平衡-不平衡转换器及其优化方法
平衡-不平衡转换器及其优化方法
【专利摘要】本发明公开一种平衡-不平衡转换器及其优化方法，该平衡-不平衡转换器于芯片内集成，该平衡-不平衡转换器的出口相差为非对称结构，本发明通过对平衡-不平衡转换器的输出口进行调整，可以达到优化芯片内器件布局、减少器件或模块外走线及提高芯片准确性的目的。
【专利说明】平衡-不平衡转换器及其优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种平衡-不平衡转换器及其优化方法，特别是涉及一种芯片内集成的平衡-不平衡转换器及其优化方法。
【背景技术】
[0002]Balun (平衡-不平衡转换器)广泛应用于无线通信和电缆通信中。其作用除了平衡-不平衡变换之外，同时还视乎Balun的形式、结构，可以进行1: 1、4: 1、6: 1、9: 1、25: I等比值的阻抗转换。
[0003]目前射频芯片发射接收通道通常都需要Balun对射频信号进行单端转双端或双端转单端的转换，或者基于Balun面积比2个电感小的优点而使用Baiun。由于射频信号对链路的各种影响很敏感，特别是接收端，信号功率很微弱，Balun的模型准确度和信号链路的寄生参数对设计有很大的影响，所以对信号链路中的所有器件的寄生参数的准确提取就成为射频芯片中信号链路的重要问题。
[0004]通常芯片内集成的Balun为保证2个通路的对称而往往进行对称设计，出口为对称相差180度，如图1所示，这样对芯片的布局就要求很高，芯片面积很有可能由此增加，因为Balun对称则需要外围走线和器件完全一致，不能单独对某条线进行异形设计，而对称Balun面积一般很大，这样输出脚就很远，引脚间不适合放置其他电路，否则易造成不对称问题，这样就会在引脚间形成大块空置面积形成无谓浪费。因此，为保证信号模型的准确和芯片面积的优化，就很有必要对Balun的走线进行优化，在设计允许的前提下，对Balun进行优化，之后准确提取参数和保证设计正确，提高设计和制造后测试结果的一致性，进而提高芯片的市场竞争力。
【发明内容】
[0005]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种平衡-不平衡变换器及其优化方法，其通过对Balun的输出口进行调整，可以达到优化芯片内器件布局、减少器件或模块外走线及提高芯片准确性的目的。
[0006]为达上述及其它目的，本发明提供一种平衡-不平衡转换器，该平衡-不平衡转换器于芯片内集成，该平衡-不平衡转换器的出口为非对称结构。
[0007]进一步地，该平衡-不平衡转换器的出口相差角度的设计以满足该平衡-不平衡转换器设计所需的电感精度为前提。
[0008]进一步地，该平衡-不平衡转换器的出口相差角度设计需满足最优化芯片器件布局和电路设计需求。
[0009]为达上述及其它目的，本发明提供一种平衡-不平衡转换器的优化方法，该平衡-不平衡转换器于芯片内集成，该方法包括如下步骤:
[0010]步骤一，将该平衡-不平衡转换器的出口设计为非对称结构；
[0011]步骤二，针对芯片内集成电感，优化走线；以及[0012]步骤三，对该平衡-不平衡转换器进行电磁仿真，提取寄生参数；以及
[0013]步骤四，根据获得的寄生参数将该平衡-不平衡转换器代入软件进行软件仿真，验证并确认所设计的平衡-不平衡转换器是否满足设计要求，获得所需平衡-不平衡转换器。
[0014]若该步骤四获得的平衡-不平衡转换器不满足设计需求，则调整该平衡-不平衡转换器的出口相差角度，并重复该步骤一至该步骤四，直至该步骤四获得的平衡-不平衡转换器满足设计需求。
[0015]与现有技术相比，本发明一种平衡-不平衡转换器及其优化方法通过将平衡-不平衡转换器的输出口调整为非对称形，使得其外部走线可以不同，可通过拐弯或放置器件等方式将平衡-不平衡转换器的两路输出压缩至较小面积，引脚间可适合放置其他电路，达到了优化芯片内器件布局、减少器件或模块外走线及提高芯片准确性的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术之平衡-不平衡转换器的简化示意图；
[0017]图2为本发明一种平衡-不平衡转换器之较佳实施例的简化示意图；
[0018]图3为现有技术中平衡-不平衡变换器之两路LQ值的示意图；
[0019]图4为本发明一种平衡-不平衡变换器之较佳实施例的两路LQ值示意图；
[0020]图5为本发明一种平衡-不平衡转换器的优化方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0021]以下通过特定的具体实例并结合【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0022]图2为本发明一种平衡-不平衡转换器之较佳实施例的简化示意图。如图2所示，本发明一种平衡-不平衡转换器，于芯片内集成，本发明以芯片面积优化为目标，在设计可以容忍的前提下(如满足平衡-不平衡转换器(Balun)设计所需的电感参数精度，本具体实施例为正负15%，但是由于不同的电路要求不同，所以这里所说的电感参数精度并不局限于上述正负15%)，将平衡-不平衡转换器(Balun)出口进行调整，使其出口调整为非对称结构，出口相差可以为O?180度之间，同时满足最优化芯片器件布局和电路设计需求。
[0023]于本发明较佳实施例中，本发明根据设计需求，针对芯片内集成电感，优化走线，设计好Balun之后，通过仿真软件对其进行电磁仿真，精确提取其寄生参数，然后再将其代入软件进行软件仿真，以得到满足需求的Balun，达到提高芯片性能和节省面积的目的。
[0024]以图2所示相差为90度的Balun为例，开始是设计为相差180度的Balun(如图1)所示，通过用电磁仿真软件提参数后，得到图3所示结果，其中Balun的2电感几乎无任何差异，满足设计要求，然而，图3中两路LQ值很对称，图3的LQ值对称表明需要外围走线和器件完全一致，不能单独对某条线进行异形设计，并且在模块的layout (布局)中发现，由于芯片内部模块众多，为省成本每个模块分配的空间很有限，如果按照相差为180度的Balun摆放布局的话，空间乱费很大，走线也不好走，所以本发明之较佳实施例改用相差为90度的Balun，通过电磁仿真软件仿真提参后，得到图4所示结果，本发明之Balun的LQ值不对称表明外部走线可以不同，可以通过拐弯或放置器件等方式将两路输出压缩至较小面积，并在两路输出的最后端口保持两路的参数完全一致，放到实际使用Balun的电路中也能满足设计要求，所以本发明之较佳实施例最终确定用相差为90度的Balun。
[0025]电磁仿真软件很多，比如Aistic, HFSS, Momentum, EMX等等,不同的仿真软件的仿真实现过程不同，结果大致一样，由于这些仿真软件均是现有技术，在此不一一赘述。
[0026]图5为本发明一种平衡-不平衡转换器的优化方法的步骤流程图。如图5所示，本发明一种平衡-不平衡转换器的优化方法，包括如下步骤:
[0027]步骤501，根据设计需求，将该平衡-不平衡转换器的出口设计为非对称结构，较佳的，如出口相差为90度或60度或80度等；
[0028]步骤502,针对芯片内集成电感,优化走线；
[0029]步骤503，进行电磁仿真，精确提取寄生参数，在本发明较佳实施例中，通过仿真软件对该Balun进行电磁仿真，精确提取其寄生参数。以及
[0030]步骤504，根据获得的寄生参数将该平衡-不平衡转换器代入软件进行软件仿真，验证并确认所设计的平衡-不平衡转换器是否满足设计要求，获得所需Balun。
[0031]在此需说明的是，若最后获得的Balun仍不符合设计需求，则调整出口相差角度，重复上述步骤，直至获得满足设计需求的Balun为止
[0032]可见，本发明一种平衡-不平衡转换器及其优化方法通过将平衡-不平衡转换器的输出口相差调整为非对称结构，使得其外部走线可以不同，可通过拐弯或放置器件等方式将平衡-不平衡转换器的两路输出压缩至较小面积，引脚间可适合放置其他电路，达到了优化芯片内器件布局、减少器件或模块外走线及提高芯片准确性的目的。
[0033]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【权利要求】
1.一种平衡-不平衡转换器，于芯片内集成，其特征在于:该平衡-不平衡转换器的出口为非对称结构。
2.如权利要求1所述的平衡-不平衡转换器，其特征在于:该平衡-不平衡转换器的出口相差角度的设计应满足电感精度为正负15%。
3.如权利要求2所述的平衡-不平衡转换器，其特征在于:该平衡-不平衡转换器的出口相差角度为O?180度之间。
4.如权利要求2所述的平衡-不平衡转换器，其特征在于:该平衡-不平衡转换器的出口相差角度为90度。
5.一种平衡-不平衡转换器的优化方法，该平衡-不平衡转换器于芯片内集成，该方法包括如下步骤: 步骤一，将该平衡-不平衡转换器的出口设计为非对称结构； 步骤二，针对芯片内集成电感，优化走线；以及 步骤三，对该平衡-不平衡转换器进行电磁仿真，提取寄生参数；以及 步骤四，根据获得的寄生参数将该平衡-不平衡转换器代入软件进行软件仿真，验证并确认所设计的平衡-不平衡转换器是否满足设计要求，获得所需平衡-不平衡转换器。
6.如权利要求5所述的平衡-不平衡转换器的优化方法，其特征在于:若该步骤四获得的平衡-不平衡转换器不满足设计需求，则调整该平衡-不平衡转换器的出口相差角度，并重复该步骤一至该步骤四，直至该步骤四获得的平衡-不平衡转换器满足设计需求。
【文档编号】H01P5/10GK103579730SQ201210254316
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月20日 优先权日:2012年7月20日
【发明者】张永俊, 李海松, 崔福良 申请人:联芯科技有限公司
【专利摘要】本发明公开一种平衡-不平衡转换器及其优化方法，该平衡-不平衡转换器于芯片内集成，该平衡-不平衡转换器的出口相差为非对称结构，本发明通过对平衡-不平衡转换器的输出口进行调整，可以达到优化芯片内器件布局、减少器件或模块外走线及提高芯片准确性的目的。
【专利说明】平衡-不平衡转换器及其优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种平衡-不平衡转换器及其优化方法，特别是涉及一种芯片内集成的平衡-不平衡转换器及其优化方法。
【背景技术】
[0002]Balun (平衡-不平衡转换器)广泛应用于无线通信和电缆通信中。其作用除了平衡-不平衡变换之外，同时还视乎Balun的形式、结构，可以进行1: 1、4: 1、6: 1、9: 1、25: I等比值的阻抗转换。
[0003]目前射频芯片发射接收通道通常都需要Balun对射频信号进行单端转双端或双端转单端的转换，或者基于Balun面积比2个电感小的优点而使用Baiun。由于射频信号对链路的各种影响很敏感，特别是接收端，信号功率很微弱，Balun的模型准确度和信号链路的寄生参数对设计有很大的影响，所以对信号链路中的所有器件的寄生参数的准确提取就成为射频芯片中信号链路的重要问题。
[0004]通常芯片内集成的Balun为保证2个通路的对称而往往进行对称设计，出口为对称相差180度，如图1所示，这样对芯片的布局就要求很高，芯片面积很有可能由此增加，因为Balun对称则需要外围走线和器件完全一致，不能单独对某条线进行异形设计，而对称Balun面积一般很大，这样输出脚就很远，引脚间不适合放置其他电路，否则易造成不对称问题，这样就会在引脚间形成大块空置面积形成无谓浪费。因此，为保证信号模型的准确和芯片面积的优化，就很有必要对Balun的走线进行优化，在设计允许的前提下，对Balun进行优化，之后准确提取参数和保证设计正确，提高设计和制造后测试结果的一致性，进而提高芯片的市场竞争力。
【发明内容】
[0005]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种平衡-不平衡变换器及其优化方法，其通过对Balun的输出口进行调整，可以达到优化芯片内器件布局、减少器件或模块外走线及提高芯片准确性的目的。
[0006]为达上述及其它目的，本发明提供一种平衡-不平衡转换器，该平衡-不平衡转换器于芯片内集成，该平衡-不平衡转换器的出口为非对称结构。
[0007]进一步地，该平衡-不平衡转换器的出口相差角度的设计以满足该平衡-不平衡转换器设计所需的电感精度为前提。
[0008]进一步地，该平衡-不平衡转换器的出口相差角度设计需满足最优化芯片器件布局和电路设计需求。
[0009]为达上述及其它目的，本发明提供一种平衡-不平衡转换器的优化方法，该平衡-不平衡转换器于芯片内集成，该方法包括如下步骤:
[0010]步骤一，将该平衡-不平衡转换器的出口设计为非对称结构；
[0011]步骤二，针对芯片内集成电感，优化走线；以及[0012]步骤三，对该平衡-不平衡转换器进行电磁仿真，提取寄生参数；以及
[0013]步骤四，根据获得的寄生参数将该平衡-不平衡转换器代入软件进行软件仿真，验证并确认所设计的平衡-不平衡转换器是否满足设计要求，获得所需平衡-不平衡转换器。
[0014]若该步骤四获得的平衡-不平衡转换器不满足设计需求，则调整该平衡-不平衡转换器的出口相差角度，并重复该步骤一至该步骤四，直至该步骤四获得的平衡-不平衡转换器满足设计需求。
[0015]与现有技术相比，本发明一种平衡-不平衡转换器及其优化方法通过将平衡-不平衡转换器的输出口调整为非对称形，使得其外部走线可以不同，可通过拐弯或放置器件等方式将平衡-不平衡转换器的两路输出压缩至较小面积，引脚间可适合放置其他电路，达到了优化芯片内器件布局、减少器件或模块外走线及提高芯片准确性的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术之平衡-不平衡转换器的简化示意图；
[0017]图2为本发明一种平衡-不平衡转换器之较佳实施例的简化示意图；
[0018]图3为现有技术中平衡-不平衡变换器之两路LQ值的示意图；
[0019]图4为本发明一种平衡-不平衡变换器之较佳实施例的两路LQ值示意图；
[0020]图5为本发明一种平衡-不平衡转换器的优化方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0021]以下通过特定的具体实例并结合【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0022]图2为本发明一种平衡-不平衡转换器之较佳实施例的简化示意图。如图2所示，本发明一种平衡-不平衡转换器，于芯片内集成，本发明以芯片面积优化为目标，在设计可以容忍的前提下(如满足平衡-不平衡转换器(Balun)设计所需的电感参数精度，本具体实施例为正负15%，但是由于不同的电路要求不同，所以这里所说的电感参数精度并不局限于上述正负15%)，将平衡-不平衡转换器(Balun)出口进行调整，使其出口调整为非对称结构，出口相差可以为O?180度之间，同时满足最优化芯片器件布局和电路设计需求。
[0023]于本发明较佳实施例中，本发明根据设计需求，针对芯片内集成电感，优化走线，设计好Balun之后，通过仿真软件对其进行电磁仿真，精确提取其寄生参数，然后再将其代入软件进行软件仿真，以得到满足需求的Balun，达到提高芯片性能和节省面积的目的。
[0024]以图2所示相差为90度的Balun为例，开始是设计为相差180度的Balun(如图1)所示，通过用电磁仿真软件提参数后，得到图3所示结果，其中Balun的2电感几乎无任何差异，满足设计要求，然而，图3中两路LQ值很对称，图3的LQ值对称表明需要外围走线和器件完全一致，不能单独对某条线进行异形设计，并且在模块的layout (布局)中发现，由于芯片内部模块众多，为省成本每个模块分配的空间很有限，如果按照相差为180度的Balun摆放布局的话，空间乱费很大，走线也不好走，所以本发明之较佳实施例改用相差为90度的Balun，通过电磁仿真软件仿真提参后，得到图4所示结果，本发明之Balun的LQ值不对称表明外部走线可以不同，可以通过拐弯或放置器件等方式将两路输出压缩至较小面积，并在两路输出的最后端口保持两路的参数完全一致，放到实际使用Balun的电路中也能满足设计要求，所以本发明之较佳实施例最终确定用相差为90度的Balun。
[0025]电磁仿真软件很多，比如Aistic, HFSS, Momentum, EMX等等,不同的仿真软件的仿真实现过程不同，结果大致一样，由于这些仿真软件均是现有技术，在此不一一赘述。
[0026]图5为本发明一种平衡-不平衡转换器的优化方法的步骤流程图。如图5所示，本发明一种平衡-不平衡转换器的优化方法，包括如下步骤:
[0027]步骤501，根据设计需求，将该平衡-不平衡转换器的出口设计为非对称结构，较佳的，如出口相差为90度或60度或80度等；
[0028]步骤502,针对芯片内集成电感,优化走线；
[0029]步骤503，进行电磁仿真，精确提取寄生参数，在本发明较佳实施例中，通过仿真软件对该Balun进行电磁仿真，精确提取其寄生参数。以及
[0030]步骤504，根据获得的寄生参数将该平衡-不平衡转换器代入软件进行软件仿真，验证并确认所设计的平衡-不平衡转换器是否满足设计要求，获得所需Balun。
[0031]在此需说明的是，若最后获得的Balun仍不符合设计需求，则调整出口相差角度，重复上述步骤，直至获得满足设计需求的Balun为止
[0032]可见，本发明一种平衡-不平衡转换器及其优化方法通过将平衡-不平衡转换器的输出口相差调整为非对称结构，使得其外部走线可以不同，可通过拐弯或放置器件等方式将平衡-不平衡转换器的两路输出压缩至较小面积，引脚间可适合放置其他电路，达到了优化芯片内器件布局、减少器件或模块外走线及提高芯片准确性的目的。
[0033]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【权利要求】
1.一种平衡-不平衡转换器，于芯片内集成，其特征在于:该平衡-不平衡转换器的出口为非对称结构。
2.如权利要求1所述的平衡-不平衡转换器，其特征在于:该平衡-不平衡转换器的出口相差角度的设计应满足电感精度为正负15%。
3.如权利要求2所述的平衡-不平衡转换器，其特征在于:该平衡-不平衡转换器的出口相差角度为O?180度之间。
4.如权利要求2所述的平衡-不平衡转换器，其特征在于:该平衡-不平衡转换器的出口相差角度为90度。
5.一种平衡-不平衡转换器的优化方法，该平衡-不平衡转换器于芯片内集成，该方法包括如下步骤: 步骤一，将该平衡-不平衡转换器的出口设计为非对称结构； 步骤二，针对芯片内集成电感，优化走线；以及 步骤三，对该平衡-不平衡转换器进行电磁仿真，提取寄生参数；以及 步骤四，根据获得的寄生参数将该平衡-不平衡转换器代入软件进行软件仿真，验证并确认所设计的平衡-不平衡转换器是否满足设计要求，获得所需平衡-不平衡转换器。
6.如权利要求5所述的平衡-不平衡转换器的优化方法，其特征在于:若该步骤四获得的平衡-不平衡转换器不满足设计需求，则调整该平衡-不平衡转换器的出口相差角度，并重复该步骤一至该步骤四，直至该步骤四获得的平衡-不平衡转换器满足设计需求。
【文档编号】H01P5/10GK103579730SQ201210254316
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月20日 优先权日:2012年7月20日
【发明者】张永俊, 李海松, 崔福良 申请人:联芯科技有限公司
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