CN1961508A - 包括其上有向/从功率放大器***耦合功率的部分重叠导线的电路衬底的无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
一种无线通信装置可包括功率放大器,功率放大器配置成在第一时间间隔期间向无线通信网络发送信息,并配置成在第二时间间隔期间避免发送信息。电路衬底耦合到功率放大器,且电源配置成向功率放大器提供功率。第一和第二导线耦合到功率放大器和电源,并在电路衬底上具有相应的重叠和不重叠部分。
Description
技术领域
本发明一般涉及通信领域,更具体地说,涉及蜂窝无线电话通信。
背景技术
已知助听器可以操作在声耦合模式或电传线圈(telecoil)耦合模式。操作在声耦合模式的助听器可以接收和放大用户周围的声音,包括所需的声音,例如电话的音频信号,以及不需要的环境噪声。操作在电传线圈耦合模式的助听器通过关掉助听器麦克风且仅接收由电传线圈兼容的电话所产生的磁场,可避免不需要的环境噪声。
虽然模拟蜂窝无线电话一般不会引起对助听器用户的干扰问题,但数字蜂窝电话却会由于一些无线电话组件发出的电磁能量,而干扰助听器和蜗形植入物。这种干扰可能很严重,足以妨碍带助听器或蜗形植入物的人使用数字蜂窝电话。此外,一些蜂窝无线电话可能没提供与含有电传线圈的助听器感应耦合的能力。
具体地说,一些数字蜂窝无线电话***使用时分多址(TDMA)技术进行通信,由此通过将不同的发送和接收时隙分配给不同的呼叫,单个射频信道就在几个呼叫之间共享。此外,这些TDMA***中的发送和接收时隙被交错开,以使电话可以不必同时发送和接收,这样发送器就在每帧期间都有一段时间是无效的。
发送时间的丢失(即发送器的无效时间)可以通过缓冲数字化的语音信号,并随后以比它在其所分配时隙期间被缓冲的更高速率发送缓冲的信号,来进行补偿。发送器的功率可增加到支持更高的速率。当这种发送器在声音再现设备例如助听器附近操作时,发送器的开关操作就会影响助听器的操作。例如,发送器会在由助听器产生的音频中引起可听见的嗡嗡声。
发明内容
根据本发明的实施例可提供一种包括电路衬底的无线通信装置,电路衬底上具有向/从功率放大器***耦合功率的部分重叠导线。按照这些实施例,无线通信装置可包括功率放大器,其配置成在第一时间间隔期间向无线通信网络发送信息,并配置成在第二时间间隔期间避免发送信息。电路衬底耦合到功率放大器,且电源配置成向功率放大器提供功率。第一和第二导线耦合到功率放大器和电源,并在电路衬底上具有相应的重叠和不重叠部分。
在根据本发明的一些实施例中,第一和第二导线是将电源耦合到功率放大器的第一和第二蚀刻路线(run)。在本发明的一些实施例中,电路衬底是印刷电路板或柔性电路板。
在本发明的一些实施例中,第一导线配置成在第一方向将第一电流传导到功率放大器,且第二导线配置成在与第一方向相反的第二方向接受来自功率放大器的第二电流。在本发明的一些实施例中,第一和第二电流包括第一和第二直流(DC),它们响应于功率放大器的操作以大约50Hz和大约217Hz之间范围内的频率接通/断开。
在本发明的一些实施例中,第一导线的相应重叠部分在电路衬底上层上的第二导线相应重叠部分下面的电路衬底下层上延伸。在本发明的一些实施例中,相应的重叠部分定义彼此大约为正交角。在本发明的一些实施例中,第一导线的重叠和不重叠部分在下层上连续延伸,且第二导线的重叠和不重叠部分在上层上连续延伸。
在本发明的一些实施例中,连续延伸的第一和第二导线定义相对于彼此的第一和第二部分重叠的之字形图案。在本发明的一些实施例中,第一和第二导线的重叠和不重叠部分在上层和下层之间交替延伸。在本发明的一些实施例中,交替延伸的第一和第二导线定义相对于彼此的第一和第二部分重叠的之字形图案。
附图说明
图1示出在TDMA型通信***中接收和发送时隙的示意图。
图2示出按照本发明一些实施例的无线通信装置的方框图。
图3-6示出按照本发明一些实施例的第一和第二部分重叠导线的示意图。
具体实施方式
以下参阅附图对本发明作更详细的说明,附图中示出了本发明的实施例。但本发明可以许多不同的形式实施,不应被认为限于本文提出的实施例,相反,这些实施例的提供是为了使本公开内容完整和全面,并能向所属领域的技术人员充分传达本发明的范围。
附图中,为清晰起见,线、层和区的厚度可能有所放大。应理解,当提到一个元件,例如一层、区域或衬底,称为在另一元件之“上”,它可以是直接在这另一元件之上,或者也可以存在有介入元件。相反,当提到一个元件是“直接”在另一元件之“上”时,则没有介入元件存在。还应理解,当提到一个元件“连接到”或“耦合到”另一元件时,它可直接连接到这另一元件之上,或者可能存在有介入元件。相反,当提到一个元件“直接连接到”或“直接耦合到”另一元件时,则没有介入元件存在。在所有附图中,相同的编号指相同的元件。
此外,空间相对术语,例如“下”、“下面”、“低”、“上”“上面”等,在本文中是用来便于说明图中所示的一个元件或特征对另一元件或特征的关系。应理解,空间相对术语应包含所使用或操作的装置除图中所示的定向外的不同定向。例如,如果将图中的装置翻转,描述为在其它元件或特征“下”或“下方”的元件则被定向为在其它元件或特征之“上”。因此,示范性术语“下”可包含上和下这两种定向。装置还可有其它定向(旋转90度或在其它定向),对本文中所用的空间相对描述语则作相应的解释。为简短和/或清晰起见,对众所周知的功能或构造未作详细说明。在本文中所用的表述“和/或”包括一个或多个相关联所列项目的任何和所有组合。
本文中所用的术语“无线通信装置”(或终端)可包括但不限于:有或没有多线显示器的蜂窝无线终端;个人通信***(PCS)终端,它可组合具有数据处理、传真和数据通信能力的蜂窝无线终端;PDA,它可包括无线终端、传呼机、因特网/内部网接入、网络浏览器、组织器、日历和/或全球定位***(GPS)接收器;以及包括无线终端收发器的常规膝上型和/或掌上型接收器或其它设备。无线终端也可称为“普及的计算”装置,并可以是移动终端。
无线通信***通常用来向用户提供语音和数据通信。例如,模拟蜂窝无线电话***,例如指定AMPS、ETACS、NMT-450和NMT-900的那些***,已在全世界成功使用很久了。数字蜂窝无线电话***,例如符合北美标准IS-54和欧洲标准GSM的那些***,自19世纪90年代早期就已在使用中。最近,已引入了广义标记为PCS(个人通信业务)的各种无线数字业务,包括符合例如IS-136和IS-95标准的先进数字蜂窝***、低功率***如DECT(数字增强无绳电话)以及数据通信业务如CDPD(蜂窝数字分组数据)。
图1示出在称为全球移动通信***(GSM)的TDMA蜂窝***中所采用的发送格式实例。图中,将大约4.6ms的重复帧周期分为8个时隙(或以半速率模式的16个时隙)。移动电话在接收频带中的一个无线电信道上接收,每个移动电话在8个时隙中所分配的一个时隙,如图1中的时隙1中接收。移动电话还在发送频带中的一个信道上,在所分配的发送时隙如时隙1中发送。发送时隙在时间上相对它们对应的接收时隙是交错的,以使移动电话不必同时发送和接收。这在图1的实例中图示为在移动电话接收频率上的时隙1和移动电话发送频率上的时隙1之间两个时隙的时间双工间距。当采用不同的发送和接收频带时,基站可在所有时隙中发送和接收,因此可支持在同一对发送/接收信道中的8个对话。否则,如果没采用频率双工间距,则基站例如可使用4个时隙进行发送,4个接收,这样就支持单个发送/接收信道中的4个对话。在GSM中,特定移动电话没用于发送和接收的其余时间可用于移动电话的接收器来扫描其它信道,以确定例如它应何时要求转交到一个更强的基站。这个过程称为移动电话辅助转交。
发送脉冲格式由GSM规范定义,并包括:脉冲之间的保护时间;上/下倾斜时间,以平滑地接通和断开发送器功率,以避免频谱邻信道干扰到未同步的相邻信道中;在脉冲串每个末端的一些保护位;以及TDMA脉冲串的主体,它在平坦功率电平时发送114个数据位、26个同步位以及两个控制位。上/下倾斜时间足以防止频谱扩展到200KHz远的相邻信道中。
如图2所示,配置成在图1所示***中操作的无线通信装置101包括键盘110,其可用来向无线通信装置101提供输入。键盘110可包括多个键,按这些键时就可向无线通信装置101提供输入。例如,当用户想要在通信***中发起呼叫时,用户可以按对应于要拨号码的一系列键。在通话期间,用户可以对着麦克风145说话,麦克风145使无线通信装置101产生从无线通信装置101发送的通信信号。用户可以接听扬声器160,扬声器160产生由无线通信装置101从无线通信装置101在通话期间所接收的通信信号所生成的音频信号。无线通信装置101经收发器140通过天线159发送和接收通信信号。
操作时,用户可参考无线通信装置101的显示器156,来观查有关无线通信装置101操作的信息,如字符或号码。例如,显示器156可以是黑白液晶显示器(LCD),例如显示由用户输入的电话号码,或存储在无线通信装置101中的姓名。显示器156也可和键盘110一起使用,例如当用户拨号打电话时。
处理器103向收发器140提供通信信号用于发送,并从收发器接收通信信号用于接收。例如,当用户对着麦克风145说话时,处理器103将通信信号提供给收发器140,并从收发器140接收通信信号,用于通过扬声器160再现音频。处理器103可产生字符,用于显示在显示器156上。例如,当用户在键盘110上输入电话号码时,处理器103可产生号码用于显示。字符也可由字符发生器(未示出)产生。麦克风145、扬声器160、键盘110以及显示器156都耦合到控制无线通信装置101操作的处理器103。
收发器140包括发送器142,发送器142包括功率放大器***141,该放大器***放大发送信号,用于以发送频率范围内的发送频率从无线通信装置101通过双工器143经由天线159发送。双工器143还以接收频率范围内的接收频率,将经由天线159接收的通信信号提供给与处理器103通信的接收器144。例如,在AMPS IS-19中,发送频率范围大约为824MHz到849MHz,接收频率范围大约为869MHz到894MHz,如图2所示。应理解,收发器140可包括常规收发器中所包括的其它组件,本文中未示出。
双工器143可包括例如相应的发送和接收带通滤波器。发送带通滤波器可允许频率在发送频率范围内的信号被传送到天线159用于发送。接收带通滤波器可允许频率在接收频率范围内的信号从天线159被传送到接收器144。例如,在AMPS IS-19中,发送带通滤波器将频率在大约824MHz和849MHz(发送频率范围)之间的信号传送到天线159用于发送,且接收带通滤波器将频率在大约869MHz和894MHz之间的信号从天线159传送到接收器144。
电源161向无线通信装置101的组件提供电流。例如,电源161经由导线162提供通到和来自功率放大器***141的电流。操作时,当数据脉冲串从无线通信装置101中被发送时,功率放大器***141可以接通和断开。例如,在D-AMPS TDMA中,功率放大器***141可以每秒接通和断开50次,而在GSM TDMA中,功率放大器***141可以每秒接通和断开217次。功率放大器***141的接通(在发送时间期间)和断开会使电源161提供的直流电流被功率放大器***141所吸取,并按照功率放大器***141被开关的频率返回到电源161。应理解,虽然图2示出了一条导线162,但可使用第一和第二导线来提供通到和来自功率放大器***141的电流。具体地说,第一导线可用于提供从电源161到功率放大器***141的电流,而第二导线可提供从功率放大器***141到电源161的返回电流通路。应理解,可使用多于两个导线。
应理解,图2所示的所有组件都可以安装在印刷电路板上,诸如常规无线通信装置中所用的。还应理解,印刷电路板可以是多层电路板,其中在印刷电路板的不同层上形成导电蚀刻,以传导通到和来自无线通信装置中各组件的信号。导电蚀刻可用来提供导线162,经由该导线从电源161提供通到/来自功率放大器***141的电流。还应理解,印刷电路板可以是如所属领域通常已知的柔性电路板。
图3示出按照本发明一些实施例的第一和第二部分重叠导线的平面图,它们传导通到/来自功率放大器***的电流。如图3所示,第一导线305在印刷电路板的第一层上以之字形图案连续延伸。第二导线310在第一导线305在其上延伸的第一层下面的印刷电路板第二层上连续延伸。而且,第二导线310也以之字形图案延伸,定义与第一导线305的重叠和不重叠部分。在本发明的一些实施例中,第一和第二导线305、310的重叠部分包括第一和第二导线305、310的315A-E部分,它们相互重叠,以定义基本上相对于彼此为正交角。应理解,在本发明的一些实施例中,第一和第二导线305、310的重叠部分可定义相对于彼此为非正交角。第一和第二导线305、310的之字形图案也包括不重叠部分320A-H。
第一和第二导线305、310耦合在电源161和功率放大器***141之间。应理解,在功率放大器***141和电源161邻近,第一和第二导线305、310可相互叉开,以提供与功率放大器***141或电源161的适当连接。例如,第一导线305可连接到功率放大器***141的功率端,而第二导线310可连接到功率放大器***141的参考(例如地)端。因此,第一和第二导线305、310可在接近功率放大器***141处并不连续延伸,来对其所有部分定义如图3所示的之字形图案。
应理解,第一导线305可用来在第一方向传导第一电流,例如从电源161到功率放大器***141。而且,还应理解,第二导线310可用来在与第一方向相反的第二方向,即从功率放大器***141到电源161,传导第二电流。这样,第一和第二电流在相反方向传导,以便响应于功率放大器***141的开关而电流改变所产生的相应电磁场可以互相相反,以减少由功率放大器***141的开关而产生的总电磁场。所以,由功率放大器***141的开关而产生的总电磁场就可以减少,从而减少对无线通信装置101附近的助听器的干扰。
应理解,虽然以上将第一导线305描述为提供电流到功率放大器***,但在本发明的其它实施例中,第一导线305可用来提供从功率放大器***141到电源161的返回电流通路。还应理解,在其上布设导线的第一和第二层可以在印刷电路板内相互邻近但有间隔,或可以有其它层介入其间。
图3中所示的第一和第二导线305、310的重叠部分可以间隔距离D。但应理解,在第一和第二导线305、310的直接相邻重叠部分之间的间距可以根据到功率放大器***141的电流被开关的频率来定义。例如,如果到功率放大器***141的电流以50Hz开关,则在第一和第二导线的直接相邻重叠部分之间的间距可以是第一值,而当功率放大器***141例如以217Hz开关时,在第一和第二导线305、310的直接相邻重叠部分之间的间距可以是另一值。因此,在第一和第二导线305、310的直接相邻重叠部分之间的间距可以根据到功率放大器***141的电流被开关的频率来定义。
图4示出按照本发明一些实施例的具有部分重叠部分的第一和第二导线的平面图。具体的说,第一和第二导线405、410在功率放大器***141和电源161之间延伸。如图4所示,第一导线405的第一图示部分在印刷电路板第一层上延伸,而第二导线410的第一图示部分在第一层下面的印刷电路板第二层上延伸。第一和第二导线405、410互相重叠,以定义重叠部分415A。在本发明的一些实施例中,重叠部分相互重叠,以定义基本上相对于彼此为正交角。应理解,在本发明的一些实施例中,重叠部分可定义相对于彼此为非正交角。
分别在不重叠部分420A、B,第一导线405从第一层过渡到第二层,而第二导线410从第二层过渡到第一层。第一和第二导线405和410在第二重叠部分415B再次重叠,而第一和第二导线405和410各过渡到这些导线在图4开始示出部分中延伸的相应层。该图案重复进行,以使第一和第二导线405和410在下层和上层之间交替延伸,以定义图4中所示的之字形图案。
应理解,图4中所示的各层间的过渡可以由所属领域技术人员已知的电路板导电结构提供。例如,层间过渡407可以由印刷电路板技术中常用的常规通孔或微通孔结构来提供。其它技术和结构也可使用。还应理解,第一和第二导线405、410配置成传导通到/来自功率放大器***141的电流,以使由不同电流所产生的相应电磁场互相相反,以减少由功率放大器***141的开关而产生的总电磁场。
图5示出按照本发明一些实施例在电源和功率放大器***之间延伸的具有部分重叠部分的第一和第二导线的平面图。具体的说,图5中的第一和第二导线505、510,当它们在电路板上延伸时,通过在印刷电路板相同层上互相重叠来定义重叠部分。例如,第一重叠部分515A由在印刷电路板第二层上延伸的第一导线505定义,而第二导线510在印刷电路板第一层上与第一导线505交叉。直接相邻重叠部分515B示出第一导线505在第二层上再次与第二导线510交叉,而第二导线510在印刷电路板第一层上再次与第一导线505交叉。
该图案在功率放大器***141和电源161之间连续重复。类似于本文所示的其它实施例,第一和第二导线配置成传导第一和第二相反的电流,以使所产生的相应电磁场互相相反,以减少因功率放大器***141的开关而产生的总电磁场。在本发明的一些实施例中,重叠部分互相重叠,以定义基本上相对于彼此为正交角。应理解,在本发明的一些实施例中,重叠部分可定义相对于彼此为非正交角。
图6示出按照本发明一些实施例具有重叠和不重叠部分的第一和第二导线的平面图。如图6所示,第一和第二导线605、610定义重叠部分615A-E。第一和第二导线605、610以交替的上/下图案互相交叉。例如,第一导线605在印刷电路板第一层上跨越过第二导线610,而第二导线610在印刷电路板第二层上在第一重叠部分615A与第一导线605重叠。直接相邻重叠部分615B由在印刷电路板第二层上延伸的第一导线605定义,而第二导线610在印刷电路板第一层上第一导线605之上延伸。
当第一和第二导线在功率放大器***141和电源161之间延伸时,该交替图案重复。如图6所示,第一和第二导线605和610通过位于其不重叠部分620A-H中的导线607,在印刷电路板的第一和第二层之间过渡。在本发明的一些实施例中,重叠部分互相重叠,以定义基本上相对于彼此为正交角。应理解,在本发明的一些实施例中,重叠部分可定义相对于彼此为非正交角。
应理解,虽然在本公开内容中已示出分开的实施例,但通过组合分开示出的实施例的各个方面,也可提供其它实施例。而且,随着第一和第二导线在功率放大器***141和电源161之间延伸,直接相邻重叠部分之间的间距可以改变。例如,第一和第二导线的重叠部分可以在靠近功率放大器***141时以第一间隔分隔开,并当第一和第二导线接近电源161时,以更大的间隔分隔开。也可以提供与上述间距相反的实施例。还应理解,重叠部分之间的间距可以随导线在衬底上延伸而连续改变。
为易于说明,已就全球移动通信***(GSM)网络的通信对本发明作了说明。本发明也可在任何无线或蜂窝电信网络中实现,包括但不限于:TDMA***、码分多址(CDMA)***、无绳电话装置、无线PBX***或其它类似的无线***或协议。如本说明书中所公开的移动台可以是无线装置,例如蜂窝或无绳电话,或可以是一种音频回放装置,例如通过ad hoc微微网连接到助听器的记录或放大设备。
受益于本公开内容,在不背离本发明精神和范围的前提下,所属领域的技术人员可以作出许多改变和修改。所以,必须理解,图示的实施例仅是为举例目的而提出的,而不应认为是限制由以下权利要求书所定义的本发明。所以,以下权利要求书应读作不仅包括在文字上提出的多种元件的组合,还包括用于以基本相同的方式执行基本相同的功能以获得基本相同结果的所有等效元件。因此,权利要求书应理解为包括所具体示出和以上说明的、概念上等效的,以及结合有本发明实质理念的所有情况。
Claims (20)
1.一种无线通信装置,包括:
功率放大器,配置成在第一时间间隔期间向无线通信网络发送信息,并配置成在第二时间间隔期间避免发送信息;
电路衬底,耦合到所述功率放大器;
电源,配置成向所述功率放大器提供功率;以及
第一和第二导线,耦合到所述功率放大器和所述电源,在所述电路衬底上具有相应的重叠和不重叠部分。
2.如权利要求1所述的无线通信装置,其中第一和第二导线包括将所述电源耦合到所述功率放大器的第一和第二蚀刻路线。
3.如权利要求1所述的无线通信装置,其中所述电路衬底包括印刷电路板或柔性电路板。
4.如权利要求1所述的无线通信装置,其中第一导线配置成在第一方向将第一电流传导到所述功率放大器,且第二导线配置成在与第一方向相反的第二方向接受来自所述功率放大器的第二电流。
5.如权利要求4所述的无线通信装置,其中第一和第二电流包括第一和第二直流(DC),这两个直流响应于所述功率放大器的操作以大约50Hz和大约217Hz之间范围内的频率接通/断开。
6.如权利要求1所述的无线通信装置,其中第一导线的相应重叠部分在所述电路衬底上层上的第二导线相应重叠部分下面的所述电路衬底下层上延伸。
7.如权利要求6所述的无线通信装置,其中所述相应重叠部分定义彼此大约为正交角。
8.如权利要求6所述的无线通信装置,其中第一导线的重叠和不重叠部分在所述下层上连续延伸,且第二导线的重叠和不重叠部分在所述上层上连续延伸。
9.如权利要求8所述的无线通信装置,其中所述连续延伸的第一和第二导线定义相对于彼此的第一和第二部分重叠的之字形图案。
10.如权利要求6所述的无线通信装置,其中第一和第二导线的重叠和不重叠部分在所述下层和所述上层之间交替延伸。
11.如权利要求8所述的无线通信装置,其中所述交替延伸的第一和第二导线定义相对于彼此的第一和第二部分重叠的之字形图案。
12.如权利要求6所述的无线通信装置,其中所述下层和所述上层包括由一个或多个其它层分开的层,或者是直接相邻层的层。
13.如权利要求1所述的无线通信装置,其中第一和第二导线的直接相邻重叠部分之间的间距是基于到所述功率放大器的电流被开关的频率。
14.一种无线通信装置,包括:
功率放大器,配置成在第一时间间隔期间向无线通信网络发送信息,并配置成在第二时间间隔期间避免发送信息;
电路衬底,耦合到所述功率放大器;
电源,配置成向所述功率放大器提供功率;以及
所述衬底上的第一和第二导线,耦合到所述功率放大器和所述电源,分别在所述电路衬底的下层和上层上连续延伸,以定义相对于彼此的第一和第二部分重叠的之字形图案。
15.如权利要求14所述的无线通信装置,其中第一和第二导线的直接相邻重叠部分之间的间距是基于到所述功率放大器的电流被开关的频率。
16.如权利要求14所述的无线通信装置,其中第一导线配置成在第一方向将第一电流传导到所述功率放大器,且第二导线配置成在与第一方向相反的第二方向接受来自所述功率放大器的第二电流。
17.如权利要求16所述的无线通信装置,其中第一和第二电流包括第一和第二直流(DC),这两个直流响应于所述功率放大器的操作以大约50Hz和大约217Hz之间范围内的频率接通/断开。
18.一种印刷电路板,包括:
电路衬底上的第一和第二蚀刻路线,将功率放大器耦合到电源,并配置成传导通到/来自所述功率放大器的第一和第二相应的相反电流,以减少从第一和第二蚀刻路线到接近所述无线通信装置的助听器的电磁耦合。
19.一种无线通信装置,包括:
功率放大器,配置成在第一时间间隔期间向无线通信网络发送信息,并配置成在第二时间间隔期间避免发送信息;
电路衬底,耦合到所述功率放大器;
电源,配置成向所述功率放大器提供功率;以及
所述衬底上的第一和第二导线,耦合到所述功率放大器和所述电源,具有在所述衬底的下层和所述衬底的上层之间交替延伸的相应重叠和不重叠部分。
20.一种印刷电路板,配置为用在无线电话中,包括:
电路衬底,配置成将功率放大器耦合到电源;
所述衬底上的第一和第二导线,耦合到所述功率放大器和所述电源,具有在所述衬底的下层和所述衬底的上层之间交替延伸的相应重叠和不重叠部分。
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