多系统整合的调制模块及其通讯装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例在于提供一种多系统整合的调制模块。调制模块包括第一调制电路与第二调制电路。第一调制电路与第二调制电路分别包括高频振荡器、至少一高频混频器以及低频振荡器、至少一低频混频器。第二调制电路耦接于第一调制电路。所述高频混频器耦接于高频振荡器，以及所述低频混频器耦接于低频振荡器。高频混频器以及低频混频器分别提供至少一高频讯号以及至少一低频讯号。混频器用以将通过的至少一射频讯号与高频或低频讯号进行混频。调制模块藉由第一调制电路形成第一讯号路径，以及藉由第一调制电路与第二调制电路形成第二讯号路径。
【专利说明】多系统整合的调制模块及其通讯装置
【技术领域】
[0001]本发明提供一种调制模块，特别是关于一种多系统整合的调制模块及其通讯装置。
【背景技术】
[0002]随着无线通信科技不断地发展，各种具有不同功能的移动通讯装置，例如智能型手机、个人数字助理等，已成为现代人日常生活中不可或缺的沟通工具。然而，经过长久的通讯技术演进，通常通讯装置中存在着多种不同的通讯技术，因此各通讯技术之间如何在通讯装置中顺利地运作已成为无线通信重要的课题。
[0003]以常用的短距离通讯技术来说，2.4GHz ISM(工业、科学与医疗)频段则为一种常见的实施环境。在实际的实施环境中，二个协议的收发调制电路位于靠近彼此的位置上或甚至在相同装置(例如，手持式的移动通讯装置)中。举例来说，用于IEEE802.llb/g无线LAN(局域网络)讯号的收发调制电路可与用于蓝牙(Bluetooth)讯号的收发调制电路位于邻近位置或位于相同装置中。IEEE802.llb/g与蓝牙共享2.4GHz频段，由于此两个通讯技术操作在相近频率(振荡频率于2.4?2.48GHz之间)，因此随着收发调制电路上距离相近，将更容易导致调制过程中二个收发调制电路之间产生彼此干扰(Interference)或频率拉扯效应(Pulling Effect)。
[0004]请参阅本申请图1，图1为传统使用WiFi与蓝牙技术的通讯装置的方块图。如图1所示，通讯装置I包括第一调制模块11、第二调制模块12、第一通讯电路13(包括具有模拟数字转换器131a与数字模拟转换器131b的数模转换模块131与第一通讯电路运算单元132)、第二通讯电路14(包括具有模拟数字转换器141a与数字模拟转换器141b的数模转换模块141与第一通讯电路运算单元142)、切换器15以及天线16。第一调制模块11具有讯号放大模块111 (包括低噪声放大器1111与功率放大器1112)、WiFi调制电路112(包括高频振荡器1121与高频混频器1122)与滤波模块113 (包括滤波器113a、113b与电压增益放大器114)。第二调制模块12具有讯号放大模块121 (包括低噪声放大器1211与功率放大器1212)、蓝牙调制电路122(包括高频振荡器1221与高频混频器1222)与滤波模块123 (包括滤波器123a、123b与电压增益放大器1124)。第一调制模块11耦接于第一通讯电路13，第一调制模块11更具有第一接收端Ila与第一传送端Ilb分别耦接于切换器15。第二调制模块12耦接于第二通讯电路14，第二调制模块12更具有第二收发端12a耦接于切换器15。天线16透过切换器15切换于第一调制模块11与第二调制模块12的第一接收端11a、第一传送端Ilb以及第二收发端12a之间。当切换器15切换于第一接收端Ila时用以接收WiFi讯号或蓝牙讯号，当切换器15切换于第一传送端Ilb时用以传送WiFi讯号，当切换器15切换于第二收发端12a时用以接收或传送蓝牙讯号。
[0005]在电路设计上，如图1所示，传统的WiFi与蓝牙技术共存的通讯装置I通常都分别具有各自的讯号放大模块111、121、滤波模块113、123、高频混频器1122、1222以及高频振荡器1121、1221。高频混频器1122具有高频接收混频单元1122a与高频传送混频单元1122b，高频混频器1222具有高频接收混频单元1222a与高频传送混频单元1222b。特别须注意的是，一般来说，高频电路在电路设计需求上通常需要较大电路面积，因此会具有较高的成本。在使用者追求轻薄短小的潮流中，缩小电路面积亦为重要课题。
[0006]另一方面来说，用于蓝牙讯号调制的第二调制模块12与用于WiFi讯号调制的第一调制模块11彼此位于邻近位置时，因为用于蓝牙讯号调制的第二调制模块12在发送蓝牙讯号并无法同时进行发射WiFi讯号，故通讯装置I并无法支持蓝牙与WiFi 二者的高任务周期运作。换句话说，当切换器15切换于第二收发端12a时，通讯装置I仅仅只能传送蓝牙讯号。因此，若通讯装置I欲在第一传送端I Ib传送WiFi讯号，则需要等待切换器15切换至第一传送端Ilb时才能进行传送，进而导致较差的传输质量以及较高的延迟(latency)。然而，对延迟问题敏感的应用程序(例如VoIP(因特网语音协议))来说，此种行为尤其会产生问题。因为此类的讯务是语音讯务，故无法容忍严重的延迟问题，且冲突问题将会导致相当差质量的音频传输。总而言之，在无线通信技术中，使用共享频段的多通讯协议的通讯装置的电路架构仍具有许多改善的空间。
【发明内容】
[0007]本发明实施例在于提供一种多系统整合的调制模块，具有至少一收发端。调制模块包括第一调制电路与第二调制电路。第一调制电路包括高频振荡器与至少一高频混频器，第二调制电路包括低频振荡器与至少一低频混频器。第二调制电路耦接于第一调制电路。所述高频混频器耦接于高频振荡器，以及所述低频混频器耦接于低频振荡器。高频混频器提供至少一高频讯号，以及低频混频器提供至少一低频讯号。所述高频混频器用以将通过的至少一射频讯号与高频讯号进行混频，以及所述低频混频器用以将通过的所述射频讯号与低频讯号进行混频。调制模块藉由第一调制电路形成第一讯号路径，以及藉由第一调制电路与第二调制电路形成第二讯号路径。
[0008]本发明实施例在于提供一种通讯装置，此通讯装置包括多系统整合的调制模块以及天线，其中天线耦接于多系统整合的调制模块的至少一收发端，且多系统整合的调制模块为上述的多系统整合的调制模块，其中天线用以接收或传送射频讯号。
[0009]综合上所述，透过本发明实施例所提出的多系统整合的调制模块，利用共同使用一个高频振荡器为主要混频单元以及一个低频振荡器电路作频率微调动作的组合方式，分别能够产生第一通讯电路与第二通讯电路的讯号。避免传统上不同通讯电路都必须使用高频振荡器来分别调制不同通讯系统的讯号，造成不同通讯系统间电路上的频率干扰或拉扯效应。再者，使用低频振荡器的方式并不像高频的需要较大的电路面积，更能够有效节省在整体通讯电路上的面积以及制造上的成本。
[0010]更值得一提的是，透过本发明实施例所提出的多系统整合的调制模块能够同时接收或发送第一通讯系统与第二通讯系统的讯号，因此能够有效提升吞吐量以及传输质量。
[0011]为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为传统使用WiFi与蓝牙技术的通讯装置的方块图。
[0013]图2为本发明实施例的具有多系统整合的调制模块的通讯装置的方块图。
[0014]图3为本发明实施例的具有多系统整合的调制模块的通讯装置的细部方块图。
[0015]图4为本发明实施例的第二调制电路的细部方块图。
[0016]图5为本发明实施例的通讯装置的应用示意图。
[0017]图6A为传统使用WiFi与蓝牙技术的通讯装置的WiFi讯号与蓝牙信号在时间轴上的讯号传输示意图。
[0018]图6B为本发明实施例多系统整合的调制模块的WiFi讯号与蓝牙信号时间轴上的讯号传输不意图。
[0019]其中，附图标记说明如下:
[0020]1、2、3:通讯装置
[0021]11:第一调制模块
[0022]111、121、311、316:讯号放大模块
[0023]1111、1211、3211:低噪声放大器
[0024]1112、1212、3212、3111:功率放大器
[0025]112:WiFi 调制电路
[0026]1121、1221、3121、241:高频振荡器
[0027]1122、1222、3122、242:高频混频器
[0028]1122a、1222a、3122a:高频接收混频单元
[0029]1122b、1222b、3122b:高频传送混频单元
[0030]113a、113b、123a、123b:滤波器
[0031]114、124、314、317、324:电压增益放大器
[0032]Ila:第一接收端
[0033]Ilb:第一传送端
[0034]12:第二调制模块
[0035]122:蓝牙调制电路
[0036]12a:第二收发端
[0037]21、31:调制模块
[0038]2la、3Ia:第一传送端
[0039]21b,31b:第二收发端
[0040]13、22、32:第一通讯电路
[0041]14、23、33:第二通讯电路
[0042]131、141、321、331:数模转换模块
[0043]131a、141a、321a、331a:模拟数字转换器
[0044]131b、141b、321b、331b:数字模拟转换器
[0045]132、322:第一通讯电路运算单元
[0046]142、332:第二通讯电路运算单元
[0047]24、312:第一调制电路
[0048]25、315:第二调制电路
[0049]3152,251:低频振荡器
[0050]31521:振荡频率产生单元
[0051]31522:正负频控制单元
[0052]En_Q+:相位控制开关
[0053]3151、252:低频混频器
[0054]3151a:低频接收混频单元
[0055]3151a_1:同向低频接收混频单元
[0056]3151a_Q:正交低频接收混频单元
[0057]3151b:低频传送混频单元
[0058]26a、26b:讯号放大模块
[0059]113、123、27a、27b、313、318:滤波模块
[0060]313a、313b、318a、318b:滤波器
[0061]15、28、35:切换器
[0062]151、281、351:切换开关
[0063]16、29、36:天线
[0064]201:第一讯号路径
[0065]202:第二讯号路径
[0066]301a:第一讯号接收路径
[0067]301b:第一讯号传送路径
[0068]302a:第二讯号接收路径
[0069]302b:第二讯号传送路径
[0070]L0_Q_:本地同向负频率
[0071]L0_Q+:本地同向正频率
[0072]L0_1-:本地正交负频率
[0073]L0_I+:本地正交正频率
[0074]IF_Q_:中心同向正频率
[0075]IF_Q+:中心同向正频率
[0076]IF_I_:中心正交负频率
[0077]IF_I+:中心正交正频率
[0078]I+、1-、Q+、Q-:振荡频率产生单元的输出端
[0079]51 =WiFi 基地台
[0080]52:蓝牙耳机
[0081]53:手机
【具体实施方式】
[0082]在下文将参看附图更充分地描述各种例示性实施例，在附图中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本发明将为详尽且完整，且将向本领域技术人员充分传达本发明概念的范畴。在诸图中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似组件。
[0083]应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但此等组件不应受此等术语限制。此等术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本发明概念的教示。如本文中所使用，术语「或」视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一者或者多者的所有组合。
[0084][多系统整合的调制模块实施例]
[0085]请参阅图2，图2为本发明实施例的具有多系统整合的调制模块的通讯装置的方块图。本发明提供一种多系统整合的调制模块21。图2中通讯装置2包括调制模块21、第一通讯电路22、第二通讯电路23、切换器28以及天线29。调制模块21具有第一传送端21a与第二收发端21b，调制模块21包括第一调制电路24、第二调制电路25、讯号放大模块26a、26b、与滤波模块27a、27b。第一调制电路24包括高频振荡器241以及高频混频器242，第二调制电路包括低频振荡器251以及低频混频器252。高频振荡器241耦接于高频混频器242，低频振荡器251耦接于低频混频器252。调制模块21耦接于第一通讯电路22与第二通讯电路23，且调制模块21的第一传送端21a与第二收发端21b耦接于切换器28，切换器28更进一步耦接至天线29。
[0086]在本发明实施例中，调制模块21中具有第一讯号路径201与第二讯号路径202，其中第一讯号路径201指讯号通过第一调制电路24所形成的讯号接收路径，第二讯号路径202指讯号通过第一调制电路24与该第二调制电路25所形成的讯号接收路径。
[0087]第一通讯系统的数据讯号被调制模块21的第一通讯电路22所接收，第一通讯系统的数据讯号接着通过调制模块21的第一调制电路24以调制高频振荡信号(透过将数据讯号与高频振荡讯号混频来达到)，产生第一射频讯号，然后，第一射频讯号经由调制模块21的第一传送端21a或者第二收发端21b传送至天线29，以将第一射频讯号发射其他通讯装置(图未示)。
[0088]另外，在第一讯号路径201中，调制模块21可从天线29接收其他通讯装置所发射的第一射频讯号。调制模块21的第一调制电路24经由调制模块21的第二收发端21b接收第一射频讯号，且透过第一调制电路24与滤波模块27a可以将接收到的第一射频讯号解调成第一通讯系统的数据讯号(透过将第一射频讯号与高频振荡讯号混频并将混频讯号进行滤波来达到)，并将第一通讯系统的数据讯号传送至第一通讯电路22。
[0089]第二通讯系统的数据讯号被调制模块21的第二通讯电路23接收，第二通讯系统的数据讯号接着通过第二调制电路25对低频振荡讯号进行调制(透过将数据讯号与低频振荡讯号混频来达到)，接着，调制后的低频振荡讯号通过第一调制电路21对高频振荡讯号进行调制(透过将调制后的低频振荡讯号与高频振荡讯号进行混频来达成)，并产生第二射频讯号，然后，第二射频讯号经由调制模块21的第二收发端21b传送至天线29，以将第二射频讯号发射至其他通讯装置(图未示)。
[0090]另外，在第二讯号路径202中，调制模块21可从天线29接收其他通讯装置所发射的第二射频讯号。调制模块21的第一调制电路24经由第二收发端21b接收第二射频讯号，第一调制电路24、第二调制电路25与滤波模块27b将第二射频讯号解调制成第二通讯系统的数据讯号(透过将第二射频讯号先与高频振荡讯号作混频后，将混频后的讯号再与低频振荡讯号进行混频，再对最后的混频讯号进行滤波来达到)，并将第二通讯系统的数据讯号传送至第二通讯电路23。
[0091]讯号放大模块26a的一端稱接第一调制电路24,讯号放大模块26a的另一端I禹接于第一传输端21a。讯号放大模块26b的一端稱接第一调制电路24,讯号放大模块26b的另一端稱接于第二收发端21b。于发送第一射频讯号时,讯号放大模块26a或26b用以对第一射频讯号进行功率放大的动作，且于发送第二射频讯号时，讯号放大模块26b用以对第二射频讯号进行功率放大的动作，使其在天线29发射时具有较佳的传输质量，其中第一通讯系统的数据讯号与第二通讯系统的数据讯号被用于产生第一射频讯号与第二射频讯号。于接收第一射频讯号与第二射频讯号时，讯号放大模块26b用以对第一射频讯号与第二射频讯号进行放大(例如，低噪声放大)。
[0092]滤波模块27a的一端稱接于第一通讯电路22,滤波模块27a的另一端稱接于第一调制电路24，且设置于第一通讯路径201上。滤波模块27b的一端耦接于第二通讯电路23，滤波模块27b的另一端耦接于第二调制电路25，且设置于第二通讯路径202上。滤波模块27a与27b用以去除第一通讯系统的数据讯号、第二通讯系统的数据讯号与来自于高频混频器242与低频混频器252的混频讯号中不必要的讯号部分，并用以增强其所需要的讯号部分。在本发明实施例中，第一调制电路24透过高频振荡器241与高频混频器242的作用，可以将所接收到的第一或第二射频讯号与高频振荡讯号进行混频，使得混频后的第一或第二射频讯号为高频讯号。因此本发明实施例中滤波模块27a与27b可以由高通滤波器来实现，容许高频讯号通过，但减弱或去除讯号中频率低于截止频率的讯号部分，加强讯号中所需要的讯号部分。第一通讯系统或第二通讯系统可以是2.4GHz ISM协议中的蓝牙(Bluetooth) >802.llb/g(ffiFi)或者是Zigbee等通讯协议,另外亦为可用于其他ISM频段外的其他多通讯协议共享的频段的通讯系统。总而言之，本发明并不以第一通讯系统与第二通讯系统的频带与类型做为限制。
[0093]值得一提的是，在第二通讯系统的数据讯号的传输中，第一调制电路24、第二调制电路25与滤波模块27b会对第二射频信号进行解调，或者是第二通讯系统的数据讯号依序地经过第二调制电路25与第一调制电路24产生第二射频讯号。在解调第二射频讯号时(亦即第二收发端21b用以接收来自于其他通讯装置所传送的第二射频讯号时，也就是使用第二讯号路径202进行讯号接收时)，第一调制电路24中的高频混频器242先将天线29所接收到第二射频讯号与高频振荡器241产生的高频振荡信号进行混频，接着再将混频后的第二射频讯号传送至第二调制电路25，混频后的第二射频讯号(属于高频讯号)再与低频振荡器251所产生的低频振荡讯号于低频混频器252进行混频，以产生混频讯号，接着，滤波模块27b对此混频讯号滤波，以产生第二通讯系统的数据讯号。换言之，第二射频讯号在第一调制电路24被混频后依然为高频讯号，故可仅利用第二调制电路25对混频后的第二射频讯号作频率微调的动作，并搭配后端的滤波模块27b的滤波动作，以解调出第二通讯系统的数据讯号。
[0094]在欲发射第二射频讯号时，第二调制电路25中低频混频器252会先将第二通讯系统的数据讯号与低频振荡器251产生的低频振荡信号进行第一次混频。接着，经过第一次混频的第二通讯系统的数据讯号会被第一调制电路24所接收并进行第二次混频，亦即，第一调制电路24中的高频混频器242会将低频混频器252所产生的混频讯号与高频振荡器241所产生的高频振荡讯号进行混频，以藉此产生相关于第二通讯系统的数据讯号的第二射频讯号，而完成调制的动作。之后，第二射频讯号会经由第二收发端21b送至天线29发送。
[0095]在第一通讯系统的数据讯号的传输中，第一调制电路24会对第一射频信号进行解调，或者是第一通讯系统的数据讯号经过第一调制电路24来调制高频振荡讯号以产生第一射频讯号。在解调第一射频讯号时(亦即第二收发端21b用以接收来自于其他通讯装置所传送的第一射频讯号时，也就是使用第一讯号路径201进行讯号接收时)，高频混频器242将天线29所接收到第一射频讯号与高频振荡器241所产生的高频振荡信号进行混频，并搭配后端的滤波模块27a的滤波动作，以解调出第一通讯系统的数据讯号。
[0096]在欲发射第一射频讯号时，高频混频器242将天线29所接收到第一通讯系统的数据讯号与高频振荡器241所产生的高频振荡信号进行混频，以产生第一射频讯号，而完成调制的动作。之后，第一射频讯号可经由第一传送端21a或第二收发端21b送至天线29发送。
[0097]由上可以得知，无论在第一讯号路径201与第二讯号路径202的讯号接收上，在第一射频讯号与第二射频讯号于解调的过程中，第一讯号路径201与第二讯号路径202所进行的讯号接收本质上为高频讯号接收。
[0098]换句话说，第一通讯系统的数据讯号是透过调制模块21中的第一调制电路24的高频振荡器241、高频混频器242以及滤波模块27a对第一射频讯号进行解调而产生。第二通讯系统的数据讯号亦藉由第一调制电路24的高频振荡器241、高频混频器242将接收的第二射频讯号进行高频讯号混频，接着再藉由第二调制电路25的低频振荡器251与低频混频器252将混频后的第二射频信号(其为高频讯号)再次进行微调，并搭配后端的滤波模块27b的滤波动作，以解调出第二通讯系统的数据讯号。第一通讯系统或第二通讯系统的数据讯号所对应的第一射频讯号与第二射频讯号都会先被同一个第一调制电路24的高频混频器242作混频，且经第一调制电路24混频后的第二射频讯号再被第二调制电路24的低频混频器252作相应于第二通讯系统的数据讯号的频率的微调(透过使用低频振荡信号对混频后的第二射频讯号进行混频)。因此，本发明实施例中多系统整合的调制模块21仅仅需要一个高频的振荡器，故能够节省调制模块21的电路架构的成本、面积与消耗功率。
[0099]请参阅图3，图3为本发明实施例的具有多系统整合的调制模块的通讯装置的细部方块图。通讯装置3包括调制模块31、第一通讯电路32、第二通讯电路33、切换器35以及天线36。第一通讯电路32包括数模转换模块321与第一通讯电路运算单元322，第二通讯电路33包括数模转换模块331与第二通讯电路运算单元332。调制模块31具有第一传送端3la、第二收发端31b,调制模块31包括讯号放大模块311、316、第一调制电路312、第二调制电路315、滤波模块313、318与电压增益放大器314、324、317。讯号放大模块311具有功率放大器3111,讯号放大模块316包括低噪声放大器3211以及功率放大器3212。第一调制电路312包括高频振荡器3121以及高频混频器3122，第二调制电路315包括低频振荡器3152以及低频混频器3151。滤波模块313包括滤波器313a以及滤波器313b，滤波模块318包括滤波器318a以及滤波器318b。高频混频器3122更包括高频接收混频单元3122a以及高频传送混频单元3122b，低频混频器3151包括低频接收混频单元3151a以及低频传送混频单元3151b。低频振荡器3152更包括振荡频率产生单元31521以及正负频控制单元31522。数模转换模块331包括模拟数字转换器331a与数字模拟转换器331b，数模转换模块321包括模拟数字转换器321a与数字模拟转换器321b。
[0100]在通讯装置3中，调制模块31耦接于第一通讯电路32与第二通讯电路33，且调制模块31的第一传送端31a与第二收发端31b耦接于切换器35，切换器35进一步耦接于天线29。
[0101]在调制模块31中，功率放大器3111 —端耦接于第一传送端31a，另一端耦接于高频传送混频单元3122b。讯号放大模块316的低噪声放大器3211与功率放大器3212共同耦接于调制模块31的第二收发端31b。低噪声放大器3211的另一端耦接于高频接收混频单元3122a的第一端，功率放大器3212的另一端耦接于高频传送混频单元3122b的第一端。高频接收混频单元3122a的第二端稱接于低频接收混频单元3151a的第一端,高频传送混频单元3122b的第二端耦接于低频接收混频单元3151b的第一端。滤波器313a与313b分别耦接于高频接收混频单元3122a的第二端与高频传送混频单元3122b的第二端。滤波器318a与318b分别耦接于低频接收混频单元3151a的第二端与低频传送混频单元3151b的第二端。电压增益放大器314与324分别耦接于滤波器313a与滤波器318a。电压增益放大器317耦接于高频传送混频单元3122b与低频传送混频单元3151b之间。
[0102]第一调制电路32的模拟数字转换器321a的第一端与数字模拟转换器321b的第一端分别耦接于调制模块31中的电压增益放大器314与滤波器313b。模拟数字转换器321a的第二端与数字模拟转换器321b的第二端耦接于第一通讯电路运算单元322。
[0103]第二调制电路33的模拟数字转换器331a的第一端与数字模拟转换器331b的第一端分别耦接于调制模块31中的电压增益放大器324与滤波器318b。模拟数字转换器331a的第二端与数字模拟转换器331b的第二端耦接于第二通讯电路运算单元332。
[0104]在本发明实施例中，调制模块31具有第一讯号接收路径301a、第一讯号传送路径301b、第二讯号接收路径302a与第二讯号传送路径302b。第一讯号路径301指讯号通过第一调制电路312中的高频接收混频单元3122a、滤波器313a以及电压增益放大器314所形成的讯号接收路径；第一讯号传送路径301b系指讯号通过滤波器313b与第一调制电路312中的高频传送混频单元3122b所形成的讯号传送路径。第二讯号接收路径302a系指讯号通过第一调制电路312中的高频接收混频单元3122a、第二调制电路315中的低频振荡器3152、低频接收混频单元3151a、滤波器318a以及电压增益放大器324所形成的讯号接收路径；第二讯号传送路径302b系指讯号通过滤波器318b、第二调制电路315中的低频传送混频单元3151b与第一调制电路312中的高频传送混频单元3122b所形成的讯号传送路径。
[0105]第一讯号接收路径301a与第一讯号发送路径301b用以接收或发送第一通讯系统的数据讯号时，对应地进行所需的调制或解调。第二讯号接收路径302a与第二讯号发送路径302b系用以接收或发送第二通讯系统的数据讯号时，对应地进行所需的调制或解调。后续将详细说明第一讯号接收路径301a、第一讯号发送路径301b、第二讯号接收路径302a与第二发送讯号路径302b的讯号传输的详细流程。
[0106]在第一讯号接收路径301a中，调制模块31可藉由切换器35的切换开关351切换连接至第二收发端31b时，接收天线29所接收到其他通讯装置所发送的第一射频讯号。此时，第一射频讯号经由第二收发端31b被传递至低噪声放大器3211对其进行低噪声放大，以便后续讯号处理。接着，放大后的第一射频讯号经由第一调制电路312进行混频。在第一调制电路312中，高频振荡器3121产生高频振荡讯号，并将此高频振荡讯号与放大后的第一射频讯号于高频接收混频单元3122a进行混频，产生输出关于第一通讯系统的数据讯号的混频讯号。混频讯号经由滤波器313a将其去除讯号中不必要的讯号部分，以完成第一射频讯号的解调动作。接着，电压增益放大器314对滤波后的混频讯号进行放大，并输出至第一通讯电路32中的模拟数字转换器321a，模拟数字转换器321a将放大后的混频讯号转换，以获得第一通讯系统的数据讯号并接收于第一通讯电路运算单元322进行后续的数据处理。
[0107]在第一讯号发送路径301b中，第一通讯系统的数据讯号藉由第一通讯电路32的第一通讯电路运算单元322将数据讯号经由数字模拟转换器321b转换成模拟的数据讯号后传送至调制模块31的滤波器313b。滤波器313b将收到的模拟的数据讯号进行滤波后，将滤波后的数据讯号传递至第一调制电路312进行混频。第一调制电路312中的高频传送混频器3122b将高频振荡器3121所产生的高频振荡讯号以及滤波后的数据讯号进行混频，以产生第一射频讯号。在第一通讯系统的数据讯号发送的过程中，随着切换器35的切换时序，第一通讯系统的数据讯号所对应的第一射频讯号可藉由第一传送端31a或第二收发端31b被传送至天线29后，再被发送至其他的通讯装置。第一射频讯号若藉由第一传送端31a传送时，第一射频讯号则可藉由功率放大器3111将其讯号功率放大，再进行传送；另外，若第一射频讯号藉由第二收发端31b传送时，第一射频讯号则藉由功率放大器3212将其讯号功率放大,再进行传送。
[0108]在第二讯号接收路径302a中，调制模块31可藉由切换器35的切换开关351切换连接至第二收发端31b时，接收天线29所接收到其他通讯装置的第二射频讯号。此时，第二射频讯号经由第二收发端31b被传递至低噪声放大器3211对其进行低噪声讯号放大，以便后续讯号处理。放大后的第二射频讯号会先经由第一调制电路312进行第一次的混频。在第一调制电路312中，闻频振荡器3121广生闻频振荡讯号，并将此闻频振荡讯号与放大后的射频讯号于高频接收混频单元3122a进行混频，后输出至第二调制电路315进行第二次混频。接着，第二调制电路315中的低频接收混频单元3151a对接收到进行高频混频后的第二射频讯号进行混频。值得注意的是，第二调制电路315的低频振荡器3152产生低频振荡讯号用以对所收到高频混频后的第二射频讯号做频率调整的混频动作。换句话说，第二通讯系统需藉由第一调制电路315与第二调制电路318两段式混频，而产生关于第二通讯系统的数据讯号的混频讯号。混频讯号经由滤波器318a将其去除讯号中不必要的讯号部分，接着再藉由电压增益放大器324将滤波后的混频讯号输出至第二通讯电路33中的模拟数字转换器331a，模拟数字转换器331a将混频讯号转换获得第二通讯系统的数据讯号并接收于第二通讯电路运算单元332进行后续的数据处理。
[0109]在第二讯号发送路径302b中，第二通讯系统的数据讯号藉由第二通讯电路33的第二通讯电路运算单元332将数据经由数字模拟转换器331b转换成模拟的数据讯号后传送至调制模块31的滤波器318b。滤波器318b将收到的模拟的数据讯号进行滤波后，将滤波后的数据讯号传递至第二调制电路315进行第一次的混频。第二调制电路315中的低频传送混频器3151b将低频振荡器3152所产生的低频振荡讯号以及将滤波后的数据讯号做第一次混频。接着，再经由第二调制电路315中的高频传送混频器3122b将第一次混频后的数据讯号与高频振荡器3121所产生的高频振荡讯号进行混频，以产生第二射频讯号。在第二通讯系统的数据讯号发送过程中，亦可随着切换器35的切换时序，第二射频讯号可藉由第一传送端31a或第二收发端31b传送至天线29，再发送至其他的通讯装置。
[0110]值得一提的是，在第二讯号发送路径302b中更藉由电压增益放大器317将第二调制电路25所输出的第一次混频后的数据讯号进行增益调整。举例来说，若第一通讯系统为WiFi系统，第二通讯系统为蓝牙系统，通常在数据发送时，WiFi系统的讯号功率较高于蓝牙系统的讯号功率，因此可透过电压增益放大器317将蓝牙的讯号功率调低，避免蓝牙讯号功率过大，影响WiFi讯号。
[0111]请同时参阅图3与图4，图4为本发明实施例的第二调制电路的细部方块图。低频振荡器3152包括振荡频率产生单元31521以及正负频控制单元31522。振荡频率产生单元31521耦接于正负频控制单元31522。振荡频率产生单元31521产生低频讯号(O?80MHz)，因此在本地振荡路径上加上正负频控制单元31522所造成的同向正交不平衡(IQimbalance)对于制程上较轻微，故在电路的设计上可以达到电路面积较小的优点。
[0112]举例来说，第一通讯系统与第二通讯系统分别为WiFi与蓝牙通讯系统。在实际运用上最常碰到的情况是蓝牙与WiFi同时开的情况，假设两者都是在接收模式下:
[0113]情况1:WiFi 频率=2437MHz，蓝牙频率=2480MHz:
[0114]在图3中的高频振荡器3121的高频振荡讯号的频率FL0_
[3121] =2437MHz，低频振荡器3152的低频振荡讯号的频率FL0_
[3152]=2480-Fif-2437MHz>0Hz (Fif为中心振荡频率)，此时讯号En_Q+= “I” (表示对应的相位控制开关En_Q+导通)；
[0115]情况2 =WiFi 频率=2437MHz，蓝牙频率=2404MHz:
[0116]在图3中的高频振荡器3121的高频振荡讯号的频率FL0_
[3121]=2437MHz，低频振荡器3152的低频振荡讯号的频率FL0_
[3152]=2404-Fif-2437MHz〈0Hz，此时讯号En_Q+= “O” (表示对应的相位控制开关En_Q+截止)。
[0117]振荡频率产生单元31521的同向相位的输出端Q+与Q-耦接于正负频控制单元31522，并对同向低频接收混频单元3151a-Q控制输出本地同向负频率L0_Q-与本地同向正频率L0_Q+。接着，本地同向负频率L0_Q-以及本地同向正频率L0_Q+分别与中心同向正频率IF_Q-以及中心同向正频率IF_Q+于同向低频接收混频单元3151a-Q进行混频。另一方面，振荡频率产生单元31521的正交相位的输出端I+与1-则直接对正交低频接收混频单元3151a-1提供输出本地正交负频率L0_1-与本地正交正频率L0_I+。接着，本地正交负频率L0_1-以及本地正交正频率L0_I+分别与中心正交正频率IF_1-以及中心正交正频率IF_I+于正交低频接收混频单元3151a-1进行混频。
[0118]因此在情况I中低频振荡器3152的本地振荡频率FL0_
[3152]大于OHz时，正负频控制单元31522控制对应讯号的相位控制开关En_Q+开关导通；而在情况2中低频振荡器3152的本地振荡频率FL0_
[3152]小于OHz时，正负频控制单元31522控制对应讯号的相位控制开关En_Q+开关截止。图4此处仅以低频接收混频单元3151a作为详细说例，其低频传送混频单元3151b亦同样为作动，于此不再赘述。
[0119][使用多系统整合的调制模块的通讯装置实施例]
[0120]请参阅图5，图5为本发明实施例的通讯装置的应用示意图。图5中的通讯装置包含上述多系统整合的调制模块31，且所述通讯装置例如为手机53。手机53包括上述多系统整合的调制模块31以及天线36，其中天线36耦接于多系统整合的调制模块31的第一传送端31a与第二收发端31b，其中天线36用以接收或传送调制后的第一或第二射频讯号。第一通讯系统可为蓝牙通讯协议，例如图5中的蓝牙耳机52与手机53构成蓝牙通讯系统；第二通讯系统可为802.llb/g的WiFi通讯协议，例如图5中WiFi基地台51 (WiFi AP)与手机53构成WiFi通讯系统。本发明实施例的第一通讯系统与第二通讯系统虽以蓝牙与WiFi系统为例进行说明，但本发明并不限制于此，举例来说第一或第二通讯系统亦可以为使用Zigbee或其他用于同频段的通讯协议的通讯系统。
[0121]复参阅图3，因为图3中所示的本发明实施例为两传输端的实施态样(第一接收端31a与第二收发端31b)，在第二收发端31b可同时将蓝牙与WiFi的讯号进行传送。然而，在传统的WiFi与蓝牙共存的电路架构上为三传输端的方式，WiFi与蓝牙的传送端不同，因此无法做到同时传送讯号。
[0122]虽然传统的能够做到如同本发明实施例WiFi与蓝牙同时发送的情况，但其通常仅发生在刚开始搜寻模式时。换句话说，蓝牙与WiFi同时在空气中搜寻可联机的装置；或者是一个在使用中，另一个正在搜寻的情况。但值得注意的是，传统的架构并无法如同本发明实施例做到WiFi与蓝牙同时传送讯号。其原因在于传统的结构使用三端切换器的天线(如图1所不切换器15的切换开关151切换于第一接收端11a、第一传送端Ilb与第二收发端12a之间)。
[0123]请参阅图6A。图6A为传统的WiFi与蓝牙共存的电路架构在时间轴上的讯号传输示意图。WiFi与蓝牙共存的通讯装置在传输WiFi与蓝牙讯号时，以分时排程进行传输，此即为封包传输仲裁(PTA, Packet TrafficArbitrat1n)协调工作的方式,但如此操作会使得蓝牙或WiFi的吞吐量(Throughput)降低。
[0124]接着请参阅图6B，图6B为本发明实施例多系统整合的调制模块在时间轴上的讯号传输示意图。藉由本发明实施例所述调制模块31能够使用两端切换器(如图3所示切换器35的切换开关351切换于第一传送端31a与第二收发端31b的间)的方式，因此能够透过封包传输仲裁(PTA, Packet Traffic Arbitrat1n)协调工作的方式，能够让WiFi与蓝牙同时做到发送与接收(如图6B中所示BTTX与WNTX于同一时序传送封包讯号，以及BTRX与WNRX于同意时序接收封包讯号)。能够有效提升蓝牙与WiFi的吞吐量。
[0125][本发明可能的功效]
[0126]综上所述，透过本发明实施例所提出的多系统整合的调制模块，利用共同使用一个高频振荡器以及一个低频振荡器电路作频率微调动作的组合方式，分别能够产生第一通讯系统与第二通讯系统的讯号。避免传统上不同调制电路都使用高频振荡器来产生通讯系统的讯号，造成不同通讯协议间调制电路频率的干扰或拉扯效应。且所使用低频振荡器的方式并不像产生高频的高频振荡器需要较大的电路面积，更能够有效节省在整体通讯电路上的面积以及制造上的成本。
[0127]更值得一提的是，透过本发明实施例所提出的多系统整合的调制模块能够同时接收或发送第一通讯系统与第二通讯系统的数据讯号，因此能够有效提升传输量以及传输质量。
[0128]以上所述，仅为本发明最佳的具体实施例，但本发明的特征并不局限于此，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在本申请的专利范围内。
【权利要求】
1.一种多系统整合的调制模块，具有至少一收发端，其特征在于，包括: 一第一调制电路，包括: 一高频振荡器，提供至少一高频讯号；以及 至少一高频混频器，耦接于该高频振荡器，用以将通过的至少一射频讯号与该高频讯号进行混频；以及 一第二调制电路，耦接于该第一调制电路，该第二调制电路包括: 一低频振荡器，提供至少一低频讯号；以及 至少一低频混频器，耦接于该低频振荡器，用以将所通过的该射频讯号与该低频讯号进行混频； 其中，该调制模块藉由该第一调制电路形成一第一讯号路径，以及藉由该第一调制电路与该第二调制电路形成一第二讯号路径。
2.如权利要求1所述的该调制模块，其中该低频振荡器包括: 一振荡频率产生单元，用以产生一低频振荡频率；以及 一正负频控制单元，其一端耦接于该振荡频率产生单元，另一端耦接于该些低频混频器，该正负频控制单元用以控制该低频振荡频率的实部相位。
3.如权利要求1所述的该调制模块，其中包括: 至少一功率放大器，耦接于该调制模块的至少一收发端，用以在该第一讯号路径或该第二讯号路径输出该射频讯号时将其讯号放大。
4.如权利要求1所述的该调制模块，其中包括: 至少一滤波器，设置于该第一讯号路径与该第二讯号路径上，用于对接收到的该射频讯号进行滤波。
5.如权利要求1所述的该调制模块，其中更包括: 一低噪声放大器，耦接于该收发端。
6.如权利要求1所述的该调制模块，其中该第一讯号路径包括: 一第一讯号发送路径，用以从一第一通讯电路接收该射频讯号并经由该第一调制电路将其传输至该收发端；以及 一第一讯号接收路径，用以从该收发端接收该射频讯号并经由该第一调制电路将其传输至该第一通讯电路。
7.如权利要求1所述的该调制模块，其中该第二讯号路径包括: 一第二讯号发送路径，用以从一第二通讯电路接收该射频讯号并经由该第一调制电路与该第二调制电路将其传输至该收发端；以及 一第二讯号接收路径，用以从该第二收发端接收该射频讯号并经由该第一调制电路与该第二调制电路将其传输至该第二通讯电路。
8.如权利要求1所述的该调制模块，其中该射频讯号为该第一通讯电路或该第二通讯电路的至少一数据讯号所产生。
9.如权利要求1所述的该调制模块，其中该高频混频器包括: 一高频接收混频单元，用以于该第一讯号路径与该第二讯号接收路径接收该射频讯号时与该高频讯号混频；以及 一高频传送混频单元，用以于该第一讯号路径或该第二讯号传送路径传送该射频讯号时与该高频讯号混频。
10.如权利要求1所述的该调制模块，其中该低频混频器包括: 一低频接收混频单元，用以于该第二讯号路径接收该射频讯号时与该低频讯号混频；以及 一低频传送混频单元，用以于该第二讯号路径传送该射频讯号时与该低频讯号混频。
11.一种通讯装置，其特征在于，包括: 如权利要求1至10其中之一所述的该调制模块；以及 一天线，耦接于该调制模块的至少一该收发端，用以接收或传送该射频讯号。
【文档编号】H04B1/40GK104348512SQ201310358726
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】陈鹏森 申请人:创杰科技股份有限公司