CN212518947U - 一种高隔离低插损开关电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种高隔离低插损开关电路，主要解决现有开关电路隔离度低、插损高的问题。该开关电路包括多条并联的开关支路，以及与所有开关支路输出端连接的开关公共路；所述每条开关支路包括用于实现开关关断的相串联的第一二极管、第二二极管，并联于第一二极管两端用于限制工作电流的第一电阻，一端连接于开关支路输入端与第一二极管正极之间用于实现电流回路的第一电感，以及连接于第一二极管、第二二极管之间且负极并联到地的用于增加隔离度的多级隔离二极管。本实用新型的开关电路能够适应各种要求的射频链路，且其调整快速，电路相对简单，可靠性高，指标优良，使用灵活，成本低廉，具有广泛的市场应用前景，适合推广应用。

Description

一种高隔离低插损开关电路
技术领域
本实用新型涉及通信仪器技术领域，具体地说，是涉及一种高隔离低插损开关电路。
背景技术
随着电子技术的进一步发展，通信系统、雷达系统、测量系统对信号质量的要求越来越高。在某些仪器设备应用中，需要接收两个及以上射频通路的信号，通过开关电路的切换来达到选择切换工作通路的功能。通路之间信号因工作频率差异，会对其他通路产生干扰，这种干扰会导致后端信号采集错误或采集虚假，需加大各个射频通路之间的隔离度，防止错误信号或虚假信号引起系统判定错误，故对开关电路对射频信号的隔离度提出更高要求，以降低错误信号和虚假信号的幅度，减小其对系统的影响；同时该开关电路用在系统前级，对系统测量的灵敏度有直接的影响，开关电路插损越小，系统测量的灵敏度越高。
现有开关电路主要使用集成的GaAs开关器件，实现电路切换，该类开关工作频段较宽，但单只开关隔离度较差，尤其到高频段后，隔离度仅能达到45dBc，详见图1，而系统所需开关隔离度常规要求均需优于85dBc，使用集成GaAs开关需使用开关串联模式，即“一级单刀双掷开关+支路各一级单刀单掷开关”，其框图见图2，单刀单掷开关指标与单刀双掷开关相当，详见图3，同时，该类开关插损较大，一级单刀双掷开关，在高频段的插损能达到2.0dB，一级单刀单掷开关在高频段的插损能达到1.8dB，两级开关串联后，考虑传输线、连接点、端口处连接器等，其插损在4.5dB，在系统中，前端模块4.5dB插损即意味着系统噪声系数恶化4.5dB，同时测量的灵敏度也会恶化4.5dB，使系统在使用中处于不利地位。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高隔离低插损开关电路，主要解决现有开关电路隔离度低、插损高的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种高隔离低插损开关电路，包括多条并联的开关支路，以及与所有开关支路输出端连接的开关公共路；所述每条开关支路包括用于实现开关关断的相串联的第一二极管、第二二极管，并联于第一二极管两端用于限制工作电流的第一电阻，一端连接于开关支路输入端与第一二极管正极之间用于实现电流回路的第一电感，以及连接于第一二极管、第二二极管之间且负极并联到地的用于增加隔离度的多级隔离二极管；其中，实现所述开关电路选择的控制电压与第一电感另一端相连，为开关电路提供控制电压和电流驱动。
进一步地，所述开关公共路包括串联后一端与所有开关支路输出端相连且另一端接地的实现电流回路的第二电感和限制工作电流的第二电阻。
作为优选，实现开关关断的所述第一二极管、第二二极管和增加隔离度的隔离二极管类型均为PIN二极管。
作为优选，并联接地的所述隔离二极管设置有三级。
作为优选，用于限制工作电流限流的所述第一电阻选用裸芯片电阻，其标称值为51欧姆。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型通过搭建合理的开关电路，调整并联到地二极管数量和限流电阻大小，使开关电路能够适应各种要求的射频链路，且其调整快速，电路相对简单，可靠性高，指标优良，使用灵活，成本低廉，具有广泛的市场应用前景，适合推广应用。
(2)本实用新型通过设置并联到地的多级隔离二极管，增加了射频通路之间的隔离度，防止错误信号或虚假信号引起系统判定错误，降低错误信号和虚假信号的幅度，减小其对系统的影响。
(3)本实用新型的射频支路上串联有限流电阻，其作用为限制当前射频支路开通时的工作电流，有效实现对二极管的保护。
附图说明
图1为现有技术单刀双掷集成开关指标图。
图2为现有技术集成开关串联模式原理框图。
图3为现有技术的单刀单掷集成开关指标图。
图4为本实用新型-实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
如图4所示，本实用新型公开的一种高隔离低插损开关电路，主要用于系统内部多路射频信号的切换，尤其是用在系统前端，对射频信号隔离度要求高、插损要求小的接收前端，以实现系统高杂散抑制、高灵敏度的要求。该开关电路包括两条并联的开关支路，以及与两条开关支路输出端连接的开关公共路；所述每条开关支路包括用于实现开关关断的相串联的第一二极管、第二二极管，并联于第一二极管两端用于限制工作电流的第一电阻，一端连接于开关支路输入端与第一二极管正极之间用于实现电流回路的第一电感，以及连接于第一二极管、第二二极管之间且负极并联到地的用于增加隔离度的多级隔离二极管；其中，实现所述开关电路选择的控制电压与第一电感另一端相连，为开关电路提供控制电压和电流驱动。其中，所述第一二极管、第二二极管均采用PIN二极管。
在本实施例中，所述开关公共路包括串联后一端与所有开关支路输出端相连且另一端接地的实现电流回路的第二电感和限制工作电流的第二电阻。第二1 与第二电阻组成的回路为开关公共路提供“零”电平，在链路支路中提供+5V 或-5V电压时，能完成电流的回路。
在本实施例中，在所述射频开关支路上，并联到地有三级隔离二极管，所述隔离二极管采用PIN二极管，当链路处于关闭状态时，可提高该支路的射频信号隔离度，且随着并联到地PIN二极管数量增加，隔离度会逐步加强，但在开通状态下的插损会相应增大。
在本实施例中，所述射频开关支路上串联有限流电阻，其作用为限制当前射频开关支路开通时的工作电流，保护二极管。
在本实例中，开关电路使用时，在“V+”处接入+5V控制电压，同时在“V-”处接入-5V控制电压，此时开关电路二极管D1、D2处于截止状态“RF1～RFC”关断，D3、D4、D5均处于导通状态，当有射频信号透过D1、D2泄漏后，会经 3只导通的二极管D3、D4、D5流向“大地”，提高当前“RF1～RFC”信号的隔离度；同时开关电路二极管D6、D7处于导通状态“RF2～RFC”开通，D3、D4、 D5均处于截止状态，当有射频信号经过D1、D2后，在3只截止状态的二极管 D3、D4、D5不会产生较大损耗。反之，在“V+”处接入-5V控制电压，同时在“V-”处接入+5V控制电压，即“RF1～RFC”开通，“RF2～RFC”关断。
在本实施例中，在开关开通时，其链路插损在20GHz内最大插损为2.5dB，开关关断时其链路隔离度在工作频段范围内均大于85dBc。
本实用新型通过搭建合理的开关电路，调整并联到地二极管数量和限流电阻大小，使开关电路能够适应各种要求的射频链路，且其调整快速，电路相对简单，可靠性高，指标优良，使用灵活，成本低廉。因此，与现有技术相比，本实用新型具有实质性的特点和进步。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高隔离低插损开关电路，其特征在于，包括多条并联的开关支路，以及与所有开关支路输出端连接的开关公共路；所述每条开关支路包括用于实现开关关断的相串联的第一二极管、第二二极管，并联于第一二极管两端用于限制工作电流的第一电阻，一端连接于开关支路输入端与第一二极管正极之间用于实现电流回路的第一电感，以及连接于第一二极管、第二二极管之间且负极并联到地的用于增加隔离度的多级隔离二极管；其中，实现所述开关电路选择的控制电压与第一电感另一端相连，为开关电路提供控制电压和电流驱动。
2.根据权利要求1所述的一种高隔离低插损开关电路，其特征在于，所述开关公共路包括串联后一端与所有开关支路输出端相连且另一端接地的实现电流回路的第二电感和限制工作电流的第二电阻。
3.根据权利要求2所述的一种高隔离低插损开关电路，其特征在于，所述实现开关关断的第一二极管、第二二极管和增加隔离度的隔离二极管类型均为PIN二极管。
4.根据权利要求3所述的一种高隔离低插损开关电路，其特征在于，并联接地的所述隔离二极管设置有三级。
5.根据权利要求4所述的一种高隔离低插损开关电路，其特征在于，用于限制工作电流的所述第一电阻选用裸芯片电阻，其标称值为51欧姆。
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