CN211089627U - 一种单刀多掷开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单刀多掷开关，包括至少两组开关单元，还包括信号输入端，至少两组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端，开关单元共用信号输入端，一组开关单元对应一组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端，第一电压控制端以及第二电压控制端用于提供控制开关单元通断的电压信号，开关单元包括第一开关、电容和第二开关，其中第一开关、第二开关采用PIN管开关，第一开关的阳极、阴极分别与信号输入端、信号输出端电连接，电容的第一端与第一开关的阴极电连接，电容的第二端与第一电压控制端以及第二开关的阳极电连接，第二开关的阴极与第二电压控制端电连接。

Description

一种单刀多掷开关

技术领域

本实用新型实施例涉及射频开关技术，尤其涉及一种单刀多掷开关。

背景技术

开关是射频通路中的常用器件，主要用于信号通路的切换。目前，射频开关多为PIN管开关，PIN管两端的金属电极之间通常采用面对面式结构，由于金属电极间的封装材质介电常数偏高，PIN管在加载反向电压时会产生较大的极板间电容和结电容，其电容效应会严重影响射频开关的性能指标。图1为现有技术中的一种PIN管射频开关原理图，参考图1，以信号输出端RF1为例，在RF1端PIN管两端加载反向电压时，PIN管关断但并不是完全截止，也就是说从信号输入端RFC传递过来的信号虽然有较大的衰减，但是仍然还是有一定功率的信号通过PIN管传递至RF1端，给RF1端的通路造成影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种单刀多掷开关，以达到降低射频开关的功耗，提高射频开关隔离度的目的。

本实用新型实施例提供了一种单刀多掷开关，包括至少两组开关单元，还包括信号输入端，至少两组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端，所述开关单元共用所述信号输入端，一组开关单元对应一组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端。所述第一电压控制端以及第二电压控制端用于提供控制所述开关单元通断的电压信号。

所述开关单元包括第一开关、电容和第二开关，其中所述第一开关、第二开关采用PIN管开关，所述第一开关的阳极、阴极分别与所述信号输入端、信号输出端电连接，所述电容的第一端与所述第一开关的阴极电连接，所述电容的第二端与所述第一电压控制端以及所述第二开关的阳极电连接，所述第二开关的阴极与所述第二电压控制端电连接。

进一步的，包括五组开关单元以及五组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端。

进一步的，所述开关单元焊接在PCB板上，所述PCB板上配置所述信号输入端，信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端。

进一步的，所述第一开关的阴极焊接在所述PCB板上，所述第一开关的阳极悬空，所述第一开关的阳极通过飞线与所述信号输入端引脚电连接。

进一步的，所述第二开关的阴极焊接在所述PCB板上，所述第二开关的阳极悬空，所述第一开关的阳极通过飞线与所述电容的第二端电连接。

进一步的，所述飞线包括金线。

本实用新型提出的单刀多掷开关包括第一开关和第二开关，两个开关的工作状态相反，通过设置第二开关，使得当第一开关断开时，由第一开关产生的衰减信号可以通过第二开关导出，避免了衰减信号流向信号输出端，对该开关单元中信号输出端的通路造成影响。第一开关和第二开关之间配置有其隔离作用的电容，通过电容可以保证第二开关导通时两端的压差较低，从而降低衰减信号通过第二开关时产生的功耗。

附图说明

图1为现有技术中的一种PIN管射频开关原理图；

图2是实施例中一种单刀多掷开关结构框图；

图3是实施例中一种开关单元原理图；

图4是实施例中另一种开关单元原理图；

图5是实施例中另一种单刀多掷开关结构框图；

图6是实施例中一种开关焊接结构示意图；

图7是实施例中一种开关封装结构示意图。

附图标记说明：

PCB板-1，开关-2，飞线-3，信号输入端-4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图2是本实施例中一种单刀多掷开关结构框图，参考图2，单刀多掷开关包括至少两组开关单元(101-103)，还包括信号输入端RFC，至少两组信号输出端(RF1-RF3)、第一电压控制端(B11-B31)和第二电压控制端(B12-B32)。开关单元共用信号输入端RFC，一组开关单元对应一组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端，第一电压控制端以及第二电压控制端用于提供控制开关单元通断的电压信号。

参考图2，开关单元101包括第一开关K1、电容C1和第二开关K2，第一开关K1的第一端、第二端分别与信号输入端RFC、信号输出端RF1电连接。电容C1的第一端与第一开关K1的第二端电连接，电容C1的第二端与第一电压控制端B11以及第二开关K2的第一端电连接，第二开关K2的第二端与第二电压控制端B12电连接。

图3是本实施例中一种开关单元原理图，参考图3，具体的，第一开关、第二开关采用PIN二极管，分别为二极管D1、二极管D2，第一开关(D1)的阳极、阴极分别与信号输入端RFC、信号输出端RF1电连接。电容C1的第一端与第一开关的阴极电连接，电容C1的第二端与第一电压控制端B11以及第二开关(D2)的阳极电连接，第二开关的阴极与第二电压控制端B12电连接。

本实施例中，开关单元的结构相同，以开关单元101为例，若需要信号输入端RFC和信号输出端RF1之间的信号通路导通，则控制第一开关K1导通，第二开关K2断开，示例性的，在RFC端接入3.3V电，RF1端接入0V电，B11端接入-100V电，B12端接入0V电。若需要信号输入端RFC和信号输出端RF1之间的信号通路断开，则控制第一开关K1断开，第二开关K2导通，示例性的，在RFC端接入3.3V电，RF1端接入100V电，B11端接入3.3V电，B12端接入0V电。

本实施例中，一个开关单元包括两个开关，两个开关的工作状态相反，通过设置第二开关，使得当第一开关断开时，由第一开关产生的衰减信号可以通过第二开关导出，避免了衰减信号流向信号输出端，对该信号输出端所在通路的信号造成影响。同时开关单元还设有一个电容，该电容一端与第一开关电连接，另一端与第二开关电连接，该电容起到隔离第一开关与第二开关之间接入电压的作用。基于PIN管特性，当需要第一开关断开时，需要使第一开关两端的电压差足够大，以保证第一开关达到较好的截止效果，由于电容可以隔离第一开关与第二开关之间接入电压，因此在保证第二开关导通的前提下，第二开关两端的压差(例如一端接入3.3V电，另一端接入0V电)可以远小于第一开关两端(例如一端接入3.3V电，另一端接入100电)的压差，从而可以降低衰减信号通过第二开关时产生的功耗。

示例性的，本实施例提出的单刀多掷开关包括封装式结构和评估板式结构，使用单刀多掷开关时，还可以配置相应的外围电路，图3是实施例中一种开关单元原理图，参考图3，以开关单元101为例，信号输入端RFC使用的元器件包括电容C2、电容C3、电感L1、电阻R1，RFC端通过电容C2与二极管D1的阳极电连接，电压端V4与电阻R1的第一端电连接，电阻R1的第二端通过电感L1与电容C2电连接，电阻R1的第二端通过电容C3后接地。信号输出端RF1使用的元器件包括电容C4、电容C5、电感L2，RF1端通过电容C5与二极管D1的阴极电连接，电压端V1通过电感L2与二极管D1的阴极电连接，电压端V1通过电容C3后接地。第一电压控制端B11使用的元器件包括电阻R2、电感L3、电容C6，B11端通过电阻R2和电感L3与二极管D2的阳极电连接，B11端通过电阻R2和电容C6接地。其余开关单元的外围电路结构与开关单元101的结构相同。

图4是实施例中另一种开关单元原理图，参考图4，在图3的基础上，优选的，第二电压控制端B12也配置外围电路，使用的器件包括电感L3、电容C7，B12端通过电感L3与二极管D2的阴极电连接，B12端通过电容C7接地。

图5是实施例中另一种单刀多掷开关结构框图，参考图5，优选的，单刀多掷开关包括五组开关单元(101-105)以及五组信号输出端(RF1-RF5)、第一电压控制端(B11-B51)和第二电压控制端(B12-B52)。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例中，单刀多掷开关采用评估板式结构，开关单元焊接在PCB板上，PCB板上配置信号输入端，信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端。示例性的，PCB板采用高导热率板材，例如陶瓷基板PCB，使单刀多掷开关具备良好的散热性能。

图6是实施例中一种开关焊接结构示意图，参考图6，本实施例中，开关2竖直的焊接在PCB板1上，开关2悬空的一端通过飞线3与信号输入端4电连接。

具体的，参考图3和图6，第一开关的阴极焊接在PCB板1上，第一开关的阳极悬空，第一开关的阳极通过飞线3与信号输入端RFC电连接。第二开关的阴极焊接在PCB板1上，第二开关的阳极悬空，第二开关的阳极通过飞线3与电容的第二端电连接。优选的，飞线3采用高导电率的线材，例如金线、铜合金线，以减小传输阻抗，减小信号传输时的衰减。

本实施例中单刀多掷开关不采用封装式结构，可以避免由于采用高介电常数封装材质而导致的电容效应，同时PIN管开关采用裸芯结构，将开关竖直的焊接在PCB板上，可以减小开关两端的等效电容值，提高开关的截止性能，从而提高单刀多掷开关的整体性能。

实施例三

在实施例一的基础上，本实施例中，单刀多掷开关采用封装式结构，其中开关单元中的第一开关和第二开关封装在芯片的内部，用于隔离第一开关和第二开关的电容配置在芯片的外部。图7是实施例中一种开关封装结构示意图，参考图7，以开关单元101为例，第一开关(D1)的阳极、阴极分别与信号输入端RFC引脚、信号输出端RF1引脚电连接，第二开关(D2)的阳极、阴极分别与第一电压控制端B11引脚、第二电压控制端B12引脚电连接，电容C1配置在芯片的外部，与信号输入端RFC引脚以及第一电压控制端B11引脚电连接。

将开关单元中的电容配置在芯片的外部，便于根据不同的工作频段更换不同容值的电容，增加了单刀多掷开关的使用灵活性。其中开关单元的有益效果与实施例一中记载的内容相同，在此不再赘述。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种单刀多掷开关，其特征在于，包括至少两组开关单元，还包括信号输入端，至少两组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端，所述开关单元共用所述信号输入端，一组开关单元对应一组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端，所述第一电压控制端以及第二电压控制端用于提供控制所述开关单元通断的电压信号，

所述开关单元包括第一开关、电容和第二开关，其中所述第一开关、第二开关采用PIN管开关，

所述第一开关的阳极、阴极分别与所述信号输入端、信号输出端电连接，

所述电容的第一端与所述第一开关的阴极电连接，所述电容的第二端与所述第一电压控制端以及所述第二开关的阳极电连接，

所述第二开关的阴极与所述第二电压控制端电连接。

2.如权利要求1所述的单刀多掷开关，其特征在于，包括五组开关单元以及五组信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端。

3.如权利要求1所述的单刀多掷开关，其特征在于，所述开关单元焊接在PCB板上，所述PCB板上配置所述信号输入端，信号输出端、第一电压控制端和第二电压控制端。

4.如权利要求3所述的单刀多掷开关，其特征在于，所述第一开关的阴极焊接在所述PCB板上，所述第一开关的阳极悬空，所述第一开关的阳极通过飞线与所述信号输入端引脚电连接。

5.如权利要求3所述的单刀多掷开关，其特征在于，所述第二开关的阴极焊接在所述PCB板上，所述第二开关的阳极悬空，所述第一开关的阳极通过飞线与所述电容的第二端电连接。

6.如权利要求4或5所述的单刀多掷开关，其特征在于，所述飞线包括金线。

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