双频带收发器 |
|||||||
申请号 | CN200910157439.4 | 申请日 | 2009-07-29 | 公开(公告)号 | CN101848003B | 公开(公告)日 | 2013-09-04 |
申请人 | 联发科技股份有限公司; | 发明人 | 郑嘉文; | ||||
摘要 | 本 发明 揭示了一种 电路 和系统,进而提供一种双频带收发器。在一 实施例 中,该系统包含一第一混波器电路,其产生一具有在一第一预先定义 频率 范围内的第一频率的第一 信号 。该系统也包含一第二混波器电路,其产生一具有在一第二预先定义 频率范围 内的第二频率的第二信号和在一第三预先定义频率范围内的第三频率的第三信号,其中每一该第一混波器电路和该第二混波器电路使用于至少二频率频带。 | ||||||
权利要求 | 1.一种电路,包含: |
||||||
说明书全文 | 双频带收发器技术领域背景技术[0002] 传统的双频发射器使用两个分离的射频链路,每一频带使用一射频链路。举例而言,IEEE 802.11系统具有两频带以服务于一用于2.4GHz通信的b/g-频带和一用于5至6GHz通信的a-频带。为了支持上述频带,需要两个不同频率的分离的路径(电路),一个用于较低的频带,而另一个用于较高的频带。由于传统的双频发射器需要两个分离的射频链路,也需要一区域的振荡器(LO)输入和相关的LO缓冲电路以提供给每一射频链路,因此,需要足够的硅芯片面积以供应这些射频链路。 [0003] 据此,有必要提供一种改进的双频收发器。该双频收发器应当简单且低成本。本发明于此强调此需求。 发明内容[0004] 本发明公开一电路以及系统,进而提供一种双频带收发器。在一实施例中,所述系统包含一第一混波器电路,其产生一具有在一第一预先定义频率范围内的第一频率的第一信号。所述系统还包含一第二混波器电路,其产生一具有在一第二预先定义频率范围内的第二频率的第二信号和在一第三预先定义频率范围内的第三频率的第三信号,其中每一该第一混波器电路和该第二混波器电路使用于至少二频率频带。附图说明 [0005] 图1为基于本发明一实施例绘示的一双频发射器的示意图; [0006] 图2为基于本发明一实施例绘示的一用以提供双频信号的方法的流程图; [0007] 图3为基于本发明一实施例绘示的一切换电路的示意图; [0008] 图4为基于本发明一实施例绘示的一可选择的除法器电路的示意图; [0009] 图5为基于本发明一实施例绘示的一电感电路的示意图; [0010] 图6为基于本发明一实施例绘示的一电容电路的示意图; [0011] 图7基于本发明一实施例绘示的一双频发射器的示意图;以及 [0012] 图8为基于本发明一实施例绘示的一双频接收器的示意图。 [0013] 【主要组件符号说明】 [0014] 100 双频收发器 [0015] 102 第一混波器级 [0016] 104 多相滤波器 [0017] 106 第二混波器级 [0018] 108 输出级 [0019] 112 同相混波器 [0020] 114 交混波器 [0021] 122 同相混波器 [0022] 123 交产生器 [0023] 124 交混波器 [0024] 126 信号结合器 [0027] 136 射频可变增益放大器 [0028] 138 射频驱动器 [0029] 202~206 步骤 [0030] 300 切换电路 [0032] 304 LO缓冲器 [0033] 306 混波器 [0034] 400 可选择的除法器电路 [0035] 500 电感电路 [0036] 502 混波器 [0037] 504~506 电感 [0038] 508 开关 [0039] 600 电容电路 [0040] 602 混波器 [0041] 604 电感 [0042] 606~608 电容 [0043] 610 开关 [0044] 700 双频收发器 [0045] 701 压控振荡器 [0046] 702 反向器 [0047] 704 可选择的除频电路 [0048] 706 电感电路 [0049] 800 双频接收器 [0050] 802 天线 [0051] 804 低噪声放大器 [0052] 806 混波器 [0053] 812 天线 [0054] 814 低噪声放大器 [0055] 816 混波器 [0056] 820 多相滤波器 [0057] 830 共享混波器 [0058] 840 放大器 具体实施方式[0059] 本发明涉及一种集成电路,特别涉及一种使用该集成电路的双频收发器。以下叙述的表示是为使本领域技术人员能了解其内容并可据以实施。较佳实施例的不同修改和在此描述的一般性原则和特点对于本领域技术人员而言是明显的。因此,本发明不应受限于所示的实施例,而应基于上述原则和特点给予一致性的最宽广的范围。 [0060] 本发明公开了一系统及方法,藉以提供一双频收发器。该系统包含一收发器,其分享两无线电间的电路,使得系统更有效率。在一特定实施例中,相同的中频(IF)和区域的振荡器(LO)频率方案能使得该双频收发器分享在一b/g-频带(2.4GHz)和一a-频带(5至6GHz)的相同中频路径。据此,可使用比较少的硅芯片面积。为了详细描述本发明的特定的技术特征,请参照下列图示及相关附图。 [0061] 图1为基于本发明一实施例绘示的一双频发射器100的示意图。如图1所示,该发射器100包含一第一混波器级102、一多相滤波器104、一第二混波器级106以及一输出级108。在一实施例中,该第一混波器级102包含一同相混波器112以接收一同相信号I,并包含一正交混波器114以接收一正交信号Q,且该同相混波器112和该正交混波器114接收一第一区域振荡器信号LO1。在一实施例中,该第二混波器级106包含一同相混波器122以接收一同相信号I,一正交产生器123和一正交混波器124以接收一正交信号Q,且包含一信号结合器126。在一实施例中,这些混波器122和124接收一第二区域振荡器信号LO2。在一实施例中,该LO2信号进入该正交产生器123,其输出一0度相位的LO2信号和一90度相位的LO2信号。该二个正交的LO2信号接着分别施加于该同相混波器122和该正交混波器124。在一实施例中,该输出级108包含一射频可变增益放大器132和一射频驱动器134。 在一实施例中,该射频驱动器134可用以输出一b/g-频带信号。该输出级108也包含一射频可变增益放大器136和一射频驱动器138。在一实施例中,该射频驱动器138可能用以输出一a-频带信号。 [0062] 图2为基于本发明一实施例绘示的一用以提供双频信号的方法的流程图。同时参照图1及图2,流程开始于步骤202。在接收信号I和Q后,该第一混波器级102产生一具有一频率的信号,该频率位于一预先定义频率范围内。在一实施例中,该第一混波器级102执行一频率向上转换以产生一具有预先定义频率范围3.2至4GHz内的信号。该频率向上转换是通过混波该已接收的信号和一LO1信号以实现。在以下进一步细节的描述中,此信号可能用于a-频带和b/g-频带两者。接着,在步骤204中,该多相滤波器104产生一来自于该第一混波器级102的信号的正交相位。 [0063] 接着,在步骤206中,在接收来自于该多相滤波器104的正交相位后,该第二混波器级106产生一用于第一预先定义频率频带(例如b/g-频带)的信号或产生一用于第二预先定义频率频带(例如a-频带)的信号。在一实施例中,为了产生两者中的任一信号,该第二混波器级106对个别的预先定义频率频带的其中一个执行一频率向上转换。该频率向上转换是通过混波该已接收的信号和一LO2信号的正交相位以实现。通过施加90度和负90度相位差的正交信号,该频率向上转换可为该IF和该LO2频率的加总者,或为该中频和该LO2频率的相减者。 [0064] 在一实施例中,对于一b/g-频带,该第二混波器级106执行一频率向上转换以产生一具有预先定义频率范围800MHz的信号。在一实施例中,最终的b/g-频带频率可以通过从该第一混波器级102产生的频率中减去由该第二混波器级106所产生的频率而达成(例如,3.2GHz-800MHz=2.4GHz)。 [0065] 在一实施例中,为了达成b/g-频带射频频率,该第二混波器级106执行一频率向上转换以产生一具有预先定义频率范围2.4GHz的信号。在一特定实施例中,最终的b/g-频带射频频率(例如,2.4GHz)可以通过来自该第一混波器级102的中频频率(例如,3.2GHz)中减去由该第二混波器级106所产生的LO2频率(例如,0.8GHz)而达成(例如, 3.2GHz-800MHz=2.4GHz)。 [0066] 在一实施例中,为了达成一a-频带射频频率,该第二混波器级106执行一频率向上转换以产生一具有预先定义频率范围4.8至6GHz的信号。在一特定实施例中,最终的a-频带射频频率(例如,4.8至6GHz)可以通过加总由该第二混波器级106所产生的LO2频率(例如,1.6至2GHz)至该来自该第一混波器级102的中频频率(例如,3.2至4GHz)而达成(例如,3.2至4GHz+1.6至2MHz=4.8至6GHz)。 [0067] 据此,此频率方案可以达成用于两频带(例如,a-频带和b/g-频带)的该第一混波器级102、该多相滤波器104以及第二混波器级106的共享。在一实施例中,产生的信号通过该适当的放大器链路以增加该信号至一特定层次以传送至天线。 [0068] 如同以下细节的描述,该第二混波器级106的频率可能是可选择的(例如,0.8GHz或1.6至2GHz)以产生一对于a-频带在其输出下的加总频率和一对于b/g-频带在其输出下的频率差值。 [0069] 在一实施例中,该第二混波器级106的频率为可选择的以产生一对于a-频带在其输出下的加总频率和一对于b/g-频带在其输出下的频率差值。在一实施例中,该选择性可通过改变在b/g-频带对a-频带的正交LO2信号的相位差而达成。在一特定实施例中,正交LO2信号使用于该第二混波器级106内的混波器122和124对中,其中该正交信号意指使用一0度相位的LO2信号和一90度相位的LO2信号。通过使用该0度相位的LO2信号和该负90度相位的LO2信号,该第二混波器可能会由产生IF和LO2频率的加总值改变为产生IF和LO2频率的差值。为了达成上述目的,该90度LO2信号的相位可能会以180度翻盖。此产生一负90度LO2信号。实际上,翻盖一信号的相位180度等同于反向一差动信号的极性。 [0070] 图3为基于本发明一实施例绘示的一切换电路300的示意图,该切换电路300与该第二混波器级106配合使用以选择于两相异的LO2频率之间。如图3所示,该切换电路300包含一开关302、一LO缓冲器以及一混波器306。在一实施例中,该混波器306对应于图1所示的混波器122或混波器124。在一实施例中,该LO2频率可能通过多任务于两不同频率的两信号之间(例如,800MHz和1.6至2GHz)而切换于一b/g-频带模式(800MHz)和一a-频带模式(1.6至2GHz)之间。 [0071] 图4为基于本发明一实施例绘示的一可选择的除法器电路400的示意图,该除法器电路400与该第二混波器级106配合使用以选择于两相异的LO2频率之间(例如,/2或/4)。在一实施例中,该方法也提供0度/90度的信号以于第二混波器中混合该较高边带(USB)和该较低边带(LSB)。在一实施例中,该可选择的除法器电路400可能具有一预先定义的可选择值(例如,2、4或其它)。举例而言,如果LO2具有一启始的3.2至4GHz的频率范围且以2除频,则可得到一最终的1.6至2GHz的LO2频率范围。如果具有一启始频率范围为3.2至4GHz的相同LO2以4除频,则可得到一最终的0.8至1GHz的LO2频率范围。 [0072] 图5为基于本发明一实施例绘示的一电感电路500的示意图,该电感电路500与该第二混波器级106配合使用以提供一负载所需的增益。如图5所示,该电感电路500包含一混波器502、电感504和506以及一开关508。在一特定实施例中,假如该第二混波器级106的输出频率以宽广的不同频率(2.4GHz或4.8GHz)输出,该电感电路500可能提供一负载以供应在两个频率的适当增益。举例而言,当该开关508打开,由电感504和506所提供的有效电感值用以制造一位于2.4GHz的调谐共振。当该开关508关闭,电感504短路而由电感506所提供的负载电感值用以操作在较高的频带。 [0073] 图6为基于本发明一实施例绘示的一电容电路600的示意图,该电容电路600与该第二混波器级106配合使用以调谐该第二混波器级106的输出。如图6所示,该电容电路600包含一混波器602、一电感604、电容606和608以及一开关610。在一实施例中,图1的该第二混波器级106的输出的两个模式为用于b/g-频带的2.4GHz或用于a-频带的 4.8至6GHz。该输出处理这些宽广的不同频率。在一特定实施例中,该电容电路600可能提供一调谐负载以供应在一特定频率下的增益。举例而言,当该开关610打开,电容606提供该有效电容值。当该开关610关闭,电容606和608两者提供有效的电容值。 [0074] 图7为基于本发明一实施例绘示的一双频发射器700的示意图。该双频发射器700包含图1所示的相似组件,而类似组件即标示相同的参考编号。该双频收发器700与图1的不同处在于该双频发射器700包含一压控振荡器701、一反向器702、一可选择的除法电路704以及一电感电路706。 [0075] 在一实施例中,该压控振荡器701和该反向器702提供一具有足够信号强度的LO信号以驱动该些混波器112和114和除法电路704。在一实施例中,该可选择的除频电路704类似于图4的除频电路,而该电感电路类似于图5的电路。 [0076] 虽然本发明所揭示内容的主体为一发射器,本发明亦可使用于一接收器,其并不背离本发明的精神及范畴。举例而言,图8为基于本发明一实施例绘示的一双频接收器800的示意图。如图8所示,该双频接收器800包含一天线812、一低噪声放大器804、一用于b/g-频带模式的混波器806、一天线812、一低噪声放大器814和一用于a-频带模式的混波器816。该双频接收器800也包含一多相滤波器820、一用于a-频带模式和b/g-频带模式的共享混波器830以及一基频滤波器和可变增益放大器840。 [0077] 在一实施例中,该频率方案如下所示: [0078] b/g-频带模式:IF=4/3RF(2.4GHz)=3.2GHz [0079] a-频带模式:IF=2/3RF(4.8至6GHz)=3.2至4GHz [0080] 一般而言,该双频接收器800为该双频发射器100的反向操作。举例而言,关于该双频发射器100的上述范例中,该第一混波器级102产生一具有频率范围3.2至4GHz的信号,而该第二混波器级106产生一具有频率范围0.8GHz或1.6至2GHz的信号。关于该双频接收器800,该用于b/g-频带模式的第一混波器806使用一具有频率范围0.8GHz的LO信号,而该用于a-频带模式的第一混波器816使用一具有频率范围1.6至1.2GHz的LO信号。此处在一实施例中,每一b/g-频带和a-频带模式使用独立的混波器806和816,因其使用独立的放大器804和814。该第二混波器830转换两频带至相同的频率。因此,在一实施例中,该第二混波器830使用于b/g-频带和a-频带模式并产生一具有频率范围3.2至4GHz的信号。 [0081] 根据此处揭示的系统及方法,本发明提供许多优点。例如,本发明的实施例可最小化芯片面积和LO绕线,对双频的应用能产生更有经济效应的设计。 [0082] 由于该共享的IF路径经由电路再使用取代了芯片面积,本发明的实施例亦可简化LO绕线。对需要在单一芯片中使用多根天线的多进多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统而言,节省的芯片面积是倍数的且LO绕线将更为缩短。因为许多RF区块需要电感,电感的数目可大幅地减少。 [0083] 根据本发明提供双频收发器的系统和方法已被揭示。该系统包含一收发器以于两无线电间共享电路,其使得该系统更有效率。在一特定实施例中,相同的IF和LO频率方案致能该双频收发器以共享b/g-频带(2.4GHz)和a-频带(4.9至5.9GHz)的相同IF路径。据此,可使用较少的硅芯片面积。 |