CN117791535B - 防护电路及射频功率放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防护电路及射频功率放大器，其中，所述防护电路用于对被保护电路进行静电放电防护，其包括变压器、电容、电阻、第一防护系统以及第二防护系统；所述变压器包括相互耦合的初级电感和次级电感；所述第二防护系统和所述第一防护系统分别用于对被保护电路进行静电放电防护。本发明中的防护电路可以利用变压器、电容、电阻、第一防护系统、第二防护系统以及被保护电路的信号输入端所引入的寄生电容完成宽带匹配，实现被保护电路的宽频带内的静电放电防护，以提高被保护电路的性能和稳定性，从而满足其宽带信号的处理需求，使其在高速数据传输和宽带信号处理方面的应用范围更广。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种防护电路及射频功率放大器。
背景技术
ESD（静电放电）防护电路主要采用二极管或晶体管作为主要的元件，同时配合RC滤波器或LC滤波器进行信号滤波。
上述元器件的导通电阻较大，滤波器的带宽也较窄，这会导致被保护电路的信号的质量下降且失真增加，无法满足其宽带信号处理的需求，限制了其在高速数据传输和宽带信号处理方面的应用。
因此，现急需一种新的防护电路来解决上述问题。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明提出了一种新的防护电路及射频功率放大器，以解决相关技术中的ESD防护电路无法满足宽带信号处理的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种防护电路，所述防护电路用于对被保护电路进行静电放电防护，其包括变压器、电容、电阻、第一防护系统以及第二防护系统；
所述变压器包括相互耦合的初级电感和次级电感；所述初级电感的第一端连接至被保护电路的信号输入端，所述次级电感串联至被保护电路的信号输入端与所述初级电感的第一端之间；
所述电容的第一端连接至被保护电路的信号输入端，所述电容的第二端连接至所述初级电感的第二端；
所述电阻的第一端连接至所述电容的第二端，所述电阻的第二端连接至工作电压；
所述第一防护系统的第一端连接至所述工作电压，所述第一防护系统的第二端连接至被保护电路的信号输入端；
所述第二防护系统的第一端连接至被保护电路的信号输入端，所述第二防护系统的第二端接地；所述第二防护系统和所述第一防护系统分别用于对被保护电路进行静电放电防护。
优选的，所述第一防护系统包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极和所述第二二极管的负极相连接并共同作为所述第一防护系统的第一端，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极相连接并共同作为所述第一防护系统的第二端。
优选的，所述第二防护系统包括第三二极管和第四二极管；所述第三二极管的正极和所述第四二极管的负极相连接并共同作为所述第二防护系统的第一端，所述第三二极管的负极和所述第四二极管的正极相连接并共同作为所述第二防护系统的第二端。
优选的，当所述防护电路满足以下条件式时，被保护电路实现50Ω的阻抗匹配；所述条件式如下：
L1=L2=Ct1R1 2/3；
C1=Ct1/12；
k=1/2；
其中，L1为所述初级电感的电感值，L2为所述次级电感的电感值，Ct1为所述第一防护系统以及所述第二防护系统共同与被保护电路的信号输入端所引入的总寄生电容，R1为所述电阻的电阻值，C1为所述电容的电容值，k为所述初级电感和所述次级电感之间的耦合系数。
本发明还提供一种射频功率放大器，其包括如上所述的防护电路。
与相关技术相比，本发明中的防护电路设计了变压器、电容、电阻、第一防护系统以及第二防护系统，且限定了第二防护系统和第一防护系统分别用于对被保护电路进行静电放电防护，这样便可以利用变压器、电容、电阻、第一防护系统、第二防护系统以及被保护电路的信号输入端所引入的寄生电容完成宽带匹配，实现被保护电路的宽频带内的静电放电防护，以提高被保护电路的性能和稳定性，从而满足其宽带信号的处理需求，使其在高速数据传输和宽带信号处理方面的应用范围更广。
附图说明
下面结合附图详细说明本发明。通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：
图1为本发明实施例提供的一种防护电路的整体电路结构图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语 “包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
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。
本发明实施例提供了一种防护电路100，结合图1所示，其包括变压器1、电容C、电阻R、第一防护系统2以及第二防护系统3。
其中，防护电路100用于对被保护电路4（CORE CIRCUIT）进行静电放电防护；被保护电路4的电源端连接至工作电压VDD，被保护电路4的负载端接地。
变压器1包括相互耦合的初级电感L1和次级电感L2；初级电感L1的第一端连接至被保护电路4的信号输入端INPUT；次级电感L2串联至被保护电路4的信号输入端INPUT与初级电感L1的第一端之间。
电容C（跨接电容）的第一端连接至被保护电路4的信号输入端INPUT，电容C的第二端连接至初级电感L1的第二端。
电阻R的第一端连接至电容C的第二端，电阻R的第二端连接至工作电压VDD。
第一防护系统2的第一端连接至工作电压VDD，第一防护系统2的第二端连接至被保护电路4的信号输入端INPUT。
第二防护系统3的第一端连接至被保护电路4的信号输入端INPUT，第二防护系统3的第二端接地；第二防护系统3和第一防护系统2分别用于对被保护电路4进行静电放电防护。
本实施例中，第一防护系统2包括第一二极管D1和第二二极管D2；第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极相连接并共同作为第一防护系统2的第一端，第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极相连接并共同作为第一防护系统2的第二端；第一二极管D1和第二二极管D2实现了工作电压VDD到被保护电路4的静电放电防护。
本实施例中，第二防护系统3包括第三二极管D3和第四二极管D4；第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极相连接并共同作为第二防护系统3的第一端，第三二极管D3的负极和第四二极管D4的正极相连接并共同作为第二防护系统3的第二端。第三二极管D3和第四二极管D4实现了被保护电路4到地的静电放电防护。
第二防护系统3和第一防护系统2的二极管由于包含正接和反接两种方式，因此其可以实现双向的静电放电防护。
具体地，当防护电路100满足以下条件式时，被保护电路4实现50Ω的阻抗匹配；条件式如下：
L1=L2=Ct1R1 2/3（1）；
C1=Ct1/12（2）；
k=1/2（3）；
其中，L1为初级电感L1的电感值，L2为次级电感L2的电感值，Ct1为第一防护系统2以及第二防护系统3共同与被保护电路4的信号输入端INPUT所引入的总寄生电容，R1为电阻R的电阻值，C1为电容的电容值，k为初级电感L1和次级电感L2之间的耦合系数。
本实施例中，被保护电路4的信号输入端INPUT用于接入信号源，即用于接入射频信号。还能将被保护电路4的信号输入端INPUT连接至次级电感L2之间的部分理解为信号源，将次级电感L2连接至被保护电路4之间的部分理解为被保护电路4的信号输入端INPUT。
本实施例中的防护电路100当被保护电路4的输入频率较低时，初级电感L1和次级电感L2提供了从被保护电路4的信号输入端INPUT到电阻R的导通路径；当被保护电路4的输入频率较高时，电容C提供了另一条从被保护电路4的信号输入端INPUT到电阻R的导通路径；从被保护电路4的信号输入端INPUT看进去，被保护电路4呈阻抗状态，当电容C、初级电感L1、次级电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4以及被保护电路4的信号输入端INPUT所引入的寄生电容满足上述条件式（1）、（2）、（3）时，可以实现50Ω的阻抗匹配，进而实现被保护电路4的宽频带范围下的静电放电防护。
本实施例中的防护电路100设计了变压器1、电容C、电阻R、第一防护系统2以及第二防护系统3，且限定了第二防护系统3和第一防护系统2分别用于对被保护电路4进行静电放电防护，这样便可以利用变压器1、电容C、电阻R、第一防护系统2、第二防护系统3以及被保护电路4的信号输入端INPUT所引入的寄生电容完成宽带匹配，实现被保护电路4的宽频带内的静电放电防护，以提高被保护电路4的性能和稳定性，从而满足其宽带信号的处理需求，使其在高速数据传输和宽带信号处理方面的应用范围更广。
本发明还提供了一种射频功率放大器的实施例，该射频功率放大器包括如上所述的防护电路。由于本实施例中的射频功率放大器包括了如上所述的防护电路，因此其也能达到如上所述的防护电路所达到的技术效果，在此不作赘述。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
Claims (4)
1.一种防护电路，所述防护电路用于对被保护电路进行静电放电防护，其特征在于，所述防护电路包括变压器、电容、电阻、第一防护系统以及第二防护系统；
所述变压器包括相互耦合的初级电感和次级电感；所述初级电感的第一端连接至被保护电路的信号输入端，所述次级电感串联至被保护电路的信号输入端与所述初级电感的第一端之间；
所述电容的第一端连接至被保护电路的信号输入端，所述电容的第二端连接至所述初级电感的第二端；
所述电阻的第一端连接至所述电容的第二端，所述电阻的第二端连接至工作电压；
所述第一防护系统的第一端连接至所述工作电压，所述第一防护系统的第二端连接至被保护电路的信号输入端；
所述第二防护系统的第一端连接至被保护电路的信号输入端，所述第二防护系统的第二端接地；所述第二防护系统和所述第一防护系统分别用于对被保护电路进行静电放电防护；
当所述防护电路满足以下条件式时，被保护电路实现50Ω的阻抗匹配；所述条件式如下：
L1=L2=Ct1R1 2/3；
C1=Ct1/12；
k=1/2；
其中，L1为所述初级电感的电感值，L2为所述次级电感的电感值，Ct1为所述第一防护系统以及所述第二防护系统共同与被保护电路的信号输入端所引入的总寄生电容，R1为所述电阻的电阻值，C1为所述电容的电容值，k为所述初级电感和所述次级电感之间的耦合系数。
2.如权利要求1所述的防护电路，其特征在于，所述第一防护系统包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极和所述第二二极管的负极相连接并共同作为所述第一防护系统的第一端，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极相连并共同作为所述第一防护系统的第二端。
3.如权利要求1所述的防护电路，其特征在于，所述第二防护系统包括第三二极管和第四二极管；所述第三二极管的正极和所述第四二极管的负极相连并共同作为所述第二防护系统的第一端，所述第三二极管的负极和所述第四二极管的正极相连并共同作为所述第二防护系统的第二端。
4.一种射频功率放大器，其特征在于，所述射频功率放大器包括如权利要求1至3任意一项所述的防护电路。
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