TWI831310B

TWI831310B - 訊號接收器及訊號接收方法

Info

Publication number: TWI831310B
Application number: TW111128387A
Authority: TW
Inventors: 蘇映蓉; 陳奕如; 施冠宇
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2022-07-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2024-02-01
Also published as: TW202406306A; US20240039569A1

Abstract

一種訊號接收方法，包含：透過天線，接收第一通訊訊號及/或第二通訊訊號；在天線同時接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號時，透過第一接收電路將第一通訊訊號傳遞至第一放大電路，且透過一第二接收電路接收第二通訊訊號；以及在天線並未同時接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號時，透過第一接收電路將第一通訊訊號傳遞至第一放大電路，且透過第一接收電路將第二通訊訊號傳遞至一第二放大電路。

Description

訊號接收器及訊號接收方法

本揭示內容係關於接收無線訊號之技術，特別是透過天線同時接收不同類型訊號之訊號接收器。

訊號接收器（RF Receiver）係一種用以接收無線訊號的裝置。為了接收不同無線通訊協定的訊號，訊號接收器會配置多支天線以同時接收不同頻段的訊號。然而，在產品設計的考量上，若能減少天線數量，將能有效降低成本及縮減整體體積。因此，如何在減少天線數量的情況下，維持接收訊號的準確性，即成為當前的重要課題。

本揭示內容之一態樣為一種訊號接收器，包含天線、第一接收電路、開關電路及第二接收電路。第一接收電路耦接於天線。第一接收電路還耦接於第一放大電路及第二放大電路。開關電路耦接於天線及第一接收電路。第二接收電路透過開關電路耦接至天線。當訊號接收器用以同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號時，開關電路被導通，以使第一放大電路處理第一通訊訊號，且第二接收電路用以透過開關電路及天線接收第二通訊訊號。當訊號接收器用以接收第一通訊訊號及第二通訊訊號的其中一者時，開關電路被關斷，訊號接收器控制第一放大電路處理第一通訊訊號，且控制第二放大電路處理第二通訊訊號。其中第一通訊訊號及第二通訊訊號分別屬於不同通訊協定。

本揭示內容之另一態樣為一種訊號接收方法，包含：透過天線，接收第一通訊訊號及/或第二通訊訊號；在天線同時接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號時，透過第一接收電路將第一通訊訊號傳遞至第一放大電路，且透過一第二接收電路接收第二通訊訊號；以及在天線並未同時接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號時，透過第一接收電路將第一通訊訊號傳遞至第一放大電路，且透過第一接收電路將第二通訊訊號傳遞至一第二放大電路。

本揭示內容之另一態樣為一種訊號接收器，包含天線、第一接收電路及第二接收電路。第一接收電路耦接於天線以收發訊號。第一接收電路還耦接於第一放大電路及第二放大電路。第二接收電路耦接於天線。當訊號接收器用以同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號時，訊號接收器關斷第二放大電路，以使第一放大電路用以將第一通訊訊號傳遞至處理單元，且第二接收電路用以將第二通訊訊號傳遞至處理單元。當訊號接收器用以接收第一通訊訊號及第二通訊訊號的其中一者時，第二接收電路被關斷，訊號接收器控制第一放大電路將第一通訊訊號傳遞至處理單元，且控制第二放大電路將第二通訊訊號傳遞至處理單元。其中第一通訊訊號及第二通訊訊號分別屬於不同通訊協定。

本揭示內容透過第二接收電路及第二放大電路，形成接收第二通訊訊號的兩條獨立路徑，因此能根據不同情況選擇第二接收電路或第二放大電路處理第二通訊訊號，避免訊號接收器同時接收第一通訊訊號與第二通訊訊號時難以調校電路增益的問題。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，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發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，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。

於本文中，當一元件被稱為「連接」或「耦接」時，可指「電性連接」或「電性耦接」。「連接」或「耦接」亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用「第一」、「第二」、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

第1圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的訊號接收器100示意圖。訊號接收器100包含天線A1、第一接收電路110及第二接收電路120。第一接收電路110及第二接收電路120分別耦接於天線A1，用以透過天線A1接收訊號。

在部份實施例中，訊號接收器100還包含處理單元130，處理單元130耦接於第一接收電路110及第二接收電路120，用以處理第一接收電路110及第二接收電路120接收到的訊號，例如將類比訊號轉換為數位訊號。

在一實施例中，天線A1用以接收多種不同類型的訊號，例如無線網路訊號（如：WiFi）及/或藍芽訊號（Bluetooth）。換言之，天線A1可接收屬於不同通訊協定的多種通訊訊號，且不同通訊協定之訊號所對應之頻寬也互不相同。天線A1可同時接收這些不同通訊協定的通訊訊號，或者在不同時間點依序接收這些不同通訊協定的通訊訊號。根據不同情況，訊號接收器100可選擇性地以不同方式接收及處理這些不同通訊協定的通訊訊號。

請參閱第1圖所示，在一實施例中，第一接收電路110包含低雜訊放大器L1（low-noise amplifier），第二接收電路120包含相互耦接之電容C1及低雜訊放大器L2。低雜訊放大器L1、L2用以對接收到的訊號進行第一次放大處理，以降低訊號中的雜訊影響。

第一接收電路110之低雜訊放大器L1耦接於第一放大電路WL1及第二放大電路BT1（例如透過磁耦合）。第一放大電路WL1及第二放大電路BT1亦可由低雜訊放大器來實現，以在低雜訊放大器L1執行第一次放大處理後，接續執行第二次放大處理。具體而言，第一放大電路WL1用以對天線A1接收到的第一通訊訊號（如：WiFi訊號）進行放大處理。第二接收電路120之低雜訊放大器L2耦接處理單元130，低雜訊放大器L2及第二放大電路BT1則用以在不同時間/情境下，用以對天線A1接收到的第二通訊訊號（如：藍芽訊號）進行放大處理。

當天線A1依序接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號時（即，天線A1在同一時間中僅接收第一通訊訊號及第二通訊訊號的其中一者），第一接收電路110將接收到之第一通訊訊號傳遞至第一放大電路WL1，且將接收到第二通訊訊號傳遞至第二放大電路BT1。第一放大電路WL1會對第一通訊訊號進行放大處理，然後將放大後的訊號傳遞至處理單元130。同理，第二放大電路BT1會對第二通訊訊號進行放大處理，然後將放大後的訊號傳遞至處理單元130。換言之，第一放大電路WL1與第二放大電路BT1分別用以處理不同通訊協定的訊號，例如第一放大電路WL1用以處理WiFi訊號，第二放大電路BT1用以處理藍芽訊號。

前述「訊號傳遞」可由處理單元130控制各電路的導通或關斷，以使訊號被對應的電路所接收。控制方式將於後續段落說明。

具體而言，訊號接收器100可透過開關SW0，選擇性地使第二放大電路BT1與處理單元130之間形成斷路（或者使天線A1及第二放大電路BT1間斷路），以使第一通訊訊號被第一放大電路WL1處理。在其他部份實施例中，當天線A1接收到第二通訊訊號時，第一放大電路WL1的控制訊號S1會被設定為禁能準位，以關斷第一放大電路WL1；而當天線A1接收到第一通訊訊號時，第二放大電路BT1的控制訊號S2會被設定為禁能準位，以關斷第二放大電路BT1。控制訊號S1、S2及開關SW0皆可由處理單元130進行控制。

當訊號接收器100用以同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號時，第二放大電路BT1將被關斷。此時，第一放大電路WL1將第一通訊訊號傳遞至處理單元130，第二接收電路120之低雜訊放大器L2則將第二通訊訊號傳遞至處理單元130。換言之，第一放大電路WL1與第二接收電路120分別用以處理不同通訊協定的訊號，例如第一放大電路WL1用以處理WiFi訊號，第二接收電路120之低雜訊放大器L2用以處理藍芽訊號。此外，第二放大電路BT1及第二接收電路120之低雜訊放大器L2為處理藍芽訊號的兩條路徑，訊號接收器100根據不同情況選擇性地透過第二放大電路BT1或低雜訊放大器L2處理藍芽訊號。

前述之「依序接收第一通訊訊號及第二通訊訊號」係指天線A1接收第一通訊訊號及第二通訊訊號的時間點彼此間隔大於預設時間，或者天線A1並未在預設時間中接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號兩者。相對地，前述之「同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號」則指天線A1接收第一通訊訊號及第二通訊訊號的時間間隔小於預設時間。在部份實施例中，訊號接收器100係透過「處理單元130接收到通訊訊號的時間」為依據，判斷是否符合「同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號」的條件。

如第1圖所示，低雜訊放大器L1、第一放大電路WL1、第二放大電路BT1及低雜訊放大器L2係分別被控制訊號S0、S1、S2、S3控制。因此，處理單元130可透過改變控制訊號S0～S3的準位，以選擇性地讓天線A1所接收到的訊號由不同的電路處理。

本揭示內容之訊號接收器100可根據不同情況（即，同時接收多種通訊協定之訊號，或者在同一時間中只接收一種通訊協定之訊號），選擇性地透過第二放大電路BT1或低雜訊放大器L2處理第二通訊訊號。當訊號接收器100用以同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號時，該訊號接收器100根據第一通訊訊號的第一訊號強度，調整第一接收電路110中低雜訊放大器L1的第一增益。同理，訊號接收器100根據第二通訊訊號的第二訊號強度，調整第二接收電路120中低雜訊放大器L2的第二增益。

另一方面，當訊號接收器100用以於不同時間接收第一通訊訊號及第二通訊訊號時，訊號接收器100根據當前接收到的訊號強度（第一通訊訊號的第一訊號強度，或者第二通訊訊號的第二訊號強度），調整第一接收電路110中低雜訊放大器L1的第一增益。

當訊號接收器100同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號時，第一通訊訊號及第二通訊訊號的強度可能差異極大。因此，若統一由第一接收電路110中低雜訊放大器L1接收訊號，則將無法精確調整第一接收電路110中低雜訊放大器L1的第一增益，而可能導致訊號強度較弱的第一通訊訊號無法被正確接收及解析。舉例而言，當第二通訊訊號的強度遠大於第一通訊訊號時，由於第二通訊訊號較強，故訊號接收器100不須大幅調整第一接收電路110之低雜訊放大器L1的增益，導致強度較弱的第一通訊訊號無法被正確地執行放大處理。本揭示內容利用第二放大電路BT1與低雜訊放大器L2作為接收第二通訊訊號的兩條獨立路徑，即可根據第一通訊訊號及第二通訊訊號的強度，分別調整低雜訊放大器L1及低雜訊放大器L2的增益。

在部份實施例中，訊號接收器100還包含開關電路140，第二接收電路120耦接於開關電路140，以透過開關電路140耦接於天線A1。當訊號接收器100同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號時，開關電路140被導通，第一放大電路WL1透過第一接收電路110及天線A1接收第一通訊訊號，且第二接收電路120透過開關電路140及天線A1接收第二通訊訊號。相對地，當訊號接收器100只接收到第一通訊訊號或第二通訊訊號時，開關電路140被關斷，使第一放大電路WL1接收第一通訊訊號，或第二放大電路BT1接收第二通訊訊號。

在一實施例中，訊號接收器100亦可在只接收到第一通訊訊號或第二通訊訊號時，將第二接收電路120之低雜訊放大器L2的控制訊號S3設定為禁能準位，以關斷第二接收電路120。

在其他部份實施例中，開關電路140還包含衰減器141，用以降低天線A1傳送至第二接收電路120的通訊訊號之強度。例如衰減器141可將強度較強的第二通訊訊號之強度從-50dBm降低至-70dBm，以及濾除強度較弱的第一通訊訊號。據此，當訊號接收器100同時接收第一通訊訊號及第二通訊訊號時，即可確保只有訊號較強之第二通訊訊號會傳遞至第二接收電路120。

第2圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的訊號接收方法的流程示意圖。在步驟S201中，訊號接收器100判斷天線A1是否在一段預設時間中接收到多種不同通訊協定之訊號（即，第一通訊訊號及第二通訊訊號）。

若天線A1在預設時間中接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號，即視為「天線A1同時接收到多種訊號」。此時，在步驟S202中，導通天線A1及第二接收電路120之間的開關電路140。同時，第二放大電路BT1將被關斷。

接著，在步驟S203中，第一接收電路110之低雜訊放大器L1對第一通訊訊號進行放大處理，再將第一次放大後的訊號傳遞至第一放大電路WL1，且第二接收電路120之低雜訊放大器L2接收第二通訊訊號，以對第二通訊訊號進行放大處理。

若天線A1並未在預設時間中接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號兩者，或僅在預設時間中接收到第一通訊訊號及第二通訊訊號的其中一者，即視為「天線A1並未同時接收到多種訊號」。此時，在步驟S204中，關斷耦接於天線A1及第二接收電路120之間的開關電路140。如前所述，在其他實施例中，訊號接收器100亦可透過將控制訊號S3設定為禁能準位，以關斷第二接收電路120。

在步驟S205中，判斷天線A1當前接收到之訊號是否為第一通訊協定。若接收到的是屬於第一通訊協定的第一通訊訊號，在步驟S206中，關斷第二放大電路BT1，並透過第一接收電路110將第一通訊訊號傳遞至第一放大電路WL1，以進行放大處理。若接收到的是屬於第二通訊協定的第二通訊訊號，在步驟S207中，關斷第一放大電路WL1，並透過第一接收電路110將第二通訊訊號傳遞至第二放大電路BT1，以進行放大處理。

第3圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的訊號接收器200之示意圖。於第3圖中，與第1圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第3圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。

在一實施例中，訊號接收器200可包含多支天線A1、A2、第三接收電路L3及第三放大電路WL2。天線A2用以接收第一通訊協定（如：WiFi）的第一通訊訊號。舉例而言，當訊號接收器200無須接收第一通訊協定的第一通訊訊號時，第三接收電路L3及第三放大電路WL2將會被關斷。第三接收電路L3及第三放大電路WL2亦可由低雜訊放大器實現。換言之，在訊號接收器200只須接收第一通訊訊號時，可透過天線A1及天線A2等多支天線提昇收發訊號的能力。天線A2用以將第一通訊訊號傳遞至第三接收電路L3及第三放大電路WL2，以進行放大處理。

此外，在部份實施例中，訊號接收器200還可包含天線A3。天線A3耦接於第二接收電路120。第二接收電路120分別耦接於天線A1及天線A3，以選擇性地透過天線A1或天線A3接收第二通訊訊號。如第3圖所示，當訊號接收器200設置有天線A3時，訊號接收器200可透過天線A1接收第一通訊訊號、且透過天線A3接收第二通訊訊號，此時開關電路140及第二放大電路BT1將被關斷。另一方面，若訊號接收器200之天線A3被移除（如：因成本或體積考量），則開關電路140將被選擇性地導通，訊號接收器200將透過如第1圖所示之實施例的方式處理第一通訊訊號及第二通訊訊號。

在前述的多個實施例中，處理單元130包含降頻電路131、多個類比數位轉換電路ADC、數位訊號處理器DSP及控制器132。降頻電路131用以將接收到的訊號從高頻訊號轉換（解調）為低頻訊號。舉例而言，第一通訊訊號的頻率為2412MHz，頻寬為20MHz（如：2402～2422MHz），降頻電路131用以將第一通訊訊號的頻率降低至正負10MHz。在部份實施例中，降頻電路131透過多個降頻器接收振盪電路（local oscillator，圖中未示）產生的高頻率訊號LO_I、LO_Q，以對接收到的訊號進行解調。高頻率訊號LO_I、LO_Q為相位差90度的時脈訊號，用於將複合訊號（如：第一通訊訊號）拆解還原為兩個獨立訊號，同理，第二通訊訊號亦可被拆解為兩個獨立訊號。

類比數位轉換電路ADC耦接於降頻電路131，以自第一放大電路WL1、第二放大電路BT1、第二接收電路120及第三放大電路WL2以接收第一通訊訊號及第二通訊訊號（如：接收降頻電路131降頻後的類比訊號），並執行類比數位轉換。例如：將第一放大電路WL1、第二放大電路BT1、第二接收電路120或第三放大電路WL2之低雜訊放大器L2傳來的訊號轉換為數位格式。數位訊號處理器DSP則用以根據解調數位訊號，並執行相應操作。由於本領域中具有通常知識者能理解降頻電路131、類比數位轉換電路ADC及數位訊號處理器DSP的運作原理，故在此不另贅述。

控制器132耦接於第一接收電路110、第二接收電路120、第一放大電路WL1、第二放大電路BT1、第三接收電路L3、第三放大電路WL2及開關電路140中之開關SW1、SW2，用以分別控制該些電路的導通或關斷。此外，控制器132還耦接於數位訊號處理器DSP，以根據數位訊號處理器DSP當前處理的訊號，判斷天線A1在預設時間內是否同時接收第一通訊訊號及該第二通訊訊號。根據判斷結果，控制器選擇性地改變控制訊號S0~S5的準位，以控制第一接收電路110、第二接收電路120、第一放大電路WL1、第二放大電路BT1、第三接收電路L3及第三放大電路WL2及開關電路140的導通或關斷。同理，控制器132亦可根據當前情況，選擇性地導通或關斷開關SW1、SW2。

在前述實施例中，控制器132為處理單元130的一部分。在其他部份實施例中，控制器132可獨立於處理單元130外。舉例而言，控制器132可由訊號接收器200所應用之電子裝置的微處理器來實現，而無須與訊號接收器200封裝於一體。

前述各實施例中的各項元件、方法步驟或技術特徵，係可相互結合，而不以本揭示內容中的文字描述順序或圖式呈現順序為限。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:訊號接收器 110:第一接收電路 120:第二接收電路 130:處理單元 131:降頻電路 132:控制器 140:開關電路 141:衰減器 200:訊號接收器 L1:低雜訊放大器 L2:低雜訊放大器 L3:第三接收電路 WL1:第一放大電路 WL2:第三放大電路 BT1:第二放大電路 ADC:類比數位轉換電路 C1:電容 DSP:數位訊號處理器 LO_I:高頻率訊號 LO_Q:高頻率訊號 SW0:開關 SW1:開關 SW2:開關L2 S0-S3:控制訊號 S201-S207:步驟

第1圖為根據本揭示內容之部份實施例的訊號接收器之示意圖。第2圖為根據本揭示內容之部份實施例的訊號接收方法之流程圖。第3圖為根據本揭示內容之部份實施例的訊號接收器之示意圖。

S201-S207:步驟

Claims

一種訊號接收器，包含：一天線；一第一接收電路，耦接於該天線，其中該第一接收電路還耦接於一第一放大電路及一第二放大電路；一開關電路，耦接於該天線及該第一接收電路；以及一第二接收電路，透過該開關電路耦接至該天線；其中當該訊號接收器用以同時接收一第一通訊訊號及一第二通訊訊號時，該開關電路被導通，以使該第一放大電路處理該第一通訊訊號，且該第二接收電路用以透過該開關電路及該天線接收該第二通訊訊號；其中當該訊號接收器用以接收該第一通訊訊號及該第二通訊訊號的其中一者時，該開關電路被關斷，該訊號接收器控制該第一放大電路處理該第一通訊訊號，且控制該第二放大電路處理該第二通訊訊號；其中該第一通訊訊號及該第二通訊訊號分別屬於不同通訊協定。
如請求項1所述之訊號接收器，其中當該訊號接收器用以同時接收該第一通訊訊號及該第二通訊訊號時，該第二放大電路被關斷。
如請求項1所述之訊號接收器，其中該開關電路包含一衰減器，該衰減器用以降低該天線傳送至該第二接收電路的該第二通訊訊號的強度。
一種訊號接收方法，包含：透過一天線，接收一第一通訊訊號及/或一第二通訊訊號；在該天線同時接收到該第一通訊訊號及該第二通訊訊號時，透過一第一接收電路將該第一通訊訊號傳遞至一第一放大電路，且透過一第二接收電路接收該第二通訊訊號；以及在該天線並未同時接收到該第一通訊訊號及該第二通訊訊號時，透過該第一接收電路將該第一通訊訊號傳遞至該第一放大電路，且透過該第一接收電路將該第二通訊訊號傳遞至一第二放大電路。
如請求項4所述之訊號接收方法，其中透過該第二接收電路接收該第二通訊訊號的方法還包含：導通耦接於該天線及該第二接收電路之間的一開關電路。
如請求項4所述之訊號接收方法，還包含：透過一控制器，判斷該天線在一預設時間內並未同時接收到該第一通訊訊號及該第二通訊訊號時，關斷耦接於該天線及該第二接收電路之間的一開關電路。
如請求項4所述之訊號接收方法，還包含：在該天線同時接收到該第一通訊訊號及該第二通訊訊號時，根據該第一通訊訊號的一第一訊號強度，調整該第一接收電路的一第一增益，以及用以根據該第二通訊訊號的一第二訊號強度，調整該第二接收電路的一第二增益。
如請求項4所述之訊號接收方法，還包含：透過一衰減器，降低該天線傳送至該第二接收電路的該第二通訊訊號之強度。
一種訊號接收器，包含：一天線；一第一接收電路，耦接於該天線以收發訊號，其中該第一接收電路還耦接於一第一放大電路及一第二放大電路；一第二接收電路，耦接於該天線；以及其中當該訊號接收器用以同時接收一第一通訊訊號及一第二通訊訊號時，該訊號接收器關斷該第二放大電路，以使該第一放大電路用以將該第一通訊訊號傳遞至一處理單元，且該第二接收電路用以將該第二通訊訊號傳遞至該處理單元；其中當該訊號接收器用以接收該第一通訊訊號及該第二通訊訊號的其中一者時，該第二接收電路被關斷，該訊號接收器控制該第一放大電路將該第一通訊訊號傳遞至該處理單元，且控制該第二放大電路將該第二通訊訊號傳遞至該處理單元；其中該第一通訊訊號及該第二通訊訊號分別屬於不同通訊協定。
如請求項9所述之訊號接收器，其中該第二接收電路透過一開關電路耦接於該天線，該開關電路包含一衰減器，該衰減器用以降低該天線傳送至該第二接收電路的該第二通訊訊號的強度。