 처리 모듈(115), 수신 음향 변환기 회로(116)를 포함한다.
상기 송신 음향 변환기 회로(100)(이의 실시예들은 도 3 및 도 4에 좀더 상세히 설명하기로 함)는 송신 사운드파들(118)을 송신 전기 신호들(120)로 변환하기 위해 결합된다. 상기 송신 사운드파들(118)은 사람의 연설 및/또는 공기를 통해 전달되는 파(wave)를 생성하는 다른 어떤 소스로부터 비롯되며, 상기 송신 음향 변환기 회로(110)내에서 기계적인 발진 신호를 유발한다. 상기 송신 음향 변환기 회로(100)는 상기 기계적인 발진 신호들을 상기 송신 전기 신호들(120)로 변환한다.
상기 디지털 변환 모듈(102)(이의 실시예들은 도 7 내지 도 10에서 좀더 상세히 설명하기로 함)은 상기 RFIC가 송신 모드일 때, 송신 전기 신호들(120)을 디지털 송신 오디오 신호들(122)로 변환하기 위해 결합된다. 상기 디지털 송신 오디오 신호들(122)은 PCM(pulse code modulation) A-law, PCM μ-law, 및 CVSD(continuous variable slope delta) 변조와 같은 하나 또는 그 이상의 인코딩 기법들에 따라 인코딩될 수 있다. 상기 RFIC는 송신/수신 모드 신호(124)를 통해 송신 모드일 수 있는데, 반듀플렉스(half duplex) 기법-상기 RFIC의 송신 경로 및 수신 경로가 무선 통신 자원(동일 RF 전송자 주파수를 이용하는 하나 또는 그 이상의 RF 채널들, 주파수 도약 기법 등)을 공유함-에 따라 송신 모드일 수 있거나, 전듀플렉스(full duplex) 기법-송신 경로가 수신 경로가 다른 무선 통신 자원을 이용 함-에 따라 송신 모드일 수 있다.
상기 송신 기저대역 처리 모듈(104)은 하나 또는 그 이상의 무선 통신 표준들에 따라 디지털 송신 오디오 신호들(122)을 디지털 송신 기저대역 또는 저 중간 주파수(intermediate frequency:IF) 신호들(126)로 변환하기 위해 결합된다. 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)에 대한 변환을 달성하기 위해, 상기 송신 기저대역 처리 모듈(104)은 상기 디지털 송신 오디오 신호들(122)에 대하여 하나 또는 그 이상의 송신기 함수들(transmitter functions)을 수행할 수 있다. 상기 송신기 함수들은 스크램블링(scrambling), 인코딩, 펑춰링(puncturing), 맵핑, 변조, 및/또는 디지털 기저대역에서 IF로의 변환을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 기저대역 또는 저 IF 송신 신호들(164)은 디지털 기저대역 신호들(예: 0 IF를 가지는) 또는 디지털 저 IF 신호들일 수 있는데, 여기에서 상기 저 IF 는 전형적으로 100㎑ 에서 수 ㎒의 주파수 범위에 있을 것이라는 것을 주목할 필요가 있다. 또한 상기 송신 기저대역 처리 모듈(104) 및 상기 수신 기저대역 처리 모듈(115)은 공유된 처리 디바이스, 개인 처리 디바이스들, 또는 복수의 처리 디바이스들을 이용하여 구현될 수 도 있으며, 연계된 메모리를 더 포함할 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다. 그러한 처리 디바이스는 마이크로프로세서, 마이크로 컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 유닛, FPGA(field programmable gate array), 프로그래머블 로직 디바이스, 스테이트 머신(state machine), 로직 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 조작 명령들에 근거하여 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조작할 수 있는 어떠한 디바이스일 수 도 있다. 상기 연계된 메모리는 단일 메모리 디바이스 또는 복수의 메모리 디바이스들일 수 있다. 그러한 메모리 디바이스는 롬(ROM:read only memory), 램(RAM:random access memory), 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 어떤 디바이스일 수 도 있다. 상기 처리 모듈(104 및/또는 106)이 스테이트 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 통해 하나 또는 그 이상의 자신의 함수들을 구현할 때, 상기 상응하는 조작 명령들을 저장하는 상기 메모리는 상기 스테이트 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 포함하는 상기 회로에 임베디드된다는 것을 주목할 필요가 있다.
상기 아날로그 변환 모듈(106)(이들의 실시예들은 도 11 내지 도 14에서 상세하게 설명하기로 함)은 상기 RFIC가 송신 모드에 있을 때, 상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)을 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)로 변환하기 위해 결합된다.
상기 상향 변환 모듈(108)은 송신 국부 발진 신호(local oscillation)(130)에 근거하여, 동상(in-phase) 성분들 및 직교(quadrature) 성분들을 포함하고 있는 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)을 상향 변환된 신호들(132)로 변환하기 위해 결합된다. 상기 상향 변환 모듈(108)은 직접 변환 모듈일 수 있는데, 상기 직접 변환 모듈내에서는 상기 송신 국부 발진 신호(130)는 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128) 및 상기 송신 RF 신호들(134)의 상기 전송자 주파수간의 차이에 대응한다. 이와 달리, 상기 상향 변환 모듈(108)은 수퍼헤 테로다인(superheterodyne) 모듈일 수 있는데, 상기 수퍼헤테로다인 모듈에서는 상기 송신 국부 발진 신호(130)는 상기 아날로그 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)을 중간 주파수 신호들로 변환하기 위한 제 1 발진 신호, 상기 중간 주파수 신호들을 상기 송신 RF 신호들(134)의 상기 전송자 주파수를 가지는 신호들로 변환하기 위한 제 2 발진 신호의 두 가지 발진 신호들을 포함한다. 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)이 동상 성분 및 직교 성분들을 포함할 때, 상기 송신 국부 발진 신호(130)는 동상 성분 및 직교 성분을 포함하여, 상기 송신 국부 발진 신호의 상기 직교 성분은 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)의 직교 성분들과 혼합되도록 하고, 상기 송신 국부 발진 신호의 동상 성분은 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)의 동상 성분과 혼합되도록 한다는 것을 주목할 필요가 있다.
상기 전력 증폭기 회로(110)는 상기 상향 변환된 신호들을 증폭하여 상기 송신 무선 주파수(radio frequency:RF) 신호들(134)을 생성하기 위하여 결합된다. 상기 전력 증폭기 회로(110)는 직렬, 병렬, 또는 그의 조합으로 결합된 하나 또는 그 이상의 전력 증폭기들 및/또는 하나 또는 그 이상의 사전증폭기들(pre-amplifiers)을 포함할 수 있다. 상기 전력 증폭기 회로(110)에 의해 제공되는 증폭은 요청되는 송신 전력 및 오프 칩(off-chip) 전력 증폭기가 사용되는지 여부에 달려있다. 상기 전력 증폭기 회로(110)는 공기 중 전송을 위해 상기 송신 RF 신호들(134)을 안테나 구조에 제공한다.
상기 안테나 구조는 상기 RFIC의 상기 수신 경로 및 상기 송신 경로를 위한 분리 안테나들을 포함하거나, 또는 상기 송신 및 수신 경로들이 송신/수신 스위치 및/또는 전환 밸룬(transformer balun)을 통해 안테나들을 공유할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 수신 및 송신 경로들은 다이버서티 안테나 구조를 공유할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 수신 및 송신 경로들은 각각 자신의 다이버서티 안테나 구조를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 수신 및 송신 경로들은 MIMO(multiple input multiple output) 안테나 구조를 공유할 수 있다. 이에 따라, 상기 RFIC에 결합되거나 집적화되는 상기 안테나 구조는 상기 무선 송수신기가 준수하는 특정 표준들에 좌우될 것이다.
상기 저잡음 증폭기(LNA:low noise amplifier)(112)는 수신 RF 신호들(136)을 증폭하여 증폭된 수신 RF 신호들(138)을 생성하기 위하여 결합된다. 상기 LNA 회로(112)는 이득 설정에 근거하여 상기 수신 RF 신호들(136)을 증폭하기 위해, 직렬, 병렬, 또는 그의 조합으로 결합된 하나 또는 그 이상의 증폭기들 및/또는 하나 또는 그 이상의 사전 증폭기들을 포함할 수 있다. 상기 이득 설정은 상기 수신 RF 신호들(136)의 상기 신호 세기 및 상기 수신 경로의 요구 동작 범위에 적어도 부분적으로 달려있다.
상기 하향 변환 모듈(114)은 수신 국부 발진 신호(140)에 근거하여 상기 증폭된 수신 RF 신호들(138)을 상기 하향 변환 신호들(142)로 변환하기 위해 결합된다. 상기 하향 변환 모듈(114)은 직접 변환 모듈일 수 있는데, 상기 직접 변환 모듈에서 상기 수신 국부 발진 신호(140)는 상기 하향 변환된 신호들(142)(예: 0 IF 또는 수 ㎒이하의 저 IF) 및 상기 수신 RF 신호들(136)의 상기 전송자 주파수간의 차이에 따라 대응한다. 이와 달리, 이와 달리, 상기 하향 변환 모듈(114)은 수퍼헤테로다인(superheterodyne) 모듈일 수 있는데, 상기 수퍼헤테로다인 모듈에서는 상기 수신 국부 발진 신호(140)는 상기 수신 RF 신호들(136)을 중간 주파수 신호들로 변환하기 위한 제 1 발진 신호, 상기 중간 주파수 신호들을 상기 하향 변환된 신호들(142)로 변환하기 위한 제 2 발진 신호의 두 가지 발진 신호들을 포함한다. LNA 회로(112)는 상기 하향 변환 모듈(114)에 상기 증폭된 수신 RF 신호들의 동상 성분들 및 직교 성분들을 제공한다는 것을 주목할 필요가 있다. 이 실례에서, 상기 수신 국부 발진 신호(140)는 동상 성분 및 직교 성분을 포함하여, 상기 수신 국부 발진 신호의 상기 직교 성분은 상기 증폭된 수신 RF 신호들(138)의 직교 성분들과 혼합되도록 하고, 상기 수신 국부 발진 신호(140)의 동상 성분은 상기 증폭된 수신 RF 신호들(138)의 상기 동상 성분과 혼합되도록 한다.
상기 디지털 변환 모듈(102)은 상기 RFIC가 수신 모드일 때, 상기 하향 변환된 신호들(142)을 디지털 수신 기저대역 또는 저 중간 주파수(IF:intermediate frequency) 신호들(144)로 변환한다. 상기 RFIC는 송신/수신 모드 신호(124)를 통해 수신 모드일 수 있는데, 반듀플렉스 기법-상기 RFIC의 송신 경로 및 수신 경로가 무선 통신 자원(동일 RF 전송자 주파수를 이용하는 하나 또는 그 이상의 RF 채널들, 주파수 도약 기법 등)을 공유함-에 따라 수신 모드이거나, 상기 RFIC가 전듀플렉스 기법-송신 경로가 수신 경로와 다른 무선 통신 자원을 이용함-를 지원할 때 상기 송신 모드와 동시에 수신 모드일 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
상기 수신 기저대역 처리 모듈(115)은 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(144)을 상기 디지털 수신 오디오 신호들(146)로 변환하기 위해 결합된다. 상기 디지털 수신 오디오 신호들(146)에 대한 변환을 달성하기 위해, 상기 수신 기저대역 처리 모듈(115)은 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(144)에 대한 하나 또는 그 이상의 수신기 함수들을 수행할 수 있다. 상기 수신기 함수들은 디지털 중간 주파수에서 기저대역으로의 변환, 변조, 디맵핑(demapping), 디코딩, 및/또는 디스크램블링(descrambling)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(144)은 디지털 기저대역 신호들(예: 0 IF) 또는 디지털 저 IF 신호들일 수 있는데, 여기에서 상기 저 IF는 전형적으로 100㎑에서 수 ㎒의 주파수 범위에 있을 것이다 라는 것을 주목할 필요가 있다.
상기 아날로그 변환 모듈(106)은 RFIC가 수신 모드에 있을 때, 상기 디지털 수신 오디오 신호들(146)을 수신 전기 신호들(148)로 변환한다. 그러한 변환은 PCM(pulse code modulation) A-law, PCM μ-law, 및 CVSD(continuous variable slope delta) 복조를 포함할 수 있는 하나 또는 그 이상의 디코딩 기법들을 이용하는 디코딩을 포함할 수 있다.
상기 수신 음향 변환기 회로(116)(이의 실시예들은 도 3 및 도 4에서 좀더 상세하게 설명하기로 함)는 상기 수신 전기 신호들(148)을 수신 사운드파들(150)로 변환하기 위해 결합된다. 상기 수신 사운드파들(150)은 상기 수신 전기 신호들(148)에 따른 상기 수신 음향 변환기 회로(116)내의 기계적 발진 신호들의 결과이다.
당업자의 평상의 기술을 가진자가 아는 바와 같이, 상기 RFIC는 단일 다이상 에 제작될 수 있으며, 통상의 집적회로 패키지(예: 볼 그리드 배열, 표면 실장)내에 위치할 수 있다. 이와 달리, 상기 RFIC는 단일의 통상 IC 패키지내에 위치하는 두 개의 다이들상에 제작될 수 있다. 일례로, 첫 번째 다이는 상기 송신 음향 변환기 회로(100), 상기 디지털 변환 모듈(102), 상기 송신 기저대역 처리 모듈(104), 상기 아날로그 변환 모듈(106), 상기 수신 기저대역 처리 모듈(115), 및 상기 수신 음향 변한기 회로(116)를 지지할 수 있고, 두 번째 다이는 상기 상향 변환 모듈(108), 상기 전력 증폭기 회로(110), 상기 저잡음 증폭기 회로(112), 및 상기 하향 변환 모듈(114)을 지지할 수 있다. 또 다른 형태, 상기 RFIC는 분리된 통상 IC 패키지에 위치하는 두 개의 다이들상에 제작될 수 도 있다.
도 3은 변환기(transducer)(160) 및 바이어스 회로(bias circuit)(162)를 포함하는 송신 음향 변환기 회로(100)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 상기 바이어스 회로(102)는 상기 변환기(160)에 대하여 요구되는 바이어스 레벨을 제공하기 위하여 상기 변환기(160)에 결합된다. 상기 변환기(160)는, 용량성 변환기(capacitive transducer), MEMs(microelectromechanical systems) 마이크로폰, 및/또는 플로팅 전극 용량성 마이크로폰(floating electrode capacitive microphone)일 수 있는데, 상기 바이어스 회로(162)에 의해 제공되는 바이어싱(biasing)에 근거하여 상기 송신 사운드 파들(118)을 상기 송신 전기 신호들(120)로 변환한다.
도 4는 복수의 변환기들(160-1 내지 160-n) 및 바이어스 회로(164)를 포함하는 송신 음향 변환기 회로(100)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 상기 복수의 변환기들(160-1 내지 160-n)은 병렬로 결합되거나, 어레이로 결합되거나, 또는 기능별로 분리되어 결합될 수 있다. 상기 복수의 변환기들(160-1 내지 160-n)이 병렬로 결합되는 경우, 상기 바이어스 회로(164)는 공통 바이어싱을 상기 변환기들에 제공하여 상기 변환기들이 상기 송신 사운드파들(118)을 상기 전기 신호들(120)로 변환하게 할 수 있다. 상기 복수의 변환기들(160-1 내지 160-n)이 어레이로 결합되는 경우, 상기 바이어스 회로(164)는 공통 바이어싱 또는 상기 어레이의 구조에 근거하는 바이어싱을 상기 변환기들에 제공하여 상기 변환기들이 상기 송신 사운드파들(118)을 상기 송신 전기 신호들(120)로 변환하게 한다. 상기 복수의 변환기들(160-1 내지 160-n)이 기능별로 결합되면, 상기 바이어스 회로(164)는 분리된 바이어싱을 상기 변환기들에 제공하여 상기 변환기들의 각각이 상기 송신 사운드 신호들(118)로부터 전기신호들을 생성하도록 하고, 상기 바이어스 회로는 상기 전기 신호들을 결합(combine)하여 상기 송신 전기 신호들(120)을 생성한다. 상기 변환기들(160-1 내지 160-n)은 MEMs(microelectromechanical systems) 마이크로폰, 및/또는 플로팅 전극 용량성 마이크로폰(floating electrode capacitive microphone)일 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
도 5는 변환기(170) 및 바이어스 회로(172)를 포함하는 수신 음향 변환기 회로(116)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 상기 바이어스 회로(172)는 상기 변환기(170)에 대하여 요구되는 바이어스 레벨을 제공하기 위하여 상기 변환기(170)에 결합된다. 상기 변환기(170)는, 용량성 변환기(capacitive transducer), MEMs(microelectromechanical systems) 스피커, 및/또는 플로팅 전극 용량 성(floating electrode capacitive) 스피커일 수 있는데, 상기 바이어스 회로(172)에 의해 제공되는 바이어싱(biasing)에 근거하여 상기 수신 전기 신호들(148)을 상기 수신 사운드파들(150)로 변환한다.
도 6은 복수의 변환기들(170-1 내지 170-n) 및 바이어스 회로(174)를 포함하는 수신 음향 변환기 회로(116)의 개략적인 블록도이다. 상기 복수의 변환기들(170-1 내지 170-n)은 병렬로 결합되거나, 어레이로 결합되거나, 또는 기능별로 분리되어 결합될 수 있다. 상기 복수의 변환기들(170-1 내지 170-n)이 병렬로 결합되는 경우, 상기 바이어스 회로(174)는 공통 바이어싱을 상기 변환기들에 제공하여 상기 변환기들이 상기 수신 전기 신호들(148)을 상기 수신 사운드파들(150)로 변환하게 할 수 있다. 상기 복수의 변환기들(170-1 내지 170-n)이 어레이로 결합되는 경우, 상기 바이어스 회로(174)는 공통 바이어싱 또는 상기 어레이의 구조에 근거하는 바이어싱을 상기 변환기들에 제공하여 상기 변환기들이 상기 수신 전기 신호들(148)을 상기 수신 사운드파들(150)로 변환하게 한다. 상기 복수의 변환기들(170-1 내지 170-n)이 기능별로 결합되면, 상기 바이어스 회로(174)는 분리된 바이어싱을 상기 변환기들에 제공하여 상기 변환기들의 각각이 상기 바이어스 회로(174)에 의한 제공되는 상기 수신 전기 신호들(148)로부터 상기 사운드파들을 생성한다. 상기 변환기들(170-1 내지 170-n)은 MEMs(microelectromechanical systems) 스피커, 및/또는 플로팅 전극 용량성(floating electrode capacitive)스피커들일 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
도 7은 멀티플렉서(176), 증폭기(170), 아날로그-디지털 변환 모듈(174), 멀 티플렉서(178), 및 오디오 인코딩 모듈(180)을 포함하는 디지털 변환 모듈(102)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 상기 멀티플렉서들(176, 178)은, 스위치들, 게이트들, 연결 노드들, 및/또는 멀티플렉서들일 수 있는데, 상기 송신/수신 모드 신호(124)의 상태(status)에 의해 제어된다. 상기 RFIC가 반듀플렉스 모드일 때, 상기 송신/수신 모드 신호(124)는 상기 송신 경로가 활성화되거나 상기 수신 경로가 활성화되는지의 여부에 따라 RFIC에 삽입될 수 있다. 이 일례에서, 멀티플렉서들(176, 178)은 연결 노드들-즉, RFIC 반듀플렉스 동작에 따라 하나의 라인이 활성화되면 다른 라인은 비활성화되는 전기적인 연결)로서 구현될 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
상기 RFIC가 송신 모드에 있을 때, 멀티플렉서(176)는 상기 송신 전기 신호들(120)을 상기 증폭기(170)에 제공한다. 증폭기(170)는 사전 설정된 이득 설정 또는 자동 이득 제어 설정에 따라 상기 송신 전기 신호들(120)을 증폭하여 증폭된 송신 전기 신호들(182)을 생성한다. 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(174)은, 하나 또는 그 이상의 아날로그-디지털 변환기들을 포함할 수 있는데, 상기 증폭된 송신 전기 신호들(182)을 송신 디지털 신호들(184)로 변환하기 위하여 결합된다. 멀티플렉서(178)는 상기 송신 디지털 신호들(184)을 오디오 인코딩 모듈(180)에 제공한다.
상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 상기 송신 기저대역 처리 모듈(104)로부터 분리된 처리 디바이스일 수 있으며, 상기 송신 기저대역 처리 모듈(104)과 처리 디바이스를 공유할 수 도 있고, 상기 송신 기저대역 처리 모듈(104)내에 있는 모듈일 수도 있다. 특정한 구현에 상관없이, 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 상기 송신 디지털 신호들(184)에 대한 하나 또는 그 이상 형태의 오디오 인코딩을 수행하여 상기 디지털 송신 오디오 신호들(122)을 생성한다. 그러한 인코딩은 A-law PCM(pulse code modulation), μ-law PCM , 및/또는 CVSD(continuous variable slope delta) 변조를 포함한다. 일실시예에서, 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 그것이 수행하는 오디오 인코딩의 특정한 형태를 가리키는 오디오 인코딩 선택 신호(188)를 수신하기 위한 입력을 포함한다.
상기 RFIC가 수신 모드에 있을 때, 멀티플렉서(176)는 상기 하향 변환된 신호들(142)을 증폭기(170)에 제공한다. 상기 증폭기(170)는 자동 이득 제어 설정에 따라 상기 하향 변환된 신호들(142)을 증폭하여 증폭된 하향 변환된 신호들(186)을 생성한다. 상기 하향 변환된 신호들(142)이 동상 성분들 및 직교 성분들을 포함하는 경우, 상기 증폭기(170)는 상기 동상 성분들을 증폭하기 위한 동상 증폭기(in-phase amplifier)와 상기 직교 성분들을 증폭하기 위한 직교 증폭기(quadrature amplifier)를 포함한다는 것을 주목할 필요가 있다.
상기 아날로그-디지털 변환 모듈(174)은 상기 증폭된 하향 변환된 신호들(186)을 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(144)로 변환한다. 상기 하향 변환된 신호들(142)이 동상 성분들 및 직교 성분들을 포함하는 경우, 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(174)은 상기 동상 성분들을 변환하기 위한 동상 아날로그-디지털 변환기와, 직교 성분들을 변환하기 위한 직교 아날로그-디지털 변환기를 포함한다. 멀티플렉서(178)는 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(142)을 상 기 수신 기저대역 처리 모듈(116)에 제공한다는 것을 주목할 필요가 있다.
도 8은 증폭기(170), 아날로그-디지털 변환(ADC) 모듈(174), 아날로그-디지털 변환 모듈(194), 및 오디오 인코딩 모듈(180)을 포함하는 디지털 변환 모듈(120)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 이 실시예에서, 상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 증폭기(170), ADC 모듈(174), 및 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 활성화되고, 반면에 상기 ADC 모듈(194)은 비활성화되며, 상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 상기 증폭기(170), ADC(174), 및 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 비활성화되고, 반면에 상기 ADC(194)는 활성화된다.
상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 증폭기(170)는 미리 설정된 이득 설정 또는 자동 이득 제어 설정에 따라 상기 송신 전기 신호들(120)을 증폭하여 증폭된 전기 신호들(182)을 생성한다. 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(174)은, 하나 또는 그 이상의 아날로그-디지털 변환기들을 포함할 수 있는데, 상기 증폭된 송신 전기 신호들(182)을 송신 디지털 신호들(184)로 변환하기 위해 결합된다. 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 상기 송신 디지털 신호들(184)에 대해 하나 또는 그 이상 형태의 오디오 인코딩을 수행하여 상기 디지털 송신 오디오 신호들(122)을 생성한다. 그러한 인코딩은 A-law PCM(pulse code modulation), μ-law PCM , 및/또는 CVSD(continuous variable slope delta) 변조를 포함한다. 일실시예에서, 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 그것이 수행하는 오디오 인코딩의 특정한 형태를 가리키는 오디오 인코딩 선택 신호(188)를 수신하기 위한 입력을 포함한다.
상기 RFIC가 수신 모드에 있을 때, 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(194)은 하향 변환된 신호들(142)을 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(144)로 변환한다. 상기 하향 변환된 신호들(142)이 동상 성분들 및 직교 성분들을 포함하는 경우, 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(184)은 동상 성분들을 변환하기 위한 동상 아날로그-디지털 변환기와 직교 성분들을 변환하기 위한 직교 아날로그-디지털 변환기를 포함한다는 것을 주목할 필요가 있다.
도 9는 증폭기(170), 아날로그-디지털 변환 모듈(174), 오디오 인코딩 모듈(180), 아날로그 디지털 변환 모듈(194), 증폭기(190) 또는 디지털 증폭기(196)를 포함하는 디지털 변환 모듈(102)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 이 실시예에서, 상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 증폭기(170), ADC 모듈(174) , 및 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 활성화되고, 반면에 ADC 모듈(194), 및 증폭기(190) 또는 디지털 증폭기(196)는 비활성화되며, 상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 증폭기(170), ADC 모듈(174), 및 오디오 인코딩 모듈(180)은 비활성화되고, 반면에 ADC 모듈(194) 및 증폭기(190) 또는 디지털 증폭기(196)는 활성화된다.
상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 증폭기(170)는 미리 설정된 이득 설정 또는 자동 이득 제어 설정에 따라 상기 송신 전기 신호들(120)을 증폭하여 증폭된 전기 신호들(182)을 생성한다. 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(174)은, 하나 또는 그 이상의 아날로그-디지털 변환기들을 포함할 수 있는데, 상기 증폭된 송신 전기 신호들(182)을 송신 디지털 신호들(184)로 변환하기 위해 결합된다. 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 상기 송신 디지털 신호들(184)에 대해 하나 또는 그 이상 형태의 오디오 인코딩을 수행하여 상기 디지털 송신 오디오 신호들(122)을 생성한 다. 그러한 인코딩은 A-law PCM(pulse code modulation), μ-law PCM , 및/또는 CVSD(continuous variable slope delta) 변조를 포함한다. 일실시예에서, 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 그것이 수행하는 오디오 인코딩의 특정한 형태를 가리키는 오디오 인코딩 선택 신호(188)를 수신하기 위한 입력을 포함한다.
상기 RFIC가 수신 모드에 있을 때, 상기 증폭기(190)는 상기 하향 변환된 신호들(142)을 증폭하여 증폭된 하향 변환된 신호들(186)을 생성한다. 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(194)은 증폭된 하향 변환된 신호들(186)을 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(144)로 변환한다. 상기 하향 변환된 신호들(142)이 동상 성분들 및 직교 성분들을 포함하는 경우, 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(194)은 동상 성분들을 변환하기 위한 동상 아날로그-디지털 변환기와 직교 성분들을 변환하기 위한 직교 아날로그-디지털 변환기를 포함한다는 것을 주목할 필요가 있다. 다른 실시예에서, 상기 아날로그-디지털 변환 모듈(194)은 상기 증폭된 하향 변환된 신호들(186)을 사전 증폭된(pre-amplified) 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환한다. 상기 디지털 증폭기(196)는 상기 사전 증폭된 디지털 수신 기저대역 및 저 IF 신호들을 증폭하여 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(144)을 생성한다.
도 10은 증폭기(170), 결합 모듈(combining module)(200), 아날로그-디지털 변환 모듈(174), 분리 모듈(separation module)(202), 및 오디오 인코딩 모듈(180)을 포함하는 디지털 변환 모듈(102)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 이 실시예에서, 상기 RFIC는 전듀플렉스 모드(즉, 수신 모드 및 송신 모드를 동시에 하는)에 있는데, 여기에서 상기 송신 경로는 상기 수신 경로와 다른 주파수를 사용한다.
이 실시예에서, 증폭기(170)는 미리 결정된 이득 설정 및/또는 자동 이득 제어 설정에 근거하여 상기 송신 전기 신호들(120)을 증폭하여 증폭된 송신 전기 신호들(120)을 생성한다. 상기 결합 모듈(200)은 상기 증폭된 송신 전기 신호들과 상기 하향 변환된 신호들(142)을 결합하여 결합된 신호들(204)을 생성한다. 예를 들면, 상기 결합 모듈(200)은 상기 증폭된 송신 전기 신호들(예:cos(αt))과 하향 변환된 신호들(예: cos(ωIFt)을 합하여(sum) 결합된 신호들(2cos1/2(αt + ωIFt)cos1/2(αt - ωIFt)=cos2αt - sin2ωIFt)을 생성하는 합산 모듈(summation module)일 수 있다. 상기 하향 변환된 신호들(142)이 동상 및 직교 성분들을 포함하는 경우, 상기 결합 모듈(200)은 상기 증폭된 송신 전기 신호들과 상기 동상 성분들 및/또는 상기 직교 성분들을 결합할 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
상기 아날로그-디지털 변환 모듈(174)은 상기 결합된 신호들(204)을 디지털 결합된 신호들로 변환한다. 상기 분리 모듈(202)은 상기 디지털 결합된 신호들을 상기 송신 디지털 신호들(184) 및 상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 ID 신호들(144)로 분리한다. 일실시예에서, 상기 분리 모듈(200)은 제 1 디지털 필터 및 제 2 디지털 필터를 포함할 수 있다. 상기 제 1 디지털 필터는 상기 결합된 신호들(204)의 상기 cos2αt을 통과시키는 반면 상기 결합된 신호들(204)의 sin2ωIFt을 실질적으로 감쇄시키도록 동조되고, 상기 제 2 디지털 필터는 상기 결합된 신호 들(204)의 sin2ωIFt을 통과시키는 반면 상기 결합된 신호들(204)의 상기 cos2αt을 실질적으로 감쇄시키도록 동조된다. 상기 분리 모듈(200)은 cosαt 및 sinωIFt를 획득하기 위하여 디지털 제곱근 함수(digital square root function)를 더 포함할 수도 있고, cosωIFt를 획득하기 위하여 sinωIFt를 위상 천이하기 위한 디지털 90°위상 천이모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 상기 송신 디지털 신호들(184)에 대하여 하나 또는 그 이상 형태의 오디오 인코딩을 수행하여 상기 디지털 송신 오디오 신호들(122)을 생성한다. 그러한 인코딩은 A-law PCM(pulse code modulation), μ-law PCM , 및/또는 CVSD(continuous variable slope delta) 변조를 포함한다. 일실시예에서, 상기 오디오 인코딩 모듈(180)은 그것이 수행하는 오디오 인코딩의 특정한 형태를 가리키는 오디오 인코딩 선택 신호(188)를 수신하기 위한 입력을 포함한다.
도 11은 오디오 디코딩 모듈(210), 멀티플렉서(216), 디지털-아날로그 변환 모듈(212), 멀티플렉서(218), 및 증폭기(214)를 포함하는 아날로그 변환 모듈(106)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 상기 멀티플렉서들(216, 218)은, 스위치들, 게이트들, 연결 노드들, 및/또는 멀티플렉서들일 수 있는데, 상기 송신/수신 모드 신호(124)의 상태(status)에 의해 제어된다. 상기 RFIC가 반듀플렉스 모드일 때, 상기 송신/수신 모드 신호(124)는 상기 송신 경로가 활성화되거나 상기 수신 경로가 활성화되는지의 여부에 따라 RFIC에 삽입될 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다. 이 일례에서, 멀티플렉서들(216, 218)은 연결 노드들-즉, RFIC 반듀플렉스 동 작에 따라 하나의 라인이 활성화되면 다른 라인은 비활성화되는 전기적인 연결-로서 구현될 수 있다.
상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 상기 오디오 디코딩 모듈(210)은, A-law 펄스 코드 복조(pulse code demodulation), μ-law 펄스 코드 복조 , 및/또는 CVSD(continuous variable slope delta) 복조일 수 있는 오디오 디코딩 기법에 따라 상기 디지털 수신 오디오 신호들(146)을 디코딩한다. 일실시예에서, 상기 오디오 디코딩 모듈(210)은 수행되는 오디오 디코딩의 특정 형태를 가리키는 오디오 선택 신호(212)를 수신하기 위한 입력을 포함한다. 상기 오디오 디코딩 모듈(210)은 상기 수신 기저대역 처리 모듈(116)로부터 분리된 처리 디바이스일 수 있으며, 상기 수신 기저대역 처리 모듈(116)과 처리 디바이스를 공유할 수 도 있고, 상기 수신 기저대역 처리 모듈(116)내에 있는 모듈일 수도 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
수신 모드에서, 멀티플렉서(216)는 상기 오디오 디코딩 모듈(210)로부터 상기 디코딩된 수신 오디오 신호들을 상기 디지털-아날로그 변환(DAC) 모듈(212)에 제공한다. 상기 DAC 모듈(212)은 상기 디코딩된 수신 오디오 신호들을 아날로그 디코딩된 오디오 신호들로 변환하기 위하여 하나 또는 그 이상의 디지털-아날로그 변환기들을 포함할 수 있다. 상기 증폭기(214)는 사전 결정된 이득 설정 및/또는 자동 이득 제어 설정에 따라 상기 아날로그 디코딩된 오디오 신호들을 증폭하여 상기 수신 전기 신호들(148)을 생성한다.
상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 멀티플렉서(216)는 상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)을 DAC 모듈(212)에 제공한다. 상기 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)은 동상 성분들 및 직교 성분들을 포함할 수 있다. 그러한 일례에서, DAC 모듈(212)은 상기 동상 성분들을 위한 하나와 상기 직교 성분들을 위한 다른 하나의 두 디지털-아날로그 변환기들을 포함한다. 일단, 변환되면, 멀티플렉서(218)는 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(218)을 상향 변환 모듈(106)에 제공한다. 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)은 멀티플렉서(218)의 전 또는 후에서 증폭되거나 필터링될 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
도 12는 오디오 디코딩 모듈(210), 멀티플렉서(216), 디지털-아날로그 변환 모듈(212), 멀티플렉서(218), 및 증폭기(214)를 포함하는 아날로그 변환 모듈(106)의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 이 실시예는 증폭기(214)가 DAC 모듈(212)에 결합되고, 그 증폭기(214)의 출력이 멀티플렉서(218)에 입력을 제공하는 것을 제외하고 도 11의 실시예와 유사하다.
도 13은 오디오 디코딩 모듈(210), DAC 모듈(212), 증폭기(214), 및 제 2 DAC 모듈(222)을 포함하는 아날로그 변환 모듈의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 이 실시예에서, 상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 오디오 디코딩 모듈(210), DAC 모듈(212), 및 증폭기(214)는 활성화되고, 반면에 DAC 모듈(222)은 비활성화되며, 상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 오디오 디코딩 모듈(210), DAC 모듈(212), 및 증폭기(214)는 비활성화되고, 반면에 DAC 모듈(222)은 활성화된다.
상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 상기 오디오 디코딩 모듈(210)은, A- law 펄스 코드 복조(pulse code demodulation), μ-law 펄스 코드 복조, 및/또는 CVSD(continuous variable slope delta) 복조일 수 있는 오디오 디코딩 기법에 따라 상기 디지털 수신 오디오 신호들(146)을 디코딩한다. 일실시예에서, 상기 오디오 디코딩 모듈(210)은 수행되는 오디오 디코딩의 특정 형태를 가리키는 오디오 선택 신호(212)를 수신하기 위한 입력을 포함할 수 있다. 상기 DAC 모듈(212)은 상기 디코딩된 수신 오디오 신호들을 아날로그 디코딩된 오디오 신호들로 변환하기 위하여 하나 또는 그 이상의 디지털-아날로그 변환기들을 포함할 수 있다. 상기 증폭기(214)는 사전 결정된 이득 설정 및/또는 자동 이득 제어 설정에 따라 상기 아날로그 디코딩된 오디오 신호들을 증폭하여 상기 수신 전기 신호들(148)을 생성한다.
상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, DAC 모듈(222)은 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)을 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)로 변환한다. 상기 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)은 동상 성분들 및 직교 성분들을 포함할 수 있다. 그러한 일례에서, DAC 모듈(212)은 상기 동상 성분들을 위한 하나와 상기 직교 성분들을 위한 다른 하나의 두 디지털-아날로그 변환기들을 포함한다.
도 14는 오디오 디코딩 모듈(210), DAC 모듈(212), 증폭기(214), 및 제 2 DAC 모듈(222), 증폭기(224) 또는 디지털 증폭기(226)를 포함하는 아날로그 변환 모듈의 일실시예의 개략적인 블록도이다. 이 실시예에서, 상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 오디오 디코딩 모듈(210), DAC 모듈(212), 및 증폭기(214)는 활성 화되고, 반면에 DAC 모듈(222), 증폭기(224), 및 디지털 증폭기(226)는 비활성화되며, 상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 오디오 디코딩 모듈(210), DAC 모듈(212), 및 증폭기(214)는 비활성화되고, 반면에 DAC 모듈(222), 증폭기(224), 및 디지털 증폭기(226)는 활성화된다.
상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 상기 오디오 디코딩 모듈(210)은, A-law 펄스 코드 복조(pulse code demodulation), μ-law 펄스 코드 복조, 및/또는 CVSD(continuous variable slope delta) 복조일 수 있는 오디오 디코딩 기법에 따라 상기 디지털 수신 오디오 신호들(146)을 디코딩한다. 일실시예에서, 상기 오디오 디코딩 모듈(210)은 수행되는 오디오 디코딩의 특정 형태를 가리키는 오디오 선택 신호(212)를 수신하기 위한 입력을 포함할 수 있다. 상기 DAC 모듈(212)은 상기 디코딩된 수신 오디오 신호들을 아날로그 디코딩된 오디오 신호들로 변환하기 위하여 하나 또는 그 이상의 디지털-아날로그 변환기들을 포함할 수 있다. 상기 증폭기(214)는 사전 결정된 이득 설정 및/또는 자동 이득 제어 설정에 따라 상기 아날로그 디코딩된 오디오 신호들을 증폭하여 상기 수신 전기 신호들(148)을 생성한다.
상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, DAC 모듈(222)은 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)을 사전 증폭된 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환한다. 일실시예에서, 증폭기(224)는 상기 사전 증폭된 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 증폭하여 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)을 생성한다. 다른 실시예에서, 디지털 증폭기(226)는, 신호들을 상기 아날 로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(128)로 변환하는 DAC 모듈(222) 앞에서 상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)을 증폭한다.
도 15는 송신 음향 변환기 회로(100), 디지털 변환 모듈(240), 송신 기저대역 처리 모듈(104)을 포함하는 무선 송신기 집적회로의 개략적인 블록도이다. 이 실시예에서, 송신 음향 변환기 회로(100)는 송신 사운드파들(118)을 송신 전기 신호들(120)로 변환한다. 디지털 변환 모듈(240)은, 도 8 및 도 9의 증폭기(170), 아날로그-디지털 변환 모듈(174), 및 오디오 인코딩 모듈을 통해 구현될 수 있는데, 상기 송신 전기 신호들(120)을 상기 디지털 송신 오디오 신호들(240)로 변환한다.
상기 송신 기저대역 처리 모듈(104)은 디지털 송신 오디오 신호들(122)을 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들(126)로 변환한다. 상기 무선 송신기 집적회로는 도 13 및 도 14의 DAC 모듈(222), 상향 변환 모듈(108), 및/또는 전력 증폭기 회로(110)를 포함할 수 있는 아날로그 변환 모듈을 더 포함할 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
도 16은 디지털 변환 모듈(248), 수신 기저대역 처리 모듈(115), 아날로그 변환 모듈(244), 수신 음향 변환기 모듈(116)을 포함하는 무선 수신기 집적회로의 블록도이다. 상기 디지털 변환 모듈(248)은, 도 8 및 도 9의 ADC 모듈(194)을 통해 구현될 수 있는데, 상기 하향 변환된 신호들(142)을 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들(144)로 변환한다. 상기 디지털 변환 모듈(248)은 증폭기(190) 및/또는 디지털 증폭기(196)를 더 포함할 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
상기 수신 기저대역 처리 모듈(115)은 디지털 수신 기저대역 및 저 IF 신호 들(144)을 상기 디지털 수신 오디오 신호들(146)로 변환한다. 상기 아날로그 변환 모듈(244)은, 도 13 및 도 14의 오디오 디코딩 모듈(210), DAC 모듈(212), 증폭기(214)를 통해 구현될 수 있는데, 상기 디지털 수신 오디오 신호들(146)을 상기 수신 전기 신호들(148)로 변환한다. 상기 수신 음향 변환기 회로(116)는 상기 수신 전기 신호들(148)을 수신 사운드파들(150)로 변환한다. 상기 무선 수신기 집적회로는 하향 변환 모듈(114) 및 저잡음 증폭기 회로(112)를 더 포함할 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있듯이, "실질적으로(substantially)" 또는 "근사적으로(approximately)"와 같은 용어는, 본 명세서에서 사용되었을 수 있는데, 명세서 내의 관련된 표현에 대해 업계에서 용인되는 정도의 관용도(tolerance)를 부여하며, 또 항목들 사이에 상대적 관계를 제공할 수 있다. 이러한 업계에서 용인되는 정도의 관용도란 1 퍼센트보다 작은 정도에서 50 퍼센트에 이를 수 있는 것으로서, 부속품의 각종 수치들, 집적 회로 공정의 변화량, 온도 변화량, 상승 또는 하강 시간, 열잡음 등이 이에 해당하는데, 이런 것들에 한정되지는 않는다. 항목들 간의 상대적 관계는 몇 퍼센트의 차이 정도에서 몇 배 수준의 차이(magnitude differences)에 이를 수 있다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 또한 이해할 수 있듯이, "결합된(coupled to)" 또는 "결합하는(coupling)"과 같은 용어는, 본 명세서에서 사용되었을 수 있는데, 개체들(items) 사이의 직접 결합과, 중간 개재 개체(intervening item)(구성 성분(component), 요소(element), 회로 또는 모듈 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다)를 통해 개체들 사이를 간접적으로 결합하는 것을 포함한다. 이때, 간접적 결합의 경우에, 중간 개재 개체는 어떤 신호가 갖는 정보를 변경하지는 않지만, 그 신호의 전류 레벨, 전압 레벨, 또는 전력 레벨 등을 조절할 수는 있다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 역시 이해할 수 있듯이, 추론적 결합(inferred coupling, 즉 어떤 요소가 추론(inference)에 의해 다른 요소에 결합되는 경우)도 "결합된" 경우와 동일한 방법으로 두 요소들 사이를 직접적으로 및 간접적으로 결합하는 것을 포함한다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 또한 이해할 수 있듯이, "~할 수 있는(operable to)"이라는 표현은, 이 명세서에서 사용되었을 수 있는데, 이는 어떤 개체가 하나 또는 그 이상의 상관된 기능들을 수행하도록 하나 또는 그 이상의 전력 연결, 입력(들), 출력(들) 등을 포함하며, 추가로 하나 또는 그 이상의 다른 개체들과 추론적으로 결합되는 것을 더 포함할 수 있다는 것이다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 또한 이해할 수 있듯이, "~과 연계된(associated with)"이라는 표현은, 이 명세서에서 사용되었을 수 있는데, 이는 분리된 개체들의 직접 또는 간접적인 결합 관계와, 한 개체가 다른 개체 내부에 내장되어 있는 관계를 포함한다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 또한 이해할 수 있듯이, "유리한 것으로 비교되다(compares favorably)"는 표현은, 이 명세서에서 사용되었을 수 있는데, 이는 바람직한 상호 관계를, 둘 또는 그 이상의 요소들, 개체들, 신호들 등 사이의 비교가 제공함을 뜻한다. 예를 들어, 신호 1이 신호 2에 비해 더 큰 크기를 갖는 것이 원하는 상호 관계이라면, 신호 1의 크기가 신호 2의 크기보다 크다고 할 경우나, 신호 2의 크기가 신호 1의 크기보다 작다고 할 경우에 유리한 비교가 이뤄질 수 있다.
본 발명은 지금까지 특정된 기능들의 수행 및 이들 사이의 관계들을 예시한 방법 단계들을 이용하여 위와 같이 설명되었다. 이러한 기능적인 구성 블록들 및 방법 단계들의 경계 및 순서(boundaries and sequences)는 설명의 편의를 위해 임의적으로 설명되었다. 이러한 특정 기능들 및 이들 사이의 관계들이 적절하게 수행되는 한, 그와 다른 경계 및 순서도 정의될 수 있다. 그러한 어떠한 다른 경계 또는 순서들도 청구 범위에 기재된 발명의 영역 및 사상 내에 포함된다.
본 발명은 또한 몇몇 중요 기능들의 수행을 예시한 기능적인 구성 블록들을 이용하여 위와 같이 설명되었다. 이러한 구성 블록들의 경계는 설명의 편의를 위해 임의적으로 정의되었다. 상기 중요 기능들이 적절히 수행되는 한, 이와 다른 경계도 정의될 수 있다. 유사하게, 순서도의 블록들도 역시 중요한 기능(functionality)을 예시하기 위해 정의되었다. 순서도 블록의 경계들 및 순서는 다른 식으로 정의되었어도 여전히 그러한 중요한 기능을 수행할 수 있을 것이다. 기능적인 구성 블록들과 순서도 블록들 및 순서들의 다른 형태의 정의는 따라서 청구 범위에 기재된 발명의 영역 및 사상 내에 포함된다. 당해 기술 분야의 통상의 기술을 가진 자는 또한 이러한 기능적 구성 블록들 및 이 명세서에 있는 그 밖의 예시적인 블록들, 모듈 및 구성품은, 예시된 대로 구현되거나, 또는 개별 부품, 주문형 집적 회로(application specific integrate circuits, ASIC), 적절한 소프트웨어나 이와 유사한 것을 실행하는 프로세서들, 또는 이들의 조합들에 의해 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 송수신기의 개략적인 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 송신 음향 변환기 회로의 다양한 실시예들의 개략적인 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 수신 음향 변환기 회로의 다양한 실시예들의 개략적인 블록도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 디지털 변환 모듈의 다양한 실시예들의 개략적인 블록도이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 아날로그 변환 모듈의 다양한 실시예들의 개략적인 블록도이다.
도 15는 본 발명에 따른 무선 송신기 집적회로의 개략적인 블록도이다.
도 16은 본 발명에 따른 무선 수신기 집적회로의 개략적인 블록도이다.

Claims (10)

  1. 무선 주파수 집적회로(radio frequency integrated circuit:RFIC)로서,
    송신 사운드파들을 송신 전기 신호들로 변환하기 위해 결합된 송신 음향 변환기 회로;
    상기 RFIC가 송신 모드에 있는 경우, 상기 송신 전기 신호들을 디지털 송신 오디오 신호들로 변환하고, 상기 RFIC가 수신 모드에 있는 경우, 하향 변환된 신호들을 디지털 수신 기저대역 또는 저(low) 중간(intermediate frequency:IF) 신호들로 변환하기 위해 결합된 디지털 변환 모듈;
    상기 디지털 송신 오디오 신호들을 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하기 위해 결합된 송신 기저대역 처리 모듈;
    상기 RFIC가 상기 송신 모드에 있는 경우, 상기 디지털 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들로 변환하고, 상기 RFIC가 상기 수신 모드에 있는 경우, 디지털 수신 오디오 신호들을 수신 전기 신호들로 변환하기 위해 결합된 아날로그 변환 모듈;
    송신 국부 발진에 근거하여, 상기 아날로그 송신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상향 변환된 신호들로 변환하기 위해 결합된 상향 변환 모듈;
    상기 상향 변환된 신호들을 증폭하여 송신 무선 주파수(radio frequency: RF) 신호들을 생성하기 위해 결합된 전력 증폭기;
    수신 RF 신호들을 증폭하여 증폭된 수신 RF 신호들을 생성하기 위해 결합된 저잡음 증폭기;
    수신 국부 발진에 근거하여, 상기 증폭된 수신 RF 신호들을 상기 하향 변환된 신호들로 변환하기 위해 결합된 하향 변환 모듈;
    상기 디지털 수신 기저대역 또는 저 IF 신호들을 상기 디지털 수신 오디오 신호들로 변환하기 위해 결합된 수신 기저대역 처리 모듈; 및
    상기 수신 전기 신호들을 수신 사운드파들로 변환하기 위해 결합된 수신 음향 변환기 회로를 포함하는 무선 주파수 집적회로.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 송신 음향 변환기 회로는,
    변환기; 및
    상기 변환기에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 변환기는, 상기 바이어스 회로에 의해 제공된 바이어싱에 근거하여, 상기 송신 사운드파들을 상기 송신 전기 신호들로 변환하는 무선 주파수 집적회로.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 변환기는,
    용량성 변환기(capacitive transducer);
    MEMs(microelectromechanical systems) 마이크로폰;
    플로팅 전극 용량성 마이크로폰(floating electrode capacitive microphone)중 적어도 하나를 포함하는 무선 주파수 집적회로.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 송신 음향 변환 회로는,
    복수의 변환기들; 및
    상기 복수의 변환기들에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 복수의 변환기들은, 상기 바이어스 회로에 의해 제공된 바이어싱에 근거하여, 상기 송신 사운드파들을 상기 송신 전기 신호들로 변환하는 무선 주파수 집적회로.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 수신 음향 변환기 회로는,
    변환기; 및
    상기 변환기에 결합된 바이어스 회로를 포함하되, 상기 변환기는, 상기 바이어스 회로에 의해 제공된 바이어싱에 근거하여, 상기 수신 전기 신호들을 상기 수신 사운드파들로 변환하는 무선 주파수 집적회로.
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