一種高頻收發開關集成方法和裝置與流程

2023-09-23 13:57:50 1

本發明涉及射頻集成電路技術領域，尤指一種高頻收發開關集成方法和裝置。

背景技術：

目前市場上有同時支持2.4G無線區域網802.11b和藍牙Bluetooth系統，收發分時工作，常規採用單刀雙擲開關控制收發，如圖1所示，單刀雙擲開關控制收發通道工作，一端連接天線端，另兩端分別連接接收通道和發射通道，當接收通道工作時候，開關連接接收通道，當發射通道工作時候，開關連接發射通道。

目前第二種方案採用集成無源器件(IPD，integrated passive device)工藝實現無源電感電容進行匹配，如圖2所示，集成電容和電感元器件進行輸入輸出匹配，具有小型化和提高系統性能的優勢，但是採用非互補金屬氧化物半導體(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)工藝實現，集成度不高，成本也高。

同樣有集成RF收發開關方案，收發開關集成在晶片中，只有一個，當低噪聲放大器(LNA，Low Noise Amplifier)工作時候，功率放大器(PA，Power Amplifier)功放關閉，接收通道工作；當功放發射通道工作時候，接收通道LNA關閉。但是，實現單雙轉換的平衡－不平衡變換器(BALUN，Balance-unbalance)在片外，並沒有集成在晶片內，使得集成度不高。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高頻收發開關集成方法和裝置，能夠減少片外元件，從而降低晶片面積，減小成本，並實現高頻收發匹配。

為了達到本發明目的，本發明提供了一種高頻收發開關集成裝置，所述 高頻收發開關集成裝置的片上包括電感、電容、低噪聲放大器、功率放大器和收發開關，其中，第一電感和第一電容串聯，第二電容通過第二收發開關並聯到地，形成第一通道，所述第一通道的第一電容連接低噪聲放大器進行接收通道輸入阻抗匹配；第一電感和第二電容、第二電感與第三電容串聯，第一電容通過第一收發開關並聯到地，形成第二通道，該第二通道的第三電感連接功率放大器進行發射功率匹配。

進一步地，所述第一收發開關工作在高電壓，所述第二收發開關工作在低電壓。

進一步地，所述低噪聲放大器工作時，所述功率放大器關閉，通過所述第一電感、第一電容和第二電容進行T型阻抗匹配。

進一步地，所述功率放大器工作時，所述低噪聲放大器關閉，第一電感、第二電容、第二電感和第三電容進行發射阻抗匹配。

在本發明中，接收前端的輸入匹配和接收前端的輸入匹配均採用片上的電感和電容實現；此外，集成收發開關，無片外電感、電容、BALUN等元器件，成本大大減小，PCB面積同樣減小；通過片上控制低噪聲放大器和功率放大器，實現收發通路控制。

本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本發明技術方案的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用於解釋本發明的技術方案，並不構成對本發明技術方案的限制。

圖1是現有技術中一種高頻收發開關的電路示意圖。

圖2是現有技術中另一種高頻收發開關的電路示意圖。

圖3是本發明的一種實施例中高頻收發開關集成裝置的結構示意圖。

圖4是本發明的一種實施例中高頻收發開關集成源級電感的電路示意 圖。

圖5是本發明的一種實施例中高頻收發開關集成中發射匹配的電路示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互任意組合。

在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行。並且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟。

圖3是本發明的一種實施例中高頻收發開關集成裝置的結構示意圖。如圖3所示，該高頻收發開關集成裝置的片上(on chip)包括電感、電容、低噪聲放大器、功率放大器和收發開關，其中，

第一電感L1和第一電容C1串聯，第二電容C2通過第二收發開關M2並聯到地，形成第一通道，該第一通道的第一電容C1連接低噪聲放大器LNA進行接收通道輸入匹配；

第一電感L1和第二電容C2、第二電感L2與第三電容C3串聯，第一電容C1通過第一收發開關M1並聯到地，形成第二通道，該第二通道的第三電感C3連接功率放大器PA進行發射功率匹配。

如此設置，收發開關M1和M2都集成在片上，其中M1工作在高電壓，M2工作在低電壓。

圖4是本發明的一種實施例中高頻收發開關集成源級電感的電路示意圖。如圖4所示，當LNA工作時，PA功放關閉，L2/C1串聯，C2並聯到地，M2開關導通電阻小，L2/C1/C2實現T型阻抗匹配。

圖5是本發明的一種實施例中高頻收發開關集成中發射匹配的電路示意圖。如圖5所示，當PA工作時，LNA關閉，L1/L2/C2/C3串聯，C1並聯到地，M1開關導通電阻小，L1/C2/L2/C3實現發射阻抗匹配。

在本發明中，接收前端的輸入匹配和接收前端的輸入匹配均採用片上的電感和電容實現；此外，集成收發開關，無片外電感、電容、BALUN等元器件，成本大大減小，PCB面積同樣減小；通過片上控制低噪聲放大器和功率放大器，實現收發通路控制。

雖然本發明所揭露的實施方式如上，但所述的內容僅為便於理解本發明而採用的實施方式，並非用以限定本發明。任何本發明所屬領域內的技術人員，在不脫離本發明所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式及細節上進行任何的修改與變化，但本發明的專利保護範圍，仍須以所附的權利要求書所界定的範圍為準。