CN111082407A - 一种射频端口静电防护电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频静电防护电路和方法，射频端口、静电防护电路和射频电路模块；静电防护电路包括低频导出电路和低频过滤元器件，低频过滤元器件连接在射频端口和射频电路模块之间，用于对向射频电路模块传输的信号进行低频过滤，低频导出电路一端连接在射频端口与低频过滤元器件之间，另一端接地，由于低频导出电路对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路，所当静电来临时，低频导出电路形成一个低通回路，起到了一个保护端口器件的作用。而射频信号较高，一般大于450M，所以传输到射频电路模块的信号就是过滤低频后的射频信号，有效的避免了静电对射频端口的影响，最大限度的减少由于使用TVS管的寄生参数影响端口的射频性能。

Description

一种射频端口静电防护电路和方法

技术领域

本发明涉及射频设计领域，具体涉及一种射频端口静电防护电路和方法。

背景技术

在射频系统中，射频端口的后端电路中一般包括多种元器件，其中一些元器件自身的ESD(Electro-Static discharge，静电释放)等级比较低，例如小信号放大器、射频开关以及可变衰减器等器件，静电会对这些ESD等级低的器件造成一定的不良影响，严重的甚至会导致器件不能正常工作。所以必须要求在端口增加额外的ESD防护措施对这些元器件进行保护。

传统的方法中使用的是TVS管(Transient Voltage Suppressor，瞬变电压抑制二极管)，但此类TVS管在高频状态下存在寄生参数，此寄生参数在频率越高的情况下越不能忽略，对端口的射频性能影响比较大。所以现有技术中缺少既能对射频端口电路进行静电防护，又不影响射频系统的射频性能的方案。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种射频端口静电防护电路和方法，解决现有技术中射频端口使用TVS管防静电引入寄生参数，影响端口的射频性能的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种射频端口静电防护电路，包括射频端口、静电防护电路和射频电路模块；

静电防护电路包括低频导出电路和低频过滤元器件，低频过滤元器件连接在射频端口和射频电路模块之间，用于对向射频电路模块传输的信号进行低频过滤，低频导出电路一端连接在射频端口与低频过滤元器件之间，另一端接地，低频导出电路对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路。

进一步地，还包括低频过滤元器件，低频导出电路包括四分之一波长线。

进一步地，低频过滤元器件包括隔直电容。

进一步地，四分之一波长线焊接在射频端口所在的电路上或者四分之一波长线印刷在射频端口所在的电路上。

进一步地，四分之一波长线的宽度为0.2mm-1mm。

进一步地，射频电路模块包括以下的至少一种元器件：射频开关、小信号放大器、可变衰减器。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种无线通信设备，包括上述的射频端口静电防护路电。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种射频端口静电防护方法，包括：

射频端口接收输入的射频信号，通过连接线传输到后端电路；

连接在射频端口与射频电路模块的低频过滤元器件对射频信号中的低频信号进行过滤；

一端连接在射频端口且另一端接地的低频导出电路将低频信号导入地平面，低频导出电路对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路。

进一步地，低频导出电路包括四分之一波长线。

进一步地，低频过滤元器件包括隔直电容。

本发明公开了一种射频端口静电防护电路和方法，在该电路中，包括：射频端口、静电防护电路和射频电路模块；静电防护电路包括低频导出电路和低频过滤元器件，低频过滤元器件连接在射频端口和射频电路模块之间，用于对向射频电路模块传输的信号进行低频过滤，低频导出电路一端连接在射频端口与低频过滤元器件之间，另一端接地，低频导出电路对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路所以，当频率较低信号，如静电混入射频信号中时，低频过滤元器件对静电起到了阻止其进入后端射频电路模块的作用，再加上低频时，低频导出电路形成一个低通回路，就可以使静电直接导入地下，起到了一个保护端口器件的作用，并且不会对射频电路的性能造成任何的影响。并且由于射频信号的频率比较高，一般大于450M，所以，传输到射频电路模块的信号就是过滤低频信号后的射频信号，低频信号不会通过进入后端的射频电路，有效的避免了静电对射频端口的影响。通过本发明最大限度的减少由于使用TVS管的寄生参数影响端口的射频性能，且本发明方法简单，易于实现。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种射频端口静电防护电路的示意图；

图2为本发明实施例一提供的另一种射频端口静电防护电路的示意图；

图3为本发明实施例一提供的另一种射频端口静电防护电路的示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种射频端口静电防护方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

参见图1，本实施例示出了一种射频端口静电防护电路，可以在不影响射频端口的射频性能的情况下，将从射频端口输入的静电导入地下，对射频端口进行静电保护。

本实施例的射频端口静电防护电路包括：射频端口11、静电防护电路12和射频电路模块13；

静电防护电路12包括低频导出电路121和低频过滤元器件122，低频过滤元器件122连接在射频端口11和射频电路模块13之间，用于对向射频电路模块13传输的信号进行低频过滤，低频导出电路121一端连接在射频端口11与低频过滤元器件122之间，另一端接地，低频导出电路121对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路。

在本实施例中，低频导出电路中可以包括实现对高频信号开路，对低频信号短路的元器件，优选的，参见图2，低频导出电路包括四分之一波长线。四分之一波长线一端连接在射频端口11与低频过滤元器件122之间，一端接地。

本实施例中，四分之一波长线的宽度可以根据射频端口电路所在的布版的面积决定，但一般地，当波长线的宽度越大，射频电路的成本会增加，所以为了射频电路的成本考虑，四分之一波长线的宽度可以优选为0.2mm-1.0mm，当然，在实际中，若有其他需要，四分之一波长线的宽度还可以是其他数据。其中，可以理解的是，四分之一波长线的长度不是一个固定的值，而是与其需要过滤的低频信号的频率有关。

进一步的，本实施例中的四分之一波长线连接在射频端口上的方式可以有多种，例如可以是焊接在射频端口所在的电路上，或者在制作印刷电路板时，被印刷在射频端口所在的电路上。其中，四分之一波长线的一端与印刷电路板的接地端连接。

进一步的，参见图2，本实施例中，射频电路模块包括以下的至少一种元器件：射频开关131、小信号放大器132以及可变衰减器133，其中射频开关131、小信号放大器132以及可变衰减器133可以并联连接在电路中。在实际电路中，射频电路模块13还可以随实际电路的需要设置其他的元器件，各个元器件之间可以并联、串联等等，本实施例对此没有限定。

在本实施例中，低频过滤元器件122对低频信号有过滤作用，即阻止其进入后端的射频电路模块的作用，所以当低频信号从射频端口进入后，传输到低频过滤元器件122时被过滤。此时，由于系统使用的射频信号的频率较高，一般大于450MHz，而静电信号的频率较低，一般为小于200MHz。且四分之一波长线相对于低频信号呈现短路状态，所以被低频过滤元器件122阻挡的低频信号通过连接在射频端口的四分之一波长线被导入地平面。而低频过滤元器件122对高频信号没有过滤效果，且四分之一波长线相对于高频信号呈现开路状态，高频的射频信号可以进入射频电路模块，即过滤静电后的有效射频信号则从低频过滤元器件122与射频电路模块13之间的连接线传输到射频开关131、小信号放大器132以及可变衰减器133等元器件上。本实施例的静电防护电路不会对射频信号的特性造成任何影响。

对于射频开关131、小信号放大器132以及可变衰减器133等元器件而言，其自身必须要求在端口增加额外的ESD防护措施，本实施例的电路可以很好地保护这些元器件，而且不会对射频系统的射频特性产生影响。

可以理解的是，该低频过滤元器件122过滤的低频信号的频率范围可以随着实际的需要进行选择。由于静电频率一般小于200MHz，所以本实施例的低频过滤元器件可以是过滤200MHz及其以下频率的元器件。当低频信号来到低频过滤元器件122前，被低频信号过滤元器件过滤，通过接地的四分之一波长线导入地平面。

进一步的，参见图3，本实施例中的低频过滤元器件122包括但不限于隔直电容。其中，隔直电容的容值可以随着对过滤的低频信号的频率要求而有不同的选择。本实施例对隔直电容的容值没有限定。

在本实施例中，当射频端口11进入的射频信号传输到四分之一波长线在连接线上的连接点时，射频信号中混杂的低频静电信号被低频过滤元器件122过滤，并从四分之一波长线上传输到地平面，过滤低频信号后的射频信号继续沿着连接线向射频电路模块13传输，由此，传输到射频电路模块13的射频中的静电基本上被滤除，有效保护了射频系统。

进一步的，在本实施例中，还包括了一种无线通信设备，该通信设备包括本实施例中的射频端口静电防护电路。

采用本实施例的射频静电防护电路，在该电路中，射频端口、静电防护电路和射频电路模块；静电防护电路包括低频导出电路和低频过滤元器件，低频过滤元器件连接在射频端口和射频电路模块之间，用于对向射频电路模块传输的信号进行低频过滤，低频导出电路一端连接在射频端口与低频过滤元器件之间，另一端接地，由于低频导出电路对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路，所当静电来临时，低频导出电路形成一个低通回路，使静电直接导入地下，起到了一个保护端口器件的作用，并且不会对射频电路的性能造成任何的影响。而射频信号较高，一般大于450M，所以传输到射频电路模块的信号就是过滤低频信号后的射频信号，低频信号不会通过四分之一波长线进入后端的射频电路，有效的避免了静电对射频端口的影响。通过本实施例最大限度的减少由于使用TVS管的寄生参数影响端口的射频性能，且方法简单，易于实现。

进一步的，低频导出电路包括四分之一波长线，低频过滤元器件包括隔直电容，电路的结构简单，易于实现且成本较低。

实施例二：

参见图4，本实施例示出一种射频端口静电防护方法，包括：

S401、射频端口接收输入的射频信号，通过连接线传输到后端电路；

S402、连接在射频端口与射频电路模块的低频过滤元器件对射频信号中的低频信号进行过滤；

S403、一端连接在射频端口且另一端接地的低频导出电路将低频信号导入地平面，其中，低频导出电路对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路。

在本实施例中，低频导出电路中可以包括实现对高频信号开路，对低频信号短路的元器件。优选的，低频导出电路包括但不限于四分之一波长线。该四分之一波长线一端连接在射频端口与低频过滤元器件之间，一端接地。

本实施例中，四分之一波长线的宽度可以根据射频端口电路所在的布版的面积决定，但一般地，当波长线的宽度越大，射频电路的成本会增加，所以为了射频电路的成本考虑，四分之一波长线的宽度可以优选为0.2mm-1.0mm，当然，在实际中，若有其他需要，四分之一波长线的宽度还可以有其他选择。其中，四分之一波长线可以过滤的低频信号的频率范围可以随实际的需要设置，例如，若需要过滤的是地狱200MHz的静电，则四分之一波长线具有对小于200MHz的信号短路的能力。

进一步的，本实施例中的四分之一波长线连接在射频端口上的方式可以有多种，例如可以是焊接在射频端口所在的电路上，或者在制作印刷电路板时，被印刷在射频端口所在的电路上；本实施例对此没有限定。其中，可以理解的是，四分之一波长线的一端与印刷电路板的接地端连接。

进一步的，本实施例中，射频电路模块包括以下的至少一种元器件：射频开关、小信号放大器以及可变衰减器，其中射频开关、小信号放大器以及可变衰减器可以并联连接在电路中。在实际电路中，射频电路模块还可以随时间电路的需要设置其他的元器件，各个元器件之间可以并联、串联等等，本实施例对此没有限定。

对于射频开关、小信号放大器以及可变衰减器等元器件而言，其自身，必须要求在端口增加额外的ESD防护措施，本实施例的上述步骤的实施可以很好地保护这些元器件，而且不会对射频系统的射频特性产生影响。

一般的，当射频信号从射频端口中输入时，可能会有静电也从射频端口输入。此时，由于射频信号的频率较高，一般大于450MHz，而静电信号的频率较低，一般为小于200MHz，而四分之一波长线相对于低频信号呈现短路状态，所以低频的静电信号从射频端口进入后，由于低频过滤元器件的阻挡，只能通过四分之一波长线被导入地平面。而四分之一波长线相对于高频信号呈现开路状态，不会对射频信号的特性造成任何影响，所以过滤静电后的有效射频信号则从射频端口与射频电路模块之间的连接线传输到射频开关、小信号放大器以及可变衰减器等元器件上。

其中，可以理解的是，该低频过滤元器件过滤的低频信号的频率范围可以随着实际的需要进行选择。例如，静电频率一般小于200MHz，当本实施例的低频过滤元器件需要过滤的是静电信号时，低频过滤元器件可以是过滤200MHz及其以下频率的元器件。

进一步的，本实施例中的低频过滤元器件包括但不限于隔直电容。其中，隔直电容的容值可以随着对过滤的低频信号的频率要求而有不同的选择。本实施例对隔直电容的容值没有限定。

采用本实施例的射频端口静电防护方法，射频端口接收输入的射频信号，通过连接线传输到后端电路；连接在射频端口与射频电路模块的低频过滤元器件对射频信号中的低频信号进行过滤；一端连接在射频端口且另一端接地的低频导出电路将低频信号导入地平面。其中，低频导出电路包括四分之一波长线，该四分之一波长线对静电呈现短路。所以本实施例在实现静电防护的基础上，对射频系统的射频性能没有影响。通过本实施例最大限度的减少由于使用TVS管的寄生参数影响端口的射频性能，且本实施例的方法简单，易于实现。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频端口静电防护电路，其特征在于，包括：射频端口、静电防护电路和射频电路模块；

所述静电防护电路包括低频导出电路和低频过滤元器件，所述低频过滤元器件连接在所述射频端口和所述射频电路模块之间，用于对向所述射频电路模块传输的信号进行低频过滤，所述低频导出电路一端连接在所述射频端口与所述低频过滤元器件之间，另一端接地，所述低频导出电路对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路。

2.如权利要求1所述的射频静电防护电路，其特征在于，所述低频导出电路包括四分之一波长线。

3.如权利要求1所述的射频端口静电防护电路，其特征在于，所述低频过滤元器件包括隔直电容。

4.如权利要求2所述的射频端口静电防护电路，其特征在于，所述四分之一波长线焊接在所述射频端口所在的电路上或者所述四分之一波长线印刷在所述射频端口所在的电路上。

5.如权利要求2所述的射频端口静电防护电路，其特征在于，所述四分之一波长线的宽度为0.2mm-1mm。

6.如权利要求1-5任一项所述的射频端口静电防护电路，其特征在于，所述射频电路模块包括以下的至少一种元器件：射频开关、小信号放大器、可变衰减器。

7.一种无线通信设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的射频端口静电防护电路。

8.一种射频端口静电防护方法，其特征在于，包括：

射频端口接收输入的射频信号，通过连接线传输到后端电路；

连接在所述射频端口与射频电路模块的低频过滤元器件对射频信号中的低频信号进行过滤；

一端连接在所述射频端口且另一端接地的低频导出电路将所述低频信号导入地平面，所述低频导出电路对于高频信号相当于开路电路，对于低频信号相当于短路电路。

9.如权利要求8所述的射频端口静电防护方法，其特征在于，所述低频导出电路包括四分之一波长线。

10.如权利要求8或9所述的射频端口静电防护方法，其特征在于，所述低频过滤元器件包括隔直电容。

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