TWI407706B - 訊號傳收電路 - Google Patents

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TWI407706B TW099124297A TW99124297A TWI407706B TW I407706 B TWI407706 B TW I407706B TW 099124297 A TW099124297 A TW 099124297A TW 99124297 A TW99124297 A TW 99124297A TW I407706 B TWI407706 B TW I407706B
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Po Chih Wang
Chia Jun Chang
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Description

訊號傳收電路
本發明有關於訊號傳收電路，特別有關於不以傳送器/接收器開關作阻抗匹配的訊號傳收電路。
習知的訊號傳收電路一般包含傳送器/接收器開關(T/R Switch)。如第1圖所示，訊號傳收電路100中的傳送器101和接收器103通常包含在一IC封裝(IC package)105(亦即一IC)內。而傳送器/接收器開關107係位於IC封裝105之外，用以決定訊號傳送路徑或訊號接收路徑是否導通。然而，隨著技術的演進，用以作為傳送器或接收器的放大器常以CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互補式金屬-氧化層-半導體)製程來製作。但是傳送器/接收器開關可能有前端元件損耗的考量，較難以CMOS製程來製造。
本發明之一目的在於提供一種不需要傳送器/接收器開關的訊號傳收電路。
本發明之一目的在於提出一種包含阻抗匹配電路的訊號傳收電路。
本發明之一實施例揭露了一訊號傳收電路，包含一傳送器、一接收器、一單端差動轉換器以及一阻抗匹配電路。傳送器用以傳送一輸出訊號。接收器用以接收一輸入訊號。單端差動轉換器具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端。阻抗匹配電路耦接在傳送器、接收器以及單端轉差動轉換器之間，用以在傳送器傳送輸出訊號時提供一傳輸阻抗，使輸出訊號經由一傳送路徑，在單端差動轉換器的輸出端輸出，並在接收器接收該輸入訊號時，提供一接收阻抗使得輸入訊號自單端差動轉換器的輸出端經由一接收路徑傳送到接收器。
根據前述之實施例，可以在不使用傳送器/接收器開關的情況下，利用電容、電感或銲線等被動元件構成所須的阻抗匹配網路。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。以外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
第2圖繪示了根據本發明之第一實施例的訊號傳收電路200的方塊圖。如第2圖所示，訊號傳收電路200包含一傳送器201、一接收器203、一阻抗匹配電路205、一單端轉差動轉換器(Balun)207以及一天線211，在本實施例中，傳送器201和接收器203分別以功率放大器(Power Amplifier;PA)和高增益低雜訊放大器(LNA)示意。在其他實施例中，訊號傳收電路200可更包含一濾波器(未繪示)，位於單端轉差動轉換器207以及天線211之間。阻抗匹配電路205及單端差動轉換器207位於天線211和傳送器201、接收器203之間，阻抗匹配電路205提供傳送器201看向單端差動轉換器207和天線211所需的阻抗匹配，以及天線211看向訊號傳收電路200內部所需的阻抗。此外，阻抗匹配電路205還和單端差動轉換器207配合，在傳送器201傳送一訊號時，以及在接收器203接收一訊號時，提供該訊號的傳送及接收路徑。另外，訊號傳收電路200通常亦包含一控制器(未繪示)，用以在傳送器201傳送一輸出訊號時，停止接收器203工作，並在接收器203接收一輸入訊號時，關閉傳送器201。
第3圖繪示了本發明之訊號傳收電路一實施例之詳細電路圖。在此例中，阻抗匹配電路305包含複數個電容309、329和331，以及複數條連接在焊墊和元件之間的銲線311、313、325和327。其中銲線311和313分別位於電容309和331之間，以及電容329和309之間，且其數目不限於兩條，電容329和電容331位於天線308至接收器303的接收路徑，電容309、單端差動轉換器315、銲線317、319和天線308構成了一傳送路徑。而天線308、銲線317、319，單端差動轉換器315、銲線311、313、電容329、331、銲線325、327構成一接收路徑。其中電阻307係用來表示訊號傳收電路300從天線308端觀察之阻抗匹配電路305和傳送器301以及接收器303所連接的負載之等效電阻。
阻抗匹配電路305可更包含至少一開關元件321、323，位於天線308至接收器303的接收路徑上，且開關元件321耦接於一預定電位(此例中為一地電位)以及接收路徑之間。其中，開關元件321、323在導通時會接地，使得接收器303處於不工作的狀態。在電路的實際製作上，傳送器301，接收器303，電容309，銲線311、313、317、319、325、327，單端轉差動轉換器315，開關元件321、323可將其整合於一IC封裝312中，並將此IC封裝312透過一些訊號輸出/接收點(未繪示)電性連接至封裝外的焊墊333、335、337、339、341。須注意的是，第3圖所示之實施例僅用以舉例說明，並 不表示阻抗匹配電路305必須具備第3圖所示之所有元件。於一實施例中，在傳輸模式(TX MODE)下，接收器303關閉，僅有傳送器301工作，開關元件321和323導通而接地，由傳送器301看出去，單端差動轉換器315和焊線、電容等元件造成高頻訊號的高阻抗，因此傳送器301的輸出訊號在這時候會依照預期的傳送路徑輸出，經由單端差動轉換器315的輸出端輸出到天線308；在接收模式(RX mode)下，傳送器301關閉，僅有接收器303在工作，此時由天線308輸入的訊號所看到的傳送器301即為高阻抗，訊號自然往接收器303輸入。單端差動轉換器315在本實施例中提供了單端轉差動以及阻抗轉換之能力，使單端差動轉換器315兩側的電路都得以看到各自所需的阻值；焊線311、313、325、327提供了寄生電感，在本實施例中，電感多在nH級，電容則在pF級，但電感與電容之值可隨著電路之設計不同而任意改變。
第4圖和第5圖繪示了第3圖中的小訊號示意圖。其中第4圖繪示了傳送訊號時的小訊號示意圖，而第5圖繪示了接收訊號時的小訊號示意圖。如第4圖所示，在傳送訊號時，開關元件321和323導通使接收路徑接地，傳送器301工作且接收器303關閉，此時電容309在高頻訊號形成阻抗，銲線311和325之電性以等效電感401表示，銲線313和327則以等效電感403表示，因此傳送器301輸出之訊號經由單端差動轉換器315提供給外部的天線308，單端差動轉換器315還提供了阻抗轉換的功能，為IC的內外兩側分別提供適當的阻抗。在訊號接收時，如第5圖所示，此時開關元件321和 323斷開，接收器303工作且傳送器301關閉，訊號自天線308傳送至接收器303時，會先透過單端轉差動轉換器315處理，銲線311、313、325和327可視為等效電感501、503，在高頻訊號時，電容329和331會被視為導通，使得訊號輸入到接收器303。詳細的訊號傳輸方式，可根據第3圖所示的結構和其他電路相關領域的方式推得，故在此不再贅述。
第6圖繪示了本發明之訊號傳收電路另一實施例之電路圖的一範例。在訊號傳收電路600中，阻抗匹配電路605包含有複數個電容619和621，位於傳送器601至天線608的一傳送路徑上。阻抗匹配電路605可更包含有銲線609、611，位於傳送器601與電容619、621之間。而且，阻抗匹配電路605可更包含一電感613，位於天線608以及電容619、621之間。此外，阻抗匹配電路605可更包含複數個電容623、625，位於天線608至接收器603的一接收路徑上。阻抗匹配電路605可更包含複數條銲線627、629，位於接收器603與電容623、625之間。其中傳送路徑可包含傳送器601、銲線609、611、電容619、621、電感613、以及單端差動轉換器602以及天線608。而接收路徑可包含天線608，單端差動轉換器602、電感613、電容623、625、銲線627、629。
除上述元件外，阻抗匹配電路605可更包含位於傳送路徑上的電感615、617和位於接收路徑上的開關元件631、633。其中，電感615、617係作為高頻阻絕(RF chock)元件來使用。開關元件631、 633耦接於一預定電位(此例中為一地電位)以及接收路徑之間。在電路的實際製作上，傳送器601，接收器603，銲線609、611、627、629，開關元件631、633可將其整合於一IC封裝606中，並將此IC封裝606透過位於其上的訊號輸出/接收點(未繪示)與焊墊643、645、647、649電性連接。在本實施例中，單端差動轉換器602與阻抗匹配電路605、傳送器601和接收器603係設置於不同IC基板上，換言之，為分別的兩塊IC。
第6圖所示之範例在小訊號下的運作可由已公知之技術所推得，故在此不再贅述。須注意的是，前述實施例中，阻抗匹配電路並不一定要完全包含前述之元件，亦可只包含部份的元件。
根據前述之實施例，可以在不利用傳送器/接收器開關作為阻抗匹配的情況下，利用電容、電感或銲線構成所須的阻抗匹配網路。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200、300、600‧‧‧訊號傳收電路
101、201、301、601‧‧‧傳送器
103、203、303、603‧‧‧接收器
105、312、606‧‧‧IC封裝
107‧‧‧傳送器/接收器開關
205、305、605‧‧‧阻抗匹配電路
207、315、602‧‧‧單端轉差動轉換器
211、308、608‧‧‧天線
307‧‧‧電阻
309、329、331、619、621、623、625‧‧‧電容
311、313、317、319、325、327、609、611、627、629‧‧‧銲線
321、323、631、633‧‧‧開關元件
333、335、337、339、341、643、645、647、649‧‧‧焊墊
401、403、501、503‧‧‧等效電感
613、615、617‧‧‧電感
第1圖繪示了習知技術中傳送器/接收器開關的示意圖。
第2圖繪示了根據本發明之實施例的訊號傳收電路的方塊圖。
第3圖繪示了本發明之實施例的詳細訊號傳收電路之電路圖。
第4圖和第5圖繪示了第3圖中的小訊號示意圖。
第6圖繪示了本發明之訊號傳收電路另一實施例的電路圖。
200．．．訊號傳收電路
201．．．傳送器
203．．．接收器
205．．．阻抗匹配電路
207．．．單端轉差動轉換器

Claims (11)

  1. 一訊號傳收電路，包含：一傳送器，用以傳送一輸出訊號；一接收器，用以接收一輸入訊號；一單端差動轉換器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端；以及一阻抗匹配電路，耦接在該傳送器、該接收器及該單端轉差動轉換器之間，用以在該傳送器傳送該輸出訊號時提供一傳輸阻抗，使該輸出訊號經由一傳送路徑，在該單端差動轉換器的輸出端輸出，並在該接收器接收該輸入訊號時，提供一接收阻抗使得該輸入訊號自該單端差動轉換器的輸出端經由一接收路徑傳送到該接收器；其中該阻抗匹配電路更包含至少一開關元件耦接於該接收路徑與一接地電位之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳收電路，其中該阻抗匹配電路係由複數個電容與複數條銲線所構成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之訊號傳收電路，其中該阻抗匹配電路還包含複數個焊墊，且該些電容係耦接在該些焊墊之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳收電路，更包含一電感，耦 接在該單端差動轉換器的第一輸入端及第二輸入端之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳收電路，更包括一天線耦接該單端差動轉換器的輸出端。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之訊號傳收電路，其中該傳送器、該接收器以及該單端差動轉換器係設置於同一IC內。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的訊號傳收電路，其中該開關元件在該傳送器傳送該輸出信號時導通，在該接收器接收該輸入信號時斷開。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的訊號傳收電路，其中該開關元件係耦接於該接收器的輸入端與該接地電位之間。
  9. 一訊號傳收電路，包含：一傳送器，用以傳送一輸出訊號；一接收器，用以接收一輸入訊號；一單端差動轉換器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端；以及一阻抗匹配電路，耦接在該傳送器、該接收器及該單端轉差動轉換器之間，用以在該傳送器傳送該輸出訊號時提供一傳輸阻抗，使該輸出訊號經由一傳送路徑，在該單端差動轉換器的 輸出端輸出，並在該接收器接收該輸入訊號時，提供一接收阻抗使得該輸入訊號自該單端差動轉換器的輸出端經由一接收路徑傳送到該接收器；其中該阻抗匹配電路係由複數個電容與複數條銲線所構成，且該阻抗匹配電路還包含複數個焊墊，且該些電容係耦接在該些焊墊之間。
  10. 一訊號傳收電路，包含：一傳送器，用以傳送一輸出訊號；一接收器，用以接收一輸入訊號；一單端差動轉換器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端；一阻抗匹配電路，耦接在該傳送器、該接收器及該單端轉差動轉換器之間，用以在該傳送器傳送該輸出訊號時提供一傳輸阻抗，使該輸出訊號經由一傳送路徑，在該單端差動轉換器的輸出端輸出，並在該接收器接收該輸入訊號時，提供一接收阻抗使得該輸入訊號自該單端差動轉換器的輸出端經由一接收路徑傳送到該接收器；以及一電感，耦接在該單端差動轉換器的第一輸入端及第二輸入端之間。
  11. 一訊號傳收電路，包含：一傳送器，用以傳送一輸出訊號； 一接收器，用以接收一輸入訊號；一單端差動轉換器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端；以及一阻抗匹配電路，耦接在該傳送器、該接收器及該單端轉差動轉換器之間，用以在該傳送器傳送該輸出訊號時提供一傳輸阻抗，使該輸出訊號經由一傳送路徑，在該單端差動轉換器的輸出端輸出，並在該接收器接收該輸入訊號時，提供一接收阻抗使得該輸入訊號自該單端差動轉換器的輸出端經由一接收路徑傳送到該接收器；其中該傳送器、該接收器以及該單端差動轉換器係設置於同一IC內。
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