一种负电压生成电路制造技术

本发明专利技术公开了一种负电压生成电路，用于射频天线开关，包括：检测模块，对射频天线开关逻辑信号进行检测，识别逻辑信号中的使能信号；控制模块，根据射频天线开关逻辑信号的使能信号生成振荡器控制信号；振荡器，在振荡器控制信号的控制下工作在正常功耗模式或节能功耗模式，生成时钟信号，其中，在使能信号有效时振荡器工作在正常功耗模式，在使能信号失效时振荡器工作在节能功耗模式；电荷泵，响应于时钟信号将外部直流电压源转换为负电压。本申请可以降低负压生成电路中振荡器产生的功耗，并且负电压生成电路输出电压稳定，具有更好的瞬态响应。

【技术实现步骤摘要】
一种负电压生成电路
本专利技术涉及移动通信
，具体地说，涉及一种用于射频天线开关的负电压生成电路。
技术介绍
在新兴通信技术的不断推动之下，3G、4G通技术已经成为了通信技术的主流。在新的移动通信设备中，需要支持更多的模式和更多频段，所以需要更复杂的射频系统。在复杂的射频通信系统中，需要用到2级或多级射频天线开关，开关需要支持高达16个频段，即开关需要16个射频通路，这意味着更大的芯片面积和更高的设计难度。在此种条件下，射频天线开关的性能在射频系统中影响更加明显。特别是在高发送功率下，射频天线开关的低插入损耗在射频系统中节省的功耗是十分可观的。图1为现有的射频天线开关中射频通路的示意图。当射频天线开关导通时，MOS管栅极G端接高压，沟道B端接地。当射频天线开关关闭时，也就是处于隔离状态时，MOS管栅极G端接地，沟道B端接高电压。由于B端电位是不断变化的，为了避免不同通路的B端不同电压的相互影响，每一路天线开关都要加入隔直电容C301，C302。如果是单刀16掷开关，那么需要的隔直电容面积是非常大的，每一通路的面积加大，同时也会导致插入损耗加大。为了克服上述问题，通常射频天线开关加入负压电路来为沟道B端提供负电压。图2为加入负电压的射频天线开关中射频通路的示意图。当射频天线开关导通时，MOS管栅极G端接高压，沟道B端接地。当射频天线开关关闭时，也就是处于隔离状态时，MOS管栅极G端接负压，沟道B端接地。由于B端电位是一直不变的，所以每一路天线开关不需要要加入隔直电容。然而，在天线开关中加入负压电路后，需要设置很多电平转换电路进行逻辑信号处理，在输入逻辑信号翻转时电平转换电路耗电很大，造成射频天线开关整体功耗较大。因此，亟需一种降低射频天线开关功耗的负电压生成电路。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是克服现有技术中具有负电压生成电路的射频天线开关的功耗较大的不足。为此，本专利技术提供了一种负电压生成电路，用于射频天线开关，包括：检测模块，对射频天线开关逻辑信号进行检测，识别逻辑信号中的使能信号；控制模块，根据射频天线开关逻辑信号的使能信号生成振荡器控制信号；振荡器，在振荡器控制信号的控制下工作在正常功耗模式或节能功耗模式来生成时钟信号，其中，在使能信号有效时振荡器工作在正常功耗模式，在使能信号失效时振荡器工作在节能功耗模式；电荷泵，响应于时钟信号将外部直流电压源转换为负电压。在一个实施例中，还包括：稳压模块，通过比较电荷泵输出负电压的分压电压和基准电压来检测输出负电压的变化，并基于输出负电压的变化控制电荷泵的输出电流，进而保持电荷泵稳定输出负电压。在一个实施例中，所述稳压模块包括：采样电路，其包括依次串接在电荷泵的负压输出端和参考电压之间的限流电阻、反馈电阻和至少一个采样电阻单元；比较器，其同向输入端连接基准电压，其输出端通过所述反馈电阻连接至反向输入端。在一个实施例中，所述采样电阻单元包括：采样电阻；开关元件，其控制端接收开关控制信号，其输入端、输出端与所述采样电阻的两端连接，其中，所述开关元件在开关控制信号的控制下导通或者关断，以调节采样电路中电阻的阻抗。在一个实施例中，所述振荡器控制信号包括电流控制信号和/或频率控制信号；在正常功耗模式下，振荡器根据电流控制信号设定正常工作电流，以及/或者根据频率控制信号设定正常工作频率，并依照正常工作电流和正常工作频率输出时钟信号；在节能功耗模式下，振荡器根据电流控制信号设定节能工作电流，以及/或者根据频率控制信号设定节能工作频率；其中，正常工作电流大于节能工作电流，且正常工作频率高于节能工作频率。在一个实施例中，在射频天线开关逻辑信号为多路并行信号时，所述检测模块对各路逻辑信号进行或操作，由各路逻辑信号的每一高电平信号构成所述逻辑信号中的使能信号。在一个实施例中，在射频天线开关逻辑信号为符合MIPI协议的串行信号时，所述检测模块将逻辑信号在高速数据传输模式的部分作为所述逻辑信号中的使能信号。在一个实施例中，所述检测模块将取所述逻辑信号的上升沿和下降沿识别为逻辑信号中的使能信号。与现有技术相比，本专利技术的实施例控制振荡器工作在正常功耗模式或者节能功耗模式，在节能功耗模式下振荡器的工作电流和工作频率较低，从而降低负压生成电路中振荡器产生的功耗。此外，通过控制负压生成电路的输出电流来控制负压生成电路输出的负电压，使得负压电路输出电压稳定，具有更好的瞬态响应。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是现有的射频天线开关中射频通路的示意图；图2是加入负电压的射频天线开关中射频通路的示意图；图3是本专利技术实施例的具有负电压生成电路的射频天线开关的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例的负电压生成电路的结构示意图；图5是电荷泵的原理性示意图；图6是现有的电荷泵的控制调节电路的部分电路图；图7是本专利技术实施例的电荷泵的控制调节电路的部分电路图；图8a是现有的负电压生成电路加入负载时的瞬态响应曲线；图8b是本专利技术实施例的负电压生成电路加入负载时的瞬态响应曲线；图9是本专利技术实施例的控制环路振荡器的工作电流的示意图；图10是本专利技术实施例的控制环路振荡器的工作频率的示意图；图11是本专利技术实施例的并行逻辑信号与使能信号、控制信号的时序关系图；图12是本专利技术实施例的串行逻辑信号与使能信号、控制信号的时序关系图；图13是本专利技术实施例的逻辑信号上升沿和下降沿与使能信号、控制信号的时序关系图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本专利技术作进一步地详细说明。本专利技术的实施例提供一种全集成的利用正负电源供电的射频天线开关，并基于逻辑输入信号动态调节振荡器的工作电流和工作电压，从而降低负压生成电路中振荡器产生的功耗。此外，通过控制负压生成电路的输出电流来控制负压生成电路输出的负电压，使得负压电路输出电压稳定，具有更好的瞬态响应。图3是本专利技术实施例的具有负压生成电路的射频天线开关的结构示意图。低压差稳压器为电平转换模块提供稳定的正电位电源，负电压生成电路将正电位的电压转换为负电位的电压，提供至电平转换模块。译码器将逻辑输入信号转换为符合接口协议的串行或者并行逻辑选择信号，用来选择不同的射频通路。具体来说，电平转换模块将逻辑选择信号转换为多级电平信号，由开关模块根据这些多级电平信号选择导通不同的射频通路，将输入的射频信号经由选择的射频通路输出。然而，在图3的电平转换模块中需要数量庞大的电平转换电路，在输入逻辑信号翻转时电平转换电路耗电很大，所以对负压电路的输出电流能力和瞬态响应有很高的要求，同时功耗问题也是需要控制的。因此，需要保证负压生成电路在加入负载时保持稳定的输出电压，同时还要达到尽量小的功耗。图4是本专利技术实施例提供的负压生成电路的结构示意图。该电路主要包括检测模块410、控制模块420、振荡器430和电荷泵440。检测模块410对射频天线开关逻辑信号进行检测，识别逻辑信号中的使能信号。控制模块420与检测模块410连接，根据射频天线开关逻辑信号的使能信号生成振荡器控制信号。振荡器430与控制模块420连接，在振荡器控制信号的控制下工作在正常功耗模式或节能功耗模式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负电压生成电路，用于射频天线开关，其特征在于，包括：检测模块，对射频天线开关逻辑信号进行检测，识别逻辑信号中的使能信号；控制模块，根据射频天线开关逻辑信号的使能信号生成振荡器控制信号；振荡器，在振荡器控制信号的控制下工作在正常功耗模式或节能功耗模式来生成时钟信号，其中，在使能信号有效时振荡器工作在正常功耗模式，在使能信号失效时振荡器工作在节能功耗模式；电荷泵，响应于时钟信号将外部直流电压源转换为负电压。

【技术特征摘要】
1.一种负电压生成电路，用于射频天线开关，其特征在于，包括：检测模块，对射频天线开关逻辑信号进行检测，识别逻辑信号中的使能信号；控制模块，根据射频天线开关逻辑信号的使能信号生成振荡器控制信号；振荡器，在振荡器控制信号的控制下工作在正常功耗模式或节能功耗模式来生成时钟信号，其中，在使能信号有效时振荡器工作在正常功耗模式，在使能信号失效时振荡器工作在节能功耗模式；电荷泵，响应于时钟信号将外部直流电压源转换为负电压，其中，所述振荡器控制信号包括电流控制信号和/或频率控制信号；在正常功耗模式下，振荡器根据电流控制信号设定正常工作电流，以及/或者根据频率控制信号设定正常工作频率，并依照正常工作电流和正常工作频率输出时钟信号；在节能功耗模式下，振荡器根据电流控制信号设定节能工作电流，以及/或者根据频率控制信号设定节能工作频率；其中，正常工作电流大于节能工作电流，且正常工作频率高于节能工作频率。2.根据权利要求1所述的负电压生成电路，其特征在于，还包括：稳压模块，通过比较电荷泵输出负电压的分压电压和基准电压来检测输出负电压的变化，并基于输出负电压的变化控制电荷泵的输出电流，进而保持电荷泵稳定输出负电压。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苗，孙江涛，郑金汪，
申请(专利权)人：锐迪科创微电子北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11