TWI524684B - 多系統整合的調變模組及其通訊裝置 - Google Patents

Description

多系統整合的調變模組及其通訊裝置

本發明提供一種調變模組，特別是關於一種多系統整合的調變模組及其通訊裝置。

隨著無線通訊科技不斷地發展，各種具有不同功能的行動通訊裝置，例如智慧型手機、個人數位助理等，已成為現代人日常生活中不可或缺的溝通工具。然而，經過長久的通訊技術演進，通常通訊裝置中存在著多種不同的通訊技術，因此各通訊技術之間如何在通訊裝置中順利地運作已成為無線通訊重要的課題。

以常用的短距離通訊技術來說，2.4GHz ISM(工業、科學與醫療)頻段則為一種常見的實施環境。在實際的實施環境中，二個協定的收發調變電路位於靠近彼此的位置上或甚至在相同裝置(例如，手持式的行動通訊裝置)中。舉例來說，用於IEEE 802.11b/g無線LAN(區域網路)訊號的收發調變電路可與用於藍芽(Bluetooth)訊號的收發調變電路位於鄰近位置或位於相同裝置中。IEEE 802.11b/g與藍芽共享2.4GHz頻段，由於此兩個通訊技術操作在相近頻率(振盪頻率於2.4~2.48GHz之間)，因此隨著收發調變電路上距離相近，將更容易導致調變過程中二個收發調變電路之間產生彼此干擾(Interference)或頻率拉扯效應(Pulling Effect)。

請參閱本案圖1，圖1為傳統使用WiFi與藍芽技術的通訊裝置之方塊圖。如圖1所示，通訊裝置1包括第一調變模組11、第二調變模組12、第一通訊電路13(包括具有類比數位轉換器131a 與數位類比轉換器131b的數模轉換模組131與第一通訊電路運算單元132)、第二通訊電路14(包括具有類比數位轉換器141a與數位類比轉換器141b的數模轉換模組141與第一通訊電路運算單元142)、切換器15以及天線16。第一調變模組11具有訊號放大模組111(包括低雜訊放大器1111與功率放大器1112)、WiFi調變電路112(包括高頻振盪器1121與高頻混頻器1122)與濾波模組113(包括濾波器113a、113b與電壓增益放大器114)。第二調變模組12具有訊號放大模組121(包括低雜訊放大器1211與功率放大器1212)、藍芽調變電路122(包括高頻振盪器1221與高頻混頻器1222)與濾波模組123(包括濾波器123a、123b與電壓增益放大器124)。第一調變模組11耦接於第一通訊電路13，第一調變模組11更具有第一接收端11a與第一傳送端11b分別耦接於切換器15。第二調變模組12耦接於第二通訊電路14，第二調變模組12更具有第二傳送端12a耦接於切換器15。天線16透過切換器15切換於第一調變模組11與第二調變模組12的第一接收端11a、第一傳送端11b以及第二收發端12a之間。當切換器15切換於第一接收端11a時用以接收WiFi訊號或藍芽訊號，當切換器15切換於第一傳送端11b時用以傳送WiFi訊號，當切換器15切換於第二收發端12a時用以接收或傳送藍芽訊號。

在電路設計上，如圖1所示，傳統的WiFi與藍芽技術共存的通訊裝置1通常都分別具有各自的訊號放大模組111、121、濾波模組113、123、高頻混頻器1122、1222以及高頻振盪器1121、1221。高頻混頻器1122具有高頻接收混頻單元1122a與高頻傳送混頻單元1122b，高頻混頻器1222具有高頻接收混頻單元1222a與高頻傳送混頻單元1222b。特別須注意的是，一般來說，高頻電路在電路設計需求上通常需要較大電路面積，因此會具有較高的成本。在使用者追求輕薄短小的潮流中，縮小電路面積亦為重要課題。

另一方面來說，用於藍芽訊號調變的第二調變模組12與用於WiFi訊號調變的第一調變模組11彼此位於鄰近位置時，因為用於藍芽訊號調變的第二調變模組12在發送藍芽訊號並無法同時進行發射WiFi訊號，故通訊裝置1並無法支援藍芽與WiFi二者的高任務週期運作。換句話說，當切換器15切換於第二收發端12a時，通訊裝置1僅僅只能傳送藍芽訊號。因此，若通訊裝置1欲在第一傳送端11b傳送WiFi訊號，則需要等待切換器15切換至第一傳送端11b時才能進行傳送，進而導致較差的傳輸量以及高潛伏期(latency)。然而，對潛伏期問題敏感的應用程式(例如VoIP(網際網路語音協定))來說，此種行為尤其會產生問題。因為此類的訊務是語音訊務，故無法容忍嚴重的延遲問題，且衝突問題將會導致相當差品質的音訊傳輸。總而言之，在無線通訊技術中，使用共用頻段的多通訊協定之通訊裝置的電路架構仍具有許多改善的空間。

本發明實施例在於提供一種多系統整合的調變模組，具有至少一收發端。調變模組包括第一調變電路與第二調變電路。第一調變電路包括高頻振盪器與至少一高頻混頻器，第二調變電路包括低頻振盪器與至少一低頻混頻器。第二調變電路耦接於第一調變電路。所述高頻混頻器耦接於高頻振盪器，以及所述低頻混頻器耦接於低頻振盪器。高頻混頻器提供至少一高頻訊號，以及低頻混頻器提供至少一低頻訊號。所述高頻混頻器用以將通過的至少一射頻訊號與高頻訊號進行混頻，以及所述低頻混頻器用以將通過的所述射頻訊號與低頻訊號進行混頻。調變模組藉由第一調變電路形成第一訊號路徑，以及藉由第一調變電路與第二調變電路形成第二訊號路徑。

本發明實施例在於提供一種通訊裝置，此通訊裝置包括多系 統整合的調變模組以及天線，其中天線耦接於多系統整合的調變模組之至少一收發端，且多系統整合的調變模組為上述的多系統整合的調變模組，其中天線用以接收或傳送射頻訊號。

綜合上所述，透過本發明實施例所提出之多系統整合的調變模組，利用共同使用一個高頻振盪器為主要混頻單元以及一個低頻振盪器電路作頻率微調動作的組合方式，分別能夠產生第一通訊電路與第二通訊電路之訊號。避免傳統上不同通訊電路都必須使用高頻振盪器來分別調變不同通訊系統之訊號，造成不同通訊系統間電路上的頻率干擾或拉扯效應。再者，使用低頻振盪器的方式並不像高頻的需要較大的電路面積，更能夠有效節省在整體通訊電路上的面積以及製造上的成本。

更值得一提的是，透過本發明實施例所提出的多系統整合的調變模組能夠同時接收或發送第一通訊系統與第二通訊系統之訊號，因此能夠有效提升傳輸量以及傳輸品質。

為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本創作，而非對本創作的權利範圍作任何的限制。

1、2、3‧‧‧通訊裝置

11‧‧‧第一調變模組

111、121、311、316‧‧‧訊號放大模組

1111、1211、3211‧‧‧低雜訊放大器

1112、1212、3212、3111‧‧‧功率放大器

112‧‧‧WiFi調變電路

1121、1221、3121、241‧‧‧高頻振盪器

1122、1222、3122、242‧‧‧高頻混頻器

1122a、1222a、3122a‧‧‧高頻接收混頻單元

1122b、1222b、3122b‧‧‧高頻傳送混頻單元

113a、113b、123a、123b‧‧‧濾波器

114、124、314、317、324‧‧‧電壓增益放大器

11a‧‧‧第一接收端

11b‧‧‧第一傳送端

12‧‧‧第二調變模組

122‧‧‧藍芽調變電路

12a‧‧‧第二收發端

21、31‧‧‧調變模組

21a、31a‧‧‧第一傳送端

21b、31b‧‧‧第二收發端

13、22、32‧‧‧第一通訊電路

14、23、33‧‧‧第二通訊電路

131、141、321、331‧‧‧數模轉換模組

131a、141a、321a、331a‧‧‧類比數位轉換器

131b、141b、321b、331b‧‧‧數位類比轉換器

132、322‧‧‧第一通訊電路運算單元

142、332‧‧‧第二通訊電路運算單元

24、312‧‧‧第一調變電路

25、315‧‧‧第二調變電路

3152、251‧‧‧低頻振盪器

31521‧‧‧振盪頻率產生單元

31522‧‧‧正負頻控制單元

En_Q+‧‧‧相位控制開關

3151、252‧‧‧低頻混頻器

3151a‧‧‧低頻接收混頻單元

3151a-I‧‧‧同向低頻接收混頻單元

3151a-Q‧‧‧正交低頻接收混頻單元

3151b‧‧‧低頻傳送混頻單元

26a、26b‧‧‧訊號放大模組

113、123、27a、27b、313、318‧‧‧濾波模組

313a、313b、318a、318b‧‧‧濾波器

15、28、35‧‧‧切換器

151、281、351‧‧‧切換開關

16、29、36‧‧‧天線

201‧‧‧第一訊號路徑

202‧‧‧第二訊號路徑

301a‧‧‧第一訊號接收路徑

301b‧‧‧第一訊號傳送路徑

302a‧‧‧第二訊號接收路徑

302b‧‧‧第二訊號傳送路徑

LO_Q-‧‧‧本地同向負頻率

LO_Q+‧‧‧本地同向正頻率

LO_I-‧‧‧本地正交負頻率

LO_I+‧‧‧本地正交正頻率

IF_Q-‧‧‧中心同向正頻率

IF_Q+‧‧‧中心同向正頻率

IF_I-‧‧‧中心正交負頻率

IF_I+‧‧‧中心正交正頻率

I+、I-、Q+、Q-‧‧‧振盪頻率產生單元的輸出端

51‧‧‧WiFi基地台

52‧‧‧藍芽耳機

53‧‧‧手機

圖1為傳統使用WiFi與藍芽技術的通訊裝置之方塊圖。

圖2為本發明實施例之具有多系統整合的調變模組之通訊裝置的方塊圖。

圖3為本發明實施例之具有多系統整合的調變模組之通訊裝置的細部方塊圖。

圖4為本發明實施例之第二調變電路的細部方塊圖。

圖5為本發明實施例之通訊裝置的應用示意圖。

圖6A為傳統使用WiFi與藍芽技術的通訊裝置之WiFi訊號與藍芽信號在時間軸上的訊號傳輸示意圖。

圖6B為本發明實施例多系統整合的調變模組之WiFi訊號與藍芽信號時間軸上的訊號傳輸示意圖。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「或」視實際情況可能包括相關聯之列出項目中之任一者或者多者之所有組合。

〔多系統整合的調變模組實施例〕

請參閱圖2，圖2為本發明實施例之具有多系統整合的調變模組之通訊裝置的方塊圖。本發明提供一種多系統整合的調變模組21。圖2中通訊裝置2包括調變模組21、第一通訊電路22、第二通訊電路23、切換器28以及天線29。調變模組21具有第一傳送端21a與第二收發端21b，調變模組21包括第一調變電路24、第二調變電路25、訊號放大模組26a、26b、與濾波模組27a、27b。第一調變電路24包括高頻振盪器241以及高頻混頻器242，第二調變電路包括低頻振盪器251以及低頻混頻器252。高頻振盪器241耦接於高頻混頻器242，低頻振盪器251耦接於低頻混頻器252。調變模組21耦接於第一通訊電路22與第二通訊電路23，且 調變模組21的第一傳送端21a與第二收發端21b耦接於切換器28，切換器28更進一步耦接至天線29。

在本發明實施例中，調變模組21中具有第一訊號路徑201與第二訊號路徑202，其中第一訊號路徑201係指訊號通過第一調變電路24所形成的訊號接收路徑，第二訊號路徑202係指訊號通過第一調變電路24與該第二調變電路25所形成的訊號接收路徑。

第一通訊系統的資料訊號被調變模組21的第一通訊電路22所接收，第一通訊系統的資料訊號接著通過調變模組21的第一調變電路24以調變高頻振盪信號(透過將資料訊號與高頻振盪訊號混頻來達到)，產生第一射頻訊號，然後，第一射頻訊號經由調變模組21的第一傳送端21a或者第二收發端21b傳送至天線29，以將第一射頻訊號發射其他通訊裝置(圖未示)。

另外，在第一訊號路徑201中，調變模組21可從天線29接收其他通訊裝置所發射之第一射頻訊號。調變模組21的第一調變電路24經由調變模組21的第二收發端21b接收第一射頻訊號，且透過第一調變電路24與濾波模組27a可以將接收到的第一射頻訊號解調成第一通訊系統之資料訊號(透過將第一射頻訊號與高頻振盪訊號混頻並將混頻訊號進行濾波來達到)，並將第一通訊系統之資料訊號傳送至第一通訊電路22。

第二通訊系統之資料訊號被調變模組21的第二通訊電路23接收，第二通訊系統之資料訊號接著通過第二調變電路25對低頻振盪訊號進行調變(透過將資料訊號與低頻振盪訊號混頻來達到)，接著，調變後的低頻振盪訊號通過第一調變電路21對高頻振盪訊號進行調變(透過將調變後的低頻振盪訊號與高頻振盪訊號進行混頻來達成)，並產生第二射頻訊號，然後，第二射頻訊號經由調變模組21的第二收發端21b傳送至天線29，以將第二射頻訊號發射至其他通訊裝置(圖未示)。

另外，在第二訊號路徑202中，調變模組21可從天線29接 收其他通訊裝置所發射之第二射頻訊號。調變模組21的第一調變電路24經由第二收發端21b接收第二射頻訊號，第一調變電路24、第二調變電路25與濾波模組27b將第二射頻訊號解調變成第二通訊系統之資料訊號(透過將第二射頻訊號先與高頻振盪訊號作混頻後，將混頻後的訊號再與低頻振盪訊號進行混頻，再對最後的混頻訊號進行濾波來達到)，並將第二通訊系統之資料訊號傳送至第二通訊電路23。

訊號放大模組26a之一端耦接第一調變電路24，訊號放大模組26a之另一端耦接於第一傳輸端21a。訊號放大模組26b之一端耦接第一調變電路24，訊號放大模組26b之另一端耦接於第二收發端21b。於發送第一射頻訊號時，訊號放大模組26a或26b用以對第一射頻訊號進行功率放大的動作，且於發送第二射頻訊號時，訊號放大模組26b用以對第二射頻訊號進行功率放大的動作，使其在天線29發射時具有較佳的傳輸質量，其中第一通訊系統之資料訊號與第二通訊系統之資料訊號係被用於產生第一射頻訊號與第二射頻訊號。於接收第一射頻訊號與第二射頻訊號時，訊號放大模組26b用以對第一射頻訊號與第二射頻訊號進行放大(例如，低雜訊放大)。

濾波模組27a之一端耦接於第一通訊電路22，濾波模組27a之另一端耦接於第一調變電路24，且設置於第一通訊路徑201上。濾波模組27b之一端耦接於第二通訊電路23，濾波模組27b之另一端耦接於第二調變電路25，且設置於第二通訊路徑202上。濾波模組27a與27b用以去除第一通訊系統之資料訊號、第二通訊系統之資料訊號與來自於高頻混頻器242與低頻混頻器252之混頻訊號中不必要之訊號部分，並用以增強其所需要的訊號部分。在本發明實施例中，第一調變電路24透過高頻振盪器241與高頻混頻器242的作用，可以將所接收到的第一或第二射頻訊號與高頻振盪訊號進行混頻，使得混頻後的第一或第二射頻訊號 為高頻訊號。因此本發明實施例中濾波模組27a與27b可以高通濾波器來實現，容許高頻訊號通過，但減弱或去除訊號中頻率低於截止頻率之訊號部分，加強訊號中所需要的訊號部分。第一通訊系統或第二通訊系統可以是2.4GHz ISM協定中的藍芽(Bluetooth)、802.11b/g(WiFi)或者是Zigbee等通訊協定，另外亦為可用於其他ISM頻段外之其他多通訊協定共用之頻段的通訊系統。總而言之，本發明並不以第一通訊系統與第二通訊系統的頻帶與類型做為限制。

值得一提的是，在第二通訊系統的資料訊號的傳輸中，第一調變電路24、第二調變電路25與濾波模組27b會對第二射頻信號進行解調，或者是第二通訊系統的資料訊號依序地經過第二調變電路25與第一調變電路24產生第二射頻訊號。在解調第二射頻訊號時(亦即第二收發端21b用以接收來自於其他通訊裝置所傳送之第二射頻訊號時，也就是使用第二訊號路徑202進行訊號接收時)，第一調變電路24中的高頻混頻器242先將天線29所接收到第二射頻訊號與高頻振盪器241產生的高頻振盪信號進行混頻，接著再將混頻後的第二射頻訊號傳送至第二調變電路25，混頻後的第二射頻訊號(屬於高頻訊號)再與低頻振盪器251所產生之低頻振盪訊號於低頻混頻器252進行混頻，以產生混頻訊號，接著，濾波模組27b對此混頻訊號濾波，以產生第二通訊系統的資料訊號。換言之，第二射頻訊號在第一調變電路24被混頻後依然為高頻訊號，故可僅利用第二調變電路25對混頻後的第二射頻訊號作頻率微調的動作，並搭配後端的濾波模組27b的濾波動作，以解調出第二通訊系統之資料訊號。

在欲發射第二射頻訊號時，第二調變電路25中低頻混頻器252會先將第二通訊系統的資料訊號與低頻振盪器251產生的低頻振盪信號進行第一次混頻。接著，經過第一次混頻的第二通訊系統的資料訊號會被第一調變電路24所接收並進行第二次混頻， 亦即，第一調變電路24中的高頻混頻器242會將低頻混頻器252所產生的混頻訊號與高頻振盪器241所產生之高頻振盪訊號進行混頻，以藉此產生相關於第二通訊系統的資料訊號的第二射頻訊號，而完成調變的動作。之後，第二射頻訊號會經由第二收發端21b送至天線29發送。

在第一通訊系統的資料訊號的傳輸中，第一調變電路24會對第一射頻信號進行解調，或者是第一通訊系統的資料訊號經過第一調變電路24來調變高頻振盪訊號以產生第一射頻訊號。在解調第一射頻訊號時(亦即第二收發端21b用以接收來自於其他通訊裝置所傳送之第一射頻訊號時，也就是使用第一訊號路徑201進行訊號接收時)，高頻混頻器242將天線29所接收到第一射頻訊號與高頻振盪器241所產生的高頻振盪信號進行混頻，並搭配後端的濾波模組27a的濾波動作，以解調出第一通訊系統的資料訊號。

在欲發射第一射頻訊號時，高頻混頻器242將天線29所接收到第一通訊系統的資料訊號與高頻振盪器241所產生的高頻振盪信號進行混頻，以產生第一射頻訊號，而完成調變的動作。之後，第一射頻訊號可經由第一傳送端21a或第二收發端21b送至天線29發送。

由上可以得知，無論在第一訊號路徑201與第二訊號路徑202的訊號接收上，在第一射頻訊號與第二射頻訊號於解調之過程中，第一訊號路徑201與第二訊號路徑202所進行的訊號接收本質上為高頻訊號接收。

換句話說，第一通訊系統之資料訊號係透過調變模組21中的第一調變電路24的高頻振盪器241、高頻混頻器242以及濾波模組27a對第一射頻訊號進行解調而產生。第二通訊系統之資料訊號亦藉由第一調變電路24的高頻振盪器241、高頻混頻器242將接收的第二射頻訊號進行高頻訊號混頻，接著再藉由第二調變電路25的低頻振盪器251與低頻混頻器252將混頻後的第二射頻信 號(其為高頻訊號)再次進行微調，並搭配後端的濾波模組27b的濾波動作，以解調出第二通訊系統之資料訊號。第一通訊系統或第二通訊系統的資料訊號所對應的第一射頻訊號與第二射頻訊號都會先被同一個第一調變電路24的高頻混頻器242作混頻，且經第一調變電路24混頻後的第二射頻訊號再被第二調變電路24的低頻混頻器252作相應於第二通訊系統之資料訊號之頻率的微調(透過使用低頻振盪信號對混頻後的第二射頻訊號進行混頻)。因此，本發明實施例中多系統整合的調變模組21僅僅需要一個高頻的振盪器，故能夠節省調變模組21之電路架構的成本、面積與消耗功率。

請參閱圖3，圖3為本發明實施例之具有多系統整合的調變模組之通訊裝置的細部方塊圖。通訊裝置3包括調變模組31、第一通訊電路32、第二通訊電路33、切換器35以及天線36。第一通訊電路32包括數模轉換模組321與第一通訊電路運算單元322，第二通訊電路33包括數模轉換模組331與第二通訊電路運算單元332。調變模組31具有第一傳送端31a、第二收發端31b，調變模組31包括訊號放大模組311、316、第一調變電路312、第二調變電路315、濾波模組313、318與電壓增益放大器314、324、317。訊號放大模組311具有功率放大器3111，訊號放大模組316包括低雜訊放大器3211以及功率放大器3212。第一調變電路312包括高頻振盪器3121以及高頻混頻器3122，第二調變電路315包括低頻振盪器3152以及低頻混頻器3151。濾波模組313包括濾波器313a以及濾波器313b，濾波模組318包括濾波器318a以及濾波器318b。高頻混頻器3122更包括高頻接收混頻單元3122a以及高頻傳送混頻單元3122b，低頻混頻器3151包括低頻接收混頻單元3151a以及低頻傳送混頻單元3151b。低頻振盪器3152更包括振盪頻率產生單元31521以及正負頻控制單元31522。數模轉換模組331包括類比數位轉換器331a與數位類比轉換器331b，數模轉換 模組321包括類比數位轉換器321a與數位類比轉換器321b。

在通訊裝置3中，調變模組31耦接於第一通訊電路32與第二通訊電路33，且調變模組31的第一傳送端31a與第二收發端31b耦接於切換器35，切換器35進一步耦接於天線29。

在調變模組31中，功率放大器3111一端耦接於第一傳送端31a，另一端耦接於高頻傳送混頻單元3122b。訊號放大模組316的低雜訊放大器3211與功率放大器3212共同耦接於調變模組31的第二收發端31b。低雜訊放大器3211的另一端耦接於高頻接收混頻單元3122a之第一端，功率放大器3212的另一端耦接於高頻傳送混頻單元3122b之第一端。高頻接收混頻單元3122a的第二端耦接於低頻接收混頻單元3151a之第一端，高頻傳送混頻單元3122b的第二端耦接於低頻接收混頻單元3151b之第一端。濾波器313a與313b分別耦接於高頻接收混頻單元3122a之第二端與高頻傳送混頻單元3122b之第二端。濾波器318a與318b分別耦接於低頻接收混頻單元3151a之第二端與低頻傳送混頻單元3151b之第二端。電壓增益放大器314與324分別耦接於濾波器313a與濾波器318a。電壓增益放大器317耦接於高頻傳送混頻單元3122b與低頻傳送混頻單元3151b之間。

第一調變電路32之類比數位轉換器321a之第一端與數位類比轉換器321b之第一端分別耦接於調變模組31中的電壓增益放大器314與濾波器313b。類比數位轉換器321a之第二端與數位類比轉換器321b之第二端耦接於第一通訊電路運算單元322。

第二調變電路33之類比數位轉換器331a之第一端與數位類比轉換器331b之第一端分別耦接於調變模組31中的電壓增益放大器324與濾波器318b。類比數位轉換器331a之第二端與數位類比轉換器331b之第二端耦接於第二通訊電路運算單元332。

在本發明實施例中，調變模組31具有第一訊號接收路徑301a、第一訊號傳送路徑301b、第二訊號接收路徑302a與第二訊 號傳送路徑302b。第一訊號路徑301係指訊號通過第一調變電路312中的高頻接收混頻單元3122a、濾波器313a以及電壓增益放大器314所形成的訊號接收路徑；第一訊號傳送路徑301b係指訊號通過濾波器313b與第一調變電路312中的高頻傳送混頻單元3122b所形成的訊號傳送路徑。第二訊號接收路徑302a係指訊號通過第一調變電路312中的高頻接收混頻單元3122a、第二調變電路315中的低頻振盪器3152、低頻接收混頻單元3151a、濾波器318a以及電壓增益放大器324所形成的訊號接收路徑；第二訊號傳送路徑302b係指訊號通過濾波器318b、第二調變電路315中的低頻傳送混頻單元3151b與第一調變電路312中的高頻傳送混頻單元3122b所形成的訊號傳送路徑。

第一訊號接收路徑301a與第一訊號發送路徑301b係用以接收或發送第一通訊系統之資料訊號時，對應地進行所需之調變或解調。第二訊號接收路徑302a與第二訊號發送路徑302b係用以接收或發送第二通訊系統之資料訊號時，對應地進行所需之調變或解調。後續將詳細說明第一訊號接收路徑301a、第一訊號發送路徑301b、第二訊號接收路徑302a與第二發送訊號路徑302b之訊號傳輸的詳細流程。

在第一訊號接收路徑301a中，調變模組31可藉由切換器35之切換開關351切換連接至第二收發端31b時，接收天線29所接收到其他通訊裝置所發送的第一射頻訊號。此時，第一射頻訊號經由第二收發端31b被傳遞至低雜訊放大器3211對其進行低雜訊放大，以便後續訊號處理。接著，放大後之第一射頻訊號經由第一調變電路312進行混頻。在第一調變電路312中，高頻振盪器3121產生高頻振盪訊號，並將此高頻振盪訊號與放大後之第一射頻訊號於高頻接收混頻單元3122a進行混頻，產生輸出關於第一通訊系統之資料訊號的混頻訊號。混頻訊號經由濾波器313a將其去除訊號中不必要之訊號部分，以完成第一射頻訊號的解調動 作。接著，電壓增益放大器314對濾波後的混頻訊號進行放大，並輸出至第一通訊電路32中的類比數位轉換器321a，類比數位轉換器321a將放大後的混頻訊號轉換，以獲得第一通訊系統的資料訊號並接收於第一通訊電路運算單元322進行後續的資料處理。

在第一訊號發送路徑301b中，第一通訊系統的資料訊號藉由第一通訊電路32之第一通訊電路運算單元322將資料訊號經由數位類比轉換器321b轉換成類比的資料訊號後傳送至調變模組31的濾波器313b。濾波器313b將收到的類比的資料訊號進行濾波後，將濾波後的資料訊號傳遞至第一調變電路312進行混頻。第一調變電路312中的高頻傳送混頻器3122b將高頻振盪器3121所產生的高頻振盪訊號以及濾波後的資料訊號進行混頻，以產生第一射頻訊號。在第一通訊系統的資料訊號發送的過程中，隨著切換器35的切換時序，第一通訊系統的資料訊號所對應的第一射頻訊號可藉由第一傳送端31a或第二收發端31b被傳送至天線29後，再被發送至其他的通訊裝置。第一射頻訊號若藉由為第一傳送端31a傳送時，第一射頻訊號則可藉由功率放大器3111將其訊號功率放大，再進行傳送；另外，若第一射頻訊號藉由為第二收發端31b傳送時，第一射頻訊號則藉由功率放大器3212將其訊號功率放大，再進行傳送。

在第二訊號接收路徑302a中，調變模組31可藉由切換器35之切換開關351切換連接至第二收發端31b時，接收天線29所接收到其他通訊裝置的第二射頻訊號。此時，第二射頻訊號經由第二收發端31b被傳遞至低雜訊放大器3211對其進行低雜訊訊號放大，以便後續訊號處理。放大後之第二射頻訊號會先經由第一調變電路312進行第一次的混頻。在第一調變電路312中，高頻振盪器3121產生高頻振盪訊號，並將此高頻振盪訊號與放大後之射頻訊號於高頻接收混頻單元3122a進行混頻，後輸出至第二調變電路315進行第二次混頻。接著，第二調變電路315中的低頻接 收混頻單元3151a對接收到進行高頻混頻後的第二射頻訊號進行混頻。值得注意的是，第二調變電路315的低頻振盪器3152產生低頻振盪訊號用以對所收到高頻混頻後的第二射頻訊號做頻率調整的混頻動作。換句話說，第二通訊系統需藉由第一調變電路315與第二調變電路318兩段式混頻，而產生關於第二通訊系統之資料訊號的混頻訊號。混頻訊號經由濾波器318a將其去除訊號中不必要之訊號部分，接著再藉由電壓增益放大器324將濾波後的混頻訊號輸出至第二通訊電路33中的類比數位轉換器331a，類比數位轉換器331a將混頻訊號轉換獲得第二通訊系統的資料訊號並接收於第二通訊電路運算單元332進行後續的資料處理。

在第二訊號發送路徑302b中，第二通訊系統的資料訊號藉由第二通訊電路33之第二通訊電路運算單元332將資料經由數位類比轉換器331b轉換成類比的資料訊號後傳送至調變模組31的濾波器318b。濾波器318b將收到的類比的資料訊號進行濾波後，將濾波後的資料訊號傳遞至第二調變電路315進行第一次的混頻。第二調變電路315中的低頻傳送混頻器3151b將低頻振盪器3152所產生的低頻振盪訊號以及將濾波後的資料訊號做第一次混頻。接著，再經由第二調變電路315中的高頻傳送混頻器3122b將第一次混頻後的資料訊號與高頻振盪器3121所產生的高頻振盪訊號進行混頻，以產生第二射頻訊號。在第二通訊系統的資料訊號發送過程中，亦可隨著切換器35的切換時序，第二射頻訊號可藉由第一傳送端31a或第二收發端31b傳送至天線29，再發送至其他的通訊裝置。

值得一提的是，在第二訊號發送路徑302b中更藉由電壓增益放大器317將第二調變電路25所輸出之第一次混頻後的資料訊號進行增益調整。舉例來說，若第一通訊系統為WiFi系統，第二通訊系統為藍芽系統，通常在資料發送時，WiFi系統之訊號功率較高於藍芽系統之訊號功率，因此可透過電壓增益放大器317將藍 芽之訊號功率調低，避免籃芽訊號功率過大，影響WiFi訊號。

請同時參閱圖3與圖4，圖4為本發明實施例之第二調變電路的細部方塊圖。低頻振盪器3152包括振盪頻率產生單元31521以及正負頻控制單元31522。振盪頻率產生單元31521耦接於正負頻控制單元31522。振盪頻率產生單元31521產生低頻訊號(0~80MHz)，因此在本地振盪路徑上加上正負頻控制單元31522所造成的同向正交不平衡(IQ imbalance)對於製程上較輕微，故在電路的設計上可以達到電路面積較小的優點。

舉例來說，第一通訊系統與第二通訊系統分別為WiFi與藍芽通訊系統。在實際運用上最常碰到的情況是藍芽與WiFi同時開的情況，假設兩者都是在接收模式下：

情況1：WiFi頻率=2437MHz，藍芽頻率=2480MHz：在圖3中的高頻振盪器3121的高頻振盪訊號之頻率FLO_[3121]=2437MHz，低頻振盪器3152的低頻振盪訊號之頻率FLO_[3152]=2480-Fif-2437MHz>0Hz(F_if為中心振盪頻率)，此時訊號En_Q+=“1”(表示對應的相位控制開關En_Q+導通)；

情況2：WiFi頻率=2437MHz，藍芽頻率=2404MHz：在圖3中的高頻振盪器3121的高頻振盪訊號之頻率FLO_[3121]=2437MHz，低頻振盪器3152的低頻振盪訊號之頻率FLO_[3152]=2404-Fif-2437MHz<0Hz，此時訊號En_Q+=“0”(表示對應的相位控制開關En_Q+截止)。

振盪頻率產生單元31521的同向相位的輸出端Q+與Q-耦接於正負頻控制單元31522，並對同向低頻接收混頻單元3151a-Q控制輸出本地同向負頻率LO_Q-與本地同向正頻率LO_Q+。接著，本地同向負頻率LO_Q-以及本地同向正頻率LO_Q+分別與中心同向正頻率IF_Q-以及中心同向正頻率IF_Q+於同向低頻接收混頻單元3151a-Q進行混頻。另一方面，振盪頻率產生單元31521的正 交相位的輸出端I+與I-則直接對正交低頻接收混頻單元3151a-I提供輸出本地正交負頻率LO_I-與本地正交正頻率LO_I+。接著，本地正交負頻率LO_I-以及本地正交正頻率LO_I+分別與中心正交正頻率IF_I-以及中心正交正頻率IF_I+於正交低頻接收混頻單元3151a-I進行混頻。

因此在情況1中低頻振盪器3152之本地振盪頻率FLO_[3152]大於0Hz時，正負頻控制單元31522控制對應訊號的相位控制開關En_Q+開關導通；而在情況2中低頻振盪器3152之本地振盪頻率FLO_[3152]小於0Hz時，正負頻控制單元31522控制對應訊號的相位控制開關En_Q+開關截止。圖4此處僅以低頻接收混頻單元3151a作為詳細說例，其低頻傳送混頻單元3151b亦同樣為作動，於此不再贅述。

〔使用多系統整合之調變模組的通訊裝置實施例〕

請參閱圖5，圖5為本發明實施例之通訊裝置的應用示意圖。圖5中的通訊裝置包含上述多系統整合的調變模組31，且所述通訊裝置例如為手機53。手機53包括上述多系統整合的調變模組31以及天線36，其中天線36耦接於多系統整合的調變模組31之第一傳送端31a與第二收發端31b，其中天線36用以接收或傳送調變後的第一或第二射頻訊號。第一通訊系統可為藍芽通訊協定，例如圖5中之藍芽耳機52與手機53構成藍牙通訊系統；第二通訊系統可為802.11b/g的WiFi通訊協定，例如圖5中WiFi基地台51(WiFi AP)與手機53構成WiFi通訊系統。本發明實施例的第一通訊系統與第二通訊系統雖以藍芽與WiFi系統為例進行說明，但本發明並不限制於此，舉例來說第一或第二通訊系統亦可以為使用Zigbee或其他用於同頻段之通訊協定的通訊系統。

復參閱圖3，因為圖3中所示之本發明實施例為兩傳輸端的實施態樣(第一接收端31a與第二收發端31b)，在第二收發端31b可同時將藍芽與WiFi之訊號進行傳送。然而，在傳統的WiFi與藍 芽共存的電路架構上為三傳輸端的方式，WiFi與藍芽的傳送端不同，因此無法做到同時傳送訊號。

雖然傳統的能夠做到如同本發明實施例WiFi與藍芽同時發送的情況，但其通常僅發生在剛開始搜尋模式時。換句話說，藍芽與WiFi同時在空氣中搜尋可連線的裝置；或者是一個在使用中，另一個正在搜尋的情況。但值得注意的是，傳統的架構並無法如同本發明實施例做到WiFi與藍芽同時傳送訊號。其原因在於傳統的結構係使用三端切換器的天線(如圖1所示切換器15的切換開關151切換於第一接收端11a、第一傳送端11b與第二收發端12a之間)。

請參閱圖6A。圖6A為傳統的WiFi與藍芽共存的電路架構在時間軸上的訊號傳輸示意圖。WiFi與藍芽共存的通訊裝置在傳輸WiFi與藍芽訊號時，以分時排程進行傳輸，此即為封包傳輸仲裁(PTA,Packet Traffic Arbitration)協調工作的方式，但如此操作會使得藍芽或WiFi的傳輸量(Throughput)降低。

接著請參閱圖6B，圖6B為本發明實施例多系統整合的調變模組在時間軸上的訊號傳輸示意圖。藉由本發明實施例所述調變模組31能夠使用兩端切換器(如圖3所示切換器35的切換開關351切換於第一傳送端31a與第二收發端31b之間)的方式，因此能夠透過封包傳輸仲裁(PTA,Packet Traffic Arbitration)協調工作的方式，能夠讓WiFi與藍芽同時做到發送與接收(如圖6B中所示BTTX與WNTX於同一時序傳送封包訊號，以及BTRX與WNRX於同意時序接收封包訊號)。能夠有效提升藍芽與WiFi的傳輸量。

〔本發明可能之功效〕

綜合上所述，透過本發明實施例所提出之多系統整合的調變模組，利用共同使用一個高頻振盪器以及一個低頻振盪器電路作頻率微調動作的組合方式，分別能夠產生第一通訊系統與第二通訊系統之訊號。避免傳統上不同調變電路都使用高頻振盪器來產 生通訊系統之訊號，造成不同通訊協定間調變電路頻率的干擾或拉扯效應。且所使用低頻振盪器的方式並不像產生高頻的高頻振盪器需要較大的電路面積，更能夠有效節省在整體通訊電路上的面積以及製造上的成本。

更值得一提的是，透過本發明實施例所提出的多系統整合的調變模組能夠同時接收或發送第一通訊系統與第二通訊系統之資料訊號，因此能夠有效提升傳輸量以及傳輸品質。

以上所述，僅為本創作最佳之具體實施例，惟本創作之特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本創作之領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

2‧‧‧通訊裝置

21‧‧‧調變模組

21a‧‧‧第一傳送端

21b‧‧‧第二收發端

22‧‧‧第一通訊電路

23‧‧‧第二通訊電路

24‧‧‧第一調變電路

241‧‧‧高頻振盪器

242‧‧‧高頻混頻器

25‧‧‧第二調變電路

251‧‧‧低頻振盪器

252‧‧‧低頻混頻器

26a、26b‧‧‧訊號放大模組

27a、27b‧‧‧濾波模組

28‧‧‧切換器

281‧‧‧切換開關

29‧‧‧天線

201‧‧‧第一訊號路徑

202‧‧‧第二訊號路徑

Claims (11)

1. 一種多系統整合的調變模組，具至少一收發端，包括：一第一調變電路，包括：一高頻振盪器，提供至少一高頻訊號；以及至少一高頻混頻器，耦接於該高頻振盪器，用以將通過的至少一射頻訊號與該高頻訊號進行混頻；以及一第二調變電路，耦接於該第一調變電路，該第二調變電路包括：一低頻振盪器，提供至少一低頻訊號；以及至少一低頻混頻器，耦接於該低頻振盪器，用以將所通過的該射頻訊號與該低頻訊號進行混頻；其中，該調變模組藉由該第一調變電路形成一第一訊號路徑，以及藉由該第一調變電路與該第二調變電路形成一第二訊號路徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中該低頻振盪器包括：一振盪頻率產生單元，用以產生一低頻振盪頻率；以及一正負頻控制單元，其一端耦接於該振盪頻率產生單元，另一端耦接於該些低頻混頻器，該正負頻控制單元用以控制該低頻振盪頻率的實部相位。
3. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中包括：至少一功率放大器，耦接於該調變模組之至少一收發端，用以在該第一訊號路徑或該第二訊號路徑輸出該射頻訊號時將其訊號放大。
4. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中包括：至少一濾波器，設置於該第一訊號路徑與該第二訊號路徑上，用於對接收到的該射頻訊號進行濾波。
5. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中更包括： 一低雜訊放大器，耦接於該收發端。
6. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中該第一訊號路徑包括：一第一訊號發送路徑，用以從一第一通訊電路接收該射頻訊號並經由該第一調變電路將其傳輸至該收發端；以及一第一訊號接收路徑，用以從該收發端接收該射頻訊號並經由該第一調變電路將其傳輸至該第一通訊電路。
7. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中該第二訊號路徑包括：一第二訊號發送路徑，用以從一第二通訊電路接收該射頻訊號並經由該第一調變電路與該第二調變電路將其傳輸至該收發端；以及一第二訊號接收路徑，用以從該第二收發端接收該射頻訊號並經由該第一調變電路與該第二調變電路將其傳輸至該第二通訊電路。
8. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中該射頻訊號為該第一通訊電路或該第二通訊電路之至少一資料訊號所產生。
9. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中該高頻混頻器包括：一高頻接收混頻單元，用以於該第一訊號路徑與該第二訊號接收路徑接收該射頻訊號時與該高頻訊號混頻；以及一高頻傳送混頻單元，用以於該第一訊號路徑或該第二訊號傳送路徑傳送該射頻訊號時與該高頻訊號混頻。
10. 如申請專利範圍第1項所述之該調變模組，其中該低頻混頻器包括：一低頻接收混頻單元，用以於該第二訊號路徑接收該射頻訊號時與該低頻訊號混頻；以及一低頻傳送混頻單元，用以於該第二訊號路徑傳送該射頻 訊號時與該低頻訊號混頻。
11. 一種通訊裝置，包括：如申請專利範圍第1至10項其中之一所述之該調變模組；以及一天線，耦接於該調變模組之至少一該收發端，用以接收或傳送該射頻訊號。