TWI473452B - 用於無線區域網路裝置之無線射頻發射裝置 - Google Patents
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Description
本發明係指一種用於一無線區域網路裝置的無線射頻發射裝置，尤指一種可改善無線區域網路裝置輸出之線性度的無線射頻發射裝置。
無線通訊產品的趨勢已走向低價與小尺寸化，並兼顧高效能。同時，各種無線通訊協定標準之複雜度也日益提高，使得無線通訊產品如手機、無線區域網路卡等產品在設計上增加許多困難。以802.11n 2X2為標準的無線區域網路卡為例，其內部所消耗的功率將比以802.11g為標準的無線區域網路卡大許多，因此供應穩定電源以維持高資料傳輸率的特性，將是工程師所挑戰之課題。
一般而言，電源性能的優劣直接影響到電子設備的效能以及安全性。如本領域具通常知識者所熟知，開關穩壓電源(Switching Regulator)工作在高頻開關狀態時，所消耗的能量很低且效率可達80%~90%，因此廣泛應用於無線區域網路裝置中，用以供應直流穩壓電源。然而，當開關穩壓電源供應大電流給無線區域網路裝置的瞬間，開關穩壓電源的輸出電壓會有些許下降再回升，此時供應給功率放大器運作的電壓也隨之下降再回升，此一情況造成無線區域網路裝置輸出的線性度(Linearity)變差。此外，功率放大器會放大產生於無線訊號接收與發射轉換瞬間的電源雜
訊，同時也影響了無線區域網路裝置輸出的線性度。
請參考第1圖，第1圖為一習知無線區域網路裝置10之示意圖。無線區域網路裝置10可以是一無線區域網路卡或一無線區域網路基地台(Access Point)等無線通訊產品。無線區域網路裝置10包含一電壓產生器101、一基頻處理單元100、一射頻處理單元102、一天線104、一無線射頻接收裝置106及一無線射頻發射裝置108。電壓產生器101為一開關穩壓電源，用來產生直流穩壓電源。基頻處理單元100耦接於電壓產生器101，用來處理基頻訊號，並產生一控制電壓Vctrl。射頻處理單元102耦接於電壓產生器101及基頻處理單元100，用來將無線射頻訊號轉換為基頻訊號，或將基頻訊號轉換為無線射頻訊號。無線射頻接收裝置106耦接於射頻處理單元102與天線104之間，用來透過天線104接收無線射頻訊號並傳送至射頻處理單元102。無線射頻發射裝置108耦接於基頻處理單元100、射頻處理單元102及天線104之間，用來將射頻處理單元102所輸出之無線射頻訊號透過天線104發射至空氣中。無線射頻發射裝置108包含一功率放大器180及一電阻182，功率放大器180耦接於射頻處理單元102與天線104之間，由一偏壓Vref驅動，用來放大射頻處理單元102所產生之無線射頻訊號的功率。電阻182一端耦接於基頻處理單元100，另一端耦接於功率放大器180，用來調整控制電壓Vctrl成為功率放大器180之偏壓Vref。
在習知無線區域網路裝置10中，電阻182僅用來將基頻處理單元100所產生的控制電壓Vctrl轉換為功率放大器180之偏壓Vref，無法降低功率放大器180前方的電源雜訊。請參考第2圖，第2圖為習知無線區域網路裝置10用於一802.11n無線區域網路卡所測得之OFDM 64QAM星點圖。星點圖所呈現分佈點外擴的情形說明了由開關穩壓電源(即電壓產生器101)供應大電流給無線區域網路卡的瞬間，功率放大器180的功率增益過大使訊號的誤差向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)升高，無線區域網路裝置10輸出的線性度變差，同時資料傳輸率也隨之下降。
由上可知，習知無線區域網路裝置10無法降低功率放大器180前方的電源雜訊而使電源雜訊被過度放大，最後導致無線區域網路裝置10輸出的線性度變差，同時，資料傳輸率也隨之下降。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於改善無線區域網路裝置輸出訊號之線性度的無線射頻發射裝置。
本發明係揭露一種用於一無線區域網路裝置的無線射頻發射裝置，用以改善輸出訊號之線性度，其包含有一射頻處理單元，用來產生無線射頻訊號；一功率放大器，耦接於該射頻處理單元，由一偏壓驅動，用來放大該射頻處理單元所產生之無線射頻訊號的功率；一電壓產生器，用來產生一控制電壓；以及一低通濾波
單元，耦接於該電壓產生器及該功率放大器之間，用來對該電壓產生器所產生之該控制電壓進行低通濾波處理，以產生該偏壓。
本發明另揭露一種可改善輸出訊號之線性度的無線區域網路裝置，包含有一電壓產生器，用來產生直流穩壓電源；一基頻處理單元，耦接於該電壓產生器，用來處理基頻訊號及產生一控制電壓；一射頻處理單元，耦接於該電壓產生器及該基頻處理單元，用來將無線射頻訊號轉換為基頻訊號，或將基頻訊號轉換為無線射頻訊號；一天線；一無線射頻接收裝置，耦接於該射頻處理單元與該天線之間，用來透過該天線接收無線射頻訊號，並傳送至該射頻處理單元；以及一無線射頻發射裝置，耦接於該基頻處理單元、該射頻處理單元及該天線之間，用來將該射頻處理單元所輸出之無線射頻訊號透過該天線發射至空氣中，該無線射頻發射裝置包含有一功率放大器，耦接於該射頻處理單元與該天線之間，由一偏壓驅動，用來放大該射頻處理單元所產生之無線射頻訊號的功率；以及一低通濾波單元，耦接於該基頻處理單元及該功率放大器，用來對該基頻處理單元所產生之該控制電壓進行低通濾波處理，以產生該偏壓。
請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一無線區域網路裝置30之示意圖。無線區域網路裝置30可用於如無線區域網路卡、無線區域網路基地台等無線通訊產品。無線區域網路裝置30包含一電壓
產生器301、一基頻處理單元300、一射頻處理單元302、一天線304、一無線射頻接收裝置306、以及一無線射頻發射裝置308。電壓產生器301為一開關穩壓電源，用來產生直流穩壓電源。基頻處理單元300耦接於電壓產生器301，用來處理基頻訊號並產生一控制電壓Vctrl。射頻處理單元302耦接於電壓產生器301及基頻處理單元300，用來將無線射頻訊號轉換為基頻訊號，或將基頻訊號轉換為無線射頻訊號。無線射頻接收裝置306耦接於射頻處理單元302與天線304之間，用來透過天線304接收無線射頻訊號並傳送至射頻處理單元302。無線射頻發射裝置308耦接於基頻處理單元300、射頻處理單元302及天線304之間，用來將射頻處理單元302所輸出之無線射頻訊號透過天線304發射至空氣中。無線射頻發射裝置308包含一功率放大器380與一低通濾波單元382。功率放大器380耦接於射頻處理單元302與天線304之間，由一偏壓Vref驅動，用來放大射頻處理單元302所產生之無線射頻訊號的功率。低通濾波單元382耦接於基頻處理單元300及功率放大器380之間，用來對基頻處理單元300所產生之控制電壓Vctrl進行低通濾波處理，進而產生偏壓Vref至功率放大器380。
在無線區域網路裝置30中，低通濾波單元382用以對基頻處理單元300所產生之控制電壓Vctrl進行低通濾波處理，因此，低通濾波單元382可提供穩定之偏壓Vref給功率放大器380，降低由電源雜訊引起的訊號誤差，進而提升無線區域網路裝置30輸出之線性度與資料傳輸率。特別注意的是，第3圖所示之無線區域網路裝置30
係為本發明之一實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同之變化修飾，如低通濾波單元382內之元件可有不同的組合但同樣達到低通濾波之功效。舉例來說，在第3圖中，低通濾波單元382包含有一電阻3820及一第一電容3822。電阻3820耦接於基頻處理單元300與功率放大器380之間，用來調整控制電壓Vctrl成為功率放大器380之偏壓Vref。第一電容3822耦接於基頻處理單元300與功率放大器380之間，也就是說，第一電容3822與電阻3820並聯。
進一步說明低通濾波單元382。電阻3820與第一電容3822並聯可降低電源雜訊，當電阻3820與第一電容3822調整至適合的RC(電阻值與電容值)值時，測量星點圖即不會有分佈點外擴情形產生，進而提升無線區域網路裝置30輸出之線性度與資料傳輸率。請參考第4圖，第4圖為無線區域網路裝置30用於一802.11n無線區域網路卡所測得之OFDM 64QAM星點圖。當習知無線區域網路裝置10用於一802.11n無線區域網路卡時，訊號誤差向量幅度為-29.3dB；而當本發明無線區域網路裝置30用於一802.11n無線區域網路卡時，訊號誤差向量幅度已改善至-32dB。除此之外，本發明也利用第一電容3822充放電的特性補償因開關穩壓電源(即電壓產生器301)供應電流過大所導致的瞬間電壓下降，以提供穩定之偏壓給功率放大器380。值得注意的是，無線區域網路裝置30為本發明之一實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同之變化修飾，如於低通濾波單元382與功率放大器380之間連接一第二電容到地，或於低通濾波單元382與基頻處理單元300之間連接一第三電容到
地，第二電容與第三電容均為旁路電容，用來穩定電壓，使用者可視需要決定是否使用於電路上。
請參考第5圖，第5圖為本發明變化實施例用於無線區域網路裝置之一無線射頻發射裝置50之示意圖。無線射頻發射裝置50類似於前述之無線區域網路裝置30之無線射頻發射裝置308，其可用於如無線區域網路卡、無線區域網路基地台或行動電話等無線通訊產品。無線射頻發射裝置50包含有一射頻處理單元500、一功率放大器502、一電壓產生器504及一低通濾波單元506。射頻處理單元500用來產生無線射頻訊號。功率放大器502耦接於射頻處理單元500，由一偏壓Vref驅動，用來放大射頻處理單元500所產生之無線射頻訊號的功率。電壓產生器504設於無線區域網路裝置之一基頻處理單元中，用來產生一控制電壓Vctrl。低通濾波單元506包含有一電阻560及一第一電容562。電阻560耦接於電壓產生器504與功率放大器502之間，用來調整電壓產生器504產生之控制電壓Vctrl，以產生功率放大器502之偏壓Vref。第一電容562耦接於電壓產生器504與功率放大器502之間，也就是說，第一電容562與電阻560並聯。
進一步說明低通濾波單元506。請參考前述，無線射頻發射裝置50之低通濾波單元506的工作原理與功能同於無線區域網路裝置30之低通濾波單元382，也就是說，低通濾波單元506同樣可提供一穩定之偏壓給功率放大器502，降低由電源雜訊引起的訊號誤
差，進而提升使用無線射頻發射裝置50之無線區域網路裝置輸出的線性度與資料傳輸率。值得注意的是，無線射頻發射裝置50為本發明之一實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同之變化修飾，如於低通濾波單元506與功率放大器502之間連接一第二電容到地，或於低通濾波單元506與電壓產生器504之間連接一第三電容到地，第二電容與第三電容均為旁路電容，用來穩定電壓，使用者可視需要決定是否使用於電路上。
綜上所述，本發明係透過低通濾波單元提供一穩定之偏壓給功率放大器，以降低由電源雜訊引起的訊號誤差，進而提升無線區域網路裝置輸出的線性度與資料傳輸率，因此可改進習知無線區域網路裝置的缺點，如線性度變差與資料傳輸率下降等。
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。
10、30‧‧‧無線區域網路裝置
50‧‧‧無線射頻發射裝置
100、300‧‧‧基頻處理單元
101、301、504‧‧‧電壓產生器
102、302、500‧‧‧射頻處理單元
104、304‧‧‧天線
106、306‧‧‧無線射頻接收裝置
108、308‧‧‧無線射頻發射裝置
180、380、502‧‧‧功率放大器
382、506‧‧‧低通濾波單元
182、3820、560‧‧‧電阻
3822、562‧‧‧第一電容
Vref‧‧‧偏壓
Vctrl‧‧‧控制電壓
第1圖為一習知無線區域網路裝置之示意圖。
第2圖為習知無線區域網路裝置應用於一802.11n無線區域網路卡所測得之OFDM 64QAM星點圖。
第3圖為本發明實施例一無線區域網路裝置之示意圖。
第4圖為本發明實施例一無線區域網路裝置應用於一802.11n無線區域網路卡所測得之OFDM 64QAM星點圖。
第5圖為本發明變化實施例用於無線區域網路裝置之一無線射頻發射裝置之示意圖。
30‧‧‧無線區域網路裝置
300‧‧‧基頻處理單元
301‧‧‧電壓產生器
302‧‧‧射頻處理單元
304‧‧‧天線
306‧‧‧無線射頻接收裝置
308‧‧‧無線射頻發射裝置
380‧‧‧功率放大器
382‧‧‧低通濾波單元
3820‧‧‧電阻
3822‧‧‧第一電容
Vref‧‧‧偏壓
Vctrl‧‧‧控制電壓
Claims (8)
- 一種用於一無線區域網路裝置的無線射頻發射裝置，用以改善輸出訊號之線性度，其包含有：一射頻處理單元，用來產生無線射頻訊號；一功率放大器，耦接於該射頻處理單元，由一偏壓驅動，用來放大該射頻處理單元所產生之無線射頻訊號的功率；一電壓產生器，用來產生一控制電壓；一電阻，用以產生該偏壓，其一端耦接於該電壓產生器，另一端耦接於該功率放大器；以及一第一電容，用以穩定該偏壓，其一端耦接於該電壓產生器，另一端耦接於該功率放大器。
- 如請求項1所述之無線射頻發射裝置，其中該電壓產生器係設於該無線區域網路裝置之一基頻處理單元。
- 如請求項1所述之無線射頻發射裝置，另包含有一第二電容，其一端耦接於該功率放大器，另一端耦接於一地端。
- 如請求項1所述之無線射頻發射裝置，另包含有一第三電容，其一端耦接於該電阻、該第一電容與該電壓產生器之間，另一端耦接於一地端。
- 一種可改善輸出訊號之線性度的無線區域網路裝置，包含有：一電壓產生器，用來產生直流穩壓電源；一基頻處理單元，耦接於該電壓產生器，用來處理基頻訊號及產生一控制電壓；一射頻處理單元，耦接於該電壓產生器及該基頻處理單元，用來將無線射頻訊號轉換為基頻訊號，或將基頻訊號轉換為無線射頻訊號；一天線；以及一無線射頻發射裝置，耦接於該基頻處理單元、該射頻處理單元及該天線之間，用來將該射頻處理單元所輸出之無線射頻訊號透過該天線發射至空氣中，該無線射頻發射裝置包含有：一功率放大器，耦接於該射頻處理單元與該天線之間，由一偏壓驅動，用來放大該射頻處理單元所 產生之無線射頻訊號的功率；一電阻，用以產生該偏壓，其一端耦接於該電壓產生器，另一端耦接於該功率放大器；以及一第一電容，用以穩定該偏壓，其一端耦接於該電壓產生器，另一端耦接於該功率放大器。
- 如請求項5所述之無線區域網路裝置，另包含有一第二電容，其一端耦接於該功率放大器，另一端耦接於一地端。
- 如請求項5所述之無線區域網路裝置，另包含有一第三電容，其一端耦接於該電阻、該第一電容與該基頻處理單元之間，另一端耦接於一地端。
- 如請求項5所述之無線區域網路裝置，另包含一無線射頻接收裝置，耦接於該射頻處理單元與該天線之間，用來透過該天線接收無線射頻訊號，並傳送至該射頻處理單元。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020042256A1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Baldwin Keith R | Packet acquisition and channel tracking for a wireless communication device configured in a zero intermediate frequency architecture |
| US20040224648A1 (en) * | 2002-03-21 | 2004-11-11 | Sugar Gary L. | Efficiency of power amplifers in devices using transmit beamforming |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4825327A (en) * | 1987-11-12 | 1989-04-25 | General Electric Company | Negative and zero sequence directional overcurrent unit for AC power transmission line protection |
| US5347545A (en) * | 1991-01-25 | 1994-09-13 | Fujitsu Limited | Multi-terminal communication equipment for smoothly and correctly communicating data between a plurality of terminal equipments |
| US6005885A (en) * | 1995-12-12 | 1999-12-21 | Intermec Ip Corp. | Methodology for discontinuous radio reception utilizing embedded frame length words |
| US5838472A (en) * | 1996-07-03 | 1998-11-17 | Spectrix Corporation | Method and apparatus for locating a transmitter of a diffuse infrared signal within an enclosed area |
| DE10033741B4 (de) * | 2000-07-12 | 2012-01-26 | Synergy Microwave Corp. | Oszillatorschaltung |
| US6985751B2 (en) * | 2002-03-07 | 2006-01-10 | Siemens Communications, Inc. | Combined open and closed loop power control with differential measurement |
| US20080139141A1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-12 | George Varghese | Method and system for estimating and compensating non-linear distortion in a transmitter using data signal feedback |
| US7532074B2 (en) * | 2007-07-09 | 2009-05-12 | Kontel Data System Limited | Device and method for biasing a transistor amplifier |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020042256A1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Baldwin Keith R | Packet acquisition and channel tracking for a wireless communication device configured in a zero intermediate frequency architecture |
| US20040224648A1 (en) * | 2002-03-21 | 2004-11-11 | Sugar Gary L. | Efficiency of power amplifers in devices using transmit beamforming |
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