一种集成的射频信号控制电路和方法
【专利摘要】本发明涉及一种集成的射频信号控制电路和方法，包括：晶振电路，与频率综合器相连接，用于输出参考信号；控制/供电电路，与所述频率综合器相连接，用于通过SPI接口电路将参数信息置入所述频率综合器的寄存器内，控制所述频率综合器的输出；频率综合器，与巴伦电路相连接，用于根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号；巴伦电路，与所述频率综合器相连接，用于将所述对应的差分射频信号转换成对应的单端信号。本发明实现了对射频信号进行频率、相位、大小、开和关的控制，以及确保输出功率足够大。
【专利说明】
_种集成的射频信号控制电路和方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体微波技术领域，特别是涉及一种集成的射频信号控制电路和方法。
【背景技术】
[0002]半导体微波炉中的射频微波发生器关系到整个微波源系统是否可以稳定可靠地工作。现有技术中的射频微波发生器采用LDMOS微波放大管自激震荡产生射频信号，具体可参照图1，通过正反馈及输出谐振网络来实现在固定频段的震荡，正反馈保证自激震荡，谐振网络保证自激震荡的频率，从而得到所需要的射频信号，谐振网络可以通过改变谐振点来实现频率调整，但无法进行相位调整，且工作不稳定。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种集成的射频信号控制电路和方法，以解决如何对射频信号进行频率、相位、大小、开和关的控制，以及确保输出功率足够大的问题。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种集成的射频信号控制电路，包括:
[0005]晶振电路，与频率综合器相连接，用于输出参考信号；
[0006]控制/供电电路，与所述频率综合器相连接，用于通过SPI接口电路将参数信息置入所述频率综合器的寄存器内，控制所述频率综合器的输出；
[0007]频率综合器，与巴伦电路相连接，用于根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号；
[0008]巴伦电路，与所述频率综合器相连接，用于将所述对应的差分射频信号转换成对应的单端信号。
[0009]进一步，所述晶振电路还用于通过所述参考信号为所述频率综合器提供频率驱动。
[0010]进一步，所述频率综合器包括:
[0011 ]所述参考信号通过缓冲放大器进行隔离和差分放大后得到放大的参考信号；
[0012]所述放大的参考信号通过鉴相器进行频率和相位控制得到频率信号；
[0013]所述频率信号通过小数N分频器进行N分频得到低频信号；
[0014]高频锁相环输出第一高频信号；
[0015]所述第一高频信号和所述低频信号通过合成器得到第二高频信号；
[0016]所述第二高频信号通过2功分电路得到IQ信号；
[0017]所述IQ信号通过IQ调制器得到调制信号；
[0018]所述调制信号通过低通滤波器得到滤波信号；
[0019]所述滤波信号分别通过限幅器、开关电路和差分放大器得到所述差分射频信号。
[0020]进一步，所述频率综合器还包括:
[0021]当所述参数信息为第一数据时，所述频率综合器处于工作状态；
[0022]当所述参数信息为第二数据时，所述频率综合器处于不工作状态；
[0023]当所述参数数据为第三数据时，所述频率综合器输出功率差分射频信号；
[0024]当所述参数数据为第四数据时，所述频率综合器输出频率差分射频信号；
[0025]当所述参数数据为第五数据时，所述频率综合器输出相位差分射频信号。
[0026]进一步，在所述SPI接口电路中，电容C5的一端分别与所述控制/供电电路和电阻Rl的一端相连接，所述电阻Rl的另一端与所述频率综合器的引脚26相连接，所述电容C5的另一端接地，电容CS的一端分别与所述控制/供电电路和电阻R3的一端相连接，所述电阻R3的另一端与所述频率综合器的引脚27相连接，所述电容CS的另一端接地，所述电容C9的一端分别与所述控制/供电电路和电阻R6的一端相连接，所述电阻R6的另一端与所述频率综合器的弓I脚28相连接，所述电容C9的另一端接地。
[0027]进一步，在所述巴伦电路中，电容C6的一端与所述频率综合器的引脚22和电感LI的一端相连接，所述电感LI的另一端连接电源电压，所述电容C6的另一端分别与所述频率综合器的引脚23和电感L2的一端相连接，所述电感L2的另一端连接所述电源电压，所述电感L2的一端连接电容C3的一端，所述电容C3的另一端分别与电感L3的一端和电容C4的一端相连接，所述电感L3的另一端接地，所述电容C4的另一端连接固定衰减器，所述电感LI的一端连接电容C7的一端，所述电容C7的另一端分别与电感L4的一端和电容Cl O的一端相连接，所述电容ClO的另一端接地，所述电感L4的另一端连接所述固定衰减器。
[0028]为实现上述目的，本发明还提供了一种用于如上所述的一种集成的射频信号控制方法，包括:
[0029]输出参考信号；
[0030]通过SPI接口电路将参数信息置入频率综合器的寄存器内，控制所述频率综合器的输出；
[0031]根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号；
[0032]将所述对应的差分射频信号转换成对应的单端信号。
[0033]进一步，所述方法还包括:
[0034]通过所述参考信号为所述频率综合器提供频率驱动。
[0035]进一步，所述根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号包括:
[0036]所述参考信号通过缓冲放大器进行隔离和差分放大后得到放大的参考信号；
[0037]所述放大的参考信号通过鉴相器进行频率和相位控制得到频率信号；
[0038]所述频率信号通过小数N分频器进行N分频得到低频信号；
[0039]高频锁相环输出第一高频信号；
[0040]所述第一高频信号和所述低频信号通过合成器得到第二高频信号；
[0041]所述第二高频信号通过2功分电路得到IQ信号；
[0042]所述IQ信号通过IQ调制器得到调制信号；
[0043]所述调制信号通过低通滤波器得到滤波信号；
[0044]所述滤波信号分别通过限幅器、开关电路和差分放大器得到所述差分射频信号。
[0045]进一步，所述根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号还包括:
[0046]当所述参数信息为第一数据时，所述频率综合器处于工作状态；
[0047]当所述参数信息为第二数据时，所述频率综合器处于不工作状态；
[0048]当所述参数数据为第三数据时，所述频率综合器输出功率差分射频信号；
[0049]当所述参数数据为第四数据时，所述频率综合器输出频率差分射频信号；
[0050]当所述参数数据为第五数据时，所述频率综合器输出相位差分射频信号。
[0051]本发明的有益效果是:晶振电路输出参考信号，控制/供电电路通过SPI接口电路将参数信息置入频率综合器的寄存器内，控制频率综合器的输出，频率综合器根据寄存器内的参数信息和参考信号输出对应的差分射频信号，从而实现了对射频信号进行频率、相位、大小、开和关的控制，以及确保输出功率足够大。
【附图说明】
[0052]图1为现有技术半导体微波炉示意图；
[0053]图2为本发明实施例提供的一种集成的射频信号控制电路示意图；
[0054]图3为本发明实施例提供的SPI接口电路原理图；
[0055]图4为本发明实施例提供的巴伦电路原理图；
[0056]图5为本发明实施例提供的频率综合器的内部结构示意图；
[0057]图6为本发明实施例提供的一种集成的射频信号控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0058]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0059]图2为本发明实施例提供的一种集成的射频信号控制电路示意图。
[0060 ] 参照图2，控制电路包括晶振电路、控制/供电电路、频率综合器、SPI接口电路和巴伦电路。
[0061]晶振电路的输出端与频率综合器相连接，频率综合器的输出端与巴伦电路相连接，频率综合器的控制端通过SP I接口电路与控制/供电电路相连接。
[0062]晶振电路，与频率综合器相连接，用于输出参考信号。
[0063]这里，参考信号为16MHz。
[0064]控制/供电电路，与所述频率综合器相连接，用于通过SPI接口电路将参数信息置入所述频率综合器的寄存器内，控制所述频率综合器的输出。
[0065]频率综合器，与巴伦电路相连接，用于根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号。
[0066]这里，频率综合器可应用于半导体微波炉中，在功能上集成了压控振荡器、调频、调相、调幅、开关和差分放大器，大大降低了控制电路的设计复杂度。通过频率综合器、晶振电路、控制/供电电路和巴伦电路输出对应的差分射频信号，确保输出功率足够大。
[0067]巴伦电路，与所述频率综合器相连接，用于将所述对应的差分射频信号转换成对应的单端信号。
[0068]这里，对应的差分射频信号为2.4GHz?2.5GHz。
[0069]根据本发明的实施例，所述晶振电路还用于通过所述参考信号为所述频率综合器提供频率驱动。
[0070]根据本发明的实施例，所述频率综合器包括:
[0071]所述参考信号通过缓冲放大器进行隔离和差分放大后得到放大的参考信号；
[0072]所述放大的参考信号通过鉴相器进行频率和相位控制得到频率信号；
[0073]所述频率信号通过小数N分频器进行N分频得到低频信号；
[0074]高频锁相环输出第一高频信号；
[0075]所述第一高频信号和所述低频信号通过合成器得到第二高频信号；
[0076]所述第二高频信号通过2功分电路得到IQ信号；
[0077]所述IQ信号通过IQ调制器得到调制信号；
[0078]所述调制信号通过低通滤波器得到滤波信号；
[0079]所述滤波信号分别通过限幅器、开关电路和差分放大器得到所述差分射频信号。
[0080]这里，具体可参照如图5所示的频率综合器的内部结构示意图，参考信号通过缓冲放大器、鉴相器、小数N分频器、合成器、2功分电路、IQ调制器、低通滤波器、限幅器、开关电路和差分放大器得到差分射频信号。
[0081 ]放大的参考信号通过鉴相器进行频率和相位控制得到频率信号，鉴相器可由外部引脚控制鉴相频率。
[0082]外部的数字控制信号通过IQ调制器对第二高频信号进行控制，包括调频、调相，也就是外部的数字控制信号通过IQ调制器对第二高频信号的频率或相位进行控制。
[0083]根据本发明的实施例，所述频率综合器还包括:
[0084]当所述参数信息为第一数据时，所述频率综合器处于工作状态；
[0085]当所述参数信息为第二数据时，所述频率综合器处于不工作状态；
[0086]当所述参数数据为第三数据时，所述频率综合器输出功率差分射频信号；
[0087]当所述参数数据为第四数据时，所述频率综合器输出频率差分射频信号；
[0088]当所述参数数据为第五数据时，所述频率综合器输出相位差分射频信号。
[0089]这里，当第一数据可以是例如，但不限于，具体为I时，频率综合器处于工作状态；当第二数据可以是例如，但不限于，具体为O时，频率综合器处于不工作状态；当第三数据可以是例如，但不限于，具体为3时，频率综合器输出功率为0.5W的差分射频信号；当第四数据可以是例如，但不限于，具体为4时，频率综合器输出频率为17MHz的差分射频信号；当第五数据可以是例如，但不限于，具体为5时，频率综合器输出相位为30度的差分频率信号。
[0090]根据本发明的实施例，控制/供电电路通过SPI接口电路控制频率综合器的输出，具体可参照如图3所示的SPI接口电路原理图，电容C5的一端分别与所述控制/供电电路和电阻Rl的一端相连接，所述电阻Rl的另一端与所述频率综合器的引脚26相连接，所述电容C5的另一端接地，电容CS的一端分别与所述控制/供电电路和电阻R3的一端相连接，所述电阻R3的另一端与所述频率综合器的引脚27相连接，所述电容CS的另一端接地，所述电容C9的一端分别与所述控制/供电电路和电阻R6的一端相连接，所述电阻R6的另一端与所述频率综合器的弓I脚28相连接，所述电容C9的另一端接地。
[0091]根据本发明的实施例，在所述巴伦电路中，具体可参照如图4所示的巴伦电路原理图，具体为，电容C6的一端与所述频率综合器的引脚22和电感LI的一端相连接，所述电感LI的另一端连接电源电压，所述电容C6的另一端分别与所述频率综合器的引脚23和电感L2的一端相连接，所述电感L2的另一端连接所述电源电压，所述电感L2的一端连接电容C3的一端，所述电容C3的另一端分别与电感L3的一端和电容(34的一端相连接，所述电感L3的另一端接地，所述电容C4的另一端连接固定衰减器，所述电感LI的一端连接电容C7的一端，所述电容C7的另一端分别与电感L4的一端和电容Cl O的一端相连接，所述电容C10的另一端接地，所述电感L4的另一端连接所述固定衰减器。
[0092]本发明提供的一种集成的射频信号控制电路，通过晶振电路输出参考信号，控制/供电电路通过SPI接口电路将参数信息置入频率综合器的寄存器内，控制频率综合器的输出，频率综合器根据寄存器内的参数信息或参考信号输出对应的差分射频信号，从而实现了对射频信号进行频率、相位、大小、开和关的控制，以及确保输出功率足够大。
[0093]图6为本发明实施例提供的一种集成的射频信号控制方法流程图。
[0094]参照图6，步骤SI，输出参考信号。
[0095]步骤S2，通过SPI接口电路将参数信息置入频率综合器的寄存器内，控制所述频率综合器的输出。
[0096]步骤S3，根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号。
[0097]步骤S4，将所述对应的差分射频信号转换成对应的单端信号。
[0098]根据本发明的实施例，所述方法还包括:
[0099]通过所述参考信号为所述频率综合器提供频率驱动。
[0100]根据本发明的实施例，所述根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号包括:
[0101]所述参考信号通过缓冲放大器进行隔离和差分放大后得到放大的参考信号；
[0102]所述放大的参考信号通过鉴相器进行频率和相位控制得到频率信号；
[0103]所述频率信号通过小数N分频器进行N分频得到低频信号；
[0104]高频锁相环输出第一高频信号；
[0105]所述第一高频信号和所述低频信号通过合成器得到第二高频信号；
[0106]所述第二高频信号通过2功分电路得到IQ信号；
[0107]所述IQ信号通过IQ调制器得到调制信号；
[0108]所述调制信号通过低通滤波器得到滤波信号；
[0109]所述滤波信号分别通过限幅器、开关电路和差分放大器得到所述差分射频信号。
[0110]根据本发明的实施例，所述根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号还包括:
[0111]当所述参数信息为第一数据时，所述频率综合器处于工作状态；
[0112]当所述参数信息为第二数据时，所述频率综合器处于不工作状态；
[0113]当所述参数数据为第三数据时，所述频率综合器输出功率差分射频信号；
[0114]当所述参数数据为第四数据时，所述频率综合器输出频率差分射频信号；
[0115]当所述参数数据为第五数据时，所述频率综合器输出相位差分射频信号。
[0116]本发明提供的一种集成的射频信号控制方法，通过输出参考信号，以及通过SPI接口电路将参数信息置入频率综合器的寄存器内，控制频率综合器的输出，根据寄存器内的参数信息或参考信号输出对应的差分射频信号，从而实现了对射频信号进行频率、相位、大小、开和关的控制，以及确保输出功率足够大。
[0117]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种集成的射频信号控制电路，其特征在于，包括: 晶振电路，与频率综合器相连接，用于输出参考信号； 控制/供电电路，与所述频率综合器相连接，用于通过SPI接口电路将参数信息置入所述频率综合器的寄存器内，控制所述频率综合器的输出； 频率综合器，与巴伦电路相连接，用于根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号； 巴伦电路，与所述频率综合器相连接，用于将所述对应的差分射频信号转换成对应的单端信号。2.根据权利要求1所述的一种集成的射频信号控制电路，其特征在于，所述晶振电路还用于通过所述参考信号为所述频率综合器提供频率驱动。3.根据权利要求1所述的一种集成的射频信号控制电路，其特征在于，所述频率综合器包括: 所述参考信号通过缓冲放大器进行隔离和差分放大后得到放大的参考信号； 所述放大的参考信号通过鉴相器进行频率和相位控制得到频率信号； 所述频率信号通过小数N分频器进行N分频得到低频信号； 高频锁相环输出第一高频信号； 所述第一高频信号和所述低频信号通过合成器得到第二高频信号； 所述第二高频信号通过2功分电路得到IQ信号； 所述IQ信号通过IQ调制器得到调制信号； 所述调制信号通过低通滤波器得到滤波信号； 所述滤波信号分别通过限幅器、开关电路和差分放大器得到所述差分射频信号。4.根据权利要求1所述的一种集成的射频信号控制电路，其特征在于，所述频率综合器还包括: 当所述参数信息为第一数据时，所述频率综合器处于工作状态； 当所述参数信息为第二数据时，所述频率综合器处于不工作状态； 当所述参数数据为第三数据时，所述频率综合器输出功率差分射频信号； 当所述参数数据为第四数据时，所述频率综合器输出频率差分射频信号； 当所述参数数据为第五数据时，所述频率综合器输出相位差分射频信号。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种集成的射频信号控制电路，其特征在于， 在所述SPI接口电路中，电容C5的一端分别与所述控制/供电电路和电阻Rl的一端相连接，所述电阻Rl的另一端与所述频率综合器的引脚26相连接，所述电容C5的另一端接地，电容CS的一端分别与所述控制/供电电路和电阻R3的一端相连接，所述电阻R3的另一端与所述频率综合器的引脚27相连接，所述电容CS的另一端接地，所述电容C9的一端分别与所述控制/供电电路和电阻R6的一端相连接，所述电阻R6的另一端与所述频率综合器的引脚28相连接，所述电容C9的另一端接地。6.根据权利要求5所述的一种集成的射频信号控制电路，其特征在于，在所述巴伦电路中，电容C6的一端与所述频率综合器的引脚22和电感LI的一端相连接，所述电感LI的另一端连接电源电压，所述电容C6的另一端分别与所述频率综合器的引脚23和电感L2的一端相连接，所述电感L2的另一端连接所述电源电压，所述电感L2的一端连接电容C3的一端，所述电容C3的另一端分别与电感L3的一端和电容C4的一端相连接，所述电感L3的另一端接地，所述电容C4的另一端连接固定衰减器，所述电感LI的一端连接电容C7的一端，所述电容C7的另一端分别与电感L4的一端和电容ClO的一端相连接，所述电容ClO的另一端接地，所述电感L4的另一端连接所述固定衰减器。7.—种用于如权利要求1-6任一项所述的一种集成的射频信号控制方法，其特征在于，所述方法包括: 输出参考信号； 通过SPI接口电路将参数信息置入频率综合器的寄存器内，控制所述频率综合器的输出； 根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号； 将所述对应的差分射频信号转换成对应的单端信号。8.根据权利要求7所述的一种集成的射频信号控制方法，其特征在于，所述方法还包括: 通过所述参考信号为所述频率综合器提供频率驱动。9.根据权利要求7所述的一种集成的射频信号控制方法，其特征在于，所述根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号包括: 所述参考信号通过缓冲放大器进行隔离和差分放大后得到放大的参考信号； 所述放大的参考信号通过鉴相器进行频率和相位控制得到频率信号； 所述频率信号通过小数N分频器进行N分频得到低频信号； 高频锁相环输出第一高频信号； 所述第一高频信号和所述低频信号通过合成器得到第二高频信号； 所述第二高频信号通过2功分电路得到IQ信号； 所述IQ信号通过IQ调制器得到调制信号； 所述调制信号通过低通滤波器得到滤波信号； 所述滤波信号分别通过限幅器、开关电路和差分放大器得到所述差分射频信号。10.根据权利要求7所述的一种集成的射频信号控制方法，其特征在于，所述根据所述寄存器内的参数信息或所述参考信号输出对应的差分射频信号还包括: 当所述参数信息为第一数据时，所述频率综合器处于工作状态； 当所述参数信息为第二数据时，所述频率综合器处于不工作状态； 当所述参数数据为第三数据时，所述频率综合器输出功率差分射频信号； 当所述参数数据为第四数据时，所述频率综合器输出频率差分射频信号； 当所述参数数据为第五数据时，所述频率综合器输出相位差分射频信号。
【文档编号】H05B6/06GK105934011SQ201610281608
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】刘建伟, 刘民勇, 张斐娜, 王轩, 孙宁, 栾春
【申请人】广东美的厨房电器制造有限公司, 美的集团股份有限公司