基带发送器和射频电路之间提供多重模式接口的装置 【技术领域】
本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及一种装置，可提供用于基带(baseband)发送器和射频(radio frequency)电路之间的多重模式接口。背景技术
传统上，基带集成电路(Integrated Circuit，IC)仅能通过固定的接口连接射频IC，如图1A所示，若射频电路120具有传送/接收单端(single-ended)电压信号模式的接口，则基带电路110需提供同种接口传送单端电压信号130至射频电路120，并且接收来自射频电路120的单端电压信号131。参考图1B，其中射频电路122具有传送/接收微分(differential)电压信号模式的接口，基带电路112则需提供对应的接口以配合射频电路122，来分别传送、接收微分电压信号对132和133。图1C所示的基带电路114则提供另一种接口来传送微分电流信号对134至射频电路124，并且接收来自射频电路124的微分电流信号对135，因此射频电路124必须具有对应的接口来传收这种微分电流信号。
然而，上述固定接口的传统基带电路在搭配射频IC时，却缺乏选择的弹性，而且在更换目前所使用的射频IC时，也会遇到难以用不同种类的射频IC替代的困境。因此需要一种基带IC，尤其是具有多重模式接口的基带发送器，能在应用时灵活地连接种种不同的射频电路，而没有传统基带发送器的限制。发明内容
本发明地目的是提供一种在基带发送器和射频电路之间提供多重模式接口的装置。
本发明是针对一种基带发送器，具有产生数字信号的基带处理器，该数字信号将通过射频电路传送出去，根据本发明的装置包括一数字-模拟转换器以及一单端-微分转换器。数字-模拟转换器从基带处理器接收数字信号，并输出一外传单端信号；单端-微分转换器则接收该外传单端电压信号，并输出一对外传微分信号。因此，数字信号、外传单端信号以及外传微分信号对一起构成多重模式接口，这几种信号模式可选择性地输出至射频电路。
另一方面，本发明还公开一种适用于基带发送器和射频电路之间提供多重模式接口的装置，包括一数字-模拟转换器以及一微分-单端转换器。数字-模拟转换器接收来自基带处理器的数字信号，并输出一对外传微分信号；微分-单端转换器则接收该对外传微分信号并输出一外传单端信号。因此，数字信号、外传单端信号以及外传微分信号对一起用来形成和射频电路相通的多重模式接口。
根据本发明的实施例，提供基带发送器和射频电路之间多重模式接口的装置包括一数字-模拟转换器、一单端-微分转换器以及一电压-电流转换器。数字-模拟转换器接收来自基带处理器的数字信号，并将其转成一单端电压信号；单端-微分转换器耦接于数字-模拟转换器，用于接收单端电压信号并将其转成一对微分电压信号；电压-电流转换器则耦接于单端-微分转换器，用于接收该对微分电压信号，并将其转成一对微分电流信号。此外，本发明装置还具有多个输出端，其中，第一输出端耦接于数字-模拟转换器，用于接收并输出该单端电压信号；第二和第三输出端分别耦接于单端-微分转换器，用于接收并输出该对微分电压信号；第四和第五输出端则分别耦接于电压-电流转换器，用于接收并输出该对微分电流信号。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图详细说明如下：附图说明
图1～1C分别是传统的射频IC以三种常用的接口连接三种相对应的基带IC的示意图；
图2是本发明具有接口转换模块的基带发送器示意图；
图3A～3P分别是本发明接口转换模块其基本结构单元的示意图；
图4A～4D分别是可用来实施本发明接口转换模块的4种结构示意图；
图5是本发明第一实施例的示意图；
图6是本发明第二实施例的示意图；以及
图7是本发明第三实施例的示意图。具体实施方式
首先以图2说明本发明的基带发送器200，如图所示，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)200经信号线202接收数据而从信号线212输出数字信号，在这里，数字信号处理器210是基带处理器，在将被发射出去的数据传递给射频电路之前，对基带的数据做适当处理。接口转换模块220将来自基带处理器的数字信号转换成各种不同的信号模式以建立基带发送器和射频电路之间的多重模式接口，本发明的接口转换模块220分别于输出端TXV和输出端TXI提供单端电压信号及单端电流信号，还从输出端TXV+和输出端TXV-提供一对微分电压信号，并且从输出端TXI+和输出端TXI-提供一对微分电流信号。某些射频电路可以把数字信号直接地转变到射频的模拟信号，因此，为了直接输出这种数字信号，可将基带发送器200的输出端TXD绕过接口转换模块220。此外，接口转换模块220能够适用于基带信号的同相位(in-phase)和正交相位(quadrature)成分，即I、Q信号。
根据本发明，接口转换模块220可用图3A～3P中所列的基本结构单元来实施，为简明起见，这些基本结构单元分为五大类。第一类包括四种形式的数字-模拟转换器(digital-to-analog converter，简称DAC)：图3A所示是单端电压输出的第1种DAC；图3B所示是微分电压输出的第2种DAC；图3C所示为单端电流输出的第3种DAC；以及图3D所示为微分电流输出的第4种DAC。第二类属于把一个单端信号转成一对微分信号的单端-微分转换器(single-ended-to-differential converter，简称SDC)：图3E所示为单端电压输入、微分电压输出的第1种SDC；图3F所示为单端电流输入、微分电压输出的第2种SDC；图3G所示为单端电压输入、微分电流输出的第3种SDC；以及图3H所示为单端电流输入、微分电流输出的第4种SDC。第三类是关于把一对微分信号转成一个单端信号的微分-单端转换器(differential-to-single-ended converter，简称DSC)：图3I所示为微分电压输入、单端电压输出的第1种DSC；图3J所示为微分电流输入、单端电压输出的第2种DSC；图3K所示为微分电压输入、单端电流输出的第3种DSC；以及图3L所示为微分电流输入、单端电流输出的第4种DSC。第四类包括两种类型的电压-电流转换器(voltage-to-current converter，简称VCC)，其将电压信号转成电流信号：图3M所示为单端输入、单端输出的第1种VCC，而图3N所示为微分输入、微分输出的第2种VCC。第五类则是两种将电流信号转成电压信号的电流-电压转换器(current-to-voltage converter，简称CVC)，如图3O、3P所示，分别为：单端输入、单端输出的第1型CVC，以及微分输入、微分输出的第2种CVC。
利用图3A～3P中的基本结构单元，可以依照需求，以四种不同结构来实现接口转换模块220。第一种为并联结构，参考图4A，选取出的基本结构单元以并联方式连接，下表一所记载则为并联结构可能的组态。第二种为串联结构，参考图4B，选取出的基本结构单元以串联方式连接，列于下表二中的则是串联结构可能的组态。第三种为第1型混合结构，如图4C所示，选取出的基本结构单元以并联和串联混合的方式连接，第1种混合结构可能的组态列于下表三。第四种为第2种混合结构，如图4D所示，选取出的基本结构单元以另一种并联和串联混合的方式连接，第2种混合结构可能的组态则记载于下表四。在图4A～4D以及表一～表四中，组件A代表的是DAC类，组件B、C和D则从其它类的基本结构单元中所选出。按照本发明公开的原则，这些基本结构单元任何适当的排列与组合，均可考虑用来实施接口转换模块220。表一
A B C D
1 第1种DAC 第1种VCC 第1种SDC 第3种SDC
2 第2种DAC 第2种VCC 第1种DSC 第3种DSC
3 第3种DAC 第1种CVC 第2种SDC 第4种SDC
4 第4种DAC 第2种CVC 第2种DSC 第4种DSC表二
A B C D
1 第1种DAC 第1种VCC 第2种SDC 第2种VCC
2 第1种DAC 第1种SDC 第2种VCC 第4种DSC
3 第1种DAC 第3种SDC 第2种CVC 第3种DSC
4 第1种DAC 第1种VCC 第4种SDC 第2种CVC
5 第1种DAC 第1种SDC 第3种DSC 第4种SDC
6 第1种DAC 第3种SDC 第4种DSC 第2种SDC
7 第2种DAC 第2种VCC 第2种DSC 第1种VCC
8 第2种DAC 第1种DSC 第3种SDC 第4种DSC
9 第2种DAC 第3种DSC 第4种SDC 第2种DSC
10 第2种DAC 第2种VCC 第4种DSC 第1种CVC
11 第2种DAC 第3种DSC 第1种CVC 第4种SDC
12 第2种DAC 第1种DSC 第1种VCC 第4种SDC
13 第3种DAC 第1种CVC 第1种SDC 第2种VCC
14 第3种DAC 第2种SDC 第1种DSC 第3种SDC
15 第3种DAC 第4种SDC 第2种DSC 第1种SDC
16 第3种DAC 第1种CVC 第3种SDC 第2种CVC
17 第3种DAC 第2种SDC 第2种VCC 第2种DSC
18 第3种DAC 第4种SDC 第2种CVC 第1种DSC
19 第4种DAC 第2种DSC 第1种VCC 第2种SDC
20 第4种DAC 第4种DSC 第1种CVC 第1种SDC
21 第4种DAC 第2种CVC 第1种DSC 第1种VCC
22 第4种DAC 第2种DSC 第1种SDC 第3种DSC
23 第4种DAC 第4种DSC 第2种SDC 第1种DSC
24 第4种DAC 第2种CVC 第3种DSC 第1种CVC表三
A B C D
1 第1种DAC 第1种VCC 第1种SDC 第4种SDC
2 第1种DAC 第1种SDC 第1种VCC 第2种VCC
3 第1种DAC 第1种VCC 第3种SDC 第4种SDC
4 第1种DAC 第3种SDC 第1种VCC 第2种CVC
5 第1种DAC 第1种SDC 第3种SDC 第3种DSC
6 第1种DAC 第3种SDC 第1种SDC 第4种DSC
7 第2种DAC 第3种DSC 第1种DSC 第4种SDC
8 第2种DAC 第1种DSC 第3种DSC 第3种SDC
9 第2种DAC 第3种DSC 第2种VCC 第1种CVC
10 第2种DAC 第2种VCC 第3种DSC 第2种DSC
11 第2种DAC 第2种VCC 第1种DSC 第4种DSC
12 第2种DAC 第1种DSC 第2种VCC 第1种VCC
13 第3种DAC 第2种SDC 第4种SDC 第1种DSC
14 第3种DAC 第4种SDC 第2种SDC 第2种DSC
15 第3种DAC 第2种SDC 第1种CVC 第2种VCC
16 第3种DAC 第1种CVC 第2种SDC 第3种SDC
17 第3种DAC 第4种SDC 第1种CVC 第2种CVC
18 第3种DAC 第1种CVC 第4种SDC 第1种SDC
19 第4种DAC 第4种DSC 第2种DSC 第2种SDC
20 第4种DAC 第2种DSC 第4种DSC 第1种SDC
21 第4种DAC 第4种DSC 第2种CVC 第1种CVC
22 第4种DAC 第2种CVC 第4种DSC 第1种DSC
23 第4种DAC 第2种DSC 第2种CVC 第1种VCC
24 第4种DAC 第2种CVC 第2种DSC 第3种DSC表四
A B C D
1 第1种DAC 第1种VCC 第2种SDC 第4种SDC
2 第1种DAC 第1种SDC 第2种VCC 第3种DSC
3 第1种DAC 第3种SDC 第2种CVC 第4种DSC
4 第2种DAC 第2种VCC 第2种DSC 第4种DSC
5 第2种DAC 第1种DSC 第3种SDC 第1种VCC
6 第2种DAC 第3种DSC 第4种SDC 第1种CVC
7 第3种DAC 第1种CVC 第1种SDC 第3种SDC
8 第3种DAC 第2种SDC 第1种DSC 第2种VCC
9 第3种DAC 第4种SDC 第2种DSC 第2种CVC
10 第4种DAC 第2种DSC 第1种VCC 第1种SDC
11 第4种DAC 第4种DSC 第1种CVC 第2种SDC
12 第4种DAC 第2种CVC 第1种DSC 第3种DSC
图5～7所举的接口转换模块220以基本结构单元跟据表一～表四中所列组态实施范例。如图5所示，第一实施例运用本发明的第1种混合结构来实现接口转换模块220，根据表三的组态2，组件A为第1种DAC、组件B为第1种SDC、组件C为第1种VCC，而组件D为第2种VCC。第1种DAC502由信号线212接收来自基带处理器的数字信号并将其转成一单端电压信号，然后由输出端TXV向外传送该单端电压信号；第1种SDC504耦接于第1种DAC502以接收单端电压信号，并将其转成一对微分电压信号，再由输出端TXV+和输出端TXV-向外传送该对微分电压信号；第2种VCC508则以串联的方式耦接于第1种SDC504以接收上述的微分电压信号对，并将其转成一对微分电流信号，然后由输出端TXI+和输出端TXI-向外传送该对微分电流信号。是否提供第一实施例中的组件C则视需求而决定，在此，第1种VCC506接收来自第1种DAC502的上述单端电压信号并将其转成一单端电流信号，然后由输出端TXI向外传送该单端电流信号。以此方式，接口转换模块220能够在基带发送器200和射频IC之间提供多重模式的接口。
图6所示的第二实施例，其运用本发明的并联结构来实现接口转换模块220，根据表一的组态4，组件A为第4种DAC、组件B为第2种CVC、组件C为第2种DSC，而组件D为第4种DSC。第4种DAC602经由信号线212接收来自基带处理器的数字信号并将其转成一对微分电流信号，然后由输出端TXI+和输出端TXI-向外传送该对微分电流信号；第4种DAC602还同时耦接于第2种CVC604、第2种DSC606和第4种DSC608，且提供这对微分电流信号给这些并联的组件。第2种CVC604用来将上述的微分电流信号对转成一对微分电压信号，再由输出端TXV+和输出端TXV-向外传送该对微分电压信号。第2种DSC606用来将上述的微分电流信号对转成一单端电压信号，然后由输出端TXV向外传送该单端电压信号。此外，第4种DSC608将上述的微分电流信号对转成一单端电流信号，并且从输出端TXI向外传送该单端电流信号。
接着参考图7，第三实施例运用本发明的第1种混合结构来实现接口转换模块220，根据表三的组态12，组件A为第2种DAC、组件B为第1种DSC、组件C为第2种VCC，而组件D为第1种VCC。第2种DAC702经由信号线212接收来自基带处理器的数字信号并将其转成一对微分电压信号，然后由输出端TXV+和输出端TXV-向外传送该对微分电压信号，且第2种DAC702还耦接于并联的第1种DSC704和第2种VCC706；第1种DSC704和第2种VCC706一同自第2种DAC702接收上述的微分电压信号对，其中，第1种DSC704将该对微分电压信号转成一单端电压信号，再由输出端TXV向外传送该单端电压信号，另一方面，第2种VCC706将该对微分电压信号转成一对微分电流信号，然后由输出端TXI+和输出端TXI-向外传送该对微分电流信号。再者，第1种VCC708以串联的方式耦接于第1种DSC704，第1种VCC708接收来自第1种DSC704的上述单端电压信号并将其进一步地转成一单端电流信号，然后由输出端TXI向外传送该单端电流信号。
由上述高度灵活且具有使用弹性的多重模式接口，基带发送器200能够提供所有必要的输出模式以兼容于市场上多数的射频IC。熟习此技艺者当明了：基带发送器200不一定需要同时使用全部的输出模式，其输出模式可以是数字、单端电压、单端电流、微分电压或微分电流，或是其中的组合。当选取其中一个输出模式和射频IC相通时，其余的模式必须将其关闭，而用来实施接口转换模块220的组件，当中没有运转的部分则可进入省电模式或关掉以避免无谓的电源浪费。除此之外，和本发明的基带发送器搭配的基带接收器实际的应用，并不限于那些具有对称的设计及相对应接口的产品。