[发明专利]以开关控制的差动收发机的共埠架构及其差动收发机

说明书

本发明公开一种以开关控制的差动收发机的共埠架构及其差动收发机，包括发射机输出级、发射机匹配电路、接收机输入级、开关电路、接收机匹配电路、差动单端转换器和信号输入输出端口，至少一个动态控制的开关以适配接收机与发射机的操作需求。差动设计的发射机和接收机，可达到输出大功率以及降低共模噪声干扰，增加接收机对共模噪声的阻绝能力。发射机及接收机共用差动单端转换器可进一步节省芯片面积，再搭配动态开关切换以达到：发射机匹配电路使用串联电容以调整阻抗、接收机匹配电路使用并联电感以调整阻抗，动态调整开关设置于接收机端，发射机发射信号时可保护接收机电路，同时改善收发机之间的互为负载效应。

技术领域

本发明涉及芯片的信号处理技术领域，更具体地，涉及一种以开关控制的差动收发机的共埠架构及其差动收发机。

背景技术

传统收发机电路中，使用差动技术(Differential)具有许多好处：以发射机来说，如图1a所示，一般来说，晶体管可承受的电压峰值有限，为了提升输出功率只能不断提升输出电流，进而造成负载阻抗降低，当阻抗降得太低会导致匹配困难，此时使用差动架构可在维持相同信号电流的情形下直接增加输出电压，在提升输出功率同时还增加负载阻抗，进一步降低匹配难度。以接收机来说，如图1b所示，接收机面对环境中存在的各种干扰，若采取差动形式的设计，这些环境干扰噪声在差动输入端则常以共模噪声(Common-modeNoise)的形式出现，而良好的差动设计不仅可消除共模噪声，又能保持输入信号不受影响。

当收发机采用差动架构时，由于系统端最终通常只用一个天线端口，而天线端口又是单端信号，因此，必须经过多级的电路处理，如图2所示，这些电路包含收发机各自的匹配电路，将发射机与接收机电路结合的多工器，以及最后的差动单端转换器。传统上这些电路元件都配置于印刷电路板上，并使用表面贴装元件工艺(SMD,Surface Mount Device)来实现，好处是弹性较大，可不断尝试SMD元件搭配以达到理想中的特性，然而，使用过多SMD元件不但增加成本，同时也会增加印刷电路板的面积，因此，近年来渐渐往芯片内部整合输入输出电路的趋势来发展。

将输入输出电路收进芯片内，发射机与接收机采用差动结构也有许多电性上的好处，发射机可增加输出功率，接收机可增进抗噪声能力。如果收发机均使用差动架构，为了节省面积，收发机常共用一组差动单端转换器，差动结构的收发机还需要差动单端转换器将信号转为单端形式，这样的结构使得发射机与接收机之间的负载效应会大幅提高，提升设计难度，尤其发射机与接收机需要的阻抗通常落差很大，匹配难度也相应提升。如图3所示，发射机由于输出大功率信号，需求的阻抗通常较低；接收机考虑耗电与低噪声需求，需求的阻抗通常较高。两者需求的阻抗通常落差颇大，彼此间的负载效应会显著增加匹配难度。另外，也必须考虑发射机大信号输出时，过大的电压甩动可能损坏接收机的前级电路。在此前提下，寻求一个可实现的架构殊为必要。

发明内容

本发明为了解决差动收发机将前端匹配电路收进芯片内会遇到的诸多问题，本发明提出一个整体架构，包含收发机匹配电路、动态调整开关以及差动单端转换器，可解决收发机在匹配上的困难，降低发射机发射信号时可能损害接收机的潜在风险，同时又节省芯片面积。提供一种以开关控制的差动收发机的共埠架构及其差动收发机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：根据本发明的第一方面，提供一种以开关控制的差动收发机的共埠架构，包括：发射机输出级、发射机匹配电路、接收机输入级、开关电路、接收机匹配电路、差动单端转换器和信号输入输出端口，所述差动单端转换器与所述信号输入输出端口连接；

所述发射机输出级、所述发射机匹配电路和所述差动单端转换器和所述信号输入输出端口依次连接；

所述接收机输入级、所述开关电路、所述接收机匹配电路所述差动单端转换器和所述信号输入输出端口依次连接。