高速单刀双掷电子开关电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高速单刀双掷电子开关电路，其特征在于：包括一开关逻辑电路的信号输出端，所述信号输出端与电阻R1的一端、三极管T1的基极以及三极管T2的基极连接；所述电阻R1的另一端与一栅极电压的输入端Vg、三极管T1的集电极、电阻R2的一端以及开关管K1的源极连接；所述三极管T1的发射极与三极管T2的发射极、电阻R2的另一端、开关管K1的栅极以及开关管K2的栅极连接；所述三极管的集电极接地；所述开关管K1的漏极和开关管K2的漏极连接作为输出端；所述开关管K2的源极接地。
【专利说明】高速单刀双掷电子开关电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子开关【技术领域】，特别是ー种高速单刀双掷电子开关电路。
【背景技术】
[0002]TD-SCDMA和TD-LTE移动通信采用时分的TD模式，它的接收和发射是在同一频率下分时进行的，这就需要用电子开关来保证通信系统收发信号的正常切換。因此时分双エ模式下的TD射频功率放大器必须采用高速电子开关进行导通与关断的转换。其工作状态由其偏置控制。如果给功率放大器加ー个固定的偏置电压，相当于开关的常开状态，则功率放大器一直处于导通状态，这种状态定义为常开模式。但要使功率放大器工作在时分双エ模式，就必须通过ー个高速电子开关对其偏置电压随着特定的控制信号进行导通与关断的控制，从而实现功率放大器在发射信号时导通，在接收信号时关断。同理，在系统的接收端低燥声放大器，也需要逆向的导通与关断控制，即功率放大器导通时，低燥声放大器必须关断，当功率放大器关断时，低燥声放大器必须导通。由于TD-SCDMA和TD-LTE均需采用QPSK或QAM的非恒包络调制方式来实现高速数据的传输。由于控制信号在幅度和相位上都存在误差，用单纯的相位误差和频率误差已不足以反映信号的调制精度，因此要引入误差矢量幅度EVM指标来衡量传输信号的质量。在现在移动通信系统中，EVM是衡量射频功率放大器性能的重要指标之一。由于TD系统的射频功率放大器是工作在开关状态，电子开关对其偏置进行控制。由于在偏置电路存在着RC元件，在电子开关的开与关的时候，存在着瞬态响应，表现在电子开关导通上升沿与电子开导关断下降沿吋。而射频功率放大器对偏置方波控制电压的瞬态反应，尤其是上升时间的影响，会产生对信号削波及非线性失真的影响，造成部分数据符号丢失，对TD-SCDMA和TD-LTE传输信号EVM指标的恶化。射频功率放大器的瞬态响应不仅与电子开关的速度有关，还与射频功率放大器的偏置电路存在RC兀件密切相关。由于RC元件的存在，使得高速电子开关在关断与开启时刻产生充放电现象，开成了上升与下降沿的时间，因此在实理高速电子开关的开关时间的同时，要具备一条使得射频功率放大器能够快速充放电的机理，从而保证射频功率放大器的瞬态响应时间足够短。
【发明内容】
[0003]本发明的高速电子单刀双掷开关电路解决了这ー难题，创造性地将这种新型的单刀双掷开关电路连接在射频功率放大器的偏置电路上，形成ー掷ニ高速充放电的通路。
[0004]本发明采用以下方案实现:ー种高速单刀双掷电子开关电路，其特征在于:包括一开关逻辑电路的信号输出端，所述信号输出端与电阻Rl的一端、三极管Tl的基极以及三极管T2的基极连接；所述电阻Rl的另一端与一栅极电压的输入端Vg、三极管Tl的集电极、电阻R2的一端以及开关管Kl的源极连接；所述三极管Tl的发射极与三极管T2的发射扱、电阻R2的另一端、开关管Kl的栅极以及开关管K2的栅极连接；所述三极管的集电极接地；所述开关管Kl的漏极和开关管K2的漏极连接作为输出端；所述开关管K2的源极接地。
[0005]在本发明ー实施例中，所述三极管T2为NPN三极管，所述三极管Tl为PNP三极管。
[0006]本发明一实施例中，该开关电路是连接在射频功率放大器的偏置电路上。
[0007]在本发明ー实施例中，所述的输出端连接有偏置电容组。
[0008]在本发明一实施例中，所述的偏置电容组由三个电容并联构成。
[0009]本发明能够应用于TD-SCDMA和TD-LTE移动通信系统，同时也能广泛应用于其它射频电路。该电子开关包含两个电子开关管，接收控制信号的控制电路，两个开关管的公共端与其两个输出端组成单刀双掷电路。电路结构简単，能保证射频功率放大器的瞬态响应时间足够短。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是射频功放管与开关电路配合工作的原理示意图。
[0011]图2是本发明实施例开关电路的电路连接示意图。
[0012]图3是本发明的开关电路应用于射频偏置电路的具体电路不意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及实施例对本发明做进ー步说明。
[0014]本发明的高速电子单刀双掷开关电路创造性地将这种新型的单刀双掷开关电路连接在射频功率放大器的偏置电路上，形成ー掷ニ高速充放电的通路。这种电子开关的公共端与射频功率放大器的偏置端相连，另外两端:一端与供电电源相连；另一端与地端相连形成一条对射频功率放大器偏置RC电路的快速通路。其基本原理是:射频功率放大器的放大管，一般是通信系统普遍使用的LDMDS管或场效应管的栅极偏置电路，电路如图1所
示:当开关接在:I端，栅级电压Vg与管子的栅极接通，Vg加在管子的栅极，使得管子栅极与
漏极S形成正向偏压，G端与S端迅速导通，这时Vg迅速对电容充电，其充电时间由于此时导通道路上的电阻很小，所以充电时间主要取决于电容值的大小。由于充电时间很短，所以其上升沿很陡，能够保证在TD信号到来之时功放的瞬态响应已经结束，即功放开关已经完全打开，从而保证了 EVM的指标不受影响。当开关控制信号控制射频功率放大器关断吋，电
子开关的刀打在开关的2:端，这时电源与管子断开，在管子的栅极电压为0，管子截止。此
时，管子的G端到S端的通路呈断路状态，呈现很大的电阻，那么原来在栅极电路上的电容C所充的电，如果没有其它道路让它放电的可能，只能通过管子的栅极G到漏极S的放电，由于电阻很大，所以放电时间很长。因此当第二项开关与Vg接通时，由于电容上的电荷尚未放完，就形成反向充电，造成在接通状态时，电源Vg对C的放电在关断状态迅速放完，这是提高上升沿与下降沿时间的关键。本发明电路的创新点在于采用ニ个开关管、ー个NPN三极管和ー个PNP三极管组成ー个高速的单刀双掷电子开关电路，实现了上述高速充放电的闻速电子开关电路。
[0015]具体的，请參见图2，本实施例中，该高速单刀双掷电子开关电路，包括ー开关逻辑电路的信号输出端，所述信号输出端与电阻Rl的一端、三极管Tl的基极以及三极管T2的基极连接；所述电阻Rl的另一端与一栅极电压的输入端Vg、三极管Tl的集电极、电阻R2的一端以及开关管Kl的源极连接；所述三极管Tl的发射极与三极管T2的发射极、电阻R2的另一端、开关管Kl的栅极以及开关管K2的栅极连接；所述三极管的集电极接地；所述开关管Kl的漏极和开关管K2的漏极连接作为输出端；所述开关管K2的源极接地。
[0016]本发明的开关电路可应用于TD-SCDMA和TD-LTE移动通信系统，请參见图3，图3是本发明的开关电路应用于射频偏置电路的具体电路示意图。图中M是开关控制逻辑电路，该电路模块主要功能是接收外界传送过来的控制信号，例如TD-SCDMA系统TS ；RS和TOD控制信号，通过开关控制电路转换成高、低电平信号输出来控制单刀双掷电子开关。Tl、T2 ;R1、R2和K1、K2组成ー个单刀双掷电路。Tl是PNP三级管，T2是NPN三极管。Kl是沟通MOS管，K2是N沟通MOS管。C2、C3、C4是功放管栅极的偏置电容。本实施例电路是定义开关控制逻辑电路输为0时，开启功放电路电源；输出为I时，关闭功放电路电源。具体原理如下:
1、当开关逻辑电路输出为低电位时，这时A点为低电平，此时Tl导通；B点电位为高电平时，则T2截止。因此B点维持高电平状态，从而K2 N沟道MOS管截止相当于开路Kl P沟道MOS管导通。所以，C到D通路接通，而D到E通路断开。
[0017]2、当开关逻辑电路输出为高电平时，这时A点为高电平，则Tl截止；T2的E极电压为电阻R2与Vce的分压。而T2的B极电压为Vg-1 b*Rl，选择Rl和R2的值，使得在A点电位高于B点的电位，从而T2导通。T2导通使得B点为低电平，导致Kl截止，K2导通，那么，电容C通过K2道路进行放电。
[0018]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.ー种高速单刀双掷电子开关电路，其特征在于:包括一开关逻辑电路的信号输出端，所述信号输出端与电阻Rl的一端、三极管Tl的基极以及三极管T2的基极连接；所述电阻Rl的另一端与一栅极电压的输入端Vg、三极管Tl的集电极、电阻R2的一端以及开关管Kl的源极连接；所述三极管Tl的发射极与三极管T2的发射极、电阻R2的另一端、开关管Kl的栅极以及开关管K2的栅极连接；所述三极管的集电极接地；所述开关管Kl的漏极和开关管K2的漏极连接作为输出端；所述开关管K2的源极接地。
2.根据权利要求1所述的高速单刀双掷电子开关电路，其特征在于:所述三极管T2为NPN三极管，所述三极管Tl为PNP三极管。
3.根据权利要求1所述的高速单刀双掷电子开关电路，其特征在于:该开关电路是连接在射频功率放大器的偏置电路上。
4.根据权利要求1所述的高速单刀双掷电子开关电路，其特征在于:所述的输出端连接有偏置电容组。
5.根据权利要求4所述的高速单刀双掷电子开关电路，其特征在于:所述的偏置电容组由三个电容并联构成。
【文档编号】H03K17/56GK103441751SQ201310383488
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】张光飞 申请人:数微(福建)通信技术有限公司