CN210246700U - 一种新型双向控制放大电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型双向控制放大电路，包括功率检测电路、开关组、放大器模块；所述功率检测电路与开关组电连接，所述开关组与放大器模块电连接；所述功率检测电路用于检测输入射频信号的有无以及控制开关组的导通方向；所述开关组包括4个开关，分别控制链路的上下行方向；所述放大器模块为上下行共用放大器模块，用于对上行信号和下行信号进行放大处理。本实用新型通过利用功率检测电路来控制开关组中4个开关的通断，实现上下行链路共用一组放大器，从而减少了放大器的数量，减少功率损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及网络通信技术领域，更具体的，涉及一种新型双向控制放大电路。
背景技术
随着通信技术的飞速发展，移动通信网络建设对低成本、低功耗、可靠性高的通信设备的需求愈加迫切。在时分双工TDD模式的收发电路中，通常会采用双向放大器进行上下行链路的分配以及上下行信号的放大处理。传统的双向放大器通常采用开关或者环路器进行上下行信号的分配传输，同时分别在上、下行支路上各放置放大器实现上下行信号的放大。在功率要求高的应用中，放大器的数量将会成倍增加，从而导致电路的功耗也会成倍增加，不利于电路成本的降低，同时也会导致电路可靠性降低。
实用新型内容
本实用新型为了解决在功率要求高的上、下行支路中，所需要的放大器的数量会成倍增加，从而导致电路的功耗成倍增加，导致成本高，且降低电路的可靠性的问题，提供了一种新型双向控制放大电路模块，其通过巧妙设计使上下行支路共用同一放大器，减少了放大器的使用数量，使得电路的功耗降低将近一半，从而提高电路的可靠性以及降低电路的成本和维护难度。
为实现上述本实用新型目的，采用的技术方案如下：一种新型双向控制放大电路，包括功率检测电路、开关组、放大器模块；所述功率检测电路与开关组电连接，所述开关组与放大器模块电连接；
所述功率检测电路用于检测输入信号的有无以及控制开关组的导通方向；
所述开关组包括4个开关，分别控制链路的上下行方向；
所述放大器模块为上下行共用放大器模块，用于对上行信号和下行信号进行放大处理。
优选地，所述功率检测电路包括耦合器模块、检波器模块和比较器模块；所述耦合器模块、检波器模块和比较器模块依次电连接；
所述耦合器模块，用于将输入的信号进行分路，由耦合器的直通端输出的信号加载至开关组，所述耦合器模块的耦合端输出信号用于电压检测；
所述检波器模块，用于对所述耦合器模块的耦合端输出的信号进行检波，将该信号从交流电信号转化成直流电信号；
所述比较器模块，用于将所述检波器模块输出的直流电信号的电压大小与比较器模块内设电压进行比较，产生检测信号；
所述比较器模块输出4路控制信号，用于控制所述开关组的通断。
进一步地，所述耦合器模块包括耦合器、电阻R1；
所述耦合器的输入端用于输入射频信号；
所述耦合器的直通端与开关组电连接；
所述耦合器的输出端与检波器模块的输入端电连接；
所述耦合器的隔离端通过电阻R1接地。
再进一步地，所述检波器模块包括电容C8、电阻R2、电容C9、检波器；所述检波器的型号采用LT5534；
所述检波器的RF引脚通过电容C8与耦合器的输出端连接；
所述检波器的Vout引脚通过电阻R2与比较器的输入端连接；
所述电容C9的一端接在电阻R2与比较器之间，所述电容C9的另一端接地；
所述检波器的EN引脚接+5V电源。
再进一步地，所述比较器模块包括比较器、电阻R3、电阻R4；所述比较器的型号采用LMV7239；
所述比较器的Vin-引脚通过电阻R2与检波器的Vout引脚连接；
所述比较器的V+引脚接+5V电源；
所述比较器的V-引脚接地；
所述比较器的Vin+分别与电阻R4的一端、电阻R3的一端连接；所述电阻R4的另一端接+5V电源，所述电阻R3的另一端接地；
所述比较器的Vctrl引脚与开关组的控制端连接。
再进一步地，所述开关组包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；所述第一开关的控制端、第二开关的控制端、第三开关的控制端、第四开关的控制端均与比较器的Vctrl引脚电连接；
所述第一开关的输入端连接耦合器的直通端，第一开关的输出端分别与第二开关、第三开关连接；所述第一开关用于进行信号上下行的交换；
所述第二开关的输入端连接放大器模块的输入端，第二开关的输出端分别与第一开关、第四开关；所述第二开关用于将放大器模块输入端分配给上行或下行链路，同时增加经开关组与放大器模块形成环路后上下行链路间的隔离；
所述第三开关的输入端连接放大器模块的输出端，第三开关的输出端分别与第一开关、第四开关连接；所述第三开关用于将放大器模块的输出端分配给上行或下行链路，同时增加经开关组与放大器模块形成环路后上下行链路间的隔离；
所述第四开关的输入端用于接收输入信号，第四开关的输出端分别与第二开关、第三开关连接；所述第四开关用于进行信号上下行的交换。
再进一步地，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均采用射频开关；所述第一开关的输入端、第二开关的输入端、第三开关的输入端、第四开关的输入端均为射频开关的公共射频端；所述第一开关的输出端、第二开关的输出端、第三开关的输出端、第四开关的输出端均为射频开关的射频端；所述射频开关的射频端有2个，分别连接不同的开关。
再进一步地，所述放大器模块包括放大器、电容C6、电容C7、电感L1、电容C10、电容C14、电容C15；所述放大器采用型号为ADL5324；
所述放大器的FRIN引脚通过电容C6与开关2的公共射频端连接；同时放大器的FRIN引脚通过电容C7接地；
所述放大器的FROUT引脚与开关3的公共射频端连接；同时放大器的FROUT引脚通过电感L接电源VCC；
所述电容C10的一端、电容C14的一端、电容C15的一端均接在电感L与电源VCC之间；所述电容C10的另一端、电容C14的另一端、电容C15的另一端均接地。
再进一步地，当所述耦合器的输入端有信号输入时，所述比较器同时输出4路控制信号，第一路信号控制开关1，使其导通耦合器与开关2的连接，第二路信号控制开关2，使其导通开关1与放大器的连接，第三路信号控制开关3，使其导通放大器和开关4的连接，第四路信号控制开关4导通开关3；实现信号从耦合器到开关4方向的下行链路导通。
再进一步地，当所述耦合器输入端无信号输入时，所述比较器同时输出4路控制信号，第一路信号控制开关1，使其导通耦合器与开关3的连接，第二路信号控制开关2，使其导通开关4与放大器的连接，第三路信号控制开关3，使其导通放大器和开关1的连接，第四路信号控制开关4导通开关2，实现信号从开关4到耦合器方向的上行链路导通。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型所述功率检测电路和开关组构成上下行光链路的控制通路，通过控制开关组中4个开关的通断，实现上行链路和下行链路共用一组放大器，减少了电路所需放大器数量，从而极大地降低了电路的功耗，增加了电路的可靠性，同时也降低了电路的成本和维护难度。
附图说明
图1是本实施例所述新型双向控制放大电路的结构框图。
图2是图1中功率检测电路的结构框图。
图3是图2的功率检测电路的详细电路连接图。
图4是图1中所述射频开关的引脚连接示意图。
图5是图1中所述放大器模块的详细电路连接图。
图6是本实施例新型双向控制放大电路的信号下行时控制信号的示意图。
图7是本实施例新型双向控制放大电路的信号上行时控制信号的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细描述。
实施例1
如图1所示，一种新型双向控制放大电路，包括功率检测电路、开关组、放大器模块；所述功率检测电路与开关组电连接，所述开关组与放大器模块电连接；
所述功率检测电路用于检测输入射频信号的有无以及控制开关组的导通方向；
所述开关组包括4个开关，分别控制链路的上下行方向；
所述放大器模块为上下行共用放大器模块，用于对上行信号和下行信号进行放大处理。
如图2、图3所示，所述功率检测电路包括耦合器模块、检波器模块和比较器模块；所述耦合器模块、检波器模块和比较器模块依次电连接；
所述耦合器模块包括耦合器、电阻R1；本实施例所述耦合器为微带耦合器。
所述耦合器的输入端用于输入射频信号；
所述耦合器的直通端与开关组电连接；
所述耦合器的输出端与检波器模块的输入端电连接；
所述耦合器的隔离端通过电阻R1接地。
所述耦合器模块，用于将输入的射频信号进行分路，由直通端输出的信号加载至开关组，所述耦合器模块的耦合端输出信号用于电压检测；
所述检波器模块包括电容C8、电阻R2、电容C9、检波器；所述检波器的型号采用LT5534；
所述检波器的RF引脚通过电容C8与耦合器的输出端连接；
所述检波器的Vout引脚通过电阻R2与比较器的输入端连接；
所述电容C9的一端接在电阻R2与比较器之间，所述电容C9的另一端接地；
所述检波器的EN引脚接+5V电源。
所述检波器模块，用于对所述耦合器模块的耦合端输出的信号进行检波，将该信号从交流电信号转化成直流电信号。
所述比较器模块包括比较器、电阻R3、电阻R4；所述比较器的型号采用LMV7239；
所述比较器的Vin-引脚通过电阻R2与检波器的Vout引脚连接；
所述比较器的V+引脚接+5V电源；
所述比较器的V-引脚接地；
所述比较器的Vin+分别与电阻R4的一端、电阻R3的一端连接；所述电阻R4的另一端接+5V电源，所述电阻R3的另一端接地；
所述比较器的Vctrl引脚与开关组的控制端连接。
所述比较器模块，用于将所述检波器模块输出的直流电信号的电压大小与比较器模块内设电压进行比较，产生检测信号；
所述比较器模块输出4路控制信号，用于控制所述开关组工作状态。
如图1、图4所示，所述开关组包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；所述第一开关的控制端、第二开关的控制端、第三开关的控制端、第四开关的控制端均与比较器的Vctrl引脚电连接；所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均采用射频开关，所述射频开关的型号为RF3021；所述射频开关的射频端有2个。
所述第一开关的公共射频端RFC连接耦合器的直通端，第一开关的一个射频端RF1与第二开关的一个射频端RF1连接；第一开关的另一个射频端RF2与第三开关的一个射频端RF2连接；所述第一开关用于进行信号上下行的交换；
所述第二开关的公共射频端RFC连接放大器模块的输入端，第二开关的射频端RF1与第一开关的射频端RF1连接；所述第二开关的射频端RF2与第四开关的射频端RF2连接；所述第二开关用于将放大器模块输入端分配给上行或下行链路，同时增加经开关组与放大器模块形成环路后上下行链路间的隔离；
所述第三开关的公共射频端RFC连接放大器模块的输出端，第三开关的射频端RF1与第一开关的射频端RF1连接，所述第三开关的射频端RF2与第四开关的射频端RF1连接；所述第三开关用于将放大器模块的输出端分配给上行或下行链路，同时增加经开关组与放大器模块形成环路后上下行链路间的隔离；
所述第四开关的公共射频RFC端用于接收输入的射频信号，所述第四开关的射频端RF2与第二开关的射频端RF2连接，所述第四开关的射频端RF1与第三开关的射频端RF1连接；所述第四开关用于进行信号上下行的交换。
如图5所示，所述放大器模块包括放大器、电容C6、电容C7、电感L1、电容C10、电容C14、电容C15；所述放大器采用型号为ADL5324；
所述放大器的FRIN引脚通过电容C6与开关2的公共射频端连接；同时放大器的FRIN引脚通过电容C7接地；
所述放大器的FROUT引脚与开关3的公共射频端连接；同时放大器的FROUT引脚通过电感L接电源VCC；
所述电容C10的一端、电容C14的一端、电容C15的一端均接在电感L与电源VCC之间；所述电容C10的另一端、电容C14的另一端、电容C15的另一端均接地。
如图6所示，当所述耦合器的输入端有信号输入时，所述比较器同时输出4路控制信号，第一路信号控制开关1，使其导通耦合器与开关2的连接，第二路信号控制开关2，使其导通开关1与放大器的连接，第三路信号控制开关3，使其导通放大器和开关4的连接，第四路信号控制开关4导通开关3；实现信号从耦合器到开关4方向的下行链路导通。
如图7所示，当所述耦合器输入端无信号输入时，所述比较器同时输出4路控制信号，第一路信号控制开关1，使其导通耦合器与开关3的连接，第二路信号控制开关2，使其导通开关4与放大器的连接，第三路信号控制开关3，使其导通放大器和开关1的连接，第四路信号控制开关4导通开关2，实现信号从开关4到耦合器方向的上行链路导通。
本实施例通过功率检测电路通过4个开关的通断，实现上行链路、下行链路共用一组放大器，从而减少了电路所需放大器数量，从而极大地降低了电路的功耗，增加了电路的可靠性。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型双向控制放大电路，其特征在于：包括功率检测电路、开关组、放大器模块；所述功率检测电路与开关组电连接，所述开关组与放大器模块电连接；
所述功率检测电路用于检测输入信号的有无以及控制开关组的导通方向；
所述开关组包括4个开关，分别控制链路的上下行方向；
所述放大器模块为上下行共用放大器模块，用于对上行信号和下行信号进行放大处理。
2.根据权利要求1所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：所述功率检测电路包括耦合器模块、检波器模块和比较器模块；所述耦合器模块、检波器模块和比较器模块依次电连接；
所述耦合器模块，用于将输入的信号进行分路，由耦合器的直通端输出的信号加载至开关组，所述耦合器模块的耦合端输出信号用于电压检测；
所述检波器模块，用于对所述耦合器模块的耦合端输出的信号进行检波，将该信号从交流电信号转化成直流电信号；
所述比较器模块，用于将所述检波器模块输出的直流电信号的电压大小与比较器模块内设电压进行比较，产生检测信号；
所述比较器模块输出4路控制信号，用于控制所述开关组的通断。
3.根据权利要求2所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：所述耦合器模块包括耦合器、电阻R1；
所述耦合器的输入端用于输入信号；
所述耦合器的直通端与开关组电连接；
所述耦合器的输出端与检波器模块的输入端电连接；
所述耦合器的隔离端通过电阻R1接地。
4.根据权利要求3所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：所述检波器模块包括电容C8、电阻R2、电容C9、检波器；
所述检波器的RF引脚通过电容C8与耦合器的输出端连接；
所述检波器的Vout引脚通过电阻R2与比较器模块的输入端连接；
所述电容C9的一端接在电阻R2与比较器之间，所述电容C9的另一端接地；
所述检波器的EN引脚接+5V电源。
5.根据权利要求3所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：所述比较器模块包括比较器、电阻R3、电阻R4；
所述比较器的Vin-引脚通过电阻R2与检波器的Vout引脚连接；
所述比较器的V+引脚接+5V电源；
所述比较器的V-引脚接地；
所述比较器的Vin+分别与电阻R4的一端、电阻R3的一端连接；所述电阻R4的另一端接+5V电源，所述电阻R3的另一端接地；
所述比较器的Vctrl引脚与开关组的控制端连接。
6.根据权利要求2～5任一项所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：所述开关组包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；所述第一开关的控制端、第二开关的控制端、第三开关的控制端、第四开关的控制端均与比较器的Vctrl引脚电连接；
所述第一开关的输入端连接耦合器的直通端，第一开关的输出端分别与第二开关、第三开关连接；所述第一开关用于进行信号上下行的交换；
所述第二开关的输入端连接放大器模块的输入端，第二开关的输出端分别与第一开关、第四开关；所述第二开关用于将放大器模块输入端分配给上行或下行链路，同时增加经开关组与放大器模块形成环路后上下行链路间的隔离；
所述第三开关的输入端连接放大器模块的输出端，第三开关的输出端分别与第一开关、第四开关连接；所述第三开关用于将放大器模块的输出端分配给上行或下行链路，同时增加经开关组与放大器模块形成环路后上下行链路间的隔离；
所述第四开关的输入端接收输入的射频信号，第四开关的输出端分别与第二开关、第三开关连接；所述第四开关用于进行信号上下行的交换。
7.根据权利要求6所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均采用射频开关；所述第一开关的输入端、第二开关的输入端、第三开关的输入端、第四开关的输入端均为射频开关的公共射频端；所述第一开关的输出端、第二开关的输出端、第三开关的输出端、第四开关的输出端均为射频开关的射频端；所述射频开关的射频端有2个，分别连接不同的开关。
8.根据权利要求7所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：所述放大器模块包括放大器、电容C6、电容C7、电感L1、电容C10、电容C14、电容C15；
所述放大器的FRIN引脚通过电容C6与开关2的公共射频端连接；同时放大器的FRIN引脚通过电容C7接地；
所述放大器的FROUT引脚与开关3的公共射频端连接；同时放大器的FROUT引脚通过电感L接电源VCC；
所述电容C10的一端、电容C14的一端、电容C15的一端均接在电感L与电源VCC之间；所述电容C10的另一端、电容C14的另一端、电容C15的另一端均接地。
9.根据权利要求2、3、4、5、7、8任一项所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：当所述耦合器的输入端有信号输入时，所述比较器同时输出4路控制信号，第一路信号控制开关1，使其导通耦合器与开关2的连接，第二路信号控制开关2，使其导通开关1与放大器的连接，第三路信号控制开关3，使其导通放大器和开关4的连接，第四路信号控制开关4导通开关3；实现信号从耦合器到开关4方向的下行链路导通。
10.根据权利要求9所述的新型双向控制放大电路，其特征在于：当所述耦合器输入端无信号输入时，所述比较器同时输出4路控制信号，第一路信号控制开关1，使其导通耦合器与开关3的连接，第二路信号控制开关2，使其导通开关4与放大器的连接，第三路信号控制开关3，使其导通放大器和开关1的连接，第四路信号控制开关4导通开关2，实现信号从开关4到耦合器方向的上行链路导通。
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