CN105099488A

CN105099488A - 一种射频电路

Info

Publication number: CN105099488A
Application number: CN201510427457.5A
Authority: CN
Inventors: 石彬
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2015-11-25

Abstract

本发明公开了一种射频电路，通过将射频电路的发射频率调整为与本地振荡器产生的本振频率的差值大于等于一预设频率阈值的发射频率，从而避免所述发射频率与所述本振频率相近造成体传导干扰，有效降低射频电路在信号收发过程中产生的噪音，能够使采用硅材料作为基材料的CMOS射频电路也能够应用在高频率的无线信号收发环境中。

Description

一种射频电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种射频电路。

背景技术

CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)是指互补金属氧化物半导体存储器，这是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。

目前，现有的应用于宽带信号发射的射频电路中的功率放大器通常是采用砷化镓材料制作。这是由于砷化镓材料的电子迁移率是硅材料的数倍。另外作为基材料，砷化镓材料的电阻率低，寄生电容也更小，由此造成的噪声小，击穿阈值高，因此使得采用砷化镓材料制成的功率放大器具有更好的高频特性，能够满足高频率的宽带信号收发应用环境中。

而在CMOS工艺下采用硅材料制成的功率放大器则因为作为基材料的硅材料电阻率较高、寄生电容较大，由此形成的噪声较大而无法满足在高频率的宽带信号收发应用中。

可见，现有技术中存在着CMOS射频电路中的功率放大器由于采用硅材料作为基材料，其电阻率较高、寄生电容较大，由此在信号收发过程中容易与射频电路中的其他电子元器件引起谐振产生较大的干扰，无法应用在高频率的无线信号收发环境中的技术问题。

发明内容

本申请提供一种射频电路，用以解决现有技术中存在着的CMOS射频电路中的功率放大器由于采用硅材料作为基材料，其电阻率较高、寄生电容较大，由此在信号收发过程中容易与射频电路中的其他电子元器件引起谐振产生较大的干扰，无法应用在高频率的无线信号收发环境中的技术问题。

本申请一方面提供了一种射频电路，包括：

本地振荡器，用以按照第一频率输出本振信号，并将所述本振信号与发射信息叠加生成发射中频；

功率放大器，用以基于所述发射中频生成具有第二频率的发射信号，并对所述发射信号进行放大处理，其中，所述第二频率与所述第一频率的差值大于等于一预设频率阈值。

可选地，所述功率放大器，用以在所述本地振荡器与所述功率放大器之间的基材部分所产生的第一干扰的值大于第一预设阈值时，生成具有所述第二频率的所述发射信号。

可选地，所述电路还包括：

低噪声放大器；

所述功率放大器，用以在所述低噪声放大器与所述功率放大器之间的基材部分所产生的第二干扰的值大于第二预设阈值时，生成具有所述第二频率的所述发射信号。

可选地，所述本地振荡器，用以按照所述第一频率为所述第二频率的2*N倍输出本振信号，N为大于0的整数。

可选地，所述功率放大器，用以在所述射频电路发射宽带信号时，生成具有所述第二频率的所述发射信号。

可选地，所述电路还包括：

第一谐振电路，包括电感和/或电容，设置在所述功率放大器与所述本地振荡器之间，用以在所述本地振荡器和所述功率放大器工作时，产生与所述第一频率的差值在预设阈值范围内的滤波频率，接收所述功率放大器发出的辐射电波以在所述第一谐振电路中产生感应电流，并将所述感应电流通过接地端消耗。

可选地，所述第一谐振电路，具体为：

电感墙，包括相对设置的第一电感与第二电感，所述第一电感的第一输入端与所述第二电感的第二输出端连接，且所述第一电感的第一输出端与所述第二电感的第二输入端连接；或，

可调谐振电路，包括至少一个电容，其中，所述至少一个电容为可变电容。

可选地，所述可调谐振电路中的电容为替代第一电子元器件的接地端的电容，其中，所述第一电子元器件为所述功率放大器和所述本地振荡器之间的电子元器件。

可选地，所述电路中的基材为采用同一材料一体集成。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中的技术方案可以通过将射频电路的发射频率调整为与本地振荡器产生的本振频率的差值大于等于一预设频率阈值的发射频率，从而避免所述发射频率与所述本振频率相近造成体传导干扰，有效降低射频电路在信号收发过程中产生的噪音，能够使采用硅材料作为基材料的CMOS射频电路也能够应用在高频率的无线信号收发环境中。

本申请实施例至少还具有如下技术效果或优点：

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以根据本地振荡器与功率放大器之间的基材部分所产生的第一干扰的值来判断是否执行本方案。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高执行效率的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以根据低噪声放大器与功率放大器之间的基材部分所产生的第二干扰的值来判断是否执行本方案。因此，本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高执行效率的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过按照所述第一频率为所述第二频率的2*N倍的方式输出本振信号，使干扰信号的数量较少，并且本地振荡器和功率放大器之间的体传导干扰值也属于可接受范围内。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高适用性的技术效果。

进一步地，为了提高本申请实施例中的技术方案的执行效率，可以在系统检测到所述射频电路正在或将要发射宽带信号时，才生成具有所述第二频率的所述发射信号。因此，本申请实施例中的技术方案具有进一步提高执行效率的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过在本地振荡器和功率放大器之间设置谐振电路并形成感应电流的方式，消耗掉因功率放大器在工作过程中产生的辐射电波的能量，进而进一步降低本地振荡器和功率放大器之间的干扰。因此，本申请实施例中的技术方案还具有进一步降低所述射频电路中的干扰的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案可以通过设置相位相差180度的电感墙谐振电路或设置可调谐振电路的方式，对本地振荡器和功率放大器之间的辐射电波进行过滤。具有提高辐射电波的消耗率或提高谐振电路的适用范围的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案通过将功率放大器和本地振荡器之间的电子元器件的接地端制成所述可调谐振电路中的电容，从而可以有效减少射频电路中的电子元器件数量，并降低射频电路中的空间拥挤度。具有节约生产成本和降低电子元器件之间发生短路或电磁干扰的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案可以通过将所述射频电路中的基材采用同一材料一体集成。因此可以简化大量加工流程，具有有效降低生产成本的技术效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种射频电路的结构图；

图2为本申请实施例提供的电感墙电路；

图3为本申请实施例提供的可调谐振电路。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

请参考图1，本申请实施例一提供一种射频电路，包括：

所述第一频率可以为本地振荡器所产生的本振频率。由于在射频电路的信号发射过程中，本地振荡器可以产生至少一个本振频率。因此，在本申请实施例的技术方案中，本地振荡器所产生的所有本振频率都可以作为所述第一频率。也就是说，本地振荡器所产生的所有本振频率都可以为属于所述第一预定频率范围。

所述第二频率可以为功率放大器所输出的发射信号的频率，也就是发射频率。由于功率放大器在工作过程中放大的是发射信号的幅值，而不是发射信号的频率。因此，在本申请实施例的技术方案中，所述第二频率可以是发射中频经其它电子部件处理后的信号所具有的频率，当然也可以是功率放大器在集成了调整所述发射中频的频率的功能后，处理生成的发射信号所具有的频率。由于现有技术中可以采用多种方式针对发射中频进行处理，生成具有满足条件的发射频率的发射信号，因此本申请就不一一赘述。

在电子电路中，体传导也称为基材传导，是产生干扰的主要因素。

由于功率放大器通常应用在射频电路的发射通路中。而所述发射通路的工作原理是通过本地振荡器产生本振频率。再通过中频装置或其他处理器装置将发射信息叠加在所述本振频率上获得发射中频。然后再将发射中频经过升频处理得到具有满足接收端信号要求的发射频率的发射信号。再经过功率放大器对所述发射信号进行幅值放大处理得到放大后的发射信号。最终经由天线将放大后的发射信号发射出去。

由上述工作原理可知，与功率放大器形成主要体传导干扰的电子元器件通常为本地振荡器。如果功率放大器所输出的发射信号的频率和本地振荡器产生的本振频率相接近的话，则容易通过基材上的体传导产生共振效应从而造成较强的干扰。

因此，可以将功率放大器所输出的发射信号的发射频率调整为与本地振荡器的本振频率之间的差值大于等于一预设频率阈值，由此避免功率放大器和本地振荡器产生共振，有效降低本地振荡器与功率放大器之间因为体传导而产生的干扰。

可见，本申请实施例中的技术方案可以通过将射频电路的发射频率调整为与本地振荡器产生的本振频率的差值大于等于一预设频率阈值，从而避免所述发射频率与所述本振频率相近造成体传导干扰，有效降低射频电路在信号收发过程中产生的噪音，能够使采用硅材料作为基材料的CMOS射频电路也能够应用在高频率的无线信号收发环境中。

由于在射频电路的工作过程中，发射频率和本振频率会存在着变化，因此，所述本地振荡器与所述功率放大器之间的基材部分所产生的体传导干扰，也就是所述第一干扰的值也会相对应地发生变化。

在本申请实施例的技术方案中，当本地振荡器与功率放大器之间的基材部分所产生的体传导干扰小于一预定阈值，例如，小于30dB至70dB中的任一值时，则代表本地振荡器与功率放大器之间的基材部分所产生的体传导造成的干扰较小，无需执行本申请实施例中的技术方案。

当然在实际操作时，也可以根据本地振荡器和功率放大器各自所产生的噪音强度或其它相关参数来判断所述第一干扰的值。例如，可以在本地振荡器的基材部分产生的干扰值大于等于50dB时才执行本方案。

又例如，由于功率放大器所输出的功率越小所造成的干扰越小，因此还可以根据功率放大器的功率来判定功率放大器所产生的干扰大小，当功率放大器输出的信号强度大于等于10dBm时则执行本方案。

可见，本申请实施例中的技术方案还可以根据本地振荡器与功率放大器之间的基材部分所产生的第一干扰的值来判断是否执行本方案。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高执行效率的技术效果。

可选地，所述电路还包括：

低噪声放大器；

由于在射频电路的工作过程中，作为射频电路的接收通路中的低噪声放大器是对天线感应到的微弱电流进行放大，以满足后级电路对信号幅度的需求。也就是说，低噪声放大器输出的是接收信号，所述接收信号具有一接收频率。

同样的，接收频率也会在工作过程中存在着一定变化。因此，所述低噪声放大器与所述功率放大器之间的基材部分所产生的体传导干扰，也就是所述第二干扰的值也会相对应地发生变化。

在本申请实施例的技术方案中，当低噪声放大器与功率放大器之间的基材部分所产生的体传导干扰小于一预定阈值，例如，小于35dB至60dB中的任一值时，则代表低噪声放大器与功率放大器之间的基材部分所产生的体传导造成的干扰较小，无需执行本申请实施例中的技术方案。

当然在实际操作时，也可以根据低噪声放大器所产生的体传导干扰值或其它相关参数来判断所述第二干扰的值。例如，可以在低噪声放大器所产生的干扰值大于等于25dB时才执行本方案。

可见，本申请实施例中的技术方案还可以根据低噪声放大器与功率放大器之间的基材部分所产生的第二干扰的值来判断是否执行本方案。因此，本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高执行效率的技术效果。

由于功率放大器在工作过程中会产生谐波，而在高频率的宽带信号发射情形下，功率放大器的发射功率相较于传统的2G(例如GSM)信号发射功率会较小，因此造成发射信号中夹带干扰信号的带宽就比较多。但是，另一方面，如果功率放大器的发射功率较大，则引起的功率发射器与本地振荡器之间的体传导干扰也就越大。

因此，为了避免功率放大器因提高发射功率而产生较强的干扰，同时考虑到功率放大器在相对较小的发射功率下，造成发射信号所携带的干扰信号较多，可以将发射信号的发射频率与本地振荡器的本振频率调整为满足一代数关系。

例如，发射频率为本振频率的X倍，当X为一特定取值时，可以使得发射信号所携带的干扰信号数量，与本地振荡器和功率放大器之间产生的干扰达到一适用的平衡点。

在实际操作过程中，可以采用所述第一频率为所述第二频率的2*N倍的代数关系，由此达到使发射信号所携带的干扰信号数量，与本地振荡器和功率放大器之间产生的干扰达到一适用的平衡点的目的。

例如，当功率放大器输出的发射信号所具有的频率为800～900MHz时，本地振荡器的本振频率可以为3.2～3.6GHz，也就是说，本振频率为2*2倍所述发射频率。由此可以使得发射信号的带宽中所携带的干扰信号数量较少，同时，本地振荡器和功率放大器产生的相互干扰也为可接受范围内。

可见，本申请实施例中的技术方案还可以通过按照所述第一频率为所述第二频率的2*N倍的方式输出本振信号，使干扰信号的数量较少，并且本地振荡器和功率放大器之间的体传导干扰值也属于可接受范围内。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高适用性的技术效果。

由于射频电路在发射宽带信号时，所要求的发射频率较发射2G无线信号的发射频率更高。因此，通常射频电路在发射宽带信号时，其功率放大器的发射功率也较高，使得功率放大器与本地振荡器之间形成的体传导干扰也较强。所以，通常来说，当射频电路在发射宽带信号时，射频电路内部形成的体传导干扰值越大，更加不利于采用硅材料作为基材制造射频电路。

可见，为了提高本申请实施例中的技术方案的执行效率，可以在系统检测到所述射频电路正在或将要发射宽带信号时，才生成具有所述第二频率的所述发射信号。因此，本申请实施例中的技术方案具有进一步提高执行效率的技术效果。

进一步地，所述电路还包括：

也就是说，所述第一谐振电路可以通过电感和/或电容组成，并且所述第一谐振电路的滤波频率接近于所述本地振荡器的本振频率。这是由于本地振荡器的本振频率会有变化，所以为了保证更好的谐振效果，第一谐振电路的滤波频率要和所述本振频率越接近越好。

所述接地端可以为所述第一谐振电路中的接地端，当然也可以是与所述第一谐振电路相连接的接地端。只要是可以通过接地方式将所述感应电流消耗掉的电路或器件，都可以作为所述接地端。

可见，本申请实施例中的技术方案还可以通过在本地振荡器和功率放大器之间设置谐振电路并形成感应电流的方式，消耗掉因功率放大器在工作过程中产生的辐射电波的能量，进而进一步降低本地振荡器和功率放大器之间的干扰。因此，本申请实施例中的技术方案还具有进一步降低所述射频电路中的干扰的技术效果。

更进一步地，所述第一谐振电路，具体为：

也就是说，所述第一谐振电路可以具体为以下两种电路：

如图2所示，第一种为采用方向相反的电感所组成的电感墙电路。该电感墙电路在接收了功率放大器所产生的辐射电波后在相对的两个电感中形成方向相反的感应电流。由于地面对辐射电波的吸收力较弱，该方向相反的感应电流可以在该电感墙电路中先相互抵消，最终再通过接地端消耗掉。因此，该相位相差180度的电感墙可以提高辐射电波的消耗率。

如图3所示，第二种为采用了电感和可变电容所组成的可调谐振电路。由于该电路中的电容为可变电容，该可调谐振电路的滤波频率也可以随着本振频率的变化而随之变化。从而使得所述可调谐振电路的滤波频率能够始终保持在与所述第一频率的差值在预设阈值范围内。

在实际操作过程中，所述可变电容还可以具体为可调电容阵列，可以根据情况调整电容数值，从而改变所述谐振电路的滤波频率。

可见，本申请实施例中的技术方案可以通过设置相位相差180度的电感墙谐振电路或设置可调谐振电路的方式，对本地振荡器和功率放大器之间的辐射电波进行过滤。具有提高辐射电波的消耗率或提高谐振电路的适用范围的技术效果。

进一步地，所述可调谐振电路中的电容为替代第一电子元器件的接地端的电容，其中，所述第一电子元器件为所述功率放大器和所述本地振荡器之间的电子元器件。

也就是说，所述可调谐振电路中的电容可以采用功率放大器和本地振荡器之间的电子元器件的接地端而制成，因此不仅可以有效减少所述射频电路中的电子元器件数量，还可以降低射频电路中的空间拥挤度。

可见，本申请实施例中的技术方案通过将功率放大器和本地振荡器之间的电子元器件的接地端制成所述可调谐振电路中的电容，从而可以有效减少射频电路中的电子元器件数量，并降低射频电路中的空间拥挤度。具有节约生产成本和降低电子元器件之间发生短路或电磁干扰的技术效果。

进一步地，所述射频电路中的基材为采用同一材料一体集成。

在本申请实施例的技术方案中，所述同一材料可以为硅材料。

由于射频电路中的处理器通常是在CMOS工艺下采用硅材料制成，而收发器也是CMOS工艺下采用硅材料制成的。因此，在需要具备宽带无线信号收发功能和处理功能的射频电路的制造过程中，如果功率放大器的材质与射频电路中的其他电子元器件所使用的材质相同，则流片、测试、封装等加工程序可以一次完成，能够节省大量的人力物力和财力。

可见，本申请实施例中的技术方案可以通过将所述射频电路中的基材采用同一材料一体集成。因此可以简化大量加工流程，具有有效降低生产成本的技术效果。

由此可见，本申请实施例中的技术方案可以通过将射频电路的发射频率调整为与本地振荡器产生的本振频率的差值大于等于一预设频率阈值的发射频率，从而避免所述发射频率与所述本振频率相近造成体传导干扰，有效降低射频电路在信号收发过程中产生的噪音，能够使采用硅材料作为基材料的CMOS射频电路也能够应用在高频率的无线信号收发环境中。

本申请实施例至少还具有如下技术效果或优点：

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种射频电路，包括：

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述功率放大器，用以在所述本地振荡器与所述功率放大器之间的基材部分所产生的第一干扰的值大于第一预设阈值时，生成具有所述第二频率的所述发射信号。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

低噪声放大器；

4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述本地振荡器，用以按照所述第一频率为所述第二频率的2*N倍输出本振信号，N为大于0的整数。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述功率放大器，用以在所述射频电路发射宽带信号时，生成具有所述第二频率的所述发射信号。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一谐振电路，具体为：

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述可调谐振电路中的电容为替代第一电子元器件的接地端的电容，其中，所述第一电子元器件为所述功率放大器和所述本地振荡器之间的电子元器件。

9.如权利要求1-8任一权项所述的电路，其特征在于，所述射频电路中的基材为采用同一材料一体集成。