专利名称：无线通信收发机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信收发机，特别是用于无线通信收发机的阻抗匹配电路。
背景技术：
无线通信收发机在应用时需考虑与天线间的阻抗匹配。在已有技术的无线通信收发机中，使用的放大器为双端传输方式，对能量的消耗相对增加，也增加成本消耗。例如在发明名称为“阻抗匹配式被动无线射频收发开关”(IMPEDANCEMATCHED PASSIVE RADIO FREQUENCY TRANSMIT/RECEIVE SWITCH)、公开号第 2007/015^04Al 号的美国申请案中，是利用选定巴伦变压器中的线圈比(ratio turns)，搭配连接在天线上的一次侧线圈与连接在二次侧线圈上的双端传输的功率放大器及低噪声放大器，分别达到输出及输入时对于天线的阻抗匹配。又例如在发明名称为“整合式电路的无线前端架构及其应用”(INTEGRATED CIRCUIT RADIO FRONT-END ARCHITECTURE ANDAPPLICATIONS THEREOF)、公开号第 US 2004/0253939A1号的美国申请案中，是利用由一次侧线圈与对称多抽头式二次侧线圈 (symmetrical multi-tapsecondary winding)组成的多抽头巴伦变压器(multi-tap balun)，并且在一次侧线圈与天线之间增加输入阻抗匹配回路(input matching circuit)，其双端传输的功率放大器及低噪声放大器分别各自连接在对称多抽头式二次侧线圈的第一对与第二对，通过切换该多抽头巴伦变压器的模式，来分别达到输出及输入时对天线的阻抗匹配。然而以上两项申请案皆搭配于以双端传输方式的放大器，对于能量的消耗与流失相对增加。因此希望能有一种无线通信收发机，可利用单一变压器搭配单端传输的低噪声放大器，减少能量消耗，也可同时达到阻抗匹配，不需要额外增加元件，进而降低成本。
发明内容
一种无线通信收发机，该收发机包括变压器，该变压器具有一次侧线圈以及中央抽头式二次侧线圈，该一次侧线圈具有第一端点及第二端点，该中央抽头式二次侧线圈具有第一端点、第二端点以及第三端点；开关，具有栅极、漏极以及源极，其中该栅极可接收控制信号，该漏极通过耦合电容连接至该变压器的一次侧线圈的第二端点而该源极则接地； 功率放大器，具有至少一个输出端，连接至该变压器的中央抽头式二次侧线圈的第一端点以及第二端点；以及低噪声放大器，具有输入端连接至该变压器的一次侧线圈的第二端点。 其中该开关响应该控制信号的第一电位而使该收发机通过天线接收信号至该低噪声放大器，且响应于该控制信号的第二电位而使信号通过该功率放大器由该天线发射出去。在以下的实施例中，将针对此无线通信收发机的接收及发射两种状态分别描述如何利用开关的关闭及开启达到阻抗匹配。
参照附图可进一步了解本发明的上述摘要以及上文的详细说明。为达到本发明的说明目的，各附图为现属较佳的具体实施例。但是应该了解本发明并不局限于所绘示的排置方式及设备装置。图1为本发明其中一个实施例的无线通信收发机1的示意图；图2为本发明其中一个实施例的无线通信收发机1在接收状态操作时的示意图；图3为本发明其中一个实施例的无线通信收发机1在发射状态操作时的示意图。主要元件标记说明1无线通信收发机2 主机3 内部电路31升频电路模块32 降频电路模块11 天线12变压器13 一次侧线圈131 一次侧线圈第一端点132 一次侧线圈第二端点14中央抽头式二次侧线圈141中央抽头式二次侧线圈第一端点142中央抽头式二次侧线圈第二端点143中央抽头式二次侧线圈第三端点15耦合电容16 开关17 旁路电容18 旁路电容19 功率放大器(power amplifier ;PA)20 低噪声放大器(low noise amplifier ；LNA)
具体实施例方式以下对较佳实施例的详细描述旨在说明本发明，而非对本发明的实施方式有所限制。图1是本发明无线通信收发机1的实施例。参照图1，本无线通信收发机1包含变压器 12、功率放大器(power amplifier ;PA) 19、低噪声放大器(low noiseamplifier ； LNA) 20以及开关16。变压器12包括一次侧线圈13以及中央抽头式二次侧线圈14。一次侧线圈13具有第一端点131以及第二端点132。中央抽头式二次侧线圈14则具有第一端点141、第二端点142以及第三端点143。开关16可响应来自主机2的控制信号(control signal ；CS)而为开启或关闭状态。在本实施例中，开关16可为晶体管，例如是金氧半场效晶体管
4(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor ；M0S)，其中包含栅极标为”G”)、 漏极(标为” D”)以及源极(标为” S”)。功率放大器19具有输入端及至少一个输出端。输入端连接至收发机1的内部电路3，例如是连接至升频电路模块(up-conversion module) 310输出端则连至变压器12的中央抽头式二次侧线圈14的第一端点141及第二端点142。低噪声放大器20具有输出端及输入端。输出端连接至收发机1的内部电路3，例如是连接至降频电路模块(down-conversion module) 32。输入端则通过耦合电容15连至变压器12的一次侧线圈13的第二端点132。开关16的栅极连接至主机2并通过旁路电容17接地；漏极连接至低噪声放大器 20的输入端并且与该耦合电容15相连；源极则接地。变压器12的一次侧线圈13的第一端点131连接至天线11 ；中央抽头式二次侧线圈14的第三端点143接收来自功率放大器19的偏压电路的偏压信号(PABias)，并且通过旁路电容18接地。图2是根据本发明无线通信收发机1在接收状态操作示意图。参照图2，低噪声放大器20另包括第一晶体管201，第二晶体管202，以及电感20a。其中第一晶体管201的栅极连接至一次侧线圈13的第二端点132 ；源极通过电感20a接地。第二晶体管202与第一晶体管201串接(cascode)，其源极连接至第一晶体管201的漏极；栅极与漏极则连接至电源 VDD。无线通信收发机1可在第一状态，例如接收状态，以及第二状态，例如发射状态操作。当无线通信收发机1想在接收状态操作时，开关16接收来自主机2的控制信号的第一电位而关闭。由天线11所接收的信号通过一次侧线圈13、耦合电容15及低噪声放大器20 至内部电路3。此时该无线通信收发机1的输入阻抗是由一次侧线圈13及低噪声放大器20 所形成的总阻抗。因此，设Zin(r)为该无线通信收发机1在接收状态操作时的输入阻抗，而Z。ut为其输出阻抗，Z1为天线11之电阻值，可推导出以下等式
权利要求
1.一种无线通信收发机，该收发机包括变压器，该变压器具有一次侧线圈以及中央抽头式二次侧线圈，该一次侧线圈具有第一端点及第二端点，该中央抽头式二次侧线圈具有第一端点、第二端点及第三端点；开关，具有栅极、漏极以及源极，其中该栅极可接收控制信号，该漏极通过耦合电容连接至该变压器的一次侧线圈的第二端点而该源极则接地；功率放大器，具有至少一个输出端，连接至该变压器的中央抽头式二次侧线圈的第一端点以及第二端点，并提供偏压信号至中央抽头式二次侧线圈的第三端点；以及低噪声放大器，具有输入端连接至该变压器的一次侧线圈的第二端点； 其中该开关响应该控制信号的第一电位而使该收发机通过天线接收信号至低噪声放大器，且响应该控制信号的第二电位而使信号通过该功率放大器由该天线发射出去。
2.根据权利要求1所述的无线通信收发机，其特征是该开关响应该控制信号的第一电位而关闭。
3.根据权利要求1所述的无线通信收发机，其特征是该开关的栅极通过旁路电容接地。
4.根据权利要求1所述的无线通信收发机，其特征是该低噪声放大器包括电感、第一晶体管及第二晶体管，其中该第一晶体管的栅极通过该耦合电容连接至该一次侧线圈的第二端点，而其源极通过该电感接地，该第二晶体管的源极连接至该第一晶体管的漏极。
5.根据权利要求4所述的无线通信收发机，其特征是该变压器的一次侧线圈的第一端点连接至该天线。
6.根据权利要求5所述的无线通信收发机，其特征是该天线的阻抗依如下等式匹配于该变压器的一次侧线圈的阻抗以及该低噪声放大器的阻抗所形成的总阻抗其中Z。ut为输出阻抗即该天线的阻抗，Zinw是由该一次侧线圈及该低噪声放大器所形成的总阻抗，*表示共轭复数，Cgs为该低噪声放大器中该第一晶体管的栅极至源极的寄生电容，Ls为低噪声放大器中该电感的电感值，S = jw,w = 2Jif,f为频率，gm为该低噪声放大器中该第一晶体管的转移电导。
7.根据权利要求1所述的无线通信收发机，其特征是该功率放大器的输入端与升频电路模块相连，该低噪声放大器的输出端与降频电路模块相连。
8.根据权利要求1所述的无线通信收发机，其特征是该开关响应该控制信号的第二电位而开启，使得该变压器的一次侧线圈的第二端点通过该耦合电容接地。
9.根据权利要求8所述的无线通信收发机，其特征是该变压器的中央抽头式二次侧线圈接收来自于该功率放大器的信号，该信号通过该变压器的一次侧线圈传送至该天线而发射出去。
10.根据权利要求8所述的无线通信收发机，其特征是该变压器的中央抽头式二次侧线圈的第三端点通过旁路电容接地。
全文摘要
一种无线通信收发机，该收发机包括变压器，该变压器具有一次侧线圈以及中央抽头式二次侧线圈，该一次侧线圈具有第一端点及第二端点，该中央抽头式二次侧线圈具有第一端点、第二端点以及第三端点；开关，具有栅极、漏极以及源极，其中该栅极可接收控制信号，该漏极通过耦合电容连接至该变压器的一次侧线圈的第二端点而该源极则接地；功率放大器，具有至少一个输出端，连接至该变压器的中央抽头式二次侧线圈的第一端点以及第二端点；以及低噪声放大器，具有输入端连接至该变压器的一次侧线圈的第二端点。
文档编号H04B1/40GK102263572SQ20101018852
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者江铭洲, 黄信杰 申请人:创杰科技股份有限公司