专利名称：用于射频电路端口的静电防护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种静电防护电路，特别是涉及一种实施简单，静电防护能力强， 可以实现大功率射频信号输出的用于射频电路端口的静电防护电路。
背景技术：
射频电路中使用的芯片或器件，由于生产工艺的特殊性， 一般情况下其静电防护等 级很低，实际电路设计中，非常有必要对射频输入/输出端进行防护。射频电路的静电防 护在设计时，需要考虑以下两点1、由于射频信号频率高，采用的防护器件的寄生电容 不能太大。否则会造成对信号的衰减。2、采用的防护器件不能影响电路的性能。如非线 性指标、稳定性、反射系数等。以上两点决定了射频电路进行静电防护设计的难度，特 别是对于要求大功率信号输出的情况， 一般要采取特殊的措施才能达到要求。比如对于
有线电视(Cable Television, CATV)射频输出来说，防护器件不能影响电路输出的载 噪比、组合二阶失真(Composite Second Order Beat, CS0)、组合三阶差拍(Composite Triple Beat ，CTB)等重要指标。
下面就以CATV电路的静电防护作为背景技术来介绍。
瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppression, TVS管)是ESD防护设计中最 常用的器件，对于CATV电路，当射频输出功率较小时，可以采用单个TVS管来防护，TVS 管一端接被防护端， 一端接地即可，其典型应用电路如图l所示。
当射频输出功率较大时，TVS管会对射频信号指标产生明显影响，具体为产生额外的 非线性产物，从而导致CS0/CTB指标明显恶化。我们可以称之为TVS管的"饱和"，目 前大功率输出CATV接收模块一般不采用TVS管作为防护器件。
针对上述单个TVS管"饱和"现象，目前提出了一些改进方案。方案一、针对单端 信号的情况，增加一个(或多个)电容，电容与TVS串联，如图2所示。这样减小了TVS 的偏压，提高"饱和"能力。方案二、针对差分信号，在两个信号端之间并联两个PIN 管，并反偏到电源电压，如图3所示，当差分线之间的电压超过PIN的反偏电压时，其 中一个PIN导通，实现线一线之间的防护。方案三、针对单端信号的情况，使用两个TVS 管，其中一个接到信号线与正电源之间，另一个接到信号线到负电源之间，如图4所示。 这样相当于把TVS管的导通电压抬高了，降低了非线性失真。
上述三种方案存在一些问题，方案一引入了电容响应时间，防护能力受到限制，特 别是对于干扰脉冲较宽或重复脉冲的情况；方案二只能实现线到线之间的防护，没办法 消除线到地的共模ESD信号的影响；方案三需要负电源，而多数电路是单正电源情况， 应用不方便。发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种实施简单，静电防护能力强，在不影 响产品技术指标的情况下，可以实现大功率射频信号输出的用于射频电路端口的静电防 护电路。
本实用新型所采用的技术方案是 一种用于射频电路端口的静电防护电路，所述的 静电防护电路是连接在射频放大芯片的信号输出端，包括有两个对称设置的静电防护器 件，所述的两个静电防护器件的信号输入端与射频放大芯片的信号输出端相连，两个静 电防护器件的信号输出端接地。
当所述的射频放大芯片的信号输出端为差分信号输出时，所述的一个静电防护器件 的信号输入端连接在差分信号输出端的正向输出端与输出变压器的连接点上，另一个静 电防护器件的信号输入端连接在差分信号输出端的反向输出端与输出变压器T的连接点 上，两个静电防护器件的输出端分别接地。
所述的每个静电防护器件与射频放大芯片的信号输出端之间还分别设置有一电容。 当所述的射频放大芯片的信号输出端为单端信号输出时，所述的静电防护电路还设 置有第一变压器和第二变压器，所述的第一变压器的输入端与射频放大芯片的信号输出 端相连，第一变压器的输出端与第二变压器的输入端相连，第二变压器的输出端构成射 频放大电路的最终信号输出端，所述的两个静电防护器件的信号输入端分别连接在第一 变压器与第二变压器的两个连接端上，两个静电防护器件的信号输出端分别接地。 所述的第一变压器与射频放大芯片的信号输出端之间还设置有电容。 所述的静电防护器件是同种型号的瞬态抑制二极管。 所述的静电防护器件是双向瞬态抑制二极管。 所述的静电防护器件是同种型号的压敏电阻。 所述的静电防护器件是同种型号的PIN 二极管或气体放电管。
本实用新型的用于射频电路端口的静电防护电路，用瞬态抑制二极管TVS对称结构 对射频信号端口进行防护，该对称结构可以大大消除TVS管自身带来的非线性失真，从 而消除TVS管对射频信号非线性性能的影响。本实用新型实施比较简单，静电防护能力 强，可以实现大功率射频信号输出。
图1是现在技术之一的射频电路静电防护电路图； 图2是现在技术之二的射频电路静电防护电路图； 图3是现在技术之三的射频电路静电防护电路图； 图4是现在技术之四的射频电路静电防护电路图5是本实用新型的第一实施例差分情况的射频电路静电防护电路图；图6是本实用新型的第二实施例单端情况的射频电路静电防护电路图。
具体实施方式
以下结合附图给出具体实施例，进一步说明本实用新型是如何实现的。 本实用新型的用于射频电路端口的静电防护电路，其中所述的静电防护电路是连接 在射频放大芯片的信号输出端，包括有两个对称设置的静电防护器件，所述的两个静电 防护器件的信号输入端与射频放大芯片的信号输出端相连，两个静电防护器件的信号输 出端接地。两个静电防护器件的型号相同。
如图5所示，当所述的射频放大芯片的信号输出端为差分信号输出时，所述的一个 静电防护器件的信号输入端连接在差分信号输出端的正向输出端与输出变压器T的连接 点a上，另一个静电防护器件的信号输入端连接在差分信号输出端的反向输出端b与输 出变压器T的连接点b上，两个静电防护器件的输出端分别接地。在所述的每个静电防 护器件与射频放大芯片的信号输出端之间还分别设置有一电容C。
如图6所示，当所述的射频放大芯片的信号输出端为单端信号输出时，所述的静电 防护电路还设置有第一变压器T1和第二变压器T2，所述的第一变压器T1的输入端与射 频放大芯片的信号输出端相连，第一变压器T1的输出端与第二变压器T2的输入端相连， 第二变压器T2的输出端构成射频放大电路的最终信号输出端，所述的两个静电防护器件 的信号输入端分别连接在第一变压器Tl与第二变压器T2的两个连接端a'和b'上，两 个静电P方护器件的信号输出端分别接地。所述的第一变压器T1与射频放大芯片的信号输 出端之间还设置有电容C1，。
本实用新型所述的静电防护器件是同种型号的瞬态抑制二极管(TVS管)，而且，所 述的静电防护器件是双向瞬态抑制二极管(TVS管)。
所述的静电防护器件还可以同种型号的压敏电阻或PIN (带本征层的二极管)管或气 体放电管。
本实用新型的防护器件对称使用到差分信号时，信号正负两端造成的失真相互抵消， 因此大大减小甚至消除防护器件本身带来的失真。允许在很大的射频输出功率情况下使 用。
由于防护器件的一致性，此时两个TVS管产生的非线性产物在很大程度上是共模信 号，经线圈后可自动消除，特别是对于像有线电视(CATV)系统这种具有随机相位的多 载波情况，效果更好。使用上述防护电路完全可以实现大功率射频信号输出。需要注意 的是，为了达到效果，需要选用同种型号的TVS管。
关于TVS管的选择，主要考虑器件的两个参数寄生电容和钳位电压。寄生电容主 要对射频输出功率有影响，该参数的选择可以依据电路的工作频率。 一般要求增加TVS 管后，射频输出功率变化小于ldB。比如对于CATV电路，它的工作频率在47MHz至870MHz， 一般要求TVS管的寄生电容小于lpF。在本实施例中，所选TVS管的寄生电容为0.6pF，能够满足影响小于ldB的要求。1
钳位电压的选择一般需要根据实际的电路进行， 一般的选择原则是首先钳位电压 要小于射频芯片(或器件)的最大允许电压，其次， 一般情况大于输出信号的总幅度。本
实施例中芯片最大允许电压为8V，所选TVS管的钳位电压为5V。
本实用新型不仅适用于CATV产品，也可以应用到其它各种应用的射频电路防护，以 达到不影响射频电路非线性指标的目的。
在制做电路板的时候需要注意，为了达到最佳的防护效果，两个防护器件的布局与 布线要尽量实现电气上的对称结构，例如通过同样长度、同样宽度的导线连接至同一块 地上。
权利要求1. 一种用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，所述的静电防护电路是连接在射频放大芯片的信号输出端，包括有两个对称设置的静电防护器件，所述的两个静电防护器件的信号输入端与射频放大芯片的信号输出端相连，两个静电防护器件的信号输出端接地。
2. 根据权利要求l所述的用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，当所述 的射频放大芯片的信号输出端为差分信号输出时，所述的一个静电防护器件的信号输入 端连接在差分信号输出端的正向输出端与输出变压器(T)的连接点(a)上，另一个静 电防护器件的信号输入端连接在差分信号输出端的反向输出端(b)与输出变压器T的连 接点(b)上，两个静电防护器件的输出端分别接地。
3. 根据权利要求2所述的用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，所述的 每个静电防护器件与射频放大芯片的信号输出端之间还分别设置有一电容(C)。
4. 根据权利要求l所述的用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，当所述 的射频放大芯片的信号输出端为单端信号输出时，所述的静电防护电路还设置有第一变 压器(Tl)和第二变压器(T2)，所述的第一变压器(Tl)的输入端与射频放大芯片的 信号输出端相连，第一变压器(Tl)的输出端与第二变压器(T2)的输入端相连，第二 变压器(T2)的输出端构成射频放大电路的最终信号输出端，所述的两个静电防护器件 的信号输入端分别连接在第一变压器(Tl)与第二变压器(T2)的两个连接端(a')和(b')上，两个静电防护器件的信号输出端分别接地。
5. 根据权利要求4所述的用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，所述的 第一变压器(Tl)与射频放大芯片的信号输出端之间还设置有电容(Cl)。
6. 根据权利要求l所述的用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，所述的 静电防护器件是同种型号的瞬态抑制二极管。
7. 根据权利要求l所述的用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，所述的 静电防护器件是双向瞬态抑制二极管。
8. 根据权利要求l所述的用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，所述的 静电防护器件是同种型号的压敏电阻。
9. 根据权利要求l所述的用于射频电路端口的静电防护电路，其特征在于，所述的 静电防护器件是同种型号的PIN 二极管或气体放电管。
专利摘要一种用于射频电路端口的静电防护电路，包括有两个对称设置的静电防护器件，静电防护器件的输入端与射频放大芯片的输出端相连，输出端接地。射频放大芯片的信号输出端为差分信号输出时，两个静电防护器件的信号输入端分别连接在差分信号输出端的正向输出端与输出变压器的连接点上，以及反向输出端与输出变压器T的连接点上，静电防护器件的输出端分别接地。当射频放大芯片的信号输出端为单端信号输出时，静电防护电路还设置有相连的第一变压器和第二变压器，第一变压器的输入端与射频放大芯片的信号输出端相连，两个静电防护器件的信号输入端分别连接在第一变压器与第二变压器的两个连接端上，输出端分别接地。本实用新型静电防护能力强，可以实现大功率射频信号输出。
文档编号H02H9/04GK201230205SQ20082007532
公开日2009年4月29日 申请日期2008年7月14日 优先权日2008年7月14日
发明者印新达, 伟 时, 甘子康 申请人:武汉光迅科技股份有限公司