本發(fā)明涉及一種通訊裝置，且特別涉及一種可攜式電子裝置及其天線頻率切換電路。

背景技術(shù)：

在無(wú)線通訊中，用來(lái)發(fā)射、接收無(wú)線電波的天線無(wú)疑是可攜式電子裝置中重要的組件。近年來(lái)，由于各種通訊系統(tǒng)及其應(yīng)用不斷的出現(xiàn)，為了涵蓋多個(gè)系統(tǒng)操作頻帶，使得天線必須朝向多頻帶設(shè)計(jì)。

公知多頻帶可攜式電子裝置中，設(shè)計(jì)了可調(diào)整收發(fā)頻率的天線架構(gòu)。在部分公知的可調(diào)式天線架構(gòu)下，其須在天線上加上調(diào)整單元(如開(kāi)關(guān)元件或切換元件)以調(diào)整天線的路徑。然而，由于調(diào)整單元為非線性元件，加上天線功率信號(hào)過(guò)大，調(diào)整單元便會(huì)產(chǎn)生電磁(EMI)信號(hào)干擾的問(wèn)題，進(jìn)而造成諧波失真(harmonic distortion)并影響天線效率。

在其他公知可調(diào)式天線架構(gòu)中，其天線搭接可變電容芯片，通過(guò)不同的電容值來(lái)切換天線頻率。然而，由于切換路徑經(jīng)過(guò)芯片，可變電容芯片式的可調(diào)式天線亦會(huì)造成路徑損失。

為了達(dá)到可攜式電子裝置對(duì)操作頻寬的要求，如何擴(kuò)展可攜式電子裝置的操作頻寬實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)內(nèi)容的一方式是在提供一種可攜式電子裝置，包含天線單元、處理器、電路板及頻率切換電路。天線單元包含接腳。處理器包含信號(hào)控制端，用以輸出電壓控制信號(hào)。頻率切換電路配置于電路板上，其連接信號(hào)控制端及接腳，并依據(jù)電壓控制信號(hào)以切換天線單元的頻率。頻率切換電路包含開(kāi)關(guān)切換單元及抗噪聲單元。開(kāi)關(guān)切換單元耦接接腳，抗噪聲單元耦接信號(hào)控制端以及開(kāi)關(guān)切換單元。

本公開(kāi)內(nèi)容提供一種可攜式通訊裝置及其頻率切換電路。在可攜式通訊裝置中設(shè)置有在電路板上的頻率切換電路，其可經(jīng)由處理器輸出的電壓控制信號(hào)切換頻率切換電路的導(dǎo)通狀態(tài)，藉此調(diào)整可攜式通訊裝置的天線接地路徑并達(dá)到調(diào)頻效果。此外，頻率切換電路可包含抗噪聲單元，以隔離天線與處理器，預(yù)防處理器的噪聲影響天線效率，或天線端的高頻信號(hào)影響處理器的運(yùn)作。如此一來(lái)，通過(guò)在電路板上設(shè)計(jì)的頻率切換電路，便不需要在天線上設(shè)置額外的調(diào)整單元或搭接可變電容芯片，即可完成可攜式通訊裝置的調(diào)頻動(dòng)作。藉此，不僅降低可攜式通訊裝置的設(shè)計(jì)成本，亦可避免不必要的電磁信號(hào)干擾或路徑損耗。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種可攜式通訊裝置所繪示的電路示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的電容值對(duì)應(yīng)低通濾波器穿透特性的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的電感值對(duì)應(yīng)低通濾波器穿透特性的示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示應(yīng)用平面倒F型天線的可攜式電子裝置示意圖；

圖5A為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的平面倒F型天線示意圖；

圖5B為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的耦合饋入天線示意圖；以及

圖5C為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的回路天線示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

100、400：可攜式電子裝置

120：天線單元

122、122a、122b：接腳

140：處理器

142、142a、142b：信號(hào)控制端

131：電容組件的第一端

132：電容組件的第二端

133：電感組件的第一端

134：電感組件的第二端

135：開(kāi)關(guān)電路的第一端

136：開(kāi)關(guān)電路的第二端

137：開(kāi)關(guān)電路的第三端

VCTL、VCTL1、VCTL2：電壓控制信號(hào)

160：電路板

180、180a、180b：頻率切換電路

182：開(kāi)關(guān)切換單元

184：抗噪聲單元

186：低通濾波器

188：開(kāi)關(guān)電路

D1：第一二極管

D2：第二二極管

181：電容組件

183：電感組件

C1：第一電容器

C2：第二電容器

L1：第一電感器

L2：第二電感器

185：抗干擾元件

187：限流元件

501：頻率切換電路及平面倒F型天線天線

502：頻率切換電路及耦合饋入天線

503：頻率切換電路及回路天線

S1、S2：可切換接地路徑接腳

F、S：固定接地接腳

具體實(shí)施方式

下文舉實(shí)施例配合所附附圖作詳細(xì)說(shuō)明，但所提供的實(shí)施例并非用以限 制本發(fā)明所涵蓋的范圍，而結(jié)構(gòu)操作的描述非用以限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生具有均等功效的裝置，皆為本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅以說(shuō)明為目的，并未依照原尺寸作圖。為使便于理解，下述說(shuō)明中相同元件將以相同的符號(hào)標(biāo)示來(lái)說(shuō)明。

于本文中，除非內(nèi)文中對(duì)于冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個(gè)或多個(gè)。將進(jìn)一步理解的是，本文中所使用的『包含』、『包括』、『具有』及相似詞匯，指明其所記載的特征、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個(gè)或多個(gè)其它特征、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件，與/或其中的群組。

關(guān)于本文中所使用的『第一』、『第二』、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發(fā)明，其僅僅是為了區(qū)別以相同技術(shù)用語(yǔ)描述的元件或操作而已。

關(guān)于本文中所使用的『約』、『大約』或『大致』一般通常指數(shù)值的誤差或范圍約百分之二十以內(nèi)，較好地是約百分之十以內(nèi)，而更佳地則是約百分之五以內(nèi)。文中若無(wú)明確說(shuō)明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，即如『約』、『大約』或『大致』所表示的誤差或范圍。

另外，關(guān)于本文中所使用的『耦接』或『連接』，均可指二或多個(gè)元件相互直接作實(shí)體或電性接觸，或是相互間接作實(shí)體或電性接觸，亦可指二或多個(gè)元件相互操作或動(dòng)作。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種可攜式通訊裝置所繪示的電路示意圖。如圖1所示，可攜式通訊裝置100包含天線單元120、處理器140、電路板160以及至少一頻率切換電路180。

以下段落將提出各個(gè)實(shí)施例，來(lái)說(shuō)明上述可攜式通訊裝置100的功能，但本公開(kāi)內(nèi)容并不僅以下所列的實(shí)施例為限。

于此實(shí)施例中，如圖1所示，天線單元120包含至少一接腳122，處理器140包含信號(hào)控制端142，用以輸出電壓控制信號(hào)VCTL。頻率切換電路180配置于電路板160上，并依據(jù)電壓控制信號(hào)VCTL以切換天線單元120的操作頻率。頻率切換電路180包含開(kāi)關(guān)切換單元182以及抗噪聲單元184。

于本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)切換單元182相對(duì)抗噪聲單元184較靠近天線單元120。由于天線單元120的高頻信號(hào)會(huì)對(duì)處理器140造成影響， 處理器140本身的高頻噪聲亦會(huì)干擾天線效率，因此，抗噪聲單元184配置于靠近處理器140的一端，藉此隔離天線單元120的高頻信號(hào)以及處理器140的高頻噪聲。

于本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)切換單元182可包含低通濾波器186以及開(kāi)關(guān)電路188。其中，低通濾波器186耦接抗噪聲單元184及開(kāi)關(guān)電路188，并可用以隔離處理器140和天線單元120間的噪聲。開(kāi)關(guān)電路188可包含第一端135、第二端136及第三端137。其第一端135耦接低通濾波器186，其第二端136耦接接腳122，其第三端137耦接至地。

于本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路188可至少包含第一二極管D1以及第二二極管D2。如圖1所示，第一二極管D1及第二二極管體D2分別包含一陽(yáng)極及一陰極，其中第一二極管D1的陽(yáng)極以及第二二極管D2的陽(yáng)極耦接開(kāi)關(guān)電路188的第一端135，第一二極管D1的陰極耦接至開(kāi)關(guān)電路188的第三端137，第二二極管D2的陰極耦接至接腳122。

于本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，電壓控制信號(hào)VCTL可用以控制開(kāi)關(guān)電路188的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)，從而調(diào)整天線單元120的接地路徑。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)電壓控制信號(hào)VCTL為低準(zhǔn)位時(shí)，第一二極管D1與第二二極管D2皆呈現(xiàn)電容性，此時(shí)第一二極管D1及第二二極管D2等效截止，當(dāng)電壓控制信號(hào)VCTL為高準(zhǔn)位時(shí)，第一二極管D1與第二二極管D2皆呈現(xiàn)電感性，此時(shí)第一二極管D1及第二二極管D2等效導(dǎo)通，則天線單元120等效為經(jīng)接腳122與地短路，亦即改變了天線單元120的接地路徑。由于本公開(kāi)內(nèi)容的頻率切換電路180配置于電路板160上，因此不需調(diào)整天線單元120本體的路徑，而僅需通過(guò)電壓控制信號(hào)VCTL控制開(kāi)關(guān)電路188時(shí)的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)便能調(diào)整天線單元120接地路徑的長(zhǎng)短，進(jìn)而達(dá)到調(diào)整天線單元120頻率的效果。

本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，如圖1所示，低通濾波器186可包含電容組件181及電感組件183。其中，電容組件181的第一端131耦接抗噪聲單元184，其第二端132耦接至地。電感組件183的第一端133耦接電容組件181的第一端131，電感組件183的第二端134耦接開(kāi)關(guān)電路188的第一端135。

本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，如圖1所示，電容組件181可包含第一電容器C1與第二電容器C2，其中第一電容器C1與第二電容器C2并聯(lián)。第一電容器C1與第二電容器C2的電容值可用以調(diào)整低通濾波器186的穿透特性 (S21)。請(qǐng)一并參照?qǐng)D2，圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的電容值對(duì)應(yīng)低通濾波器穿透特性的示意圖。如圖2所示，由于小電容值的電容僅在高頻帶220的濾波效果較好，大電容值的電容在僅低頻帶210的濾波效果較好，因此本公開(kāi)內(nèi)容的電容組件181可選擇一較小電容值的第一電容器C1搭配一較大電容值的第二電容器C2，以在可攜式通訊裝置100的應(yīng)用頻段內(nèi)獲得最佳的濾波效果。在一實(shí)施例中，第一電容器C1為33pF且第二電容器C2為220pF時(shí)，在可攜式通訊裝置100的應(yīng)用頻段內(nèi)可得到較佳的濾波效果。

本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，如圖1所示，電感組件183可包含第一電感器L1與第二電感器L2彼此串聯(lián)。第一電感器L1與第二電感器L2的電容值可用以調(diào)整低通濾波器186的穿透特性。請(qǐng)一并參照?qǐng)D3，圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的電感值對(duì)應(yīng)低通濾波器穿透特性的示意圖。如圖3所示，較大電感值310的電感在低頻雖然有較好的濾波效果，然而在高頻時(shí)因?yàn)殡姼械碾娙菪猿^(guò)電感性，因此濾波效果反而變得較差。因此，為了在可攜式通訊裝置100的應(yīng)用頻段內(nèi)得到較好的濾波效果，可選擇兩個(gè)中等電感值320的第一電感器L1和第二電感器L2串聯(lián)，如此一來(lái)，低通濾波器186在低頻及高頻均可得到較佳的穿透特性。在一實(shí)施例中，第一電感器L1及第二電感器L2可為L(zhǎng)QW 12AN系列，且第一電感器為91nH、第二電感器L2亦為91nH時(shí)，在可攜式通訊裝置100的應(yīng)用頻段內(nèi)可得到較佳的濾波效果。

本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，抗噪聲單元184可包含抗干擾元件185以及限流元件187?？垢蓴_元件185，耦接信號(hào)控制端142，用以隔離處理器140至天線單元120的高頻噪聲以及天線單元120至處理器的高頻信號(hào)。本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中抗噪聲單元184可以是磁珠(bead)，但不以此為限。

如圖1所示，限流元件187耦接抗干擾元件185以及低通濾波器186，用以限制流過(guò)開(kāi)關(guān)電路188的電流。由于處理器140的輸出電流較大，為避免不必要的功率消耗，可通過(guò)限流元件187限制流過(guò)開(kāi)關(guān)電路188的電流為其正常操作的最小電流，藉此降低可攜式通訊裝置100的功耗。

本公開(kāi)內(nèi)容一實(shí)施例中，限流元件187可以是限流電阻，其中，電阻的阻值可隨著第一二極管D1與第二二極管D2所需的最小操作電流而調(diào)整，但不以此為限。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示應(yīng)用平面倒F型天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)的可攜式電子裝置示意圖。請(qǐng)一并參照?qǐng)D5A，圖5A為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的頻率切換電路及平面倒F型天線501示意圖。S1、S2、F、S皆為天線接腳，其中S1、S2分別為可切換接地路徑接腳，F(xiàn)、S分別為固定接地接腳。

應(yīng)用平面倒F型天線的可攜式電子裝置400可包含第一接腳122a(對(duì)應(yīng)圖5A的S1)及第二接腳122b(對(duì)應(yīng)圖5A的S2)，因此處理器140提供第一電壓控制信號(hào)VCTL1及第二電壓控制信號(hào)VCTL2以分別調(diào)整第一頻率切換電路180a及第二頻率切換電路180b中開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)。

舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)谝浑妷嚎刂菩盘?hào)VCTL1為高準(zhǔn)位且第二電壓控制信號(hào)VCTL2為低準(zhǔn)位時(shí)，天線單元120經(jīng)第一接腳122a接地，而有一較短接地路徑以及對(duì)應(yīng)于較短路徑的較低天線操作頻率。當(dāng)?shù)谝浑妷嚎刂菩盘?hào)VCTL1為低準(zhǔn)位且第二電壓控制信號(hào)VCTL2為高準(zhǔn)位時(shí)，天線單元120經(jīng)第二接腳122b接地，而有一較長(zhǎng)接地路徑以及較高天線操作頻率。

當(dāng)可攜式電子裝置100處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，第一電壓控制信號(hào)VCTL1及第二電壓控制信號(hào)VCTL2可同時(shí)為低準(zhǔn)位，此時(shí)沒(méi)有電流通過(guò)第一頻率切換電路180a與第二頻率切換電路180b，藉此達(dá)到省電的效果。須補(bǔ)充的是，于此實(shí)施例中電壓控制信號(hào)VCTL1及第二電壓控制信號(hào)VCTL2不會(huì)有同時(shí)為高準(zhǔn)位的情況，這是為了避免同時(shí)有兩組接地路徑使天線單元120產(chǎn)生阻抗不匹配的問(wèn)題。

請(qǐng)參照第5A至圖5C。圖5A至圖5C為依據(jù)本發(fā)明的頻率切換電路用于各式天線的示意圖，S1、S2、F、S皆為天線接腳，其中S1、S2分別為可切換接地路徑接腳，F(xiàn)、S分別為固定接地接腳。

請(qǐng)參照?qǐng)D5A，圖5A為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的頻率切換電路及平面倒F型天線501示意圖。頻率切換電路可切換接腳S1及接腳S2的接地路徑以調(diào)整天線的操作頻率。請(qǐng)參照?qǐng)D5B，圖5B為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的頻率切換電路及耦合饋入天線502示意圖。其中，頻率切換器可切換接腳S1的接地路徑以調(diào)整天線的操作頻率。請(qǐng)參照?qǐng)D5C，圖5C為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的頻率切換電路及回路天線503示意圖。其中，頻率切換器可切換接腳S1的接地路徑以調(diào)整天線的操作頻率。

綜上所述，本公開(kāi)內(nèi)容所示的可攜式電子裝置可依據(jù)處理器產(chǎn)生的電壓控制信號(hào)控制電路板上的開(kāi)關(guān)電路，以改變天線單元的接地路徑，進(jìn)而調(diào)整天線單元的操作頻率。如此一來(lái)，可有效改善可攜式電子裝置的操作頻寬。

盡管本文已參閱附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例，但應(yīng)了解，本發(fā)明并不限于彼等相同的實(shí)施例。在不脫離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范疇及精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變及修改。