CN117318848B - 3mm频段的3D异构芯片、射频收发模块及通信设备 - Google Patents

3mm频段的3D异构芯片、射频收发模块及通信设备 Download PDF

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Abstract

本申请的实施例提供了一种3mm频段的3D异构芯片、射频收发模块及通信设备,涉及芯片设计技术领域,所述芯片包括:第一芯片和第二芯片,所述第一芯片上设置有功放分频电路,所述第二芯片上设置有ADC采样电路,所述功放分频电路与所述ADC采样电路连接;其中,所述功放分频电路对3mm频段射频输入信号进行放大的同时产生分频信号,所述分频信号传输至所述ADC采样电路进行采样。本申请的技术方案,先通过功放分频电路实现对3mm频段射频输入信号的分频,再通过ADC采样电路对所述分频信号进行采样,芯片整体结构简单,可以有效的分析出芯片的故障情况。

Description

3mm频段的3D异构芯片、射频收发模块及通信设备
技术领域
本申请涉及芯片设计技术领域,具体而言,涉及一种3mm频段的3D异构芯片、一种射频收发模块和一种通信设备。
背景技术
近些年来,随着毫米波技术发展突飞猛进,人们对于3mm频段芯片的要求也越来越高。
而3mm频段芯片受工艺、结构以及装配等因素的影响,当3mm频段芯片发生故障时,无法对芯片进行故障分析。
所以,如何实现3mm频段芯片的故障分析是目前急需解决的技术难题。
发明内容
本申请的实施例提供了一种3mm频段的3D异构芯片、一种射频收发模块和一种通信设备,该芯片可以通过分频采样的方式分析出芯片故障。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的第一方面,提供了一种3mm频段的3D异构芯片,包括:第一芯片和第二芯片,所述第一芯片上设置有功放分频电路,所述第二芯片上设置有ADC采样电路,所述功放分频电路与所述ADC采样电路连接;
其中,所述功放分频电路对3mm频段射频输入信号进行放大的同时产生分频信号,所述分频信号传输至所述ADC采样电路进行采样。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述功放分频电路包括:第一级功放晶体管、射频匹配电路和第二级功放晶体管;
所述第一级功放晶体管的一端用于接收射频信号,另一端与所述射频匹配电路连接,所述射频匹配电路与所述第二级功放晶体管连接。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述功放分频电路还包括:分频传输线,所述分频传输线一端与所述射频匹配电路连接,另一端与所述ADC采样电路连接。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述ADC采样电路包括:芯片内部传输线路和ADC模拟数字转换模块,所述芯片内部传输线路与所述ADC模拟数字转换模块连接,所述分频传输线与所述芯片内部传输线路连接。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述第一芯片上设置有第一金属焊盘,所述分频传输线与所述第一金属焊盘连接。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述第二芯片上设置有第二金属焊盘,所述芯片内部传输线路与所述第二金属焊盘连接。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,还包括金属连接体,所述金属连接体的一端与所述第一金属焊盘连接,另外一端与所述第二金属焊盘连接。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述金属连接体为铜柱。
根据本申请实施例的第二方面,提供了一种射频收发模块,包括上述第一方面所述的芯片。
根据本申请实施例的第三方面,提供了一种通信设备,包括上述第二方面所述的射频收发模块。
本申请的技术方案,先通过功放分频电路实现对3mm频段射频输入信号的分频,再通过ADC采样电路对所述分频信号进行采样,芯片整体结构简单,可以有效的分析出芯片的故障情况。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。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。在附图中:
图1示出了根据本申请一个实施例的一种3mm频段的3D异构芯片的结构示意图;
图2示出了根据本申请一个实施例的一种第一芯片的结构示意图;
图3示出了根据本申请一个实施例的一种第二芯片的结构示意图。
附图标记说明
1-第一芯片,2-金属连接体,3-第二芯片,101-射频输入传输线,102-第一级功放晶体管,103-射频匹配电路,104-第二级功放晶体管,105-射频输出传输线,106-第一金属焊盘,107-分频传输线,301-第二金属焊盘,302-芯片内部传输线路,303-ADC模拟数字转换模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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。
此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
下面将结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为解决现有技术中3mm频段芯片难以分析故障的技术难题,本申请提供了一种3mm频段的3D异构芯片,该3D异构芯片可以对3mm频段的射频信号进行分频后采样分析,进而实现对芯片的故障分析。
如图1所示,示出了本申请实施例提供的一种3mm频段的3D异构芯片的结构示意图。
具体的,本申请实施例提供的一种3mm频段的3D异构芯片包括第一芯片和第二芯片,所述第一芯片上设置有功放分频电路,所述第二芯片上设置有ADC采样电路,所述功放分频电路与所述ADC采样电路连接;其中,所述功放分频电路对3mm频段射频输入信号进行放大的同时产生分频信号,所述分频信号传输至所述ADC采样电路进行采样。
该3D异构芯片进行故障分析的原理在于:根据ADC采样电路的采样结果,可以得到3mm频段信号在功放分频电路上的分频信号的幅度相位信息,进而推断出3D异构芯片的工作状态和故障情况。
在一些可行的实施例中,基于前述方案,所述功放分频电路包括:第一级功放晶体管、射频匹配电路和第二级功放晶体管;
所述第一级功放晶体管的一端用于接收射频信号,另一端与所述射频匹配电路连接,所述射频匹配电路与所述第二级功放晶体管连接。
可以理解的是,3mm频段的射频信号经过第一级功放晶体管放大之后输出到射频匹配电路,然后经过第二级功放晶体管放大之后输出。在3mm频段射频信号被功率放大的同时,由于第一级功放晶体管、射频匹配电路和第二级功放晶体管之间的相互作用,会产生3mm频段射频信号的分频信号,即频率为3mm频段射频信号的一半的频率分量,继而实现了3mm频段射频信号的分频处理。
示例性的,如图2所示,展示了本申请实施例提供的一种第一芯片的结构示意图。第一芯片1为射频芯片,第一芯片1上设置有功放分频电路,所述功放分频电路具体包括:射频输入传输线101、第一级功放晶体管102、射频匹配电路103、第二级功放晶体管104和射频输出传输线105。
其中,射频输入传输线101、第一级功放晶体管102、射频匹配电路103、第二级功放晶体管104和射频输出传输线105依次连接,射频输入传输线101用于接收3mm频段射频信号,并将接收到的3mm频段射频信号传输至第一级功放晶体管102,射频输出传输线105用于输出放大后的3mm频段射频信号,第一级功放晶体管102和第二级功放晶体管104起到频率放大的作用。
下面对3mm信号在放大的同时会产生分频信号的机理进行进一步的说明:
第一级功放晶体管102、第二级功放晶体管104对特定频段内的射频信号都有放大作用,当射频输入频率为F0时,第一级功放晶体管102、第二级功放晶体管104在放大F0时也会同时放大0.5*F0处的噪声信号。当由第二级功放晶体管104放大后的0.5*F0信号经射频匹配电路反馈回第一级功放晶体管102之后,第一级功放晶体管102会进一步放大0.5*F0射频信号,再结合功放晶体管的非线性作用,会导致0.5*F0信号和F0信号产生混频,进而进一步产生0.5*F0信号,最终导致功放分频线路输出0.5*F0信号。
需要说明的是,3mm频段芯片不能直接用ADC采样电路进行采样,所以本申请利用功放分频电路对3mm频段信号进行分频后再进行采样,且本申请中并未在第一芯片上新增加分频电路或分频模块,而是在原有电路的基础上,增加射频匹配电路103,利用第一级功放晶体管102、射频匹配电路103和第二级功放晶体管104之间的相互作用,使得电路在能实现功放的同时起到分频的效果,降低了整体电路的复杂度。
可以理解的是,射频匹配电路103可以实现3mm频带内的第一级功放晶体管输出端和第二级功放晶体管输入端的阻抗匹配,减小3mm频段内的射频信号损耗;并且可以为3mm频段射频信号的分频信号的提供反馈回路,保证分频信号的产生。
在一些可行的实施例中,基于前述方案,所述功放分频电路还包括:分频传输线,所述分频传输线一端与所述射频匹配电路连接,另一端与所述ADC采样电路连接。
可以理解的是,分频传输线主要用于传输第一级功放晶体管102、射频匹配电路103和第二级功放晶体管104之间产生的3mm频段射频信号的分频信号。
在一些可行的实施例中,基于前述方案,所述ADC采样电路包括:芯片内部传输线路和ADC模拟数字转换模块,所述芯片内部传输线路与所述ADC模拟数字转换模块连接,所述分频传输线与所述芯片内部传输线路连接。
可以理解的是,通过分频传输线传输来的分频信号由芯片内部传输线路传输给ADC模拟数字转换模块进行采样,根据采样结果可以得到两级功放晶体管之间的分频信号的幅度相位信息,进而确定3mm频段3D异构芯片的工作状态和故障情况。
示例性的,如图3所示,示出了本申请实施例提供的一种第二芯片的结构示意图。第二芯片3为硅基控制芯片,第二芯片3上设置有采样电路,所述采样电路具体包括:芯片内部传输线路302和ADC模拟数字转换模块303。
其中,芯片内部传输线路302的一端与分频传输线107连接,另一端与ADC模拟数字转换模块303连接,由分频传输线107传输来的分频信号经芯片内部传输线路302传输给ADC模拟数字转换模块303进行采样处理。
可以理解的是,ADC模拟数字转换模块303可以将分频信号转换为数字信号,通过观察数字信号实现对3mm频段的3D异构芯片的故障分析。
在一些可行的实施例中,基于前述方案,还包括金属连接体,所述金属连接体用于实现第一芯片与第二芯片之间的电连接。
具体的,所述第一芯片上设置有第一金属焊盘,所述分频传输线与所述第一金属焊盘连接;所述第二芯片上设置有第二金属焊盘,所述芯片内部传输线路与所述第二金属焊盘连接;所述金属连接体的一端与所述第一金属焊盘连接,另外一端与所述第二金属焊盘连接。
示例性的,如图1、图2、图3所示,第一芯片1上设置有第一金属焊盘106,第二芯片3上设置有第二金属焊盘301,金属连接体2的一端与第一金属焊盘106焊接,另外一端与第二金属焊盘301焊接,金属连接体2实现了分频传输线107与芯片内部传输线路302的电连接。
可以理解的是,第一芯片1上可以设置有N个第一金属焊盘,对应的第二芯片3上也设置有N个第二金属焊盘,以及相应的设置有N个金属连接体,其中,N为大于等于1的整数。如图1所示,两个金属连接体设置在第一芯片和第二芯片之间,形成3D异构结构。
具体的,金属连接体为铜柱,铜柱可以在实现通电的同时起到防锈的作用。
综上,本申请实施例提供的一种3mm频段的3D异构芯片通过分频采样的方式有效解决了难以对3mm频段芯片的进行故障分析的技术问题,且该芯片采用3D异构的形式,可以大幅度提高集成度。
基于相同的发明构思,本申请实施例还提供一种射频收发模块,包括上述实施例所述的3mm频段的3D异构芯片。
基于相同的发明构思,本申请实施例还提供一种通信设备,包括上述实施例所述的射频收发模块。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种3mm频段的3D异构芯片,包括:第一芯片和第二芯片,其特征在于,所述第一芯片上设置有功放分频电路,所述第二芯片上设置有ADC采样电路,所述功放分频电路与所述ADC采样电路连接;
其中,所述功放分频电路对3mm频段射频输入信号进行放大的同时产生分频信号,所述分频信号传输至所述ADC采样电路进行采样;
所述功放分频电路包括:第一级功放晶体管、射频匹配电路和第二级功放晶体管;
所述第一级功放晶体管的一端用于接收射频信号,另一端与所述射频匹配电路连接,所述射频匹配电路与所述第二级功放晶体管连接。
2.根据权利要求1所述的芯片,其特征在于,所述功放分频电路还包括:分频传输线,所述分频传输线一端与所述射频匹配电路连接,另一端与所述ADC采样电路连接。
3.根据权利要求2所述的芯片,其特征在于,所述ADC采样电路包括:芯片内部传输线路和ADC模拟数字转换模块,所述芯片内部传输线路与所述ADC模拟数字转换模块连接,所述分频传输线与所述芯片内部传输线路连接。
4.根据权利要求3所述的芯片,其特征在于,所述第一芯片上设置有第一金属焊盘,所述分频传输线与所述第一金属焊盘连接。
5.根据权利要求4所述的芯片,其特征在于,所述第二芯片上设置有第二金属焊盘,所述芯片内部传输线路与所述第二金属焊盘连接。
6.根据权利要求5所述的芯片,其特征在于,还包括金属连接体,所述金属连接体的一端与所述第一金属焊盘连接,另外一端与所述第二金属焊盘连接。
7.根据权利要求6所述的芯片,其特征在于,所述金属连接体为铜柱。
8.一种射频收发模块,其特征在于,包括如权利要求1-7任一项所述的芯片。
9.一种通信设备,其特征在于,包括如权利要求8所述的射频收发模块。
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