TWI670946B - 可縮短傳收器之運作模式過渡期間的傳收器控制電路 - Google Patents

可縮短傳收器之運作模式過渡期間的傳收器控制電路 Download PDF

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Abstract

本發明提出一種傳收器中的傳收器控制電路，其包含：一接收端電路；一傳送端電路；一共享濾波電路，由接收端電路與傳送端電路共用；一第一模式開關，用於切換共享濾波電路的信號輸入路徑；一第二模式開關，用於切換共享濾波電路的信號輸出路徑；一模式開關控制電路，用於控制第一模式開關與第二模式開關；一短路開關，耦接於共享濾波電路的其中一個濾波器的兩個輸出端之間；以及一短路開關控制電路。在傳收器從接收模式過渡成傳送模式的期間，短路開關控制電路會先導通短路開關一段時間，然後再關斷短路開關。

Description

可縮短傳收器之運作模式過渡期間的傳收器控制電路
本發明涉及傳收器(transceiver)，尤指一種可縮短傳收器之運作模式過渡期間的傳收器控制電路。
無線通信裝置中需要設置傳收器來處理要傳送的信號以及接收到的信號。為了節省電路面積與硬體成本，有些傳收器中的傳送端電路(transmitter circuit)與接收端電路(receiver circuit)會共用部分電路元件。當傳收器需要從接收模式切換成傳送模式時，傳收器必須等待傳送端電路與接收端電路所共用的電路元件先完成初始化程序後，才能進入傳送模式開始傳送信號。換言之，在傳收器要從接收模式切換成傳送模式的過程中，必須先經歷一段運作模式過渡期間。
然而，有些應用環境對於傳收器的運作模式過渡期間的時間長度有很嚴格的限制。倘若無法有效縮短傳收器的運作模式過渡期間，便會導致傳收器無法滿足相關應用的規格需求。
有鑑於此，如何有效縮短傳收器的運作模式過渡期間，實為有待解決的問題。
本說明書提供一種傳收器中的傳收器控制電路的實施例，其包含：一接收端電路，設置成處理該傳收器所接收到的信號；一傳送端電路，設置成處理該傳收器所要傳送的信號；一共享濾波電路，包含有複數個濾波器，且由該接收端電路與該傳送端電路所共用；一第 一模式開關，耦接於該共享濾波電路的輸入端，用於切換該共享濾波電路的信號輸入路徑；一第二模式開關，耦接於該共享濾波電路的輸出端，用於切換該共享濾波電路的信號輸出路徑；一模式開關控制電路，設置成控制該第一模式開關與該第二模式開關的運作；一第一短路開關，耦接於該複數個濾波器的其中之一的兩個差動式輸出端之間；以及一短路開關控制電路，設置成控制該第一短路開關的運作；其中，在該傳收器從一接收模式過渡成一傳送模式的一第一過渡期間中，該短路開關控制電路會將該第一短路開關先導通一第一預定時間長度，然後再關斷該第一短路開關。
上述實施例的優點之一，是可大幅提升第一短路開關所耦接的濾波器的趨穩速度，進而縮短前述第一過渡期間的長度。
上述實施例的另一優點，是可有效避免傳收器控制電路在第一過渡期間中產生錯誤的傳送信號給相關的傳送天線。
本發明的其他優點將搭配以下的說明和圖式進行更詳細的解說。
100‧‧‧傳收器控制電路(transceiver control circuit)
102‧‧‧接收天線(receiving antenna)
104‧‧‧傳送天線(transmitting antenna)
112‧‧‧類比前端電路(analog-front-end circuit)
114‧‧‧類比轉數位電路(analog-to-digital converter)
116‧‧‧接收端控制電路(receiver control circuit)
122‧‧‧傳送端控制電路(transmitter control circuit)
124‧‧‧數位轉類比電路(digital-to-analog converter)
126‧‧‧發射器高頻電路(transmitter RF circuit)
130‧‧‧共享濾波電路(shared filtering circuit)
132、134‧‧‧濾波器(filter)
140‧‧‧第一模式開關(first mode-switch)
150‧‧‧第二模式開關(second mode-switch)
160‧‧‧模式開關控制電路(mode-switch control circuit)
170‧‧‧第一短路開關(first short-circuit switch)
180‧‧‧第二短路開關(second short-circuit switch)
190‧‧‧短路開關控制電路(short-circuit switch control circuit)
圖1為本發明一實施例的傳收器控制電路簡化後的功能方塊圖。
圖2為圖1中的傳收器控制電路在接收模式中的簡化後操作示意圖。
圖3為圖1中的傳收器控制電路在傳送模式中的簡化後操作示意圖。
圖4與圖5為本發明其他實施例的傳收器控制電路簡化後的功能方塊圖。
以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。
圖1為本發明一實施例的傳收器控制電路100簡化後的功能方塊圖。傳收器控制電路100可透過一接收天線102接收其他裝置傳來的無線信號，也可透過一傳送天線104傳送無線信號給其他裝置。
如圖1所示，傳收器控制電路100包含有類比前端電路112、類比轉 數位電路114、接收端控制電路116、傳送端控制電路122、數位轉類比電路124、發射器高頻電路126、共享濾波電路130、第一模式開關140、第二模式開關150、模式開關控制電路160、多個短路開關(例如，圖1中的示例性第一短路開關170與第二短路開關180)、以及短路開關控制電路190。
在傳收器控制電路100中，類比前端電路112、類比轉數位電路114、與接收端控制電路116共同形成一接收端電路(receiver circuit)的主體。另一方面，傳送端控制電路122、數位轉類比電路124、與發射器高頻電路126則共同形成一傳送端電路(transmitter circuit)的主體。
共享濾波電路130耦接於前述的接收端電路與傳送端電路，並可由接收端電路與傳送端電路兩者所共用。在運作時，接收端電路與傳送端電路可採用分時共享的方式來使用同一個共享濾波電路130，以簡化電路複雜度，進而減少傳收器控制電路100的電路面積與硬體成本。
共享濾波電路130中包含有採用差動式輸出架構實現的複數個濾波器(例如，圖1中的示例性濾波器132與134)。實作上，共享濾波電路130中也可以包含其他的電路級，例如，放大電路、驅動電路等等。在某些實施例中，也可將前述的濾波器132和/或濾波器134設置成具有信號放大功能，以同時扮演信號放大器的角色。
第一模式開關140耦接於共享濾波電路130的輸入端，並可用於切換共享濾波電路130的信號輸入路徑。第二模式開關150耦接於共享濾波電路130的輸出端，並可用於切換共享濾波電路130的信號輸出路徑。
模式開關控制電路160耦接於第一模式開關140與第二模式開關150，並設置成依據傳收器的運作模式來控制第一模式開關140與第二模式開關150的運作。
在本實施例中，第一短路開關170耦接於濾波器132的兩個差動式輸 出端之間，可於需要時讓濾波器132的兩個差動式輸出端形成短路。第二短路開關180則耦接於濾波器134的兩個差動式輸出端之間，可於需要時讓濾波器134的兩個差動式輸出端形成短路。
短路開關控制電路190耦接於第一短路開關170與第二短路開關180，並設置成控制第一短路開關170與第二短路開關180的運作。
實作上，可在共享濾波電路130中的每個濾波器後方都設置一相應的短路開關，並受控於短路開關控制電路190。
傳收器控制電路100中的不同功能方塊可分別用不同的電路來實現，也可整合在一單一電路晶片中。前述的第一模式開關140與第二模式開關150，皆可用多個合適電晶體的組合來實現。前述的第一短路開關170與第二短路開關180，皆可用一單一電晶體或多個合適電晶體的組合來實現。
以下將搭配圖2至圖3來進一步說明傳收器控制電路100的運作方式。圖2為圖1中的傳收器控制電路100在接收模式中的簡化後操作示意圖。圖3為圖1中的傳收器控制電路100操作在傳送中的簡化後操作示意圖。
如圖2所示，當傳收器操作在接收模式時，傳收器控制電路100的模式開關控制電路160會控制第一模式開關140，將共享濾波電路130的信號輸入路徑耦接於接收端電路中的對應電路(例如，本實施例中的類比前端電路112)。同時，模式開關控制電路160也會控制第二模式開關150，將共享濾波電路130的信號輸出路徑耦接於接收端電路中的對應電路(例如，本實施例中的類比轉數位電路114)。
因此，當傳收器操作在接收模式時，接收天線102接收到的信號，會依序經過類比前端電路112與共享濾波電路130的處理，然後被傳送到類比轉數位電路114進行後續處理。接著，類比轉數位電路114會將處理後的信號傳送給接收端控制電路116。
如圖3所示，當傳收器操作在傳送模式時，傳收器控制電路100的模 式開關控制電路160會控制第一模式開關140，將共享濾波電路130的信號輸入路徑耦接於傳送端電路中的對應電路(例如，本實施例中的數位轉類比電路124)。同時，模式開關控制電路160也會控制第二模式開關150，將共享濾波電路130的信號輸出路徑耦接於傳送端電路中的對應電路(例如，本實施例中的發射器高頻電路126)。
因此，當傳收器操作在傳送模式時，傳送端控制電路122所產生的信號，會依序經過數位轉類比電路124與共享濾波電路130的處理，然後被傳送到發射器高頻電路126進行後續處理。接著，發射器高頻電路126會將處理後的信號透過傳送天線104發送給其他裝置。
在傳收器從接收模式過渡成傳送模式的過渡期間(transition period)中，短路開關控制電路190會將第一短路開關170先導通(turn on)一第一預定時間長度，使濾波器132的兩個差動式輸出端形成短路，然後再關斷(turn off)第一短路開關170。另外，在第一過渡期間中，短路開關控制電路190也會將第二短路開關180先導通一第二預定時間長度，使濾波器134的兩個差動式輸出端形成短路，然後再關斷第二短路開關180。
在運作時，短路開關控制電路190可以在模式開關控制電路160控制第一模式開關140將共享濾波電路130的信號輸入路徑，從接收端電路切換至傳送端電路時，開始導通第一短路開關170與第二短路開關180。
實作上，前述的第一預定時間長度與第二預定時間長度，皆大於或等於數位轉類比電路124的趨穩時間(settling time)。請注意，第一預定時間長度與第二預定時間長度兩者可以實質上相同，也可以有所不同。
藉由前述短路開關控制電路190將第一短路開關170先導通一段時間後再關斷的方式，可大幅提升第一短路開關170所耦接的濾波器132的趨穩速度。同樣地，藉由短路開關控制電路190將第二短路開關 180先導通一段時間後再關斷的方式，可大幅提升第二短路開關180所耦接的濾波器134的趨穩速度。如此一來，便可有效縮短共享濾波電路130在前述的過渡期間中完成初始化程序所需的時間，進而可縮短前述過渡期間的長度。
換言之，藉由前述的多個短路開關與短路開關控制電路190的搭配運作，可有效縮短傳收器從接收模式過渡成傳送模式所需的過渡期間的長度，所以能夠加快傳收器的運作模式切換速度。
另外，由於短路開關控制電路190在前述的過渡期間中，將第一短路開關170與第二短路開關180導通一段時間便會關斷這些短路開關，所以能夠有效避免傳收器控制電路100在這段期間產生並傳送錯誤的信號給傳送天線104。
另一方面，在傳收器從傳送模式過渡成接收模式的過渡期間中，短路開關控制電路190會將第一短路開關170與第二短路開關180都維持在關斷狀態。
請注意，前述圖1中的電路架構只是一示範性的實施例，並非侷限本發明的實際實施方式。
實作上，前述傳收器控制電路100中的短路開關的數量與設置位置，都可依實際電路設計的需要而調整，並不侷限於前述實施例所繪示的態樣。
例如，在某些實施例中，可以只在共享濾波電路130的其中一個濾波器的輸出端設置第一短路開關170，並將其他濾波器後方的短路開關省略，如圖4或圖5所示。
當第一短路開關170所耦接的濾波器是影響共享濾波電路130趨穩時間較大的濾波器時，只設置單一個短路開關170亦可獲得縮短共享濾波電路130在前述的過渡期間中完成初始化程序所需時間的效果，也能避免傳收器控制電路100在這段期間輸出錯誤的信號給傳送天線104。
前述有關圖1中的其他元件的連接關係、實施方式、運作方式、以及相關優點等說明，亦適用於圖4與圖5的實施例。為簡潔起見，在此不重複敘述。
在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件，而本領域內的技術人員可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及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基準。在說明書及申請專利範圍中所提及的「包含」為開放式的用語，應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接於第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件，或通過其它元件或連接手段間接地電性或信號連接至第二元件。
在說明書中所使用的「和/或」的描述方式，包含所列舉的其中一個項目或多個項目的任意組合。另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的含義。
以上僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明請求項所做的等效變化與修改，皆應屬本發明的涵蓋範圍。

Claims (7)

  1. 一種用於一傳收器中的傳收器控制電路(100)，包含：一接收端電路(112、114、116)，設置成處理該傳收器所接收到的信號；一傳送端電路(122、124、126)，設置成處理該傳收器所要傳送的信號；一共享濾波電路(130)，包含有複數個濾波器(132、134)，且由該接收端電路(112、114、116)與該傳送端電路(122、124、126)所共用；一第一模式開關(140)，耦接於該共享濾波電路(130)的輸入端，用於切換該共享濾波電路(130)的信號輸入路徑；一第二模式開關(150)，耦接於該共享濾波電路(130)的輸出端，用於切換該共享濾波電路(130)的信號輸出路徑；一模式開關控制電路(160)，設置成控制該第一模式開關(140)與該第二模式開關(150)的運作；一第一短路開關(170)，耦接於該複數個濾波器(132、134)的其中之一的兩個差動式輸出端之間；以及一短路開關控制電路(190)，設置成控制該第一短路開關(170)的運作；其中，在該傳收器從一接收模式過渡成一傳送模式的一第一過渡期間(transition period)中，該短路開關控制電路(190)會將該第一短路開關(170)先導通(turn on)一第一預定時間長度，然後再關斷(turn off)該第一短路開關(170)，且該第一預定時間長度大於或等於該傳送端電路(122、124、126)中的一數位轉類比電路(124)的一趨穩時間(settling time)。
  2. 如請求項1所述的傳收器控制電路(100)，其中，當該傳收器操作在該接收模式時，該模式開關控制電路(160)會控制該第一模式開關(140)與該第二模式開關(150)，以將該共享濾波電路(130)的信號輸入路徑以及信號輸出路徑，分別耦接於該接收端電路(112、114、116)中的對應電路；而當該傳收器操作在該傳送模式時，該模式開關控制電路(160)會控制該第一模式開關(140)與該第二模式開關(150)，以將該共享濾波電路(130)的信號輸入路徑以及信號輸出路徑，分別耦接於該傳送端電路(122、124、126)中的對應電路。
  3. 如請求項2所述的傳收器控制電路(100)，其中，當該模式開關控制電路(160)控制該第一模式開關(140)將該共享濾波電路(130)的信號輸入路徑，從該接收端電路(112、114、116)切換至該傳送端電路(122、124、126)時，該短路開關控制電路(190)會開始導通該第一短路開關(170)。
  4. 如請求項2所述的傳收器控制電路(100)，其另包含：一第二短路開關(180)，耦接於該複數個濾波器(132、134)中的另一個濾波器的兩個差動式輸出端之間，並受控於該短路開關控制電路(190)；其中，在該傳收器從該接收模式過渡成該傳送模式的該第一過渡期間中，該短路開關控制電路(190)會將該第二短路開關(180)先導通一第二預定時間長度，然後再關斷該第二短路開關(180)。
  5. 如請求項2所述的傳收器控制電路(100)，其中，該第二預定時間長度與該第一預定時間長度實質上相同。
  6. 如請求項2所述的傳收器控制電路(100)，其中，該第二預定時間長度不同於該第一預定時間長度，但大於或等於該數位轉類比電路(124)的一趨穩時間。
  7. 如請求項2所述的傳收器控制電路(100)，其中，在該傳收器從該傳送模式過渡成該接收模式的一第二過渡期間中，該短路開關控制電路(190)會將該第一短路開關(170)維持在關斷狀態。
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