CN115967389A - 电容切换电路、射频放大电路以及射频前端模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电容切换电路、射频放大电路以及射频前端模组。该电容切换电路包括设置在第一连接端和第二连接端之间的至少一个电容切换单元；每一电容切换单元包括第一电容、第二电容和切换开关；第一电容的第一端与第一连接端相连，第一电容的第二端与第二电容的第一端相连，第二电容的第二端与第二连接端相连；切换开关的第一端与第一电容的第二端相连，切换开关的第二端接地。本方案中，在切换开关断开时，将电容切换单元中的两个电容接入两个连接端之间，利用电容切换电路所接入的电容值，调整两个连接端之间电路的性能；在切换开关导通时，每个连接端各通过一电容接地，利用单个电容保障其连接端所在电路的性能。

Description

电容切换电路、射频放大电路以及射频前端模组

技术领域

本发明涉及射频通信技术领域，尤其涉及一种电容切换电路、射频放大电路以及射频前端模组。

背景技术

当前射频系统在通信、导航、射电天文和电子对抗等领域具有广泛的应用。射频放大电路是射频系统中非常关键的电路，该射频放大电路主要是用于对小功率的射频信号进行放大处理，然后通过天线发射出去，以进行信息通信的电路。在射频系统的射频放大电路中，为了保证射频放大电路适的整体性能，往往需要对电路中的电容值进行切换，然而，现有的电路存在电容值无法有效切换以满足其功能需求，进而影响电路整体性能的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种电容切换电路、射频放大电路以及射频前端模组，以解决现有电路的电容值无法有效切换以满足其功能需求，影响电路整体性能的的问题。

本发明实施例提供一种电容切换电路，包括设置在第一连接端和第二连接端之间的至少一个电容切换单元；

每一所述电容切换单元包括第一电容、第二电容和切换开关；

所述第一电容的第一端与所述第一连接端相连，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述第二连接端相连；

所述切换开关的第一端与所述第一电容的第二端相连，所述切换开关的第二端接地。

优选地，所述第一连接端和所述第二连接端均为非接地端。

优选地，所述切换开关为第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与控制电源端相连，所述第一MOS管的漏极与所述第一电容的第二端相连，所述第一MOS管的源极接地。

本发明实施例提供一种射频放大电路，所述射频放大电路上设有第一节点和第二节点，所述第一节点和所述第二节点上设有至少一个元器件；

所述射频放大电路还包括上述电容切换电路，所述电容切换电路的第一连接端耦合至所述第一节点，所述电容切换电路的第二连接端耦合至所述第二节点。

优选地，所述射频放大电路包括放大晶体管和偏置电路；

所述放大晶体管的输入端耦合至信号输入端，所述放大晶体管的输入端和所述信号输入端之间设有所述第一节点；

所述偏置电路的一端耦合至所述放大晶体管的输入端，所述偏置电路上设有所述第二节点；

所述射频放大电路还包括设置在所述第一节点和所述第二节点之间的第三电容。

优选地，所述电容切换电路，被配置为，根据所述射频放大电路的工作频段，控制至少一个所述切换开关的开关状态。

优选地，所述电容切换电路，被配置为，根据所述射频放大电路的工作频段大小，确定所述电容切换电路中处于断开状态的切换开关的数量。

优选地，在所述电容切换电路包括一个电容切换单元时，所述电容切换电路，被配置为，所述射频放大电路的工作频段为第一频段，所述切换开关的开关状态为导通状态；所述射频放大电路的工作频段为第二频段，所述切换开关的开关状态为断开状态；所述第一频段小于所述第二频段。

优选地，所述偏置电路包括偏置晶体管和偏置电阻；

所述偏置电阻的第一端与所述偏置晶体管相连，所述偏置电阻的第二端耦合至所述放大晶体管的输入端；

所述偏置晶体管和所述偏置电阻的第一端之间设有所述第二节点。

优选地，所述射频放大电路还包括隔直电容，所述隔直电容的第一端耦合至所述信号输入端，所述隔直电容的第二端耦合至所述放大晶体管的输入端；

所述偏置电阻的第二端耦合至所述隔直电容的第二端；

所述信号输入端和所述隔直电容的第一端之间设有所述第一节点。

优选地，所述偏置晶体管为偏置MOS管，所述偏置MOS管的栅极与偏置电源端相连，所述偏置MOS管的漏极与供电端相连，所述偏置MOS管的源极与所述偏置电阻相连；

或者，所述偏置晶体管为偏置BJT管，所述偏置BJT管的基极与偏置电源端相连，所述偏置BJT管的集电极与供电端相连，所述偏置BJT管的发射极与所述偏置电阻相连。

一种射频前端模组，包括上述电容切换电路，或者，包括上述射频放大电路。

上述电容切换电路、射频放大电路以及射频前端模组，将第一电容和第二电容串联设置在第一连接端和第二连接端之间，采用切换开关一端耦合至第一电容和第二电容之间，另一端接地，在切换开关断开时，将电容切换单元中的两个电容接入两个连接端之间，在切换开关导通时，每个连接端各通过一个电容接地，利用电容切换电路所接入的电容值，调整两个连接端之间所需的电容值；从而实现对电容切换电路所呈现的电容值进行有效切换，进而保证其所在电路的整体性能。

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是本发明一实施例中电容切换电路的一电路示意图；

图2是本发明一实施例中电容切换电路的另一电路示意图；

图3是本发明一实施例中射频放大电路的一电路示意图；

图4是本发明一实施例中射频放大电路的另一电路示意图；

图5是本发明一实施例中射频放大电路的另一电路示意图；

图6是本发明一实施例中射频放大电路的另一电路示意图；

图7是本发明一实施例中射频放大电路的另一电路示意图。

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。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明实施例提供一种电容切换电路1，如图1和图2所示，包括设置在第一连接端A和第二连接端B之间的至少一个电容切换单元11；

每一电容切换单元11包括第一电容C11、第二电容C12和切换开关K11；

第一电容C11的第一端与第一连接端A相连，第一电容C11的第二端与第二电容C12的第一端相连，第二电容C12的第二端与第二连接端B相连；

切换开关K11的第一端与第一电容C11的第二端相连，切换开关K11的第二端接地。

其中，电容切换电路1是可实现电容切换的电路。电容切换单元11是指单个可实现电容切换功能的单元。第一连接端A和第二连接端B是指电容切换电路1与其他电路相连的两个连接端。

作为一示例，如图1所示，该电容切换电路1包括设置在第一连接端A和第二连接端B之间的一电容切换单元11，电容切换单元11包括第一电容C11、第二电容C12和切换开关K11；第一电容C11的第一端与第一连接端A相连，第一电容C11的第二端与第二电容C12的第一端相连，第二电容C12的第二端与第二连接端B相连；切换开关K11的第一端与第一电容C11的第二端相连，切换开关K11的第二端接地。也就是说，第一电容C11和第二电容C12，串联设置在第一连接端A和第二连接端B之间；切换开关K11的第一端耦合至第一电容C11的第二端和第二电容C12的第一端之间的连接节点上，切换开关K11的第二端接地。本示例中，在切换开关K11断开时，第一电容C11和第二电容C12串联接入第一连接端A和第二连接端B之间，两个连接端之间的电容值为第一电容C11的电容值和第二电容C12的电容值之和；在切换开关K11导通时，第一连接端A通过第一电容C11接地，第一连接端A与地之间的电容值为第一电容C11的电容值，此时，根据第一连接端A所处的位置，确定第一电容C11的作用；第二连接端B通过第二电容C12接地，第二连接端B与地之间的电容值为第二电容C12的电容值，此时，根据第二连接端B所处的位置，确定第二电容C12的作用。

作为一示例，如图2所示，该电容切换电路1包括设置在第一连接端A和第二连接端B之间的至少两个电容切换单元11。第一连接端A和第二连接端B之间设置两个电容切换单元11，可控制该电容切换单元11中的切换开关K11的开关状态，以确定是否需要将至少两个电容切换单元11接入两个连接端之间，调整两个连接端之间的电容值。例如，第一个电容切换单元11包括第一电容C11、第二电容C12和切换开关K11，第二个电容切换单元11包括第一电容C21、第二电容C22和切换开关K21；在切换开关K11断开而切换开关K21导通时，两个连接端之间的电容值为C11+C12；在切换开关K11导通而切换开关K21断开时，两个连接端之间的电容值为C21+C22；在切换开关K11和切换开关K21均断开时，两个连接端之间的电容值为C11+C12+C21+C22；在切换开关K11和切换开关K21均导通时，两个连接端之间的电容值为0。

本实施例中，将第一电容C11和第二电容C12串联设置在第一连接端A和第二连接端B之间，采用切换开关K11一端耦合至第一电容C11和第二电容C12之间，另一端接地，在切换开关K11断开时，将电容切换单元11中的两个电容接入两个连接端之间，利用电容切换电路1所接入的电容值，调整两个连接端之间的电容值，进而优化电容切换电路1所在电路的性能；在切换开关K11导通时，每个连接端各通过一个电容接地，利用单个电容满足其连接端所需的电容值，进而保障其所在电路的性能。例如，在电容切换电路1应用在功率放大器的偏置电路2时，可将该电容切换电路作为线性补偿单元，可根据功率放大器的工作频段控制切换开关K11的导通或断开，调整接入两个连接端之间的电容值，以改善功率放大器的功率附加效率和线性度。又例如，在电容切换单元11应用在匹配电路时，可根据匹配电路工作过程中所需的电容值，控制切换开关K11的导通或断开，调整接入两个连接端之间的电容值，保障匹配电路的性能。

在一实施例中，第一连接端A和第二连接端B中的任一个非接地端，另一个为接地端。例如，第一连接端A为非接地端，而第二连接端B为接地端，此时，若切换开关K11断开，第一连接端A通过第一电容C11和第二电容C12接地；若切换开关K11导通时，第一连接端A通过第一电容C11接地，以达到利用切换开关K11调整第一连接端A到地的电容值，以保障第一连接端A所在电路的性能。其中，非接地端是除了接地端以外的连接端。

进一步地，第一连接端A和第二连接端B均为非接地端。

作为一示例，在第一连接端A和第二连接端B均为非接地端，此时，第一连接端A和第二连接端B均不接地，为了保障电路性能，可在第一连接端A和第二连接端B之间并联接入至少一个电容切换单元11，由于每一电容切换单元11包括串联的第一电容C11和第二电容C12，而第一电容C11和第二电容C12之间的连接节点通过切换开关K11接地，此时，每一电容切换单元11相当于给第一连接端A和第二连接端B这两个非接地端提供一个接地的路径。

作为一示例，第一连接端A和第二连接端B均为非接地端时，第一连接端A和第二连接端B之间设有至少一个元器件X1，根据至少一个元器件X1所在电路，在需要将第一电容C11和第二电容C12接入电路的两个非接地端之间时，可控制切换开关K11断开，以调整两个非接地端所在电路两端的电容值，进而保障其所在电路的性能；在不需要将第一电容C11和第二电容C12接入电路的两个非接地端之间时，可控制切换开关K11导通，以使两个非接地端各通过一个电容接地，利用单个电容满足其连接端所需的电容值，进而保障其所在电路的性能。

在一实施例中，切换开关K11为第一MOS管，第一MOS管的栅极与控制电源端相连，第一MOS管的漏极与第一电容C11的第二端相连，第一MOS管的源极接地。

作为一示例，切换开关K11为第一MOS管，第一MOS管的栅极与控制电源端相连，第一MOS管的漏极耦合至第一电容C11和第二电容C12之间的连接节点上，即第一MOS管的漏极既与第一电容C11的第二端相连，又与第二电容C12的第一端相连，第一MOS管的源极接地。本示例中，可根据第一MOS管的栅极接收到的控制电源端输入的控制电压，确定第一MOS管的漏极和源极是否导通，以达到控制第一MOS管导通或断开的效果。

本发明实施例提供一种射频放大电路，如图3所示，射频放大电路上设有第一节点P1和第二节点P2，第一节点P1和第二节点P2上设有至少一个元器件X1；

射频放大电路还包括上述电容切换电路1，电容切换电路1的第一连接端A耦合至第一节点P1，电容切换电路1的第二连接端B耦合至第二节点P2。

其中，第一节点P1和第二节点P2是射频放大电路中的两个节点。

作为一示例，射频放大电路中设有第一节点P1和第二节点P2，第一节点P1和第二节点P2之间设有至少一个元器件X1，也就是说，第一节点P1和第二节点P2是至少一个元器件X1配合形成的电路中的两个节点，或者说是至少一个元器件X1配合形成的电路的两个端口。此处的元器件X1包括但不限于电阻、电感、电容或者晶体管的至少任意一个串联和/或并联组合，可根据实际需求，将至少一个元器件X1进行串联和/或并联设置。

本实施例中，射频放大电路还包括上述实施例中的电容切换电路1，即包括设置在第一连接端A和第二连接端B之间的至少一个电容切换单元11，具体将电容切换电路1的第一连接端A耦合至第一节点P1，将切换电路1的第二连接端B耦合至第二节点P2中。每一电容切换单元11包括串联设置在第一电容C11和第二电容C12，第一电容C11和第二电容C12之间的连接节点通过切换开关K11接地。在切换开关K11断开时，第一电容C11和第二电容C12串联接入至少一个元器件X1所形成电路的第一节点P1和第二节点P2之间，以增大至少一个元器件X1所形成的电路的两个节点之间的电容值，此时，所增大的电容值为第一电容C11的电容值和第二电容C12的电容值之和，以保障至少一个元器件X1所形成的电路的性能，例如，可保障至少一个元器件X1所形成的电路的阻抗匹配度或者线性度等。在切换开关K11导通时，至少一个元器件X1所形成的电路中，第一节点P1通过第一电容C11接地，第一节点P1与地之间的电容值为第一电容C11的电容值；第二节点P2通过第二电容C12接地，第二节点P2与地之间的电容值为第二电容C12的电容值。也就是说，在切换开关K11导通时，至少一个元器件X1所形成的电路的两个节点各通过一个电容接地，利用接地的电容满足其连接端所需的电容值，进而保障其所在电路的性能，例如，可利用接地的电容达到去耦、滤波、匹配或者其他效果。

在一实施例中，如图4所示，射频放大电路包括放大晶体管M1和偏置电路2；

放大晶体管M1的输入端耦合至信号输入端In，放大晶体管M1的输入端和信号输入端In之间设有第一节点P1；

偏置电路2的一端耦合至放大晶体管M1的输入端，偏置电路2上设有第二节点P2；

射频放大电路还包括设置在第一节点P1和第二节点P2之间的第三电容C3。

其中，放大晶体管M1是射频放大电路中实现信号放大功能的晶体管。偏置电路2是用于给放大晶体管M1提供偏置电流的电路。信号输入端In是射频放大电路的输入端，即用于接收外部电路发送的信号的端口。

作为一示例，该射频放大电路包括放大晶体管M1和偏置电路2。该放大晶体管M1的输入端耦合至射频放大电路的信号输入端In，在放大晶体管M1的输入端和射频放大电路的信号输入端In之间设有第一节点P1。偏置电路2的一端耦合至放大晶体管M1的输入端，以给放大晶体管M1提供偏置电路2，偏置电路2上设有第二节点P2。本示例中，放大晶体管M1的输入端和射频放大电路的信号输入端In之间设置的第一节点P1和偏置电路2上设置的第二节点P2之间存在至少一个元器件X1。优选地，在本实施例中，该元器件X1为偏置电路2输出路径上的偏置电阻R1，偏置电路2通过该偏置电阻R1连接至放大晶体管M1的输入端，以为放大晶体管提供偏置信号，即此时第二节点P2设置在偏置电路2的输出节点和偏置电阻R1之间的连接路径上。

在一具体实施例中，可以通过改变偏置电阻R1的阻值来调节偏置电路2的补偿量，也可以通过改变电容切换电路1来调节偏置电路2的补偿量。具体地，在射频放大电路的正常工作状态下，随着输入射频输入信号的增加，射频输入信号不仅会通过的偏置电阻R1流入到偏置电路2，同时也会通过电容切换电路1与第三电容C3组成的通路(线性补偿单元)流入到偏置电路2，以实现对偏置电路2的线性补偿，而且不会影响电路的静态工作点。在本实施例中，主要通过改变电容切换电路1所呈现的电容值来调节偏置电路2的补偿量。作为一示例，当偏置电路2需要较大的线性补偿量时，将电容切换电路1中的切换开关断开，此时，电容切换电路1的两个电容接入第一节点P1和第二节点P2之间，射频输入信号不但可以通过偏置电阻R1流入到偏置电路2，还可以通过电容切换电路1流入到偏置电路2，以增加偏置电路2的线性补偿量。当偏置电路2不需要较大的线性补偿量时，将电容切换电路1中的切换开关11导通，此时，第一节点P1和第二节点P2之间断开，射频输入信号无法通过电容切换电路1流入到偏置电路2，流入到偏置电路2的射频输入信号减小，第一节点P1和第二节点P2各通过一个电容接地，此时第一节点P1的到地电容可以起到匹配的作用，第二节点P1的到地电容可以起到改善射频放大电路的AM-AM的作用，

本示例中，射频放大电路不仅包括设置在第一节点P1和第二节点P2之间的第三电容C3，还包括第一连接端A耦合至第一节点P1，且第二连接端B耦合至第二节点P2的电容切换电路1。也就是说，该射频放大电路中，第三电容C3和电容切换电路1并联设置，两者均设置在第一节点P1和第二节点P2之间，可控制电容切换电路1中的切换开关K11的导通或断开，以确定是否需要将电容切换电路1中的两个电容接入第一节点P1和第二节点P2之间，调整射频放大电路的第一节点P1和第二节点P2之间的电容值，以保障射频放大电路的性能。例如，在切换开关K11断开时，第一电容C11和第二电容C12串联接入到射频放大电路的第一节点P1和第二节点P2之间，两个节点之间的电容值为第三电容C3、第一电容C11和第二电容C12的电容值之和；在切换开关K11导通时，第一电容C11和第二电容C12不接入该射频放大电路的第一节点P1和第二节点P2之间，此时，两个节点之间的电容值为第三电容C3的电容值，而第一节点P1通过第一电容C11接地，第二节点P2通过第二电容C12接地，此时第一节点P1到地的第一电容C11可以起到匹配的作用，第二节点P1到地的第二电容C12可以起到改善射频放大电路的AM-AM的作用，

作为一示例，在放大晶体管M1的输入端和射频放大电路的信号输入端In之间设置第一节点P1，在偏置电路2上设有第二节点P2，而第一节点P1和第二节点P2之间设有第三电容C3和电容切换电路1；在电容切换电路1中的切换开关K11导通时，电容切换电路1中的第一电容C11和第二电容C12不接入到射频放大电路的两个节点之间，两个节点之间的电容值为第三电容C3的电容值；在电容切换电路1中的切换开关K11断开时，电容切换电路1中的第一电容C11和第二电容C12接入到射频放大电路的两个节点之间，此时，两个节点之间的电容值为第三电容C3、第一电容C11和第二电容C12之和。也就是说，可控制电容切换电路1中的切换开关K11的导通或断开，调整射频放大电路中的两个节点的电容值，进而调节偏置电路2的线性补偿量，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。

在一实施例中，电容切换电路1，被配置为，根据射频放大电路的工作频段，控制至少一个切换开关K11的开关状态。

作为一示例，在放大晶体管M1的输入端和射频放大电路的信号输入端In之间设置第一节点P1，在偏置电路2上设有第二节点P2，而第一节点P1和第二节点P2之间设有第三电容C3和电容切换电路1，此时，电容切换电路1作为线性补偿单元，可在两个节点之间的第三电容C3的电容值不能满足射频放大电路的工作频段所需的电容值时，可控制电容切换电路1中的切换开关K11导通，以将电容切换电路1中串联的第一电容C11和第二电容C12接入两个节点中，调节偏置电路2的线性补偿量，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。

本示例中，可根据射频放大电路的工作频段，控制至少一个切换开关K11的开关状态，具体表现为：在射频放大电路的工作频段较小，偏置电路2所需的线性补偿量较小时，确定接入射频放大电路的电容值已经满足保障其功率附加效率和线性度需求时，可控制所有切换开关K11均处于导通状态，使得所有电容切换单元11中的电容均不接入射频放大电路的两个节点中，以减小对射频放大电路的偏置电路2的线性补偿量。在射频放大电路的工作频段较大，偏置电路2所需的线性补偿量较大时，确定接入射频放大电路的电容值不能满足保障其功率附加效率和线性度需求时，可根据该射频放大电路的工作频段，确定偏置电路2所需线性补偿量对应的目标电容值，可将目标电容值和第三电容C3的电容值之间的差值，确定为待补偿电容值；再根据该待补偿电容值，控制至少一个切换开关K11的开关状态处于断开状态，以将处于断开状态的切换开关K11对应的两个电容接入射频放大电路的两个节点之间，利用至少一个电容切换单元11中的电容增大对偏置电路2的线性补偿量，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。

在一实施例中，电容切换电路1，被配置为，根据射频放大电路的工作频段大小，确定电容切换电路1中处于断开状态的切换开关K11的数量。

本示例中，可根据射频放大电路的工作频段大小，确定电容切换电路1中处于断开状态的切换开关K11的数量，其控制过程如下：在射频放大电路的工作频段较小，偏置电路2所需的线性补偿量较小时，确定接入射频放大电路的第三电容C3的电容值已经满足保障其功率附加效率和线性度需求，可控制所有切换开关K11处于导通状态，即控制电容切换电路1中处于断开状态的切换开关K11的数量为零，使得所有电容切换单元11中的电容均不接入射频放大电路的两个节点中，以减小对射频放大电路的偏置电路2的线性补偿量。在射频放大电路的工作频段较大，偏置电路2所需的线性补偿量较大时，确定接入射频放大电路的电容值不能满足保障其功率附加效率和线性度需求，可根据该射频放大电路的工作频段，确定偏置电路2所需线性补偿量对应目标电容值，可将目标电容值和第三电容C3的电容值之间的差值，确定为待补偿电容值，该待补偿电容值越大，确定电容切换电路1中处于断开状态的切换开关K11的数量越多，在任一个切换开关K11处于断开状态时，该切换开关K11对应的两个电容接入射频放大电路的两个节点之间，利用至少一个电容切换单元11中的电容增大对偏置电路2的线性补偿量，使得射频放大电路中两个节点之间的电容值达到目标电容值，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。

例如，在射频放大电路的工作频段较小，偏置电路2所需的线性补偿量较小时，接入射频放大电路的两个节点之间的第三电容C3已经满足保障其功率附加效率和线性度需求时，可控制所有切换开关K11处于导通状态，即控制电容切换电路1中处于断开状态的切换开关K11的数量为零，使得所有电容切换单元11中的电容均不接入射频放大电路的两个节点中，以减小对射频放大电路的偏置电路2的线性补偿量。在射频放大电路的工作频段较大，偏置电路2所需的线性补偿量较大时，接入射频放大电路的两个节点之间的第三电容C3不能满足保障其功率附加效率和线性度需求，需控制至少一个电容切换单元11中的切换开关K11处于断开状态，以将其对应的第一电容C11和第二电容C12接入到射频放大电路中，利用至少一个电容切换单元11中的电容增大对偏置电路2的线性补偿量，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。本示例中，射频放大电路的工作频段越大，确定电容切换电路1中处于断开状态的切换开关K11的数量越多，使得接入到射频放大电路的第一节点P1和第二节点P2之间的电容值越大，从而保障射频放大电路的功率附加效率和线性度。

如图5所示，接入射频放大电路的两个节点之间的电容切换电路1包括两个电容切换单元11，第一个电容切换单元11包括第一电容C11、第二电容C12和切换开关K11，两个电容的电容值之和为C11+C12；第二个电容切换单元11包括第一电容C21、第二电容C22和切换开关K21，两个电容的电容值之和为C21+C22。

在C11+C12＝C21+C22这种情况下，在射频放大电路的工作频段小于第一阈值时，可确定射频放大电路的工作频段较小，偏置电路2所需的线性补偿量较小时，可确定处于断开状态的切换开关K11的数量为0，此时，可控制两个切换开关K11均处于导通状态，使得所有电容切换单元11中的电容均不接入射频放大电路的两个节点中，以减小对射频放大电路的偏置电路2的线性补偿量。在射频放大电路的工作频段不小于第一阈值，且射频放大电路的工作频段小于第二阈值时，可确定射频放大电路的工作频段较大，偏置电路2所需的线性补偿量较大时，可确定处于断开状态的切换开关K11的数量为1，可控制两个切换开关K11中的任一个处于断开状态，另一个处于导通状态，使得C11和C12接入射频放大电路的两个节点之间，或者C21和C22接入射频放大电路的两个节点之间，此时射频放大电路的两个节点之间的电容值为C3+C11+C12(或者C3+C21+C22)，以利用一个电容切换单元11中的电容增大对偏置电路2的线性补偿量，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。在射频放大电路的工作频段不小于第二阈值时，可控制至少两个切换开关K11均处于断开状态，使得C11、C12、C21和C22均接入射频放大电路的两个节点之间，此时射频放大电路的两个节点之间的电容值为C3+C11+C12+C21+C22，以利用两个电容切换单元11中的电容增大对偏置电路2的线性补偿量，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。其中，第一阈值和第二阈值是预先设置的与工作频段相关的阈值，第一阈值<第二阈值。

在C11+C12<C21+C22这种情况下，在射频放大电路的工作频段小于第一阈值时，可确定射频放大电路的工作频段较小，偏置电路2所需的线性补偿量较小时，可确定处于断开状态的切换开关K11的数量为0，即控制两个切换开关K11均处于导通状态，使得所有电容切换单元11中的电容均不接入射频放大电路的两个节点中，以减小对射频放大电路的偏置电路2的线性补偿量。在射频放大电路的工作频段不小于第一阈值，且射频放大电路的工作频段小于第二阈值时，可控制C11和C12接入射频放大电路的两个节点之间，此时射频放大电路的两个节点之间的电容值为C3+C11+C12，利用电容C11和C12电容增大对偏置电路2的线性补偿量，使得射频放大电路中两个节点之间的电容值达到目标电容值，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。在射频放大电路的工作频段不小于第二阈值，且射频放大电路的工作频段小于第三阈值时，可控制C21和C22接入射频放大电路的两个节点之间，此时射频放大电路的两个节点之间的电容值为C3+C21+C22，利用电容C21和C22增大对偏置电路2的线性补偿量，使得射频放大电路中两个节点之间的电容值达到目标电容值，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。在射频放大电路的工作频段不小于第三阈值时，可控制至少两个切换开关K11均处于断开状态，使得C11、C12、C21和C22均接入射频放大电路的两个节点之间，此时射频放大电路的两个节点之间的电容值为C3+C11+C12+C21+C22，利用电容C11、C12、C21和C22增大对偏置电路2的线性补偿量，使得射频放大电路中两个节点之间的电容值达到目标电容值，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。其中，第一阈值、第二阈值和第三阈值是预先设置的与工作频段相关的阈值，第一阈值<第二阈值<第三阈值。

在一实施例中，在电容切换电路1包括一个电容切换单元11时，电容切换电路1，被配置为，射频放大电路的工作频段为第一频段，切换开关K11的开关状态为导通状态；射频放大电路的工作频段为第二频段，切换开关K11的开关状态为断开状态；第一频段小于第二频段。

其中，第一频段和第二频段是预先设置的两个频段，第一频段小于第二频段，例如，第一频段为N71频段(即663-698MHz)，第二频段为N28频段(即703-748MHz)。

作为一示例，在电容切换电路1包括一个电容切换单元11时，该电容切换单元11包括第一电容C11、第二电容C12和切换开关K11；在射频放大电路的工作频段为第一频段时，可认定射频放大电路的工作频段较小，偏置电路2所需的线性补偿量较小，确定接入射频放大电路的第三电容C3的电容值已经满足保障其功率附加效率和线性度需求，可控制该电容切换单元11中的切换开关K11处于导通状态，使得第一电容C11和第二电容C12不接入射频放大电路的两个节点中，，以减小对射频放大电路的偏置电路2的线性补偿量。在射频放大电路的工作频段为第二频段时，可认定射频放大电路的工作频段较大，偏置电路2所需的线性补偿量较大，确定接入射频放大电路的第三电容C3的电容值不能满足保障其功率附加效率和线性度需求，可控制该电容切换单元11中的切换开关K11处于断开状态，使得第一电容C11和第二电容C12接入射频放大电路的两个节点中，利用第一电容C11和第二电容C12增大对偏置电路2的线性补偿量，使得射频放大电路中两个节点之间的电容值达到目标电容值，以达到改善射频放大电路的功率附加效率和线性度的目的。

在一实施例中，如图6所示，偏置电路2包括偏置晶体管M2和偏置电阻R1；

偏置电阻R1的第一端与偏置晶体管M2相连，偏置电阻R1的第二端耦合至放大晶体管M1的输入端；

偏置晶体管M2和偏置电阻R1的第一端之间设有第二节点P2。

作为一示例，偏置电路2包括偏置晶体管M2和偏置电阻R1，偏置电阻R1的第一端与偏置晶体管M2相连，而偏置电阻R1的第二端耦合至放大晶体管M1的输入端；在放大晶体管M1的输入端和信号输入端In之间设有第一节点P1，而偏置晶体管M2和偏置电阻R1的第一端之间设有第二节点P2，此时，射频放大电路的第一节点P1和第二节点P2上设有至少一个元器件X1包括偏置电阻R1。

本示例中，在射频放大电路的第一节点P1和第二节点P2之间设有第三电容C3和电容切换电路1，在根据射频放大电路的工作频段，确定第三电容C3的电容值满足其功率附加效率和线性度所需时，可以控制电容切换电路1中所有切换开关K11处于导通状态，此时，电容切换电路1中的所有电容均不接入两个节点之间，且第一节点P1通过第一电容C11接地，第二节点P2通过第二电容C12接地；在根据射频放大电路的工作频段，确定第三电容C3的电容值不满足其功率附加效率和线性度所需，可以控制电容切换电路1中的至少一个切换开关K11处于断开状态，此时，存在至少一个电容切换单元11中的两个电容接入两个节点之间，利用电容切换单元11中的两个电容增大对偏置电路2的线性补偿量，以改善功率放大器的功率附加效率和线性度。

在一实施例中，射频放大电路还包括隔直电容C4，隔直电容C4的第一端耦合至信号输入端In，隔直电容C4的第二端耦合至放大晶体管M1的输入端；

偏置电阻R1的第二端耦合至隔直电容C4的第二端；

信号输入端In和隔直电容C4的第一端之间设有第一节点P1。

作为一示例，射频放大电路还包括隔直电容C4，可起到隔直通交的作用，该隔直电容C4的第一端耦合至信号输入端In，隔直电容C4的第二端耦合至放大晶体管M1的输入端，此时，在信号输入端In和隔直电容C4的第一端之间设有第一节点P1；相应地，偏置电阻R1的第一端与偏置晶体管M2相连，偏置电阻R1的第二端耦合至隔直电容C4的第二端，即偏置电阻R1的第二端耦合至隔直电容C4的第二端和放大晶体管M1的输入端之间的连接节点上，在偏置晶体管M2和偏置电阻R1的第一端之间设有第二节点P2；此时，射频放大电路的第一节点P1和第二节点P2之间设有至少一个元器件X1包括偏置电阻R1和隔直电容C4。

本示例中，在射频放大电路的第一节点P1和第二节点P2之间设有第三电容C3和电容切换电路1，在根据射频放大电路的工作频段，确定第三电容C3的电容值满足其功率附加效率和线性度所需时，可以控制电容切换电路1中所有切换开关K11处于导通状态，此时，电容切换电路1中的所有电容均不接入两个节点之间，且第一节点P1通过第一电容C11接地，第二节点P2通过第二电容C12接地，此时，第一电容C11和第二电容C12可起到去耦作用；在根据射频放大电路的工作频段，确定第三电容C3的电容值不满足其功率附加效率和线性度所需时，可以控制电容切换电路1中的至少一个切换开关K11处于断开状态，此时，存在至少一个电容切换单元11中的两个电容接入两个节点之间，利用电容切换单元11中的两个电容增大对偏置电路2的线性补偿量，以改善功率放大器的功率附加效率和线性度。

在一实施例中，偏置晶体管M2为偏置MOS管，偏置MOS管的栅极与偏置电源端相连，偏置MOS管的漏极与供电端VBatt相连，偏置MOS管的源极与偏置电阻R1相连；

或者，偏置晶体管M2为偏置BJT管，偏置BJT管的基极与偏置电源端相连，偏置BJT管的集电极与供电端VBatt相连，偏置BJT管的发射极与偏置电阻R1相连。

作为一示例，偏置晶体管M2可以为偏置MOS管，偏置MOS管的栅极与偏置电源端相连，可接收偏置电源端接收的偏置信号，偏置MOS管的漏极与供电端VBatt相连，而偏置MOS管的源极与偏置电阻R1的第一端相连。本示例中，可根据偏置MOS管的栅极接收到的偏置信号确定的栅极电压，评估偏置MOS管的漏极和源极是否导通，以达到控制偏置MOS管导通或断开的效果，在偏置MOS管的漏极和源极导通时，偏置MOS管通过偏置电阻R1给放大晶体管M1提供偏置电流，此时，在射频放大电路的信号输入端In和偏置MOS管的源极之间设有第三电容C3和电容切换电路1，利用第三电容C3调整射频放大电路的功率附加效率和线性度；并根据射频放大电路的工作频段，确定是否需采用电容切换电路1中的两个电容增大对偏置电路2的线性补偿量，以保障射频放大电路的功率附加效率和线性度。

作为另一示例，偏置晶体管M2可以为偏置BJT管，偏置BJT管的基极与偏置电源端相连，可接收偏置电源端接收到的偏置信号，偏置BJT管的漏极与供电端VBatt相连，偏置BJT的集电极与供电端VBatt相连，偏置BJT管的发射极与偏置电阻R1的第一端相连。本示例中，可根据偏置BJT管的基极接收到的偏置信号确定其基极电压，评估偏置BJT管的集电极和发射极是否导通，以达到控制偏置BJT管导通或断开的效果，在偏置BJT管的集电极和发射极导通时，偏置BJT管通过偏置电阻R1给放大晶体管M1提供偏置电流，此时，在射频放大电路的信号输入端In和偏置BJT管的发射极之间设有第三电容C3和电容切换电路1，利用第三电容C3调整射频放大电路的功率附加效率和线性度；并根据射频放大电路的工作频段，确定是否需采用电容切换电路1中的两个电容增大对偏置电路2的线性补偿量，以保障射频放大电路的功率附加效率和线性度。

本发明实施例提供一种射频前端模组，包括上述电容切换电路，或者，包括上述射频放大电路。

在射频前端模组中设有电容切换电路，将第一电容和第二电容串联设置在第一连接端和第二连接端之间，采用切换开关一端耦合至第一电容和第二电容之间，另一端接地；在切换开关断开时，将电容切换单元中的两个电容接入两个连接端之间，在切换开关导通时，每个连接端各通过一个电容接地，利用电容切换电路所接入的电容值，调整两个连接端之间所需的电容值；从而实现对电容切换电路所呈现的电容值进行有效切换，进而保证其所在电路的整体性能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电容切换电路，其特征在于，包括设置在第一连接端和第二连接端之间的至少一个电容切换单元；

每一所述电容切换单元包括第一电容、第二电容和切换开关；

所述第一电容的第一端与所述第一连接端相连，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述第二连接端相连；

所述切换开关的第一端与所述第一电容的第二端相连，所述切换开关的第二端接地。

2.如权利要求1所述的电容切换电路，其特征在于，所述第一连接端和所述第二连接端均为非接地端。

3.如权利要求1所述的电容切换电路，其特征在于，所述切换开关为第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与控制电源端相连，所述第一MOS管的漏极与所述第一电容的第二端相连，所述第一MOS管的源极接地。

4.一种射频放大电路，其特征在于，所述射频放大电路上设有第一节点和第二节点，所述第一节点和所述第二节点上设有至少一个元器件；

所述射频放大电路还包括权利要求1-3任一项所述电容切换电路，所述电容切换电路的第一连接端耦合至所述第一节点，所述电容切换电路的第二连接端耦合至所述第二节点。

5.如权利要求4所述的射频放大电路，其特征在于，所述射频放大电路包括放大晶体管和偏置电路；

所述放大晶体管的输入端耦合至信号输入端，所述放大晶体管的输入端和所述信号输入端之间设有所述第一节点；

所述偏置电路的一端耦合至所述放大晶体管的输入端，所述偏置电路上设有所述第二节点；

所述射频放大电路还包括设置在所述第一节点和所述第二节点之间的第三电容。

6.如权利要求5所述的射频放大电路，其特征在于，所述电容切换电路，被配置为，根据所述射频放大电路的工作频段，控制至少一个所述切换开关的开关状态。

7.如权利要求6所述的射频放大电路，其特征在于，所述电容切换电路，被配置为，根据所述射频放大电路的工作频段大小，确定所述电容切换电路中处于断开状态的切换开关的数量。

8.如权利要求7所述的射频放大电路，其特征在于，在所述电容切换电路包括一个电容切换单元时，所述电容切换电路，被配置为，所述射频放大电路的工作频段为第一频段，所述切换开关的开关状态为导通状态；所述射频放大电路的工作频段为第二频段，所述切换开关的开关状态为断开状态；所述第一频段小于所述第二频段。

9.如权利要求5所述的射频放大电路，其特征在于，所述偏置电路包括偏置晶体管和偏置电阻；

所述偏置电阻的第一端与所述偏置晶体管相连，所述偏置电阻的第二端耦合至所述放大晶体管的输入端；

所述偏置晶体管和所述偏置电阻的第一端之间设有所述第二节点。

10.如权利要求9所述的射频放大电路，其特征在于，所述射频放大电路还包括隔直电容，所述隔直电容的第一端耦合至所述信号输入端，所述隔直电容的第二端耦合至所述放大晶体管的输入端；

所述偏置电阻的第二端耦合至所述隔直电容的第二端；

所述信号输入端和所述隔直电容的第一端之间设有所述第一节点。

11.如权利要求9所述的射频放大电路，其特征在于，所述偏置晶体管为偏置MOS管，所述偏置MOS管的栅极与偏置电源端相连，所述偏置MOS管的漏极与供电端相连，所述偏置MOS管的源极与所述偏置电阻相连；

或者，所述偏置晶体管为偏置BJT管，所述偏置BJT管的基极与偏置电源端相连，所述偏置BJT管的集电极与供电端相连，所述偏置BJT管的发射极与所述偏置电阻相连。

12.一种射频前端模组，包括如权利要求1-3任一项所述的电容切换电路，或者，包括如权利4-11任一项所述的射频放大电路。

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