TW200931819A - Dual band radio frequency transmitter - Google Patents
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Description
200931819 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係關於射頻通信。更特定言之,本發明係 關於一種雙頻帶射頻發射器。 【先前技術】 用於諸如蜂巢式電話之無料信器件之技術的進步使得 ‘㈣在維持或改良ϋ件之效能標準的㈣減低器件之諸如 ❹ 成本、尺寸、重量及功率之特性’進而改良器件之可攜 性,達到現在常常將該等器件用作對習知陸線電話 之程度。 ' -種減低無線通信器件之成本及尺寸之有效方法係將同 一組件用於n件的-個以上功能^此方法可被稱為增加組 件整合或電路重複使用(reuse)。 ❹ 雖然該等進步已改良器件之可攜性,但是器件之消費者 繼續需求器件的更多功能及服務。舉例而言,器件之製造 商已開發出在兩個或兩個以上頻帶(亦即,多個頻帶 如,兩個頻帶)中操作以允許器件在具有一個以上通^ 路之環境内操作的器件。舉例而言,在兩個頻帶中料之 蜂巢式電話可被稱為雙頻帶蜂巢式電話。 一種具有一個以上通信網路之例示性環境為根據在具有 約850 MHz之載波頻率的頻帶中操作之被稱為分碼多重存 取(CDMA)的標準及在具有約195〇 MHz之载波頻率之頻帶 申操作之被稱為個人通信系統(PCS)的標準而操作之蜂巢 式通信網路。另一種例示性環境為根據在具有用於標準 135291.doc 200931819 GSM之約900 MHz之載波頻率的頻帶中操作之被稱為 GSM(全球行動通㈣統)的標準及纟具有用於⑽i : 約1800 MHz之載波頻率之頻帶中操作的被稱為數位通信系 統(DCS)之標準而操作之蜂巢式通信網路。通信網路中之 . 標準(數位或類比)之組合之各種其他實例為已知或可能 的。 w 為了使通信發生,無線通信器件發射並接收信號。發射 器(其與收發器分離或為收發器之部分)發射用於益線通p °时之信號。發射器通常接受由器件内部產生之用= 之基頻信號。基頻信號可呈數位信號之形式,其被稱為複 合信號,諸如同相⑴及正交相位(Q)信號。通常,發射器 隨後執行基頻信號之數位至類比轉換、頻率調變及功率放 大之形式。 在一個以上頻帶中操作之無線通信器件需要在每一頻帶 中發射信號,進而要求一個以上發射功能。舉例而言此 ❹ 可能要求對於數位至類比轉換、頻率調變及功率放大中的 每一功能具有一個以上獨立功能。詳言之,舉例而言,可 藉由兩個獨立的發射信號路徑(一個用於高頻帶發射器(例 - 如,i95〇 MHz)且另一個用於低頻帶發射器(例如,850 k MHZ))來實施雙頻帶發射器。然而,兩個獨立的發射信號 路徑增加了無線通信器件支援雙頻帶能力所需之成本及尺 寸(例如,積體電路晶粒面積)。 無線通信器件之技術的進步使得能夠在維持或改良器件 的效能標準的同時減低雙頻帶發射器之成本及尺寸,例 135291.doc 200931819 如’如圖1及圖2中所示。圖1及圊2分別說明根據先前技術 之第一雙頻帶射頻(RF)發射器1〇〇及第二雙頻帶射頻(RF) 發射器200之方塊圖表示。 在圖1中’雙頻帶RF發射器1〇〇包括基頻濾波器1〇2、壓 . 控振蘯器(VC0) 1〇8、局部振盪器(LO)緩衝器110、兩個分頻
器112(除以4)及114(除以2)、兩個混頻器104及106、兩個 RF可變增益放大器(VGA) 116及124、兩個變壓器118及 126、兩個驅動器放大器(DA) 120及128,以及兩個RF SAW 〇
濾波器122及130。圖1從在使用180奈米CMOS半導體製造 製程之積體電路晶粒上兩個混頻器1 〇4及1 06、兩個RF VGA 116及124以及兩個DA 120及128中之每一者所需要之 寬度及長度(w/L)的角度來描述該面積。舉例而言,基頻 濾波器102、VCO 108、LO緩衝器110、分頻器ι12(除以 4)、混頻器 104、RF VGA 116、變壓器 118、DA 120及 RF SAW濾波器122提供用於經組態以在蜂巢式頻帶中產生發 ❹ 射信號之第一發射路徑之元件。舉例而言,基頻渡波器 102、VCO 108、LO緩衝器110、分頻器114(除以2)、混頻 器 106、RF VGA 124、變壓器 126、DA 128及RF SAW遽波 , 器130提供用於經組態以在PCS頻帶中產生發射信號之第二 發射路徑之元件。基頻滤波器102、VCO 108及LO緩衝器 110為第一發射路徑及第二發射路徑中之每一者所共有, 且被重複用於第一發射路徑及第二發射路徑中之每一者, 進而減低此等共同元件之積體電路晶粒面積及相關聯的成 本。 13 5291,doc 200931819
在圖2中’雙頻帶RF發射器200包括基頻濾波器1〇2、 VCO 108、LO緩衝器11〇、兩個分頻器112(除以4)及114(除 以2)、緩衝器132、一個混頻器1〇4、一個RF VGA 116、兩 個變壓器118及126、兩個DA 120及128,以及兩個RF SAW . 濾波器122及130。圖2從在使用180奈米CMOS製程之積體 電路晶粒上混頻器1〇4、RF VGA 116以及兩個DA 120及 128令之每一者所需要之寬度及長度(W/L)的角度來描述該 面積。舉例而言’基頻濾波器102、VCO 108、LO緩衝器 Ο 110、分頻器112(除以4)、緩衝器132、混頻器104、VGA 116、變壓器118、DA 120及RF SAW濾波器122提供用於經 組態以在蜂巢式頻帶中產生發射信號之第一發射路徑之元 件。舉例而言,基頻濾波器102、VCO 108、LO緩衝器 11〇、分頻器114(除以2)、緩衝器132、混頻器104、VGA 116、變壓器126、DA 128及RF SAW濾波器130提供用於經 組態以在PCS頻帶中產生發射信號之第二發射路徑之元 ❹ 件。基頻濾波器102、VCO 108及LO緩衝器11〇、緩衝器 132、混頻器1〇4及VGA 116為第一發射路徑及第二發射路 徑中之每一者所共用,且被重複用於第一發射路徑及第二 發射路徑中之每一者’進而節省此等共同元件之積體電路 晶粒面積及相關聯的成本。因此,圖2中之雙頻帶發射器 200藉由添加比所減低之積體電路晶粒面積及相關聯的成 本小得多的緩衝器132之積體電路晶粒面積及相關聯的成 本來減低在圖1中之雙頻帶發射器1〇〇中所使用之混頻器 106及VGA 124所需要之積體電路晶粒面積及相關聯的成 135291.doc •10- 200931819 本0 因此’希望在繼續維持或改良效能的同時繼續相比對於 圖1及圖2中分別*示之雙頻帶發射器_及·所描述的在 更大程度上減低雙頻帶發射器所需要之積體電路晶粒面積 及相關聯的成本。 【發明内容】
本發明提供一種無線通信器件、一種射頻積
❹ 種射頻發射器、一種方法、一種裝置及/或一種系統。該 裝置可包括執行該方法之資料處理系統,及储存當在資料 處理系統上執行時使該資料處理系統執行該方法之可執行 應用程式的電腦可讀媒體。 根據本發明之一個態樣,發射器包括變壓器及變壓器調 諧電路。變廢器將差動射頻(RF)信號轉換成單端汉?信號。 變壓器調諧電路調諧變壓器以允許發射器在第一頻帶(例 如,蜂巢式頻帶)或不同於第一頻帶之第二頻帶(例如, PCS頻帶)中發射單端RF信號。 本發明之此等及其他態樣將自隨附圖式及以下實施方式 顯而易見。 【實施方式】 本發明之態樣係以實例說明之且不限於隨附圖式之諸 圖’其中相同參考數字表示對應之元件。 以下描述及圖式係說明本發明的,且不應將其解釋為限 制本發明。描述了眾多具體細節以提供對本發 解。然而,在某些個例中,並未描述熟知或習知細節以便 135291.doc 200931819 本發明之描述悔㈣懂。本發明中對—個實施例或 列之引用未必針對同—實施例,且此 或多個實施例。 。括 圖3說明根據本發明之—個態樣之無線通信器件遍的方 塊圖表示。器件300可為任何類型之器件,諸如,蜂巢式 電話’其另外被稱為行動電話、手機、無線電電話、可攜 式電話、行動台、無繩電話等。器件3〇〇可使用任何類型
之使用包括(例如)射頻及紅外頻率之頻譜之任何部分的益 線技術。 通常,器件300根據一或多個通信標準或協定(諸如)經 由一或多個基地台(BS)(未圖示)與通信,網路(未圓示)通_ 以與其他無線通信器件或其他器件(諸如陸線電話、電 腦、伺服器等)通信,但可在不通過通信網路之情況下與 其他無線通信器件直接通信。儘管本文中提出之實例係關 於特定通信標準或協定,但是本發明之原理—般可適用於 任何形式的無線通信。通信標準或協定指代任何標準或協 定,諸如 CDMA、TDMA、FDMA、GSM、PCS 或其組合。 器件300可為固定的(亦即,靜止的)及/或行動的(亦即, 可攜的)。器件300可以多種形式來實施,其包括(但不限 於)以下各物中之一或多者:蜂巢式電話、個人電腦 (pc)、桌上型電腦、膝上型電腦、工作站、小型電腦、大 型電腦、超級電腦、基於網路之器件、資料處理器、個人 數位助理(PDA)、智慧卡、尋呼機及手錶。 器件300包括控制器302、發射器3〇4、接收器306、記憶 135291.doc 12 200931819 。在無線通信器件中通常會發現其 可包括(例如)天線、電源及全球定 控制器3〇2(其另外被稱為處理器)藉由向發射器304、接 :器3〇6、記憶體则及使用者介面3iq提供控制信號來控 制此“件之功能q制器加可回應於接收來自此等元 件中之一或多者之輸入信號而提供控制信號。發射器304 ❹ 將通信信號發射至BS接收器(未圖示)。接收器3〇6接收來 自BS發射器(未圖示)之通信信號。 發射器304及接收器306一起提供分別用於執行處理在通 信鏈路上發射與接收之通信信號所需要之功能的收發器。 通L鏈路(其另外被稱為通信頻道或通信路徑)通常為至諸 如一或多個基地台(未圖示)之另一組件之射頻通信鏈路。 0 體308及使用者介面31〇 他元件,其未圖示,但 位接收器。 圮憶體308表示任何類型之資料儲存器件,諸如電腦記 憶體器件或其他有形或電腦可讀储存媒體。記憶體器件表 示視器件300之特定實施而位於一或多個位置處且實施為 一或多種技術之一或多個記憶體器件。另外,記憶體3〇8 可為可由控制器302讀取之任何類型且能夠儲存體現一過 程之資料及/或一系列指令。記憶體器件之實例包括(但不 限於)RAM、ROM、EPROM、EEPR0M、PR〇M、碟片(硬 碟或軟碟)、CD-ROM、DVD、快閃記憶體等。 使用者介面310可進一步提供資料輸入器件及資料輸出 器件(均未圖示)。資料輸入器件通常回應於自使用者手動 接收輸入資料或自另一電子器件自動接收輸入資料而將資 135291.doc -13- 200931819 料提供至控制器302。對於手動輸入,資料輸入器件可 鍵盤及滑鼠,但亦可為(例如)觸控螢幕、小鍵盤或麥克風 及語音識別應用程式。 貝料輸出器件通常提供來自控制器之資料以供使用者或 • 卜電子器件使用。對於向使用者之輸出,舉例而言,資 . 肖輸出器件可為回應於自控制器3G2接收顯示信號而產生 一或多個顯示影像之顯示器,但亦可為揚聲器或印表機。 〇 顯示影像之實例包括(例如)文字、圖形、視訊、照片、影 像、圖、圖表、表格、數字等。 圖4說明根據本發明之一個態樣的由控制器3〇2控制之發 射器304的方塊圖表示。發射器3〇4經實施為雙頻帶發射 器。 舉例而δ,發射器304之一部分經實施為射頻積體電路 (RFIC)402。RHC 402包括一基頻(ΒΒ)可變增益放大器 (VGA)404、一基頻濾波器 102、一 VCO 108、一 LO 緩衝器 〇 110、兩個分頻器112(除以4)及114(除以2)、一緩衝器 132、一個混頻器J04、一個RF VGA 116、一個變壓器 118、一變1器調諧電路422及423、一個驅動器放大器 . 120、一具有調諧427之輸出匹配網路426,以及兩個RF開 .關428及430。個別地,作為獨立元件,rFIC 4〇2中之元件 中之每一者的功能在此項技術中係熟知的。將此等元件整 合於積體電路中允許以更少成本及更小尺寸來製造器件 3 00。或者,在圖4中展示為在rFIc 402内部之一或多個元 件可實施於RFIC 402外部。 13529〗.doc 14 200931819 在RFIC 402外部,發射器304進一步包括一個數位至類 比轉換器(DAC) 406、兩個RF SAW濾波器122及130、兩個 功率放大器(PA) 440及450、兩個功率耦合器442及452、兩 個濾波器444及454、兩個天線446及456,及至少一個功率 偵測器458。個別地,作為獨立元件,在RFIC 402外部之 元件中之每一者的功能在此項技術中係熟知的。當僅一個 RF SAW濾波器122、一個功率放大器(PA) 440、一個功率 耦合器442、一個濾波器444及一個天線446可支援一個以 上發射頻帶時,技術的進步可允許使用僅一個RF SAW濾 波器122、一個功率放大器(PA) 440、一個功率耦合器 442、一個滤波器444及一個天線446。另外,技術的進步 可允許由一或兩個RF SAW濾波器122及130、一或兩個功 率放大器(PA) 440及450、一或兩個功率耦合器442及452、 一或兩個濾波器444及454以及一或兩個天線446及456提供 之一些功能與一或兩個發射路徑中之其他元件的功能組合 或自一或兩個發射路徑去除。另外,在圖4中展示為在 RFIC 402外部之一或多個元件可實施於RFIC 402内部。 舉例而言,DAC 406、BB VGA 404、基頻濾波器102、 VCO 108、LO緩衝器110、分頻器112(除以4)、緩衝器 13 2、混頻器104、VGA 116、變壓器118、變壓器調諧電路 422及423、驅動器放大器120、具有調諧427之輸出匹配網 路426以及RF開關428在RFIC 402中提供用於經組態以在蜂 巢式頻帶中產生發射信號之第一發射路徑之元件。 舉例而言,DAC 406、BB VGA 404、基頻濾波器102、 135291.doc -15- 200931819 VCO 108、LO緩衝器110、分頻器114(除以2)、緩衝器 132、混頻器i〇4、VGA 116、變壓器118、變壓器調諧電路 422及423、驅動器放大器12〇、具有調諧427之輸出匹配網 路426以及RF開關430提供用於經組態以在pcs頻帶中產生 發射信號之第二發射路徑的元件。 舉例而言,DAC 406、BB VGA 404、基頻濾波器1〇2、 VCO ’及LO緩衝器110、緩衝器132、混頻器1〇4、VGA 116、變壓器U8、變壓器調諧電路422及423、驅動器放大 器120及具有調諧427之輸出匹配網路426為第一發射路徑 及第二發射路徑中之每一者所共有,且被重複用於第一發 射路徑及第二發射路徑中之每一者,進而節省此等共同元 件之積體電路晶粒面積及相關聯的成本。因此,圖4中之 雙頻帶發射器304進一步減低在圖2中之雙頻帶發射器2〇〇 中所使用的變壓器126及驅動器放大器128所需要之積體電 路晶粒面積及相關聯的成本,在圖4中的雙頻帶發射器304 ❹ 中去除了變壓器126及驅動器放大器128。圖4從在使用180 奈米CMOS製程之積體電路晶粒上混頻器1 〇4、vgA 116及 驅動器放大器120中之每一者所需要之寬度及長度(w/L)的 . 角度來描述該面積。 一般而言,在操作中,藉由DAC 406將數位發射基頻信 號(例如,雙端或差動正交I及Q信號)自數位信號轉換成類 比信號,由BB VGA 404將其予以增益調整,藉由基頻濾 波器102將其予以渡波’且藉由混頻器回應於接收來自 分頻器112或114之兩個局部振盪器頻率信號中之一者而將 135291.doc -16 - 200931819 其予以增頻轉換以產生差動發射RF信號。VGA 116提供對 所接收差動發射RF信號之功率及/或增益控制。變壓器ι18 將VGA之輸出處之經增益控制之差動發射RF信號自變壓器 11 8之一次側(primary side)處之雙端信號轉換成變壓器118 的二次側(secondary side)處之單端信號。驅動器放大器 120提供對該等單端信號之功率/增益控制以及信號放大以 供由RFIC 402經由RF開關428或430中之一者輸出。 ❹ 控制器302包括用於頻帶選擇434及增益調整436之控制 功能以使發射器304在第一發射頻帶(例如,諸如蜂巢式頻 帶之低頻帶)或第二發射頻帶(例如,諸如Pcs頻帶之高頻 帶)中操作。第一發射頻帶及第二發射頻帶可為經調適以 發射任何兩個發射頻率信號的任何兩個發射頻帶。另外, 可實施經調適以發射兩個以上發射頻率信號之兩個以上發 射頻帶。 頻帶選擇434提供控制信號以控制發射器3〇4之大體識別 ❹ 為A、B、MD之部分。頻帶選擇434提供控制信號以藉由 選擇分頻器112(除以4)或分頻器114(除以2)來控制發射哭 部分A。頻帶選擇434提供控制信號以藉由將另外被稱為; ‘ 容調諧館集器之電容器422 (ctune)及423 (ctune2)調譜為 料值來控制發射n部分卜„_434提餘制信號以 藉由將電容427 (Ct_3)調譜為特定值來控制發射器部分 C頻帶選擇434提供控制信號以藉由選擇rf開關似或灯 開關430來控制發射器部分〇。 增益調整很提供控制信號以控制發射器304之大體識別 I35291.doc 200931819 為E之部分。增益調整436提供控制信號以藉由將發射信號
Tx IQ之功率位準調整為特定值來控制發射器部分e。藉由 調整處於基頻頻率之BB VGA 4〇4的輸出振幅及/或藉由調 整處於射頻之RF VGA 116的增益,或以其他所要方式,可 . 調整發射信號之功率位準。可回應於分別經由功率耦合器 442或452來自功率放大器44〇或45〇之反饋信號(如功率偵 測器458所測得)而調整輸入信號之功率位準,或可在不使 ❹ 用反饋信號之情況下將輸入信號之功率位準調整一預定 值。 控制器302藉由使得頻帶選擇434能夠選擇分頻器112(除 以4)以將電容器422 (Ctune)調諧為3·7 ,將電容器a〗 (CtUne2)調諧為!.〇 pF且選擇RF開關428而使發射器以 第一發射頻率(例如,低頻帶,蜂巢式頻率)來操作。控制 器3 02進一步藉由調諧輸出匹配網路(〇mn),例如,藉由 調諧電容器427 (Ctune3)以最佳化輸出功率,而使發射器 ❹ 304以第-發射頻率(例如,低頻帶,蜂巢式頻率)來操作。 控制器3〇2進一步藉由使得增益調整436能夠將發射信號Τχ Q 土頻輸入功率位準調整為0.6而使發射器3 04以第一發 • 射頻率(例如,低頻帶,蜂巢式頻率)來操作。 • &制器观藉由使得頻帶選擇434能夠選擇分頻器(12(除 以2)以將電容器422 (Ctune)調諧為〇·〇 pF,將電容器423 ⑹職2)調譜為。pF且選擇RF開關彻而使發射器綱以 第-發射頻率(例如’高頻帶,pcs頻率)來操作。控制器 3〇2進一步藉由調諧輸出匹配網路(〇mn),例如,藉由調 135291.doc -18· 200931819 口白電容器427 (Ctune3)以最佳化輸出功率,而使發射器3〇4 以第一發射頻率(例如,高頻帶,PCS頻率)來操作。控制 盗302進一步藉由使得增益調整436能夠將發射信號Tx IQ 之基頻輸入功率位準調整為〇8而使發射器3〇4以第二發射 . 頻率(例如,高頻帶,PCS頻率)來操作。 電令器422 (Ctune)及423 (Ctune2)分別在變壓器118之一 人(亦即,輸入)側及二次(亦即,輸出)側處形成電容調諧 0 儲集器以用於調諧變壓器。電容器427 (Ctune3)調諧用 於驅動器放大器120之輸出匹配網路(〇MN) 426。可調諧 OMN 426藉由將輸出阻抗維持於諸如5〇歐姆之所要值而在 所要頻帶中提供最佳輸出功率位準。儘管使用兩個電容器 422及423來調諧變壓器118且使用一個電容器427來調諧輸 出匹配網路426,但是每一元件之電容器之數目及位置可 變化。舉例而言,電容器423 (Ctune2)可單獨地、作為位 於變壓器118之輸出(亦即,二次側)處之電容器422⑷比此) 〇 之替代或與其組合地位於變壓器118之輸入(亦即,一次侧) 處。另外,可使用其他技術或元件,而不是調諧電容器, 來改變變壓器118之頻率特性及/或輸出匹配網路426之阻 . 抗特性。 • 圖5說明根據本發明之一個態樣之如圖4中所說明的發射 器304之特性表500。表5〇〇包括行5〇1至5〇6及列5〇7至 510 ° 描述為”CUme/CtUne2 (PF)"之行501描述用於調諧電容器 422及423之電容器值。由控制器302之頻帶選擇434部分調 135291.doc -19· 200931819 整用於調諧電容器422及423之電容器值。藉由設計、實驗 及/或測試來判定電容器值以便在於第—頻帶及第二頻帶 中之一者中發射該發射信號的同時提供發射器304之適當 效能。舉例而言,將電容器422及423分別調諧為37奸及 . I.0 PF以使得發射器304能夠在第一頻帶(例如,用於蜂巢 . 式之低頻帶)中發射適當信號。另外,舉例而纟,將電容 器422及423各調諧為〇.〇 pF以使得發射器能夠在第二頻 〇 帶(例如,用於pcs之高頻帶)中發射適當信號。 描述為"BB輸入”之行502描述發射信號Tx IQ之基頻輸入 功率位準。由控制器3〇2之增益調整436部分調整發射信號 Tx IQ之基頻輸入功率位準。!I由設言十、試驗及/或測試來 判定發射信號Tx IQ之基頻輸入功率位準以便在於第一頻 帶及第二頻帶中的一者中發射該發射信號的同時提供發射 器304之適當效能。舉例而言,將發射信號之基頻輸 入功率位準調整為〇·8以使得發射器3〇4能夠在第一頻帶(例 © 如,用於蜂巢式之低頻帶)中發射適當信號。另外,舉例 而言,將發射信號Tx IQ之基頻輸入功率位準調整為〇.6以 使得發射器304能夠在第二頻帶(例如’用於pcs之高頻帶) . 中發射適當信號。 描述為’,頻率(Hz)"之行503描述所要的發射頻帶。由控制 器302之頻帶選擇434部分藉由經由分頻器112及114中之— 者選擇局部振盪器頻率、調諧變壓器〗18,藉由調諧變壓 器U8,且藉由選擇相應!^^開關428及43〇來選擇所要的發 射頻帶。藉由設計、實驗及/或测試來判定所要的發射頻 135291.doc -20- 200931819 帶以便在於第一㈣及第二㈣令之一者中發射該發射信 號的同時提供發射器3〇4之適當效能。舉例而言,將發射 頻帶選擇為850 MHz以使得發射器304能夠在第一頻帶(例 如用於蜂巢式之低頻帶)中發射適當信號。另外,舉例 而口將發射頻帶選擇為丨.95 GHz以使得發射器304能夠 在第二頻帶(例如,用於PCS之高頻帶)中發射適當信號。 描述為”Ida(mA)"之行504描述驅動器放大器12〇之電 〇 流。驅動器放大器12〇之電流為當發射器304在第一頻帶及 頻▼中的者中發射該發射信號時所量測或以其他方 式判定的發射器304之效能特性。舉例而言,使得發射器 3〇4能夠在第一頻帶或第二頻帶中發射適當信號之可接受 電流約為25 mA。 述為Pout (dBm)'之行505描述發射器3〇4分別在rf開 關428及430之後且在遽波器122及⑽之前的輸出功率。發 射器304之輸出功率為當發射器剔在第—頻帶及第二頻帶 ❹ 巾,-者或兩者中發射該發射信號時所量測或以其他方式 判定之發射器304的效能特性。舉例而言,使發射器3〇4能 夠在第-頻帶或第二頻帶中之一者或兩者中發射適當信號 • 之發射器304的輸出功率約為1〇 dBm。 • 描述為"在7 dBm下的ACPR"之行5〇6描述發射器3〇4之相 鄰頻道功率比(ACPR),其另外被稱為相鄰頻道浅漏比 (ACLR)。發射器3〇4之AcpR為當發射器在第一頻帶及 第一頻帶中之-者中發射該發射信號時所量測或以其他方 式判疋之發射器304的效能特性。AcpR為另一器件之相鄰 13529〗.doc -21 · 200931819 頻道中之干擾量或功率量的量測結果。通常將acpr定義 為相鄰頻道中之平均功率與所發射頻道中之平均功率的比 (或偏移)。ACPR為CDMA發射器及其組件之重要量測結 果。ACPR描述因RF組件(諸如,發射器3〇4中之元件)之非 ,線性而產生的失真h ACPR為量測被傳遞通過非線性系 統之相鄰於使用者之頻道之頻譜能量的可計量方法。為獲 得系統之ACPR,需要量測在使用者之所配置發射頻道之 ❹ 帛寬中的頻譜能量。接著,需要量測相鄰頻道中之頻譜能 量。一旦已獲得兩種量測結果,便計算兩者之比,因此名 為ACPR。舉例而言,使發射器3〇4能夠在第一頻帶或第二 頻帶中之一者或兩者中發射適當信號之發射器3〇4的AcpR 在7 dBm的輸出功率下約為53 6。 行501、502及503描述表示由控制器3〇2提供至發射器 304之控制信號的資訊。行5〇4、5〇5及5〇6描述表示由發射 器304提供至控制器3〇2或在器件3〇〇内或外部之其他測試 〇 設備之測得效能資料的資訊。因此,對於如行501、502及 503中所表示之提供至發射器3〇4的控制信號,發射器3〇4 提供如行504、505及506中所表示的測得效能資料。 . 列507描述發射器304接收控制信號以用於將電容器422 及423 (CtUne/CUine2)各調諧為〇 pF,將發射信號Τχ…基 頻輸入功率位準設定為0 6,且將發射頻帶設定為用於pa 之1.95 GHz(例如,藉由選擇分頻器U4&RF開關43〇)。列 507描述提供相應測得之效能資料··驅動器放大器12〇之 25.68 mA、RF開關430之輸出處的1〇 13 dBm輸出功率及 135291.doc -22- 200931819 在7 dBm下的53.8 ACPR。⑽7可表示發射器3〇4之預設條 件及/或初始狀態。在列507中,行5〇1、5〇2及5〇3中之控 制信號在行504、505及506中提供適當之相應測得效能資 料’以使得發射器304能夠在第二頻帶(例如,用於pcs之 高頻帶)中發射適當信號。 列508描述發射器304接收控制信號以用於將電容器422 • 及423 (ctune/ctune2)各調諧為〇 PF,將發射信號Tx 1()基 0 頻輸入功率位準设定為0.6且將發射頻率設定為850 MHz, 且提供測得效能資料:驅動器放大器12〇之2〇 69 mA、rf 開關430之輸出處的-14.40 dBm輸出功率及不適用的(n/a) ACPR。在列508中,行501及5〇2中之值保持與列5〇7中相 同,但值行503變成第一頻帶(例如,用於蜂巢式之85〇 MHz)。在列508中,行5〇1、502及5〇3中之值並未在行 504、505及506中之每一者中提供適當相應測得效能資料 來使付發射器304能夠在第一頻帶(例如,用於蜂巢式之低 Q 頻帶)中發射適當信號。因此,如列509中所展示,對於行 501及502中所表示之值,需要進一步考慮該等值。 列509描述發射器304接收控制信號以用於將電容器422 及423 (Ctune/Ctune2)分別調諧為3,7/1.〇 pF,將發射信號 Tx IQ基頻輸入功率位準設定為0.6且將發射頻率設定為85〇 MHz,且提供測得效能資料··驅動器放大器12〇之2丨% mA、RF開關430之輸出處的4.04 dBm輸出功率及53 6 ACPR。在列509中,行502及503中之值保持與列5〇8中相 同,但值行501變成電容器422及423之值(例如,分別為3 7 135291.doc •23- 200931819 奸及1.0 PF)。在列509中,行501、502及503中之值仍未在 行504及5G5之每—者$提供適#相應測得效能資料但在行 5〇6令為可接收的,以使得發射㈣4能夠在第—頻帶(例 如’用於蜂巢式之低頻帶)中發射適#信號。因此,如列 51时所展示,對於行5()1及繼巾所表示之值需要進一步 考慮該等值。 列510描述發射器304接收控制信號以用於將電容器422 〇 及似(叫禮⑽2)分別調諧為3.7/1.0pF,將發射信號 TXIQ基頻輸入功率位準設定為〇·8且將發射頻率設定為85〇 MHz且提供測得效能資料:驅動器放大器12〇之2m mA、RF開關430之輸出處的9 95 dBm輸出功率及536 ACPR在列510中,行5〇1及5〇3中之值保持與列中相 同,但值行502變成基頻輸入功率之值〇8。在列51〇中, 行501、502及503中之值現在於行5〇4、5〇5及5〇6中之每一 者中提供適當相冑測得效能資料以使得發射器3〇4能夠在 〇 第一頻帶(例如,用於蜂巢式之低頻帶)中發射適當信號。 作為改變行502中之基頻輸入功率之值的替代或除改變行 5〇2中之基頻輸入功率之值以外,為了在行5〇4、5〇5及5〇6 中之每者中k供適當相應測得效能資料,可改變電容器 422、423及/或427的值。然而,積體電路之製造製程可能 會限制電容器422、423及/或427所需之值。因此,雖然可 在調整輸入信號之功率位準之值或在不調整輸入信號之功 率位準之值的情況下在RFIC 4〇2外部提供電容器422、423 及/或427之所要值,但是希望將電容器422、423及/或427 135291.doc -24- 200931819 保持在RFIC 402内部以最小化器件3〇〇之成本及尺寸。 圖6說明根據本發明之一個態樣之由圖4中所說明的發射 器304所執行之方法6〇〇。發射器3〇4回應於自控制器接 收控制信號(其另外被稱為指令、命令或值)而執行方法 600。控制器3〇2回應於接收儲存於記憶體中之電腦可 冑心令而提供控制信號。可以不同於所示次序的次序來執 订圖6中所示之功能,且視發射器3〇4之設計而定可去除或 修改一些功能。 ❹ 在步驟601中,方法6〇〇(例如)藉助於自用於器件之 另一過程繼續而開始。 在步驟602中’控制器302選擇頻帶以使發射器3〇4在第 -發射頻帶(例如,諸如蜂巢式頻帶之低頻帶)或在第二發 f頻帶(例如,諸如PCS頻帶之高頻帶)中操作。舉例而 β,控制器302藉由執行子步驟6〇3、6〇4及6〇5中所描述之 方法而選擇頻帶。可實施其他選擇方法。 © 在步驟603中,控制器302經由控制器302中之頻帶選擇 434而提供控制信號以藉由選擇用於第—發射頻率⑽如, 低頻帶’蜂巢式頻率)之分頻器112(除以4)或藉由選擇用於 • 第二發射頻率(例如’高頻帶,pcs頻率)之分頻器114(除 以2)來控制發射器部分a。 f v驟604中,控制器3〇2經由頻帶選擇434而提供控制 仏號乂藉由在變壓器118之輸入及輸出處分別將電容器422 (CUme)及423 (Ctune2)調错為特定值來控制發射器部分b。 舉例而言,將電容器422及423分別調諧為3 7奸及〗.〇奸 135291.doc •25- 200931819 以使得發射器304能夠在第一頻帶(例如,用於蜂巢式之低 頻帶)中發射適當信號。另外,舉例而言,將電容器422及 423各調諧為〇〇 pF以使得發射器3〇4能夠在第二頻帶(例 如’用於PCS之高頻帶)中發射適當信號。 在步驟605中,控制器302經由控制器3〇2中之頻帶選擇 . 434而提供控制信號以藉由選擇用於第一發射頻率(例如, 用於蜂巢式之低頻帶)之RF開關428或藉由選擇用於第二發 射頻率(例如,用於pcs之高頻帶)之灯開關43〇來控制發射 益部分D。 在步驟6〇6中,控制器302經由頻帶選擇434而提供控制 信號以藉由將輸出匹配網路426處之電容器427 調 諧為特定值來控制發射器部分D。舉例而t,將冑容器似 調諧為第-適當值以使得發射器3〇4能夠在第一頻帶(例 如,用於蜂巢式之低頻帶)中發射適當信號。另外,舉例 而言’將電容器427調譜為第二適當值以使得發射器3〇4能 〇 夠在第二頻帶(例如,用於PCS之高頻帶)t發射適當信 號0 田0 在步驟607中,控制器3〇2經由增益調整436而提供控制 .㈣以藉由將發射信號以IQ之基頻輸入功率位準調整為 特疋值來控制發射器部分舉例而言,將發射信號h w ^基=輸入功率位準調整為〇8以使得發射器3〇4能夠在第 頻例如’用於蜂巢式之低頻帶)中發射適當信號。另 1而。,將發射信號丁χ JQ之基頻輸入功率位準調 整為〇相使得發射器304能夠在第二頻帶(例如,用於pcs I3529I.doc -26 · 200931819 之高頻帶)中發射適當信號。 在步驟609中,方法600(例如)藉助於繼續進行用於器件 300之另一過程而結束。 雙頻帶發射器304沿BB VGA 404、基頻濾波器102、混 頻器104、VGA 116、變壓器118、驅動器放大器12〇及輸出 匹配網路426之路徑提供一通過尺{?1(:: 4〇2之單個發射信號 路徑。發射器304在於第一發射頻帶(例如,蜂巢式頻帶)或 ❹ 第二發射頻帶(例如,PCS頻帶)中發射時具有適當效能。 舉例而言,用於第一頻帶及第二頻帶兩者之單個發射信號 路徑比現有的雙頻帶發射器100及2〇〇(如圖!及圖2中所分 別展示)更緊密。藉由在RFIC 402上實施經識別為A、B、 C、D及E之技術中之一或多者,使此等進步為可能的。舉 例而言,與圖2中所示之發射器200相比,雙頻帶發射器 3〇4藉由僅使用一個變壓器i〗8及一個驅動器放大器12〇而 將發射器晶粒尺寸減低了 40%,進而減低積體電路晶粒之 Q 相應成本以及積體電路封裝的成本及尺寸。 本文中所含之系統、元件及/或過程可以硬體、軟體或 兩者之組合來實施,且可包括一或多個控制器。控制器為 - 用於執行任務之器件及/或機器可讀指令之集合。控制器 可為能夠執行體現一過程之一系列指令之任何器件,其包 括(但不限於)電腦、微處理器、處理器、特殊應用積體電 路(ASIC)、有限狀態機、數位信號處理器(Dsp)或某其他 機構。控制器包括硬體、韌體及/或軟體之任何組合。控 制器藉由計算、操縱、分析、修改、轉換或發射所儲存及 135291.doc -27- 200931819 /或所純Hx供可執行應 麻田a,斗、外上 、a粒序或資訊器件 使用及/或藉由將該資訊投送 疋芏輸出器件而作用於該資 訊。 可=行應用程式包含用於(例如)回應於使用者命令或輸 入而實施預定功能之機器程式碼或機器可讀心,該等預 定:能包括(例如)作業系統、軟體應用程式或其他資訊處 理系統之功能。 Ο ❹ 可執行程序為用於執行—或多個料過程的程式碼(亦 即’機器可讀指令)片段、次常式,或其他獨特的程式碼 區段’或可執行應用程式之部分,且可包括對所接收輸入 參數(或喊於所接收輸人參數而)執行操作及提供所得輸 出參數。 、在各種實施例中,將可固線式電路與軟體指令組合使用 、實本發月因此,該等技術既不限於硬體電路與軟體 之任何特定組合’亦不限於由資料處理系統執行之指令的 任何特定源。另外,貫穿此描述,將各種功能及操作描述 為由軟體程式碼執行或引起以簡化描述。然而,熟習此項 技術者將5忍識到,此等表述所意謂的是,該等功能由處理 器執行程式碼引起。 由此描述應顯而易見,本發明可至少部分以軟體體現。 亦Ρ可回應於電腦系統或其他資料處理系統之處理器執 行機器可讀媒體中所含之指令的序列而在電腦系統或其他 資料處理系統中執行該等技術。 機益可讀媒體包括以可由機器(例如,電腦、網路器 13529l.doc • 28 200931819 件個人數位助理、電胞、故 _ . 資料處理器、製造工具、且有 或多個處理器之集合的 八有 ,. 仕门'器件專)存取之形式夾接徂 (亦即,儲存及/或發射)資 乂供 用以儲;r A資訊之任何機構。機器可讀媒體可 用以儲存虽由資料處理系统 统執仃時使該系統執行本發明之 各種方法之軟體及資料。 將此可執行軟體及/或資料之 口P刀儲存於各處。舉例而+ j而。機器可讀媒體包括可記錄/ 不ΊΓ δ己錄媒體(例如’唯讀印橋种,d 賈°己隐體(ROM)、隨機存取記憶體
(RAM)、磁碟儲存媒體、光 尤学儲存媒體、快閃記憶體器 、、非揮發性記憶體、快取記憶體、遠端儲存器件等), 以及電傳播信號、光學傳播信號、聲學傳播信號或其他形 式之傳播信號(例如1波、射頻信號、紅外信號、數位 信號等)等。 在前述說明書中,已參考本發明之特定例示性實施例描 述了本發明。將顯然,在不脫離如以下申請專利範圍中闡 述之本發明之更廣泛精神及範疇的情況下,可對本發明進 行各種修改。因此,應按說明性意義而非限制性意義來看 待本說明書及圖式。 【圖式簡單說明】 圖1說明根據先前技術之第一射頻發射器之方塊圖表 示0 圖2說明根據先前技術之第二射頻發射器之方塊圖表 示〇 圖3說明根據本發明之一個態樣之無線通信器件的方塊 圖表示。 135291.doc • 29· 200931819 |Μ| 4 日曰 * 一 據本發明之一個態樣之射頻發射器的方塊圖 衣不。 圖說月根據本發明之一個態樣之如圖4中所說明的射頻 發射器之特性表。 圖6說明根據本發明之一個態樣之由如圖4中所說明的射 頻發射器執行之方法。 【主要元件符號說明】 Ο
100 雙頻帶發射器 102 基頻濾波器 104 混頻器 106 混頻器 108 壓控振盪器(VCO) 110 局部震盪器(LO)緩衝器 112 分頻器 114 分頻器 116 RF可變增益放大器/RF VGA 118 變壓器 120 驅動器放大器 122 RF SAW濾波器 124 RF可變增益放大器/RF VGA 126 變壓器 128 驅動器放大器(DA) 130 RF SAW濾波器 132 緩衝器 135291.doc -30- 200931819 200 雙頻帶發射器 300 無線通信器件 302 控制器 304 發射器 306 接收器 308 記憶體 310 使用者介面 〇 402 射頻積體電路(RFIC) 404 可變增益放大器/VGA 406 數位至類比轉換器(DAC) 422 變壓器調諧電路 423 變壓器調諧電路 426 輸出匹配網路 427 調諧 428 RF開關 ❿ 430 RF開關 434 頻帶選擇 436 增益調整 440 功率放大器(PA) 442 功率搞合器 444 慮波器 446 天線 450 功率放大器(PA) 452 功率耦合器 13529】.doc -31 · 200931819 454 濾波器 456 天線 458 功率偵測器 501 行 502 行 503 行 ’ 504 行 ❹ 505 行 506 行 507 列 508 列 509 列 510 列 A 發射器部分 B 發射器部分 〇 C 發射器部分 D 發射器部分 E 發射器部分 135291.doc •32
Claims (1)
- 200931819 十、申請專利範圍: 1. 一種發射器,其包含: 變壓器,其經調適以將—差動射頻(rf)信號轉換成 一單端RF信號;及 _變壓器調請電路’其經調適以調諧該變壓器以允許 〇發射器在一第一頻帶及一不同於該第一頻帶之第二頻 帶中之一者令發射該單端RF信號。2. 如:求項丨之發射器’其中該變壓器調諧電路包含: 第電谷器,其經調適以調諧該變壓器之一輸入 側,該輸入側經調適以接收該差動RF信號。 3. 如請求項2之發射器,其中該變壓器調諧電路包含: 第一電容器,其經調適以調諧該變壓器之一輸出 側,該輸出側經調適以產生該單端RF信號。 4·如請求項1之發射器,其包含: 〇混頻窃,其經調適以回應於接收一第一參考頻率信 號及n考頻率信射之—者而將—差動基頻信號 轉換成該差動RF信號,以允許該發射器分別在該第一頻 帶及。亥第二頻帶中之一者中發射該單端RF信號。 5.如凊求項丨之發射器,其包含: 上一輪出匹配網路,其經調適以將該發射器之一輸出阻 抗維持於—預定值,以在該第一頻帶及該第二頻帶中之 者中提供該單端RF信號之一所要輸出功率位準; 一輸出匹配網路調諧電路,其經調適以調諧該輪出 配網路,以允許該發射器在該第一頻帶及該第二頻帶I 135291.doc 200931819 6 中以該所要輸ώ ;力率位準來發射料端RF信號。 八月、'項5之發射器’其中該輸出匹配網路調諧電路包 Ο · ▲第二電容器,其經調適以調諧該輸出匹配網路。 7·如請求項1之發射器,其包含: Μ Μ & $ —開關’其經調適以將該單端RF信號連 …至-第-發射路徑及一第二發射路徑中之一者,以允 言X發射器分別在該第一頻帶及該第二頻帶中之一者中 發射該單端RF信號。 8.如請求項丨之發射器,其包含: 放大器,其經調適以調整該差動RIMt號之一增益, 以允許該發射器分別在該第—頻帶及該第二頻帶中之一 者中,以一所要輸出功率位準來發射該單端rf信號。 9·如請求項8之發射器,其包含: 力率偵測器,其經調適以量測由該發射器發射之一 表示該單端RF信號之發射信號之一輸出功率位準, 其中該放大器回應於該發射信號之該輸出功率位準而 調整該差動RF信號之該增益。 10. 如凊求項8之發射器,其中該放大器包含: 一基頻可變增益放大器,其經調試以在一差動基頻信 號被轉換成該差動RIMf號之前,調整該差動基頻信號之 一增益。 11. 如請求項8之發射器,其中該放大器包含: 一射頻可變增益放大器,其經調適以調整該差動RF信 135291.doc 200931819 號之該増益。 如明求項1之發射器,其中該第一頻帶及該第二頻帶分 別包3 一蜂巢式頻帶及一個人通信服務(PCS)頻帶。 13. —種發射器,其包含: - 一基頻濾波器,其經調適以濾波一差動基頻信號,以 , 產生一經濾波之差動基頻信號; 一混頻器,其經調適以回應於接收一第一參考頻率信 © 號及一第二參考頻率信號中之一者而將該經濾波之差動 基頻㈣轉換成—差動RF信號’以允許該發射器分別在 該第一頻帶及該第二頻帶中之一者中發射一單端 號, ° —放大器,其經調適以調整該差動RF信號之一增益, 以允許該發射器分別在該第一頻帶及該第二頻帶中之一 者中,以一所要輸出功率位準來發射該單端RF信號; 變壓器,其經調適以將該差動!^^信號轉換成該單端 ❹ RF信號,· 變壓器調諧電路,其經調適以調諧該變壓器,以允 許該發射器在該第-頻帶及該第二頻帶中之—者 . 該單端RF信號; ' -驅動H放大器,其經調適以放大該單端rf信號; -輸出匹配網路,其經調適以將該發射器之 抗維持於__預定福 、,士 出阻 、 ,&在該第一頻帶及該第二頻帶中之 者中提供該單端RF信號之該所要輸出功率位準; 一輸出匹配網路調諧電路,其經調適以調諧該輪出匹 135291.doc 200931819 配網路’以允許該發射器在該第—頻帶及該第二頻帶中 之者中’以該所要輸出功率仅準來發射該單端好信 號;及 。第㈤關及第一 p汗’關,其經調適以將該單端類比信 號連接至"~第—發射路徑及-第二發射路徑中之一者, 以允許該發射器分別在該第—㈣及該第二頻帶_之一 者中發射該單端類比RF信號。 ❹14.如請求項13之發射器’其中該發射器包含—位於一半導 體晶粒上之積體電路。 15. 如請求項13之發射器,其中該變壓器調諧電路包含: 一第一電容器,其經調適以調請該變壓器之一輸入 側,該輸入側經調適以接收該差動RF信號。 16. 如請求項15之發射器,其中該變壓器調諧電路包含: 一第二電容器,其經調適以調諧該變壓器之一輸出 側’該輸出側經調適以產生該單端RF信號。 e 17.如請求項13之發射器,其中該輸出匹配網路調諧電路包 含: 一第三電容器,其經調適以調諧該輸出匹配網路 18·如請求項13之發射器,其包含: 一功率偵測器,其經調適以量測由該發射器發射之 表示該單端RF信號之發射信號之一輸出功率位準, 功率位準而 其中該放大器回應於該發射信號之該輪出 調整該差動RF信號之該增益。 19·如請求項π之發射器,其中該放大器包含: 135291.doc 200931819 一基頻可變增益放大器,其經調適以在一差動基頻信 號被轉換成該差動RF信號之前調整該差動基頻信號之一 增益。 20.如請求項13之發射器,其中該放大器包含: 一射頻可變增益放大器,其經調適以調整該差動rF信 號之該增益。 21·如請求項13之發射器,其中該第一頻帶及該第二頻帶分 0 別包含一蜂巢式頻帶及一個人通信服務(PCS)頻帶。 22. —種用於操作一發射器之方法,其包含: 將一差動射頻(RF)信號轉換成一單端RF信號丨及 調猎變壓器以允許該發射器在一第一頻帶及一不同於 該第-頻帶之第二頻帶中之一者中發射該單端rf信號。 23. 如請求項22之操作一發射器之方法,進一步包含·· ;慮波》亥差動基頻g號以成為經濾波之差動基頻信號; 回應於接收一第一參考頻率信號及一第二參考頻率信 〇 射之一者而將該經渡波之差動基頻信號轉換成-差動 職號,以允許該發射器分別在該第一頻帶及該第二頻 帶中之一者發射該單端RF信號; . 調整該差動職號之一增益,以允許該發射器分別在 . 該第一頻帶及該第二頻帶中之,,以一所要輸出功 率位準來發射該單端rF信號; 放大該單端RF信號; 將該發射器之一輸出阻抗維持於-預定值’以在該第 一頻帶及該第二頻帶中之 者中提供該單端RF信號的該 135291.doc 200931819 所要輸出功率位準; =該輸出匹配網路’以允許該發射器在該第1帶 :;一頻帶中之—者中’以該所要輸出功 射该單端RF信號;及 +來發 :該單端類㈣信號連接至_第_發射路徑及—第二 、路徑中之一者,以允許該發射器分別在該第— 亡該第二頻帶中之—者中發射該單端類比rf信號。 ❹ ❹ 24.種無線通信器件,其包含: 一發射器,其包含: :壓4 ’其經調適以將一差動射頻⑽)信號 成一単端RF信號;及 狹 -變壓器調諧電路’其經調適以調諧該變壓 允=射器在一第一頻帶及一不同於該第一頻帶之第 員帶中之-者中發射該單端RF信號;及 ㈣=器’其經調適以藉由控制該變壓器調諧電路來 選擇该第-頻帶及該第二頻帶中之一者,且 整該差動RF芦號之一揭〆, 調 頻帶及該 發射該單端RF信號 ” θ益’從而允許該發射器在該第一 所要輸出功率位準來 承載㈣’其體現可由—f料處理器執行以用 =;發射器之機器可讀指令之-集合,該發射器: 、一 帛一頻帶及-不同於該第-頻帶的第二頻帶 之一者中發射—信號,該等機器可讀指令包含: 選擇—第一參考頻率信號及一第二參考頻率信號中之 135291.doc 200931819 一者用於將一差動基頻信號轉換成一差動RF信號,以允 許該發射器分別在該第一頻帶及該第二頻帶中之一者中 發射一單端RF信號; 調整該差動基頻信號及該差動RF信號中之至少一者之 一增益,以允許該發射器分別在該第一頻帶及該第二頻 ㈣的一者中’以-所要輸出功率位準來發射該單物 信號; ❹ 調諧一經調適以將該差動叩信號轉換成該單端RF信號 之變麗器’以允許該發射器在該卜頻帶及該第二頻帶 中之一者中發射該單端RF信號; 調諸一輸出匹配網路,以允許該發射器在該第一頻帶 心k㈣中之―者中’㈣所要輸出功率位準來發 射該單端RF信號;及 將該單端奸信號連接至一第-發射路徑及-第二發射 =中之-者,以允許該發射器分別在該第一頻帶及該 ❹ —頻帶中之-者中發射該單端類比RF信號。 135291.doc
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