一种高频信号阻抗匹配电路及方法与流程

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种高频信号阻抗匹配电路及方法。

背景技术：

1、随着5g时代的到来，高频输入信号和负载电路之间的高频信号阻抗匹配电路对于最小化射频和微波信号的增益损耗是必要的。在超高速的电路中，其信号输入端口、esd结构及负载电路之间会存在几百皮法(pf)甚至几百法(f)的寄生电容。当输入端口与负载电路之间的寄生电容存在时，输入端口输入的高频信号会发生反射效应，使得负载电路接受的信号发生衰减。

2、因此，如何设计一种高频信号阻抗匹配网络降低高频信号传输产生的反射效应，以确保输入端口的信号完整输入负载电路，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种高频信号阻抗匹配电路及方法，以解决上述技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明所提供的技术方案如下。

3、在第一方面，本申请提供一种高频信号阻抗匹配电路，包括第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块，通过所述第一阻抗匹配模块和所述第二阻抗匹配模块对输入端口的差分输入信号进行阻抗匹配，得到并向后级电路输出差分输出信号，将所述差分输入信号的反射系数控制在目标反射系数范围之内，其中，所述差分输入信号为高频信号。

4、可选地，所述第一阻抗匹配模块包括第一匹配电容、第一匹配电感、第二匹配电感、第一寄生电容及第一匹配电阻，所述第一匹配电容的第一端接所述第一匹配电感的第一端，所述第一匹配电容的第二端接所述第二匹配电感的第二端，所述第一匹配电感的第二端接所述第二匹配电感的第一端，所述第一匹配电感的第二端还经串接的所述第一寄生电容后接地，所述第二匹配电感的第二端还经串接的所述第一匹配电阻后接地，其中，所述第一匹配电容的第一端接所述差分输入信号的第一端，所述第一匹配电容的第二端为所述差分输出信号的第一端。

5、可选地，所述第二阻抗匹配模块包括第二匹配电容、第三匹配电感、第四匹配电感、第二寄生电容及第二匹配电阻，所述第二匹配电容的第一端接所述第三匹配电感的第一端，所述第二匹配电容的第二端接所述第四匹配电感的第二端，所述第三匹配电感的第二端接所述第四匹配电感的第一端，所述第三匹配电感的第二端还经串接的所述第二寄生电容后接地，所述第四匹配电感的第二端还经串接的所述第二匹配电阻后接地，其中，所述第二匹配电容的第一端接所述差分输入信号的第二端，所述第二匹配电容的第二端为所述差分输出信号的第二端。

6、可选地，基于所述输入端口的寄生电容与所述后级电路的寄生电容之和，得到所述第一寄生电容的容值和所述第二寄生电容的容值。

7、可选地，对所述高频信号阻抗匹配电路进行仿真测试，将所述第一寄生电容的容值代入所述第一阻抗匹配模块，将所述第二寄生电容的容值代入所述第二阻抗匹配模块，将所述高频信号阻抗匹配电路中的各个电感的阻尼系数设置为预设阻尼系数，将所述高频信号阻抗匹配电路中的各个电阻的阻值设置为初始电阻值，多次迭代调节所述高频信号阻抗匹配电路的各个电感及各个电阻，直至所述差分输入信号的反射系数在所述目标反射系数范围之内时，得到各个电感的电感值及各个电阻的电阻值。

8、在第二方面，本申请还提供一种高频信号阻抗匹配方法，包括：设计高频信号阻抗匹配电路，所述高频信号阻抗匹配电路用于对输入端口的差分输入信号进行阻抗匹配，得到并向后级电路输出差分输出信号；基于所述输入端口的寄生电容与所述后级电路的寄生电容之和确定所述高频信号阻抗匹配电路中的各个寄生电容的值；基于所述寄生电容的值、电感的预设阻尼系数及电阻的初始电阻值，对所述高频信号阻抗匹配电路进行仿真测试，通过多次迭代调节所述高频信号阻抗匹配电路的各个电感及各个电阻，直至所述差分输入信号的反射系数在预设反射系数范围内，从而确定各个电感的电感值及各个电阻的电阻值；其中，所述差分输入信号为高频信号。

9、本申请提供一种高频信号阻抗匹配电路及方法，该电路包括：第一阻抗匹配模块及第二阻抗匹配模块，通过第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块对输入端口的差分输入信号进行阻抗匹配，得到并向后级电路输出差分输出信号，将差分输入信号的反射系数控制在目标反射系数范围内，差分输入信号为高频信号。本申请对高频信号阻抗匹配电路输入的高频差分信号进行阻抗匹配，减小高频差分信号在传输过程中因寄生电容而产生的反射效应，从而扩展输入端口向后级电路之间传输高频差分信号的带宽，提高多级电路之间的信号采样效果。

技术特征：

1.一种高频信号阻抗匹配电路，其特征在于，包括第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块，通过所述第一阻抗匹配模块和所述第二阻抗匹配模块对输入端口的差分输入信号进行阻抗匹配，得到并向后级电路输出差分输出信号，将所述差分输入信号的反射系数控制在目标反射系数范围之内，其中，所述差分输入信号为高频信号。

2.根据权利要求1所述的高频信号阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一阻抗匹配模块包括第一匹配电容、第一匹配电感、第二匹配电感、第一寄生电容及第一匹配电阻，所述第一匹配电容的第一端接所述第一匹配电感的第一端，所述第一匹配电容的第二端接所述第二匹配电感的第二端，所述第一匹配电感的第二端接所述第二匹配电感的第一端，所述第一匹配电感的第二端还经串接的所述第一寄生电容后接地，所述第二匹配电感的第二端还经串接的所述第一匹配电阻后接地，其中，所述第一匹配电容的第一端接所述差分输入信号的第一端，所述第一匹配电容的第二端为所述差分输出信号的第一端。

3.根据权利要求2所述的高频信号阻抗匹配电路，其特征在于，所述第二阻抗匹配模块包括第二匹配电容、第三匹配电感、第四匹配电感、第二寄生电容及第二匹配电阻，所述第二匹配电容的第一端接所述第三匹配电感的第一端，所述第二匹配电容的第二端接所述第四匹配电感的第二端，所述第三匹配电感的第二端接所述第四匹配电感的第一端，所述第三匹配电感的第二端还经串接的所述第二寄生电容后接地，所述第四匹配电感的第二端还经串接的所述第二匹配电阻后接地，其中，所述第二匹配电容的第一端接所述差分输入信号的第二端，所述第二匹配电容的第二端为所述差分输出信号的第二端。

4.根据权利要求3所述的高频信号阻抗匹配电路，其特征在于，基于所述输入端口的寄生电容与所述后级电路的寄生电容之和，得到所述第一寄生电容的容值和所述第二寄生电容的容值。

5.根据权利要求4所述的高频信号阻抗匹配电路，其特征在于，对所述高频信号阻抗匹配电路进行仿真测试，将所述第一寄生电容的容值代入所述第一阻抗匹配模块，将所述第二寄生电容的容值代入所述第二阻抗匹配模块，将所述高频信号阻抗匹配电路中的各个电感的阻尼系数设置为预设阻尼系数，将所述高频信号阻抗匹配电路中的各个电阻的阻值设置为初始电阻值，多次迭代调节所述高频信号阻抗匹配电路的各个电感及各个电阻，直至所述差分输入信号的反射系数在所述目标反射系数范围之内时，得到各个电感的电感值及各个电阻的电阻值。

6.一种高频信号阻抗匹配方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供一种高频信号阻抗匹配电路及方法，该电路包括：第一阻抗匹配模块及第二阻抗匹配模块，通过第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块对输入端口的差分输入信号进行阻抗匹配，得到并向后级电路输出差分输出信号，将差分输入信号的反射系数控制在目标反射系数范围内，差分输入信号为高频信号。本申请对高频信号阻抗匹配电路输入的高频差分信号进行阻抗匹配，减小高频差分信号在传输过程中因寄生电容而产生的反射效应，从而扩展输入端口向后级电路之间传输高频差分信号的带宽，提高多级电路之间的信号采样效果。

技术研发人员：梁宏玉,王妍,杨潇雨,吴昊,解汉君,徐艺侨,李欢,刘馨月,李儒章,刘建伟
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29