CN107395179B - 一种用于射频开关的噪声抑制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于射频开关的噪声抑制电路，通过第二振荡器、第三振荡器、异或门和D触发器，使得第一振荡器的输入端产生一个随机数信号，而该随机数信号能够使得第一振荡器的频率产生随机变化，进而控制时钟产生电路输出随机变化的时钟信号来驱动电荷泵电路，使通过负偏置电压耦合到射频信号中的杂波噪声在一定程度上被展宽。由于杂波噪声被展宽，因此，能够降低杂波噪声的能量，从而抑制杂波噪声对射频信号的影响。由此可见，本发明通过随机扩频时钟技术将耦合到射频信号中的时钟信号谐波分量的能量减小甚至消除，从而实现噪声抑制的目的。

Description

一种用于射频开关的噪声抑制电路

技术领域

本发明涉及电子及通信领域，特别是涉及一种用于射频开关的噪声抑制电路。

背景技术

随着移动通信技术的发展，出现多种通信标准并存的局面，移动终端需要兼容多种通信模式和频段，从而实现在不同通信网络间切换。因此，移动终端会集成多个模式和频段的射频功率放大器，并通过射频开关选择所需的功率放大器，建立信号的发射通道；此外，射频开关还可以用于时分复用通信中发射通道和接收通道的切换。图1为现有技术提供的一种射频开关的结构图。如图1所示，射频开关由开关核10和开关控制器11构成，开关核10包括多路开关，每路开关又包括用于传输射频信号的串联支路和用于提高隔离度的并联支路。开关控制器11为开关核10提供偏置电压，由电压调节器、振荡器、电荷泵电路、电平移位电路、控制逻辑等模块组成。其中，电压调节器输出正电压，电荷泵电路输出负电压。正电压、负电压、零电压被送入电平移位电路产生开关核10所需的偏置电压，而控制逻辑根据逻辑输入信号来决定哪一路开关导通。

在开关控制器11中，电荷泵电路由振荡器产生的时钟信号驱动，并输出负电压。然而，时钟信号会耦合到传输的射频信号中，时钟信号谐波分量和射频信号基波分量的混频信号会落入射频信号的接收带宽内，形成一定杂波噪声干扰，降低通信质量。针对上述问题，现有技术主要是在偏置电压的输出增加滤波电路(可以采用RC多级滤波技术)，通过对偏置电压进行多级滤波，再将滤波后的偏置电压送给开关核，以削弱时钟信号谐波分量的影响。

由于开关核10的每路开关由串联支路和并联支路构成，而每条支路都需要开关控制器11提供栅极偏置电压和衬底偏置电压，因此每路开关需要四路电压偏置。如果，采用现有技术削弱时钟信号谐波分量的影响，那么每路开关需要四组滤波电路。然而，随着更多通信模式和频段被集成到单个移动终端中，射频开关的路数持续增多，采用RC多级滤波技术会占用很大的芯片面积，增加电路开销，还会延长偏置电压的启动时间和切换时间。

由此可见，如何降低由于时钟信号会耦合到传输的射频信号中而带来的杂波噪声干扰，通信质量降低的问题是本领域技术人员亟待解决地问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于射频开关的噪声抑制电路，从而克服由于时钟信号会耦合到传输的射频信号中而带来的杂波噪声干扰，通信质量降低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于射频开关的噪声抑制电路，包括用于输出第二频率信号的第二振荡器，用于输出第三频率信号的第三振荡器，与所述第二振荡器和所述第三振荡器均连接的异或门，与所述异或门的输出端连接的D触发器，所述D触发器的输出端与所述射频开关中的第一振荡器的输入端连接以将产生的随机数信号输入至所述第一振荡器的输入端。

优选地，所述异或门为两个，分别为第一异或门和第二异或门，所述第一异或门的输入端与所述第二振荡器的输出端和所述第三振荡器的输出端连接，所述第一异或门的输出端和所述D触发器的输出端与所述第二异或门的输入端连接，所述第二异或门的输出端与所述D触发器的输入端连接。

优选地，所述D触发器的时钟信号输入端与所述第一振荡器的输出端连接。

优选地，所述D触发器的数量为多个并依次连接。

优选地，所述D触发器的数量为4个。

优选地，位于末端的所述D触发器的输出端还与所述第二振荡器的输入端和所述第三振荡器的输入端连接。

优选地，所述第一振荡器为输出2MHz的振荡器，所述第二振荡器为输出3MHz的振荡器，所述第三振荡器为输出7MHz的振荡器。

本发明所提供的用于射频开关的噪声抑制电路，通过第二振荡器、第三振荡器、异或门和D触发器，使得第一振荡器的输入端产生一个随机数信号，而该随机数信号能够使得第一振荡器的频率产生随机变化，进而控制时钟产生电路输出随机变化的时钟信号来驱动电荷泵电路，使通过负偏置电压耦合到射频信号中的杂波噪声在一定程度上被展宽。由于杂波噪声被展宽，因此，能够降低杂波噪声的能量，从而抑制杂波噪声对射频信号的影响。由此可见，本发明通过随机扩频时钟技术将耦合到射频信号中的时钟信号谐波分量的能量减小甚至消除，从而实现噪声抑制的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种射频开关的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种用于射频开关的噪声抑制电路；

图3为本发明实施例提供的一种杂波噪声优化示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种用于射频开关的噪声抑制电路，从而克服由于时钟信号会耦合到传输的射频信号中而带来的杂波噪声干扰，通信质量降低的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图2为本发明实施例提供的一种用于射频开关的噪声抑制电路。如图2所示，该电路包括用于输出第二频率信号的第二振荡器21，用于输出第三频率信号的第三振荡器22，与第二振荡器21和第三振荡器22均连接的异或门(图2中为两个，分别是第一异或门23和第二异或门24)，与异或门的输出端连接的D触发器(图2中D触发器示出3个，分别为第一D触发器25，第二D触发器26和第三D触发器27)，D触发器(第三触发器27)的输出端与射频开关的第一振荡器21的输入端连接以将产生的随机数信号输入至第一振荡器20的输入端。

可以理解的是，图2仅是一个具体的应用场景，其中，异或门的数量不一定是2个，可以根据实际情况选取。另外，D触发器的数量也不一定是3个，可以为n个，n大于或等于1。为了减小整体电路的功耗和体积，在具体实施中，第二振荡器21和第三振荡器22的频率信号应较小。但是考虑到频率间差别的增大又能提高数据的随机性，同时，振荡器的频率还会影响电荷泵电路的集成度和驱动能力。因此，作为优选地实施方式，第一振荡器20为输出2MHz的振荡器，第二振荡器21为输出3MHz的振荡器，第三振荡器22为输出7MHz的振荡器。振荡器频率设计成7MHz、3MHz、2MHz时能在低功耗和随机性间获得较好的折中。

具体工作原理为：第二振荡器21和第三振荡器22分别输出第二频率信号和第三频率信号，这两个频率信号不同，因此，在经过第一异或门23之后，第一异或门23输出信号“1”，第二异或门24的输入信号分别是第一异或门23输出的“1”和第三D触发器27输出的信号，因此，经过第二异或门24之后，其输出信号为“0”或“1”。第一D触发器25与第二异或门24连接，因此，第一D触发器25的输入信号为“0”或“1”，则根据其特征，将输出一个随机信号B0，该随机信号B0作为下一个D触发器，及第二D触发器26的输入信号，依次类推，则每个D触发器均有一个输出信号，分别是B1-Bn。每个D触发器的输出信号均作为第一振荡器20的输入信号，从而控制第一振荡器20的输出。第一振荡器20的输出信号触发时钟产生电路28，从而改变时钟产生电路28的参数，时钟产生电路28的输出信号触发电荷泵电路29，从而改变电荷泵电路29的参数(负偏置电压)。由于第一振荡器20的输入信号包含有随机数信号，因此，时钟产生电路28的输出信号就会受该随机数信号的影响，即时钟产生电路28输出随机变化的时钟信号来驱动电荷泵电路29，使通过负偏置电压耦合到射频信号中的杂波噪声在一定程度上被展宽。由于杂波噪声被展宽，因此，能够降低杂波噪声的能量，从而抑制杂波噪声对射频信号的影响。

图3为本发明实施例提供的一种杂波噪声优化示意图。如图3所示，实线所示的杂波噪声具有幅度大、带宽窄的特点，容易对接收路径的射频电路产生影响。图中虚线为经过随机扩频时钟技术后得到的杂波噪声。

本实施例提供的用于射频开关的噪声抑制电路，通过第二振荡器、第三振荡器、异或门和D触发器，使得第一振荡器的输入端产生一个随机数信号，而该随机数信号能够使得第一振荡器的频率产生随机变化，进而控制时钟产生电路输出随机变化的时钟信号来驱动电荷泵电路，使通过负偏置电压耦合到射频信号中的杂波噪声在一定程度上被展宽。由于杂波噪声被展宽，因此，能够降低杂波噪声的能量，从而抑制杂波噪声对射频信号的影响。由此可见，本发明通过随机扩频时钟技术将耦合到射频信号中的时钟信号谐波分量的能量减小甚至消除，从而实现噪声抑制的目的。

在上述实施例的基础上，本实施例中，D触发器的时钟信号输入端与第一振荡器20的输出端连接。

如图2所示，第一D触发器25，第二D触发器26，第三D触发器27的时钟信号输入端均与第一振荡器20的输出端连接。通过第一振荡器20为各D触发器提供时钟信号，能够进一步减小电路的整体功耗和体积。

在上述实施例的基础上，本实施例中，D触发器的数量为4个。

可以理解的是，D触发器的数量越多，则随机数信号的随机性就更好，但是越多的D触发器就会占用较多的体积和空间，从而影响电路的整体性能，因此，本实施例中，D触发器的数量为4个。

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了能够达到更好的随机性，位于末端的D触发器的输出端还与第二振荡器21的输入端和第三振荡器22的输入端连接。

如图2所示，位于末端的D触发器为第三触发器27，该触发器将输出信号反馈至第二振荡器21和第三振荡器22的输入端。通过反馈一位随机数来改变第二振荡器21和第三振荡器22的参量，进一步增强随机性。

以上对本发明所提供的用于射频开关的噪声抑制电路进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (4)

1.一种用于射频开关的噪声抑制电路，其特征在于，包括用于输出第二频率信号的第二振荡器，用于输出第三频率信号的第三振荡器，与所述第二振荡器和所述第三振荡器均连接的异或门，与所述异或门的输出端连接的多个D触发器，且各所述D触发器之间依次连接；所述D触发器的输出端与所述射频开关中的第一振荡器的输入端连接以将产生的随机数信号输入至所述第一振荡器的输入端；位于末端的所述D触发器的输出端还与所述第二振荡器的输入端和所述第三振荡器的输入端连接；

其中，所述异或门为两个，分别为第一异或门和第二异或门，所述第一异或门的输入端与所述第二振荡器的输出端和所述第三振荡器的输出端连接，所述第一异或门的输出端和所述D触发器的输出端与所述第二异或门的输入端连接，所述第二异或门的输出端与所述D触发器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的用于射频开关的噪声抑制电路，其特征在于，所述D触发器的时钟信号输入端与所述第一振荡器的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的用于射频开关的噪声抑制电路，其特征在于，所述D触发器的数量为4个。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于射频开关的噪声抑制电路，其特征在于，所述第一振荡器为输出2MHz的振荡器，所述第二振荡器为输出3MHz的振荡器，所述第三振荡器为输出7MHz的振荡器。