CN103236870A - 一种具有lna的高隔离度电路及其提高隔离度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有LNA的高隔离度电路，包括至少一LNA；一电源，供电给LNA；一使能信号；以及一开关电路，连接在LNA与电源之间，所述使能信号连接开关电路，控制开关电路的接通和断开，从而控制LNA是否接通电源。本发明还公开了一种提高具有LNA的电路隔离度的方法，通过在LNA不工作时对其断电，解决了隔离度不足的问题。本发明设计简单，易于实现，应用广泛。

Description

一种具有LNA的高隔离度电路及其提高隔离度方法

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及一种具有LNA(Low-Noise Amplifier低噪音放大器)的高隔离度电路和一种提高具有LNA的电路隔离度的方法。

背景技术

常用的LNA芯片在disable状态下，输入端口到输出端口的隔离度仍然有限，而具体应用中往往对隔离度的要求较高，需要提高LNA的隔离度。

WLAN(无线局域网络)收发机具有半双工的机制，其工作状态在接收和发射之间进行切换，但不能同时工作在接收和发射状态。接收状态和发射状态不能相互干扰，也即接收链路和发射链路需要良好的隔离。

WLAN收发机前端电路通常通过SPDT(Single Pole,Double Throw单刀双掷开关)实现收发链路的隔离以及发射链路和接收链路对天线的共享。如图1所示，SPDT的两个独立端口分别对应连接接收链路RX、发射链路TX，而公共端口与天线ANTENNA连接。

在收发机芯片内部的接收链路和发射链路共享一些RF(Radio Frequency射频)模块，通常接收链路和发射链路的本振和滤波器是共享的。由于SPDT开关两独立端口的隔离度有限，在高功率发射状态下，发射链路的信号会通过SPDT泄露到接收链路。

在外接低噪音放大器LNA时，WLAN收发机芯片通过使能信号控制LNA是否工作：使能信号逻辑为True，LNA正常工作，使能信号逻辑为False，LNA不工作。然而LNA在disable状态下，输入端口到输出端口的隔离度仍有限。通过SPDT泄露到接收链路上的信号会通过LNA进入收发机主IC内部，并通过收发共享模块干扰发射信号，进而影响发射信号的质量。

因而，需要一种高隔离度WLAN射频前端电路，以解决隔离度不足的问题。

此外，在NxN WLAN射频前端中，需要提升每一条接收链路的隔离度。但是如果把提高隔离度的电路应用到每一条链路，整个系统将变得非常复杂。因此，需要一种应用在NxN WLAN射频前端中的简单而有效提高隔离度的电路。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有LNA的高隔离度电路和一种提高具有LNA的电路隔离度的方法，通过在LNA不工作时对其断电，解决了隔离度不足的问题。本发明可应用于多种电路中，尤其适用于由SPDT切换发射链路和接收链路工作的电路中。

为了达到上述目的，本发明提供了一种具有LNA的高隔离度电路，包括：

至少一LNA；

一电源，供电给所述LNA；

一使能信号；以及

一开关电路，连接在所述LNA与所述电源之间，所述使能信号连接所述开关电路，控制所述开关电路的接通和断开，从而控制所述LNA是否接通所述电源。

进一步优选地，所述开关电路为一电子开关。

进一步优选地，所述使能信号与所述LNA相连接，控制所述LNA的使能与否。

进一步优选地，所述电路还包括：

至少一接收链路，所述接收链路具有至少一个所述LNA；

至少一发射链路；以及

至少一SPDT，所述SPDT具有两个独立端口和一个公共端口，所述两个独立端口分别对应连接至少一所述接收链路和至少一所述发射链路。

进一步优选地，所述使能信号为一控制SPDT的收发使能信号。

本发明还提供了一种提高具有LNA的电路隔离度的方法，包括以下步骤：

在所述LNA与其供电电源之间连接一开关电路；以及

将所述开关电路连接一使能信号，所述使能信号控制所述开关电路的接通和断开，从而控制所述LNA是否接通电源，由此得到一具有LNA的高隔离电路。

进一步优选地，所述开关电路为一电子开关。

进一步优选地，所述方法还包括：

将所述使能信号与所述LNA相连接，用以控制所述LNA的使能与否。

进一步优选地，所述方法还包括：

将所述具有LNA的高隔离电路连接于一SPDT的一独立端口，构成一接收链路；以及

将所述SPDT的另一独立端口连接一发射链路。

进一步优选地，所述使能信号为一控制SPDT的收发使能信号。

本发明的效果在于：

本发明引入一开关电路来控制LNA是否接通电源，从而在LNA不工作时对其断电以提高隔离度。该开关电路的导通与否由电路中本已存在的使能信号来控制，无需额外增加控制器件，设计简单，易于实现。本发明还可应用在具有多个功能和连接关系相类似的LNA的电路中，一个开关电路即可同时控制多个LNA的通电与否，从而有效提高各个链路的隔离度而又不会增加电路的复杂程度。本发明尤其适用于提高由SPDT控制的接收链路和发射链路的隔离度。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是现有技术的电路示意图；

图2是本发明的电路示意图；

图3是本发明实施例1的电路示意图；

图4是本发明实施例2的电路示意图；

图5是本发明实施例3的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图2所示，一种具有LNA的高隔离度电路，包括电源VCC，至少一个LNA，LNA具有一输入端口RF_IN和一输出端口RF_OUT。

所述高隔离度电路还包括一开关电路10连接在LNA与电源VCC之间，一使能信号ENABLE与开关电路10连接，控制开关电路10的接通和断开，从而控制LNA是否接通电源。

具体来讲，当ENABLE信号有效时，开关电路10导通，LNA接通电源VCC并正常工作；当ENABLE信号无效时，开关电路10断开，LNA的供电端被切断，从而大大增加了其输入端口RF_IN与输出端口RF_OUT之间的隔离度。

在具体实施中，电路往往具有多个由同一电源供电并且由同一使能信号ENABLE控制是否工作的LNA，在这种情况下，仍然只需要一个开关电路10，其分别与多个LNA相连接，同时控制多个LNA的通电与否。

在某些具体应用中，如LNA芯片，使能信号ENABLE除了通过开关电路10控制LNA是否接通电源VCC外，还直接与LNA连接，即使能信号ENABLE同时是控制LNA是否使能的信号。

较佳地，所述开关电路10可以为电子开关，即电子开关可以实现开关电路10的功能。

进一步地，本发明所提供的高隔离度电路，还包括：至少一接收链路RX，每一所述接收链路RX具有至少一个LNA；至少一发射链路TX；以及至少一SPDT（单刀双掷开关），其具有两个独立端口和一个公共端口，所述两个独立端口分别对应连接至少一所述接收链路RX和至少一所述发射链路TX。

较佳地，所述使能信号ENABLE为一控制SPDT的收发使能信号。

本发明可以应用于多种电路中。

实施例1

如图3所示，一种高隔离度WLAN射频前端电路，包括电源VCC，接收链路RX，发射链路TX，SPDT，和天线ANT。所述SPDT具有两个独立端口和一个公共端口，所述两个独立端口分别对应连接所述接收链路RX和所述发射链路TX，所述公共端口与天线ANT相连接。一收发使能信号R_ENABLE与SPDT相连接，控制SPDT是否工作在接收状态，而接收链路RX包括一个LNA。在接收链路RX中的LNA不限数量，在其它实施例中可为一个以上。

高隔离度WLAN射频前端电路还包括一开关电路10，该开关电路10连接在LNA和电源VCC之间，由收发使能信号R_ENABLE控制开关电路10的接通和断开，从而控制LNA是否接通电源，即是否工作。

当WLAN射频前端电路在接收状态时，收发使能信号R_ENABLE为True，开关电路10导通，使得LNA与电源VCC接通而开始工作。当WLAN射频前端电路在发射状态时，收发使能信号R_ENABLE为False，开关电路10断开，LNA未接通电源VCC，从而接收链路RX断开，阻断了从发射链路TX泄露过来的信号，以免其混入收发机的内部产生干扰，从而提高了隔离度。

采用高隔离度WLAN射频前端电路前后，测量对比发射链路输出信号的EVM(Error Vector Magnitude)，可以验证本发明对输出信号质量的提升效果。经试验证明，引入电子开关电路10后，发射链路TX输出信号的EVM提升接近5dB。

较佳地，所述开关电路10可以为电子开关，即电子开关可以实现开关电路10的功能。

实施例2

如图4所示，一种高功率NxN WLAN射频前端电路包括N组射频链路，每一组射频链路中的接收链路RX（1-n）和发射链路TX（1-n）分别对应连接SPDT（1-n）的两个独立端口，而SPDT（1-n）的公共端口与天线ANT（1-n）相连接。每个接收链路RX（1-n）包括一个LNA（1-n）。N组射频链路共用一收发使能信号R_ENABLE控制N个SPDT（1-n）是否工作在接收状态。

一开关电路10连接在电源VCC和N个LNA（1-n）之间，亦即N个LNA（1-n）共享一开关电路10，同时控制所有接收链路RX（1-n）上的LNA（1-n）是否接通电源VCC。

当WLAN收发机工作在发射状态时，收发使能信号R_ENABLE为False，开关电路10不导通，从而断开N个LNA（1-n）的供电，即所有的接收链路RX（1-n）被断开，阻断了从SPDT泄露过来的信号。

应用本发明，只需设置一个开关电路10即可提高所有链路的隔离度，从而避免在每条接收链路TX（1-n）上设置相关电路，简化了整体电路，节约了电路板的空间。

较佳地，所述开关电路10可以为电子开关，即电子开关可以实现开关电路10的功能。

实施例3

在WLAN射频前端模组芯片FEM（Front End Module）中集成了SPDT，SPDT隔离度的不足会影响FEM在高功率射频应用中的性能。为解决这一问题，在FEM内部集成一开关电路10。

如图5所示，SPDT的两个独立端口分别与RX双工器和TX双工器相连接，SPDT开关的公共端口与天线ANT相连接。RX双工器分别连接两条接收链路Ra、Rg，每条接收链路分别含有一个LNA，即LNAa和LNAg，TX双工器连接两条发射链路Ta、Tg。收发使能信号R_ENABLE与SPDT连接。

开关电路10连接在电源VCC和两个LNA：LNAa和LNAg之间，收发使能信号R_ENABLE通过控制开关电路10的导通与否，来控制LNAa和LNAg是否接通电源VCC。

在发射模式下，收发使能信号R_ENABLE控制开关电路10不导通，从而切断LNAa和LNAg的供电，接收链路被断开，阻断了从SPDT泄露过来的信号，提高了隔离度。

本实施例中所述收发使能信号R_ENABLE即为SPDT开关的收发使能信号，控制SPDT是否工作在接收状态。

较佳地，所述开关电路10可以为电子开关，即电子开关可以实现开关电路10的功能。

本发明还提供了一种提高具有LNA的电路隔离度的方法，该方法包括以下步骤：

在所述LNA与其供电电源VCC之间连接一开关电路10；以及

将所述开关电路10连接一使能信号ENABLE，所述使能信号ENABLE控制所述开关电路10的接通和断开，从而控制所述LNA是否接通电源VCC。由此，得到一具有LNA的高隔离度电路。

较佳地，所述方法还包括：将所述使能信ENABLE号与所述LNA相连接，用以控制所述LNA的使能与否。

本方法可以应用于具有SPDT的电路中，提高SPDT两独立端口的隔离度。具体地，将上述具有LNA的高隔离电路连接于一SPDT的一独立端口，构成一接收链路RX；以及将所述SPDT的另一独立端口连接一发射链路TX。

较佳地，所述使能信号ENABLE为一控制SPDT的收发使能信号。

在具体实施中，电路往往具有多个由同一电源供电并且由同一使能信号ENABLE控制是否工作的LNA，在这种情况下，仍然只需要一个开关电路10，其与多个LNA分别相连接，同时控制多个LNA的通电与否。

较佳地，所述开关电路10可以为电子开关，即电子开关可以实现开关电路10的功能。

本方法还可应用于多种电路中，来提高隔离度。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有LNA的高隔离度电路，其特征在于，包括：

至少一LNA；

一电源，供电给所述LNA；

一使能信号；以及

一开关电路，连接在所述LNA与所述电源之间，所述使能信号连接所述开关电路，控制所述开关电路的接通和断开，从而控制所述LNA是否接通所述电源。

2.如权利要求1所述的高隔离度电路，其特征在于，所述开关电路为一电子开关。

3.如权利要求1或2所述的高隔离度电路，其特征在于，所述使能信号与所述LNA相连接，控制所述LNA的使能与否。

4.如权利要求1或2所述的高隔离度电路，其特征在于，还包括：

至少一接收链路，所述接收链路具有至少一个所述LNA；

至少一发射链路；以及

至少一SPDT，所述SPDT具有两个独立端口和一个公共端口，所述两个独立端口分别对应连接至少一所述接收链路和至少一所述发射链路。

5.如权利要求4所述的高隔离度电路，其特征在于，所述使能信号为一控制SPDT的收发使能信号。

6.一种提高具有LNA的电路隔离度的方法，包括以下步骤：

在所述LNA与其供电电源之间连接一开关电路；以及

将所述开关电路连接一使能信号，所述使能信号控制所述开关电路的接通和断开，从而控制所述LNA是否接通电源，由此得到一具有LNA的高隔离电路。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述开关电路为一电子开关。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述使能信号与所述LNA相连接，用以控制所述LNA的使能与否。

9.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述具有LNA的高隔离电路连接于一SPDT的一独立端口，构成一接收链路；以及

将所述SPDT的另一独立端口连接一发射链路。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述使能信号为一控制SPDT的收发使能信号。

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