(57)【要約】【課題】ＲＦフロントエンドプロセッサチップ及びそのアダプタを提供する。【解決手段】  低ノイズ増幅器を備えて、ＲＦフィルタ信号を受信して第一信号を生成する。アダプタはＲＦフィルタ信号を受信し、感応して電気的に逆の第二信号及び第三信号を生成する。ＲＦフロントエンドプロセッサチップのミキサは第二信号及び第三信号を受信し、共振信号、第二信号及び第三信号から中帯域信号を生成する。アダプタは、一次側コイル、二次側第一コイル、二次側第二コイルを備え、二次側第一コイルのアノードを二次側第二コイルのカソードに接続するか、または二次側第一コイルのカソードを二次側第二コイルのアノードに接続することによって、一次側コイルが第一信号を受信すると、二次側第一コイル及び第二コイルで、感応して電気的に逆の第二信号及び第三信号を生成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振信号によってＲＦフィルタ信号を中帯域信号に転換するＲＦフロントエンドプロセッサチップであって、
低ノイズ増幅器を有して、前記ＲＦフィルタ信号を受信して第一信号を生成し、
アダプタを有して、前記第一信号を受信し第二信号及びこの第二信号に対して電気的に逆の第三信号を生成し、
ミキサを有して、前記第二信号及び第三信号を受信して、前記共振信号、第二信号及び第三信号から中帯域信号を生成することを特徴とするＲＦフロントエンドプロセッサチップ。
【請求項２】
前記アダプタは、
一次側コイルを備え、第一アノード及び第一カソードを有して、該一次側コイルは前記第一信号を受信し、
二次側第一コイルを備え、第二アノード及び第二カソードを有し、
二次側第二コイルを備え、第三アノード及び第三カソードを有し、前記第二アノードを第三カソードに接続するか、または前記第二カソードを第三アノードに接続することによって、前記二次側第一コイル及び二次側第二コイルがそれぞれ第二信号及び第三信号を生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップ。
【請求項３】
前記二次側第一コイル及び二次側第二コイルと、前記一次側コイルは、極性を同じにしたことを特徴とする請求項２記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップ。
【請求項４】
前記二次側第一コイル及び二次側第二コイルと、前記一次側コイルは、極性が逆であることを特徴とする請求項２記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップ。
【請求項５】
前記一次側コイル及び二次側第一コイルは、極性が同じで、前記一次側コイル及び二次側第二コイルは極性を逆にしたことを特徴とする請求項２記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップ。
【請求項６】
前記一次側コイル及び二次側第一コイルは極性が逆であり、前記一次側コイル及び二次側第二コイルは極性を同じにしたことを特徴とする請求項２記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップ。
【請求項７】
前記第一アノードは前記第一信号を受信し、前記第一カソードは接地したことを特徴とする請求項２記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップ。
【請求項８】
前記第一アノードは接地し、前記第一カソードは前記第一信号を受信するようにしたことを特徴とする請求項２記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップ。
【請求項９】
ＲＦフロントエンドプロセッサチップの低ノイズ増幅器が生成し第一信号を受信するＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタであって、
一次側コイルを備え、第一アノード及び第一カソードを有し、該一次側コイルは前記第一信号を受信し、
二次側第一コイルを備え、第二アノード及び第二カソードを有し、
二次側第二コイルを備え、第三アノード及び第三カソードを有し、前記第二アノードを該第三カソードに接続するか、または前記第二カソードを該第三アノードに接続することによって、前記二次側第一コイル及び二次側第二コイルがそれぞれ前記第二信号及び第三信号を生成するようにし、前記第二信号及び第三信号が該ＲＦフロントエンドプロセッサチップのミキサに転送されるようにしたことを特徴とするＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタ。
【請求項１０】
前記二次側第一コイル及び二次側第二コイルと、前記一次側コイルは極性を同じにしたことを特徴とする請求項９記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタ。
【請求項１１】
前記二次側第一コイル及び二次側第二コイルと、前記一次側コイルは極性を逆にしたことを特徴とする請求項９記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタ。
【請求項１２】
前記一次側コイル及び二次側コイルは極性が同じであり、該一次側コイル及び該二次側第二コイルは極性を逆にしたことを特徴とする請求項９記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタ。
【請求項１３】
前記一次側コイル及び二次側第一コイルは極性が逆であり、該一次側コイル及び
二次側第二コイルは極性を同じにしたことを特徴とする請求項９記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタ。
【請求項１４】
前記第一アノードは第一信号を受信し、前記第一カソードは接地したことを特徴とする請求項９記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタ。
【請求項１５】
前記第一アノードは接地し、前記第一カソードは前記第一信号を受信することを特徴とする請求項９記載のＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦフロントエンドプロセッサチップ及びそのアダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、ＲＦフロントエンドモジュールの機能はＲＦ信号受信にあり、ＲＦ信号をMF信号に転換し、後続の回路によって処理される。前記ＲＦ信号のＭＦ信号への転換は、ＲＦフロントエンドプロセッサチップが行う。
【０００３】
図１に示すように、従来のＲＦフロントエンドモジュール１０は、アンテナ１２、フィルタ１４、トランスミッタ１６、ＲＦフロントエンドプロセッサチップ１８及び共振信号発生器２０を備えている。前記アンテナ１２はＲＦ信号を受信し、アンテナ構造の設計に応じて異なる周波数のＲＦ信号を受信する。前記フィルタ１４は、ＲＦ信号を受信して、ＲＦフィルタ信号を生成する。現在、ワイヤレス通信システムは急速に発展しており、製造コストの節減と利便性のため、アンテナ１２はマルチバンドの方向へ設計されている。フィルタ１４がＲＦフィルタ信号をフィルタリングすることによって特定バンドが使用するＲＦフィルタ信号を産出して、ＲＦフロントエンドモジュール１０の後の回路が使用できるようにしている。前記トランスミッタ１６は、ＲＦフィルタ信号を受信してダブルバランシングの信号Ｓ１及びＳ２に転換する。ＲＦフロントエンドプロセッサチップ１８は、信号Ｓ１及びＳ２を受信し及び共振信号発生器２０が生成した共振信号から、中帯域信号ＳＩＦを生成してＲＦフロントエンドモジュール１０の後の回路処理と使用に供するようになっている。ここで、トランスミッタ１６は、変圧器を使用する方法で実現し、共振信号発生器２０は水晶振動子で実現することができる。
【０００４】
前記ＲＦフロントエンドプロセッサチップ１８は、低ノイズ増幅器１８２及びミキサ１８４、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１８２は信号Ｓ１及びＳ２を受信し、信号Ｓ１及びＳ２のノイズを減少させ、信号Ｓ１及びＳ２を増幅する。前記ミキサ１８４は、低ノイズ増幅器１８２が出力した信号及び上述の共振信号を受信し、中帯域信号ＳＩＦを生成する。一般に、ミキサ１８４は、ダブルバランスの構造設計を採用しており、この種の構造に対応するため、低ノイズ増幅器１８２は差動増幅回路の形式で実現しなければならない。そのために、回路の構造が複雑になり電力損失が大きく、ノイズ指数も高い。回路の構造を簡略化して電力損失とノイズ指数を低下させるＲＦフロントエンドプロセッサチップが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、ＲＦフロントエンドプロセッサチップ及びそのアダプタを提供して、ＲＦフロントエンドプロセッサチップの電力消費を節減できるようにする。
【０００６】
本発明はまた、ＲＦフロントエンドプロセッサチップ及びそのアダプタを提供して、ＲＦフロントエンドプロセッサチップのノイズ指数を低下させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＲＦフロントエンドプロセッサチップは、共振信号によってＲＦフィルタ信号を中帯域信号に転換するＲＦフロントエンドプロセッサチップであって、
低ノイズ増幅器を有して、前記ＲＦフィルタ信号を受信して第一信号を生成し、
アダプタを有して、前記第一信号を受信し第二信号及びこの第二信号に対して電気的に逆の第三信号を生成し、
ミキサを有して、前記第二信号及び第三信号を受信して、前記共振信号、第二信号及び第三信号から中帯域信号を生成する。
【０００８】
また、本発明のＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタは、ＲＦフロントエンドプロセッサチップの低ノイズ増幅器が生成し第一信号を受信するＲＦフロントエンドプロセッサチップのアダプタであって、
一次側コイルを備え、第一アノード及び第一カソードを有し、該一次側コイルは前記第一信号を受信し、
二次側第一コイルを備え、第二アノード及び第二カソードを有し、
二次側第二コイルを備え、第三アノード及び第三カソードを有し、前記第二アノードを該第三カソードに接続するか、または前記第二カソードを該第三アノードに接続することによって、前記二次側第一コイル及び二次側第二コイルがそれぞれ前記第二信号及び第三信号を生成するようにし、前記第二信号及び第三信号が該ＲＦフロントエンドプロセッサチップのミキサに転送されるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるＲＦフロントエンドプロセッサチップ及びそのアダプタは、従来のＲＦフロントエンドプロセッサチップと異なり、ＲＦフロントエンドプロセッサチップ中に、アダプタの構造を設計し、ＲＦフロントエンドプロセッサチップの低ノイズ増幅器をアダプタのプレに接続するようにして、低ノイズ増幅器は非差動増幅回路の形式で製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１１】
図２に示すものは、本発明のＲＦフロントエンドプロセッサチップ及び対応するＲＦフロントエンドモジュールの略図である。図２に示すように、ＲＦフロントエンドモジュール３０は、アンテナ３２、フィルタ３４、ＲＦフロントエンドプロセッサチップ３６及び共振信号発生器３８を備えている。前記アンテナ３２はＲＦ信号を受信し、前記フィルタ３４はＲＦ信号を受信してＲＦフィルタ信号を生成する。製造コスト節減と使用の利便性のために、前記アンテナ３２はマルチバンドの方向に設計されており、各種の異なる無線装置の使用をサポートし、フィルタ３４がＲＦ信号をフィルタリングして、特定の帯域に使用するＲＦフィルタ信号を生成し、ＲＦフロントエンドモジュール３０のポスト回路での使用に供する。
【００１２】
例えば、アンテナ３２を４〜６ＧＨｚ帯域のＲＦ信号を受信できるように設計し、この中に数多くのワイヤレスプロトコルの帯域または世界各国で使用している帯域を含み、ＲＦフロントエンドモジュール３０及びそのポストの回路が５ＧＨｚ帯域の信号使用を必要としている場合、フィルタ３４でＲＦ信号をフィルタリングし、５ＧＨｚ帯域の信号を残し、これがＲＦフィルタ信号となる。ＲＦフロントエンドプロセッサチップ３６は、ＲＦフィルタ信号を受信すると、共振信号発生器３８が生成した共振信号によって帯域信号ＳＩＦを産出し、ＲＦフロントエンドモジュール３０の後の回路が使用できるようにする。
【００１３】
ＲＦフロントエンドプロセッサチップ３６は低ノイズ増幅器３６２、アダプタ３６４及びミキサ３６６を備えている。前記低ノイズ増幅器３６２は、ＲＦフィルタ信号を受信し、ＲＦフィルタ信号のノイズをフィルタリングしＲＦフィルタ信号を増幅して信号Ｓ３を生成する。前記アダプタ３６４は、信号Ｓ３を受信すると電気的に逆の信号Ｓ４とＳ５を生成し、前記ミキサ３６６は信号Ｓ４とＳ５を受信すると、共振信号発生器３６が生成した共振信号に対応して信号Ｓ４とＳ５と共振信号をミキシングして処理した後、帯域信号ＳＩＦを生成する。ここで、アダプタ３６４は、非平衡から平衡への変成器とし、単一端入力及び二端出力の装置である。ＲＦフロントエンドプロセッサチップ３６は多数の素子を直列接続する構造の方法で設計する。
【００１４】
ここで注意するべきこととして、前記ミキサ３６６は、従来のミキサの設計方法と違いがなく、ダブルバランスの構造設計を使用し、前記アダプタ３６４は単一端入力と二端出力の装置とする。本発明の実施例では、前記アダプタ３６４を低ノイズ増幅器３６２とミキサ３６６の間に設置することによって、低ノイズ増幅器３６２の回路設計を単一端入力と二端出力にできるようにする。
【００１５】
図１に示すＲＦフロントエンドプロセッサチップ１８の構造は、前記ミキサ１８４にダブルバランスの構造設計を使用しなければならないために、低ノイズ増幅器１８２を単一端入力と二端出力の差動増幅回路構造にする必要がある。これと比較すると、本発明の実施例における低ノイズ増幅器３６２は、簡単にすることができ、回路が簡素になり、電力損失とノイズ指数も低く、当然のことにコストも節減できる。
【００１６】
更に、アダプタ３６４は一種の損失素子であり、その特性は電力を損失することと直線性に影響しないことである。多素子直列構造の設計時に、ノイズ指数の観点では、損失素子は電力を損失して利得が低下し、且つノイズ指数と最前部の回路の利得には非常に大きな関係があり、損失素子を前の方に設計するほど、ノイズ指数は大きく、直線性の観点では、損失素子を後の方に設計するほど、直線性が良好になる。以上から、ＲＦフロントエンドモジュールを設計する際には、損失素子が後にあるほど、ＲＦフロントエンドモジュールの全体のノイズ指数は低くなり直線性もよいことになる。
【００１７】
よって、本発明実施例のアダプタ３６４は、低ノイズ増幅器３６２とミキサ３６６の間に設置し、ＲＦフロントエンドモジュール３０は図１に示すＲＦフロントエンドモジュール１０のノイズ指数を低下させ、直線性もよりよくなる。この他、アダプタをＲＦフロントエンドプロセッサチップ中に設けることで、インピーダンスマッチングとして使用できる。
【００１８】
図３に示すように、図２のアダプタ３６４の一実施例では、アダプタ３６４は一次側コイル３６４２と二次側コイル３６４４及び３６４６を備える。前記一次側コイル３６４２、二次側コイル３６４４と３６４６は、それぞれアノード及びカソードを有し、図３で各アノードを黒点で表示する。すなわち、一次側コイル３６４２と二次側コイル３６４４と３６４６の極性は同じである。注意するべきこととして、一次側コイル３６４２のアノードは信号Ｓ３を受信し、カソードはＡＣ接地とし、二次側コイル３６４４のカソードは二次側コイル３６４６のアノードと電気的に接続する。設計上は、二次側コイル３６４４のカソードと二次側コイル３６４６のアノードは、フローティングの方法で表し、二次側コイル３６４４及び３６４６が差動するとき、二次側コイル３６４４のカソードと二次側コイル３６４６のアノードの電位はゼロであり、仮想接地を形成して、二次側コイル３６４４のカソードと二次側コイル３６４６のアノードが電気的接続効果を達成する。
【００１９】
図２及び図３に示すように、一次側コイル３６４２は信号Ｓ３を受信すると、レンツの法則の原理により二次側コイル３６４４と３６４６は信号Ｓ３と電気的に逆の信号を生成する。即ち、二次側コイル３６４４のアノードが感応して生成する信号Ｓ４と二次側コイル３６４６のカソードが感応して生成する信号Ｓ５となる。注意すべきこととして、本発明実施例は、二次側コイル３６４４のカソードと二次側コイル３６４６のアノードとの接続を採用しているため、信号Ｓ４及びＳ５は電気的に逆になっている。一次側コイル３６４２もカソードが信号Ｓ３を受信し、アノードをＡＣ接地とすることができ、同様に二次側コイル３６４４及び３６４６が信号Ｓ４及びＳ５を産出する目的を達成できる。
【００２０】
図４は図２のアダプタ３６４のもう一つの実施例であり、動作原理は図３と同じである。図３との違いは、二次側コイル３６４４のアノードは二次側コイル３６４６のカソードと電気的に接続しているが、レンツの法則の原理により、二次側コイル３６４４と３６４６のアノードは依然として信号Ｓ３と電気的に逆の信号を生成することである。  
したがって、アダプタ３６４の一次側コイル３６４２と二次側コイル３６４４及び３６４６の極性は同じまたは逆を選択することができる。しかし、接続方法は、二次側コイル３６４４のアノードと二次側コイル３６４６のカソードの電気的接続または二次側コイル３６４４のカソードと二次側コイル３６４６のアノードの電気的接続でなければならず、二次側コイル３６４４と３６４６が電気的に逆の信号Ｓ４とＳ５を生成するようにする。
【００２１】
図５は本発明実施例の低ノイズ増幅器の構造を示し、図２と対照すると、本発明実施例ではアダプタを低ノイズ増幅器とミキサの間に設置することによって、低ノイズ増幅器３６２を図５に示す回路に設計することができる。低ノイズ増幅器３６２は、キャパシタ３６２１、３６２６、３６２８、インダクタ３６２２、３６２４、３６２５、トランジスタ３６２３、ＭＯＳトランジスタ３６２７、レジスタ３６２９を備える。インダクタ３６２２は、キャパシタ３６２１及びトランジスタ３６２３のベースの間に接続し、インダクタ３６２４はトランジスタ３６２３のエミッタと接地端の間に接続する。インダクタ３６２５は、トランジスタ３６２３のコレクタとＭＯＳトランジスタ３６２７のソースの間に接続し、トランジスタ３６２３の負荷とする。キャパシタ３６２６は、ＭＯＳトランジスタ３６２７のソースと接地端の間に接続する。インダクタ３６２９は、直流電源ＶｃｃとＭＯＳトランジスタ３６２７のゲートの間に接続する。
【００２２】
ＭＯＳトランジスタ３６２７のドレインは、図３の一次側コイル３６４２のアノードに接続する。キャパシタ３６２１、インダクタ３６２２及び３６２４が一帯域で共振するように設計して、キャパシタ３６２１が図２のフィルタ３４が産出した信号を受信するようにし、更にトランジスタ３６２３をトランスコンダクタンス増幅器とし、キャパシタ３６２１が受信した信号を増幅してトランジスタ３６２３のコレクタから出力する。続いて、ＭＯＳトランジスタ３６２７を増幅器とすることによって、トランジスタ３６２３のコレクタが出力した信号を増幅してＭＯＳトランジスタ３６２７のドレインに出力し、図３の一次側コイル３６４２のアノードが信号Ｓ３を受信するようにする。
【００２３】
直流電源Ｖｃｃが交流信号分析を行うとき、ＡＣ接地とし、つまり、図３の一次側コイル３６４２のカソードと接続する。注意するべきこととして、キャパシタ３６２８をＭＯＳトランジスタ３６２７のＡＣ接地とし、インダクタ３６２９の接地はトランジスタ３６２３のコレクタが出力した信号が直流電源Ｖｃｃから図３の一次側コイル３６４２のカソードに出力されるのを防止するためである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来のＲＦフロントエンドモジュールの概略図である。
【図２】本発明実施例のＲＦフロントエンドプロセッサチップ及びこれに対応するＲＦフロントエンドモジュールを示す概略図である。
【図３】本発明実施例のアダプタの構造を示す概略図である。
【図４】本発明実施例のアダプタの構造を示す略図である。
【図５】本発明実施例の低ノイズ増幅器の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０   ＲＦフロントエンドモジュール
１２   アンテナ
１４   フィルタ
１６   トランスミッタ
１８   ＲＦフロントエンドプロセッサチップ
１８２ 低ノイズ増幅器
１８４ ミキサ
２０   共振信号発生器
３０   ＲＦフロントエンドモジュール
３２   アンテナ
３４   フィルタ
３６   ＲＦフロントエンドプロセッサチップ
３６２ 低ノイズ増幅器
３６２１      キャパシタ
３６２２      インダクタ
３６２３      トランジスタ
３６２４      インダクタ
３６２５      インダクタ
３６２６      キャパシタ
３６２７      ＭＯＳトランジスタ
３６２８      キャパシタ
３６２９      レジスタ
３６４ アダプタ
３６４２      一次側コイル
３６４４      二次側コイル
３６４６      二次側コイル
３６６ ミキサ
３８   共振信号発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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