CN110661543B - 手机装置、射频收发器电路及阻抗调整装置 - Google Patents

Abstract

手机装置、射频收发器电路及阻抗调整装置。本发明公开一种手机装置。手机装置包括基带处理器、天线、双工器以及射频收发器电路。天线用以收发射频信号。双工器电性连接至天线。射频收发器电路分别连接至基带处理器和双工器。射频收发器电路包括第一功率放大器以及阻抗调整装置。第一功率放大器具有第一输出阻抗。阻抗调整装置电性连接在第一功率放大器和双工器之间，并包括至少一开关，其中基带处理器连接并控制阻抗调整装置的至少一开关以调整阻抗调整装置的阻抗值，使第一功率放大器的第一负载阻抗与第一输出阻抗互相匹配。

Description

手机装置、射频收发器电路及阻抗调整装置

本申请是申请号为201510424768.6，题为“手机装置、射频收发器电路及阻抗调整装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及阻抗调整装置，特别涉及应用在匹配不同功率放大器的阻抗调整装置。

背景技术

在一般移动通信装置之中，射频电路中功率放大器，例如，宽频脉冲振幅调制功率放大器，的匹配阻抗网络皆采用定制的方式来进行搭配。一旦需要更换不同的功率放大器，定制的匹配阻抗网络亦须随之更换。这提高了生产成本。有鉴于此，本发明提出一种阻抗调整装置及应用该阻抗调整装置的手机装置。

发明内容

本发明的一实施例提供一种手机装置。该手机装置包括一基带处理器、一天线、一双工器以及一射频收发器电路。该天线用以收发多个射频信号。该双工器电性连接至该天线。该射频收发器电路分别连接至该基带处理器和该双工器。该射频收发器电路包括一第一功率放大器以及一阻抗调整装置。该第一功率放大器具有一第一输出阻抗。该阻抗调整装置电性连接在该第一功率放大器和该双工器之间，并包括至少一开关，其中该基带处理器连接并控制该阻抗调整装置的该至少一开关以调整该阻抗调整装置的一阻抗值，使该第一功率放大器的一第一负载阻抗与该第一输出阻抗互相匹配。

本发明的一实施例提供一种射频收发器电路。该射频收发器电路包括一第一功率放大器以及一阻抗调整装置。该第一功率放大器具有一第一输出阻抗。该阻抗调整装置电性连接至该第一功率放大器，并包括至少一开关，其中该阻抗调整装置依据接收自一基带处理器的一第一控制信号控制该至少一开关以调整该阻抗调整装置之一阻抗值，使该第一功率放大器的一第一负载阻抗与该第一输出阻抗互相匹配。

本发明的一实施例提供一种阻抗调整装置，适用于匹配一第一功率放大器或一第二功率放大器。该阻抗调整装置包括一第一开关和一第二开关。该第一和第二开关用以切换该阻抗调整装置的一阻抗值为一第一阻抗值或一第二阻抗值，其中该阻抗调整装置依据接收自一基带处理器的一第一控制信号将该阻抗值切换至该第一阻抗值以调整该第一功率放大器的一第一负载阻抗，使该第一负载阻抗与该第一功率放大器的一第一输出阻抗互相匹配。

附图说明

图1A和图1B是依据本发明的第一实施例举例说明本发明的手机装置10的区块图。

图2A和图2B是依据本发明的第二实施例举例说明本发明的射频收发器电路20的区块图。

图3A和图3B是依据本发明的第三实施例举例说明本发明的阻抗调整装置30的区块图。

具体实施方式

本公开所附图示的实施例或例子将如以下说明。本公开的范围并非以此为限。本领域技术人员应能知悉在不脱离本公开的精神和架构的前提下，当可作些许更动、替换和置换。在本公开的实施例中，元件符号可能被重复地使用，本公开的数种实施例可能共用相同的元件符号，但为一实施例所使用的特征元件不必然为另一实施例所使用。

图1A和图1B是依据本发明的一第一实施例举例说明本发明之一手机装置10的区块图。在本发明第一实施例中，如图1A所示，手机装置10包括一天线110、一双工器120、一射频收发器电路130、以及一基带处理器140。天线110用以收发多个射频信号。双工器120分别电性连接天线110和射频收发器电路130。射频收发器电路130电性连接至基带处理器140。在本发明第一实施例中，射频收发器电路130包括一射频处理电路131、一低噪声放大器132、一第一功率放大器133、以及一阻抗调整装置134。低噪声放大器132用以滤除天线110所接收的射频信号中的噪声。第一功率放大器133则用以将射频信号的功率放大后输出给天线，并具有一第一输出阻抗。阻抗调整装置134电性连接在第一功率放大器133和双工器120之间。阻抗调整装置134由可变电容器、电感器、以及至少一开关所组成的阵列，并具有可调整的阻抗值。在本发明第一实施例中，射频处理电路131包括混频器电路、振荡器电路、IQ调制器电路、锁相回路、降频器电路、IQ解调器电路等相关射频模拟电路。

在本发明第一实施例中，基带处理器140连接阻抗调整装置134，并控制阻抗调整装置134的该至少一开关以调整阻抗调整装置134的一阻抗值。在本发明第一实施例中，第一功率放大器133的一第一负载阻抗为阻抗调整装置134的一等效阻抗加上下一级双工器120的一等效阻抗。因此，基带处理器140通过其移动产业处理器接口(Mobile IndustryProcessor Interface；MIPI)控制阻抗调整装置134的该至少一开关以调整阻抗调整装置134的该阻抗值，例如，对阻抗调整装置134发出一第一控制信号，进而使第一功率放大器133的一第一负载阻抗与该第一输出阻抗互相匹配。此时，该第一输出阻抗会等于该第一负载阻抗的共轭阻抗，使得第一功率放大器133传输到该第一负载阻抗的能量最大。此外，在本发明第一实施例中，设计者可事先依据史密斯原图计算与该第一输出阻抗匹配所需的阻抗调整装置134的该阻抗值。

在本发明第一实施例中，如图1B所示，当手机装置10的设计者基于设计考虑将手机装置10中的第一功率放大器133置换为一第二功率放大器135例如，基于频带考虑置换另一频带的功率放大器，时，手机装置10的设计者对基带处理器140进行设定，使基带处理器140对阻抗调整装置134发出一第二控制信号。此时，阻抗调整装置134依据该第二控制信号调整阻抗调整装置134的该阻抗值，使第二功率放大器135的一第二负载阻抗与第二功率放大器135的一第二输出阻抗互相匹配。在本发明第一实施例中，第二功率放大器135的一第二负载阻抗为阻抗调整装置134之一等效阻抗加上下一级双工器120的一等效阻抗。此时，该第二输出阻抗会等于该第二负载阻抗的共轭阻抗，使得第二功率放大器135传输到该第二负载阻抗的能量最大。此外，在本发明第一实施例中，设计者可事先依据史密斯原图计算与该第二输出阻抗匹配所需的阻抗调整装置134的该阻抗值。

图2A和图2B是依据本发明的一第二实施例举例说明本发明之一射频收发器电路20的区块图。在本发明第二实施例中，如图2A所示，射频收发器电路20包括一第一功率放大器21和一阻抗调整装置22。第一功率放大器21具有一第一输出阻抗，并电性连接至阻抗调整装置22。阻抗调整装置22由可变电容器、电感器、以及至少一开关所组成的阵列，并具有可调整的阻抗值。在本发明第二实施例中，阻抗调整装置22依据接收自一基带处理器23的一第一控制信号控制阻抗调整装置22的至少一开关以调整其自身的阻抗值，使第一功率放大器21的一第一负载阻抗与该第一输出阻抗互相匹配。此时，该第一输出阻抗会等于该第一负载阻抗的共轭阻抗，使得第一功率放大器21传输到该第一负载阻抗的能量最大。

在本发明第二实施例中，如图2B所示，当射频收发器电路20中的第一功率放大器21被置换为一第二功率放大器24时，阻抗调整装置22依据接收自基带处理器23的一第二控制信号控制该至少一开关以调整其自身的阻抗值，该第二功率放大器24的一第二负载阻抗与第二功率放大器24的一第二输出阻抗互相匹配。此时，该第二输出阻抗会等于该第二负载阻抗的共轭阻抗，使得第二功率放大器24传输到该第二负载阻抗的能量最大。

图3A和图3B是依据本发明的一第三实施例举例说明本发明的一阻抗调整装置30的区块图。在本发明第三实施例中，如图3A所示，阻抗调整装置30包括一第一开关301、一第二开关302、一第一阻抗303、以及一第二阻抗304。如图3A所示，第一开关301和第二开关302各自电性连接至第一阻抗303和第二阻抗304。阻抗调整装置30通过切换第一开关301和第二开关302以提供第一阻抗303或第二阻抗304，并以其作为一第一功率放大器31的负载阻抗。在本发明第三实施例中，阻抗调整装置30依据接收自一基带处理器32的一第一控制信号导通第一开关301并关闭第二开关302以提供第一阻抗303，使第一阻抗303与第一功率放大器31的一第一输出阻抗互相匹配。此外，在本发明第三实施例中，设计者可事先依据史密斯原图计算与该第一输出阻抗匹配所需的第一阻抗303的该阻抗值。

在本发明第三实施例中，如图3B所示，当阻抗调整装置30改用于匹配一第二功率放大器33的一第二输出阻抗时，阻抗调整装置30依据接收自基带处理器32的一第二控制信号导通第二开关302并关闭第一开关301以提供第二阻抗304，使第二阻抗304与第二功率放大器33的一第二输出阻抗互相匹配。此外，在本发明第三实施例中，设计者可事先依据史密斯原图计算与该第二输出阻抗匹配所需的第二阻抗304的该阻抗值。

本发明的第一至第三实施例所述的阻抗调整装置可应用至一般射频传送器电路之中，且可做为与射频传送器电路中各个功率放大器匹配的负载阻抗。例如，一般LTE或CDMA的无线移动装置中皆使用了多个应用在不同带宽的功率放大器，当设计者欲更换之中某几个功率放大器时，与功率放大器搭配的匹配阻抗网络亦需随之更换。此时，若将本发明的阻抗调整装置分别搭载于各个功率放大器的负载端，则设计者仅需藉由基带处理器发送控制信号至阻抗调整装置以调整其阻抗值，而不需更换功率放大器所搭配的匹配阻抗网络。因此，应用本发明的阻抗调整装置可让射频装置的设计者在打算更换不同功率放大器时，不需一并更换功率放大器所对应的阻抗匹配网络而能有效节省开发成本。此外，本发明的第一至第三实施例所述的阻抗调整装置可视使用者需求设计多组不同的匹配阻抗，其数目可视设计者需求改变。

本发明虽以优选实施例公开如上，使得本领域技术人员能够更清楚地理解本发明的内容。然而，本领域技术人员应理解到他们可轻易地以本发明做为基础，设计或修改流程以及使用手机装置、射频收发器电路及阻抗调整装置进行相同的目的和/或达到这里介绍的实施例的相同优点。因此本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims (10)

1.一种手机装置，包括：

基带处理器；

天线，用于接收和发送射频信号；以及

射频收发器电路，连接至所述基带处理器和所述天线，所述射频收发器电路包括：

功率放大器输出端，被配置成连接至第一功率放大器或代替所述第一功率放大器的第二功率放大器，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器分别具有第一负载阻抗和第二负载阻抗，所述第一负载阻抗和所述第二负载阻抗彼此不同；以及

阻抗调整装置，电连接在所述功率放大器输出端和所述天线之间，

其中所述阻抗调整装置包括直接连接到所述功率放大器输出端的第一开关和第二开关，

其中，所述基带处理器被连接到所述阻抗调整装置，并且被配置成通过以下方式来调整所述阻抗调整装置的阻抗值：控制所述第一开关和所述第二开关的状态以将所述功率放大器输出端选择性地耦接至以下各项中的一项：(i)第一阻抗，所述第一阻抗在所述第一功率放大器存在时具有第一阻抗值，使得所述第一功率放大器的所述第一负载阻抗匹配与所述射频收发器电路相关联的输出阻抗，以及(ii)第二阻抗，所述第二阻抗在所述第二功率放大器存在时具有第二阻抗值，使得所述第二功率放大器的所述第二负载阻抗匹配与所述射频收发器电路相关联的所述输出阻抗。

2.如权利要求1所述的手机装置，其中所述基带处理器被配置成经由移动产业处理器接口控制所述第一开关和所述第二开关的状态。

3.如权利要求1所述的手机装置，其中所述第一阻抗和所述第二阻抗各自具有预定的阻抗值，所述预定的阻抗值分别基于所述第一功率放大器的所述第一负载阻抗和所述第二功率放大器的所述第二负载阻抗。

4.如权利要求1所述的手机装置，进一步包括：

双工器，耦接在所述天线和所述阻抗调整装置之间。

5.如权利要求4所述的手机装置，其中与所述射频收发器电路相关联的所述输出阻抗包括所述双工器的阻抗。

6.一种阻抗调整装置，被配置成将具有第一负载阻抗的第一功率放大器或具有第二负载阻抗的第二功率放大器阻抗匹配到输出阻抗，所述第一负载阻抗和所述第二负载阻抗彼此不同，所述阻抗调整装置包括：

第一开关，直接连接至功率放大器输出端；以及

第二开关，直接连接至所述功率放大器输出端，

其中，所述功率放大器输出端被连接到所述第一功率放大器或代替所述第一功率放大器的所述第二功率放大器，并且

其中，所述第一开关和所述第二开关被配置成根据从基带处理器接收到的控制信号通过将所述功率放大器输出端选择性地耦接到以下各项中的一项来转换所述阻抗调整装置的阻抗值：(i)第一阻抗，所述第一阻抗在所述第一功率放大器存在时具有第一阻抗值，使得所述第一负载阻抗匹配所述输出阻抗，以及(ii)第二阻抗，所述第二阻抗在所述第二功率放大器存在时具有第二阻抗值，使得所述第二负载阻抗匹配所述输出阻抗。

7.如权利要求6所述的阻抗调整装置，其中从所述基带处理器接收的所述控制信号依照移动产业基带处理器接口。

8.如权利要求6所述的阻抗调整装置，其中所述第一阻抗和所述第二阻抗各自具有预定的阻抗值，所述预定的阻抗值分别基于所述第一功率放大器的所述第一负载阻抗和所述第二功率放大器的所述第二负载阻抗。

9.如权利要求6所述的阻抗调整装置，

其中，所述阻抗调整装置经由双工器连接至天线，所述双工器耦接在所述天线和所述阻抗调整装置之间。

10.如权利要求9所述的阻抗调整装置，其中所述输出阻抗包括所述双工器的阻抗。

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