发射机及用户终端的制作方法

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种发射机及用户终端。

背景技术：

随着无线多媒体通信技术以及无线连接技术的发展，为了节约制造成本，提高发射性能，能够在复杂环境下运行的发射机，成为了人们的迫切需求。

为了满足人们的需求，市面上已经生产出具有多个发射路径的发射机，该发射机可以根据具体应用环境等因素，选择对应的发射路径发射信号。

然而，在上述发射机中，每条发射路径中均设置有巴伦电路，使得发射机所占用的电路面积较大，功耗较高，难以满足人们对集成芯片面积及功耗的要求。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是如何减小发射机所占用的电路面积及功耗。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种发射机，所述发射机包括：数模转换器，上变频混频器，第一变压器，控制器以及两个以上第一发射支路，其中：所述数模转换器，与基带芯片耦接，适于对待发射的基带差分信号进行数模转换，输出转换后的模拟差分信号；所述上变频混频器，与所述数模转换器耦接，适于对所述模拟差分信号进行上变频混频处理，输出混频后的差分信号；所述第一变压器，与所述上变频混频器耦接，适于对所述混频后的差分信号进行阻抗变换，并在所述控制器输出的控制信号的控制下，将阻抗变换后的信号转换为单端信号；所述控制器，与所述第一变压器及所述两个以上第一发射支路耦接，适于产生并输出所述控制信号，所述控制信号适于控制所述第一变压器将所述混频后的差分信号转换为单端信号并通过相应的第一发射支路输出至天线；所述第一发射支路，与所述控制器及第一变压器耦接，适于在所述控制器输出的控制信号的控制下，将所述第一变压器输出的单端信号输出至天线。

可选地，所述第一发射支路包括：第一开关电路，与所述第一变压器的第一输出端耦接，适于在所述控制器输出的控制信号的控制下，断开或闭合所在的第一发射支路；阻抗匹配网络，与所述第一开关电路耦接，适于将输入的所述单端信号的阻抗与所述天线的阻抗进行共轭匹配；第一功率放大器，与所述阻抗匹配网络耦接，适于对所述阻抗匹配电路的输出信号进行功率放大并输出至天线。

可选地，所述阻抗匹配网络包括：与所述第一开关电路耦接的片上匹配网络；以及与所述片上匹配网络及功率放大器耦接的片外匹配网络。

可选地，所述控制器包括：控制信号产生电路以及第二开关电路，其中：所述控制信号产生电路，适于在接收到支路选择信号时，产生相应的控制信号，并将所述控制信号输出至第二开关电路以及对应的所述第一开关电路；所述第二开关电路，与所述第一变压器的第一输出端及所述控制信号产生电路耦接，适于在所述控制信号的控制下，将所述第一变压器的第一输出端接地或者断开与地之间的连接。

可选地，所述控制器与所述第一发射支路一一对应。

可选地，所述发射机还包括：保护电路，与所述第一发射支路的第一开关电路耦接，适于在所述第一开关电路断开所在的第一发射支路时，在所述控制器输出的控制信号的控制下，对所述第一开关电路进行电压保护。

可选地，所述保护电路包括：与所述第一开关电路耦接的电容以及与所述电容串联的开关。

可选地，所述控制器还包括：反相器，与所述控制信号产生电路耦接，适于对所述控制信号产生电路输出的控制信号执行取反操作，并输出至所述保护电路的开关，以控制所述保护电路对所述第一开关电路进行电压保护。

可选地，所述保护电路的一端与所述第一开关电路耦接，另一端接地。

可选地，所述保护电路的一端与所述第一开关电路耦接，另一端与所述第一变压器的第二输出端耦接。

可选地，所述发射机还包括：第二发射支路，适于将所述第一变压器阻抗变换后的信号输出至天线。

可选地，所述第二发射支路包括：第四开关电路，与所述第一变压器耦接，适于在所述反相器的输出信号的控制下，断开或者闭合所在的第二发射支路；第二功率放大器，与所述第一变压器的第一输出端及第二输出端耦接，适于对所述第一变压器进行阻抗变换后的差分信号的功率进行放大；第二变压器，与所述第二功率放大器耦接，适于将所述第二功率放大器的输出信号进行阻抗变换后转换为单端信号并输出至天线。

本发明实施例还提供了一种用户终端，所述用户终端包括上述任一种的发射机。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

由于第一变压器可以将混频后的差分信号转换为单端信号，进而可以在控制器的控制下，将转换后的单端信号通过相应的第一发射支路输出至天线，因此发射支路中无需再将混频后的差分信号转换为单端信号，也就无须再在发射支路中设置巴伦电路，故可以减小发射机所占用的电路面积及功耗，提高发射机的线性度。

通过设置保护电路对第一开关电路进行电压保护，由此可以防止所述第一开关电路因承受的电压过大而造成所在的第一发射支路被破坏，确保发射的信号可以顺利发射。

通过反相器对控制信号执行取反操作并输出至保护电路，使得同一控制信号可以控制整个发射机的工作，由此可以简化发射机的结构。

通过设置第二发射支路，使得所述发射机的发射路径多样化，满足用户的不同发射需求。

附图说明

图1是本发明实施例中一种发射机的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种发射机的电路结构示意图；

图3是本发明实施例中另一种发射机的电路结构示意图

图4是本发明实施例中又一种发射机的电路结构示意图；

图5是本发明实施例中再一种发射机的电路结构示意图；

图6是本发明实施例中另一种发射机的电路结构示意图。

具体实施方式

目前，发射机对待发射的基带差分信号进行发射时，通常先将待发射的基带差分信号转换为模拟差分信号，再对模拟差分信号进行混频处理，混频处理的差分信号经变压器进行阻抗变换后，在控制器的控制下通过不同的发射支路输出至天线。

其中，每条发射支路中均需设置一巴伦电路，用于将阻抗变换后的差分信号转换为单端信号并输出至天线，当存在多条发射支路时，发射机所占用的电路面积及功耗均较大，难以满足人们对发射机电路面积及功耗的要求。

针对上述问题，本发明的实施例提供了一种发射机，所述发射机中设置有第一变压器，所述第一变压器可以在控制器的控制下，将混频后的差分信号转换为单端信号并通过相应的发射支路输出至天线，故无须再发射支路中设置巴伦电路，因此可以减小发射机所占用的电路面积及功耗，提高发射机的线性度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细地说明。

参照图1，本发明实施例提供了一种发射机1，所述发射机1可以包括：数模转换器11，上变频混频器12，第一变压器13，控制器14以及两个以上第一发射支路151～15n，其中n为所述发射机中第一发射支路的总数。下面以第一发射支路151～15n中任意一条第一发射支路15n为例，对所述发射机1的结构进行详细说明：

所述数模转换器11，与基带芯片2耦接，适于对待发射的基带差分信号s1进行数模转换，输出转换后的模拟差分信号s2；

所述上变频混频器12，与所述数模转换器11耦接，适于对所述模拟差分信号s2进行上变频混频处理，输出混频后的差分信号s3；

所述第一变压器13，与所述上变频混频器12耦接，适于对所述混频后的差分信号s3进行阻抗变换，并在所述控制器14输出的控制信号的控制下，将阻抗变换后的信号并转换为单端信号s4；

所述控制器14，与所述第一变压器13及所述两个以上第一发射支路151～15n耦接，适于产生并输出所述控制信号，所述控制信号适于控制所述第一变压器13将所述混频后的差分信号转换为单端信号s4并通过相应的第一发射支路输出至天线3；

所述第一发射支路15n，与所述控制器14及第一变压器13耦接，适于在所述控制器14输出的控制信号的控制下，将所述第一变压器13输出的单端信号s4输出至天线3。

由于所述第一变压器13在将混频后的差分信号s3通过第一发射支路15n输出至天线3之前，已经将混频后的差分信号s3转换为单端信号s4，因此，在第一发射支路15n中无须再设置巴伦电路，由此可以减小发射机1所占用的电路面积及功耗。

需要说明的是，在具体实施中，所述控制器14可以通过有线的方式输出所述控制信号，也可以通过无线的方式输出所述控制信号，比如，通过蓝牙、wifi等方式输出所述控制信号，具体不受限制。可以理解的是，无论采用何种方式输出所述控制信号均不构成对本发明的限制，且均在本发明的保护范围之内。

在具体实施中，所述控制器14可以仅产生一个控制信号，由该控制信号控制第一变压器13以及所有的第一发射支路；所述控制器14也可以产生两个或两个以上的控制信号，其中一个控制信号控制第一变压器13及部分第一发射支路，剩余的控制信号分别控制一个或多个第一发射支路，或者，其中一个控制信号仅控制第一变压器13，剩余的控制信号分别控制一个或多个第一发射支路。具体如何控制可以根据实际情况进行设置，此处不作限制，只要能够控制第一变压器13将混频后的差分信号转换为单端信号并通过相应的第一发射支路输出至天线即可。

在具体实施中，所述第一变压器13具有第一输出端及第二输出端，所述第一发射支路151～15n中所有第一发射支路可以均与所述第一变压器13的同一输出端耦接，此时，所述控制器14可以控制所述第一变压器13的另一输出端接地，即可控制第一变压器13将混频后的差分信号s3转换为单端信号s4。此时所述第一变压器13可以作为巴伦电路使用。

在具体实施中，所述第一发射支路151～15n中部分第一发射支路可以与所述第一变压器13的第一输出端耦接，另一部分第一发射支路与所述第一变压器13的第二输出端耦接。

比如，第一发射支路15n与所述第一变压器13的第一输出端耦接，当需要通过第一发射支路15n输出信号时，可以所述控制器14可以控制第一变压器13的第二输出端接地，使得所述第一变压器13作为巴伦电路使用，以将混频后的差分信号s3转换为单端信号s4。所述控制器14控制所述第一发射支路15n闭合，由此可使得所述第一变压器13输出的单端信号s4通过第一发射支路15n输出至天线3。

需要说明的是，在具体实施中，所述发射机中第一发射支路151～15n的数量可以根据用户终端的配置进行设置。可以理解的是，所述第一发射支路的具体数量如何，均不构成对本发明的限制，且均在本发明的保护范围之内。

在具体实施中，所述第一发射支路15n可以存在多种电路结构，具体不受限制，只要能够在控制器14的控制下将单端信号s4输出至天线3即可。并且，所述第一发射支路151～15n中所有第一发射支路的电路结构可以相同，也可以不同。

图2为本发明实施例中发射机的一种电路结构示意图。参照图2，为了简化电路结构，所述发射机包括两条第一发射支路，分别为第一发射支路151及第一发射支路152。基带差分信号s1依次经模数转换器11及上变频混频器12的处理后，由第一变压器13对混频后的差分信号进行阻抗变换，接着在控制器14输出的控制信号c1的控制下，将阻抗变换后的信号转换为单端信号，并通过第一发射支路151或第一发射支路152输出至天线3。

其中，第一发射支路151及第一发射支路152结构相同且均与所述第一变压器13的第一输出端耦接。下面以所述第一发射支路151为例，对第一发射支路的具体电路结构进行详细说明：

在本发明的一实施例中，所述第一发射支路151可以包括：

第一开关电路201，与所述第一变压器13的第一输出端耦接，适于在所述控制器14输出的控制信号c1的控制下，断开或闭合所在的第一发射支路151；

阻抗匹配网络202，与所述第一开关电路201耦接，适于将输入的所述单端信号的阻抗与所述天线3的阻抗进行共轭匹配；

第一功率放大器203，与所述阻抗匹配网络202耦接，适于对所述阻抗匹配网络202的输出信号进行功率放大并输出至天线3。

在具体实施中，所述第一开关电路201可以包括：与所述第一变压器13的第一输出端耦接的电容cd1，以及与所述电容cd1串联的第一开关sw1。在所述控制器14输出的控制信号c1的控制下，所述第一开关sw1可以断开或者闭合所述第一发射支路151。

当所述第一开关sw1闭合所述第一发射支路151后，所述阻抗匹配网络202可以将输入的所述单端信号的阻抗与所述天线3的阻抗进行共轭匹配，使得所输入的单端信号可以有足够的能量输出到天线3上并发射到空中。其中所述阻抗匹配网络202的具体电路结构不受限制，只要能够对输入的单端信号进行阻抗匹配即可。

在具体实施中，所述阻抗匹配网络202的全部器件可以均设置在片上或者片外，也可以部分器件设置在片上(on-chip)，另一部分器件设置在片外(off-chip)。

比如，所述阻抗匹配网络202可以包括：与所述第一开关电路201耦接的片上匹配网络mn1，以及与所述片上匹配网络mn1及第一功率放大器203耦接的片外匹配网络mn2。

在具体实施中，阻抗匹配网络202对输入的单端信号进行阻抗匹配后，可以由第一功率放大器203对阻抗匹配后的信号进行功率放大并输出至天线3。其中，所述第一功率放大器203可以设置在片上。在本发明的一实施例中，为了减小集成电路面积，所述第一功率放大器203也可以设置在片外。

在具体实施中，参数图2，所述第一发射支路152可以包括：第一开关电路211，阻抗匹配网络212以及第二功率放大器213。所述第一开关电路211可以包括电容cd2及第二开关sw2。具体可以参照上述关于第一发射支路151的描述进行实施，此处不再赘述。

在具体实施中，所述控制器14的可以存在多种电路结构，换句话说，所述控制器14可以通过多种方式控制所述第一变压器13及第一发射支路151和第一发射支路152，具体不作限制。

在本发明的一实施例中，参照图2，所述控制器14可以包括：控制信号产生电路221以及第二开关电路222，其中：

所述控制信号产生电路221，适于在接收到支路选择信号c2时，产生相应的控制信号c1，并将所述控制信号c1输出至第二开关电路222以及对应的所述第一开关电路201或211；

所述第二开关电路222，与所述第一变压器13的第一输出端及所述控制信号产生电路221耦接，适于在所述控制信号c1的控制下，将所述第一变压器13的第一输出端接地或者断开与地之间的连接。

在具体实施中，所述支路选择信号c2可以存在多种产生方式，具体不作限制。比如，所述支路选择信号c2可以是用户通过操作界面输入的，也可以是所述待发射的基带差分信号s1，由所述控制信号产生电路221基于待发射的基带差分信号s1与第一发射支路151及152之间的对应关系产生相应的控制信号c1。

在具体实施中，所述支路选择信号c2的表现形式可以存在多种，既可以是模拟信号，比如电压信号或者电流信号等，也可以是数字信号，通过高低电平来区分所选择的不同第一发射支路。

在具体实施中，所述控制信号c1的表现形式可以存在多种，既可以是模拟信号，比如电压信号或者电流信号等，也可以是数字信号，通过高低电平来区分闭合还是断开所述第一开关电路201或202。

在具体实施中，所述控制信号产生电路221可以通过有线的方式输出所述控制信号c1，也可以通过无线的方式输出所述控制信号c1，比如，蓝牙、wifi等。

在具体实施中，为了简化发射机的控制过程，可以设置第一开关sw1以及第二开关sw2为常开开关，在接收到所述控制信号c1时闭合所在的第一发射支路。所述控制信号产生电路221在接收到支路选择信号c2时，仅将控制信号c1输出至第一变压器13以及对应开关支路的开关即可。

在具体实施中，在第一开关sw1以及第二开关sw2部分或全部非常开开关时，所述控制信号产生电路221在接收到支路选择信号c2时，也可以同时产生多个控制信号，其中部分控制信号用于控制第一变压器13以及对应开关支路的开关，另一部分控制信号用于控制其它开关支路的开关。

在具体实施中，所述第二开关电路222可以包括：与第一变压器13第二输出端耦接的电容cd3以及与所述电容cd3串联的第三开关sw3。所述第三开关sw3可以在所述控制信号c1的控制下将所述第一变压器13的第二输出端接地，或者断开所述第一变压器13的第二输出端与地之间的连接。当所述第一变压器13的第二输出端接地时，所述第一变压器13作为巴伦电路，可以将混频后的差分信号转换为单端信号。

当然，在所述发射机的所有发射支路均为第一发射支路时，所述第三开关sw3也可以为常闭开关，或者设置第二开关电路222仅包括电容cd3，间接将所述第一变压器13第二输出端接地。所述控制器14中也可以不设置所述第二开关电路222，直接将所述第一变压器13第二输出端接地。

在具体实施中，当所述第一发射支路分别连接所述第一变压器的不同输出端时，所述发射机可以包括多个控制器，其中一个控制器可以仅控制一个第一发射支路，也可以控制多个第一发射支路。

在本发明的一实施例中，所述控制器与所述第一发射支路一一对应。例如，参照图3，所述发射机可以包括控制器141以及控制器142。

其中，所述控制器141包括：控制信号产生电路221a及第二开关电路222a。所述控制信号产生电路221a适于在所述支路选择信号c2选择第一发射支路151发射信号时，产生相应的控制信号，并输出至第二开关电路222a及第一开关sw1，控制所述第一变压器13的第二输出端接地并闭合所述第一发射支路151。

所述控制器142包括：控制信号产生电路221b及第二开关电路222b。所述控制信号产生电路221b适于在所述支路选择信号c2选择第一发射支路152发射信号时，产生相应的控制信号，并输出至第二开关电路222b及第二开关sw2，控制所述第一变压器13的第一输出端接地并闭合所述第一发射支路152。

在本发明的一实施例中，参照图4，所述发射机还可以包括：保护电路16。所述保护电路16与所述第一发射支路中的第一开关电路耦接，适于在所述第一开关电路断开所在的第一发射支路时，在所述控制器输出的控制信号的控制下，对所述第一开关电路进行电压保护。

具体地，所述发射机所有第一发射支路的第一开关电路可以均设置相应的保护电路，也可以仅部分第一发射支路的第一开关电路设置保护电路。当所述发射机设置多个保护电路时，每个保护电路的结构可以相同，也可以不同，并且，每个保护电路与发射机中其它电路之间的连接关系可以相同，也可以不同，具体不作限制，只要能够对相应的第一开关电路进行电压保护即可。

在本发明的一实施例中，参照图4及图5，所述发射机中可以仅设置一个保护电路16，对第一发射支路152中的第一开关电路进行电压保护。所述保护电路16可以包括：与第二开关sw2耦接的电容cd4以及与电容cd4串联的第四开关sw4。所述第四开关sw4可以在控制器14的控制下断开或者闭合。当所述第二开关sw2断开时，控制所述第四开关sw4闭合，使得第一变压器13第一输出端接地，从而可以避免所述第二开关sw2承受的压力过大导致第一发射支路152被破坏。

在具体实施中，如图4所示，所述第四开关sw4的一端与电容cd4连接，另一端可以直接接地。如图5所示，所述第四开关sw4的一端与电容cd4连接，另一端可以与所述第二变压器13的第二输出端耦接。当然，所述第四开关sw4还可以存在其它连接方式，具体不作限制，只要能够对所述第二开关sw2进行电压保护即可。

在具体实施中，所述控制器14可以通过多种方式控制所述保护电路16。比如，所述控制信号产生电路221根据所述支路选择信号c2可以产生多个控制信号，其中一个控制信号输出至所述保护电路16。所述控制器14中还可以设置一反相器223，此时所述控制信号产生电路221可以仅产生一个控制信号，由所述反相器223对控制信号产生电路221产生的控制信号执行取反操作，并输出至所述保护电路的开关，以控制所述保护电路对所述第一开关电路进行电压保护，同时，该控制信号还输出至相应的第一发射支路以及第三开关sw3。

在具体实施中，当所述发射机设置多个保护电路16时，若此时发射机中仅设置一个控制器14，则可以由该控制器14控制所有的保护电路16工作，若所述述发射机中设置多个控制器14，则可以每个控制器14可以控制部分保护电路的工作。比如，参照图3，当所述发射机中设置控制器141及控制器142时，可以由控制器141控制第一开关sw1的保护电路，由控制器142控制第二开关sw2的保护电路。

在本发明的一实施例中，为满足用户多样化的发射需求，所述发射机中还可以设置第二发射支路，适于将所述第一变压器阻抗变换后的信号输出至天线。具体地，所述控制器可以控制所述第一变压器可以将阻抗变换后的信号转换为单端信号并通过第一发射支路输出至天线，也可以不控制述第一变压器将阻抗变换后的信号转换为单端信号，而直接通过第二发射支路153输出至天线。

其中，所述第二发射支路的数量可以根据实际需要进行设置，既可以仅设置一条第二发射支路，也可以设置多条第二发射支路，当然也可以不设置所述第二发射支路。可以理解的是，具体是否设置所述第二发射支路，均不构成对本发明的限制，且均在本发明的保护范围之内。

由于所述第一变压器阻抗变换后的信号仍为差分信号，因此，在利用所述第二发射支路中发送所述阻抗变换后的信号时，需要将所述阻抗变换后的信号转换为单端信号在输出至天线。

在具体实施中，所述控制器可以采用多种方式控制所述第二发射支路的工作。比如，所述控制信号产生电路根据所述支路选择信号可以产生多个控制信号，其中一个控制信号输出至所述第二发射支路，以控制所述发送支路断开或者闭合。所述控制器中还可以设置一反相器，此时所述控制信号产生电路可以仅产生一个控制信号，由所述反相器对控制信号产生电路产生的控制信号执行取反操作，并输出至所述第二发射支路，以控制所述发送支路断开或者闭合，同时，该控制信号还输出至相应的第一发射支路以及第三开关。

在本发明的一实施例中，参照图6，所述第二发射支路153可以包括：

第四开关电路241，与所述第一变压器13耦接，适于在所述反相器223的输出信号的控制下，断开或者闭合所在的第二发射支路153；

第二功率放大器242，与所述第一变压器13的第一输出端及第二输出端耦接，适于对所述第一变压器13进行阻抗变换后的差分信号的功率进行放大；

第二变压器243，与所述第二功率放大器242耦接，适于将所述第二功率放大器243的输出信号进行阻抗变换后转换为单端信号并输出至天线3。

在具体实施中，所述第四开关电路241可以包括：第四开关sw4。所述第四开关sw4的一端与第一变压器13的偏置电压输出端耦接，另一端与第二功率放大器242的工作电压输入端耦接。当所述第四开关sw4在所述控制器14输出的控制信号的控制下闭合时，所述第二功率放大器242获得工作电压，进而可以对所述第一变压器13进行阻抗变换后的差分信号的功率进行放大，并输出至第二变压器243。当所述第四开关sw4在所述控制器14输出的控制信号的控制下断开时，所述第二功率放大器242无法获得工作电压，也就无法对所述第一变压器13进行阻抗变换后的差分信号的功率进行放大。

在具体实施中，当所述发射机包括多个控制器14时，其中一个控制器14可以仅控制部分或全部的第二发射支路153，也可以同时控制第一发射支路152及第二发射支路153，还可以仅控制部分或全部的第一发射支路152，具体不作限制。

所述第二变压器243的一个输出端接地，由此可以将第二功率放大器243的输出信号进行阻抗变换后转换为单端信号并输出至天线3。

本发明实施例还提供了一种用户终端，所述用户终端包括上述的发射机。利用所述发射机发射相应的信号。其中，所述用户终端包括但不限于手机、笔记本、平板电脑以及车载电脑等设备在移动中使用的计算机设备。所述用户终端可以利用所述发射机与基站进行通信。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。