CN108429565B - 一种射频匹配系统及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射频匹配系统及移动终端。该射频匹配系统包括：可变电容模块，包括：可变电容和预设固定电容；与可变电容模块连接的外围电路，用于与可变电容模块形成射频匹配电路；与可变电容模块连接的电压控制模块，具有电压输出端，所述电压控制模块通过所述电压输出端向可变电容提供不同的控制电压；分别与可变电容模块和电压控制模块连接的控制模块；其中，控制模块，根据改变可变电容的控制电压的控制信号，控制预设固定电容与可变电容连接。本发明能够保证可变电容模块接入电路的容值满足时序要求，待传输的射频信号能够有效传输，提升射频信号的质量，从而达到提高移动终端的使用性能的目的。

Description

一种射频匹配系统及移动终端

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种射频匹配系统及移动终端。

背景技术

随着通信技术的发展，在移动终端(如手机)的设计中，通常不同的频点要求不同的匹配电路，以保证移动终端工作在不同频点时，性能最优。因此，在匹配电路的设计中，如何满足时序要求，保证射频信号的有效传输，一直研究中的重点。

目前，在可变电容的研究中发现，可变电容需要提前射频信号95μs开始变化才能够满足所有时序要求。但是，目前可变电容仅提前射频信号40μs就开始变化，当射频信号经过时，可变电容并没有达到目标电容值，也就是说，在后续的55μs中，可变电容接入匹配电路的容值并不满足时序要求，导致射频信号质量差，降低了移动终端的使用性能，严重时影响用户使用。

发明内容

本发明实施例提供一种射频匹配系统及移动终端，以解决现有技术中射频信号通过可变电容时，可变电容接入匹配电路的容值无法满足时序要求，导致射频信号质量差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种射频匹配系统，包括：

可变电容模块，具有射频信号输入端和射频信号输出端，包括：可变电容和预设固定电容；

与所述可变电容模块连接的外围电路，用于与所述可变电容模块形成射频匹配电路；

与所述可变电容模块连接的电压控制模块，具有电压输出端，所述电压控制模块通过所述电压输出端向所述可变电容提供不同的控制电压；

分别与所述可变电容模块和所述电压控制模块连接的控制模块；

其中，所述控制模块，根据改变所述可变电容的控制电压的控制信号，控制所述预设固定电容与所述可变电容连接。

本发明实施例还提供一种移动终端，包括：如上述实施例所述的射频匹配系统。

本发明实施例的上述方案中，通过在可变电容模块中增设预设固定电容，控制模块根据改变该可变电容模块中可变电容的控制电压的控制信号，控制预设固定电容与可变电容连接，从而使可变电容模块的电容值与目标电容值的差值在预设范围内，进而保证可变电容模块接入电路的容值满足时序要求，待传输的射频信号能够有效传输，提升射频信号的质量，从而达到提高移动终端的使用性能的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的射频匹配系统的组成结构示意图；

图2为本发明实施例的可变电容模块的内部电路示意图。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例的射频匹配系统的组成结构示意图。该射频匹配系统包括：可变电容模块，具有射频信号输入端和射频信号输出端，包括：可变电容和预设固定电容；与可变电容模块连接的外围电路，用于与该可变电容模块形成射频匹配电路；与该可变电容模块连接的电压控制模块，具有电压输出端，该电压控制模块通过电压输出端向可变电容提供不同的控制电压；分别与可变电容模块和电压控制模块连接的控制模块。

其中，该控制模块，根据改变可变电容的控制电压的控制信号，控制预设固定电容与可变电容连接，使可变电容模块的电容值与目标电容值的差值在预设范围内。

需说明的是，本发明实施例中，可变电容模块中的可变电容为压控式可变电容，通过电压控制可变电容的电容量。本发明实施例的可变电容的电容值随着电压的增大而减小。

这里，电压控制模块具有多路不同电压输出功能，分别控制可变电容模块中可变电容不同的电压值。

在硬件设计上，电压控制模块具有多个电压输出端，用于与可变电容模块连接。

具体的，可变电容模块中可集成多组由可变电容与预设固定电容组成的可变电容单元。每个可变电容单元中的可变电容均可与电压控制模块的一个电压输出端连接。

优选的，控制模块为移动终端的中央处理器。

这里，移动终端的中央处理器在检测到待传输的目标射频信号较之前传输的射频信号发生变化时，会生成改变可变电容的控制电压的控制信号，并发送至电压控制模块，以使电压控制模块改变向可变电容输出的控制电压；由于可变电容的电容值的变化滞后于可变电容的控制电压的变化，当可变电容的电压变到目标电压时，可变电容的电容值还未变到目标电容值，需再经过一段时间，才可变到目标电容值；但是，目前可变电容达到目标电容值的时刻晚于目标射频信号到达可变电容模块的射频信号输入端的时刻，导致目标射频信号经过可变电容模块时受到阻碍，影响射频信号的传输质量。

所以，本发明实施例中，通过在可变电容模块中增加预设固定电容，使控制模块可根据改变可变电容的控制电压的控制信号，控制预设固定电容与所述可变电容连接，如此，给予一定的电容值补偿，尽可能在目标射频信号经过可变电容模块时，使可变电容模块的电容值接近目标电容值，缩小可变电容模块的电容值与目标电容值之间的差距，从而改善射频信号的传输质量，提高移动终端的使用性能。

这里，控制模块和移动终端的中央处理器为两个独立的模块，控制模块与中央处理器连接，接收改变可变电容的控制电压的控制信号。

也就是说，中央处理器将产生的改变可变电容的控制电压的控制信号传送至控制模块。

需要进一步说明的是，射频信号发生变化是指射频信号在时间上或者频点上的变化。

例如，移动终端的天线当前接收到4G频点的射频信号，之前接收到的是2G频点的射频信号，则说明待传输的目标射频信号在频点上发生变化。

或者，移动终端上待传输的射频信号为时间上周期性变化的信号，通过高低电平区分。即第一时间段用于发送射频信号，第二时间段用于接收射频信号，则说明待传输的目标射频信号在时间上发生变化。

需要说明的是，不同的射频信号对应可变电容不同的电容值。这里，控制模块根据预先的参数设置，确定待传输的目标射频信号对应的目标电容值。

还有，可变电容的电容值与可变电容的电压对应，进而可得知待传输目标射频信号对应的可变电容的目标电压。

需说明的是，预设固定电容与可变电容连接后，可变电容的电容值在一直朝着目标电容值变化，当可变电容的电容值变到目标电容值时，便不再需要预设固定电容的容值补偿。

所以，作为一优选的实现方式，所述控制模块，在控制预设固定电容与可变电容连接达到预设时长时，控制所述预设固定电容与所述可变电容断开连接。

需要说明的是，预设时长是根据该系统的电路特性测试获得的，即在控制预设固定电容与可变电容连接达到预设时长之时，即为可变电容变到目标电容值之时。

需进一步说明的是，由于不同的射频信号对应可变电容不同的电容值，射频信号发生变化时，之前传输的第一射频信号对应的可变电容的第一电容值在电压控制模块的控制下，需变到当前待传输的第二射频信号对应的可变电容的第二电容值。其中，通过对该系统的电路特性测试，在预设固定电容的补偿作用下，可变电容的电容值由第一电容值变到第二电容值的电容值跨度与控制预设固定电容与可变电容连接的连接时长对应。也就是，在控制预设固定电容与可变电容连接达到预设时长之时，说明可变电容的电容值变为第二电容值。

优选的，所述控制信号具有有所述可变电容的电压变化信息，包括：所述可变电容的初始电压和目标电压。

相应的，所述控制模块，根据改变所述可变电容的控制电压的控制信号，且所述初始电压与所述目标电压的差值的绝对值大于预设阈值时，控制所述预设固定电容与所述可变电容连接，使所述可变电容模块的电容值与目标电容值的差值在预设范围内。

这里，优选的，改变可变电容的控制电压的控制信号为MIPI(移动行业处理器接口，Mobile Industry Processor Interface)信号。该MIPI信号具有有可变电容的电压变化信息。

需要说明的是，可变电容变化范围越大，可变电容需要变化的时间越长，从而时序问题越严重，所以，本实施例中，进一步地，在可变电容的初始电压与目标电压的差值的绝对值大于预设阈值时，控制预设固定电容与可变电容连接，通过电容值补偿，缩小可变电容模块的电容值与目标电容值之间的差距，能够有效改善系统的时序问题，从而改善射频信号的传输质量。

优选的，预设阈值的取值范围可以为16V至20V，例如，具体可以为18V。

这里，还需进一步说明的是，根据改变所述可变电容的控制电压的控制信号，且所述初始电压与所述目标电压的差值的绝对值大于预设阈值时，控制所述预设固定电容与所述可变电容连接的同时，控制可变电容的控制电压变为预设过冲电压。

这里，预设过冲电压与可变电容的初始电压的差值的绝对值大于可变电容的初始电压与目标电压的差值的绝对值。

本实施例，控制可变电容的控制电压变到预设过冲电压的目的，是为了在可变电容变化范围大时，缩短可变电容的变化时长，使其更快地变到目标电容值。

进一步地，当可变电容的控制电压维持在该预设过冲电压不变达到预设时长时，控制可变电容的控制电压变为目标电压，并控制预设固定电容与可变电容断开连接。

需要说明的是，当可变电容的控制电压维持在该预设过冲电压不变达到预设时长时为可变电容变到目标电容值之时。所以，此时不再需要预设固定电容的电容补偿，而且，可变电容的控制电压也变为目标电压，也就是，可变电容在变为目标电压的同时，可变电容的电容值也变为目标电容值。如此，能够改善系统的时序问题，提升射频信号的传输质量。

这里，预设过冲电压以及预设时长均是根据该系统的电路特性测试获得的，与可变电容的电容值变化跨度有关，为预先设置的参数。

优选的，所述预设固定电容包括：第一固定电容和第二固定电容；其中，所述控制模块，在所述目标电压小于所述初始电压，且所述初始电压与所述目标电压的差值大于所述预设阈值时，控制所述第一固定电容与所述可变电容并联；在所述目标电压大于所述初始电压，且所述目标电压与所述初始电压的差值大于所述预设阈值时，控制所述第二固定电容与所述可变电容串联。

优选的，所述控制模块，在控制所述第一固定电容与所述可变电容并联达到第一预设时长时，控制所述第一固定电容与所述可变电容断开连接；

在控制所述第二固定电容与所述可变电容串联达到第二预设时长时，控制所述第二固定电容与所述可变电容断开连接。

如图2所示，为本发明实施例的可变电容模块的内部电路示意图。

其中，优选的，可变电容C_V的第一端与射频信号输入端RF-in连接；该可变电容C_V的第二端通过第一开关1与射频信号输出端RF-out连接。

优选的，第一开关1为单刀双掷开关；该第一开关1的固定端与射频信号输出端RF-OUT连接；该第一开关1的第一连接端与可变电容C_V的第二端连接；该第一开关1的第二连接端与第二固定电容C2连接。具体的，该第一开关1的第二连接端与第二固定电容C2的第二端连接。

如图2所示，本发明实施例的可变电容模块，还包括：第二开关2和第三开关3；该第二开关2的第一端与第一固定电容C1的第一端连接，第二开关2的第二端与可变电容C_V的第一端连接；该第三开关3的第一端与第一固定电容C1的第二端连接，第三开关3的第二端与可变电容C_V的第二端连接。

其中，所述控制模块，在所述目标电压小于所述初始电压，且所述初始电压与所述目标电压的差值大于所述预设阈值时，控制所述第二开关2和所述第三开关3闭合，并控制第一开关1的活动端与第一开关1的第一连接端接通，使所述第一固定电容C1与所述可变电容C_V并联。

需要说明的是，第一开关1的第一连接端可设有第一触点，用以与第一开关1的活动端电连接。

优选的，所述控制模块，在控制所述第二开关2和第三开关3闭合，并控制第一开关1的活动端与所述第一开关1的第一连接端接通达到第一预设时长时，控制所述第二开关2和第三开关3断开，使第一固定电容C1与可变电容C_V断开连接。如图2所示，本发明实施例的可变电容模块，还包括：第四开关4；该第四开关4的第一端与第二固定电容C2的第一端连接，第四开关4的第二端与可变电容C_V的第二端连接。

其中，所述控制模块，在所述目标电压大于所述初始电压，且所述目标电压与所述初始电压的差值大于所述预设阈值时，控制第四开关4闭合，并控制第一开关1的活动端与第一开关1的第二连接端接通，使第二固定电容C2与可变电容C_V串联。

这里，第二固定电容C2的第二端可设有第二触点，用以与第一开关1的活动端电连接。

优选的，所述控制模块，在控制所述第四开关4闭合，并控制第一开关1的活动端与第一开关1的第二连接端接通达到第二预设时长时，控制所述第四开关4断开，第一开关1的活动端与第一开关1的第二连接端接通，使所述第二固定电容C2与所述可变电容C_V断开连接。

如图1所示，优选的，所述外围电路包括：一端与所述射频信号输入端RF-in连接，另一端接地的第一电感L1；以及一端与所述射频信号输出端RF-out连接，另一端接地的第二电感L2。

这里，第一电感L1的电感值和第二电感L2的电感值固定。

优选的，所述系统还包括：第三固定电容C3，第三固定电容C3的一端连接电压控制模块的电压输出端，另一端接地。

这里，第三固定电容C3的作用是为了滤除与电压控制模块连接的电源的噪声。

本发明实施例还提供一种移动终端，包括如上述实施例所述的射频匹配系统。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种射频匹配系统，其特征在于，包括：

可变电容模块，具有射频信号输入端和射频信号输出端，包括：可变电容和预设固定电容；

与所述可变电容模块连接的外围电路，用于与所述可变电容模块形成射频匹配电路；

与所述可变电容模块连接的电压控制模块，具有电压输出端，所述电压控制模块通过所述电压输出端向所述可变电容提供不同的控制电压；

分别与所述可变电容模块和所述电压控制模块连接的控制模块；

其中，所述控制模块，根据改变所述可变电容的控制电压的控制信号，控制所述预设固定电容与所述可变电容连接，使可变电容模块的电容值与目标电容值的差值在预设范围内；

所述控制模块，在控制所述预设固定电容与所述可变电容连接达到预设时长时，控制所述预设固定电容与所述可变电容断开连接。

2.根据权利要求1所述的射频匹配系统，其特征在于，所述控制信号具有所述可变电容的电压变化信息，包括：所述可变电容的初始电压和目标电压；

所述控制模块，根据改变所述可变电容的控制电压的控制信号，且所述初始电压与所述目标电压的差值的绝对值大于预设阈值时，控制所述预设固定电容与所述可变电容连接。

3.根据权利要求2所述的射频匹配系统，其特征在于，所述预设固定电容包括：第一固定电容和第二固定电容；

其中，所述控制模块，在所述目标电压小于所述初始电压，且所述初始电压与所述目标电压的差值大于所述预设阈值时，控制所述第一固定电容与所述可变电容并联；

在所述目标电压大于所述初始电压，且所述目标电压与所述初始电压的差值大于所述预设阈值时，控制所述第二固定电容与所述可变电容串联。

4.根据权利要求3所述的射频匹配系统，其特征在于，所述控制模块，在控制所述第一固定电容与所述可变电容并联达到第一预设时长时，控制所述第一固定电容与所述可变电容断开连接；

在控制所述第二固定电容与所述可变电容串联达到第二预设时长时，控制所述第二固定电容与所述可变电容断开连接。

5.根据权利要求4所述的射频匹配系统，其特征在于，

所述可变电容的第一端与所述射频信号输入端连接；

所述可变电容的第二端通过第一开关与所述射频信号输出端连接。

6.根据权利要求5所述的射频匹配系统，其特征在于，所述第一开关为单刀双掷开关；

所述第一开关的固定端与所述射频信号输出端连接；

所述第一开关的第一连接端与所述可变电容的第二端连接；

所述第一开关的第二连接端与所述第二固定电容连接。

7.根据权利要求6所述的射频匹配系统，其特征在于，所述可变电容模块还包括：第二开关和第三开关；

所述第二开关的第一端与所述第一固定电容的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述可变电容的第一端连接；

所述第三开关的第一端与所述第一固定电容的第二端连接，所述第三开关的第二端与所述可变电容的第二端连接；

其中，所述控制模块，在所述目标电压小于所述初始电压，且所述初始电压与所述目标电压的差值大于所述预设阈值时，控制所述第二开关和所述第三开关闭合，并控制所述第一开关的活动端与所述第一开关的第一连接端接通。

8.根据权利要求7所述的射频匹配系统，其特征在于，所述控制模块，在控制所述第二开关和所述第三开关闭合，并控制所述第一开关的活动端与所述第一开关的第一连接端接通达到第一预设时长时，控制所述第二开关和所述第三开关断开。

9.根据权利要求6所述的射频匹配系统，其特征在于，所述可变电容模块还包括：第四开关；

所述第四开关的第一端与所述第二固定电容的第一端连接，所述第四开关的第二端与所述可变电容的第二端连接；

其中，所述控制模块，在所述目标电压大于所述初始电压，且所述目标电压与所述初始电压的差值大于所述预设阈值时，控制所述第四开关闭合，并控制所述第一开关的活动端与所述第一开关的第二连接端接通。

10.根据权利要求9所述的射频匹配系统，其特征在于，所述控制模块，在控制所述第四开关闭合，并控制所述第一开关的活动端与所述第一开关的第二连接端接通达到第二预设时长时，控制所述第四开关断开，所述第一开关的活动端与所述第一开关的第一连接端接通接通。

11.根据权利要求1所述的射频匹配系统，其特征在于，所述外围电路包括：

一端与所述射频信号输入端连接，另一端接地的第一电感；

以及一端与所述射频信号输出端连接，另一端接地的第二电感。

12.根据权利要求1所述的射频匹配系统，其特征在于，所述系统还包括：第三固定电容，第三固定电容的一端连接所述电压输出端，另一端接地。

13.一种移动终端，其特征在于，包括：如权利要求1～12任一项所述的射频匹配系统。