一种由射频开关控制的衰减器制造技术

本发明专利技术公开了一种由射频开关控制的衰减器，包括：控制模块，用于将数字控制信号转换为衰减量对应的逻辑译码输出，并将该逻辑译码输出通过电平位移器转换为控制开关通断所需的控制电压；电阻衰减模块，用于通过多级电阻衰减开关子电路在所述开关控制电压的控制下利用开关选择通过电阻衰减连接至下一级或直接无衰减连接至下一级；电容衰减模块，用于通过多级开关电容衰减电路在所述开关控制电压的控制下通过选择开关导通无衰减直接连接至下一级或选择开关关断利用其关断电容实现电容衰减后接至下一级；电阻衰减与电容衰减相连实现系统衰减，通过本发明专利技术，可以节省射频开关面积，降低成本。

A Attenuator Controlled by Radio Frequency Switch

The invention discloses an attenuator controlled by a radio frequency switch, which comprises a control module for converting a digital control signal into a logical decoding output corresponding to the attenuation amount, and converting the logical decoding output to a control voltage needed to control the switching on and off by a level shifter; and a resistance attenuation module for attenuating the switching control by a multi-stage resistance attenuation switch electronic circuit. The capacitance attenuation module is used to connect capacitance attenuation directly to the next stage through the multi-stage switched capacitor attenuation circuit under the control of the switching control voltage through the selection of on-off switch without attenuation or on-off switch with the switching capacitance to realize capacitance attenuation and then to the next stage. The resistance attenuation is connected with the capacitance attenuation to realize the system attenuation. By the invention, the area of the radio frequency switch can be saved and the cost can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种由射频开关控制的衰减器
本专利技术涉及一种衰减器，特别是涉及一种由射频开关控制的衰减器。
技术介绍
衰减器是一种能够调整电路中信号大小、提供衰减的电子元器件，广泛地应用于射频电路及测试应用。随着半导体工艺的发展，快速调整衰减器通常有两种实现方式，一是半导体小功率快调衰减器，如PIN管或FET单片集成衰减器；二是射频开关控制的电阻衰减网络。一般射频开关控制的衰减器利用射频开关进行衰减电阻网络的控制以实现衰减快速步进调节，但在片上实现时每一位控制都需高功率SPDT(单刀双掷)开关控制，成本较高，需要优化设计。如图1所示为一种传统的射频开关控制衰减器，主要包括控制模块10和开关模块20，控制模块10由数字译码电路(DigitalControl)101、电平位移器(Levelshift)102和模拟电路(Analog：LDO+NVG)103组成，数字译码电路(DigitalControl)101将数字控制信号D[5:0]转换为衰减量对应的逻辑译码输出，电平位移器(Levelshift)102将逻辑译码输出转换为控制开关通断所需的控制电压，模拟电路(Analog：LDO+NVG)103由逻辑差稳压器LDO和负电压产生器NVG(NegativeVoltageGenerator)组成，用于产生稳定的正电压输出和负电压以便于电平位移器102进行电压转换；开关模块20由多个衰减子电路201、202、……、206组成，每个衰减子电路20i由单刀双掷开关(SPDT)SWi和电阻Ri组成，用于在控制模块10的电平位移器(Levelshift)102的输出控制下由开关SWi选择通过Ri连接至下一级或直接连接至下一级，通过Ri时对应衰减，多个衰减子电路20i级联实现输入射频信号RFin到输出射频信号RFout的衰减然而，这种传统的射频开关控制衰减器存在如下缺陷：1)其每一位选择均由一个SPDT控制，占用较大开关面积，成本较高；2)纯电阻衰减不利于位数及衰减范围扩展后高精度控制实现。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种由射频开关控制的衰减器，其通过利用RFSOI(RFSiliconOnInsulator，射频-绝缘层上硅)射频开关的可控隔离度进行衰减，通过SPDT及SPST(单刀单掷)混合开关组合控制，并通过开关关断电容隔离实现组合衰减器设计，可以节省射频开关面积，降低成本。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种由射频开关控制的衰减器，包括：控制模块，用于将数字控制信号D[(m-1):0]转换为衰减量对应的逻辑译码输出，并将该逻辑译码输出通过电平位移器转换为控制开关通断所需的控制电压；电阻衰减模块，用于通过多级电阻衰减开关子电路在所述控制模块的电平位移器输出的开关控制电压控制下利用开关选择通过电阻衰减连接至下一级或直接连接至下一级，通过电阻时对应衰减；电容衰减模块，用于通过多级开关电容衰减电路在所述开关控制电压的控制下通过选择开关导通无衰减直接连接至下一级或选择开关关断利用其关断电容实现电容衰减后接至下一级；电阻衰减与电容衰减相连实现系统衰减。优选地，所述电阻衰减模块利用单刀双掷开关SPDT选择通过衰减电阻连接至下一级或直接无衰减连接至下一级。优选地，所述电容衰减模块利用单刀单掷开关SPST通过选择开关导通无衰减直接连接至下一级或选择开关关断利用其关断电容实现电容衰减后接至下一级。优选地，所述电阻衰减模块包括多个电阻衰减开关子电路20i，每个电阻衰减开关子电路包括一单刀双掷开关SWi和一电阻Ri，以在所述译码模块的电平位移器输出的开关控制电压的控制下由开关SWi选择通过电阻Ri连接至下一级或直接连接至下一级，通过电阻Ri时对应衰减，多个电阻衰减开关子电路级联实现输入射频信号RFin到输出射频信号RFout的衰减。优选地，i＝1，2，3，输入射频信号RFin连接至所述单刀双掷开关SW1的公共端，单刀双掷开关SW1的第一输出端连接至电阻R1的一输入端，所述单刀双掷开关SW1的第二输出端连接至电阻R1的另一输入端和单刀双掷开关SW2的公共端，单刀双掷开关SW2的第一输出端连接至电阻R2的一输入端，单刀双掷开关SW2的第二输出端连接至电阻R2的另一输入端和单刀双掷开关SW3的公共端，单刀双掷开关SW3的第一输出端连接至电阻R3的一输入端，单刀双掷开关SW3的第二输出端连接至电阻R3的另一输入端，并连接至所述电容衰减模块，各单刀双掷开关的控制端连接所述电平位移器的输出端。优选地，所述电容衰减模块包括多个开关电容衰减电路30j，每个开关电容衰减电路30j包括负压控制电路NVGj、电平位移器LSj和单刀单掷开关SWj，用于在所述控制模块的数字译码电路的逻辑输出经电平位移器转为开关控制电压的控制下通过选择开关SWj导通无衰减直接连接至下一级或选择开关SWj关断利用其关断电容实现电容衰减后接至下一级。优选地，所述多个电阻衰减开关子电路20i和多个开关电容衰减电路30j级联实现输入射频信号RFin到输出射频信号RFout的衰减。优选地，j＝4,……,(N-1),N，单刀单掷开关SW4的一端连接所述电阻衰减模块，另一端连接至单刀单掷开关SW5的一端，……，单刀单掷开关SW(N-2)的另一端连接至单刀单掷开关SW(N-1)的一端，单刀单掷开关SW(N-1)的另一端连接至单刀单掷开关SWN的一端，单刀单掷开关SWN的另一端即为输出射频信号RFout，所述控制模块的数字译码电路的输出端连接至电平位移器LSj的输入端，电平位移器LSj的输出端连接至单刀单掷开关SWj的控制端，所述控制模块的模拟电路的输出端连接至负压控制电路NVGj的输入端，负压控制电路NVGj的输出端VSSC连接至电平位移器LSj的电源负端。优选地，所述控制模块包括：数字译码电路，用于将数字控制信号D[(m-1):0]转换为衰减量对应的逻辑译码输出；电平位移器，用于将逻辑译码输出转换为控制开关通断所需的控制电压；模拟电路，包括低压差稳压器LDO和负电压产生器NVG，用于产生稳定的正电压输出和负电压以便于所述电平位移器进行电压转换。优选地，数字控制信号D[(m-1):0]连接至所述数字译码电路的输入端，所述数字译码电路的低位输出端连接至电平位移器的输入端，所述电平位移器的输出按位连接至相应的单刀双掷开关SWi的控制端，所述数字译码电路的高位输出端按位连接至电平位移器LSj的输入端，模拟电源电压AVDD连接至所述模拟电路的输入端，所述模拟电路的输出端VDD和VSS连接至所述电平位移器的电源端。与现有技术相比，本专利技术一种由射频开关控制的衰减器通过单刀双掷开关(SPDT)及单刀单掷(SPST)混合开关组合控制，并通过开关关断电容隔离实现组合衰减器设计，节省了射频开关面积，降低了成本附图说明图1为一种传统的射频开关控制衰减器的电路结构图；图2为本专利技术一种由射频开关控制的衰减器的电路结构图；图3为本专利技术具体实施例之由射频开关控制的衰减器的电路结构图；图4为本专利技术具体实施例中开关电容衰减电路30j的示意图；图5为本专利技术具体实施例中单刀单掷开关(SPST)SWj导通和截止的衰减曲线示意图；图6为图3实施例的仿真结果示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由射频开关控制的衰减器，包括：控制模块，用于将数字控制信号D[(m‑1):0]转换为衰减量对应的逻辑译码输出，并将该逻辑译码输出通过电平位移器转换为控制开关通断所需的控制电压；电阻衰减模块，用于通过多级电阻衰减开关子电路在所述控制模块的电平位移器输出的开关控制电压控制下利用开关选择通过电阻衰减连接至下一级或直接连接至下一级，通过电阻时对应衰减；电容衰减模块，用于通过多级开关电容衰减电路在所述开关控制电压的控制下通过选择开关导通无衰减直接连接至下一级或选择开关关断利用其关断电容实现电容衰减后接至下一级；电阻衰减与电容衰减相连实现系统衰减。

【技术特征摘要】
1.一种由射频开关控制的衰减器，包括：控制模块，用于将数字控制信号D[(m-1):0]转换为衰减量对应的逻辑译码输出，并将该逻辑译码输出通过电平位移器转换为控制开关通断所需的控制电压；电阻衰减模块，用于通过多级电阻衰减开关子电路在所述控制模块的电平位移器输出的开关控制电压控制下利用开关选择通过电阻衰减连接至下一级或直接连接至下一级，通过电阻时对应衰减；电容衰减模块，用于通过多级开关电容衰减电路在所述开关控制电压的控制下通过选择开关导通无衰减直接连接至下一级或选择开关关断利用其关断电容实现电容衰减后接至下一级；电阻衰减与电容衰减相连实现系统衰减。2.如权利要求1所述的一种由射频开关控制的衰减器，其特征在于：所述电阻衰减模块利用单刀双掷开关SPDT选择通过衰减电阻连接至下一级或直接无衰减连接至下一级。3.如权利要求1所述的一种由射频开关控制的衰减器，其特征在于：所述电容衰减模块利用单刀单掷开关SPST通过选择开关导通无衰减直接连接至下一级或选择开关关断利用其关断电容实现电容衰减后接至下一级。4.如权利要求2所述的一种由射频开关控制的衰减器，其特征在于：所述电阻衰减模块包括多个电阻衰减开关子电路20i，每个电阻衰减开关子电路包括一单刀双掷开关SWi和一电阻Ri，以在所述译码模块的电平位移器输出的开关控制电压的控制下由开关SWi选择通过电阻Ri连接至下一级或直接连接至下一级，通过电阻Ri时对应衰减，多个电阻衰减开关子电路级联实现输入射频信号RFin到输出射频信号RFout的衰减。5.如权利要求4所述的一种由射频开关控制的衰减器，其特征在于：i＝1，2，3，输入射频信号RFin连接至所述单刀双掷开关SW1的公共端，单刀双掷开关SW1的第一输出端连接至电阻R1的一输入端，所述单刀双掷开关SW1的第二输出端连接至电阻R1的另一输入端和单刀双掷开关SW2的公共端，单刀双掷开关SW2的第一输出端连接至电阻R2的一输入端，单刀双掷开关SW2的第二输出端连接至电阻R2的另一输入端和单刀双掷开关SW3的公共端，单刀双掷开关SW3的第一输出端连接至电阻R3的一输入端，单刀双掷开关SW3的第二输出端连接至电阻R3的另一输入端，并连接至所述电容衰减模块，各单刀双掷开关的控制端连接所述电平位移器的输出端。6.如权利要求5所述的一种由射频...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴若凡，任江川，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31