TW201603507A - 射頻收發器前端裝置 - Google Patents

Abstract

一種射頻收發器前端裝置包含一天線，及一包括第一與第二變壓電路、低雜訊與功率放大電路、一第一開關單元及解調與調變電路的射頻收發晶片。當該裝置操作於接收模式時，該第一變壓電路根據該天線接收的一第一射頻信號產生一第一感應信號，該第一開關單元可允許該低雜訊放大電路根據該第一感應信號產生一放大信號，該解調電路根據該放大信號產生一接收信號。當該裝置操作於發射模式時，該功率放大電路根據來自該調變電路之一調變信號產生一放大輸出，該第二變壓電路根據該放大輸出產生一由該天線發射出的第二感應信號。

Description

射頻收發器前端裝置

本發明是有關於一種裝置，特別是指一種射頻收發器前端裝置。

參閱圖1，習知射頻收發器前端裝置可操作於一接收模式及一發射模式二者其中之一，且包含一天線11、一電連接天線11的收發開關12、一第一及第二匹配電路13、14、一第一及第二變壓器15、16，及一射頻收發晶片17。射頻收發晶片17包括一低雜訊放大器171及一功率放大器172，而其它元件如升頻/降頻器、調變/解調器、混頻器及濾波器等為本領域具通常知識者所熟知，故於此不贅述，也未繪於圖1中。

當射頻收發器前端裝置操作於接收模式時，收發開關12被切換，並使天線11與第一匹配電路13間的傳輸路徑導通，天線11自外部所接收的一第一射頻信號經由收發開關12、第一匹配電路13及第一變壓器15被傳輸至低雜訊放大器171，以致於低雜訊放大器171放大第一射頻信號以產生一放大信號。

當射頻收發器前端裝置操作於發射模式時，收 發開關12被切換，並使天線11與第二匹配電路14間的傳輸路徑導通，功率放大器172將其所接收的信號放大並產生一放大輸出，且放大輸出經由第二變壓器16、第二匹配電路14及收發開關12被傳輸至天線11，且由天線11發射出並作為一第二射頻信號。

在上述結構中，由於射頻收發晶片17與天線11間的阻抗匹配需要藉由第一及第二匹配電路13、14及第一及第二變壓器15、16來進行調整，因此，對於習知射頻收發器前端裝置而言，第一及第二匹配電路13、14是必要構件。此外，收發開關12、第一及第二匹配電路13、14及第一及第二變壓器15、16是設置於射頻收發晶片17外，導致習知射頻收發器前端裝置的電路面積較大且所需成本較高。

因此，本發明之目的，即在提供一種可減少電路面積及降低電路成本的射頻收發器前端裝置。

於是本發明射頻收發器前端裝置，可操作於一接收模式及一發射模式二者其中之一，當操作於該接收模式時，該射頻收發器前端裝置適於接收一外部第一射頻信號，並因應該第一射頻信號產生一接收信號，當操作於該發射模式時，該射頻收發器前端裝置適於接收一外部發射信號，並因應該發射信號發射一第二射頻信號，該射頻收發器前端裝置包含一天線及一射頻收發晶片。

該天線用來接收該第一射頻信號及發射該第二 射頻信號。

該射頻收發晶片電連接該天線，包括：一第一變壓電路、一低雜訊放大電路、一第一開關單元、一解調電路、一調變電路、一功率放大電路及一第二變壓電路。

該第一變壓電路電連接該天線，並根據該天線所接收的該第一射頻信號，產生一第一感應信號。

該第一開關單元電連接在該第一變壓電路與該低雜訊放大電路之間，且當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式時，可允許該第一感應信號從該第一變壓電路傳輸至該低雜訊放大電路，以致於該低雜訊放大電路放大該第一感應信號以產生一放大信號。

該解調電路電連接該低雜訊放大電路以接收該放大信號，並解調該放大信號以產生該接收信號。

該調變電路接收該發射信號，並調變該發射信號以產生一調變信號。

該功率放大電路電連接該調變電路以接收該調變信號，且當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式時，該功率放大電路將該調變信號的功率放大以產生一放大輸出。

該第二變壓電路電連接在該功率放大電路及該第一變壓電路之間，接收來自該功率放大電路的該放大輸出，並據以產生一第二感應信號，該第二感應信號經由該第一變壓電路被傳輸至該天線，且由該天線發射出並作為該第二射頻信號。

2‧‧‧天線

20‧‧‧射頻收發晶片

3‧‧‧第一變壓電路

31‧‧‧第一變壓器

32‧‧‧電容器

4‧‧‧低雜訊放大電路

5‧‧‧第一開關單元

51‧‧‧第一電晶體

52‧‧‧第一電阻器

53‧‧‧第二電阻器

6‧‧‧解調電路

7‧‧‧調變電路

8‧‧‧功率放大電路

81‧‧‧第三變壓器

82‧‧‧第二開關單元

82a‧‧‧第二開關單元

821‧‧‧第一電阻器

822‧‧‧第一電容器

823‧‧‧第二電阻器

824‧‧‧第二電容器

825~828‧‧‧第三至第六電晶體

82b‧‧‧第二開關單元

831‧‧‧第一電阻器

832‧‧‧第一電容器

833‧‧‧第二電阻器

834‧‧‧第二電容器

835~838‧‧‧第三至第六電晶體

839‧‧‧第三電阻器

840‧‧‧第四電阻器

841‧‧‧第三電容器

842‧‧‧第四電容器

83‧‧‧第二電晶體

83a‧‧‧第二電晶體

8a‧‧‧功率放大電路

84‧‧‧電阻器

85‧‧‧電容器

86‧‧‧第二電晶體

87‧‧‧第三電晶體

88‧‧‧第四電晶體

89‧‧‧第五電晶體

9‧‧‧第二變壓電路

91‧‧‧第二變壓器

9a‧‧‧第二變壓電路

91a‧‧‧第二變壓器

9b‧‧‧第二變壓電路

91b‧‧‧第二變壓器

VB1‧‧‧第一偏壓

VB2‧‧‧第二偏壓

VB3‧‧‧第二偏壓

CS1‧‧‧第一控制信號

CS2‧‧‧第二控制信號

CS3‧‧‧第三控制信號

CS4‧‧‧第二控制信號

CS5‧‧‧第三控制信號

CS6‧‧‧第二控制信號

CS7‧‧‧第三控制信號

VD1‧‧‧直流偏壓

VD2‧‧‧直流偏壓

VD3‧‧‧直流偏壓

S₂₁‧‧‧信號增益

S₂₂‧‧‧輸出反射損耗

S₁₁‧‧‧輸入反射損耗

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路圖，說明一習知射頻收發器前端裝置；圖2是一方塊圖，說明本發明射頻收發器前端裝置之第一較佳實施例；圖2a是一電路圖，說明該第一較佳實施例的第一與第二變壓電路、一第一開關單元及一功率放大電路；圖2b是一量測圖，說明該第一較佳實施例操作於一接收模式時的一信號增益、一輸出反射損耗及一輸入反射損耗；圖2c是一量測圖，說明該第一較佳實施例操作於一發射模式時的一信號增益、一輸出反射損耗及一輸入反射損耗；圖3是一電路圖，說明本發明射頻收發器前端裝置之一第二較佳實施例；圖4是一電路圖，說明本發明射頻收發器前端裝置之一第三較佳實施例；及圖5是一電路圖，說明本發明射頻收發器前端裝置之一第四較佳實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

<第一較佳實施例>

參閱圖2與圖2a，本發明射頻收發器前端裝置之第一較佳實施例可操作於一接收模式及一發射模式二者其中之一，當操作於接收模式時，射頻收發器前端裝置適於接收一外部第一射頻信號，並因應第一射頻信號產生一接收信號，當操作於發射模式時，射頻收發器前端裝置適於接收一外部發射信號，並因應發射信號發射一第二射頻信號，射頻收發器前端裝置包含：一天線2及一射頻收發晶片20。

天線2用來接收第一射頻信號及發射第二射頻信號。

射頻收發晶片20電連接天線2，且包括：一第一變壓電路3、一低雜訊放大電路4、一第一開關單元5一解調電路6、一調變電路7、一功率放大電路8及一第二變壓電路9。其中，低雜訊放大電路4、解調電路6及調變電路7之細部電路結構具有多種不同的實施態樣且為本領域具通常知識者所熟知，故於此不贅述。

第一變壓電路3電連接天線2，並根據天線2所接收的第一射頻信號，產生一第一感應信號。在此實施例中，第一變壓電路3包括一第一變壓器31及一電容器32。

第一變壓器31具有一一次側繞組及一二次側繞組，每一側繞組具有一打點端及一非打點端，一次側繞組的打點端電連接天線2以接收來自天線2的第一射頻信號，二次側繞組的非打點端接收一第一偏壓VB1。電容器32 電連接在第一變壓器31之一次側繞組之非打點端與第二變壓電路9之間。

第一開關單元5電連接在第一變壓電路3與低雜訊放大電路4之間，且當射頻收發器前端裝置操作於接收模式時，可允許第一感應信號從第一變壓電路傳輸至低雜訊放大電路4，以致於低雜訊放大電路4放大第一感應信號以產生一放大信號。在此實施例中，第一開關單元5包括一第一電晶體51、一第一電阻器52及一第二電阻器53。

第一電晶體51電連接在第一變壓器31之二次側繞組的打點端與地之間，且具有一用於接收一第一控制信號CS1的控制端及一基板端，第一電晶體51根據第一控制信號CS1而導通或不導通。第一電阻器52電連接第一電晶體51之控制端，且接收第一控制信號CS1。第二電阻器53電連接在第一電晶體51的基板端與地之間。在其它實施例中，第一及第二電阻器52、53並非必須。

解調電路6電連接低雜訊放大電路4以接收放大信號，並解調放大信號以產生接收信號。

調變電路7接收發射信號，並調變發射信號以產生一調變信號。

第二變壓電路9電連接在功率放大電路8及第一變壓電路3之間，接收來自功率放大電路8的一放大輸出，並據以產生一第二感應信號。在此實施例中，放大輸出包含一正相輸出信號及一負相輸出信號，且第二變壓電 路9包括一第二變壓器91。

第二變壓器91具有一一次側繞組及一二次側繞組，一次側繞組具有一電連接電容器32的打點端及一接地的非打點端，且一次側繞組在其打點端產生第二感應信號，二次側繞組具有一接收負相輸出信號的打點端、一接收正相輸出信號的非打點端，及一第一中間抽頭。

功率放大電路8電連接調變電路7以接收調變信號，且當射頻收發器前端裝置操作於發射模式時，功率放大電路8將調變信號的功率放大以產生放大輸出，並將放大輸出傳輸至第二變壓電路9，且功率放大電路8包括一第三變壓器81、一第二開關單元82及一第二電晶體83。在此實施例中，由於功率放大電路8為一雙端傳輸的功率放大電路，以致於其所產生的放大輸出包含正相輸出信號及負相輸出信號，但不限於此。

第三變壓器81具有一一次側繞組及一二次側繞組，一次側繞組具有一打點端、一非打點端，及一接收一第二偏壓VB2的第二中間抽頭，二次側繞組具有一電連接調變電路7以接收調變信號的打點端，及一接地的非打點端，第三變壓器81根據調變信號，於其一次側繞組的打點端及非打點端分別產生一正相感應信號及一負相感應信號。第二電晶體83具有一接收一直流偏壓VD1的第一端、一電連接第一中間抽頭的第二端，及一接收一第二控制信號CS2的控制端，第二電晶體83根據第二控制信號CS2而導通或不導通。第二開關單元82電連接在第三變壓器81之 一次側繞組的打點端及非打點端與第二變壓器91之二次側繞組的打點端及非打點端之間，接收來自第三變壓器81之正相及負相感應信號，並根據正相及負相感應信號而操作於一高阻抗模式或一低阻抗模式，並於第二開關單元82操作於高阻抗模式時，功率放大電路8將調變信號的功率放大以產生具有正相及負相輸出信號的放大輸出。

詳細來說，第二開關單元82包括一第一電阻器821、一第一電容器822、一第二電阻器823、一第二電容器824及第三至第六電晶體825~828。

第一電阻器821及第一電容器822串聯連接，且電連接在第二變壓器91之二次側繞組的打點端與第三變壓器81之一次側繞組的打點端之間，接收來自第三變壓器81之正相感應信號，並據以產生負相輸出信號，第一電阻器821電連接第二變壓器91之二次側繞組的打點端，第一電容器822電連接第三變壓器81之一次側繞組的打點端。第二電阻器823及第二電容器824串聯連接，且電連接在第二變壓器91之二次側繞組的非打點端與第三變壓器81之一次側繞組的非打點端之間，接收來自第三變壓器81之負相感應信號，並據以產生正相輸出信號，第二電阻器823電連接第二變壓器91之二次側繞組的非打點端，第二電容器824電連接第三變壓器81之一次側繞組的非打點端。

第三電晶體825具有一第一端、一接地的第二端，及一接收正相感應信號的控制端，第三電晶體825根據正相感應信號而操作於高阻抗或低阻抗模式。第四電晶 體826具有一第一端、一接地的第二端，及一接收負相感應信號的控制端，第四電晶體826根據負相感應信號而操作於高阻抗或低阻抗模式。第五電晶體827具有一電連接第二變壓器91之二次側繞組之打點端的第一端、一電連接第三電晶體825之第一端的第二端，及一用於接收一第三控制信號CS3的控制端，第五電晶體827根據第三控制信號CS3而操作於高阻抗或低阻抗模式。第六電晶體828具有一電連接第二變壓器91之二次側繞組之非打點端的第一端、一電連接第四電晶體826之第一端的第二端，及一用於接收第三控制信號CS3的控制端，第六電晶體828根據第三控制信號CS3而操作於高阻抗或低阻抗模式。在此實施例中，高阻抗模式代表電晶體是操作於飽和區，而低阻抗模式代表電晶體是操作於三極管區。

當射頻收發器前端裝置操作於接收模式時，第一偏壓VB1的電壓大小大於零，第一及第二電晶體51、83分別回應於第一及第二控制信號CS1、CS2而不導通，第三及第四電晶體825、826分別回應於正相及負相感應信號而操作於低阻抗模式，第五及第六電晶體827、828皆回應於第三控制信號CS3而操作於低阻抗模式，以致第二變壓器91的二次側繞阻被短路，因此第二變壓器91的一次側繞阻被等效短路。

此時，天線2接收第一射頻信號，第一變壓器31根據第一射頻信號在其二次側繞組的打點端產生第一感應信號，且第一感應信號從第一變壓電路3被傳輸至低雜 訊放大電路4，接著，低雜訊放大電路4放大第一感應信號以產生放大信號，最後，解調電路6接收放大信號，並解調放大信號以產生接收信號。

應注意的是，射頻收發器前端裝置操作於接收模式時，其利用第一變壓電路3及第一開關單元5來作為低雜訊放大電路4的輸入阻抗匹配電路，以致天線2與低雜訊放大電路4之間阻抗匹配。

當射頻收發器前端裝置操作於發射模式時，第一偏壓VB1的電壓大小等於零，第一及第二電晶體51、83分別回應於第一及第二控制信號CS1、CS2而導通，以致第一變壓器31的二次側繞阻被短路，因此第一變壓器31的一次側繞阻被等效短路，且第三及第四電晶體825、826分別回應於正相及負相感應信號而操作於高阻抗模式，第五及第六電晶體827、828皆回應於第三控制信號CS3而操作於高阻抗模式。

此時，調變電路7調變其所接收的發射信號以產生調變信號，接著，第三變壓器81根據調變信號在其一次側繞組的打點端及非打點端分別產生正相及負相感應信號，且第二開關單元82根據正相及負相感應信號分別產生負相及正相輸出信號，正相及負相輸出信號即為放大輸出，最後，第二變壓電路9接收放大輸出，並據以產生第二感應信號，第二感應信號經由第一變壓電路3被傳輸至天線2，且由天線2發射出並作為第二射頻信號。

應注意的是，射頻收發器前端裝置操作於發射 模式時，其利用電容器32、第二變壓電路9及該等電晶體825~827來作為功率放大電路8的輸出阻抗匹配電路，以致天線2與功率放大電路8之間阻抗匹配。

應注意的是，在此實施例中，低雜訊放大電路4為一單端傳輸的低雜訊放大電路，其目的是放大信號，但不限此，在其它實施例中，低雜訊放大電路4亦可為其它雙端傳輸的低雜訊放大電路，僅需產生放大信號即可；又例如，該等電晶體51、825~828各自為一N型金氧半場效電晶體，其中汲極、源極及閘極分別為該等電晶體中的每一者的第一端、第二端及控制端，電晶體83為一P型金氧半場效電晶體，其中源極、汲極及閘極分別為電晶體83的第一端、第二端及控制端，但不限此，在其它實施例中，電路可做改變，而電晶體的傳導型態也可以相應改變。此外，若射頻收發晶片20能與天線2之間達成所需的阻抗匹配，則電容器32並非必須。

參閱圖2b，其為一量測圖，顯示射頻收發器前端裝置操作於接收模式時，射頻收發晶片20在5GHz時的量測結果。其中，參數S₂₁為一信號增益，其為低雜訊放大電路4所產生之放大信號對天線所接收之第一射頻信號的一比值，參數S₂₂為低雜訊放大電路4的一輸出反射損耗，參數S₁₁為天線2的一輸入反射損耗。圖2b顯示在5GHz時，射頻收發晶片20具有較佳的信號增益S₂₁，且輸出反射損耗S₂₂及輸入反射損耗S₁₁的大小皆小於-10dB，即天線2與低雜訊放大電路4之間阻抗匹配良好。

參閱圖2c，其為一量測圖，顯示射頻收發器前端裝置操作於發射模式時，射頻收發晶片20在5GHz時的量測結果。其中，參數S₂₁為一信號增益，其為天線2所發射之第二射頻信號對功率放大電路8所接收之調變信號的一比值，參數S₂₂為天線2的一輸出反射損耗，參數S₁₁為功率放大電路8的一輸入反射損耗。圖2c顯示在約5GHz時，射頻收發晶片20具有較佳的信號增益S₂₁，且輸出反射損耗S₂₂及輸入反射損耗S₁₁的大小皆小於-10dB，即天線2與功率放大電路8之間阻抗匹配良好。

<第二較佳實施例>

參閱圖3，本發明射頻收發器前端裝置之第二較佳實施例與第一較佳實施例相似，二者不同之處在於：此實施例中，以一第二開關單元82a取代第一較佳實施例中的第二開關單元82(見圖2a)，第二開關單元82a相較於第二開關單元82省略了該等電晶體827、828，且第三電晶體825的第一端係電連接第二變壓器91之二次側繞組之打點端，第四電晶體826的第一端係電連接第二變壓器91之二次側繞組之非打點端。

應注意的是，第二較佳實施例之其他電路的操作情形與第一較佳實施例相似，於此不在贅述。

<第三較佳實施例>

參閱圖4，本發明射頻收發器前端裝置之第三較佳實施例與第一較佳實施例相似，二者不同之處在於：此實施例中，以一第二變壓電路9a、一第二電晶體83a，及 一第二開關單元82b取代第一較佳實施例中的第二變壓電路9、第二電晶體83，及第二開關單元82(見圖2a)。

第二變壓電路9a包括一第二變壓器91a，第二變壓器91a具有一一次側繞組及一二次側繞組，一次側繞組具有一打點端及一接地的非打點端，且一次側繞組在其打點端產生第二感應信號，二次側繞組具有一接收負相輸出信號的打點端，及一接收正相輸出信號的非打點端。第二電晶體83a具有一接收一直流偏壓VD2的第一端、一電連接該第二開關單元82b的第二端，及一接收一第二控制信號CS4的控制端，第二電晶體83a根據第二控制信號CS4而導通或不導通。

第二開關單元82b包括一第一電阻器831、一第一電容器832、一第二電阻器833、一第二電容器834、第三至第六電晶體835~838、第三與第四電阻器839、840及第三與第四電容器841、842。

第一與第二電阻器831、833及第一與第二電容器832、834的連接關係與操作分別與第一與第二電阻器821、823及第一與第二電容器822、824(見圖2a)相似，不同之處在於：第一電阻器831電連接第二變壓器91a之二次側繞組的打點端，第二電阻器833電連接第二變壓器91a之二次側繞組的非打點端。第三電晶體835具有一電連接在第二變壓器91a之二次側繞組之打點端的第一端、一接地的第二端，及一接收正相感應信號的控制端，第三電晶體835根據正相感應信號而操作於高阻抗模式或低阻抗模 式。第四電晶體836具有一電連接在第二變壓器91a之二次側繞組之非打點端的第一端、一接地的第二端，及一接收負相感應信號的控制端，第四電晶體836根據負相感應信號而操作於高阻抗模式或低阻抗模式。第五電晶體837具有一電連接第二電晶體83a之第二端的第一端、一電連接第三電晶體835之第一端的第二端，及一用於接收一第三控制信號CS5的控制端，第五電晶體837根據第三控制信號CS5而操作於高阻抗模式或低阻抗模式。第六電晶體838具有一電連接第五電晶體837之第一端的第一端、一電連接第四電晶體836之第一端的第二端，及一用於接收第三控制信號CS5的控制端，第六電晶體838根據第三控制信號CS5而操作於高阻抗模式或低阻抗模式。第三電阻器839電連接第五電晶體837之控制端，且接收第三控制信號CS5。第三電容器841電連接在第三及第五電晶體835、837的該等控制端之間。第四電阻器840電連接第六電晶體838之控制端，且接收第三控制信號CS5。第四電容器842電連接在第四及第六電晶體836、838的該等控制端之間。

應注意的是，在此實施例中，該等電晶體837、838各自為一P型金氧半場效電晶體，其中源極、汲極及閘極分別為該等電晶體837、838中的每一者的第一端、第二端及控制端，但不限此，在其它實施例中，電路可做改變，而電晶體的傳導型態也可以相應改變。此外，第三較佳實施例之其他電路的操作情形與第一較佳實施例相似，於此不在贅述。

<第四較佳實施例>

參閱圖5，本發明射頻收發器前端裝置之第四較佳實施例與第一較佳實施例相似，二者不同之處在於：此實施例以一第二變壓電路9b及一功率放大電路8a分別取代第一較佳實施例中的第二變壓電路9及功率放大電路8(見圖2a)。

第二變壓電路9b包括一第二變壓器91b，第二變壓器91b具有一一次側繞組及一二次側繞組，一次側繞組具有一打點端及一接地的非打點端，且一次側繞組在其打點端產生第二感應信號，二次側繞組具有一打點端，及一接收放大輸出的非打點端。

功率放大電路8a包括一電阻器84、一電容器85，及第二至第五電晶體86~89。

電阻器84及電容器85串聯連接，且電連接在第二變壓器91b之二次側繞組的非打點端與調變電路7之間，接收來自調變電路7之調變信號，並據以產生放大輸出，電阻器84電連接第二變壓器91b之二次側繞組的非打點端，電容器85接收調變信號。第二電晶體86具有一接收一直流偏壓VD3的第一端、一電連接第二變壓器91b之二次側繞組之打點端的第二端，及一接收一第二控制信號CS6的控制端，第二電晶體86根據第二控制信號CS6而導通或不導通。第三電晶體87具有一電連接第二變壓器91b之二次側繞組之非打點端的第一端、一第二端，及一接收一第三控制信號CS7的控制端，第三電晶體87根據第三控 制信號CS7而操作於高阻抗模式或低阻抗模式。第四電晶體88具有一電連接第三電晶體87之第二端的第一端、一接地的第二端，及一電連接調變電路7以接收調變信號的控制端，第四電晶體88根據調變信號而操作於高阻抗模式或低阻抗模式。第五電晶體89具有一電連接第二電晶體86之第二端的第一端、一接地的第二端，及一接收第二控制信號CS6的控制端，第五電晶體89根據第二控制信號CS6而導通或不導通。其中，電晶體86為一P型金氧半場效電晶體，其中源極、汲極及閘極分別為電晶體86的第一端、第二端及控制端，該等電晶體87~89各自為一N型金氧半場效電晶體，其中汲極、源極及閘極分別為該等電晶體87~89中的每一者的第一端、第二端及控制端。

在此實施例中，當射頻收發器前端裝置操作於接收模式時，第二電晶體86回應於第二控制信號CS6而不導通，第三及第四電晶體87、88分別回應於第三控制信號CS7及調變信號而操作於低阻抗模式，且第五電晶體89回應於第二控制信號CS6而導通，以致於第二變壓電路9b被短路。當射頻收發器前端裝置操作於發射模式時，第二電晶體86回應於第二控制信號CS6而導通，第三及第四電晶體87、88分別回應於第三控制信號CS7及調變信號而操作於高阻抗模式，且第五電晶體89回應於第二控制信號CS6而不導通，以致於功率放大電路8a可將調變信號的功率放大以產生放大輸出。

應注意的是，第四較佳實施例之其他電路的操 作情形與第一較佳實施例相似，於此不在贅述。

綜上所述，因射頻收發晶片20係利用第一變壓電路3及第一開關單元5來作為低雜訊放大電路4的輸入阻抗匹配電路，並利用電容器32、第二變壓電路9及該等電晶體825~827來作為功率放大電路8的輸出阻抗匹配電路，以致於本發明射頻收發器前端裝置不需額外的匹配電路即可達到天線2與射頻收發晶片20之間的輸入及輸出阻抗匹配，所以本發明射頻收發器前端裝置可省略於圖1之習知射頻收發器前端裝置中所必須的第一及第二匹配電路13、14。因此，本發明射頻收發器前端裝置相較於習知射頻收發器前端裝置具有較簡單的電路結構，以致於射頻收發器前端裝置在傳輸信號的過程中具有較低的信號傳輸損耗。此外，本發明射頻收發器前端裝置在射頻收發晶片20外的元件僅包括天線2，相較於習知射頻收發器前端裝置在射頻收發晶片17外的元件包括天線11、收發開關12、第一及第二匹配電路13、14及第一及第二變壓器15、16，藉此可減少射頻收發器前端裝置的電路面積並降低電路所需成本。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧天線

20‧‧‧射頻收發晶片

3‧‧‧第一變壓電路

4‧‧‧低雜訊放大電路

5‧‧‧第一開關單元

6‧‧‧解調電路

7‧‧‧調變電路

8‧‧‧功率放大電路

9‧‧‧第二變壓電路

Claims (10)

1. 一種射頻收發器前端裝置，可操作於一接收模式及一發射模式二者其中之一，當操作於該接收模式時，該射頻收發器前端裝置適於接收一外部第一射頻信號，並因應該第一射頻信號產生一接收信號，當操作於該發射模式時，該射頻收發器前端裝置適於接收一外部發射信號，並因應該發射信號發射一第二射頻信號，該射頻收發器前端裝置包含：一天線，用來接收該第一射頻信號及發射該第二射頻信號；及一射頻收發晶片，電連接該天線，包括一第一變壓電路，電連接該天線，並根據該天線所接收的該第一射頻信號，產生一第一感應信號，一低雜訊放大電路，一第一開關單元，電連接在該第一變壓電路與該低雜訊放大電路之間，且當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式時，可允許該第一感應信號從該第一變壓電路傳輸至該低雜訊放大電路，以致於該低雜訊放大電路放大該第一感應信號以產生一放大信號，一解調電路，電連接該低雜訊放大電路以接收該放大信號，並解調該放大信號以產生該接收信號，一調變電路，接收該發射信號，並調變該發射信號以產生一調變信號，一功率放大電路，電連接該調變電路以接收該 調變信號，且當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式時，該功率放大電路將該調變信號的功率放大以產生一放大輸出，及一第二變壓電路，電連接在該功率放大電路及該第一變壓電路之間，接收來自該功率放大電路的該放大輸出，並據以產生一第二感應信號，該第二感應信號經由該第一變壓電路被傳輸至該天線，且由該天線發射出並作為該第二射頻信號。
2. 如請求項1所述的射頻收發器前端裝置，其中，該第一變壓電路包括一第一變壓器，該第一變壓器具有一一次側繞組及一二次側繞組，每一側繞組具有一打點端及一非打點端，該一次側繞組的該打點端電連接該天線以接收來自該天線的該第一射頻信號，該二次側繞組的該非打點端接收一第一偏壓；其中，該第一開關單元包括一第一電晶體，該第一電晶體電連接在該二次側繞組的該打點端與地之間，且具有一用於接收一第一控制信號的控制端及一基板端，該第一電晶體根據該第一控制信號而導通或不導通；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式時，該第一偏壓的電壓大小大於零，該二次側繞組在其該打點端產生該第一感應信號，且該第一電晶體回應於該第一控制信號而不導通，以致於該第一感應信號從該第一變壓電路傳輸至該低雜訊放大電路；及其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式 時，該第一偏壓的電壓大小等於零，且該第一電晶體回應於該第一控制信號而導通。
3. 如請求項2所述的射頻收發器前端裝置，其中該第一開關單元還包括：一第一電阻器，電連接該第一電晶體之該控制端，且接收該第一控制信號；及一第二電阻器，電連接在該第一電晶體的該基板端與地之間。
4. 如請求項2所述的射頻收發器前端裝置，其中，該放大輸出包含一正相輸出信號及一負相輸出信號，且該第二變壓電路包括一第二變壓器，該第二變壓器具有一一次側繞組及一二次側繞組，該一次側繞組具有一打點端及一接地的非打點端，且該一次側繞組在其該打點端產生該第二感應信號，該二次側繞組具有一接收該負相輸出信號的打點端、一接收該正相輸出信號的非打點端，及一第一中間抽頭；其中，該功率放大電路包括一第三變壓器，具有一一次側繞組及一二次側繞組，該一次側繞組具有一打點端、一非打點端，及一接收一第二偏壓的第二中間抽頭，該二次側繞組具有一電連接該調變電路以接收該調變信號的打點端，及一接地的非打點端，該第三變壓器根據該調變信號，於其該一次側繞組的該打點端及該非打點端分別產生一正相感應信號及一負相感應信號， 一第二開關單元，電連接在該第三變壓器之該一次側繞組的該打點端及該非打點端與該第二變壓器之該二次側繞組的該打點端及該非打點端之間，接收來自該第三變壓器之該正相及負相感應信號，並根據該正相及負相感應信號而操作於一高阻抗模式或一低阻抗模式，及一第二電晶體，具有一接收一直流偏壓的第一端、一電連接該第一中間抽頭的第二端，及一接收一第二控制信號的控制端，該第二電晶體根據該第二控制信號而導通或不導通；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式時，該第二開關單元回應於該正相及負相感應信號而操作於該低阻抗模式，且該第二電晶體回應於該第二控制信號而不導通；及其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式時，該第二開關單元回應於該正相及負相感應信號而操作於該高阻抗模式，且該第二電晶體回應於該第二控制信號而導通，以致於該功率放大電路將該調變信號的功率放大以產生該放大輸出。
5. 如請求項4所述的射頻收發器前端裝置，其中，該第一變壓電路還包括一電容器，該電容器電連接在該第一變壓器之該一次側繞組之該非打點端與該第二變壓器之該一次側繞組之該打點端之間。
6. 如請求項4所述的射頻收發器前端裝置，其中，該第二 開關單元包括：串聯連接的一第一電阻器及一第一電容器，電連接在該第二變壓器之該二次側繞組的該打點端與該第三變壓器之該一次側繞組的該打點端之間，接收來自該第三變壓器之該正相感應信號，並據以產生該負相輸出信號，該第一電阻器電連接該第二變壓器之該二次側繞組的該打點端，該第一電容器電連接該第三變壓器之該一次側繞組的該打點端；串聯連接的一第二電阻器及一第二電容器，電連接在該第二變壓器之該二次側繞組的該非打點端與該第三變壓器之該一次側繞組的該非打點端之間，接收來自該第三變壓器之該負相感應信號，並據以產生該正相輸出信號，該第二電阻器電連接該第二變壓器之該二次側繞組的該非打點端，該第二電容器電連接該第三變壓器之該一次側繞組的該非打點端；一第三電晶體，具有一電連接該第二變壓器之該二次側繞組之該打點端的第一端、一接地的第二端，及一接收該正相感應信號的控制端，該第三電晶體根據該正相感應信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；及一第四電晶體，具有一電連接該第二變壓器之該二次側繞組之該非打點端的第一端、一接地的第二端，及一接收該負相感應信號的控制端，該第四電晶體根據該負相感應信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式 時，該第三及第四電晶體分別回應於該正相及負相感應信號而操作於該低阻抗模式；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式時，該第三及第四電晶體分別回應於該正相及負相感應信號而操作於該高阻抗模式，以致於該第二開關單元可根據該正相及負相感應信號，產生該負相及正相輸出信號。
7. 如請求項4所述的射頻收發器前端裝置，其中，該第二開關單元包括：串聯連接的一第一電阻器及一第一電容器，電連接在該第二變壓器之該二次側繞組的該打點端與該第三變壓器之該一次側繞組的該打點端之間，接收來自該第三變壓器之該正相感應信號，並據以產生該負相輸出信號，該第一電阻器電連接該第二變壓器之該二次側繞組的該打點端，該第一電容器電連接該第三變壓器之該一次側繞組的該打點端；串聯連接的一第二電阻器及一第二電容器，電連接在該第二變壓器之該二次側繞組的該非打點端與該第三變壓器之該一次側繞組的該非打點端之間，接收來自該第三變壓器之該負相感應信號，並據以產生該正相輸出信號，該第二電阻器電連接該第二變壓器之該二次側繞組的該非打點端，該第二電容器電連接該第三變壓器之該一次側繞組的該非打點端；一第三電晶體，具有一第一端、一接地的第二端， 及一接收該正相感應信號的控制端，該第三電晶體根據該正相感應信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；一第四電晶體，具有一第一端、一接地的第二端，及一接收該負相感應信號的控制端，該第四電晶體根據該負相感應信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；一第五電晶體，具有一電連接該第二變壓器之該二次側繞組之該打點端的第一端、一電連接該第三電晶體之該第一端的第二端，及一用於接收一第三控制信號的控制端，該第五電晶體根據該第三控制信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；及一第六電晶體，具有一電連接該第二變壓器之該二次側繞組之該非打點端的第一端、一電連接該第四電晶體之該第一端的第二端，及一用於接收該第三控制信號的控制端，該第六電晶體根據該第三控制信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式時，該第三及第四電晶體分別回應於該正相及負相感應信號而操作於該低阻抗模式，該第五及第六電晶體皆回應於該第三控制信號而操作於該低阻抗模式；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式時，該第三及第四電晶體分別回應於該正相及負相感應信號而操作於該高阻抗模式，該第五及第六電晶體皆回 應於該第三控制信號而操作於該高阻抗模式，以致於該第二開關單元可根據該正相及負相感應信號，產生該負相及正相輸出信號。
8. 如請求項2所述的射頻收發器前端裝置，其中，該放大輸出包含一正相輸出信號及一負相輸出信號，且該第二變壓電路包括一第二變壓器，該第二變壓器具有一一次側繞組及一二次側繞組，該一次側繞組具有一打點端及一接地的非打點端，且該一次側繞組在其該打點端產生該第二感應信號，該二次側繞組具有一接收該負相輸出信號的打點端，及一接收該正相輸出信號的非打點端；其中，該功率放大電路包括一第三變壓器，具有一一次側繞組及一二次側繞組，該一次側繞組具有一打點端、一非打點端，及一接收一第二偏壓的第一中間抽頭，該二次側繞組具有一電連接該調變電路以接收該調變信號的打點端，及一接地的非打點端，該第三變壓器根據該調變信號，於其該一次側繞組的該打點端及該非打點端分別產生一正相感應信號及一負相感應信號，一第二開關單元，電連接在該第三變壓器之該一次側繞組的該打點端及該非打點端與該第二變壓器之該二次側繞組的該打點端及該非打點端之間，接收來自該第三變壓器之該正相及負相感應信號，並根據該正相及負相感應信號而操作於一高阻抗模式或一低阻抗模式，及 一第二電晶體，具有一接收一直流偏壓的第一端、一電連接該第二開關單元的第二端，及一接收一第二控制信號的控制端，該第二電晶體根據該第二控制信號而導通或不導通；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式時，該第二開關單元回應於該正相及負相感應信號而操作於該低阻抗模式，且該第二電晶體回應於該第二控制信號而不導通；及其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式時，該第二開關單元回應於該正相及負相感應信號而操作於該高阻抗模式，且該第二電晶體回應於該第二控制信號而導通，以致於該功率放大電路將該調變信號的功率放大以產生該放大輸出。
9. 如請求項8所述的射頻收發器前端裝置，其中，該第二開關單元包括：串聯連接的一第一電阻器及一第一電容器，電連接在該第二變壓器之該二次側繞組的該打點端與該第三變壓器之該一次側繞組的該打點端之間，接收來自該第三變壓器之該正相感應信號，並據以產生該負相輸出信號，該第一電阻器電連接該第二變壓器之該二次側繞組的該打點端，該第一電容器電連接該第三變壓器之該一次側繞組的該打點端；串聯連接的一第二電阻器及一第二電容器，電連接在該第二變壓器之該二次側繞組的該非打點端與該第 三變壓器之該一次側繞組的該非打點端之間，接收來自該第三變壓器之該負相感應信號，並據以產生該正相輸出信號，該第二電阻器電連接該第二變壓器之該二次側繞組的該非打點端，該第二電容器電連接該第三變壓器之該一次側繞組的該非打點端；一第三電晶體，具有一電連接在該第二變壓器之該二次側繞組之該打點端的第一端、一接地的第二端，及一接收該正相感應信號的控制端，該第三電晶體根據該正相感應信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；一第四電晶體，具有一電連接在該第二變壓器之該二次側繞組之該非打點端的第一端、一接地的第二端，及一接收該負相感應信號的控制端，該第四電晶體根據該負相感應信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；一第五電晶體，具有一電連接該第二電晶體之該第二端的第一端、一電連接該第三電晶體之該第一端的第二端，及一用於接收一第三控制信號的控制端，該第五電晶體根據該第三控制信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式；一第六電晶體，具有一電連接該第五電晶體之該第一端的第一端、一電連接該第四電晶體之該第一端的第二端，及一用於接收該第三控制信號的控制端，該第六電晶體根據該第三控制信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式； 一第三電阻器，電連接該第五電晶體之該控制端，且接收該第三控制信號；一第三電容器，電連接在該第三及第五電晶體的該等控制端之間；一第四電阻器，電連接該第六電晶體之該控制端，且接收該第三控制信號；及一第四電容器，電連接在該第四及第六電晶體的該等控制端之間；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式時，該第三及第四電晶體分別回應於該正相及負相感應信號而操作於該低阻抗模式，該第五及第六電晶體皆回應於該第三控制信號而操作於該低阻抗模式；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式時，該第三及第四電晶體分別回應於該正相及負相感應信號而操作於該高阻抗模式，該第五及第六電晶體皆回應於該第三控制信號而操作於該高阻抗模式，以致於該第二開關單元可根據該正相及負相感應信號，產生該負相及正相輸出信號。
10. 如請求項2所述的射頻收發器前端裝置，其中，該第二變壓電路包括一第二變壓器，該第二變壓器具有一一次側繞組及一二次側繞組，該一次側繞組具有一打點端及一接地的非打點端，且該一次側繞組在其該打點端產生該第二感應信號，該二次側繞組具有一打點端，及一接收該放大輸出的非打點端； 其中，該功率放大電路包括串聯連接的一電阻器及一電容器，電連接在該第二變壓器之該二次側繞組的該非打點端與該調變電路之間，接收來自該調變電路之該調變信號，並據以產生該放大輸出，該電阻器電連接該第二變壓器之該二次側繞組的該非打點端，該電容器接收該調變信號，一第二電晶體，具有一接收一直流偏壓的第一端、一電連接該第二變壓器之該二次側繞組之該打點端的第二端，及一接收一第二控制信號的控制端，該第二電晶體根據該第二控制信號而導通或不導通，一第三電晶體，具有一電連接該第二變壓器之該二次側繞組之該非打點端的第一端、一第二端，及一接收一第三控制信號的控制端，該第三電晶體根據該第三控制信號而操作於一高阻抗模式或一低阻抗模式，及一第四電晶體，具有一電連接該第三電晶體之該第二端的第一端、一接地的第二端，及一電連接該調變電路以接收該調變信號的控制端，該第四電晶體根據該調變信號而操作於該高阻抗模式或該低阻抗模式，及一第五電晶體，具有一電連接該第二電晶體之第二端的第一端、一接地的第二端，及一接收該第二控制信號的控制端，該第五電晶體根據該第二控制信號而導通或不導通；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該接收模式時，該第二電晶體回應於該第二控制信號而不導通，該 第三及第四電晶體分別回應於該第三控制信號及該調變信號而操作於該低阻抗模式，且該第五電晶體回應於該第二控制信號而導通；其中，當該射頻收發器前端裝置操作於該發射模式時，該第二電晶體回應於該第二控制信號而導通，該第三及第四電晶體分別回應於該第三控制信號及該調變信號而操作於該高阻抗模式，且該第五電晶體回應於該第二控制信號而不導通，以致於該功率放大電路可將該調變信號的功率放大以產生該放大輸出。