数字切换式衰减器制造技术

提供了一种在切换式衰减器中使用的衰减单元。该衰减单元包含具有输入、第一开关、电阻网络、第二开关和输出的衰减路径。该电阻网络提供从输入到输出的期望的衰减。该衰减单元还包含与衰减路径并联的旁路路径，该旁路路径在输入和输出之间具有旁路开关。该衰减单元还具有耦接在电阻网络和参考节点之间的分路开关，以选择性地将电阻网络连接到参考节点。

Digital switching attenuator

An attenuation unit for use in a switched attenuator is provided. The attenuation unit includes attenuation paths with input, first switch, resistance network, second switch and output. The resistance network provides the desired attenuation from input to output. The attenuation unit also includes a bypass path parallel to the attenuation path, which has a bypass switch between input and output. The attenuation unit also has a shunt switch coupled between the resistance network and the reference node to selectively connect the resistance network to the reference node.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字切换式衰减器相关申请的交叉引用本申请根据35U.SC叉引用A(e)要求早期申请日的权益，并根据PCT第8条(如适用)要求2016年8月16日提交的共同未决的美国临时专利申请号62/375,782、以及2016年11月11日提交的共同未决的美国临时专利申请号62/420,649的优先权，每个临时专利申请通过引用整体并入本文以用于全部目的。
技术介绍
衰减器一般在基本上不会使诸如电磁信号或射频信号之类的信号的波形失真的情况下，降低该信号的功率。衰减器可以是提供恒定衰减电平的固定衰减器、或者可以是可在多个衰减电平之间配置的可调节的衰减器。可调节的多步长衰减器一般通过级联多个衰减单元(cell)而形成，该多个衰减单元与每个单元之间的电容元件串联耦接。各个衰减单元要么被选择要么被旁路，以实现变化的总衰减电平。
技术实现思路
各方面和示例涉及包含直接耦接的切换式衰减单元的切换式衰减器，其提供宽的带宽、简化的控制和对工艺变化的低敏感性。宽的带宽可以例如通过以下方式来实现：在不用有意的(intentional)电容元件将一个衰减单元耦接到下一个衰减单元的情况下，将一个衰减单元直接地耦接到下一个衰减单元，从而使切换式衰减器不那么依赖于频率并且扩展了可用带宽。这提供了适用于更广泛应用的衰减器，其与常规设计相比对于给定设计支持更低的低频和更高的高频。简化的控制例如可以通过允许将对各个衰减单元的期望的衰减电平与控制信号的任意映射来实现。此外，本文所公开的切换式衰减器不那么易受到工艺变化的影响，这至少部分地由于在每个衰减单元内实现各种衰减电平的设计方法，该设计方法使用所选择的电路架构和以各种组合的少数元件阻抗来形成整体期望的阻抗值。尽管制造技术和工艺变化带来元件阻抗的变化，但这种方法导致整体阻抗是一致的。根据一个方面，提供衰减单元以在切换式衰减器中使用。衰减单元包含具有输入、第一开关、电阻网络、第二开关和输出的衰减路径。电阻网络电气地布置在第一开关和第二开关之间，并且被配置为提供从输入到输出的期望的衰减。衰减单元还包含旁路路径和分路开关，该旁路路径与衰减路径并联且具有布置在输入和输出之间的旁路开关，该分路开关耦接在电阻网络和参考节点之间以选择性地将电阻网络连接到参考节点。根据一些实施例，第一开关、第二开关、旁路开关和分路开关包含切换元件，所述切换元件是晶体管、二极管或微机电元件中的一个。在至少一个实施例中，旁路开关包含多个切换元件，其数目与第一开关和第二开关中的切换元件的组合数目相等。旁路开关、第一开关和第二开关可以各自形成在公共集成电路裸芯上。在一些实施例中，旁路开关可以具有与第一开关和第二开关的组合基本上相似的寄生特性。旁路开关、第一开关和第二开关可以包含全部相同类型的切换元件。在一些实施例中，分路开关包含至少四个切换元件。分路开关可以包含八个切换元件。在一些实施例中，分路开关包含若干切换元件，切换元件的数目被选择以降低在任何切换元件中达到击穿电压的可能性。在实施例中，电阻网络可以是π形网络、T形网络、Δ形网络或桥接T形网络。电阻网络可以具有50欧姆的特性阻抗。电阻网络可以包含多个电阻元件。多个电阻元件中的每个可以是相同的。根据其它方面，提供了一种模块、耦合器、放大器和通信设备，其包含根据上述任何实施例的衰减单元。通信设备可以包含被配置为产生发送信号并且接收接收信号的收发器，并且可以包含耦接到收发器并且被配置为发送发送信号并且接收接收信号的天线和/或电缆。根据另一个方面，提供了一种切换式衰减器，其包含用于接收输入信号的输入、用于提供衰减后的信号的输出、直接串联耦接在输入和输出之间的多个衰减单元、以及耦接到多个衰减单元中的一个或多个的控制器，该控制器被配置为控制多个衰减单元中的一个或多个的操作状态。在至少一个实施例中，多个衰减单元中的一个或多个的操作状态包含衰减模式、旁路模式和隔离模式中的至少一个。控制器可以被配置为控制多个衰减单元中的一个或多个的操作状态，以将切换式衰减器置于开路模式，切换式衰减器在开路模式下在输出处基本上不提供输入信号的任何部分。在一些实施例中，多个衰减单元包含输入单元、输出单元和至少一个中间单元，该至少一个中间单元被插入在输入单元和输出单元之间，在输入单元和输出单元之间没有电容元件。在一些实施例中，控制器被配置为控制多个衰减单元中的一个或多个的操作状态，以将切换式衰减器置于开路模式，切换式衰减器在开路模式下吸收输入信号的大部分。在某些实施例中，控制器可以至少通过以下方式将切换式衰减器置于开路模式：控制第一衰减单元衰减在第一衰减单元的输入处接收到的信号，衰减电平由第一衰减单元的电阻网络确定，以及通过控制第二衰减单元中的切换元件处于开路条件来控制第二衰减单元阻断在第二衰减单元的输入处接收到的信号。根据其它方面，提供了一种模块、耦合器、放大器和通信设备，其包含根据上述任何实施例的切换式衰减器。通信设备可以包含被配置为产生发送信号并且接收接收信号的收发器，并且可以包含耦接到收发器并且被配置为发送发送信号并且接收接收信号的天线和/或电缆。根据另一个方面，提供了一种切换式衰减器，其包含用于接收输入信号的输入、用于提供衰减后的信号的输出、以及直接串联耦接在输入和输出之间的多个衰减单元。多个衰减单元在相邻衰减单元之间不具有插入的电容耦接元件。多个衰减单元包含耦接到输入的输入单元和耦接到输出的输出单元。多个衰减单元中的每个相应衰减单元包含：具有第一开关、电阻网络和第二开关的衰减路径；与衰减路径并联并具有旁路开关的旁路路径；以及耦接在电阻网络和参考节点之间以选择性地将电阻网络连接到参考节点的分路开关。在一些实施例中，每个相应衰减单元的旁路开关包含多个切换元件，其数目等于相应衰减单元的第一开关和第二开关中的切换元件的组合数目。每个相应衰减单元的旁路开关可以具有与相应衰减单元的第一开关和第二开关的组合寄生特性基本上相似的寄生特性。在一些示例中，相应衰减单元的旁路开关、第一开关和第二开关的全部切换元件是相同类型的。在某些实施例中，除了包含在相应衰减单元中的电阻网络之外，多个衰减单元中的每个是相同的。包含在相应衰减单元中的每个电阻网络可以包含多个相同的电阻元件。一些实施例包含耦接到多个衰减单元中的一个或多个的控制器，该控制器被配置为控制多个衰减单元中的一个或多个的操作状态。下面还将详细讨论这些示例性方面和示例的其它方面、示例和优点。本文公开的示例可以以与本文公开的至少一个原理一致的任何方式与其它示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“替代示例”、“各种示例”、“一个示例”等的引用不必要是互相排斥的，并且旨在指示可以在至少一个示例中包含所描述的特定特征、结构或特性。本文出现的这样的术语不必要都指代相同的示例。附图说明下面参考附图讨论至少一个示例的各个方面，附图不是按比例绘制的。包含附图以提供对各个方面和实施例的说明和进一步理解，并且附图并入在本说明书中并构成本说明书的一部分，但并不旨在作为本专利技术的限制的限定。在附图中，在各个图中图示的每个相同或几乎相同的部件由同样的数字表示。为清楚起见，在每个图中可能未标记每个部件。在图中：图1是示例衰减单元的电路原理图；图2A至图2B是数字开关的示例的电路原理图；图3A至图3C是电阻网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在数字切换式衰减器中使用的衰减单元，所述衰减单元包括：衰减路径，所述衰减路径具有输入、第一开关、电阻网络、第二开关和输出，所述电阻网络电气地布置在所述第一开关和第二开关之间并且被配置为提供从所述输入到所述输出的期望的衰减；旁路路径，所述旁路路径与所述衰减路径并联并且具有布置在所述输入和所述输出之间的旁路开关；以及分路开关，所述分路开关耦接在所述电阻网络和参考节点之间以选择性地将所述电阻网络连接到所述参考节点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.16 US 62/375,782;2016.11.11 US 62/420,6491.一种在数字切换式衰减器中使用的衰减单元，所述衰减单元包括：衰减路径，所述衰减路径具有输入、第一开关、电阻网络、第二开关和输出，所述电阻网络电气地布置在所述第一开关和第二开关之间并且被配置为提供从所述输入到所述输出的期望的衰减；旁路路径，所述旁路路径与所述衰减路径并联并且具有布置在所述输入和所述输出之间的旁路开关；以及分路开关，所述分路开关耦接在所述电阻网络和参考节点之间以选择性地将所述电阻网络连接到所述参考节点。2.根据权利要求1所述的衰减单元，其中所述第一开关、第二开关、旁路开关和分路开关中的至少一个包含切换元件，所述切换元件是晶体管、二极管或微机电元件中的一个。3.根据权利要求2所述的衰减单元，其中所述旁路开关包含多个切换元件，所述多个切换元件的数目与所述第一开关和第二开关中的切换元件的组合数目相等。4.根据权利要求1所述的衰减单元，其中所述旁路开关、第一开关和第二开关各自形成在公共集成电路裸芯上。5.根据权利要求4所述的衰减单元，其中所述旁路开关具有与第一开关和第二开关的组合基本上相似的寄生特性。6.根据权利要求4所述的衰减单元，其中所述旁路开关、第一开关和第二开关各自具有带有基本上相似的寄生特性的切换元件。7.根据权利要求6所述的衰减单元，其中所述旁路开关、第一开关和第二开关各自包含一个或多个切换元件，并且全部切换元件是相同类型的。8.根据权利要求1所述的衰减单元，其中所述分路开关包含多个切换元件。9.根据权利要求8所述的衰减单元，其中所述分路开关包含至少四个切换元件。10.根据权利要求9所述的衰减单元，其中所述分路开关包含八个切换元件。11.根据权利要求10所述的衰减单元，其中所述分路开关包含至少一个场效应晶体管或双极结型晶体管。12.根据权利要求1所述的衰减单元，其中所述电阻网络是π形网络、T形网络、Δ形网络或桥接T形网络中的一个。13.根据权利要求12所述的衰减单元，其中所述电阻网络包含多个相同的电阻元件。14.根据权利要求12所述的衰减单元，其中所述电阻网络具有50欧姆的特性阻抗。15.根据权利要求12所述的衰减单元，其中所述电阻网络包含多个电阻器，所述多个电阻器中的至少两个并联并且所述多个电阻器中的至少两个串联。16.根据权利要求1所述的衰减单元，进一步包括控制线，所述控制线被配置为向所述第一开关、第二开关、旁路开关和分路开关中的至少一个施加控制。17.一种模块，包括根据权利要求1至16中任一项所述的衰减单元。18.根据权利要求17所述的模块，进一步包括耦接到所述衰减单元的放大器和耦合器中的至少一个。19.一种通信设备，包括：被配置为产生发送信号并且接收接收信号的收发器、耦接到所述收发器并且被配置为发送所述发送信号并且接收所述接收信号的天线、以及根据权利要求1至16中任一项所述的衰减单元，所述衰减单元被配置为衰减所述发送信号、所述接收信号和从所述发送信号或所述接收信号中的一个导出的耦合信号中的至少一个。20.一种切换式衰减器，包括：接收输入信号的输入；提供衰减后的信号的输出；多个衰减单元，所述多个衰减单元直接串联耦接并且耦接到所述输入和输出；以及耦接到所述多个衰减单元中的一个或多个的控制器，所述控制器被配置为控制所述多个衰减单元中的一个或多个的操作状态。21.根据权利要求20所述的切换式衰减器，其中所述多个衰减单元包含输入单元、输出单元和至少一个中间单元，所述至少一个中间单元被插入在所述输入单元和输出单元之间，在所述输入单元和输出单元之间没有电容元件。22.根据权利要求21所述的切换式衰减器，其中所述多个衰减单元中的一个或多个的操作状态包含衰减模式、旁路模式和隔离模式中的至少一个。23.根据权利要求21所述的切换式衰减器，其中所述控制器被配置为控制所述多个衰减单元中的一个或多个的操作状态，以将所述切换式衰减器置于开路模式，所述切换式衰减器在所述开路模式下在所述输出处基本上不提供所述输入信号的任何部分。24.根据权利要求21所述的切换式衰减器，其中所述控制器被配置为控制所述多个衰减单元中的一个或多个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：AJ伯格斯马，
申请(专利权)人：天工方案公司，
类型：发明
国别省市：美国,US