TWI656729B - 放大器電路及相關的接收器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種放大器電路，其包含有一第一增益調整電路、一第二增益調整電路、一負載電路及一開關模組。當該放大器電路操作在一第一模式時，該第一增益調整電路接收一第一輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第一輸出訊號傳送至該放大器電路的該第二輸出端點；以及當該放大器電路操作在一第二模式時，該第二增益調整電路接收一第二輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第二輸出訊號傳送至該放大器電路的該第一輸出端點。

Description

放大器電路及相關的接收器
本發明係有關於放大器電路，尤指一種具有多個訊號傳輸路徑且共用負載的放大器電路。
在以往具有多個訊號傳輸路徑的放大器電路中，由於每一個訊號路徑上的增益調整電路(例如，放大器)之輸出訊號的極性可能會不同，亦即這些增益調整電路中可能有部分增益調整電路的輸出與輸入的極性/相位相同，而另一部分增益調整電路的輸出與輸入的極性/相位相反，因此在路徑切換時可能會發生輸出訊號極性/相位不一致的問題，而造成後續電路處理上的負擔。
另一方面，若是上述之多個訊號傳輸路徑共用負載時，這些訊號傳輸路徑會連接到負載的同一個端點，但這種連接方式會對電路佈局時走線的設計造成限制。
因此，本發明的目的之一在於提出一種具有多個訊號傳輸路徑且共用負載的放大器電路，其可以確保放大器電路之輸出訊號的極性不會因為訊號傳輸路徑切換而改變，且具有較靈活的電路佈局走線設計，以解決先前技術中 所提到的問題。
在本發明的一個實施例中，揭露了一種放大器電路，其中該放大器電路包含一第一輸出端點以及一第二輸出端點，且該放大器電路包含有一第一增益調整電路、一第二增益調整電路、一負載電路以及一開關模組，其中該開關模組耦接於該第一增益調整電路、該第二增益調整電路、該負載電路以及該放大器電路的該第一輸出端點與該第二輸出端點之間。在該放大器電路的操作中，當該放大器電路操作在一第一模式時，該第一增益調整電路接收一第一輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第一輸出訊號傳送至該放大器電路的該第二輸出端點，且此時該第一輸出訊號不會傳送至該第一輸出端點；以及當該放大器電路操作在一第二模式時，該第二增益調整電路接收一第二輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第二輸出訊號傳送至該放大器電路的該第一輸出端點，且此時該第二輸出訊號不會傳送至該第二輸出端點。
在本發明的另一個實施例中，揭露了一種接收器，其包含有一匹配電路、一低雜訊放大器以及一變壓器。該低雜訊放大器係耦接於該匹配電路且包含一第一輸出端點以及一第二輸出端點，且包含有一第一增益調整電路、一第二增益調整電路、一負載電路以及一開關模組，其中該開關模組耦接於該第一增益調整電路、該第二增益調整電路、該負載電路以及該放大器電路的該第一輸出端點與該第二輸出端點之間；其中當該低雜訊放大器操作在一第一模式時，該第一增益調整電路透過該匹配電路自一天線接收一第一輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第一輸出訊號傳送至該放大器電路的該第二輸出端點，且此時該第一輸出訊號不會傳送至該第一輸出端點；以及 當該低雜訊放大器操作在一第二模式時，該第二增益調整電路透過該匹配電路自該天線接收一第二輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第二輸出訊號傳送至該放大器電路的該第一輸出端點，且此時該第二輸出訊號不會傳送至該第二輸出端點。此外，該變壓器之其中一側線圈的兩個端點分別連接至該低雜訊放大器的該第一輸出端點以及該第二輸出端點。
100、400‧‧‧放大器電路
110、120、410、420‧‧‧增益調整電路
130、430‧‧‧負載電路
140、440‧‧‧控制訊號產生電路
300‧‧‧接收器
302‧‧‧天線
310‧‧‧匹配電路
320‧‧‧低雜訊放大器
330‧‧‧變壓器
340‧‧‧訊號處理電路
NF1、NF2‧‧‧輸出端點
SW1~SW4‧‧‧開關
Vc1~Vc4‧‧‧控制訊號
Vin、Vin1、Vin2‧‧‧輸入訊號
V_mode‧‧‧模式訊號
第1圖為根據本發明一實施例之放大器電路的示意圖。
第2圖所示為兩個增益調整電路的範例示意圖。
第3圖為根據本發明一實施例之接收器的示意圖。
第4圖為根據本發明另一實施例之放大器電路的示意圖。
第1圖為根據本發明一實施例之放大器電路100的示意圖。如第1圖所示，放大器電路100包含了兩個增益調整電路110、120、一負載電路130、一控制訊號產生電路140以及一開關模組，其中該開關模組包含了四個開關SW1~SW4。在本實施例中，放大器電路100係具有兩個訊號傳輸路徑，亦即圖示的增益調整電路110、120；此外，放大器電路100係接收一輸入訊號Vin以產生一輸出訊號至兩個輸出端點NF1、NF2之一，且後續的訊號處理電路係根據兩個輸出端點NF1、NF2的電壓差來進行處理。
在本實施例中，增益調整電路110、120是具有不同輸出極性/相位的電路，且增益調整電路110、120可以是使用電晶體來實作的放大器，或是僅使 用被動電路來實作。在第2圖所示的實施例中，增益調整電路110係為一電容，而增益調整電路120係為一共源極放大器，其中該電容之輸入及輸出的極性/相位是相同的，而該共源極放大器之輸入及輸出的極性/相位則是相反的。需注意的是，第2圖所示僅是一範例說明，而非是本發明的限制。
在第1圖的實施例中，負載電路130包含了兩個端點N1、N2，其中開關SW1係選擇性地將該增益調整電路110所產生之輸出訊號連接至負載電路130的端點N1、開關SW2係選擇性地將負載電路130的端點N1連接至放大器電路100的輸出端點NF1、開關SW3係選擇性地將負載電路130端點N2連接至放大器電路100的輸出端點NF2、以及開關SW4係選擇性地將增益調整電路120所產生之輸出訊號連接至負載電路130的端點N2。需注意的是，圖示的負載電路130的組成元件僅是作為範例說明，在其他的實施例中，負載電路130可以為一電阻、一電容、或是並聯設置的電阻與電容。
在本實施例中，兩個輸出端點NF1、NF2可以選擇性地連接至任何適合的低阻抗點並接收適合的直流電壓，例如供應電壓VDD。
為了方面說明，以下有關於放大器電路100的操作係以第2圖所示的範例來作為說明。在放大器電路100的操作中，若是放大器電路100需要操作在一第一模式時，控制訊號產生電路140會根據所接收到之一模式訊號V_mode來產生四個控制訊號Vc1~Vc4，其中控制訊號Vc1及Vc3係分別用來將開關SW1、SW3導通，且控制訊號Vc2及Vc4係分別用來使開關SW2、SW4處於未導通狀態，此時，增益控制電路110會接收一輸入訊號Vin，並透過開關SW1、負載電路130及開關SW3將所產的輸出訊號傳送至輸出端點NF2；而同時由於開關SW2、SW4 係未導通，故增益控制電路120不會連接到負載電路130以及任何一個輸出端點NF1、NF2，且輸出端點NF1不會在放大器電路100內部中接收到來自增益控制電路110、120的輸出訊號。此外，在本實施例中，該第一模式係為低增益或是負增益的模式。
另一方面，若是放大器電路100需要操作在一第二模式時，控制訊號產生電路140會根據所接收到之模式訊號V_mode來產生四個控制訊號Vc1~Vc4，其中控制訊號Vc2及Vc4係分別用來將開關SW2、SW4導通，且控制訊號Vc1及Vc3係分別用來使開關SW1、SW3處於未導通狀態，此時，增益控制電路120會接收輸入訊號Vin，並透過開關SW2、負載電路130及開關SW4將所產的輸出訊號傳送至輸出端點NF2；而同時由於開關SW1、SW3係未導通，故增益控制電路110不會連接到負載電路130以及任何一個輸出端點NF1、NF2，且輸出端點NF1不會在放大器電路100內部中接收到來自增益控制電路110、120的輸出訊號。
在上述實施例中，當放大器電路100操作在第一模式時，由於增益控制電路110係為一電容，故透過開關SW1、負載電路130及開關SW3產生至輸出端點NF2之輸出訊號的極性/相位與輸入訊號的極性/相位相同；以及當放大器電路100操作在第二模式時，由於增益控制電路120係為共源極放大器，故透過開關SW4、負載電路130及開關SW2產生至輸出端點NF1之輸出訊號的極性/相位與輸入訊號的極性/相位相反。因此，若是後續的訊號處理電路係根據兩個輸出端點NF1、NF2的電壓差來進行處理，則不論放大器電路100操作在第一模式或是第二模式，後續的訊號處理電路都可以接收到相同極性的訊號，故不會造成處理上的錯誤。
另一方面，由於增益調整電路110、120是分別連接到負載電路130的不同端點N1、N2，因此，在電路佈局走線設計上會比較靈活有彈性，降低設計者的負擔。
在本實施例中，放大器電路100可以應用在一接收器中。具體來說，參考第3圖，其為根據本發明一實施例之接收器300的示意圖，其中接收器300包含了一匹配電路310、一低雜訊放大器320、一變壓器330以及一訊號處理電路340。在接收器300的操作中，匹配電路310係對來自一天線的302的訊號進行處理以產生輸入訊號Vin；低雜訊放大器320在實作上相同於第1圖所示的放大器電路100，其用來接收輸入訊號Vin並產生輸出訊號至兩個輸出端點NF1、NF2之一；變壓器330包含了兩個彼此沒有電性連接的線圈，且其中一個線圈的兩個端點分別連接到低雜訊放大器320的兩個輸出端點NF1、NF2，而另一個線圈的兩個端點則分別用來產生變壓後訊號至訊號處理電路340；訊號處理電路340對所接收的訊號進行後續的處理。如以上的實施例所述，由於訊號處理電路340所接受到之訊號的極性/相位不會因為低雜訊放大器320中的模式切換所影響，因此可以避免其訊號處理上的錯誤。
第1圖所示之放大器電路100中的增益調整電路110、120係接收同一個輸入訊號Vin，然而，在本發明的其他實施例中，增益調整電路110、120可以接收不同來源的輸入訊號。第4圖為根據本發明另一實施例之放大器電路400的示意圖。如第4圖所示，放大器電路400包含了兩個增益調整電路410、420、一負載電路430、一控制訊號產生電路440以及一開關模組，其中該開關模組包含了四個開關SW1~SW4。在本實施例中，放大器電路400係具有兩個訊號傳輸路 徑，亦即圖示的增益調整電路410、420。
放大器電路400的操作與第1圖所示之放大器電路100的操作類似，其差異僅在於當放大器電路400操作在第一模式時，增益控制電路410會接收輸入訊號Vin1，並透過開關SW1、負載電路430及開關SW3將所產的輸出訊號傳送至輸出端點NF2，且輸出端點NF1不會在放大器電路400內部中接收到來自增益控制電路410、420的輸出訊號；以及當放大器電路400操作在第二模式時，增益控制電路420會接收輸入訊號Vin2，並透過開關SW4、負載電路430及開關SW2將所產的輸出訊號傳送至輸出端點NF1，且輸出端點NF2不會在放大器電路400內部中接收到來自增益控制電路410、420的輸出訊號。由於本發明所屬技術領域者在閱讀過第1圖所示之實施例後應能清楚地了解放大器電路400的操作，故相關細節在此不予贅述。
簡要歸納本發明，在本發明之具有兩個增益調整電路(兩個訊號傳輸路徑)的放大器電路中，在兩個增益調整電路之輸出極性不相同的情形下，透過開關模組的設計可以讓不同增益調整電路的輸出訊號傳送到不同的輸出端點，可以確保放大器電路之輸出訊號的極性不會因為增益調整電路的切換而改變，以避免後續訊號處理上的錯誤。此外，兩個增益調整電路是連接到負載電路的不同端點，故可以讓電路佈局走線設計更靈活。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。

Claims (9)

  1. 一種放大器電路，其中該放大器電路包含一第一輸出端點以及一第二輸出端點，且該放大器電路包含有：一第一增益調整電路；一第二增益調整電路；一負載電路；以及一開關模組，耦接於該第一增益調整電路、該第二增益調整電路、該負載電路以及該放大器電路的該第一輸出端點與該第二輸出端點之間；其中當該放大器電路操作在一第一模式時，該第一增益調整電路接收一第一輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第一輸出訊號傳送至該放大器電路的該第二輸出端點，且此時該第一輸出訊號不會傳送至該第一輸出端點；以及當該放大器電路操作在一第二模式時，該第二增益調整電路接收一第二輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第二輸出訊號傳送至該放大器電路的該第一輸出端點，且此時該第二輸出訊號不會傳送至該第二輸出端點；其中該負載電路包含一第一端點以及一第二端點，且該開關模組包含有：一第一開關，用以選擇性地將該第一增益調整電路所產生之該第一輸出訊號連接至該負載電路的該第一端點；一第二開關，用以選擇性地將該負載電路的該第一端點連接至該放大器電路的該第一輸出端點；一第三開關，用以選擇性地將該負載電路的該第二端點連接至該放大器電路的該第二輸出端點；以及一第四開關，用以選擇性地將該第二增益調整電路所產生之該第二輸出訊號連接至該負載電路的該第二端點。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之放大器電路，其中該第一增益調整電路所產生之該第一輸出訊號的相位與該第一輸入訊號的相位相同，以及該第二增益調整電路所產生之該第二輸出訊號的相位與該第二輸入訊號的相位相反。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之放大器電路，其中該第一增益調整電路為一電容，且該第二增益調整電路為一共源極放大器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之放大器電路，其中當該放大器電路操作在該第一模式時，該放大器電路的該第一輸出端點與該第二輸出端點不會接收來自該第二增益調整電路的該第二輸出訊號；以及當該放大器電路操作在該第二模式時，該放大器電路的該第一輸出端點與該第二輸出端點不會接收來自該第一增益調整電路的該第一輸出訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之放大器電路，其中當該放大器電路操作在該第一模式時，該第一開關與該第三開關係導通，且該第二開關與該第四開關係未導通；以及當該放大器電路操作在該第二模式時，該第二開關與該第四開關係導通，且該第一開關與該第三開關係未導通。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之放大器電路，其中該放大器電路的該第一輸出端點與該第二輸出端點分別連接至一變壓器之一側線圈的兩個端點。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之放大器電路，其為設置在一接收器中的一低雜訊放大器。
  8. 一種接收器，包含有：一匹配電路；一低雜訊放大器，耦接於該匹配電路且包含一第一輸出端點以及一第二輸出端點，其包含有：一第一增益調整電路；一第二增益調整電路；一負載電路，包含一第一端點以及一第二端點；以及一開關模組，耦接於該第一增益調整電路、該第二增益調整電路、該負載電路以及該放大器電路的該第一輸出端點與該第二輸出端點之間；其中該開關模組包含有：一第一開關，用以選擇性地將該第一增益調整電路所產生之該第一輸出訊號連接至該負載電路的該第一端點；一第二開關，用以選擇性地將該負載電路的該第一端點連接至該放大器電路的該第一輸出端點；一第三開關，用以選擇性地將該負載電路的該第二端點連接至該放大器電路的該第二輸出端點；以及一第四開關，用以選擇性地將該第二增益調整電路所產生之該第二輸出訊號連接至該負載電路的該第二端點；其中當該低雜訊放大器操作在一第一模式時，該第一增益調整電路透過該匹配電路自一天線接收一第一輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第一輸出訊號傳送至該放大器電路 的該第二輸出端點，且此時該第一輸出訊號不會傳送至該第一輸出端點；以及當該低雜訊放大器操作在一第二模式時，該第二增益調整電路透過該匹配電路自該天線接收一第二輸入訊號，並透過該開關模組以及該負載電路將所產生的一第二輸出訊號傳送至該放大器電路的該第一輸出端點，且此時該第二輸出訊號不會傳送至該第二輸出端點；以及一變壓器，其中一側線圈的兩個端點分別連接至該低雜訊放大器的該第一輸出端點以及該第二輸出端點。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之接收器，其中該第一增益調整電路所產生之該第一輸出訊號的相位與該第一輸入訊號的相位相同，以及該第二增益調整電路所產生之該第二輸出訊號的相位與該第二輸入訊號的相位相反。
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