[发明专利]一种无线高速短距离通信芯片

权利要求书

1.一种60GHz无线高速短距离通信芯片，其特征在于，所述芯片包括：

发射单元，其用于将输入所述芯片的数据进行差分和整形处理后调制成一定频率的调制信号并通过天线发射出去；

接收单元，其用于接收和解调来自天线的调制信号，并将解调得到的数据通过输出端发送到所述芯片外部；

数字控制单元，其用于控制产生所述芯片内部的所有可配置变量以及提供与外部数字处理器进行通信的接口，其中所提供的可配置变量包括工作模式、数据来源、时钟频率、调制解调信号的放大增益；

收发开关，其将所述发射模块和接收模块连接到公共天线接口处以在不同时间上基于所述可配置变量控制所述芯片进入发射模式和接收模式；

时钟产生模块，其为所述芯片内部的各个模块提供所需的所有时钟；

偏置产生模块，用于为所述芯片提供所需的偏置电压和偏置电流。

2.如权利要求1所述的通信芯片，其特征在于，所述发射单元为QPSK发射机，其在发射模式下，用于产生60GHz的QPSK调制信号，并通过所述收发开关和天线发射出去。

3.如权利要求2所述的通信芯片，其特征在于，所述QPSK发射机包括：

基带数据产生模块，用于在片内产生I,Q两路差分的伪随机数据，其中，其输入端与芯片外部输入端相连，以支持将所述芯片外输入的I,Q单端数据转换为差分数据并驱动到满摆幅，使得I,Q差分输出端上的输出数据可在片内产生的伪随机数据和片外输入数据之间切换，其中，所述基带数据产生模块的同步时钟为时钟产生模块中的基带时钟；

QPSK调制器，用于将所述基带数据产生模块的输出数据调制到20GHz，所述调制器的多路数据输入端分别与所述基带数据产生模块的I,Q差分输出端相连，所述调制器的多路本振输入端由二级本振信号的发射通路缓冲器驱动；

上混频器，差分输入端与所述调制器的差分输出端相连，本振端由一级本振信号的发射通路缓冲器驱动，用于将调制器产生的20GHz频段调制信号进行二次上混频，以及

功率放大器，其输入端与所述上混频器输出端相连，用于将上混频器产生的QPSK调制信号进行功率放大，其输出端与所述收发开关相连，以将放大后的调制信号发射出去。

4.如权利要求1所述的通信芯片，其特征在于，所述接收单元为QPSK接收机，其在接收模式下，用于对接收到的调制信号进行二级下变频、放大和解调处理，并将得到的数字信号输出至所述芯片之外。

5.如权利要求4所述的通信芯片，其特征在于，所述QPSK接收机包括：

低噪声放大器，输入端与所述收发开关相连，用于低噪声放大从所述芯片外接收到的调制信号，同时降低后续模块的噪声对接收机灵敏度的影响；

一级下混频器，输入端与所述低噪声放大器的输出端相连，本振端由一级本振信号的接收通路缓冲器驱动，用于将所述低噪声放大器输出端上低噪声放大后的调制信号一次下变频至第一频段，然后通过其中的差分输出端输出；

I,Q二级下混频器，两路输入分别与所述一级下混频器的差分输出端相连，四路本振输入端由二级本振信号的接收通路缓冲器驱动，用于对变频后的调制信号进行二次下变频至第二频段，然后通过其中的差分输出端输出；

I,Q可变增益放大器，其输入分别与所述I,Q二级下混频器的差分输出端相连，用于放大二次下变频后的调制信号，同时其输入端通过选通开关连接至所述芯片的外部引脚上用于片外输入信号测试，其中所述放大器的增益为由片内数字控制单元配置的可配置变量，以适应接收机动态范围的要求，其输出端通过缓冲器连接至所述芯片的外部引脚上用于片外输出信号测试；

第二频段解调模块，用于对所述放大后的第二频段调制信号进行解调，以产生基带数据从而实现数字信号输出。

6.权利要求5所述的通信芯片，其特征在于，所述第一频段为20GHz频段，所述第二频段为基带。

7.如权利要求6所述的通信芯片，其特征在于，所述第二频段解调模块为基带解调产生模块，其包括：

依次串接的载波恢复模块、放大器、直流消除模块以及采样输出模块，其中，所述载波恢复模块的输入端与所述I,Q可变增益放大器的差分输出端相连，所述采样输出模块的数字信号输出端与所述芯片的外部引脚相连以将解调后的数字信号输出到片外；和

时钟数据恢复模块，其由时钟产生模块驱动，产生的输出提供给所述采样输出模块，使得采样时钟边沿与数据信号的中心对准。