CN107682032B - 稳压电路、射频前端模块以及终端 - Google Patents

稳压电路、射频前端模块以及终端 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种稳压电路、射频前端模块以及终端，稳压电路，包括：负载单元，包括至少两个不在同一时刻工作的负载器件；稳压单元，包括用于对应连接每个负载器件的至少两根传输线以及用于存储电源输入的电能并对每个负载器件进行稳压的电容；传输线的长度根据与传输线连接的负载器件对纹波的灵敏度来设定。上述稳压电路可以对至少两个不在同一时刻工作的负载器件进行稳压，减少了电容的使用数量、降低了成本，同时，通过可以根据负载器件对纹波的灵敏度来设定其传输线的长度，以减小寄生电感对负载器件的影响，提高负载器件的稳定性。

Description

稳压电路、射频前端模块以及终端
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域，特别是涉及稳压电路、射频前端模块以及终端。
背景技术
随着硬件电子电路方案的复杂度越来越高，硬件电子电路的设计的优化空间也越来越多。传统的电子设备包括多个负载器件，每个负载器件均需要一个电容来进行稳压和/或滤波处理，需要大量的电容，其增加了成本和空间，还会影响负载器件稳定性。
发明内容
本申请实施例提供一种稳压电路、射频前端模块以及终端，可以减少电容的使用数量，提高负载器件的稳定性。
本申请提供第一方面实施例，一种稳压电路，包括：
负载单元，包括至少两个不在同一时刻工作的负载器件；
稳压单元，包括用于对应连接每个负载器件的至少两根传输线以及用于存储电源输入的电能并对每个负载器件进行稳压的电容；
所述传输线的长度根据与所述传输线连接的负载器件对纹波的灵敏度来设定。
本申请提供第二方面实施例，射频前端模块，包括第二方面实施例中的稳压电路。
本申请提供第三方面实施例，终端，包括第二方面实施例中的射频前端模块。
上述稳压电路、射频前端模块以及终端，可以对至少两个不在同一时刻工作的负载器件进行稳压，减少了电容的使用数量、降低了成本，同时，通过可以根据负载器件对纹波的灵敏度来设定其传输线的长度，以减小寄生电感对负载器件的影响，提高负载器件的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一个实施例中稳压电路的电路图；
图2为电容的等效电路图；
图3为另一个实施例稳压电路的电路图；
图4为再一个实施例稳压电路的电路图；
图5为与本申请实施例提供的终端相关的手机的部分结构的框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电极板称为第二电极板，且类似地，可将第二电极板称为第一电极板。第一电极板和第二电极板两者都是电极板，但其不是同一电极板。
如图1所示，本申请实施例提供一种稳压电路，用于存储电源130输出的电能，并为负载器件提供稳定的供电。稳压电路包括负载单元110和稳压单元120，其中，负载单元110包括至少两个不在同一时刻工作的负载器件111；稳压单元120包括用于对应连接每个负载器件111的至少两根传输线121以及用于存储电源130输入的电能并对每个负载器件111进行稳压的电容C1。其中，稳压单元120还包括与电源130连接的导线125。
需要说明的是，电容不是理想器件，一个电容器包括串联的电感(称为寄生电感)的电阻(等效电阻)。寄生电感由电容器中的导体(特别是引线)产生，等效电阻由电容器中的极板产生。如图2所示，电容是由等效电感、电容和等效电阻构成的串联网络。
稳压单元120中传输线121的数量与负载器件111的数量相同，每根传输线121对应连接一个负载器件111。其中，每个传输线121的长度可以根据该传输线121与对应连接的负载器件111对纹波的灵敏度来进行设定，以较少传输线121自身产生的寄生电感对负载的影响。
纹波(ripple)是指在直流电压或电流中，叠在在直流稳定量上的交流分量。而纹波几乎会影响所有的负载器件111(电子元件)，也即纹波会对负载器件111的性能造成不同程度的影响。也可以理解为，负载器件111对纹波的灵敏度也不同，负载器件111对纹波的灵敏度越高，表示纹波对负载器件111的性能影响越大；负载器件111对纹波的灵敏度越低，表示纹波对负载器件111的性能影响越小。
具体地，与对纹波灵敏度最高的负载器件111连接的传输线121的长度最短，其最短的传输线121自身产生的寄生电感最小，可以在一定程度上减少寄生电感对该负载器件111的影响。
相应的，可以根据负载器件111对纹波的灵敏度的高低进行对负载器件111的位置进行排序。其中，负载器件111的位置可以理解为负载器件111距离电容C1的距离，对纹波灵敏度最高的负载器件111距离电容C1的距离最近，采用最短的传输线121连接。对纹波灵敏度最低的负载器件111距离电容C1的距离最远，采用最长的传输线121连接。根据负载器件111对纹波的灵敏度的高低，可以将负载器件111规则成梯度型分布在电容C1的一侧，以减小该稳压电路所占用的空间，利于稳压电路朝轻量化的方向发展。
可选的，至少两个负载器件111还可以以其他的布局方式设置在电容C1附件。
通过上述稳压电路，可以对至少两个不在同一时刻工作的负载器件111进行稳压，减少了电容C1的使用数量、降低了成本，同时，通过可以根据负载器件111对电源130纹波的灵敏度来设定其传输线121的长度，以减小寄生电感对负载器件111的影响，提高负载器件111的稳定性。
需要说明的是，负载单元110包括至少两个不在同一时刻工作的负载器件111，也即，各个负载器件111非同时工作(运行/作业)，当第一负载器件111(负载单元110中的任一负载器件111)处于工作状态时，除第一负载器件111以外的其他负载器件111均处于非工作状态。其中，负载器件111可以为对外部环境进行录音的录音芯片，对视频信号进行解码的解码芯片，或其他不在同一时刻工作的芯片等电子元器件。
在一个实施例中，每个负载器件111所需的最大瞬间电流在电容C1的容量的预设范围内。也即，当任意一个负载器件111需要一个瞬间的大电流时，电容C1的容量均可以为该负载提供所需要的瞬间大电流，而不会对该负载器件111造成不利的影响。
可选的，每个负载器件111具有自身的稳压需求属性，该稳压需求属性可以理解为对电容C1的稳压需求的属性。稳压需求属性可以用电容C1值来表征。也即，电容C1的电容C1值可以满足任意负载器件111的稳压需求属性，以实现对每个负载器件111进行稳压处理。
在一个实施例中，稳压单元120中的电容C1为封装电容C1。封装电容C1包括第一极板和第二极板，第一极板通过导线与电源130连接，第一极板通过至少两根传输线121对应与至少两个负载器件111连接；第二极板经导线接地。
一般而言，简单、体积小巧的电容C1的寄生电感低于体积较大的电容C1的寄生电感。封装电容C1的封装尺寸是影响电容C1寄生电感的一个重要因素。可以采用小封装的电容C1降低寄生电感，进而补偿传输线121引入的寄生电感。
具体地，封装电容C1的尺寸根据长度最长的传输线121引入的寄生电感来设定。若长度最长的传输线121引入的寄生电感越多，则采用的封装电容C1的尺寸也就越小。
例如，105的电容C1，1uF的电容C1封装尺寸为0402，其封装电容C1的寄生电感为10nH；当封装尺寸降低为0201时，其封装电容C1对应的寄生电感成比例降低到5nH。采用小尺寸的封装电容C1可以补偿该传输线121引入的寄生电感，可以提供负载器件111的稳定性。
采用小尺寸的封装电容C1对每个负载器件111提供稳定的供电时，不仅可以降低电容C1的使用数量，降低了硬件成本、节约占用空间，还可以补偿该传输线121引入的寄生电感，最大化的降低寄生电感，提高负载器件111的稳定性。
在一个实施例中，稳压单元120中的电容C1为钽电容。上述实施例中的封装电容不同之处，在于，钽电容还包括第三电极板，第三电极板与所述第一电极板连接。钽电容用于降低电容的寄生电感，而且可以在同样的封装中实现更大的更大的容值，可以大大改善浪涌电压升高导致的器件失效问题。
如图3所示，在一个实施例中，稳压电路包括负载单元310和稳压单元320、负载单元310包括至少两个负载器件111，至少两个负载器件111中至少一个负载器件111为功率放大器芯片；稳压单元320中的电容为钽电容。此外，稳压电路还包括检测单元330，检测单元330与功率放大器芯片311连接，用于检测功率放大器芯片的温度信号。其中，功率放大器芯片311用于对输入的射频信号进行放大处理。
由于钽电容的固钽的Ta2O5介质氧化膜有单向导电性能，当有充放大电流通过Ta2O5介质氧化膜，会引起发热失效。也即，钽电容对环境温度信号较为敏感。钽电容与功率放大器芯片之间的距离较近，功率放大器芯片工作时，会释放相应的热量，使功率放大器芯片的温度信号升高，进而使功率放大器芯片的环境温度信号升高，继而导致钽电容的温度信号升高，降低钽电容的使用寿命，甚至导致钽电容热致失效。
当钽电容的环境温度从85°降到55°时，钽电容的使用寿命会增加10倍，为了增加钽电容的使用寿命，或避免钽电容热致失效现象的发生，功率放大器芯片还用于将从检测单元获取的温度信息与阈值进行比较，当温度信号高于阈值时，控制功率放大器芯片的输出功率以减少功率放大器芯片产生的热量，使温度信号保持在预设范围内以提高钽电容的使用寿命并防止钽电容失效。
如图4所示，在一个实施例中，稳压电路还包括电解电容C2，电解电容C2设置在电源410和稳压单元中的电容C1之间，用于滤除电源410输出的杂波信号。
本申请还提供一种射频前端模块，包括上述任一实施例中的稳压电路。该射频前端模块还包括：射频收发器，用于输出射频信号；双工器或发射滤波器，双工器用于分离发射信号和接收信号；天线开关，用于切换终端支持的不同频段的收发链路，并通过天线辐射出去喝基站进行通信等。
应用了上述任一实施例中的稳压电路，能够给射频前端模块提供稳定的供电，减少射频前端模块中电容的使用数据，提供射频前端模块的稳定性。
本申请实施例还提供了一种终端，包括上述实施例中的射频前端模块。
如图5所示，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本申请实施例方法部分。该终端可以为包括手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑、穿戴式设备等任意终端设备，以终端为手机为例：
图5为与本申请实施例提供的终端相关的手机的部分结构的框图。参考图5，手机包括：射频前端模块510、存储器520、输入单元530、显示单元540、传感器550、音频电路560、无线保真(wireless fidelity，WiFi)模块570、处理器580、以及电源590等部件。本领域技术人员可以理解，图5所示的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，射频前端模块510可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，可将基站的下行信息接收后，给处理器580处理；也可以将上行的数据发送给基站。通常，RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(Low NoiseAmplifier，LNA)、双工器等。此外，射频前端模块510还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(Global System of Mobile communication，GSM)、通用分组无线服务(General PacketRadio Service，GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution，LTE))、电子邮件、短消息服务(Short Messaging Service，SMS)等。
存储器520可用于存储软件程序以及模块，处理器580通过运行存储在存储器520的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器520可主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能的应用程序、图像播放功能的应用程序等)等；数据存储区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、通讯录等)等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
输入单元530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机500的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元530可包括触控面板531以及其他输入设备532。触控面板531，也可称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板531上或在触控面板531附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。在一个实施例中，触控面板531可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器580，并能接收处理器580发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容C1式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板531。除了触控面板531，输入单元530还可以包括其他输入设备532。具体地，其他输入设备532可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)等中的一种或多种。
显示单元540可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元540可包括显示面板541。在一个实施例中，可以采用液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板541。在一个实施例中，触控面板531可覆盖显示面板541，当触控面板531检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器580以确定触摸事件的类型，随后处理器580根据触摸事件的类型在显示面板541上提供相应的视觉输出。虽然在图5中，触控面板531与显示面板541是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板531与显示面板541集成而实现手机的输入和输出功能。
手机500还可包括至少一种传感器550，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板541的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示面板541和/或背光。运动传感器可包括加速度传感器，通过加速度传感器可检测各个方向上加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；此外，手机还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度信号计、红外线传感器等其他传感器等。
音频电路560、扬声器561和传声器562可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路560可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器561，由扬声器561转换为声音信号输出；另一方面，传声器562将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路560接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器580处理后，经射频前端模块510可以发送给另一手机，或者将音频数据输出至存储器520以便后续处理。
WiFi属于短距离无线传输技术，手机通过WiFi模块570可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图5示出了WiFi模块570，但是可以理解的是，其并不属于手机500的必须构成，可以根据需要而省略。
处理器580是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器520内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器520内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。在一个实施例中，处理器580可包括一个或多个处理单元。在一个实施例中，处理器580可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器580中。
手机500还包括给各个部件供电的电源590(比如电池)，优选的，电源130可以通过电源130管理系统与处理器580逻辑相连，从而通过电源130管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
在一个实施例中，手机500还可以包括摄像头、蓝牙模块等。
本申请所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。合适的非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种稳压电路，其特征在于，包括：
负载单元，包括至少两个不在同一时刻工作的负载器件；
稳压单元，包括用于对应连接每个负载器件的至少两根传输线以及用于存储电源输入的电能并对每个负载器件进行稳压的电容；
所述传输线的长度根据与所述传输线连接的负载器件对纹波的灵敏度来设定；
与对纹波灵敏度最高的负载器件连接的所述传输线的长度最短；
对纹波灵敏度最高的负载器件距离所述电容最近，对纹波灵敏度最低的负载器件距离所述电容最远；
所述电容为封装电容，所述封装电容的尺寸根据长度最长的所述传输线引入的寄生电感来设定。
2.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，所述封装电容包括第一极板和第二极板，所述第一极板分别与所述电源、每个负载器件连接；所述第二极板接地。
3.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，每个负载器件所需的最大瞬间电流在所述电容的容量预设范围内。
4.根据权利要求2所述的稳压电路，其特征在于，所述电容为钽电容； 所述钽电容还包括第三电极板，所述第三电极板与所述第一极板连接。
5.根据权利要求4所述的稳压电路，其特征在于，至少一个所述负载器件为功率放大器芯片；
所述稳压电路还包括检测单元，与所述功率放大器芯片连接，用于检测所述功率放大器芯片的温度信号；
所述功率放大器芯片用于对输入的射频信号进行放大处理，所述功率放大器芯片还用于当所述温度信号高于阈值时，控制所述功率放大器芯片的输出功率以减少所述功率放大器芯片产生的热量，使所述温度信号保持在预设范围内以防止所述钽电容失效。
6.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，还包括电解电容，所述电解电容设置在所述电源和稳压单元之间，用于滤除所述电源输出的杂波信号。
7.一种射频前端模块，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的稳压电路。
8.一种终端，其特征在于，包括权利要求7所述的射频前端模块。
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