高速單刀雙擲電子開關電路的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高速單刀雙擲電子開關電路，其特征在于：包括一開關邏輯電路的信號輸出端，所述信號輸出端與電阻R1的一端、三極管T1的基極以及三極管T2的基極連接；所述電阻R1的另一端與一柵極電壓的輸入端Vg、三極管T1的集電極、電阻R2的一端以及開關管K1的源極連接；所述三極管T1的發射極與三極管T2的發射極、電阻R2的另一端、開關管K1的柵極以及開關管K2的柵極連接；所述三極管的集電極接地；所述開關管K1的漏極和開關管K2的漏極連接作為輸出端；所述開關管K2的源極接地。
【專利說明】高速單刀雙擲電子開關電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子開關【技術領域】，特別是ー種高速單刀雙擲電子開關電路。
【背景技術】
[0002]TD-SCDMA和TD-LTE移動通信采用時分的TD模式，它的接收和發射是在同一頻率下分時進行的，這就需要用電子開關來保證通信系統收發信號的正常切換。因此時分雙エ模式下的TD射頻功率放大器必須采用高速電子開關進行導通與關斷的轉換。其工作狀態由其偏置控制。如果給功率放大器加ー個固定的偏置電壓，相當于開關的常開狀態，則功率放大器一直處于導通狀態，這種狀態定義為常開模式。但要使功率放大器工作在時分雙エ模式，就必須通過ー個高速電子開關對其偏置電壓隨著特定的控制信號進行導通與關斷的控制，從而實現功率放大器在發射信號時導通，在接收信號時關斷。同理，在系統的接收端低燥聲放大器，也需要逆向的導通與關斷控制，即功率放大器導通時，低燥聲放大器必須關斷，當功率放大器關斷時，低燥聲放大器必須導通。由于TD-SCDMA和TD-LTE均需采用QPSK或QAM的非恒包絡調制方式來實現高速數據的傳輸。由于控制信號在幅度和相位上都存在誤差，用單純的相位誤差和頻率誤差已不足以反映信號的調制精度，因此要引入誤差矢量幅度EVM指標來衡量傳輸信號的質量。在現在移動通信系統中，EVM是衡量射頻功率放大器性能的重要指標之一。由于TD系統的射頻功率放大器是工作在開關狀態，電子開關對其偏置進行控制。由于在偏置電路存在著RC元件，在電子開關的開與關的時候，存在著瞬態響應，表現在電子開關導通上升沿與電子開導關斷下降沿吋。而射頻功率放大器對偏置方波控制電壓的瞬態反應，尤其是上升時間的影響，會產生對信號削波及非線性失真的影響，造成部分數據符號丟失，對TD-SCDMA和TD-LTE傳輸信號EVM指標的惡化。射頻功率放大器的瞬態響應不僅與電子開關的速度有關，還與射頻功率放大器的偏置電路存在RC兀件密切相關。由于RC元件的存在，使得高速電子開關在關斷與開啟時刻產生充放電現象，開成了上升與下降沿的時間，因此在實理高速電子開關的開關時間的同時，要具備一條使得射頻功率放大器能夠快速充放電的機理，從而保證射頻功率放大器的瞬態響應時間足夠短。
【發明內容】
[0003]本發明的高速電子單刀雙擲開關電路解決了這ー難題，創造性地將這種新型的單刀雙擲開關電路連接在射頻功率放大器的偏置電路上，形成ー擲ニ高速充放電的通路。
[0004]本發明采用以下方案實現:ー種高速單刀雙擲電子開關電路，其特征在于:包括一開關邏輯電路的信號輸出端，所述信號輸出端與電阻Rl的一端、三極管Tl的基極以及三極管T2的基極連接；所述電阻Rl的另一端與一柵極電壓的輸入端Vg、三極管Tl的集電極、電阻R2的一端以及開關管Kl的源極連接；所述三極管Tl的發射極與三極管T2的發射扱、電阻R2的另一端、開關管Kl的柵極以及開關管K2的柵極連接；所述三極管的集電極接地；所述開關管Kl的漏極和開關管K2的漏極連接作為輸出端；所述開關管K2的源極接地。
[0005]在本發明ー實施例中，所述三極管T2為NPN三極管，所述三極管Tl為PNP三極管。
[0006]本發明一實施例中，該開關電路是連接在射頻功率放大器的偏置電路上。
[0007]在本發明ー實施例中，所述的輸出端連接有偏置電容組。
[0008]在本發明一實施例中，所述的偏置電容組由三個電容并聯構成。
[0009]本發明能夠應用于TD-SCDMA和TD-LTE移動通信系統，同時也能廣泛應用于其它射頻電路。該電子開關包含兩個電子開關管，接收控制信號的控制電路，兩個開關管的公共端與其兩個輸出端組成單刀雙擲電路。電路結構簡単，能保證射頻功率放大器的瞬態響應時間足夠短。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是射頻功放管與開關電路配合工作的原理示意圖。
[0011]圖2是本發明實施例開關電路的電路連接示意圖。
[0012]圖3是本發明的開關電路應用于射頻偏置電路的具體電路不意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖及實施例對本發明做進ー步說明。
[0014]本發明的高速電子單刀雙擲開關電路創造性地將這種新型的單刀雙擲開關電路連接在射頻功率放大器的偏置電路上，形成ー擲ニ高速充放電的通路。這種電子開關的公共端與射頻功率放大器的偏置端相連，另外兩端:一端與供電電源相連；另一端與地端相連形成一條對射頻功率放大器偏置RC電路的快速通路。其基本原理是:射頻功率放大器的放大管，一般是通信系統普遍使用的LDMDS管或場效應管的柵極偏置電路，電路如圖1所
示:當開關接在:I端，柵級電壓Vg與管子的柵極接通，Vg加在管子的柵極，使得管子柵極與
漏極S形成正向偏壓，G端與S端迅速導通，這時Vg迅速對電容充電，其充電時間由于此時導通道路上的電阻很小，所以充電時間主要取決于電容值的大小。由于充電時間很短，所以其上升沿很陡，能夠保證在TD信號到來之時功放的瞬態響應已經結束，即功放開關已經完全打開，從而保證了 EVM的指標不受影響。當開關控制信號控制射頻功率放大器關斷吋，電
子開關的刀打在開關的2:端，這時電源與管子斷開，在管子的柵極電壓為0，管子截止。此
時，管子的G端到S端的通路呈斷路狀態，呈現很大的電阻，那么原來在柵極電路上的電容C所充的電，如果沒有其它道路讓它放電的可能，只能通過管子的柵極G到漏極S的放電，由于電阻很大，所以放電時間很長。因此當第二項開關與Vg接通時，由于電容上的電荷尚未放完，就形成反向充電，造成在接通狀態時，電源Vg對C的放電在關斷狀態迅速放完，這是提高上升沿與下降沿時間的關鍵。本發明電路的創新點在于采用ニ個開關管、ー個NPN三極管和ー個PNP三極管組成ー個高速的單刀雙擲電子開關電路，實現了上述高速充放電的聞速電子開關電路。
[0015]具體的，請參見圖2，本實施例中，該高速單刀雙擲電子開關電路，包括ー開關邏輯電路的信號輸出端，所述信號輸出端與電阻Rl的一端、三極管Tl的基極以及三極管T2的基極連接；所述電阻Rl的另一端與一柵極電壓的輸入端Vg、三極管Tl的集電極、電阻R2的一端以及開關管Kl的源極連接；所述三極管Tl的發射極與三極管T2的發射極、電阻R2的另一端、開關管Kl的柵極以及開關管K2的柵極連接；所述三極管的集電極接地；所述開關管Kl的漏極和開關管K2的漏極連接作為輸出端；所述開關管K2的源極接地。
[0016]本發明的開關電路可應用于TD-SCDMA和TD-LTE移動通信系統，請參見圖3，圖3是本發明的開關電路應用于射頻偏置電路的具體電路示意圖。圖中M是開關控制邏輯電路，該電路模塊主要功能是接收外界傳送過來的控制信號，例如TD-SCDMA系統TS ；RS和TOD控制信號，通過開關控制電路轉換成高、低電平信號輸出來控制單刀雙擲電子開關。Tl、T2 ;R1、R2和K1、K2組成ー個單刀雙擲電路。Tl是PNP三級管，T2是NPN三極管。Kl是溝通MOS管，K2是N溝通MOS管。C2、C3、C4是功放管柵極的偏置電容。本實施例電路是定義開關控制邏輯電路輸為0時，開啟功放電路電源；輸出為I時，關閉功放電路電源。具體原理如下:
1、當開關邏輯電路輸出為低電位時，這時A點為低電平，此時Tl導通；B點電位為高電平時，則T2截止。因此B點維持高電平狀態，從而K2 N溝道MOS管截止相當于開路Kl P溝道MOS管導通。所以，C到D通路接通，而D到E通路斷開。
[0017]2、當開關邏輯電路輸出為高電平時，這時A點為高電平，則Tl截止；T2的E極電壓為電阻R2與Vce的分壓。而T2的B極電壓為Vg-1 b*Rl，選擇Rl和R2的值，使得在A點電位高于B點的電位，從而T2導通。T2導通使得B點為低電平，導致Kl截止，K2導通，那么，電容C通過K2道路進行放電。
[0018]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.ー種高速單刀雙擲電子開關電路，其特征在于:包括一開關邏輯電路的信號輸出端，所述信號輸出端與電阻Rl的一端、三極管Tl的基極以及三極管T2的基極連接；所述電阻Rl的另一端與一柵極電壓的輸入端Vg、三極管Tl的集電極、電阻R2的一端以及開關管Kl的源極連接；所述三極管Tl的發射極與三極管T2的發射極、電阻R2的另一端、開關管Kl的柵極以及開關管K2的柵極連接；所述三極管的集電極接地；所述開關管Kl的漏極和開關管K2的漏極連接作為輸出端；所述開關管K2的源極接地。
2.根據權利要求1所述的高速單刀雙擲電子開關電路，其特征在于:所述三極管T2為NPN三極管，所述三極管Tl為PNP三極管。
3.根據權利要求1所述的高速單刀雙擲電子開關電路，其特征在于:該開關電路是連接在射頻功率放大器的偏置電路上。
4.根據權利要求1所述的高速單刀雙擲電子開關電路，其特征在于:所述的輸出端連接有偏置電容組。
5.根據權利要求4所述的高速單刀雙擲電子開關電路，其特征在于:所述的偏置電容組由三個電容并聯構成。
【文檔編號】H03K17/56GK103441751SQ201310383488
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】張光飛 申請人:數微(福建)通信技術有限公司