多系統整合的調制模塊及其通訊裝置制造方法
【專利摘要】本發明實施例在于提供一種多系統整合的調制模塊。調制模塊包括第一調制電路與第二調制電路。第一調制電路與第二調制電路分別包括高頻振蕩器、至少一高頻混頻器以及低頻振蕩器、至少一低頻混頻器。第二調制電路耦接于第一調制電路。所述高頻混頻器耦接于高頻振蕩器，以及所述低頻混頻器耦接于低頻振蕩器。高頻混頻器以及低頻混頻器分別提供至少一高頻訊號以及至少一低頻訊號。混頻器用以將通過的至少一射頻訊號與高頻或低頻訊號進行混頻。調制模塊藉由第一調制電路形成第一訊號路徑，以及藉由第一調制電路與第二調制電路形成第二訊號路徑。
【專利說明】多系統整合的調制模塊及其通訊裝置

【技術領域】
[0001]本發明提供一種調制模塊，特別是關于一種多系統整合的調制模塊及其通訊裝置。

【背景技術】
[0002]隨著無線通信科技不斷地發展，各種具有不同功能的移動通訊裝置，例如智能型手機、個人數字助理等，已成為現代人日常生活中不可或缺的溝通工具。然而，經過長久的通訊技術演進，通常通訊裝置中存在著多種不同的通訊技術，因此各通訊技術之間如何在通訊裝置中順利地運作已成為無線通信重要的課題。
[0003]以常用的短距離通訊技術來說，2.4GHz ISM(工業、科學與醫療)頻段則為一種常見的實施環境。在實際的實施環境中，二個協議的收發調制電路位于靠近彼此的位置上或甚至在相同裝置(例如，手持式的移動通訊裝置)中。舉例來說，用于IEEE802.llb/g無線LAN(局域網絡)訊號的收發調制電路可與用于藍牙(Bluetooth)訊號的收發調制電路位于鄰近位置或位于相同裝置中。IEEE802.llb/g與藍牙共享2.4GHz頻段，由于此兩個通訊技術操作在相近頻率(振蕩頻率于2.4?2.48GHz之間)，因此隨著收發調制電路上距離相近，將更容易導致調制過程中二個收發調制電路之間產生彼此干擾(Interference)或頻率拉扯效應(Pulling Effect)。
[0004]請參閱本申請圖1，圖1為傳統使用WiFi與藍牙技術的通訊裝置的方塊圖。如圖1所示，通訊裝置I包括第一調制模塊11、第二調制模塊12、第一通訊電路13(包括具有模擬數字轉換器131a與數字模擬轉換器131b的數模轉換模塊131與第一通訊電路運算單元132)、第二通訊電路14(包括具有模擬數字轉換器141a與數字模擬轉換器141b的數模轉換模塊141與第一通訊電路運算單元142)、切換器15以及天線16。第一調制模塊11具有訊號放大模塊111 (包括低噪聲放大器1111與功率放大器1112)、WiFi調制電路112(包括高頻振蕩器1121與高頻混頻器1122)與濾波模塊113 (包括濾波器113a、113b與電壓增益放大器114)。第二調制模塊12具有訊號放大模塊121 (包括低噪聲放大器1211與功率放大器1212)、藍牙調制電路122(包括高頻振蕩器1221與高頻混頻器1222)與濾波模塊123 (包括濾波器123a、123b與電壓增益放大器1124)。第一調制模塊11耦接于第一通訊電路13，第一調制模塊11更具有第一接收端Ila與第一傳送端Ilb分別耦接于切換器15。第二調制模塊12耦接于第二通訊電路14，第二調制模塊12更具有第二收發端12a耦接于切換器15。天線16透過切換器15切換于第一調制模塊11與第二調制模塊12的第一接收端11a、第一傳送端Ilb以及第二收發端12a之間。當切換器15切換于第一接收端Ila時用以接收WiFi訊號或藍牙訊號，當切換器15切換于第一傳送端Ilb時用以傳送WiFi訊號，當切換器15切換于第二收發端12a時用以接收或傳送藍牙訊號。
[0005]在電路設計上，如圖1所示，傳統的WiFi與藍牙技術共存的通訊裝置I通常都分別具有各自的訊號放大模塊111、121、濾波模塊113、123、高頻混頻器1122、1222以及高頻振蕩器1121、1221。高頻混頻器1122具有高頻接收混頻單元1122a與高頻傳送混頻單元1122b，高頻混頻器1222具有高頻接收混頻單元1222a與高頻傳送混頻單元1222b。特別須注意的是，一般來說，高頻電路在電路設計需求上通常需要較大電路面積，因此會具有較高的成本。在使用者追求輕薄短小的潮流中，縮小電路面積亦為重要課題。
[0006]另一方面來說，用于藍牙訊號調制的第二調制模塊12與用于WiFi訊號調制的第一調制模塊11彼此位于鄰近位置時，因為用于藍牙訊號調制的第二調制模塊12在發送藍牙訊號并無法同時進行發射WiFi訊號，故通訊裝置I并無法支持藍牙與WiFi 二者的高任務周期運作。換句話說，當切換器15切換于第二收發端12a時，通訊裝置I僅僅只能傳送藍牙訊號。因此，若通訊裝置I欲在第一傳送端I Ib傳送WiFi訊號，則需要等待切換器15切換至第一傳送端Ilb時才能進行傳送，進而導致較差的傳輸質量以及較高的延遲(latency)。然而，對延遲問題敏感的應用程序(例如VoIP(因特網語音協議))來說，此種行為尤其會產生問題。因為此類的訊務是語音訊務，故無法容忍嚴重的延遲問題，且沖突問題將會導致相當差質量的音頻傳輸。總而言之，在無線通信技術中，使用共享頻段的多通訊協議的通訊裝置的電路架構仍具有許多改善的空間。


【發明內容】

[0007]本發明實施例在于提供一種多系統整合的調制模塊，具有至少一收發端。調制模塊包括第一調制電路與第二調制電路。第一調制電路包括高頻振蕩器與至少一高頻混頻器，第二調制電路包括低頻振蕩器與至少一低頻混頻器。第二調制電路耦接于第一調制電路。所述高頻混頻器耦接于高頻振蕩器，以及所述低頻混頻器耦接于低頻振蕩器。高頻混頻器提供至少一高頻訊號，以及低頻混頻器提供至少一低頻訊號。所述高頻混頻器用以將通過的至少一射頻訊號與高頻訊號進行混頻，以及所述低頻混頻器用以將通過的所述射頻訊號與低頻訊號進行混頻。調制模塊藉由第一調制電路形成第一訊號路徑，以及藉由第一調制電路與第二調制電路形成第二訊號路徑。
[0008]本發明實施例在于提供一種通訊裝置，此通訊裝置包括多系統整合的調制模塊以及天線，其中天線耦接于多系統整合的調制模塊的至少一收發端，且多系統整合的調制模塊為上述的多系統整合的調制模塊，其中天線用以接收或傳送射頻訊號。
[0009]綜合上所述，透過本發明實施例所提出的多系統整合的調制模塊，利用共同使用一個高頻振蕩器為主要混頻單元以及一個低頻振蕩器電路作頻率微調動作的組合方式，分別能夠產生第一通訊電路與第二通訊電路的訊號。避免傳統上不同通訊電路都必須使用高頻振蕩器來分別調制不同通訊系統的訊號，造成不同通訊系統間電路上的頻率干擾或拉扯效應。再者，使用低頻振蕩器的方式并不像高頻的需要較大的電路面積，更能夠有效節省在整體通訊電路上的面積以及制造上的成本。
[0010]更值得一提的是，透過本發明實施例所提出的多系統整合的調制模塊能夠同時接收或發送第一通訊系統與第二通訊系統的訊號，因此能夠有效提升吞吐量以及傳輸質量。
[0011]為能更進一步了解本發明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖式僅用來說明本發明，而非對本發明的權利范圍作任何的限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為傳統使用WiFi與藍牙技術的通訊裝置的方塊圖。
[0013]圖2為本發明實施例的具有多系統整合的調制模塊的通訊裝置的方塊圖。
[0014]圖3為本發明實施例的具有多系統整合的調制模塊的通訊裝置的細部方塊圖。
[0015]圖4為本發明實施例的第二調制電路的細部方塊圖。
[0016]圖5為本發明實施例的通訊裝置的應用示意圖。
[0017]圖6A為傳統使用WiFi與藍牙技術的通訊裝置的WiFi訊號與藍牙信號在時間軸上的訊號傳輸示意圖。
[0018]圖6B為本發明實施例多系統整合的調制模塊的WiFi訊號與藍牙信號時間軸上的訊號傳輸不意圖。
[0019]其中，附圖標記說明如下:
[0020]1、2、3:通訊裝置
[0021]11:第一調制模塊
[0022]111、121、311、316:訊號放大模塊
[0023]1111、1211、3211:低噪聲放大器
[0024]1112、1212、3212、3111:功率放大器
[0025]112:WiFi 調制電路
[0026]1121、1221、3121、241:高頻振蕩器
[0027]1122、1222、3122、242:高頻混頻器
[0028]1122a、1222a、3122a:高頻接收混頻單元
[0029]1122b、1222b、3122b:高頻傳送混頻單元
[0030]113a、113b、123a、123b:濾波器
[0031]114、124、314、317、324:電壓增益放大器
[0032]Ila:第一接收端
[0033]Ilb:第一傳送端
[0034]12:第二調制模塊
[0035]122:藍牙調制電路
[0036]12a:第二收發端
[0037]21、31:調制模塊
[0038]2la、3Ia:第一傳送端
[0039]21b,31b:第二收發端
[0040]13、22、32:第一通訊電路
[0041]14、23、33:第二通訊電路
[0042]131、141、321、331:數模轉換模塊
[0043]131a、141a、321a、331a:模擬數字轉換器
[0044]131b、141b、321b、331b:數字模擬轉換器
[0045]132、322:第一通訊電路運算單元
[0046]142、332:第二通訊電路運算單元
[0047]24、312:第一調制電路
[0048]25、315:第二調制電路
[0049]3152,251:低頻振蕩器
[0050]31521:振蕩頻率產生單元
[0051]31522:正負頻控制單元
[0052]En_Q+:相位控制開關
[0053]3151、252:低頻混頻器
[0054]3151a:低頻接收混頻單元
[0055]3151a_1:同向低頻接收混頻單元
[0056]3151a_Q:正交低頻接收混頻單元
[0057]3151b:低頻傳送混頻單元
[0058]26a、26b:訊號放大模塊
[0059]113、123、27a、27b、313、318:濾波模塊
[0060]313a、313b、318a、318b:濾波器
[0061]15、28、35:切換器
[0062]151、281、351:切換開關
[0063]16、29、36:天線
[0064]201:第一訊號路徑
[0065]202:第二訊號路徑
[0066]301a:第一訊號接收路徑
[0067]301b:第一訊號傳送路徑
[0068]302a:第二訊號接收路徑
[0069]302b:第二訊號傳送路徑
[0070]L0_Q_:本地同向負頻率
[0071]L0_Q+:本地同向正頻率
[0072]L0_1-:本地正交負頻率
[0073]L0_I+:本地正交正頻率
[0074]IF_Q_:中心同向正頻率
[0075]IF_Q+:中心同向正頻率
[0076]IF_I_:中心正交負頻率
[0077]IF_I+:中心正交正頻率
[0078]I+、1-、Q+、Q-:振蕩頻率產生單元的輸出端
[0079]51 =WiFi 基地臺
[0080]52:藍牙耳機
[0081]53:手機

【具體實施方式】
[0082]在下文將參看附圖更充分地描述各種例示性實施例，在附圖中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限于本文中所闡述的例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向本領域技術人員充分傳達本發明概念的范疇。在諸圖中，可為了清楚而夸示層及區的大小及相對大小。類似數字始終指示類似組件。
[0083]應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種組件，但此等組件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一組件與另一組件。因此，下文論述的第一組件可稱為第二組件而不偏離本發明概念的教示。如本文中所使用，術語「或」視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一者或者多者的所有組合。
[0084][多系統整合的調制模塊實施例]
[0085]請參閱圖2，圖2為本發明實施例的具有多系統整合的調制模塊的通訊裝置的方塊圖。本發明提供一種多系統整合的調制模塊21。圖2中通訊裝置2包括調制模塊21、第一通訊電路22、第二通訊電路23、切換器28以及天線29。調制模塊21具有第一傳送端21a與第二收發端21b，調制模塊21包括第一調制電路24、第二調制電路25、訊號放大模塊26a、26b、與濾波模塊27a、27b。第一調制電路24包括高頻振蕩器241以及高頻混頻器242，第二調制電路包括低頻振蕩器251以及低頻混頻器252。高頻振蕩器241耦接于高頻混頻器242，低頻振蕩器251耦接于低頻混頻器252。調制模塊21耦接于第一通訊電路22與第二通訊電路23，且調制模塊21的第一傳送端21a與第二收發端21b耦接于切換器28，切換器28更進一步耦接至天線29。
[0086]在本發明實施例中，調制模塊21中具有第一訊號路徑201與第二訊號路徑202，其中第一訊號路徑201指訊號通過第一調制電路24所形成的訊號接收路徑，第二訊號路徑202指訊號通過第一調制電路24與該第二調制電路25所形成的訊號接收路徑。
[0087]第一通訊系統的數據訊號被調制模塊21的第一通訊電路22所接收，第一通訊系統的數據訊號接著通過調制模塊21的第一調制電路24以調制高頻振蕩信號(透過將數據訊號與高頻振蕩訊號混頻來達到)，產生第一射頻訊號，然后，第一射頻訊號經由調制模塊21的第一傳送端21a或者第二收發端21b傳送至天線29，以將第一射頻訊號發射其他通訊裝置(圖未示)。
[0088]另外，在第一訊號路徑201中，調制模塊21可從天線29接收其他通訊裝置所發射的第一射頻訊號。調制模塊21的第一調制電路24經由調制模塊21的第二收發端21b接收第一射頻訊號，且透過第一調制電路24與濾波模塊27a可以將接收到的第一射頻訊號解調成第一通訊系統的數據訊號(透過將第一射頻訊號與高頻振蕩訊號混頻并將混頻訊號進行濾波來達到)，并將第一通訊系統的數據訊號傳送至第一通訊電路22。
[0089]第二通訊系統的數據訊號被調制模塊21的第二通訊電路23接收，第二通訊系統的數據訊號接著通過第二調制電路25對低頻振蕩訊號進行調制(透過將數據訊號與低頻振蕩訊號混頻來達到)，接著，調制后的低頻振蕩訊號通過第一調制電路21對高頻振蕩訊號進行調制(透過將調制后的低頻振蕩訊號與高頻振蕩訊號進行混頻來達成)，并產生第二射頻訊號，然后，第二射頻訊號經由調制模塊21的第二收發端21b傳送至天線29，以將第二射頻訊號發射至其他通訊裝置(圖未示)。
[0090]另外，在第二訊號路徑202中，調制模塊21可從天線29接收其他通訊裝置所發射的第二射頻訊號。調制模塊21的第一調制電路24經由第二收發端21b接收第二射頻訊號，第一調制電路24、第二調制電路25與濾波模塊27b將第二射頻訊號解調制成第二通訊系統的數據訊號(透過將第二射頻訊號先與高頻振蕩訊號作混頻后，將混頻后的訊號再與低頻振蕩訊號進行混頻，再對最后的混頻訊號進行濾波來達到)，并將第二通訊系統的數據訊號傳送至第二通訊電路23。
[0091]訊號放大模塊26a的一端稱接第一調制電路24,訊號放大模塊26a的另一端I禹接于第一傳輸端21a。訊號放大模塊26b的一端稱接第一調制電路24,訊號放大模塊26b的另一端稱接于第二收發端21b。于發送第一射頻訊號時,訊號放大模塊26a或26b用以對第一射頻訊號進行功率放大的動作，且于發送第二射頻訊號時，訊號放大模塊26b用以對第二射頻訊號進行功率放大的動作，使其在天線29發射時具有較佳的傳輸質量，其中第一通訊系統的數據訊號與第二通訊系統的數據訊號被用于產生第一射頻訊號與第二射頻訊號。于接收第一射頻訊號與第二射頻訊號時，訊號放大模塊26b用以對第一射頻訊號與第二射頻訊號進行放大(例如，低噪聲放大)。
[0092]濾波模塊27a的一端稱接于第一通訊電路22,濾波模塊27a的另一端稱接于第一調制電路24，且設置于第一通訊路徑201上。濾波模塊27b的一端耦接于第二通訊電路23，濾波模塊27b的另一端耦接于第二調制電路25，且設置于第二通訊路徑202上。濾波模塊27a與27b用以去除第一通訊系統的數據訊號、第二通訊系統的數據訊號與來自于高頻混頻器242與低頻混頻器252的混頻訊號中不必要的訊號部分，并用以增強其所需要的訊號部分。在本發明實施例中，第一調制電路24透過高頻振蕩器241與高頻混頻器242的作用，可以將所接收到的第一或第二射頻訊號與高頻振蕩訊號進行混頻，使得混頻后的第一或第二射頻訊號為高頻訊號。因此本發明實施例中濾波模塊27a與27b可以由高通濾波器來實現，容許高頻訊號通過，但減弱或去除訊號中頻率低于截止頻率的訊號部分，加強訊號中所需要的訊號部分。第一通訊系統或第二通訊系統可以是2.4GHz ISM協議中的藍牙(Bluetooth) >802.llb/g(ffiFi)或者是Zigbee等通訊協議,另外亦為可用于其他ISM頻段外的其他多通訊協議共享的頻段的通訊系統。總而言之，本發明并不以第一通訊系統與第二通訊系統的頻帶與類型做為限制。
[0093]值得一提的是，在第二通訊系統的數據訊號的傳輸中，第一調制電路24、第二調制電路25與濾波模塊27b會對第二射頻信號進行解調，或者是第二通訊系統的數據訊號依序地經過第二調制電路25與第一調制電路24產生第二射頻訊號。在解調第二射頻訊號時(亦即第二收發端21b用以接收來自于其他通訊裝置所傳送的第二射頻訊號時，也就是使用第二訊號路徑202進行訊號接收時)，第一調制電路24中的高頻混頻器242先將天線29所接收到第二射頻訊號與高頻振蕩器241產生的高頻振蕩信號進行混頻，接著再將混頻后的第二射頻訊號傳送至第二調制電路25，混頻后的第二射頻訊號(屬于高頻訊號)再與低頻振蕩器251所產生的低頻振蕩訊號于低頻混頻器252進行混頻，以產生混頻訊號，接著，濾波模塊27b對此混頻訊號濾波，以產生第二通訊系統的數據訊號。換言之，第二射頻訊號在第一調制電路24被混頻后依然為高頻訊號，故可僅利用第二調制電路25對混頻后的第二射頻訊號作頻率微調的動作，并搭配后端的濾波模塊27b的濾波動作，以解調出第二通訊系統的數據訊號。
[0094]在欲發射第二射頻訊號時，第二調制電路25中低頻混頻器252會先將第二通訊系統的數據訊號與低頻振蕩器251產生的低頻振蕩信號進行第一次混頻。接著，經過第一次混頻的第二通訊系統的數據訊號會被第一調制電路24所接收并進行第二次混頻，亦即，第一調制電路24中的高頻混頻器242會將低頻混頻器252所產生的混頻訊號與高頻振蕩器241所產生的高頻振蕩訊號進行混頻，以藉此產生相關于第二通訊系統的數據訊號的第二射頻訊號，而完成調制的動作。之后，第二射頻訊號會經由第二收發端21b送至天線29發送。
[0095]在第一通訊系統的數據訊號的傳輸中，第一調制電路24會對第一射頻信號進行解調，或者是第一通訊系統的數據訊號經過第一調制電路24來調制高頻振蕩訊號以產生第一射頻訊號。在解調第一射頻訊號時(亦即第二收發端21b用以接收來自于其他通訊裝置所傳送的第一射頻訊號時，也就是使用第一訊號路徑201進行訊號接收時)，高頻混頻器242將天線29所接收到第一射頻訊號與高頻振蕩器241所產生的高頻振蕩信號進行混頻，并搭配后端的濾波模塊27a的濾波動作，以解調出第一通訊系統的數據訊號。
[0096]在欲發射第一射頻訊號時，高頻混頻器242將天線29所接收到第一通訊系統的數據訊號與高頻振蕩器241所產生的高頻振蕩信號進行混頻，以產生第一射頻訊號，而完成調制的動作。之后，第一射頻訊號可經由第一傳送端21a或第二收發端21b送至天線29發送。
[0097]由上可以得知，無論在第一訊號路徑201與第二訊號路徑202的訊號接收上，在第一射頻訊號與第二射頻訊號于解調的過程中，第一訊號路徑201與第二訊號路徑202所進行的訊號接收本質上為高頻訊號接收。
[0098]換句話說，第一通訊系統的數據訊號是透過調制模塊21中的第一調制電路24的高頻振蕩器241、高頻混頻器242以及濾波模塊27a對第一射頻訊號進行解調而產生。第二通訊系統的數據訊號亦藉由第一調制電路24的高頻振蕩器241、高頻混頻器242將接收的第二射頻訊號進行高頻訊號混頻，接著再藉由第二調制電路25的低頻振蕩器251與低頻混頻器252將混頻后的第二射頻信號(其為高頻訊號)再次進行微調，并搭配后端的濾波模塊27b的濾波動作，以解調出第二通訊系統的數據訊號。第一通訊系統或第二通訊系統的數據訊號所對應的第一射頻訊號與第二射頻訊號都會先被同一個第一調制電路24的高頻混頻器242作混頻，且經第一調制電路24混頻后的第二射頻訊號再被第二調制電路24的低頻混頻器252作相應于第二通訊系統的數據訊號的頻率的微調(透過使用低頻振蕩信號對混頻后的第二射頻訊號進行混頻)。因此，本發明實施例中多系統整合的調制模塊21僅僅需要一個高頻的振蕩器，故能夠節省調制模塊21的電路架構的成本、面積與消耗功率。
[0099]請參閱圖3，圖3為本發明實施例的具有多系統整合的調制模塊的通訊裝置的細部方塊圖。通訊裝置3包括調制模塊31、第一通訊電路32、第二通訊電路33、切換器35以及天線36。第一通訊電路32包括數模轉換模塊321與第一通訊電路運算單元322，第二通訊電路33包括數模轉換模塊331與第二通訊電路運算單元332。調制模塊31具有第一傳送端3la、第二收發端31b,調制模塊31包括訊號放大模塊311、316、第一調制電路312、第二調制電路315、濾波模塊313、318與電壓增益放大器314、324、317。訊號放大模塊311具有功率放大器3111,訊號放大模塊316包括低噪聲放大器3211以及功率放大器3212。第一調制電路312包括高頻振蕩器3121以及高頻混頻器3122，第二調制電路315包括低頻振蕩器3152以及低頻混頻器3151。濾波模塊313包括濾波器313a以及濾波器313b，濾波模塊318包括濾波器318a以及濾波器318b。高頻混頻器3122更包括高頻接收混頻單元3122a以及高頻傳送混頻單元3122b，低頻混頻器3151包括低頻接收混頻單元3151a以及低頻傳送混頻單元3151b。低頻振蕩器3152更包括振蕩頻率產生單元31521以及正負頻控制單元31522。數模轉換模塊331包括模擬數字轉換器331a與數字模擬轉換器331b，數模轉換模塊321包括模擬數字轉換器321a與數字模擬轉換器321b。
[0100]在通訊裝置3中，調制模塊31耦接于第一通訊電路32與第二通訊電路33，且調制模塊31的第一傳送端31a與第二收發端31b耦接于切換器35，切換器35進一步耦接于天線29。
[0101]在調制模塊31中，功率放大器3111 —端耦接于第一傳送端31a，另一端耦接于高頻傳送混頻單元3122b。訊號放大模塊316的低噪聲放大器3211與功率放大器3212共同耦接于調制模塊31的第二收發端31b。低噪聲放大器3211的另一端耦接于高頻接收混頻單元3122a的第一端，功率放大器3212的另一端耦接于高頻傳送混頻單元3122b的第一端。高頻接收混頻單元3122a的第二端稱接于低頻接收混頻單元3151a的第一端,高頻傳送混頻單元3122b的第二端耦接于低頻接收混頻單元3151b的第一端。濾波器313a與313b分別耦接于高頻接收混頻單元3122a的第二端與高頻傳送混頻單元3122b的第二端。濾波器318a與318b分別耦接于低頻接收混頻單元3151a的第二端與低頻傳送混頻單元3151b的第二端。電壓增益放大器314與324分別耦接于濾波器313a與濾波器318a。電壓增益放大器317耦接于高頻傳送混頻單元3122b與低頻傳送混頻單元3151b之間。
[0102]第一調制電路32的模擬數字轉換器321a的第一端與數字模擬轉換器321b的第一端分別耦接于調制模塊31中的電壓增益放大器314與濾波器313b。模擬數字轉換器321a的第二端與數字模擬轉換器321b的第二端耦接于第一通訊電路運算單元322。
[0103]第二調制電路33的模擬數字轉換器331a的第一端與數字模擬轉換器331b的第一端分別耦接于調制模塊31中的電壓增益放大器324與濾波器318b。模擬數字轉換器331a的第二端與數字模擬轉換器331b的第二端耦接于第二通訊電路運算單元332。
[0104]在本發明實施例中，調制模塊31具有第一訊號接收路徑301a、第一訊號傳送路徑301b、第二訊號接收路徑302a與第二訊號傳送路徑302b。第一訊號路徑301指訊號通過第一調制電路312中的高頻接收混頻單元3122a、濾波器313a以及電壓增益放大器314所形成的訊號接收路徑；第一訊號傳送路徑301b系指訊號通過濾波器313b與第一調制電路312中的高頻傳送混頻單元3122b所形成的訊號傳送路徑。第二訊號接收路徑302a系指訊號通過第一調制電路312中的高頻接收混頻單元3122a、第二調制電路315中的低頻振蕩器3152、低頻接收混頻單元3151a、濾波器318a以及電壓增益放大器324所形成的訊號接收路徑；第二訊號傳送路徑302b系指訊號通過濾波器318b、第二調制電路315中的低頻傳送混頻單元3151b與第一調制電路312中的高頻傳送混頻單元3122b所形成的訊號傳送路徑。
[0105]第一訊號接收路徑301a與第一訊號發送路徑301b用以接收或發送第一通訊系統的數據訊號時，對應地進行所需的調制或解調。第二訊號接收路徑302a與第二訊號發送路徑302b系用以接收或發送第二通訊系統的數據訊號時，對應地進行所需的調制或解調。后續將詳細說明第一訊號接收路徑301a、第一訊號發送路徑301b、第二訊號接收路徑302a與第二發送訊號路徑302b的訊號傳輸的詳細流程。
[0106]在第一訊號接收路徑301a中，調制模塊31可藉由切換器35的切換開關351切換連接至第二收發端31b時，接收天線29所接收到其他通訊裝置所發送的第一射頻訊號。此時，第一射頻訊號經由第二收發端31b被傳遞至低噪聲放大器3211對其進行低噪聲放大，以便后續訊號處理。接著，放大后的第一射頻訊號經由第一調制電路312進行混頻。在第一調制電路312中，高頻振蕩器3121產生高頻振蕩訊號，并將此高頻振蕩訊號與放大后的第一射頻訊號于高頻接收混頻單元3122a進行混頻，產生輸出關于第一通訊系統的數據訊號的混頻訊號。混頻訊號經由濾波器313a將其去除訊號中不必要的訊號部分，以完成第一射頻訊號的解調動作。接著，電壓增益放大器314對濾波后的混頻訊號進行放大，并輸出至第一通訊電路32中的模擬數字轉換器321a，模擬數字轉換器321a將放大后的混頻訊號轉換，以獲得第一通訊系統的數據訊號并接收于第一通訊電路運算單元322進行后續的數據處理。
[0107]在第一訊號發送路徑301b中，第一通訊系統的數據訊號藉由第一通訊電路32的第一通訊電路運算單元322將數據訊號經由數字模擬轉換器321b轉換成模擬的數據訊號后傳送至調制模塊31的濾波器313b。濾波器313b將收到的模擬的數據訊號進行濾波后，將濾波后的數據訊號傳遞至第一調制電路312進行混頻。第一調制電路312中的高頻傳送混頻器3122b將高頻振蕩器3121所產生的高頻振蕩訊號以及濾波后的數據訊號進行混頻，以產生第一射頻訊號。在第一通訊系統的數據訊號發送的過程中，隨著切換器35的切換時序，第一通訊系統的數據訊號所對應的第一射頻訊號可藉由第一傳送端31a或第二收發端31b被傳送至天線29后，再被發送至其他的通訊裝置。第一射頻訊號若藉由第一傳送端31a傳送時，第一射頻訊號則可藉由功率放大器3111將其訊號功率放大，再進行傳送；另外，若第一射頻訊號藉由第二收發端31b傳送時，第一射頻訊號則藉由功率放大器3212將其訊號功率放大,再進行傳送。
[0108]在第二訊號接收路徑302a中，調制模塊31可藉由切換器35的切換開關351切換連接至第二收發端31b時，接收天線29所接收到其他通訊裝置的第二射頻訊號。此時，第二射頻訊號經由第二收發端31b被傳遞至低噪聲放大器3211對其進行低噪聲訊號放大，以便后續訊號處理。放大后的第二射頻訊號會先經由第一調制電路312進行第一次的混頻。在第一調制電路312中，聞頻振蕩器3121廣生聞頻振蕩訊號，并將此聞頻振蕩訊號與放大后的射頻訊號于高頻接收混頻單元3122a進行混頻，后輸出至第二調制電路315進行第二次混頻。接著，第二調制電路315中的低頻接收混頻單元3151a對接收到進行高頻混頻后的第二射頻訊號進行混頻。值得注意的是，第二調制電路315的低頻振蕩器3152產生低頻振蕩訊號用以對所收到高頻混頻后的第二射頻訊號做頻率調整的混頻動作。換句話說，第二通訊系統需藉由第一調制電路315與第二調制電路318兩段式混頻，而產生關于第二通訊系統的數據訊號的混頻訊號。混頻訊號經由濾波器318a將其去除訊號中不必要的訊號部分，接著再藉由電壓增益放大器324將濾波后的混頻訊號輸出至第二通訊電路33中的模擬數字轉換器331a，模擬數字轉換器331a將混頻訊號轉換獲得第二通訊系統的數據訊號并接收于第二通訊電路運算單元332進行后續的數據處理。
[0109]在第二訊號發送路徑302b中，第二通訊系統的數據訊號藉由第二通訊電路33的第二通訊電路運算單元332將數據經由數字模擬轉換器331b轉換成模擬的數據訊號后傳送至調制模塊31的濾波器318b。濾波器318b將收到的模擬的數據訊號進行濾波后，將濾波后的數據訊號傳遞至第二調制電路315進行第一次的混頻。第二調制電路315中的低頻傳送混頻器3151b將低頻振蕩器3152所產生的低頻振蕩訊號以及將濾波后的數據訊號做第一次混頻。接著，再經由第二調制電路315中的高頻傳送混頻器3122b將第一次混頻后的數據訊號與高頻振蕩器3121所產生的高頻振蕩訊號進行混頻，以產生第二射頻訊號。在第二通訊系統的數據訊號發送過程中，亦可隨著切換器35的切換時序，第二射頻訊號可藉由第一傳送端31a或第二收發端31b傳送至天線29，再發送至其他的通訊裝置。
[0110]值得一提的是，在第二訊號發送路徑302b中更藉由電壓增益放大器317將第二調制電路25所輸出的第一次混頻后的數據訊號進行增益調整。舉例來說，若第一通訊系統為WiFi系統，第二通訊系統為藍牙系統，通常在數據發送時，WiFi系統的訊號功率較高于藍牙系統的訊號功率，因此可透過電壓增益放大器317將藍牙的訊號功率調低，避免藍牙訊號功率過大，影響WiFi訊號。
[0111]請同時參閱圖3與圖4，圖4為本發明實施例的第二調制電路的細部方塊圖。低頻振蕩器3152包括振蕩頻率產生單元31521以及正負頻控制單元31522。振蕩頻率產生單元31521耦接于正負頻控制單元31522。振蕩頻率產生單元31521產生低頻訊號(O?80MHz)，因此在本地振蕩路徑上加上正負頻控制單元31522所造成的同向正交不平衡(IQimbalance)對于制程上較輕微，故在電路的設計上可以達到電路面積較小的優點。
[0112]舉例來說，第一通訊系統與第二通訊系統分別為WiFi與藍牙通訊系統。在實際運用上最常碰到的情況是藍牙與WiFi同時開的情況，假設兩者都是在接收模式下:
[0113]情況1:WiFi 頻率=2437MHz，藍牙頻率=2480MHz:
[0114]在圖3中的高頻振蕩器3121的高頻振蕩訊號的頻率FL0_
[3121] =2437MHz，低頻振蕩器3152的低頻振蕩訊號的頻率FL0_
[3152]=2480-Fif-2437MHz>0Hz (Fif為中心振蕩頻率)，此時訊號En_Q+= “I” (表示對應的相位控制開關En_Q+導通)；
[0115]情況2 =WiFi 頻率=2437MHz，藍牙頻率=2404MHz:
[0116]在圖3中的高頻振蕩器3121的高頻振蕩訊號的頻率FL0_
[3121]=2437MHz，低頻振蕩器3152的低頻振蕩訊號的頻率FL0_
[3152]=2404-Fif-2437MHz〈0Hz，此時訊號En_Q+= “O” (表示對應的相位控制開關En_Q+截止)。
[0117]振蕩頻率產生單元31521的同向相位的輸出端Q+與Q-耦接于正負頻控制單元31522，并對同向低頻接收混頻單元3151a-Q控制輸出本地同向負頻率L0_Q-與本地同向正頻率L0_Q+。接著，本地同向負頻率L0_Q-以及本地同向正頻率L0_Q+分別與中心同向正頻率IF_Q-以及中心同向正頻率IF_Q+于同向低頻接收混頻單元3151a-Q進行混頻。另一方面，振蕩頻率產生單元31521的正交相位的輸出端I+與1-則直接對正交低頻接收混頻單元3151a-1提供輸出本地正交負頻率L0_1-與本地正交正頻率L0_I+。接著，本地正交負頻率L0_1-以及本地正交正頻率L0_I+分別與中心正交正頻率IF_1-以及中心正交正頻率IF_I+于正交低頻接收混頻單元3151a-1進行混頻。
[0118]因此在情況I中低頻振蕩器3152的本地振蕩頻率FL0_
[3152]大于OHz時，正負頻控制單元31522控制對應訊號的相位控制開關En_Q+開關導通；而在情況2中低頻振蕩器3152的本地振蕩頻率FL0_
[3152]小于OHz時，正負頻控制單元31522控制對應訊號的相位控制開關En_Q+開關截止。圖4此處僅以低頻接收混頻單元3151a作為詳細說例，其低頻傳送混頻單元3151b亦同樣為作動，于此不再贅述。
[0119][使用多系統整合的調制模塊的通訊裝置實施例]
[0120]請參閱圖5，圖5為本發明實施例的通訊裝置的應用示意圖。圖5中的通訊裝置包含上述多系統整合的調制模塊31，且所述通訊裝置例如為手機53。手機53包括上述多系統整合的調制模塊31以及天線36，其中天線36耦接于多系統整合的調制模塊31的第一傳送端31a與第二收發端31b，其中天線36用以接收或傳送調制后的第一或第二射頻訊號。第一通訊系統可為藍牙通訊協議，例如圖5中的藍牙耳機52與手機53構成藍牙通訊系統；第二通訊系統可為802.llb/g的WiFi通訊協議，例如圖5中WiFi基地臺51 (WiFi AP)與手機53構成WiFi通訊系統。本發明實施例的第一通訊系統與第二通訊系統雖以藍牙與WiFi系統為例進行說明，但本發明并不限制于此，舉例來說第一或第二通訊系統亦可以為使用Zigbee或其他用于同頻段的通訊協議的通訊系統。
[0121]復參閱圖3，因為圖3中所示的本發明實施例為兩傳輸端的實施態樣(第一接收端31a與第二收發端31b)，在第二收發端31b可同時將藍牙與WiFi的訊號進行傳送。然而，在傳統的WiFi與藍牙共存的電路架構上為三傳輸端的方式，WiFi與藍牙的傳送端不同，因此無法做到同時傳送訊號。
[0122]雖然傳統的能夠做到如同本發明實施例WiFi與藍牙同時發送的情況，但其通常僅發生在剛開始搜尋模式時。換句話說，藍牙與WiFi同時在空氣中搜尋可聯機的裝置；或者是一個在使用中，另一個正在搜尋的情況。但值得注意的是，傳統的架構并無法如同本發明實施例做到WiFi與藍牙同時傳送訊號。其原因在于傳統的結構使用三端切換器的天線(如圖1所不切換器15的切換開關151切換于第一接收端11a、第一傳送端Ilb與第二收發端12a之間)。
[0123]請參閱圖6A。圖6A為傳統的WiFi與藍牙共存的電路架構在時間軸上的訊號傳輸示意圖。WiFi與藍牙共存的通訊裝置在傳輸WiFi與藍牙訊號時，以分時排程進行傳輸，此即為封包傳輸仲裁(PTA, Packet TrafficArbitrat1n)協調工作的方式,但如此操作會使得藍牙或WiFi的吞吐量(Throughput)降低。
[0124]接著請參閱圖6B，圖6B為本發明實施例多系統整合的調制模塊在時間軸上的訊號傳輸示意圖。藉由本發明實施例所述調制模塊31能夠使用兩端切換器(如圖3所示切換器35的切換開關351切換于第一傳送端31a與第二收發端31b的間)的方式，因此能夠透過封包傳輸仲裁(PTA, Packet Traffic Arbitrat1n)協調工作的方式，能夠讓WiFi與藍牙同時做到發送與接收(如圖6B中所示BTTX與WNTX于同一時序傳送封包訊號，以及BTRX與WNRX于同意時序接收封包訊號)。能夠有效提升藍牙與WiFi的吞吐量。
[0125][本發明可能的功效]
[0126]綜上所述，透過本發明實施例所提出的多系統整合的調制模塊，利用共同使用一個高頻振蕩器以及一個低頻振蕩器電路作頻率微調動作的組合方式，分別能夠產生第一通訊系統與第二通訊系統的訊號。避免傳統上不同調制電路都使用高頻振蕩器來產生通訊系統的訊號，造成不同通訊協議間調制電路頻率的干擾或拉扯效應。且所使用低頻振蕩器的方式并不像產生高頻的高頻振蕩器需要較大的電路面積，更能夠有效節省在整體通訊電路上的面積以及制造上的成本。
[0127]更值得一提的是，透過本發明實施例所提出的多系統整合的調制模塊能夠同時接收或發送第一通訊系統與第二通訊系統的數據訊號，因此能夠有效提升傳輸量以及傳輸質量。
[0128]以上所述，僅為本發明最佳的具體實施例，但本發明的特征并不局限于此，任何本領域技術人員在本發明的領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆可涵蓋在本申請的專利范圍內。
【權利要求】
1.一種多系統整合的調制模塊，具有至少一收發端，其特征在于，包括: 一第一調制電路，包括: 一高頻振蕩器，提供至少一高頻訊號；以及 至少一高頻混頻器，耦接于該高頻振蕩器，用以將通過的至少一射頻訊號與該高頻訊號進行混頻；以及 一第二調制電路，耦接于該第一調制電路，該第二調制電路包括: 一低頻振蕩器，提供至少一低頻訊號；以及 至少一低頻混頻器，耦接于該低頻振蕩器，用以將所通過的該射頻訊號與該低頻訊號進行混頻； 其中，該調制模塊藉由該第一調制電路形成一第一訊號路徑，以及藉由該第一調制電路與該第二調制電路形成一第二訊號路徑。
2.如權利要求1所述的該調制模塊，其中該低頻振蕩器包括: 一振蕩頻率產生單元，用以產生一低頻振蕩頻率；以及 一正負頻控制單元，其一端耦接于該振蕩頻率產生單元，另一端耦接于該些低頻混頻器，該正負頻控制單元用以控制該低頻振蕩頻率的實部相位。
3.如權利要求1所述的該調制模塊，其中包括: 至少一功率放大器，耦接于該調制模塊的至少一收發端，用以在該第一訊號路徑或該第二訊號路徑輸出該射頻訊號時將其訊號放大。
4.如權利要求1所述的該調制模塊，其中包括: 至少一濾波器，設置于該第一訊號路徑與該第二訊號路徑上，用于對接收到的該射頻訊號進行濾波。
5.如權利要求1所述的該調制模塊，其中更包括: 一低噪聲放大器，耦接于該收發端。
6.如權利要求1所述的該調制模塊，其中該第一訊號路徑包括: 一第一訊號發送路徑，用以從一第一通訊電路接收該射頻訊號并經由該第一調制電路將其傳輸至該收發端；以及 一第一訊號接收路徑，用以從該收發端接收該射頻訊號并經由該第一調制電路將其傳輸至該第一通訊電路。
7.如權利要求1所述的該調制模塊，其中該第二訊號路徑包括: 一第二訊號發送路徑，用以從一第二通訊電路接收該射頻訊號并經由該第一調制電路與該第二調制電路將其傳輸至該收發端；以及 一第二訊號接收路徑，用以從該第二收發端接收該射頻訊號并經由該第一調制電路與該第二調制電路將其傳輸至該第二通訊電路。
8.如權利要求1所述的該調制模塊，其中該射頻訊號為該第一通訊電路或該第二通訊電路的至少一數據訊號所產生。
9.如權利要求1所述的該調制模塊，其中該高頻混頻器包括: 一高頻接收混頻單元，用以于該第一訊號路徑與該第二訊號接收路徑接收該射頻訊號時與該高頻訊號混頻；以及 一高頻傳送混頻單元，用以于該第一訊號路徑或該第二訊號傳送路徑傳送該射頻訊號時與該高頻訊號混頻。
10.如權利要求1所述的該調制模塊，其中該低頻混頻器包括: 一低頻接收混頻單元，用以于該第二訊號路徑接收該射頻訊號時與該低頻訊號混頻；以及 一低頻傳送混頻單元，用以于該第二訊號路徑傳送該射頻訊號時與該低頻訊號混頻。
11.一種通訊裝置，其特征在于，包括: 如權利要求1至10其中之一所述的該調制模塊；以及 一天線，耦接于該調制模塊的至少一該收發端，用以接收或傳送該射頻訊號。
【文檔編號】H04B1/40GK104348512SQ201310358726
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月15日 優先權日:2013年8月2日
【發明者】陳鵬森 申請人:創杰科技股份有限公司