一种射频组合开关电路及其扩展结构制造技术

本发明专利技术公开了一种射频组合开关电路，包括模拟开关电压控制电路、控制器MCU、PIN二极管电路以及端口电容。本发明专利技术还公开了一种射频组合开关电路的扩展结构，由可扩展模块组，通过IO口与可扩展模块组相连接的控制器MCU，以及与可扩展模块组相连接的一个端口电容组成。本发明专利技术提供一种射频组合开关电路及其扩展结构，有效的解决了现有PIN二极管作为射频开关时控制电路和逻辑复杂的问题，从而提供一种实用、能够批量生产且方便扩展的射频开关方案，不仅延续了传统PIN二极管开关的优点，还在很大程度上改善了其缺点，使控制逻辑变得简单，简化了电路结构，有效的控制了成本，从而实现真正的产品化。

【技术实现步骤摘要】
一种射频组合开关电路及其扩展结构
本专利技术属于电子领域，具体是指一种射频组合开关电路及其扩展结构。
技术介绍
在射频电路里，常利用PIN管在直流正-反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性，实现了控制射频信号通道开关作用。如图1所示，当控制电压VT为正时，PIN二极管导通，射频信号通道呈现低阻抗状态；而VT为负时，二极管截止，射频通道呈现高阻抗状态。需要说明的是，当VT为零时，二极管截止，但其隔离度较差，会因不能彻底关断而造成射频泄露，从而导致相邻通道之间的信号串扰，实际很少这么用。PIN二极管作为射频开关，其优点是插入损耗小、切换效率高、隔离度高、稳定性好等；缺点是，VT正负电压切换电路复杂，需要很多外围辅助器件，控制逻辑也比较复杂，成本很高。典型电路如图2所示，其中Vout为PIN二极管控制电压VT，V+连接正输出电源，V-连接负输出电源，IO控制脚连接到控制MCU，当MCU输出IO脚为1时，Vout输出为正电压；当IO为0时，Vout输出负电压，一个控制IO口，只能控制一个射频通路的开关。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题，提供一种射频组合开关电路及其扩展结构，有效的解决了现有PIN二极管作为射频开关时控制电路和逻辑复杂的问题，从而提供一种实用、能够批量生产且方便扩展的射频开关方案，不仅延续了传统PIN二极管开关的优点，还在很大程度上改善了其缺点，使控制逻辑变得简单，简化了电路结构，有效的控制了成本，从而实现真正的产品化。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种射频组合开关电路，由模拟开关电压控制电路，通过IO口与模拟开关电压控制电路相连接的控制器MCU，与该模拟开关电压控制电路相连接的PIN二极管电路，以及与PIN二极管电路相连接的端口电容组成；所述模拟开关电压控制电路的作用是对作用于PIN二极管电路的正负电压进行开关切换；所述PIN二极管电路的作用是作为射频通道开关器件，包括射频的输入和输出。进一步的，所述模拟开关电压控制电路由模拟芯片U1，一端接地、另一端与模拟芯片U1的VCC管脚相连接的电容C3，一端接地、另一端与模拟芯片U1的VEE管脚相连接的电容C4组成；其中，模拟芯片U1的ē管脚与GND管脚相连接后接地，模拟芯片U1的VCC管脚上接有正电源输出VCC+，模拟芯片U1的VEE管脚接负电源输出VCC-，模拟芯片U1的S0管脚和S1管脚为逻辑控制管脚且分别与控制器MCU的IO1管脚和IO2管脚相连接；所述PIN二极管电路由二极管D1，一端与模拟开关电压控制电路相连接、另一端与二极管D1的P极相连接的电感L1，一端经电阻R1后接地、另一端与二极管D1的N极相连接的电感L2，以及一端作为开关端口、另一端与二极管D1的P极相连接的电容C1组成；其中，电感L1同时与模拟开关电压控制电路中模拟芯片U1的An管脚相连接；所述端口电容为电容C2，电容C2的一端作为开关端口、另一端与二极管D1的N极相连接；所述电容C1的开关端口为RFin端或RFout端中的任意一个、电容C2的开关端口为RFin端或RFout端中的任意一个，且电容C1的开关端口与电容C2的开关端口不相同。一种射频组合开关电路的扩展结构，由可扩展模块组，通过IO口与可扩展模块组相连接的控制器MCU，以及与可扩展模块组相连接的一个端口电容组成；所述可扩展模块组由n层可扩展模块层依次连接而成，与可扩展模块组相连接的控制器MCU的IO口的数量为2n个，可扩展模块层由a个可扩展模块组成，可扩展模块上设置有一个输入端和X个RFout端，第m层的可扩展模块的数量a为1≤a≤X(m-1)，其中a和n均为大于等于1的整数，X为2或4，1≤m≤n；当m＝1时，第m层的可扩展模块的输入端与端口电容相连接；当m＞1时，第m层的可扩展模块的输入端与第(m-1)层的可扩展模块的RFout端相连接，且每个RFout端上最多仅能连接一个输入端；所述可扩展模块又由模拟开关电压控制电路，以及与模拟开关电压控制电路相连接的可扩展PIN二极管电路组成。作为第一种优选，所述X为2时：模拟开关电压控制电路由模拟芯片U2，一端接地、另一端与模拟芯片U2的VCC管脚相连接的电容C8，以及串接在模拟芯片U2的VEE管脚和GND管脚之间的电容C9组成；其中，模拟芯片U2的ē管脚与GND管脚相连接后接地，模拟芯片U2的VCC管脚上接有正电源输出VCC+，模拟芯片U2的VEE管脚接负电源输出VCC-，模拟芯片U2的S0管脚和S1管脚为逻辑控制管脚且分别与控制器MCU的两个IO口相连接；可扩展PIN二极管电路由二极管D2，二极管D3，一端经电阻R3后接地、另一端与二极管D2的N极相连接的电感L5，一端作为RFout1端、另一端与二极管D2的P极相连接的电容C5，一端作为RFout2端、另一端与二极管D3的P极相连接的电容C6，一端与二极管D2的P极相连接、另一端与模拟开关电压控制电路的An管脚相连接的电感L4，一端与二极管D3的P极相连接、另一端与模拟开关电压控制电路的Bn管脚相连接的电感L3组成；其中，二极管D2的N极和二极管D3的N极相连接且作为输入端；端口电容为电容C7，电容C7的一端作为RFin端、另一端与可扩展PIN二极管电路的输入端相连接；模拟芯片U2的A0管脚和B1管脚接正电源输出VCC+，A1管脚、A2管脚、A3管脚、B0管脚、B2管脚和B3管脚接负电源输出VCC-。作为第二种优选，所述X为2时：模拟开关电压控制电路由模拟芯片U3，一端接地、另一端与模拟芯片U3的VCC管脚相连接的电容C13，以及串接在模拟芯片U3的VEE管脚和GND管脚之间的电容C14组成；其中，模拟芯片U3的ē管脚与GND管脚相连接后接地，模拟芯片U3的VCC管脚上接有正电源输出VCC+，模拟芯片U3的VEE管脚接负电源输出VCC-，模拟芯片U3的S0管脚和S1管脚为逻辑控制管脚且分别与控制器MCU的两个IO口相连接；可扩展PIN二极管电路由续流二极管Q1，一端经电阻R4后接地、另一端与续流二极管Q1的3管脚相连接的电感L6，一端作为RFout1端、另一端与续流二极管Q1的2管脚相连接的电容C11，一端作为RFout2端、另一端与续流二极管Q1的1管脚相连接的电容C12，一端与续流二极管Q1的2管脚相连接、另一端与模拟芯片U3的An管脚相连接的电感L7，一端与续流二极管Q1的1管脚相连接、另一端与模拟芯片U3的Bn管脚相连接的电感L8组成；其中，续流二极管Q1的3管脚作为输入端；端口电容为电容C10，电容C10的一端作为RFin端、另一端与可扩展PIN二极管电路的输入端相连接；模拟芯片U3的A0管脚和B1管脚接正电源输出VCC+，A1管脚、A2管脚、A3管脚、B0管脚、B2管脚和B3管脚接负电源输出VCC-。作为第三种优选，所述X为4时：模拟开关电压控制电路由模拟芯片U4，模拟芯片U5，一端接地、另一端与模拟芯片U4的V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频组合开关电路，其特征在于：由模拟开关电压控制电路，通过IO口与模拟开关电压控制电路相连接的控制器MCU，与该模拟开关电压控制电路相连接的PIN二极管电路，以及与PIN二极管电路相连接的端口电容组成；/n所述模拟开关电压控制电路的作用是对作用于PIN二极管电路的正负电压进行开关切换；/n所述PIN二极管电路的作用是作为射频通道开关器件，包括射频的输入和输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种射频组合开关电路，其特征在于：由模拟开关电压控制电路，通过IO口与模拟开关电压控制电路相连接的控制器MCU，与该模拟开关电压控制电路相连接的PIN二极管电路，以及与PIN二极管电路相连接的端口电容组成；
所述模拟开关电压控制电路的作用是对作用于PIN二极管电路的正负电压进行开关切换；
所述PIN二极管电路的作用是作为射频通道开关器件，包括射频的输入和输出。


2.根据权利要求1所述的一种射频组合开关电路，其特征在于：
所述模拟开关电压控制电路由模拟芯片U1，一端接地、另一端与模拟芯片U1的VCC管脚相连接的电容C3，一端接地、另一端与模拟芯片U1的VEE管脚相连接的电容C4组成；其中，模拟芯片U1的ē管脚与GND管脚相连接后接地，模拟芯片U1的VCC管脚上接有正电源输出VCC+，模拟芯片U1的VEE管脚接负电源输出VCC-，模拟芯片U1的S0管脚和S1管脚为逻辑控制管脚且分别与控制器MCU的IO1管脚和IO2管脚相连接；
所述PIN二极管电路由二极管D1，一端与模拟开关电压控制电路相连接、另一端与二极管D1的P极相连接的电感L1，一端经电阻R1后接地、另一端与二极管D1的N极相连接的电感L2，以及一端作为开关端口、另一端与二极管D1的P极相连接的电容C1组成；其中，电感L1同时与模拟开关电压控制电路中模拟芯片U1的An管脚相连接；
所述端口电容为电容C2，电容C2的一端作为开关端口、另一端与二极管D1的N极相连接；
所述电容C1的开关端口为RFin端或RFout端中的任意一个、电容C2的开关端口为RFin端或RFout端中的任意一个，且电容C1的开关端口与电容C2的开关端口不相同。


3.基于权利要求1、2所述的一种射频组合开关电路的扩展结构，其特征在于：由可扩展模块组，通过IO口与可扩展模块组相连接的控制器MCU，以及与可扩展模块组相连接的一个端口电容组成；
所述可扩展模块组由n层可扩展模块层依次连接而成，与可扩展模块组相连接的控制器MCU的IO口的数量为2n个，可扩展模块层由a个可扩展模块组成，可扩展模块上设置有一个输入端和X个RFout端，第m层的可扩展模块的数量a为1≤a≤X(m-1)，其中a和n均为大于等于1的整数，X为2或4，1≤m≤n；
当m＝1时，第m层的可扩展模块的输入端与端口电容相连接；当m＞1时，第m层的可扩展模块的输入端与第(m-1)层的可扩展模块的RFout端相连接，且每个RFout端上最多仅能连接一个输入端；
所述可扩展模块又由模拟开关电压控制电路，以及与模拟开关电压控制电路相连接的可扩展PIN二极管电路组成。


4.根据权利要求3所述的一种射频组合开关电路的扩展结构，其特征在于：所述X为2时：
模拟开关电压控制电路由模拟芯片U2，一端接地、另一端与模拟芯片U2的VCC管脚相连接的电容C8，以及串接在模拟芯片U2的VEE管脚和GND管脚之间的电容C9组成；其中，模拟芯片U2的ē管脚与GND管脚相连接后接地，模拟芯片U2的VCC管脚上接有正电源输出VCC+，模拟芯片U2的VEE管脚接负电源输出VCC-，模拟芯片U2的S0管脚和S1管脚为逻辑控制管脚且分别与控制器MCU的两个IO口相连接；
可扩展PIN二极管电路由二极管D2，二极管D3，一端经电阻R3后接地、另一端与二极管D2的N极相连接的电感L5，一端作为RFout1端、另一端与二极管D2的P极相连接的电容C5，一端作为RFout2端、另一端与二极管D3的P极相连接的电容C6，一端与二极管D2的P极相连接、另一端与模拟开关电压控制电路的An管脚相连接的电感L4，一端与二极管D3的P极相连接、另一端与模拟开关电压控制电路的Bn管脚相连接的电感L3组成；其中，二极管D2的N极和二极管D3的N极相连接且作为输入端；
端口电容为电容C7，电容C7的一端作为RFin端、另一端与可扩展PIN二极管电路的输入端相连接；
模拟芯片U2的A0管脚和B1管脚接正电源输出VCC+，A1管脚、A2管脚、A3管脚、B0管脚、B2管脚和B3管脚接负电源输出VCC-。


5.根据权利要求3所述的一种射频组合开关电路的扩展结构，其特征在于：所述X为2时：
模拟开关电压控制电路由模拟芯片U3，一端接地、另一端与模拟芯片U3的VCC管脚相连接的电容C13，以及串接在模拟芯片U3的VEE管脚和GND管脚之间的电容C14组成；其中，模拟芯片U3的ē管脚与GND管脚相连接后接地，模拟芯片U3的VCC管脚上接有正电源输出VCC+，模拟芯片U3的VEE管脚接负电源输出VCC-，模拟芯片U3的S0管脚和S1管脚为逻辑控制管脚且分别与控制器MCU的两个IO口相连接；
可扩展PIN二极管电路由续流二极管Q1，一端经电阻R4后接地、另一端与续流二极管Q1的3管脚相连接的电感L6，一端作为RFout1端、另一端与续流二极管Q1的2管脚相连接的电容C11，一端作为RFout2端、另一端与续流二极管Q1的1管脚相连接的电容C12，一端与续流二极管Q1的2管脚相连接、另一端与模拟芯片U3的An管脚相连接的电感L7，一端与续流二极管Q1的1管脚相连接、另一端与模拟芯片U3的Bn管脚相连接的电感L8组成；其中，续流二极管Q1的3管脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊辰，李一颉，
申请(专利权)人：成都慧通力拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51