TWI714974B - 訊號接收電路以及無線通訊系統 - Google Patents

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Abstract

訊號接收電路包含第一放大器、開關電路、第二放大器以及混頻器。第一放大器用以放大射頻訊號，以產生第一放大射頻訊號。開關電路用以接收第一放大射頻訊號，第二放大器用以接收並放大第一放大射頻訊號，以產生第二放大射頻訊號。混頻器用以調變第一放大射頻訊號以及第二放大射頻訊號的其中之一，以產生混頻訊號；其中，開關電路用以判斷是否經由第二放大器再次放大第一放大射頻訊號。

Description

訊號接收電路以及無線通訊系統
本案是有關於一種訊號接收電路，且特別是有關於一種切換不同低雜訊放大器的訊號接收電路以及無線通訊系統。
隨著系統整合度提高以及環境中的干擾增加，現今無線通訊系統的接收器除了需要較好的靈敏度之外，還需要增強自身的抗干擾能力，尤其是當干擾訊號與接收訊號的頻段重疊很多時，需要在不影響收訊的靈敏度的情況下，提高低雜訊放大器(Low Noise Amplifier，LNA)的線性度。然而，降低低雜訊放大器的增益時，接收系統的線性度會變好，但雜訊指數會變差，進而影響到接收系統的靈敏度。因此，如何確保訊號在有干擾時和無干擾時都可以維持接收系統的靈敏度，是本領域待解決的問題。
為了解決上述問題，本案的第一態樣係於提供一 種訊號接收電路。訊號接收電路包含第一放大器、開關電路、第二放大器以及混頻器。第一放大器電性耦接至節點，用以放大射頻訊號，以產生第一放大射頻訊號。開關電路電性耦接至節點，用以接收第一放大射頻訊號。第二放大器電性耦接至開關電路，用以接收並放大第一放大射頻訊號，以產生第二放大射頻訊號。混頻器電性耦接至第二放大器，用以調變第一放大射頻訊號以及第二放大射頻訊號的其中之一，以產生混頻訊號；其中，開關電路用以判斷是否經由第二放大器再次放大第一放大射頻訊號。
本案的一態樣係於提供一種無線通訊系統。無線通訊系統包含，天線以及訊號接收電路。天線設置於晶片外部，電性耦接至焊墊。訊號接收電路設置於晶片內部，電性耦接至焊墊，訊號接收電路包含：第一放大器、開關電路、第二放大器以及混頻器。第一放大器電性耦接至節點，用以放大射頻訊號，以產生第一放大射頻訊號。開關電路電性耦接至節點，用以接收第一放大射頻訊號。第二放大器電性耦接至開關電路，用以接收並放大第一放大射頻訊號，以產生第二放大射頻訊號。混頻器電性耦接至第二放大器，用以調變第一放大射頻訊號以及第二放大射頻訊號的其中之一，以產生混頻訊號；其中，開關電路用以判斷是否經由第二放大器再次放大第一放大射頻訊號。
綜上所述，本案所提供的訊號接收電路以及無線通訊系統藉由開關電路判斷射頻訊號是否需要進行兩次訊號放大，可以讓接收系統在接收不同訊號時有更好的彈性，達到動態調整接收系統的增益大小，以避免訊號在放大時進入非線 性區的功效。
100‧‧‧無線通訊系統
110‧‧‧天線
130‧‧‧訊號接收電路
131‧‧‧第一放大器
132‧‧‧開關電路
133‧‧‧變壓器
134‧‧‧第二放大器
135‧‧‧混頻器
136‧‧‧基頻電路
150‧‧‧焊墊
1321‧‧‧功率偵測器
1322、1323‧‧‧開關
Q‧‧‧節點
RF‧‧‧射頻訊號
RF1、RF2‧‧‧放大射頻訊號
本案之圖式說明如下：第1圖為根據本案一些實施例所繪示的無線通訊系統的示意圖；以及第2圖為根據本案一些實施例所繪示的訊號接收電路的示意圖。
關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
參照第1圖，第1圖為根據本案一些實施例所繪示的無線通訊系統100的示意圖。無線通訊系統100包含天線110以及訊號接收電路130。天線110設置於晶片外部，電性耦接至焊墊150。訊號接收電路130設置於晶片內部，電性耦接至焊墊150。其中天線110操作於第一頻段以及第二頻段，其中第一頻段為Wi-Fi的收訊頻段，因此第一頻段為2.412~2.484GHz，第二頻段為藍芽的收訊頻段，因此第二頻段為2.402~2.480GHz。
參照第2圖，第2圖為根據本案一些實施例所繪示的訊號接收電路130的示意圖。訊號接收電路130包含第一放大器131、開關電路132、變壓器133、第二放大器134、混頻 器135以及基頻電路136。第一放大器131電性耦接至節點Q以及變壓器133，開關電路132電性耦接至節點Q、變壓器133以及第二放大器134。第二放大器134電性耦接至開關電路132、變壓器133以及混頻器135，混頻器135電性耦接至開關電路132、第二放大器134以及基頻電路136。
請一併參考第1圖及第2圖，第一放大器131透過天線110接收射頻訊號RF，射頻訊號RF包含干擾訊號以及載有資料的資料訊號，第一放大器131用以根據增益放大射頻訊號RF，以產生第一放大射頻訊號RF1。變壓器133用以將第一放大射頻訊號RF1傳送至第二放大器134，以作為第二放大器134的輸入訊號。開關電路132用以接收第一放大射頻訊號RF1，並判斷是否經由第二放大器134再次放大第一放大射頻訊號RF1以產生第二放大射頻訊號RF2。混頻器135用以調變第一放大射頻訊號RF1以及第二放大射頻訊號RF2的其中之一，以產生中頻訊號(Intermediate Frequency，IF)或基頻訊號。基頻電路136在濾除干擾訊號後，會再進行解調變、解碼、解多工等處理。
承上述，開關電路132包含功率偵測器1321、開關1322及1323。功率偵測器1321電性耦接至節點Q，開關1322的第一端電性耦接至第二放大器134的輸入端的其中之一，開關1322的第二端電性耦接至第二放大器134的輸出端的其中之一，開關1322的控制端電性耦接至功率偵測器1321。開關1322的第一端電性耦接至第二放大器134的輸入端的其中之一，開關1322的第二端電性耦接至第二放大器134的輸出端的 其中之一，開關1322的控制端電性耦接至功率偵測器1321。開關1323的第一端電性耦接至第二放大器134的輸入端的其中之另一，開關1323的第二端電性耦接至第二放大器134的輸出端的其中之另一，開關1323的控制端電性耦接至功率偵測器1321。
承上述，開關電路132用以偵測節點Q的電壓，並判斷節點Q的電壓是否大於門檻值，門檻值的設定可以根據增益的大小調整，在此假設為-10dBm，但本揭露不限於此。如果節點Q的電壓大於門檻值，功率偵測器1321用以輸出控制訊號以將開關1322及1323切換為導通狀態，功率偵測器1321用以輸出第一放大射頻訊號RF1至混頻器135。如果節點Q的電壓小於門檻值，功率偵測器1321用以輸出控制訊號以將開關1322及1323切換為關斷狀態，因此第二放大器134用以接收並放大第一放大射頻訊號RF1，以輸出第二放大射頻訊號RF2至混頻器135。
承上述，功率偵測器1321會判斷第一放大射頻訊號RF1的大小是否超過門檻值，如果第一放大射頻訊號RF1的大小超過門檻值，表示第一放大器131的增益已經足夠，第二放大器134不需要再次放大第一放大射頻訊號RF1。反之，如果第一放大射頻訊號RF1的大小沒有超過門檻值，表示第一放大器131的增益並不足夠，如果第一放大射頻訊號RF1直接入入至混頻器135，可能會導致訊號在混頻處理之後的效果不佳，產生無法區分干擾訊號以及目標訊號，因此第二放大器134需要再次放大第一放大射頻訊號RF1，產生第二放大射頻訊號 RF2。
承上述，舉例而言，目標訊號為Wi-Fi訊號，干擾訊號為藍芽訊號，兩者的接收頻段的重疊度很高，但Wi-Fi訊號降頻後的頻寬約為20MHz或40MHz，藍芽訊號降頻後的頻寬約為1MHz。因此，如果在放大訊號階段可以有足夠的放大，並且不會影響到放大後訊號的線性度，在降頻階段時即可區分出目標訊號以及干擾訊號。假設第一放大器131的增益為20dB，如果功率偵測器1321判斷第一放大射頻訊號RF1的大小沒有超過門檻值，第二放大器134需要再次放大第一放大射頻訊號RF1。第二放大器134的增益為10dB，因此第一放大器131及第二放大器134的增益總合為30dB，放大器的增益僅只是舉例，本案不限於此。在此操作下，如果Wi-Fi訊號遠小於藍芽訊號時，也不會因為藍芽訊號的線性度變差而影響接收系統的收訊情況。
綜上所述，本案所提供的訊號接收電路與無線通訊系統係藉由開關電路判斷射頻訊號的大小是否超過門檻值，如果射頻訊號的大小小於門檻值，表示射頻訊號需要進行第二次的放大訊號。如果射頻訊號的大小大於門檻值，表示射頻訊號可以直接輸入至混頻器。在此架構下可以讓接收系統在接收不同訊號的強度時有更好的彈性，達到動態調整接收系統的增益大小，以避免訊號在放大時進入非線性區的功效。
雖然本案已以實施方式揭露如上，然其並非限定本案，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧無線通訊系統
110‧‧‧天線
130‧‧‧訊號接收電路
150‧‧‧焊墊

Claims (8)

  1. 一種訊號接收電路，包含：一第一放大器，電性耦接至一節點，用以放大一射頻訊號，以產生一第一放大射頻訊號；一開關電路，電性耦接至該節點，用以接收該第一放大射頻訊號；一第二放大器，電性耦接至該開關電路，用以接收並放大該第一放大射頻訊號，以產生一第二放大射頻訊號；以及一混頻器，電性耦接至該第二放大器，用以調變該第一放大射頻訊號以及該第二放大射頻訊號的其中之一，以產生一混頻訊號；其中，該開關電路用以判斷是否經由該第二放大器再次放大該第一放大射頻訊號，其中該開關電路包含：一功率偵測器，電性耦接至該節點，用以偵測該節點的電壓；一第一開關，具有一第一端、一第二端以及一第一控制端，該第一端電性耦接至該第二放大器的第一輸入端，該第二端電性耦接至該第二放大器的第一輸出端，該第一控制端電性耦接至該功率偵測器；以及一第二開關，具有一第三端、一第四端以及一第二控制端，該第三端電性耦接至該第二放大器的第二輸入端，該第四端電性耦接至該第二放大器的第二輸出端，該第二控制端電性耦接至該功率偵測器。
  2. 如請求項1所述的訊號接收電路，其中該功 率偵測器用以判斷該節點的電壓是否大於一門檻值，如果該節點的電壓大於該門檻值，該功率偵測器用以輸出一控制訊號以將該第一開關以及該第二開關切換為導通狀態，該功率偵測器用以輸出該第一放大射頻訊號至該混頻器；如果該節點的電壓小於該門檻值，該功率偵測器用以輸出該控制訊號以將該第一開關以及該第二開關切換為關斷狀態，該第二放大器用以放大該第一放大射頻訊號以輸出該第二放大射頻訊號至該混頻器。
  3. 如請求項2所述的訊號接收電路，其中該門檻值為-10dBm。
  4. 如請求項1所述的訊號接收電路，更包含：一變壓器，電性耦接至該節點以及該第二放大器，用以將該第一放大射頻訊號傳送至該第二放大器，以作為該第二放大器的輸入訊號。
  5. 一種無線通訊系統，包含：一天線，設置於一晶片外部，電性耦接至一焊墊；以及一訊號接收電路，設置於該晶片內部，電性耦接至該焊墊，該訊號接收電路包含：一第一放大器，電性耦接至一節點，用以放大一射頻訊號，以產生一第一放大射頻訊號；一開關電路，電性耦接至該節點，用以接收該第一放大射頻訊號； 一第二放大器，電性耦接至該開關電路，用以接收並放大該第一放大射頻訊號，以產生一第二放大射頻訊號；以及一混頻器，電性耦接至該第二放大器，用以調變該第一放大射頻訊號以及該第二放大射頻訊號的其中之一，以產生一混頻訊號；其中，該開關電路用以判斷是否經由該第二放大器再次放大該第一放大射頻訊號，其中該開關電路包含：一功率偵測器，電性耦接至該節點，用以偵測該節點的電壓；一第一開關，具有一第一端、一第二端以及一第一控制端，該第一端電性耦接至該第二放大器的第一輸入端，該第二端電性耦接至該第二放大器的第一輸出端，該第一控制端電性耦接至該功率偵測器；以及一第二開關，具有一第三端、一第四端以及一第二控制端，該第三端電性耦接至該第二放大器的第二輸入端，該第四端電性耦接至該第二放大器的第二輸出端，該第二控制端電性耦接至該功率偵測器。
  6. 如請求項5所述的無線通訊系統，其中該功率偵測器用以判斷該節點的電壓是否大於一門檻值，如果該節點的電壓大於該門檻值，該功率偵測器用以輸出一控制訊號以將該第一開關以及該第二開關切換為導通狀態，該功率偵測器用以輸出該第一放大射頻訊號至該混頻器；如果該節點的電壓小於該門檻值，該功率偵測器用以輸出該控制訊號 以將該第一開關以及該第二開關切換為關斷狀態，該第二放大器用以放大該第一放大射頻訊號以輸出該第二放大射頻訊號至該混頻器。
  7. 如請求項5所述的無線通訊系統，更包含：一變壓器，電性耦接至該節點以及該第二放大器，用以將該第一放大射頻訊號傳送至該第二放大器，以作為該第二放大器的輸入訊號。
  8. 如請求項5所述的無線通訊系統，其中該天線操作於一第一頻段以及一第二頻段，其中該第一頻段為2.412~2.484GHz，以及該第二頻段為2.402~2.480GHz。
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