信号放大电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及输入信号放大技术，尤指一种根据一输入信号来接收/传送信号的信号放大电路。
【背景技术】
[0002]正当全世界的人都在拥抱行动生活的时候，行动装置在对多种不同无线电联机的支持上也有与日倶增的需求。举例来说，一个行动装置可能会同时有复数无线联机(例如，一个蓝芽联机与一个WiFi联机)。如果针对不同无线电联机的发送器/接收器被个别实现在一个多重无线电装置(mult1-rad1 device)上时，硬件的成本与芯片的大小可能会很高，因此，对于一多重无线电装置来说，有需要根据一个输入来选择性地接收/发送信号，举例来说，如果该多重无线电装置的一低噪声放大器(low-noise amplifier, LNA)可以被设定来共同放大多个无线电射频信号，则共享于不同无线电联机(例如蓝芽联机与WiFi联机)的低噪声放大器可以降低该多重无线电装置的硬件成本与减小芯片大小。因此，对于本领域的电路设计者而言，如何设计出一个可以根据一输入来接收/发送信号的信号放大电路便成为一个重要的议题。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，有必要提出一种根据一输入信号来接收/传送信号的信号放大电路及相关方法。
[0004]依据本发明第一方面，揭不一种信号放大电路，用来处理一输入信号。所述信号放大电路包含一输入级、多个输出级以及一选择级。输入级具有一输入节点用来接收该输入信号以及一输出节点用来输出一中间信号。多个输出级分别耦接于该信号放大电路的多个输出端，其中每一输出级于开启时，会根据一增益与该中间信号来产生一相对应的处理信号至一相对应的输出端。选择级用来选择性地将该输入级的该输出节点耦接至多个输出级中的至少一个。其中，该信号放大电路操作于第一操作模式下时，输出第一数目的处理信号响应于该输入信号，以及该信号放大电路操作于第二操作模式下时，输出第二数目的处理信号响应于该输入信号，其中该第二数目与第一数目不同。
[0005]依据本发明第二方面，揭示一种信号放大电路，用来处理一输入信号，包含多个独立放大器区块，分别親接于该信号放大电路的多个输出端。每一独立放大器区块包含输入级、输出级和选择级。输入级具有一输入节点用来接收该输入信号。输出级耦接于该信号放大电路的一相对应的输出端，该输出级于开启时，会根据一增益与来自该输入级的一中间信号的一信号来产生一相对应的处理信号至该相对应的输出端。选择级用来选择性地将该输入级耦接至该输出级。其中，该信号放大电路操作于第一操作模式下时，输出第一数目的处理信号响应于该输入信号，以及该信号放大电路操作于第二操作模式下时，输出第二数目的处理信号响应于该输入信号，其中该第二数目与第一数目不同。
[0006]依据本发明第三方面，揭不一种信号放大电路，用来处理一输入信号，包含输入级、多个输出级和多个回授元件。输入级具有一输入节点用来接收该输入信号以及多个输出节点。多个输出级，分别耦接于该信号放大电路的多个输出端，其中该多个输出级分别直接连接于该输入级的该多个输出节点，且每一输出级于开启时，会根据一增益以及来自该输入级的一中间信号的一信号，产生一相对应的处理信号至一相对应的输出端。多个回授元件，分别耦接于该输入级的该输入节点与该信号放大电路的多个特定输出端之间，当分别親接于该多个特定输出端的该多个特定输出级被同时开启时，用来将产生于该多个特定输出端的多个特定处理信号馈入至该输入级的该输入节点。其中，该信号放大电路操作于第一操作模式下时，输出第一数目的处理信号响应于该输入信号，以及该信号放大电路操作于第二操作模式下时，输出第二数目的处理信号响应于该输入信号，其中该第二数目与第一数目不同。
[0007]根据本发明第四方面，揭示一种信号放大方法，用来处理一输入信号。该信号放大方法包含至少以下步骤:利用一输入级的一输入节点来接收该输入信号，其中该输入级包括多个晶体管元件，每一晶体管元件具有一控制端耦接于该输入级的输入节点并被设置为接收相同信号位准的该输入信号；以及将多个输出级分别直接连接于该输入级的多个输出节点，其中每一输出级于被开启时，根据一增益与来自该输入级的一中间信号的一信号来产生一相对应的处理信号；当该多个输出级中的第一输出级被开启时，利用该第一输出级来产生一个处理信号给第一信号处理系统而非第二信号处理系统；以及当该多个输出级中的第二输出级被开启时，利用该第二输出级来产生另一处理信号给该第二信号处理系统而非该第一信号处理系统。
[0008]本发明的信号放大电路根据一输入信号来选择性地接收/传送信号，且当每一输出级于开启时，会根据一增益与由该输入信号转换得到的一中间信号获得一对应之处理信号，该处理信号可控制相对应的输出端口触发不同的功能。由此，该信号放大电路可共享于不同的无线电装置，从而降低该多重无线电装置的硬件成本与减小芯片大小。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的信号放大电路的第一实施例的示意图。
[0010]图2为本发明的信号放大电路的第二实施例的示意图。
[0011]图3为本发明的信号放大电路的第三实施例的示意图。
[0012]图4为本发明的信号放大电路的第四实施例的示意图。
[0013]图5A为本发明一实施例中具有匹配网络共享于发送电路与接收电路的收发器的一部分的简化不意图。
[0014]图5B为本发明另一实施例中具有匹配网络共享于发送电路与接收电路的收发器的一部分的简化示意图。
[0015]图6为本发明信号的信号放大电路的第五实施例的示意图。
[0016]图7为本发明应用于差动信号放大电路的输入级的一实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0017]在本说明书以及权利要求书当中使用了某些词汇来指代特定的元件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”是一个开放式之用语，因此应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可以直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。
[0018]第I图为本发明的第一实施例的信号放大电路100的示意图。于本实施例中，该信号放大电路100用来处理一输入信号VIN的接收/发送，换句话说，信号放大电路100可以是接收器的一部分或发送器的一部分。举例来说，根据信号接收的角度，该输入信号VIN可包含通过一单一天线(未显示)接收的多个无线电射频信号(例如，一蓝芽信号与一 WiFi信号)，多个接收信号对应于该多个无线电射频信号而产生，且该复数接收信号成为该信号放大电路100的输出。而从信号发送的角度来说，多个待发送的信号根据上述包含于输入信号VIN的同一无线电射频信号产生，并成为信号放大电路100的输出。在本实施例中，该信号放大电路100包含一放大器区块(amplifier block) 101与一匹配网络(matchingnetwork) 108。该放大器区块101包含(但不局限于)一输入级(input stage) 102、一选择级(selecting stage) 104 与多个输出级(output stage) 106_1 ?106_N。匹配网络 108耦接于信号放大电路100的一输入端口 Pin与输入级102的一输入节点Nin之间，以提供该信号放大电路100所需的阻抗匹配。在信号放大电路100作为一多重无线电装置中一接收器的低噪声放大器的情况下，信号放大电路100可支持多种无线电联机，例如一蓝芽联机与一 WiFi联机，因此，应该适当地设计该匹配网络108 (例如，宽带匹配网络)，以符合所支持的无线电联机的阻抗匹配需求。
[0019]该输入信号VIN由输入级102的输入节点Nin通过匹配网络108来接收，此外，一交流耦合电容C设置于匹配网络108与输入级102之间，因此，流经匹配网络108与交流耦合电容C的输入信号VIN接着便根据输入级102的一互导值(transconductance)而由输入级102来加以处理。如第I图所示，输入级102包含多个以并联方式连接的晶体管M_1?M_J，其用来设定输入级102的互导值。每一晶体管M_1?M_J分别包括一控制端以及多个连接端，该控制端(例如，闸极)親接于该输入节点Nin，该多个连接端(例如，汲极与源极)则分别耦接于输入级102的一输出节点Nout与一参考端(例如，接地端GND)。要注意的是，并联的该多个晶体管可被视为具有相同大小的单一晶体管，换言之，输入级102可通过由一单一晶体管或多个并联且闸极彼此连接的晶体管所构成的一晶体管元件来加以实现。由于输入级102具有适当的互导值设定，该输入信号VIN可于输入级102的输出节点Nout被转换成一中间信号I。要注意的是，不论信号放大电路100处于哪一种操作模式，当被导通的晶体管M_1?M_J的数量是固定的时候，由匹配网络108看入输入级102的输入阻抗是可以固定不变的。以采用该信号放大电路100的接收器为例，于第I图所示的放大器组态下，噪声指数(noise figure)并不高。
[0020]该选择级104用来选择性地将输出节点Nout親接至至少一输出级106_1?106_No在本实施例中，选择级104包含分别耦接于输出级106_1?106_N的多个晶体管元件MS_1?MS_N。该多个晶体管元件MS_1?MS_N作为分别通过多个控制信号VSW_1?VSW_N来控制的开关。更明确地说，每一晶体管元件MS_1?MS_N具有一控制端用来接收一相对应的控制信号，一第一连接端耦接于一相对应的输出级106_1?106_N，与一第二连接端耦接于输入级102的输出节点Nout。
[0021]该输出级106_1?106_N分别耦接于信号放大电路100的多个输出端Pout_l?Pout_No该输出级106_1?106_N用来对应产生多个处理信号V0UT_1?V0UT_N，更明确地说，该输出级106_1?106_N中的每一输出级被开启(enabled)时，会根据一预先设定的增益与由中间信号I所得到的一信号来产生一相对应之处理信号V0UT_1?V0UT_N至一相对应的输出端Pout_l?Pout_N。在本实施例