TWI730372B - 無線傳輸電路與控制方法 - Google Patents

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Abstract

無線傳輸電路包含第一感應電路、第二感應電路、偵測電路、第一訊號調整電路以及第三感應電路。第一感應電路用以接收自功率放大器輸出的第一訊號。第二感應電路用以將接收的第一訊號輸出為第二訊號。偵測電路用以偵測關聯於第一訊號的共模訊號。第一訊號調整電路用以調整共模訊號的相位或振幅，以產生第三訊號。第三感應電路用以接收第三訊號並耦合第二感應電路，以降低第二訊號上的二次諧波。

Description

無線傳輸電路與控制方法
本揭示內容是關於一種無線傳輸電路，且特別是關於降低二倍頻諧波的無線傳輸電路與控制方法。
由於頻譜的稀有性與法令規範，無線發射器在傳輸訊號時不可對其他頻帶造成干擾。在2.4GHz的應用中，無線發射器進行訊號傳輸時可能會產生二倍頻、三倍頻諧波，將會對其他頻帶造成影響，造成傳輸效能或品質不佳。如果在晶片上設置電感及電容所構成的濾波器，則需要額外的面積，而且電感的品質因數Q值不佳，限制了濾波器的特性。
為了解決上述問題，本揭示內容的一些實施態樣中，無線傳輸電路包含第一感應電路、第二感應電路、偵測電路、第一訊號調整電路以及第三感應電路。第一感應電路用以接收自功率放大器輸出的第一訊號。第二感應電路用以將接收的第一訊號輸出為第二訊號。偵測電路用以偵測關聯於第 一訊號的共模訊號。第一訊號調整電路用以調整共模訊號的相位或振幅，以產生第三訊號。第三感應電路用以接收第三訊號並耦合第二感應電路，以降低第二訊號上的二次諧波。
本案之另一些態樣提供一種控制方法，包含：藉由一第一感應電路接收自一功率放大器輸出的一第一訊號；藉由一第二感應電路接收自該第一感應電路耦合來的該第一訊號，並輸出所接收到的該第一訊號為一第二訊號；藉由一偵測電路偵測關聯於該第一訊號的一共模訊號；藉由第一訊號調整電路調整該共模訊號的一相位或一振幅中至少一者，以產生一第三訊號；藉由一第三感應電路接收該第三訊號並耦合該第二感應電路，以降低該第二訊號上的一二次諧波干擾。
綜上所述，本案一些實施例所提供的無線傳輸電路與控制方法將輸入訊號中主要成分為二倍頻的共模訊號取出，並調整共模訊號的相位或振幅中至少一者，以用來降低輸出訊號所含的二次諧波。
100:無線傳輸電路
110:第一感應電路
120:第二感應電路
130:第三感應電路
140:偵測電路
150:第一訊號調整電路
152:第二訊號調整電路
160:相位移位電路
300:無線發射器
310:訊號處理電路
320:接收器
330:基頻處理電路
SI1:第一訊號
SI2:第二訊號
SI3:第三訊號
SI4:第四訊號
CM:共模訊號
PA1、PA2:功率放大器
PGC:校準訊號
DPY:雙工器
A:運算電路
RFout、RFout2:輸出訊號
V:預設電壓源
E1:第一端
E2:第二端
SW1:第一開關
SW2:第二開關
L:電感器
2GTRX:2G無線收發器
5GTRX:5G無線收發器
400:控制方法
S410、S420:操作
S430、S440:操作
T1、T2:電晶體
M1、M2、M3、M4:電晶體
C1、C2、C:電容
R:電阻
本案之圖式說明如下：第1A圖為根據本案一些實施例所繪示的一種多頻帶傳輸電路的示意圖；第1B圖為根據本案之一些實施例所繪示的一種無線傳輸電路的示意圖；第2圖為根據本案之一些實施例所繪示的一種無線傳輸電路與功率放大器的元件示意圖； 第3圖為根據本案之一些實施例所繪示的無線發射器的應用示意圖；以及第4圖為根據本案之一些實施例所繪示的一種控制方法流程圖。
在本文中，使用第一、第二與第三等等之詞彙，是用於描述各種元件、組件、區域、層與/或區塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層與/或區塊不應該被這些術語所限制。這些詞彙只限於用來辨別單一元件、組件、區域、層與/或區塊。因此，在下文中的一第一元件、組件、區域、層與/或區塊也可被稱為第二元件、組件、區域、層與/或區塊，而不脫離本案的本意。
於本文中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或多個。將進一步理解的是，本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其它特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件，與/或其中之群組。
除非另有定義，本文所使用的所有詞彙(包括技術和科學術語)具有其通常的意涵，其意涵係能夠被熟悉此領域者所理解。更進一步的說，上述之詞彙在普遍常用之字典中之定義，在本說明書的內容中應被解讀為與本案相關 領域一致的意涵。除非有特別明確定義，這些詞彙將不被解釋為理想化的或過於正式的意涵。
當一元件被稱為『連接』或『耦接』至另一元件時，它可以為直接連接或耦接至另一元件，又或是其中有一額外元件存在。相對的，當一元件被稱為『直接連接』或『直接耦接』至另一元件時，其中是沒有額外元件存在。
以下將以圖式揭露本案之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本案。也就是說，在本案部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
參照第1A圖，第1A圖為根據本案一些實施例所繪示的一種多頻帶傳輸電路的示意圖。於一些實施例中，多頻帶傳輸電路可應用於採用802.11ac網路標準的相關裝置中，其中第一訊號SI1之頻率約為2.4GHz，且第二訊號之頻率約為5GHz，但本案並不以此為限。
於一些實施例中，多頻帶傳輸電路包含功率放大器PA1、功率放大器PA2、無線傳輸電路100以及雙工器DPX。功率放大器PA1傳輸第一訊號SI1至無線傳輸電路100。無線傳輸電路100處理第一訊號SI1為輸出訊號RFout，並將輸出訊號RFout傳輸至雙工器DPX。功率放大器PA2傳輸輸出訊號RFout2至雙工器DPX。雙工器DPX可選擇性經由天線輸出輸出訊號RFout或輸出訊號RFout2。
參照第1B圖，第1B圖為根據本案之一些實施例所繪示的一種無線傳輸電路100的示意圖。於一些實施例中，無線傳輸電路100取出第一訊號SI1中具有二倍頻的訊號成分，並調整其相位或振幅中至少一者，以降低第二訊號SI2中的二次諧波來產生輸出訊號RFout。
參照第1B圖，第1B圖為根據本案之一些實施例所繪示的一種無線傳輸電路100的示意圖。於一些實施例中，無線傳輸電路100包含第一感應電路110、第二感應電路120、第三感應電路130、偵測電路140以及第一訊號調整電路150。
於一些實施例中，第一感應電路110用以接收自功率放大器PA1輸出的第一訊號SI1，並將第一訊號SI1耦合至第二感應電路120。例如，第一感應電路110可包含一繞組，且第二感應電路120可包含另一繞組。第一感應電路110的繞組鄰近設置於第二感應電路120的繞組，以耦合第一訊號SI1至第二感應電路120。於一些實施例中，第一感應電路110之繞組可由中央抽頭式的繞組實施，但本案並不以此為限。
於一些實施例中，偵測電路140用以偵測關聯於第一訊號SI1的共模訊號CM。例如，偵測電路140包含複數個電容C1以及C2。電容C1與C2串聯耦接於功率放大器PA1的兩個輸出端之間，以分壓第一訊號SI1來產生共模訊號CM，並將共模訊號CM傳輸至第一訊號調整電路150。
上述僅以分壓的方式來進行說明，各種產生共模訊號CM的相關設定皆為本案所涵蓋之範圍。
於一些實施例中，功率放大器PA1設定為差動電路。於此條件下，功率放大器PA1兩個輸出端之間的電壓差為第一訊號SI1。相對的，由於功率放大器PA1之兩端訊號中的奇數倍頻成分將互相抵銷，以使得共模訊號CM的成分主要包含二倍頻訊號。
於一些實施例中，第一訊號調整電路150包含相位移位電路160以及運算電路A。相位移位電路160耦接於偵測電路140與運算電路A之間，並用以調整共模訊號CM的相位。於一些實施例中，相位移位電路160包含電阻R以及電容C。電阻R的第一端E1用以接收共模訊號CM且電阻R的第二端E2用以傳輸共模訊號CM至運算電路A。電容C耦接至電阻R的第二端E2與地之間，其中電阻R的阻值或電容C的容值經設定以調整共模訊號CM的相位。相位移位電路160調整第三訊號SI3或第四訊號SI4的相位為0度、45度或90度。
運算電路A耦接至偵測電路140，並用以調整共模訊號CM的振幅來產生第三訊號SI3至第三感應電路130。於一些實施例中，運算電路A可由放大器電路或可調增益電路放大器電路實施，但本案並不以此為限。
於一些實施例中，第一訊號調整電路150可在未使用相位移位電路160下進行運作。例如，運算電路A的增益可設定為-1，以產生與第一訊號SI1的相位完全相反之第三訊號SI3，以抵銷二倍頻訊號的影響。上述增益設定用於示例，且本案並未以此為限。
於一些實施例中，第三感應電路130用以接收第 三訊號SI3並耦合至第二感應電路120，以降低第二訊號SI2上的二次諧波干擾。例如，第三感應電路130可由一繞組或一電感器實施，並鄰近設置於第二感應電路120旁，以耦合第三訊號SI3至第二感應電路120。如此一來，在第二感應電路120上，第二訊號SI2中的二倍頻諧波可被第三訊號SI3抵銷，以提供二次諧波含量較低的輸出訊號RFout。
於一些實施例中，無線傳輸電路100更包含第二訊號調整電路152。第二訊號調整電路152用以調整共模訊號CM的相位或振幅中至少一者，以產生第四訊號SI4。於此例中，第三感應電路130更用以選擇性地接收第三訊號SI3或第四訊號SI4，並耦合第二感應電路120，以降低第二訊號SI2上的二次諧波干擾。第二訊號調整電路152之操作或設定方式類似於第一訊號調整電路150，故於此不再重複贅述。
於一些實施例中，第一訊號調整電路150的電路結構相同於第二訊號調整電路152的電路結構。例如，第一訊號調整電路150與第二訊號調整電路152各包含一運算電路A以及一相位移位電路160。或者，於先前所述，於一些實施例中，第一訊號調整電路150與第二訊號調整電路152中每一者可在未使用相位移位電路160下進行操作。
於一些實施例中，第三感應電路130包含電感器L、第一開關SW1以及第二開關SW2，電感器L耦合至第二感應電路120。第一開關SW1耦接至電感器L的第一端與預設電壓源V之間，其中電感器L的第一端用以接收第四訊號SI4。第二開關SW2耦接至電感器L的第二端與預設電壓源V之間，其 中電感器L的第二端用以接收第三訊號SI3。
於一些實施例中，當電感器L接收第四訊號SI4時，第二開關SW2導通(例如為閉合)且第一開關SW1關斷(例如為開路)，且當電感器L接收第三訊號SI3時，第一開關SW1導通且第二開關SW2關斷。
參照第2圖，第2圖為根據本案之一些實施例所繪示的一種無線傳輸電路100與功率放大器PA1的元件示意圖。於此實施例中，第一訊號調整電路150與第二訊號調整電路152設定以在未使用相位移位電路160下進行操作。運算電路A包含複數個電晶體T1~T2，用以調整共模訊號CM的振幅。功率放大器PA1由複數個電晶體M1~M4實施，以輸出第一訊號SI1。
於一些實施例中，電晶體M1的第一端耦接於第一感應電路110的第一端，電晶體M2耦接於電晶體M1的第二端與預設電壓源(例如為，但不限於，地電壓)之間。電晶體M3的第一端耦接於第一感應電路110的第二端，電晶體M4耦接於電晶體M3的第二端與上述預設電壓源之間。於一些實施例中，電晶體M1的第一端與電晶體M3的第一端之電壓差可視為第一訊號SI1。電晶體M1與電晶體M3的控制端可用以接收一偏壓(未繪示)，且電晶體M2與電晶體M4的控制端可接收欲放大的資料訊號(未繪示)。
於一些實施例中，運算電路A包含複數個電晶體T1~T2。以第一訊號調整電路150為例，電晶體T1的第一端耦接於第三感應電路130，電晶體T1的第二端串聯耦接於 電晶體T2。電晶體T2用以輸出第三訊號SI3，電晶體T1則操作為T2的緩衝器並提供隔絕的效果。於一些實施例中，電晶體T1的控制端接收一偏壓(未繪製)，電晶體T2的控制端接收共模訊號及偏壓(未繪製)，並透過調整偏壓的方式設定運算電路A的增益。
於一些實施例中，第2圖中的開關SW1或SW2的閉合是指開關之兩端彼此電性連結，以允許電子訊號從一端流到另一端。開關的開路是指開關之兩端之間沒有電性連結，以不允許電子訊號通過。第一開關SW1與第二開關SW2可由電晶體或任何可實現上述功能之元件實施。在第2圖之實施例中，開關SW1和開關SW2由P型電晶體據以實現，然本案不以此為限。
於一些實施例中，第一感應電路110可包含中心抽頭式的變壓器或電感器，以將第一感應電路110分為彼此耦接的第一次級繞組與第二次級繞組。在部分實施例中，第一感應電路110與第二感應電路120亦可為僅一組繞組之變壓器，變壓器之電路可根據本領域技術人員熟知之任何形式來完成。
於一些實施例中，第一感應電路110、第二感應電路120以及第三感應電路130中所使用的繞組可利用導電線段或金屬層等元件佈局於晶片內。如此一來，上述電路之繞組可整合於單一晶片中，以減少無線傳輸電路在外部電路(例如電路板上之額外濾波器)上所使用的元件數量。下表描述了傳統帶拒濾波器與第2圖之實施例的輸出訊號比較。於一些實施例中，無線傳輸電路100可減少電路面積並有效的降低輸出訊 號的二倍頻成分。
Figure 108128139-A0305-02-0012-1
參照第3圖，第3圖為根據本案之一些實施例所繪示的無線發射器300的應用示意圖。無線發射器300包含基頻處理電路330、2G無線收發器2GTRX、5G無線收發器5GTRX以及雙工器DPX。
於一些實施例中，2G無線收發器2GTRX包含訊號處理電路310、接收器320、功率放大器PA1以及無線傳輸電路100。基頻處理電路330用以發出一數位訊號(未繪示)至訊號處理電路310，並由訊號處理電路310將數位訊號轉換為類比訊號傳送到功率放大器PA1，以供功率放大器PA1輸出第一訊號SI1到無線傳輸電路100進行降低二次諧波的處理工作。最後，無線傳輸電路100將處理後的輸出訊號RFout送至雙工器DPX。於一些實施例中，5G無線收發器5GTRX亦包含訊號處理電路310、接收器320以及功率放大器PA2。
於一些實施例中，無線發射器300可同時開啟2G無線收發器2GTRX與5G無線收發器5GTRX進行系統校正程序。在校正程序下，在2G無線收發器2GTRX進行輸出訊號之工作時，5G無線收發器5GTRX利用接收器320接收2G無線收發器2GTRX的輸出訊號RFout並解調至基頻處理電路330，以供基頻處理電路330運算輸出訊號RFout所造成的二次諧波干擾。基頻處理電路330再根據運算結果產生一校準訊號PGC以控制無線傳輸電路100進行共模訊號CM的相位與增益調整，以利無線傳輸電路100降低輸出訊號RFout的二次諧波含量。
參照第4圖，第4圖為根據本案之一些實施例所繪示的一種控制方法400流程圖。為易於理解，控制方法400將參照前述第1A~3圖進行說明。於一些實施例中，控制方法400可應用於無線傳輸電路100的二倍頻訊號處理，以降低不同頻帶電路的相互干擾。
於操作S410，第一感應電路110接收功率放大器PA1的第一訊號SI1，並傳輸至第二感應電路120與偵測電路140。
於操作S420，偵測電路140分壓第一訊號SI1以產生共模訊號CM，並傳輸至第一訊號調整電路150。
於一些實施例中，偵測電路140分壓第一訊號SI1以產生共模訊號CM，並傳輸至第二訊號調整電路152。
於操作S430，第一訊號調整電路150接收共模訊號CM，並調整共模訊號CM的增益與相位以產生第三訊號SI3 至第三感應電路130。
於一些實施例中，第二訊號調整電路152接收共模訊號CM，並調整共模訊號CM的增益與相位以產生第四訊號SI4至第三感應電路130。
於操作S440，第一開關SW1導通且第二開關SW2關斷，第三感應電路130接收第三訊號SI3並耦合第二感應電路120，以降低第二訊號SI2上的二次諧波來產生輸出訊號RFout。
於一些實施例中，第一開關SW1關斷且第二開關SW2導通，第三感應電路130接收第四訊號SI4並耦合第二感應電路120，以降低第二訊號SI2上的二次諧波來產生輸出訊號RFout。
上述控制方法400的多個操作僅為示例，並非限定需依照此示例中的順序執行。在不違背本案的各實施例的操作方式與範圍下，在控制方法下的各種操作當可適當地增加、替換、省略或以不同順序執行。
綜上所述，本案一些實施例所提供的無線傳輸電路100與控制方法400將第一訊號SI1中主要成分為二倍頻的共模訊號CM取出，並調整共模訊號CM的相位或振幅中至少一者，以用來降低輸出訊號RFout所含的二次諧波。
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‧‧‧無線傳輸電路
110‧‧‧第一感應電路
120‧‧‧第二感應電路
130‧‧‧第三感應電路
140‧‧‧偵測電路
E1‧‧‧第一端
E2‧‧‧第二端
C1、C2、C‧‧‧電容
CM‧‧‧共模訊號
RFout‧‧‧輸出訊號
V‧‧‧預設電壓源
R‧‧‧電阻
150‧‧‧第一訊號調整電路
152‧‧‧第二訊號調整電路
160‧‧‧相位移位電路
PA1‧‧‧功率放大器
A‧‧‧運算電路
SI1‧‧‧第一訊號
SI2‧‧‧第二訊號
SI3‧‧‧第三訊號
SI4‧‧‧第四訊號
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
L‧‧‧電感器

Claims (10)

  1. 一種無線傳輸電路，包含：一第一感應電路，用以接收自一功率放大器輸出的一第一訊號；一第二感應電路，用以接收自該第一感應電路耦合來的該第一訊號，並輸出所接收到的經耦合的該第一訊號為一第二訊號；一偵測電路，用以偵測關聯於該第一訊號的一共模訊號；一第一訊號調整電路，用以調整該共模訊號的一相位或一振幅中至少一者，以產生一第三訊號；以及一第三感應電路，用以接收該第三訊號並耦合該第二感應電路，以降低該第二訊號上的一二次諧波干擾。
  2. 如請求項1所述的無線傳輸電路，其中該第一訊號調整電路包含：一運算電路，耦接於該偵測電路以接收該共模訊號，並放大該共模訊號以產生該第三訊號。
  3. 如請求項2所述的無線傳輸電路，其中該第一訊號調整電路更包含：一相位移位電路，耦接於該偵測電路與該運算電路之間，用以調整該共模訊號的該相位。
  4. 如請求項1所述的無線傳輸電路，更包含： 一第二訊號調整電路，用以調整該共模訊號的該相位或該振幅中至少一者，以產生一第四訊號，其中該第三感應電路更用以選擇性地接收該第三訊號或該第四訊號並耦合該第二感應電路，以降低該第二訊號上的該二次諧波干擾。
  5. 如請求項4所述的無線傳輸電路，其中該第三感應電路包含：一電感器，用以耦合該第二感應電路；一第一開關，耦接至該電感器的一第一端與一預設電壓源之間，其中該電感器的該第一端用以接收該第四訊號；以及一第二開關，耦接至該電感器的一第二端與該預設電壓源之間，其中該電感器的該第二端用以接收該第三訊號。
  6. 一種控制方法，包含：藉由一第一感應電路接收自一功率放大器輸出的一第一訊號；藉由一第二感應電路接收自該第一感應電路耦合來的該第一訊號，並輸出所接收到的經耦合的該第一訊號為一第二訊號；藉由一偵測電路偵測關聯於該第一訊號的一共模訊號；藉由第一訊號調整電路調整該共模訊號的一相位或一振幅中至少一者，以產生一第三訊號；以及藉由一第三感應電路接收該第三訊號並耦合該第二感應 電路，以降低該第二訊號上的一二次諧波干擾。
  7. 如請求項6所述的控制方法，其中該第一訊號調整電路包含一運算電路，且藉由該運算電路接收該共模訊號，並放大該共模訊號以產生該第三訊號。
  8. 如請求項7所述的控制方法，其中該第一訊號調整電路更包含一相位移位電路，且藉由該第一訊號調整電路調整該共模訊號的該相位或該振幅中至少一者包含：藉由該相位移位電路調整該共模訊號的該相位。
  9. 如請求項6所述的控制方法，更包含：藉由一第二訊號調整電路調整該共模訊號的該相位或該振幅中至少一者，以產生一第四訊號，其中該第三感應電路更用以選擇性地接收該第三訊號或該第四訊號並耦合該第二感應電路，以降低該第二訊號上的該二次諧波干擾。
  10. 如請求項9所述的控制方法，其中該第三感應電路包含一電感器、一第一開關以及一第二開關，且藉由該第三感應電路接收該第三訊號並耦合該第二感應電路，以降低該第二訊號上的該二次諧波干擾包含：藉由一第一開關接收該第四訊號；以及藉由一第二開關接收該第三訊號。
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