收发器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种收发器，包含：功率放大电路，被设置为在该收发器的发射模式期间产生差分输出信号；平衡-不平衡转换器电路，被设置为将该差分输出信号转换为单端输出信号；可切换的匹配电路，被设置为在该发射模式期间接收该收发器的信号端口上的该单端输出信号，以及在该收发器的接收模式期间将该信号端口上的单端接收信号转换为单端输入信号；以及低噪声放大电路，被设置为在该接收模式期间将该单端输入信号转换为低噪声输入信号；其中该功率放大电路、该平衡-不平衡转换器电路、该可切换的匹配电路以及该低噪声放大电路被配置为一个单芯片。本发明可减少切换损耗以及芯片尺寸。
【专利说明】收发器
【【技术领域】】
[0001]本发明关于收发器，尤其关于一种具有片上发射/接收(TR)开关的收发器。
【【背景技术】】
[0002]在传统收发器中，发射/接收开关是用于在收发器的发射器和接收器之间进行切换的装置。当收发器操作于发射模式下时，发射/接收开关用于将功率放大器输出的预发射信号耦合至天线。当收发器操作于接收模式下时，发射/接收开关用于将天线的接收信号耦合至接收器。传统的发射/接收开关可能会引发两个问题。由于发射/接收开关可能不能与发射器以及接收器的阻抗完全匹配，所以当信号穿过时发射/接收开关会有本征损失(intrinsic loss)。由于当收发器操作于发射模式下时预发射信号的大幅摆动(swing),发射/接收开关也可能发生故障。
[0003]对于差分通信系统，片外变压器平衡-不平衡转换器(平衡的/不平衡的)还用来在单端信号与差分信号之间进行转换。由于将片外变压器平衡-不平衡转换器插入收发器的额外工作，片外变压器平衡-不平衡转换器将导致整体成本更高。此外，片外变压器平衡-不平衡转换器可能占据印刷电路板大片面积，这也会增加总成本。
[0004]因此，对于差分通信系统来说，提供一种低成本、低损耗的收发器是本领域的重点关注。
【
【发明内容】
】 [0005]有鉴于此，本发明提供一种具有片上结构的收发器。
[0006]依据本发明第一实施例，提供一种收发器，该收发器包含:功率放大电路，被设置为在该收发器的发射模式期间产生差分输出信号；第一平衡-不平衡转换器电路，被设置为将该差分输出信号转换为单端输出信号；可切换的匹配电路，被设置为在该发射模式期间接收该收发器的信号端口上的该单端输出信号，以及在该收发器的接收模式期间将该信号端口上的单端接收信号转换为单端输入信号；以及低噪声放大电路，被设置为在该接收模式期间将该单端输入信号转换为低噪声输入信号；其中该功率放大电路、该第一平衡-不平衡转换器电路、该可切换的匹配电路以及该低噪声放大电路被配置为一个单芯片。
[0007]依据本发明第二实施例，提供一种收发器，该收发器包含:多个功率放大电路，被设置为在该收发器的发射模式期间产生多个差分输出信号；功率结合器，被设置为将该多个差分输出信号结合为单端输出信号；可切换的匹配电路，被设置为在该发射模式期间接收该收发器的信号端口上的该单端输出信号，以及在该收发器的接收模式期间将该信号端口上的单端接收信号转换为单端输入信号；以及低噪声放大电路，被设置为在该接收模式期间将该单端输入信号转换为低噪声输入信号；其中该多个功率放大电路、该功率结合器、该可切换的匹配电路以及该低噪声放大电路被配置为一个单芯片。
[0008]上述收发器可减少切换损耗以及芯片尺寸。【【专利附图】
【附图说明】】
[0009]图1为依据本发明第一实施例的收发器100的示意图。
[0010]图2为依据本发明第二实施例的收发器200的示意图。
[0011]图3为依据本发明实施例的收发器100运行在发射模式下的示意图。
[0012]图4为依据本发明实施例的收发器100运行在接收模式下的示意图。
[0013]图5为依据本发明第三实施例的收发器500的示意图。
[0014]图6为依据本发明实施例的收发器的切换方法600的流程图。
[0015]图7为依据本发明实施例的低噪声放大电路700的示意图。
【【具体实施方式】】
[0016]在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域中技术人员应可理解，电子装置制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准贝U。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“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到第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
[0017]请参考图1，其为依据本发明第一实施例的收发器100的示意图。收发器100包含功率放大器电路102、平衡-不平衡电路(平衡-不平衡转换器)104、可切换的匹配电路106、低噪声放大电路108、电容电路110以及电感电路112。功率放大器电路102被设置为产生差分输出信号So+, So-ο平衡-不平衡电路104被设置为将差分输出信号So+, So-转换成单端输出信号So。可切换的匹配电路106被设置为在收发器100的发射模式期间接收收发器100的信号端口 Np上的单端输出信号So，以及在收发器100的接收模式期间将信号端口 Np上的单端接收信号Sor转换成单端输入信号Sr。低噪声放大电路108被设置为将单端输入信号Sr转换成低噪声输入信号Sri。
[0018]应注意的是，电容电路110是信号端口 Np上的寄生电容，其为收发器100的半导体衬底(pad)。因此，电容电路110可被看作是耦接于信号端口 Np与参考电压(即接地电压Vgnd)之间的电容器。此外，电感电路112为耦接于信号端口 Np与天线(未图示)之间的结合线(bond-wire)的固有电感。因此，电感电路112可被看作是稱接于信号端口 Np与天线之间的电感器，其中该天线用于发射/接收无线信号。依据本发明，功率放大器电路102、平衡-不平衡电路104、可切换的匹配电路106以及低噪声放大电路108被配置在一个单芯片上，例如系统单芯片(SOC, System-on-chip)。
[0019]功率放大电路102是用于根据输入信号Sin来产生差分输出信号So+, So-的差分功率放大器，该输入信号Sin可以是差分信号或单端信号。平衡-不平衡转换器104为变压器，包含接收输出信号So+的第一输入端，以及接收输出信号So-的第二输入端。平衡-不平衡转换器104还包含用于输出单端输出信号So的第一输出端Nol，以及耦接至接地电压Vgnd的第二输出端No2。
[0020] 可切换的匹配电路106包含电容电路1062、电感电路1064、第一开关电路1066以及第二开关电路1068。电容电路1062为电容器，其第一端耦接于平衡-不平衡转换器104的第一输出端No I。电感电路1064为电感器,其第一端NI稱接于电容电路1062的第二端，以及其第二端N2耦接于低噪声放大电路108的输入端。第一开关电路1066被设置为在发射模式期间将电容电路1062的第二端(即NI)耦接至接地电压Vgnd，以及在接收模式期间将电容电路1062的第二端从接地电压Vgnd断开。第二开关电路1068被设置为在发射模式期间将电感电路1064的第二端N2耦接至接地电压Vgnd，以及在接收模式期间将电感电路1064的第二端N2从接地电压Vgnd断开。应该指出的是，第二开关电路1068为可选的，这意味着在另一个实施例中第二开关电路1068是可以被移除的，以进一步减少收发器的芯片尺寸。
[0021]应当指出的是，通过使用平衡-不平衡转换器104，收发器100依据功率放大电路102所产生的差分输出信号So+，So-，产生单端输出信号So。然而，这不是本发明的限制。根据第二实施例，通过使用功率结合器，收发器根据图2所示的多个功率放大电路分别产生的多个差分输出信号，产生单端输出信号。请参考图2，其为依据本发明第二实施例的收发器200的示意图。收发器200包含多个功率放大电路202a，202b、功率结合器204、可切换的匹配电路206、低噪声放大电路208、电容电路210、以及电感电路212。所述多个功率放大电路部202a，202b被设置为分别产生多个差分输出信号Sol+，Sol-, So2+，So2_。功率结合器204被设置为将多个差分输出信号Sol+, Sol-, So2+, So2_结合成单端输出信号So，。可切换的匹配电路206被设置为在收发器200的发射模式期间接收收发器200信号端口Np’上的单端输出信号So’，以及在收发器200的接收模式期间将信号端口 Np’上的单端接收信号Sor’转换为单端输入信号Sr’。低噪声放大电路208被设置为将单端输入信号Sr’转换为低噪声输入信号Sri’。
[0022]应当注意的是，电容电路210为信号端口 Np’上的寄生电容，其为收发器200的半导体衬底。因此，电容电路210可以被看作是耦接于信号端口 Np’与参考电压(即接地电压Vgnd’)之间的电容器。此外，电感电路212为耦接于信号端口 Np’与天线(未图示)之间的结合线的固有电感。因此，电感电路212可以被看作是耦接于信号端口 Np’与天线之间的电感器，其中该天线用于发射/接收无线信号。根据本发明实施例，功率放大电路202a和202b、功率结合器204、可切换的匹配电路206、以及低噪声放大电路208被配置在单芯片上，例如SOC (系统单芯片)。
[0023]在本实施例中，所述多个功率放大电路202a、202b是两个差分功率放大器，用于分别依据第一输入端信号Sinl和第二输入信号Sin2,产生第一差分输出信号Sol+与Sol-和第二差分输出信号So2+与So2_,其中第一输入信号Sinl和第二输入信号Sin2可以是差分信号或单端信号。
[0024]功率结合器204包含多个平衡-不平衡转换器2042、2044，分别具有被设置为接收所述多个差分输出信号Sol+、Sol-和So2+、So2-的多个初级绕组204a、204b，以及具有根据所述多个差分输出信号Sol+、Sol-和So2+、So2-来产生单端输出信号So’的多个串联连接的次级绕组204c、204d。更具体地，如图2所示，第一平衡-不平衡转换器2042包含第一初级绕组204a和第一次级绕组204c，以及第二平衡-不平衡转换器2044包含第二初级绕组204b和第二次级绕组204d。功率结合器204的第一输出端Nol’用于输出单端输出信号So’，以及功率结合器204的的第二输出端No2’耦接至接地电压Vgnd。次级绕组204c通过共同端No3’耦接于次级绕组204d。因此，次级绕组204c和次级绕组204d串联连接在第一输出端Nol’和第二输出端No2’之间。
[0025]可切换的匹配电路206包含电容电路2062、电感电路2064、第一开关电路2066、以及第二开关电路2068。电容电路2062为电容器,其第一端稱接于功率结合器204的第一输出端Nol’。电感电路2064为电感器，其第一端NI’耦接于电容电路2062的第二端，以及其第二端N2’稱接于低噪声放大电路208的输入端。第一开关电路2066被设置为在发射模式期间将电容电路2062的第二端(即NI’)耦接至接地电压Vgnd，以及在接收模式期间将电容电路2062的第二端从接地电压Vgnd断开。第二开关电路2068被设置为在发射模式期间将电感电路2064的第二端N2’耦接至接地电压Vgnd，以及在接收模式期间将电感电路2064的第二端N2’从接地电压Vgnd断开。应该指出的是，第二开关电路2068为可选的，这意味着在另一个实施例中第二开关电路2068是可以被移除的，以进一步减少收发器的芯片尺寸。
[0026]根据第二实施例，即收发器200,第一输入信号Sinl和第二输入信号Sin2可能具有不同的相位，从而第一差分输出信号Sol+、Sol-和第二差分输出信号So2+、So2-也可能具有不同的相位。此外，即使两个功率放大电路202a，202b和两个平衡-不平衡转换器2042,2044如图2所示，但这并不是本发明的限制。任何其他数目的功率放大电路和平衡-不平衡转换器也属于本发明的范围。
[0027]应当指出，除了如何产生单端输出信号的特征，S卩，收发器100通过使用一个功率放大电路102与一个平衡-不平衡转换器104的组合，产生单端输出信号So，而收发器200通过使用多个功率放大电路202a，202b与多个平衡-不平衡转换器2042,2044的组合，产生单端输出信号So’，两个收发器100和收发器200在发射模式和接收模式下都具有类似的操作。因此，在下面的段落中，仅详细说明收发器100在发射模式和接收模式下的操作。本【技术领域】的普通技术人员很容易理解，收发器200进行大致相同的操作后，也可实现如收发器100大致相同的结果。因此，收发器200的发射模式和接收模式的详细描述在此省略以求简洁。
[0028]请参考图3，其为依据本发明实施例的收发器100运行在发射模式下的示意图。当收发器100运行在发射模式下时，第一开关电路1066被接通(turn on)以将电容电路1062的第二端(即NI)耦接至接地电压Vgnd，以及第二开关电路1068被导通以将电感电路1064的第二端N2耦接至接地电压Vgnd。相应地，当收发器100运行在发射模式下时，电感电路1064被省略，可切换的匹配电路106仅剩下电容电路1062，以连接于信号端口 Np与接地电压Vgnd之间。相应地，电容电路1062、电容电路110、以及电感电路112被设置为发射模式期间平衡-不平衡转换器104和天线之间的匹配电路。更具体地，电容电路1062可被视为平衡-不平衡转换器104和信号端口 Np之间的匹配电路。因此，通过适当地设计/设置/调节电容电路1062、110的电容量以及电感电路112的电感量，可以完全匹配平衡-不平衡转换器104和天线之间的阻抗。然后，在平衡-不平衡转换器104转换/加电(converted/powered up)差分输出信号So+、So_后,单端输出信号So的功率可被传输至天线而没有降低性能或功率损耗。
[0029]应当指出的是，收发器100在发射模式下操作时，低噪声放大电路108可被打开或关闭，但是这并不是本发明的限制。[0030]根据图3所示的实施例，由于在发射模式期间电容电路1062的第二端(即NI)通过第一开关电路1066耦接至接地电压Vgnd，因此即使使用结合线(图中未示出)来将第一开关电路1066的另一端(即第二输出端No2)连接至接地电压Vgnd，电容电路1062的第二端(即NI)上的信号摆幅也变得非常小而可被忽略。因此，第一开关电路1066可利用一般P讲(normal p_well)半导体工艺而不是深η讲(deep n_well)半导体工艺来制造/实施，如此一来第一开关电路1066为一般P讲电路。在本实施例中，功率放大电路102、平衡-不平衡转换器104、可切换的匹配电路106、以及低噪声放大电路108都是在一般P阱半导体工艺下制造出来的，并没有使用深η阱半导体工艺。应当指出，一般P阱电路是嵌入在P型基板的P阱上的电路，而深η阱电路是嵌入在N型基板/阱(substrate/well)的P阱上的电路，其中N型基板/阱进一步嵌入在P型基板上。由于功率放大电路102、平衡-不平衡转换器104、可切换的匹配电路106、以及低噪声放大电路108都是在标准P阱半导体工艺下制造出来的，因此收发器100的成本低于在深η阱半导体工艺下制造出来的收发器的成本。
[0031]请参考图4，其为依据本发明实施例的收发器100运行在接收模式下的示意图。当收发器100在接收模式下操作时，第一开关电路1066被关断(turn off)以将电容电路1062的第二端(即NI)从接地电压Vgnd断开，以及第二开关电路1068被关断以将电感电路1064的第二端N2从接地电压Vgnd断开。相应地，当收发器100在接收模式下运行时，电感电路112、电容电路110、电容电路1062、以及电感电路1064被设置为接收模式期间低噪声放大电路108和天线之间的匹配电路。更具体地，电容电路1062和电感电路1064可被视为低噪声放大电路108的输入端与信号端口 Np之间的匹配电路。因此，通过适当地设计/设置/调节电容电路1062、110的电容量以及电感电路1064、112的电感量，可以很好地匹配低噪声放大电路108和天线之间的阻抗。由天线接收到无线信号(图中未示出)之后，单端接收信号Sor的功率可被传输到低噪声放大电路108而没有降低性能或功率损耗。低噪声放大电路108接着将单端输入信号Sr转换成低噪声输入信号Sri。应当指出的是，低噪声输入信号Srl也可以是单端信号或差分信号，这并不是本发明的限制。
[0032]依据本发明实施例，从低噪声放大电路108看入的输入阻抗被设计为高阻抗。因此，为匹配低噪声放大电路108的输入阻抗，由于当收发器100操作于接收模式下时电感电路1064和112串联连接，所以从第二端N2看入的电感电路1064的阻抗可利用电感电路1064和112两者的电感量来被调整/增加/提高/增强。由于电感电路1064是片上电感器，因而低噪声放大电路108的噪声系数(NF，Noise Figure)具有良好的性能。
[0033]还应该进一步指出的是，当收发器100在接收模式下操作时，功率放大电路102可以被关闭/禁用/关闭电源以停止产生差分输出信号So+、So-。即使当收发器100在接收模式下操作时功率放大电路102被关闭/禁用/关闭电源，然而，功率放大器负载(即朝平衡-不平衡转换器104的第一输出端Nol看入的负载)可能会影响低噪声放大电路108的性能。因此，当决定电容电路1062和电感电路1064的值时，也会考虑到功率放大器负载。
[0034]请参考图5，其为依据本发明第三实施例的收发器500的示意图。收发器500包含功率放大电路502、平衡-不平衡转换器504、可切换的匹配电路506、低噪声放大电路508、电容电路510、以及电感电路512。功率放大电路502被设置为产生差分输出信号So3+、So3-。平衡-不平衡转换器504被设置为将差分输出信号So3+、So3-转换成单端输出信号So’ ’。可切换的匹配电路506被设置为在收发器500的发送模式期间接收收发器500的信号端口 Np’’上的单端输出信号So’’，以及在收发器500的接收模式期间将信号端口 Np’’上的单端接收信号Sor’ ’转换成单端输入信号Sr”。低噪声放大电路508被设置为将单端输入信号Sr’ ’转换成低噪声输入信号Sri’ ’。
[0035]应当注意的是，电容电路510为信号端口 Np’’上的寄生电容，其为收发器500的半导体衬底。因此，电容电路510可以被看作是耦接于信号端口 Np’’与参考电压(即接地电压Vgnd)之间的电容器。此外，电感电路512为耦接于信号端口 Np’’与天线(未图示)之间的结合线的固有电感。因此，电感电路512可以被看作是耦接于信号端口 Np’’与天线之间的电感器，其中该天线用于发射/接收无线信号。根据本发明实施例，功率放大电路502、平衡-不平衡转换器504、可切换的匹配电路506、以及低噪声放大电路508被配置在单芯片上，例如SOC (系统单芯片)。
[0036]功率放大电路502为差分功率放大器,用于根据输入信号Sin3产生差分输出信号So3+、So3-，该输入信号Sin3可以是差分信号或单端信号。平衡_不平衡转换器504为变压器，包含接收输出信号So3+的第一输入端，以及接收输出信号So3-的第二输入端。平衡-不平衡转换器504还包含用于输出单端输出信号So’’的第一输出端Nol’’以及耦接于接地电压Vgnd的第二输出端Νο2’ ’。
[0037]可切换的匹配电路506包含第一电容电路5062、匹配电路5064、第二电容电路5066、第一开关电路5068、以及第二开关电路5070。第一电容电路5062为电容器，其第一端耦接于平衡-不平衡转换器504的第一输出端Nol’ ’。匹配电路5064的第一端NI’ ’耦接于第一电容电路5062的第二端，以及匹配电路5064的第二端N2’ ’耦接于低噪声放大电路508的输入端。第二电容电路5066的第一端稱接于第一电容电路5062的第二端NI’ ’。第一开关电路5068被设置为在发射模式期间将第二电容电路5066的第二端N3’ ’稱接至参考电压Vgnd，以及在接收模式期间将第二电容电路5066的第二端N3’ ’从参考电压Vgnd断开。应当指出，只要第二电容电路5066和第一开关电路5068串联连接，也可以通过重新安排第二电容电路5066和第一开关电路5068来获得类似的效果。因此，在本发明收发器另一个示范性实施例中，第一开关电路5068被重新设置为连接在端NI’’和端N3’’之间，以及第二电容电路5066被重新设置为连接在端N3’ ’和参考电压Vgnd之间，而其余的组件与图5是相同的。为简便起见，本示例性实施例的详细描述在此省略。
[0038]第二开关电路5070被设置为在发射模式期间将匹配电路5064的第二端N2’ ’耦接至参考电压Vgnd，以及在接收模式期间将匹配电路5064的第二端N2’ ’从参考电压Vgnd断开。
[0039]在本实施例中，即收发器500，第二电容电路5066的电容量比第一电容电路5062的电容量大约大十倍，及/或第二电容电路5066的阻抗比匹配电路5064的阻抗小。相应地，在收发器500的接收模式期间，即当第一开关电路5068和第二开关电路5070被关断(open)时,第一电容电路5062、平衡-不平衡转换器504、以及匹配电路5064被设置为匹配低噪声放大电路508的输入阻抗与信号端口 Np’ ’之间的阻抗。在收发器500的发射模式期间，即当第一开关电路5068和第二开关电路5070被接通(close)时，端NI’ ’的信号以第二电容电路5066的电容量与第一电容电路5062的电容量之间的比率被衰减。例如，由于第二电容电路5066的电容量与第一电容电路5062的电容量之间的比率20dB，端NI’ ’的信号可进行20dB衰减。此外，由于在收发器500的发射模式期间第二开关电路5070将端N2’ ’连接至接地电压Vgndj^ NI’ ’的信号在收发器500的发射模式期间可得到额外的衰减。因此，在收发器500的发射模式期间，低噪声放大电路508没有被功率放大电路502所产生的大功率信号(即So’ ’)损坏。
[0040]应当指出的是，除了可切换的匹配电路506，收发器100和收发器500两者在发射模式和接收模式中都有类似的操作。因此，收发器500的发射模式和接收模式的详细描述也可参考上述图3和图4。因此，收发器500的发射模式和接收模式的详细描述在此省略，以求简洁。
[0041]上述实施例(例如，收发器100，200，500)中的操作可归纳为图6所示的以下步骤。图6为依据本发明实施例的收发器的切换方法600的流程图。为简便起见，切换方法600与收发器100 —起进行描述。假设实现大致相同的结果，图6所示的流程图的步骤不需要严格遵循所示的顺序，也不需要连续；也就是说，可以在中间插入其他的步骤。切换方法600包含:
[0042]步骤602:将功率放大电路102、平衡-不平衡转换器104、可切换的匹配电路106、以及低噪声放大电路108配置为一个单芯片；
[0043]步骤604:当收发器100在发射模式下运行时，接通第一开关电路1066以将电容电路1062的第二端(即NI)耦接至接地电压Vgnd，以及接通第二开关电路1068以将电感电路1064的第二端(即N2)耦接至接地电压Vgnd ；
[0044]步骤606:使用 功率放大电路102来产生差分输出信号So+、So-；
[0045]步骤608:使用平衡-不平衡转换器，将差分输出信号So+、So-转换成单端输出信号So ；
[0046]步骤610:将单端输出信号So传输至天线；
[0047]步骤612:当收发器100在接收模式下运行时，关断第一开关电路1066以将电容电路1062的第二端(即NI)从接地电压Vgnd断开，以及关断第二开关电路1068以将电感电路1064的第二端N2从接地电压Vgnd断开；
[0048]步骤614:关闭功率放大电路102 ；
[0049]步骤616:从天线接收无线信号；
[0050]步骤618:将信号端口 Np上的单端接收信号Sor传输至低噪声放大电路108的输入端(即N2)；
[0051]步骤620:使用低噪声放大电路108将单端输入信号Sr转换成低噪声输入信号Srl0
[0052]此外，在上述实施例中，即收发器100，200和500，它们各自的低噪声放大电路108，208和508是单端-单端低噪声放大器。然而，这不是本发明的限制。低噪声放大电路也可以是单端-差分低噪声放大器。请参考图7，其为依据本发明实施例的低噪声放大电路700的示意图。低噪声放大电路700包含平衡-不平衡转换器702和差分低噪声放大器(LNA) 704。平衡-不平衡转换器702绕组的匝数比为1:N，且平衡-不平衡转换器702被设置为将单端输入信号(例如Sr)转换至差分输入信号Sr+、Sr-。差分低噪声放大器702被设置为在接收模式期间将差分输入信号Sr+、Sr-转换至低噪声输入信号(例如Srl )，且该低噪声输入信号Srl是差分低噪声信号。相应地，通过使用如图7所不的低噪声放大电路，收发器100，200及/或500也可被修改成具有差分低噪声放大器。本【技术领域】的普通技术人员能够理解所修改的收发器100，200及/或500的操作过程，因此，在此省略详细说明以求简洁。
[0053]简单地说，收发器100被设计成具有片上发射/接收开关(即可切换的匹配电路106)、片上平衡-不平衡转换器104、差分功率放大电路(B卩102)、单端低噪声放大器(SP108)，其中发射/接收开关被安装在功率放大器(S卩，功率放大电路102与平衡-不平衡转换器104)的单端输出端(即Nol)与低噪声放大电路108的单端输入端(即N2)之间，片上平衡-不平衡转换器104被安装在功率放大电路102的输出端与片上发射/接收开关之间，差分功率放大电路(即102)能够产生差分信号至平衡-不平衡转换器104，以及单端低噪声放大器(即108)从片上发射/接收开关接收单端信号。通过这样做，发射模式和接收模式中可切换的匹配电路106的切换损耗得以减少，功率放大器(即，功率放大电路102结合平衡-不平衡转换器104)的输出端(即Nol)的阻抗匹配和低噪声放大电路108的输入端(即N2)的阻抗匹配可被微调，且收发器100的芯片尺寸得以减小。
[0054]本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
【权利要求】
1.一种收发器,其特征在于,该收发器包含: 功率放大电路，被设置为在该收发器的发射模式期间产生差分输出信号； 第一平衡-不平衡转换器电路，被设置为将该差分输出信号转换为单端输出信号； 可切换的匹配电路，被设置为在该发射模式期间接收该收发器的信号端口上的该单端输出信号，以及在该收发器的接收模式期间将该信号端口上的单端接收信号转换为单端输入信号；以及 低噪声放大电路，被设置为在该接收模式期间将该单端输入信号转换为低噪声输入信 号; 其中该功率放大电路、该第一平衡-不平衡转换器电路、该可切换的匹配电路以及该低噪声放大电路被配置为一个单芯片。
2.如权利要求1所述的收发器，其特征在于，该第一平衡-不平衡转换器电路包含用于输出该单端输出信号的第一输出端以及I禹接于参考电压的第二输出端，以及该可切换的匹配电路包含: 第一电容电路，具有第一端和第二端，该第一端耦接于该第一平衡-不平衡转换器电路的第一输出端； 第一电感电路，具有第一端和第二端，该第一电感电路的第一端稱接于该第一电容电路的第二端，以及该第一电感电路的第二端耦接于该低噪声放大电路；以及 第一开关电路，被设置为在该发射模式期间将该第一电容电路的第二端耦接至该参考电压，以及在该接收模式期间将该第一电容电路的第二端从该参考电压断开。
3.如权利要求2所述的收发器，其特征在于，该可切换的匹配电路还包含: 第二开关电路，被设置为在该发射模式期间将该第一电感电路的第二端耦接至该参考电压，以及在该接收模式期间将该第一电感电路的第二端从该参考电压断开。
4.如权利要求2所述的收发器，其特征在于，该第一电容电路被设置为该发射模式期间该第一平衡-不平衡转换器电路与该信号端口之间的第一匹配电路，以及该第一电容电路和该第一电感电路被配置为该接收模式期间该信号端口与该低噪声放大电路之间的第二匹配电路。
5.如权利要求2所述的收发器，其特征在于，还包含: 第二电容电路，被设置在该信号端口与该参考电压之间；以及 第二电感电路，被设置在该信号端口与天线之间。
6.如权利要求5所述的收发器，其特征在于，该第一电容电路、该第二电容电路以及该第二电感电路被设置为发射模式期间该第一平衡-不平衡转换器电路与该天线之间的第一匹配电路，以及该第一电容电路、该第二电容电路、该第一电感电路以及该第二电感电路被设置为该接收模式期间该天线与该低噪声放大电路之间的第二匹配电路。
7.如权利要求5所述的收发器，其特征在于，该第二电容电路为该信号端口上的寄生电容，以及该第二电感电路为耦接于该信号端口与该天线之间的结合线的固有电感。
8.如权利要求1所述的收发器，其特征在于，该第一平衡-不平衡转换器电路包含用于输出该单端输出信号的第一输出端，以及I禹接于参考电压的第二输出端，以及该可切换的匹配电路包含: 第一电容电路，具有第一端和第二端，该第一端耦接于该第一平衡-不平衡转换器电路的第一输出端； 匹配电路，具有第一端和第二端，该匹配电路的第一端耦接于该第一电容电路的第二端，以及该匹配电路的第二端耦接于该低噪声放大电路；以及第二电容电路； 第一开关电路，串联耦接于该第二电容电路； 其中该第一开关电路被设置为在该发射模式期间将该匹配电路的第一端通过该第二电容电路耦接至该参考电压，以及在该接收模式期间将该匹配电路的第一端从该参考电压断开。
9.如权利要求8所述的收发器，其特征在于，该可切换的匹配电路还包含: 第二开关电路，被设置为在该发射模式期间将该匹配电路的第二端耦接至该参考电压，以及在该接收模式期间将该匹配电路的第二端从该参考电压断开。
10.如权利要求1所述的收发器，其特征在于，该低噪声放大电路包含: 第二平衡-不平衡转换器电路，被设置为将该单端输入信号转换为差分输入信号；以及 差分低噪声放大器，被设置为在该接收模式期间将该差分输入信号转换为该低噪声输入信号，且该低噪声输入信号为差分低噪声信号。
11.如权利要求1所述的收发器，其特征在于，还包含: 电容电路，被设置在该信号端口与参考电压之间；以及 电感电路，被设置在该信号端口与天线之间。
12.如权利要求11所述的收发器，其特征在于，该电容电路为该信号端口上的寄生电容，以及该电感电路为耦接于该信号端口与该天线之间的结合线的固有电感。
13.—种收发器,其特征在于,该收发器包含: 多个功率放大电路，被设置为在该收发器的发射模式期间产生多个差分输出信号； 功率结合器，被设置为将该多个差分输出信号结合为单端输出信号； 可切换的匹配电路，被设置为在该发射模式期间接收该收发器的信号端口上的该单端输出信号，以及在该收发器的接收模式期间将该信号端口上的单端接收信号转换为单端输入信号；以及 低噪声放大电路，被设置为在该接收模式期间将该单端输入信号转换为低噪声输入信号; 其中该多个功率放大电路、该功率结合器、该可切换的匹配电路以及该低噪声放大电路被配置为一个单芯片。
14.如权利要求13所述的收发器，其特征在于，该功率结合器包含多个平衡-不平衡转换器电路，该多个平衡-不平衡转换器电路包含多个初级绕组和多个次级绕组，其中该多个初级绕组用于分别接收该多个差分输出信号，以及该多个次级绕组串联连接，用于依据该多个差分输出信号来产生该单端输出信号。
15.如权利要求14所述的收发器，其特征在于，该功率结合器包含用于输出该单端输出信号的第一输出端以及耦接至参考电压的第二输出端，且该多个次级绕组串联连接在该第一输出端与该第二输出端之间，以及该可切换的匹配电路包含: 第一电容电路，具有第一端和第二端，该第一端稱接于该功率结合器的第一输出端；第一电感电路，具有第一端和第二端，该第一电感电路的第一端稱接于该第一电容电路的第二端，以及该第一电感电路的第二端耦接于该低噪声放大电路；以及 第一开关电路，被设置为在该发射模式期间将该第一电容电路的第二端耦接至该参考电压，以及在该接收模式期间将该第一电容电路的第二端从该参考电压断开。
16.如权利要求15所述的收发器，其特征在于，该可切换的匹配电路还包含: 第二开关电路，被设置为在该发射模式期间将该第一电感电路的第二端耦接至该参考电压，以及在该接收模式期间将该第一电感电路的第二端从该参考电压断开。
17.如权利要求15所述的收发器，其特征在于，该第一电容电路被设置为该发射模式期间该功率结合器与该信号端口之间的第一匹配电路，以及该第一电容电路和该第一电感电路被配置为该接收模式期间该信号端口与该低噪声放大电路之间的第二匹配电路。
18.如权利要求15所述的收发器，其特征在于，还包含: 第二电容电路，被设置在该信号端口与该参考电压之间；以及 第二电感电路，被设置在该信号端口与天线之间。
19.如权利要求18所述的收发器，其特征在于，该第一电容电路、该第二电容电路以及该第二电感电路被设置为发射模式期间该功率结合器与该天线之间的第一匹配电路，以及该第一电容电路、该第二电容电路、该第一电感电路以及该第二电感电路被设置为该接收模式期间该天线与该低噪声放大电路之间的第二匹配电路。
20.如权利要求18所述的收发器，其特征在于，该第二电容电路为该信号端口上的寄生电容，以及该第二电感电路为耦接于该信号端口与该天线之间的结合线的固有电感。
21.如权利要求13所述的收发器，其特征在于，还包含: 电容电路，被设置在该信号端口与参考电压之间；以及 电感电路，被设置在该信号端口与天线之间。
22.如权利要求21所述的收发器，其特征在于，该电容电路为该信号端口上的寄生电容，以及该电感电路为耦接于该信号端口与该天线之间的结合线的固有电感。
【文档编号】H04B1/40GK103986493SQ201410004839
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2013年1月16日
【发明者】余帝谷, 商昇望, 吴家欣, 陈宗明, 詹维嘉 申请人:联发科技（新加坡）私人有限公司