信號(hào)放大電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸入信號(hào)放大技術(shù)，尤指一種根據(jù)一輸入信號(hào)來接收/傳送信號(hào)的信號(hào)放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002]正當(dāng)全世界的人都在擁抱行動(dòng)生活的時(shí)候，行動(dòng)裝置在對多種不同無線電聯(lián)機(jī)的支持上也有與日倶增的需求。舉例來說，一個(gè)行動(dòng)裝置可能會(huì)同時(shí)有復(fù)數(shù)無線聯(lián)機(jī)(例如，一個(gè)藍(lán)芽聯(lián)機(jī)與一個(gè)WiFi聯(lián)機(jī))。如果針對不同無線電聯(lián)機(jī)的發(fā)送器/接收器被個(gè)別實(shí)現(xiàn)在一個(gè)多重?zé)o線電裝置(mult1-rad1 device)上時(shí)，硬件的成本與芯片的大小可能會(huì)很高，因此，對于一多重?zé)o線電裝置來說，有需要根據(jù)一個(gè)輸入來選擇性地接收/發(fā)送信號(hào)，舉例來說，如果該多重?zé)o線電裝置的一低噪聲放大器(low-noise amplifier, LNA)可以被設(shè)定來共同放大多個(gè)無線電射頻信號(hào)，則共享于不同無線電聯(lián)機(jī)(例如藍(lán)芽聯(lián)機(jī)與WiFi聯(lián)機(jī))的低噪聲放大器可以降低該多重?zé)o線電裝置的硬件成本與減小芯片大小。因此，對于本領(lǐng)域的電路設(shè)計(jì)者而言，如何設(shè)計(jì)出一個(gè)可以根據(jù)一輸入來接收/發(fā)送信號(hào)的信號(hào)放大電路便成為一個(gè)重要的議題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，有必要提出一種根據(jù)一輸入信號(hào)來接收/傳送信號(hào)的信號(hào)放大電路及相關(guān)方法。
[0004]依據(jù)本發(fā)明第一方面，揭不一種信號(hào)放大電路，用來處理一輸入信號(hào)。所述信號(hào)放大電路包含一輸入級(jí)、多個(gè)輸出級(jí)以及一選擇級(jí)。輸入級(jí)具有一輸入節(jié)點(diǎn)用來接收該輸入信號(hào)以及一輸出節(jié)點(diǎn)用來輸出一中間信號(hào)。多個(gè)輸出級(jí)分別耦接于該信號(hào)放大電路的多個(gè)輸出端，其中每一輸出級(jí)于開啟時(shí)，會(huì)根據(jù)一增益與該中間信號(hào)來產(chǎn)生一相對應(yīng)的處理信號(hào)至一相對應(yīng)的輸出端。選擇級(jí)用來選擇性地將該輸入級(jí)的該輸出節(jié)點(diǎn)耦接至多個(gè)輸出級(jí)中的至少一個(gè)。其中，該信號(hào)放大電路操作于第一操作模式下時(shí)，輸出第一數(shù)目的處理信號(hào)響應(yīng)于該輸入信號(hào)，以及該信號(hào)放大電路操作于第二操作模式下時(shí)，輸出第二數(shù)目的處理信號(hào)響應(yīng)于該輸入信號(hào)，其中該第二數(shù)目與第一數(shù)目不同。
[0005]依據(jù)本發(fā)明第二方面，揭示一種信號(hào)放大電路，用來處理一輸入信號(hào)，包含多個(gè)獨(dú)立放大器區(qū)塊，分別親接于該信號(hào)放大電路的多個(gè)輸出端。每一獨(dú)立放大器區(qū)塊包含輸入級(jí)、輸出級(jí)和選擇級(jí)。輸入級(jí)具有一輸入節(jié)點(diǎn)用來接收該輸入信號(hào)。輸出級(jí)耦接于該信號(hào)放大電路的一相對應(yīng)的輸出端，該輸出級(jí)于開啟時(shí)，會(huì)根據(jù)一增益與來自該輸入級(jí)的一中間信號(hào)的一信號(hào)來產(chǎn)生一相對應(yīng)的處理信號(hào)至該相對應(yīng)的輸出端。選擇級(jí)用來選擇性地將該輸入級(jí)耦接至該輸出級(jí)。其中，該信號(hào)放大電路操作于第一操作模式下時(shí)，輸出第一數(shù)目的處理信號(hào)響應(yīng)于該輸入信號(hào)，以及該信號(hào)放大電路操作于第二操作模式下時(shí)，輸出第二數(shù)目的處理信號(hào)響應(yīng)于該輸入信號(hào)，其中該第二數(shù)目與第一數(shù)目不同。
[0006]依據(jù)本發(fā)明第三方面，揭不一種信號(hào)放大電路，用來處理一輸入信號(hào)，包含輸入級(jí)、多個(gè)輸出級(jí)和多個(gè)回授元件。輸入級(jí)具有一輸入節(jié)點(diǎn)用來接收該輸入信號(hào)以及多個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)。多個(gè)輸出級(jí)，分別耦接于該信號(hào)放大電路的多個(gè)輸出端，其中該多個(gè)輸出級(jí)分別直接連接于該輸入級(jí)的該多個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，且每一輸出級(jí)于開啟時(shí)，會(huì)根據(jù)一增益以及來自該輸入級(jí)的一中間信號(hào)的一信號(hào)，產(chǎn)生一相對應(yīng)的處理信號(hào)至一相對應(yīng)的輸出端。多個(gè)回授元件，分別耦接于該輸入級(jí)的該輸入節(jié)點(diǎn)與該信號(hào)放大電路的多個(gè)特定輸出端之間，當(dāng)分別親接于該多個(gè)特定輸出端的該多個(gè)特定輸出級(jí)被同時(shí)開啟時(shí)，用來將產(chǎn)生于該多個(gè)特定輸出端的多個(gè)特定處理信號(hào)饋入至該輸入級(jí)的該輸入節(jié)點(diǎn)。其中，該信號(hào)放大電路操作于第一操作模式下時(shí)，輸出第一數(shù)目的處理信號(hào)響應(yīng)于該輸入信號(hào)，以及該信號(hào)放大電路操作于第二操作模式下時(shí)，輸出第二數(shù)目的處理信號(hào)響應(yīng)于該輸入信號(hào)，其中該第二數(shù)目與第一數(shù)目不同。
[0007]根據(jù)本發(fā)明第四方面，揭示一種信號(hào)放大方法，用來處理一輸入信號(hào)。該信號(hào)放大方法包含至少以下步驟:利用一輸入級(jí)的一輸入節(jié)點(diǎn)來接收該輸入信號(hào)，其中該輸入級(jí)包括多個(gè)晶體管元件，每一晶體管元件具有一控制端耦接于該輸入級(jí)的輸入節(jié)點(diǎn)并被設(shè)置為接收相同信號(hào)位準(zhǔn)的該輸入信號(hào)；以及將多個(gè)輸出級(jí)分別直接連接于該輸入級(jí)的多個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，其中每一輸出級(jí)于被開啟時(shí)，根據(jù)一增益與來自該輸入級(jí)的一中間信號(hào)的一信號(hào)來產(chǎn)生一相對應(yīng)的處理信號(hào)；當(dāng)該多個(gè)輸出級(jí)中的第一輸出級(jí)被開啟時(shí)，利用該第一輸出級(jí)來產(chǎn)生一個(gè)處理信號(hào)給第一信號(hào)處理系統(tǒng)而非第二信號(hào)處理系統(tǒng)；以及當(dāng)該多個(gè)輸出級(jí)中的第二輸出級(jí)被開啟時(shí)，利用該第二輸出級(jí)來產(chǎn)生另一處理信號(hào)給該第二信號(hào)處理系統(tǒng)而非該第一信號(hào)處理系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的信號(hào)放大電路根據(jù)一輸入信號(hào)來選擇性地接收/傳送信號(hào)，且當(dāng)每一輸出級(jí)于開啟時(shí)，會(huì)根據(jù)一增益與由該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的一中間信號(hào)獲得一對應(yīng)之處理信號(hào)，該處理信號(hào)可控制相對應(yīng)的輸出端口觸發(fā)不同的功能。由此，該信號(hào)放大電路可共享于不同的無線電裝置，從而降低該多重?zé)o線電裝置的硬件成本與減小芯片大小。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的信號(hào)放大電路的第一實(shí)施例的示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的信號(hào)放大電路的第二實(shí)施例的示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明的信號(hào)放大電路的第三實(shí)施例的示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明的信號(hào)放大電路的第四實(shí)施例的示意圖。
[0013]圖5A為本發(fā)明一實(shí)施例中具有匹配網(wǎng)絡(luò)共享于發(fā)送電路與接收電路的收發(fā)器的一部分的簡化不意圖。
[0014]圖5B為本發(fā)明另一實(shí)施例中具有匹配網(wǎng)絡(luò)共享于發(fā)送電路與接收電路的收發(fā)器的一部分的簡化示意圖。
[0015]圖6為本發(fā)明信號(hào)的信號(hào)放大電路的第五實(shí)施例的示意圖。
[0016]圖7為本發(fā)明應(yīng)用于差動(dòng)信號(hào)放大電路的輸入級(jí)的一實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在本說明書以及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指代特定的元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”是一個(gè)開放式之用語，因此應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表第一裝置可以直接電氣連接于第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。
[0018]第I圖為本發(fā)明的第一實(shí)施例的信號(hào)放大電路100的示意圖。于本實(shí)施例中，該信號(hào)放大電路100用來處理一輸入信號(hào)VIN的接收/發(fā)送，換句話說，信號(hào)放大電路100可以是接收器的一部分或發(fā)送器的一部分。舉例來說，根據(jù)信號(hào)接收的角度，該輸入信號(hào)VIN可包含通過一單一天線(未顯示)接收的多個(gè)無線電射頻信號(hào)(例如，一藍(lán)芽信號(hào)與一 WiFi信號(hào))，多個(gè)接收信號(hào)對應(yīng)于該多個(gè)無線電射頻信號(hào)而產(chǎn)生，且該復(fù)數(shù)接收信號(hào)成為該信號(hào)放大電路100的輸出。而從信號(hào)發(fā)送的角度來說，多個(gè)待發(fā)送的信號(hào)根據(jù)上述包含于輸入信號(hào)VIN的同一無線電射頻信號(hào)產(chǎn)生，并成為信號(hào)放大電路100的輸出。在本實(shí)施例中，該信號(hào)放大電路100包含一放大器區(qū)塊(amplifier block) 101與一匹配網(wǎng)絡(luò)(matchingnetwork) 108。該放大器區(qū)塊101包含(但不局限于)一輸入級(jí)(input stage) 102、一選擇級(jí)(selecting stage) 104 與多個(gè)輸出級(jí)(output stage) 106_1 ?106_N。匹配網(wǎng)絡(luò) 108耦接于信號(hào)放大電路100的一輸入端口 Pin與輸入級(jí)102的一輸入節(jié)點(diǎn)Nin之間，以提供該信號(hào)放大電路100所需的阻抗匹配。在信號(hào)放大電路100作為一多重?zé)o線電裝置中一接收器的低噪聲放大器的情況下，信號(hào)放大電路100可支持多種無線電聯(lián)機(jī)，例如一藍(lán)芽聯(lián)機(jī)與一 WiFi聯(lián)機(jī)，因此，應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)該匹配網(wǎng)絡(luò)108 (例如，寬帶匹配網(wǎng)絡(luò))，以符合所支持的無線電聯(lián)機(jī)的阻抗匹配需求。
[0019]該輸入信號(hào)VIN由輸入級(jí)102的輸入節(jié)點(diǎn)Nin通過匹配網(wǎng)絡(luò)108來接收，此外，一交流耦合電容C設(shè)置于匹配網(wǎng)絡(luò)108與輸入級(jí)102之間，因此，流經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)108與交流耦合電容C的輸入信號(hào)VIN接著便根據(jù)輸入級(jí)102的一互導(dǎo)值(transconductance)而由輸入級(jí)102來加以處理。如第I圖所示，輸入級(jí)102包含多個(gè)以并聯(lián)方式連接的晶體管M_1?M_J，其用來設(shè)定輸入級(jí)102的互導(dǎo)值。每一晶體管M_1?M_J分別包括一控制端以及多個(gè)連接端，該控制端(例如，閘極)親接于該輸入節(jié)點(diǎn)Nin，該多個(gè)連接端(例如，汲極與源極)則分別耦接于輸入級(jí)102的一輸出節(jié)點(diǎn)Nout與一參考端(例如，接地端GND)。要注意的是，并聯(lián)的該多個(gè)晶體管可被視為具有相同大小的單一晶體管，換言之，輸入級(jí)102可通過由一單一晶體管或多個(gè)并聯(lián)且閘極彼此連接的晶體管所構(gòu)成的一晶體管元件來加以實(shí)現(xiàn)。由于輸入級(jí)102具有適當(dāng)?shù)幕?dǎo)值設(shè)定，該輸入信號(hào)VIN可于輸入級(jí)102的輸出節(jié)點(diǎn)Nout被轉(zhuǎn)換成一中間信號(hào)I。要注意的是，不論信號(hào)放大電路100處于哪一種操作模式，當(dāng)被導(dǎo)通的晶體管M_1?M_J的數(shù)量是固定的時(shí)候，由匹配網(wǎng)絡(luò)108看入輸入級(jí)102的輸入阻抗是可以固定不變的。以采用該信號(hào)放大電路100的接收器為例，于第I圖所示的放大器組態(tài)下，噪聲指數(shù)(noise figure)并不高。
[0020]該選擇級(jí)104用來選擇性地將輸出節(jié)點(diǎn)Nout親接至至少一輸出級(jí)106_1?106_No在本實(shí)施例中，選擇級(jí)104包含分別耦接于輸出級(jí)106_1?106_N的多個(gè)晶體管元件MS_1?MS_N。該多個(gè)晶體管元件MS_1?MS_N作為分別通過多個(gè)控制信號(hào)VSW_1?VSW_N來控制的開關(guān)。更明確地說，每一晶體管元件MS_1?MS_N具有一控制端用來接收一相對應(yīng)的控制信號(hào)，一第一連接端耦接于一相對應(yīng)的輸出級(jí)106_1?106_N，與一第二連接端耦接于輸入級(jí)102的輸出節(jié)點(diǎn)Nout。
[0021]該輸出級(jí)106_1?106_N分別耦接于信號(hào)放大電路100的多個(gè)輸出端Pout_l?Pout_No該輸出級(jí)106_1?106_N用來對應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)處理信號(hào)V0UT_1?V0UT_N，更明確地說，該輸出級(jí)106_1?106_N中的每一輸出級(jí)被開啟(enabled)時(shí)，會(huì)根據(jù)一預(yù)先設(shè)定的增益與由中間信號(hào)I所得到的一信號(hào)來產(chǎn)生一相對應(yīng)之處理信號(hào)V0UT_1?V0UT_N至一相對應(yīng)的輸出端Pout_l?Pout_N。在本實(shí)施例