CN116827362A - 一种射频电路、芯片、多频段接收设备及频段切换方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种射频电路、芯片、多频段接收设备及频段切换方法，包括：第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、巴伦和混频器；第一低噪声放大器的输出端与巴伦的主级线圈第一抽头连接，第二低噪声放大器的输出端与巴伦的主级线圈第二抽头连接，巴伦的次级线圈的两端抽头分别接入混频器；还包括：第一子电路和第二子电路；在第一频段工作模式下，第一子电路导通，第二子电路断开，使第一低噪声放大器输出接入，屏蔽第二低噪声放大器的信号输入；在第二频段工作模式下，第二子电路导通，第一子电路断开，使第二低噪声放大器输出接入，屏蔽第一低噪声放大器的信号输入。本申请具有频段之间抗干扰能力强，寄生电容影响小的技术特点。

Description

一种射频电路、芯片、多频段接收设备及频段切换方法

技术领域

本申请涉及频段接收技术领域，特别涉及一种射频电路、芯片、多频段接收设备及频段切换方法。

背景技术

通常多频段接收机需要同时支持多个频段，频率范围较广，接收机前端为了获得更好的性能通常需要分频段支持，如接收两个频段的信号，需要使用两套独立的低噪放和混频器，集成度较低。现有技术中存在接收机通过开关切换来实现复用同一巴伦，达到多频段支持，但是两个频段的低噪放MOS管、版图布线寄生电容以及调谐电容阵列之间会产生噪声而相互影响，降低接收机性能。

发明内容

为了解决上述接收不同频段时频段间相互影响导致接收性能降低的技术问题，本申请提供了一种射频电路、芯片、多频段接收设备及频段切换方法。

具体的，本申请的技术方案如下：

一种射频电路，包括：第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、巴伦和混频器；第一低噪声放大器的输出端与巴伦的主级线圈第一抽头连接，第二低噪声放大器的输出端与巴伦的主级线圈第二抽头连接，巴伦的次级线圈的两端抽头分别接入混频器；两个低噪声放大器共同连接至同一个巴伦，相较于现有技术采用两套独立巴伦的设计，进一步缩小电路整体尺寸，提高集成度。

还包括：第一子电路，并联在第一抽头和第二抽头形成的第一绕组之间；

第二子电路，并联在第二抽头和巴伦的第三抽头形成的第二绕组之间，第三抽头设置在第一抽头和第二抽头之间；

在第一频段工作模式下，第一子电路导通，第二子电路断开，使第一低噪声放大器接入第一绕组，第一子电路与第一绕组并联谐振，屏蔽第二低噪声放大器的信号输入；

在第二频段工作模式下，第二子电路导通，第一子电路断开，使第二低噪声放大器接入第二绕组，第二子电路与第二绕组并联谐振，屏蔽第一低噪声放大器的信号输入。

在一些实现中，第一子电路包括：

第一开关，一端与工作电源连接，另一端与第二抽头连接；

第一调谐电容，一端与工作电源连接，另一端与第一抽头连接。

第二子电路包括：

第二开关，一端与工作电源连接，另一端与第三抽头连接；

第二调谐电容，一端与工作电源连接，另一端与第二抽头连接。

在一些实现中，在第一频段工作模式下，第一开关闭合，第二低噪声放大器输出端电压升高至工作电压，短路第二调谐电容，第二开关断开，第一调谐电容和第一线圈并联谐振。

在一些实现中，在第二频段工作模式下，第二开关闭合，第一低噪声放大器输出端电压升高至工作电压，短路第一调谐电容，第一开关断开，第二调谐电容和第二线圈并联谐振。通过第一开关和第二开关的相互配合，使得在不同频段之间切换时，另一频段的通路被屏蔽，减少频段之间的相互干扰；同时，寄生电容被交流短路到地，电路的性能进一步提升，抗干扰能力大大增强。

基于相同的技术构思，本申请还提供了一种射频芯片，包括上述任一实现中提及的射频电路。

基于相同的技术构思，本申请还提供了一种多频段接收设备，包括上述任一实现中射频电路。

基于相同的技术构思，本申请还提供了一种频段切换方法，应用于多频段射频电路，包括：第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、巴伦和混频器；第一低噪声放大器的输出端与巴伦的主级线圈第一抽头连接，第二低噪声放大器的输出端与巴伦的主级线圈第二抽头连接，巴伦的次级线圈的两端抽头分别接入混频器，包括：

在巴伦主级线圈的第一抽头与第二抽头之间设置第三抽头；

通过第一抽头和第二抽头构成第一绕组，通过第二抽头和第三抽头构成第二绕组；

在第一绕组上并联第一子电路，在第二绕组上并联第二子电路；

在第一频段工作模式下，导通第一子电路，断开第二子电路，使第一子电路与第一绕组并联谐振，屏蔽其他频段信号输入；

在第二频段工作模式下，导通第二子电路，断开第一子电路，使第二子电路与第二绕组并联谐振，屏蔽其他频段信号输入。

在一些实现中，在第一频段工作模式下，导通第一子电路，使第一低噪声放大器接入多频段射频电路，形成第一低噪声放大器、第一子电路与第一绕组及混频器形成的频段通路；断开第二子电路，屏蔽第二低噪声放大器的输入。

在一些实现中，在第二频段工作模式下，导通第二子电路，使第二低噪声放大器接入多频段射频电路，形成第二低噪声放大器、第二子电路与第二绕组及混频器形成的频段通路；断开第一子电路，屏蔽第一低噪声放大器的输入。

与现有技术相比，本申请至少具有以下一项有益效果：

1.第一低噪声放大器和第二低噪声放大器分别形成两个频段输入，通过设置巴伦主级线圈引出点，利用引出点设置多段绕组，提高了巴伦的利用率，实现两路输入共用同一个巴伦进行混频，提高了射频电路芯片的集成度。

2.通过第一子电路和第二子电路上的两个开关相互配合工作，使一个频段通路导通时，另一个频段通路被屏蔽，提高了不同射频传输通路之间的抗干扰能力。

3.在被屏蔽的一路通道中，同时将电路中器件之间的寄生电容交流短路接地，提高了电路的整体使用性能和可靠性。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本申请的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本申请一种射频电路实施例的电路图；

图2是本申请一种频段切换方法的流程示意图。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本申请的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与申请相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在一个实现中，参考说明书附图1，本申请提供的一种射频电路，包括：第一低噪声放大器LNA1、第二低噪声放大器LNA2、巴伦T0（Balun）和混频器MIX；第一低噪声放大器LNA1的输出端与巴伦T0的主级线圈第一抽头P1连接，第二低噪声放大器LNA2的输出端与巴伦T0的主级线圈第二抽头P2连接，巴伦T0的次级线圈的两端抽头分别接入混频器MIX；

还包括：第一子电路，并联在第一抽头P1和第二抽头P2形成的第一绕组之间；第一子电路具体包括：第一开关S1，一端与工作电源连接，另一端与第二抽头P2连接；第一调谐电容C1，一端与工作电源连接，另一端与第一抽头P1连接。

第二子电路，并联在第二抽头P2和巴伦T0的第三抽头P3形成的第二绕组之间，第三抽头P3设置在第一抽头P1和第二抽头P2之间；第二子电路具体包括：第二开关S2，一端与工作电源连接，另一端与第三抽头P3连接；第二调谐电容C2，一端与工作电源连接，另一端与第二抽头P2连接。

具体的，巴伦T0（Balun），即平衡不平衡转换器，是一种可以使平衡传送线路和不平衡传送线路之间相互变换的器件，第一抽头P1和第二抽头P2是设置在巴伦T0的主级线圈的两个端点的引出点，第三抽头P3是第一抽头P1和第二抽头P2之间的引出点，通过三个抽头将巴伦T0的主级线圈分为了三个部分，以达到两路频段输入同时共用一个巴伦T0进行工作的技术效果，同时在巴伦的次级线圈的两端引出点直接接至混频器MIX，混频器是一种非线性电路，它可以由施加到它的两个信号产生新的频率。

在第一频段工作模式下，第一子电路导通，第二子电路断开，使第一低噪声放大器LNA1接入第一绕组，第一子电路与第一绕组并联谐振，屏蔽第二低噪声放大器LNA2的信号输入；具体的，在第一频段工作模式下，第一开关S1闭合，第二低噪声放大器LNA2输出端电压升高至工作电压，短路第二调谐电容C2，第二开关S2断开，第一调谐电容C1和第一线圈并联谐振，通过第一调谐电容C1进行输出阻抗的调整。

在第一开关S1闭合后，第二调谐电容C2两端的电压均为VDD，即第二调谐电容C2被短路，第二低噪声放大器LNA2的输出端电压由于第一开关S1闭合后，将第二低噪声放大器LNA2的输出端的电压拉升至VDD，第二低噪声放大器LNA2所输出的信号不能通过，则将此处的信号进行屏蔽。寄生电容C4在第一开关S1闭合后将第二低噪声放大器LNA2的输出端的电压拉升至VDD，由于VDD的对地交流电阻为零，寄生电容C4另外一端接地，因此寄生电容C4被交流短路，不会有信号通过，同理，第二低噪声放大器LNA2的输出端的输出信号可以被看作为交流小信号，也被交流短路到地从而不会对第一低噪声放大器LNA1造成干扰。

同时，第一开关S1闭合，第二开关S2断开，使得第一绕组和第一子电路中的第一谐振电容并联形成谐振电路，此谐振电路可等效为随频率可调阻抗器，例如，在半导体收音机中进行频段调节时的旋钮，通过设计第一谐振电容和第一绕组的参数，在此频段信号通路中，调整第一谐振电容即可调整低噪声放大器部分的输出阻抗性能。

因此，在第一频段工作模式下，第一子电路导通，第二子电路断开所能达到的技术效果是第一低噪声放大器LNA1的输出通道（第一频段）和第一谐振电容接入，实现信号输入和频段调谐，第二低噪声放大器LNA2的输出通道（第二频段）和第二谐振电容屏蔽，减少信号干扰，同时，通过交流短路接地减少电路版图中存在于多个元器件之间或之中的寄生电容C4，提高芯片的工作性能。

在第二频段工作模式下，第二子电路导通，第一子电路断开，使第二低噪声放大器LNA2接入第二绕组，第二子电路与第二绕组并联谐振，屏蔽第一低噪声放大器LNA1的信号输入。

具体的，在第二频段工作模式下，第二开关S2闭合，第一低噪声放大器LNA1输出端电压升高至工作电压，短路第一调谐电容C1，第一开关S1断开，第二调谐电容C2和第二线圈并联谐振。

在第二开关S2闭合后，第一调谐电容C1两端的电压均为VDD，即第一调谐电容C1被短路，第一低噪声放大器LNA1的输出端电压由于第一开关S1闭合后，将第一低噪声放大器LNA1的输出端的电压拉升至VDD，第一低噪声放大器LNA1所输出的信号不能通过，则将此处的信号进行屏蔽。寄生电容C3在第二开关S2闭合后将第一低噪声放大器LNA1的输出端的电压拉升至VDD，由于VDD的对地交流电阻为零，寄生电容C3另外一端接地，因此寄生电容C3被交流短路，不会有信号通过，同理，第一低噪声放大器LNA1的输出端的输出信号可以被看作为交流小信号，也被交流短路到地从而不会对第二低噪声放大器LNA2造成干扰。

同时，第二开关S2闭合，第一开关S1断开，使得第二绕组和第二子电路中的第二谐振电容并联形成谐振电路，此谐振电路可等效为随频率可调阻抗器，通过设计第二谐振电容和第二绕组的参数，在此频段信号通路中，调整第二谐振电容即可调整低噪声放大器部分的输出阻抗性能。

因此，在第二频段工作模式下，第二子电路导通，第一子电路断开所能达到的技术效果是第二低噪声放大器LNA2的输出通道（第二频段）和第二谐振电容接入，实现信号输入和频段调谐，第一低噪声放大器LNA1的输出通道（第一频段）和第一谐振电容屏蔽，减少信号干扰，同时，通过交流短路接地减少电路版图中存在于多个元器件之间或之中的寄生电容C3，提高芯片的工作性能。

优选的，由于不同频段的信号输入不能同时存在，否则会造成频段混乱，因此第一开关S1和第二开关S2之间的通断状态始终是一种相互排斥的状态，故在第一开关S1和第二开关S2之间设置互锁电路，使得两个开关在工作时不产生误操作，提高电路运行的可靠性；或者，第一开关和第二开关可以采用开关管的形式进行设计，通过软件编程的方式实现上述目的。

在一个实现中，此电路可以设计为大于2个低噪声放大器输入通路的电路，将2个以上的低噪声放大器输入通路共用同一个巴伦实现巴伦复用，即通过在同一个巴伦上设计若干个引出点，组成不同绕组的形式，在其中一个频段工作时，其他频段通路被屏蔽，实现频段之间抗干扰的功能。

在一个实现中，此电路可以设计为2N个输入通路的电路组成N个射频电路，即2N个输入通路使用N个巴伦实现巴伦复用，在每一组射频电路工作时，均实现其中一个频段工作，另一个频段通路被屏蔽的技术目的。

以上两种实现，可以根据不同的使用需求和应用场景进行设计，在此不作具体限定。

基于相同的技术构思，本申请还提供了一种射频芯片，包括上述任一个实施例中提及的射频电路。在射频芯片上应用上述电路，相较于传统的多频段通路需要在不同的频段分别设置一个巴伦T0，本申请通过多频段共用同一个巴伦T0，可以进一步缩小芯片尺寸，提高了芯片的集成度。

基于相同的技术构思，本申请还提供了一种多频段接收设备，包括上述任一个实施例中提及的射频电路。在多频段接收设备上应用上述实施例的电路时，在第一子电路和第二子电路相互配合工作的作用下，使得两个频段之间的影响进一步降低，同时减少寄生电容对于电路的影响，提高了设备的使用性能，同时，在多频段接收设备中，也可以应用上述的射频芯片，具体设置方式根据技术和工艺要求实现，在此不作具体限定。

基于相同的技术构思，本申请还提供了一种频段切换方法，参考说明书附图2，应用于多频段射频电路，此多频段射频电路包括两个频段通路，第一低噪声放大器的输出端、第二低噪声放大器的输出端共同连接至同一巴伦主级线圈的两端抽头形成两个频段通路，此巴伦的次级线圈两端抽头共同接至一混频器，频段切换方法包括：

S100，在巴伦主级线圈的第一抽头与第二抽头之间设置第三抽头；

S200，通过第一抽头和第二抽头构成第一绕组，通过第二抽头和第三抽头构成第二绕组；

S310，在第一频段工作模式下，导通第一子电路，断开第二子电路，使第一子电路与第一绕组并联谐振，屏蔽其他频段信号输入。具体的，导通第一子电路使第一低噪声放大器接入多频段射频电路，形成第一低噪声放大器、第一子电路与第一绕组及混频器形成的频段通路；断开第二子电路，屏蔽第二低噪声放大器的输入。

因此，在第一频段工作模式下，第一子电路导通，第二子电路断开所能达到的技术效果是第一低噪声放大器的输出通道（第一频段）和第一子电路相连接入，实现信号输入和频段调谐，第二低噪声放大器的输出通道（第二频段）和第二子电路被屏蔽，减少信号干扰，同时，通过交流短路接地减少电路版图中存在于多个元器件之间或之中的寄生电容，提高芯片的工作性能。

S320，在第二频段工作模式下，导通第二子电路，断开第一子电路，使第二子电路与第二绕组并联谐振，屏蔽其他频段信号输入。具体的，导通第二子电路使第二低噪声放大器接入多频段射频电路，形成第二低噪声放大器、第二子电路与第二绕组及混频器形成的频段通路；断开第一子电路，屏蔽第一低噪声放大器的输入。

因此，在第二频段工作模式下，第二子电路导通，第一子电路断开所能达到的技术效果是第二低噪声放大器的输出通道（第二频段）和第二子电路相连接入，实现信号输入和频段调谐，第一低噪声放大器的输出通道（第一频段）和第一子电路被屏蔽，减少信号干扰，同时，通过交流短路接地减少电路版图中存在于多个元器件之间或之中的寄生电容，提高芯片的工作性能。

在一个实现中，上述方法可以应用在射频电路通路大于2个由低噪声放大器组成的输入通路的电路中，将2个以上的低噪声放大器输入通路共用同一个巴伦实现巴伦复用，即通过在同一个巴伦上设计若干个引出点，组成不同绕组的形式，即在第一子电路导通时，第2至N个电路断开，以实现在第一频段工作模式下，其他频段通路被屏蔽，实现频段之间抗干扰的功能。

在一个实现中，上述方法可以应用在N个射频电路，每个射频电路均由2个输入通路组成的电路中，即2N个输入通路使用N个巴伦实现巴伦复用，当工作在第一频段工作模式时，每个射频电路均为其中一个频段工作，另一个频段通路被屏蔽。

以上两种方法，可以根据不同的使用需求和应用场景进行使用，在此不作具体限定。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种射频电路，其特征在于，包括：第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、巴伦和混频器；所述第一低噪声放大器的输出端与所述巴伦的主级线圈第一抽头连接，所述第二低噪声放大器的输出端与所述巴伦的主级线圈第二抽头连接，所述巴伦的次级线圈的两端抽头分别接入所述混频器；

还包括：第一子电路，并联在所述第一抽头和所述第二抽头形成的第一绕组之间；

第二子电路，并联在所述第二抽头和所述巴伦的第三抽头形成的第二绕组之间，所述第三抽头设置在所述第一抽头和所述第二抽头之间；

在第一频段工作模式下，所述第一子电路导通，所述第二子电路断开，使所述第一低噪声放大器接入所述第一绕组，所述第一子电路与所述第一绕组并联谐振，屏蔽所述第二低噪声放大器的信号输入；

在第二频段工作模式下，所述第二子电路导通，所述第一子电路断开，使所述第二低噪声放大器接入所述第二绕组，所述第二子电路与所述第二绕组并联谐振，屏蔽所述第一低噪声放大器的信号输入。

2.根据权利要求1所述的一种射频电路，其特征在于，所述第一子电路包括：

第一开关，一端与工作电源连接，另一端与所述第二抽头连接；

第一调谐电容，一端与所述工作电源连接，另一端与所述第一抽头连接；

所述第二子电路包括：

第二开关，一端与所述工作电源连接，另一端与所述第三抽头连接；

第二调谐电容，一端与所述工作电源连接，另一端与所述第二抽头连接。

3.根据权利要求2所述的一种射频电路，其特征在于，在所述第一频段工作模式下，所述第一开关闭合，所述第二低噪声放大器输出端电压升高至工作电压，短路所述第二调谐电容，所述第二开关断开，所述第一调谐电容和所述第一线圈并联谐振。

4.根据权利要求2所述的一种射频电路，其特征在于，在所述第二频段工作模式下，所述第二开关闭合，所述第一低噪声放大器输出端电压升高至工作电压，短路所述第一调谐电容，所述第一开关断开，所述第二调谐电容和所述第二线圈并联谐振。

5.一种射频芯片，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述射频电路。

6.一种多频段接收设备，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述射频电路。

7.一种频段切换方法，应用于多频段射频电路，包括：第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、巴伦和混频器；所述第一低噪声放大器的输出端与所述巴伦的主级线圈第一抽头连接，所述第二低噪声放大器的输出端与所述巴伦的主级线圈第二抽头连接，所述巴伦的次级线圈的两端抽头分别接入所述混频器，其特征在于，包括：

在所述巴伦主级线圈的所述第一抽头与所述第二抽头之间设置第三抽头；

通过所述第一抽头和所述第二抽头构成第一绕组，通过所述第二抽头和所述第三抽头构成第二绕组；

在所述第一绕组上并联第一子电路，在所述第二绕组上并联第二子电路；

在第一频段工作模式下，导通所述第一子电路，断开所述第二子电路，使所述第一子电路与所述第一绕组并联谐振，屏蔽其他频段信号输入；

在第二频段工作模式下，导通所述第二子电路，断开所述第一子电路，使所述第二子电路与所述第二绕组并联谐振，屏蔽其他频段信号输入。

8.根据权利要求7所述的一种频段切换方法，其特征在于，在所述第一频段工作模式下，导通所述第一子电路使第一低噪声放大器接入多频段射频电路，形成所述第一低噪声放大器、所述第一子电路与所述第一绕组及混频器形成的频段通路；断开所述第二子电路，屏蔽所述第二低噪声放大器的输入。

9.根据权利要求8所述的一种频段切换方法，其特征在于，在所述第二频段工作模式下，导通所述第二子电路使所述第二低噪声放大器接入所述多频段射频电路，形成所述第二低噪声放大器、所述第二子电路与所述第二绕组及所述混频器形成的频段通路；断开所述第一子电路，屏蔽所述第一低噪声放大器的输入。