CN214101347U - 一种双向耦合器的切换装置及耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向耦合器的切换装置及耦合装置，包括双向耦合开关、第一隔离开关及第二隔离开关，双向耦合开关和第一隔离开关能够使双向耦合器对基带芯片的外部端口发射的信号进行检测；双向耦合开关和第二隔离开关能够使双向耦合器对基带芯片的外部端口接收的信号进行检测。可见，本申请中的双向耦合开关和第一隔离开关能够共同控制同一条通路导通，双向耦合开关和第二隔离开关能够共同控制同一条通路导通，且各通路上的信号分别仅经过双向耦合开关的一个动端及第一隔离开关或第二隔离开关，因此，双向耦合开关的一个动端及第一隔离开关或第二隔离开关的总的插损小于通路上的信号通过DPDT上两个开关时的插损，且实现方式较为简单。

Description

一种双向耦合器的切换装置及耦合装置

技术领域

本实用新型涉及信号传输领域，特别是涉及一种双向耦合器的切换装置及耦合装置。

背景技术

随着5G技术的发展，现如今对射频前端的集成度要求越来越高，例如射频前端的发射端不仅仅能够作为发射端,而是扩展到发射和接收同时支持，即一个外部端口既可以作为发射端,也可以作为接收端，且外部端口作为发射端或接收端由基带芯片自身控制。但是，当该外部端口作为发射端时，基带芯片可能需要基于当前的需求对发射端输出的功率进行调整，这就需要双向耦合器先对发射端当前输出的功率进行检测，从而确定基于发射端当前输出的功率进行增加还是减小，以及相应地控制发射端输出的功率增加期望值或减小期望值；当该端口作为接收端时，基带芯片需要双向耦合器检测接收端接收到的外部输入的功率，从而进行后续处理。

其中，当外部端口为发射端时，双向耦合器对流经外部端口的功率进行的检测为正向检测，当外部端口为接收端时，双向耦合器对流经外部端口的功率进行的检测为反向检测。但是，双向耦合器正向检测和反向检测时与外部端口的耦合端口不同，因此，现有技术中设置了DPDT(Double Pole Double Throw，双刀双掷开关)，以实现双向耦合器正向检测和反向检测的切换，但是，由于DPDT闭合后，该通路的信号经过DPDP的两个动端，因此，DPDT上的插损较大，也即会对双向耦合器检测到的流经外部端口的功率造成损耗，而使双向耦合器输入至基带芯片中的功率存在误差，且DPDT的连接方式也较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双向耦合器的切换装置及耦合装置，其双向耦合开关的一个动端及第一隔离开关或第二隔离开关的总的插损小于通路上的信号通过DPDT上两个开关时的插损，且实现方式较为简单。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双向耦合器的切换装置，应用于双向耦合器，包括：

不动端与基带芯片的信号耦合端口连接，第一端与所述双向耦合器的发射耦合端连接，第二端与所述双向耦合器的接收耦合端连接的双向耦合开关，用于在所述基带芯片为信号发射状态时将所述双向耦合器的发射耦合端及所述基带芯片的信号耦合端连接；并在所述基带芯片为信号接收状态时将所述双向耦合器的接收耦合端及所述基带芯片的信号耦合端连接；

第一端与所述双向耦合器的发射耦合端连接，第二端与发射隔离模块连接的第一隔离开关，用于在所述基带芯片为信号发射状态时将所述发射耦合端与所述发射隔离模块之间的电路导通，以使所述发射隔离模块将发射误差消除信号发送至所述双向耦合器；

第一端与所述双向耦合器的接收耦合端连接，第二端与接收隔离模块连接的第二隔离开关，用于在所述基带芯片为信号接收状态时将所述接收耦合端与所述接收隔离模块之间的电路导通，以使所述接收隔离模块将接收误差消除信号发送至所述双向耦合器。

优选地，所述第一隔离开关为单刀单掷开关。

优选地，所述第二隔离开关为单刀单掷开关。

优选地，所述双向耦合开关为单刀双掷开关。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种耦合装置，包括双向耦合器，还包括如上述所述的双向耦合器的切换装置。

优选地，还包括：

输出端与所述第一隔离开关的第二端连接的所述发射隔离模块，用于在所述第一隔离开关闭合时将发射误差消除信号发送至所述双向耦合器；

输出端与所述第二隔离开关的第二端连接的所述接收隔离模块，用于在所述第二隔离开关闭合时将接收误差消除信号发送至所述双向耦合器。

优选地，所述发射隔离模块包括：

第一端与所述第一隔离开关的第二端连接，第二端接地的第一下拉电阻，用于在所述第一隔离开关闭合时将所述第一隔离开关的第二端的电压拉低，并输出低电平至信号耦合器，以将所述发射误差消除信号发送至所述双向耦合器。

优选地，所述第一下拉电阻为50欧姆的电阻。

优选地，所述接收隔离模块包括：

第一端与所述第二隔离开关的第二端连接，第二端接地的第二下拉电阻，用于在所述第二隔离开关闭合时将所述第二隔离开关的第二端的电压拉低，并输出低电平至信号耦合器，以将所述接收误差消除信号发送至所述双向耦合器。

优选地，所述第二下拉电阻为50欧姆的电阻。

本申请提供了一种双向耦合器的切换装置及耦合装置，包括双向耦合开关、第一隔离开关及第二隔离开关，双向耦合开关和第一隔离开关能够使双向耦合器对基带芯片的外部端口发射的信号进行检测；双向耦合开关和第二隔离开关能够使双向耦合器对基带芯片的外部端口接收的信号进行检测。可见，本申请中的双向耦合开关和第一隔离开关能够共同控制同一条通路导通，双向耦合开关和第二隔离开关能够共同控制同一条通路导通，且各通路上的信号分别仅经过双向耦合开关的一个动端及第一隔离开关或第二隔离开关，因此，双向耦合开关的一个动端及第一隔离开关或第二隔离开关的总的插损小于通路上的信号通过DPDT上两个开关时的插损，且实现方式较为简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型提供的一种双向耦合器的切换装置的结构示意图；

图2为现有技术中的一种双向耦合器的切换装置的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种双向耦合器的切换装置的具体的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种双向耦合器的切换装置及耦合装置，其双向耦合开关的一个动端及第一隔离开关或第二隔离开关的总的插损小于通路上的信号通过DPDT上两个开关时的插损，且实现方式较为简单。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1，图1为本实用新型提供的一种双向耦合器的切换装置的结构示意图，该装置应用于双向耦合器，包括：

不动端与基带芯片的信号耦合端口连接，第一端与双向耦合器的发射耦合端连接，第二端与双向耦合器的接收耦合端连接的双向耦合开关1，用于在基带芯片为信号发射状态时将双向耦合器的发射耦合端及基带芯片的信号耦合端连接；并在基带芯片为信号接收状态时将双向耦合器的接收耦合端及基带芯片的信号耦合端连接；

第一端与双向耦合器的发射耦合端连接，第二端与发射隔离模块连接的第一隔离开关2，用于在基带芯片为信号发射状态时将发射耦合端与发射隔离模块之间的电路导通，以使发射隔离模块将发射误差消除信号发送至双向耦合器；

第一端与双向耦合器的接收耦合端连接，第二端与接收隔离模块连接的第二隔离开关3，用于在基带芯片为信号接收状态时将接收耦合端与接收隔离模块之间的电路导通，以使接收隔离模块将接收误差消除信号发送至双向耦合器。

本申请中，考虑到现有技术中的双向耦合器在对基带芯片的外部端口发射或接收的信号进行检测时，通常需要设置一个双刀双掷开关来双向耦合器的耦合方向进行切换，从而使双向耦合器对基带芯片的外部端口发射和接收的信号分别进行检测，请参照图2，图2为现有技术中的一种双向耦合器的切换装置的结构示意图，图中的端口RF3与基带芯片连接，端口RF4作为基带芯片的外部端口。当基带芯片需要发送信号时，端口RF4为发射端，基带芯片将待发射的信号传至端口RF3，再由端口RF3通过与端口RF4之间的连接线将待发射的信号传端口RF4，端口RF4与外部天线连接，通过外部天线将待发射的信号发射至外部其他装置的信号接收端；当基带芯片需要接收信号时，端口RF4为接收端，外部天线将接收到的信号传至端口RF4，再由端口RF4通过与端口RF3之间的连接线将接收到的信号传端口RF3，端口RF3将接收到的信号传至基带芯片。

但是，当基带芯片需要发射信号时，可能需要对发射的信号进行调节，又由于基带芯片在通过端口RF4发射信号之前，发射的信号已经过放大处理等多项处理，基带芯片需确定当前端口RF4发射的信号的功率，从而确定需要对发射的信号进行相应的调节；当基带芯片需要接收信号时，对端口RF4接收到的信号也会进行放大处理等多项处理，因此，基带芯片也需要对端口RF4接收到的信号的功率进行检测，以便得知端口RF4接收到的信号的功率和进行处理后的功率之间的区别，以便后续处理。

从图2可知，端口RF1和端口RF2分别作为双向耦合器在对端口RF4发射或接收的信号进行检测时的耦合端口，具体地，当端口RF4为发射端时，端口RF1为耦合端口，且端口RF1与基带芯片的信号耦合端CPL_OUT连接，端口RF2为隔离端口，且端口RF2通过端口CPL_IN与隔离模块连接；当端口RF4为接收端时，端口RF2为耦合端口，且端口RF2与基带芯片的信号耦合端CPL_OUT连接，端口RF1为隔离端口，且端口RF1通过端口CPL_IN与隔离模块连接，端口RF1、端口RF2、信号耦合端CPL_OUT及端口CPL_IN之间的连接关系的切换由DPDT实现。其中，端口RF1和端口RF2之间的连接线与端口RF3和端口RF4之间的连接线耦合，为了避免检测到流经端口RF4的信号的功率过大，基带芯片无法处理，因此，双向耦合器的耦合端口存在耦合系数，例如，耦合系数为-20dB，当检测到流经端口RF4的信号的功率为20.5dB，那么理想情况下，双向耦合器输入至基带芯片的信号耦合端CPL_OUT的功率为0.5dB，但是，由于无论是对基带芯片的外部端口发射的信号进行检测或是对其接收的信号进行检测，信号均会同时经过DPDT的两个动端，例如，当DPDT的两个动端的总的插损为0.5时，双向耦合器输入至基带芯片的信号耦合端CPL_OUT的功率便会降至0dB，从而导致基带芯片后续的处理误差。

为了解决上述技术问题，本申请中将DPDT更换为具有两个动端和一个不动端的双向耦合开关1及两个只有一个动端和一个不动端的隔离开关，当双向耦合器的耦合方向改变时，只需将双向耦合开关1的动端进行切换，以及将第一隔离开关2和第二隔离开关3的导通或关断的状态进行切换即可，具体的连接方式请参照图3，图3为本实用新型提供的一种双向耦合器的切换装置的具体的结构示意图。图中的开关S1为第一隔离开关2，开关S2为第二隔离开关3，开关S3为双向耦合开关1的第一端，开关S4为双向耦合开关1的第二端，开关S3及开关S4即为双向耦合开关1的两个动端。当双向耦合器需要对基带芯片的外部端口发射的信号进行检测时，开关S3与开关S1闭合，端口RF1为双向耦合器的发射耦合端，端口RF1和开关S1之间的连接线与端口RF3和端口RF4之间的连接线耦合；当双向耦合器需要对基带芯片的外部端口接收的信号进行检测时，开关S4与开关S2闭合，端口RF2为双向耦合器的发射耦合端，端口RF2和开关S2之间的连接线与端口RF3和端口RF4之间的连接线耦合。可见，无论是对基带芯片发射的信号进行检测或对基带芯片接收的信号进行检测，检测到的信号均只通过双向耦合开关1的一个动端及第一隔离开关2或第二隔离开关3，双向耦合开关1的一个动端及第一隔离开关2与双向耦合开关1的一个动端及第二隔离开关3的插损均小于DPDT的插损，能够使双向耦合器输出更为准确的信号至基带芯片。

需要说明的是，双向耦合器在对流经基带芯片的外部端口的功率进行检测时，可能会存在误差，本申请中的发射隔离模块及接收隔离模块在双向耦合器检测到的信号存在误差时，自身会产生相应的误差消除信号，从而将双向耦合器检测到的信号中的误差消除，以保证双向耦合器检测到的信号的准确性。例如，耦合系数为-20dB，当检测到流经端口RF4的信号的功率为20.5dB，其中有0.1dB的误差信号，此时，相应的隔离模块会输入-0.1dB的误差消除信号，以将0.1dB的误差信号消除。

综上，本申请中的双向耦合开关1和第一隔离开关2能够共同控制同一条通路导通，双向耦合开关1和第二隔离开关3能够共同控制同一条通路导通，且各通路上的信号分别仅经过双向耦合开关1的一个动端及第一隔离开关2或第二隔离开关3，因此，双向耦合开关1的一个动端及第一隔离开关2或第二隔离开关3的总的插损小于通路上的信号通过DPDT上两个开关时的插损，且实现方式较为简单。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，第一隔离开关2为单刀单掷开关。

本实施例中的第一隔离开关2为单刀单掷开关，单刀单掷开关只有一个动端及一个不动端，不仅能够实现将发射耦合端与发射隔离模块之间的电路导通或关断，还具有插损小的特点。

当然，本申请并不限定第一隔离开关2为单刀单掷开关。

作为一种优选的实施例，第二隔离开关3为单刀单掷开关。

本实施例中的第二隔离开关3为单刀单掷开关，单刀单掷开关只有一个动端及一个不动端，不仅能够实现将接收耦合端与接收隔离模块之间的电路导通或关断，还具有插损小的特点。

当然，本申请并不限定第二隔离开关3为单刀单掷开关。

作为一种优选的实施例，双向耦合开关1为单刀双掷开关。

本实施例中的双向耦合开关1为单刀双掷开关，单刀双掷开关有两个动端及一个不动端，不仅能够实现在基带芯片发射信号时将双向耦合器的发射耦合端及基带芯片的信号耦合端之间的电路导通或关断，其插损也是DPDT的一半。

当然，本申请并不限定双向耦合开关1为单刀双掷开关。

本实用新型还提供了一种耦合装置，包括双向耦合器，还包括如上述的双向耦合器的切换装置。

对于本实用新型提供的一种耦合装置的介绍请参照上述双向耦合器的切换装置上午实施例，本实用新型在此不再赘述。

作为一种优选的实施例，还包括：

输出端与第一隔离开关2的第二端连接的发射隔离模块，用于在第一隔离开关2闭合时将发射误差消除信号发送至双向耦合器；

输出端与第二隔离开关3的第二端连接的接收隔离模块，用于在第二隔离开关3闭合时将接收误差消除信号发送至双向耦合器。

申请人考虑到双向耦合器在对流经基带芯片的外部端口的功率进行检测时，可能会存在误差，本申请中的发射隔离模块及接收隔离模块在双向耦合器检测到的信号存在误差时，自身会产生相应的误差消除信号，从而将双向耦合器检测到的信号中的误差消除，以保证双向耦合器检测到的信号的准确性。例如，耦合系数为-20dB，当检测到流经端口RF4的信号的功率为20.5dB，其中有0.1dB的误差信号，此时，相应的隔离模块会输入-0.1dB的误差消除信号，以将0.1dB的误差信号消除。

作为一种优选的实施例，发射隔离模块包括：

第一端与第一隔离开关2的第二端连接，第二端接地的第一下拉电阻，用于在第一隔离开关2闭合时将第一隔离开关2的第二端的电压拉低，并输出低电平至信号耦合器，以将发射误差消除信号发送至双向耦合器。

本实施例中的发射隔离模块中设有第一下拉电阻，能够在对基带芯片发射的信号进行检测，且检测到的信号中存在误差时，将双向耦合器的发射耦合端的电压拉低，从而输入相应的发射误差消除信号至双向耦合器，以将误差信号消除。

作为一种优选的实施例，第一下拉电阻为50欧姆的电阻。

本实施例中的第一下拉电阻为50欧姆的电阻，能够将双向耦合器的发射耦合端的电压拉低。

当然，本申请并不限定第一下拉电阻为50欧姆的电阻。

作为一种优选的实施例，接收隔离模块包括：

第一端与第二隔离开关3的第二端连接，第二端接地的第二下拉电阻，用于在第二隔离开关3闭合时将第二隔离开关3的第二端的电压拉低，并输出低电平至信号耦合器，以将接收误差消除信号发送至双向耦合器。

本实施例中的接收隔离模块中设有第二下拉电阻，能够在对基带芯片接收的信号进行检测，且检测到的信号中存在误差时，将双向耦合器的接收耦合端的电压拉低，从而输入相应的接收误差消除信号至双向耦合器，以将误差信号消除。

作为一种优选的实施例，第二下拉电阻为50欧姆的电阻。

本实施例中的第二下拉电阻为50欧姆的电阻，能够将双向耦合器的接收耦合端的电压拉低。

当然，本申请并不限定第二下拉电阻为50欧姆的电阻。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种双向耦合器的切换装置，应用于双向耦合器，其特征在于，包括：

不动端与基带芯片的信号耦合端口连接，第一端与所述双向耦合器的发射耦合端连接，第二端与所述双向耦合器的接收耦合端连接的双向耦合开关，用于在所述基带芯片为信号发射状态时将所述双向耦合器的发射耦合端及所述基带芯片的信号耦合端连接；并在所述基带芯片为信号接收状态时将所述双向耦合器的接收耦合端及所述基带芯片的信号耦合端连接；

第一端与所述双向耦合器的发射耦合端连接，第二端与发射隔离模块连接的第一隔离开关，用于在所述基带芯片为信号发射状态时将所述发射耦合端与所述发射隔离模块之间的电路导通，以使所述发射隔离模块将发射误差消除信号发送至所述双向耦合器；

第一端与所述双向耦合器的接收耦合端连接，第二端与接收隔离模块连接的第二隔离开关，用于在所述基带芯片为信号接收状态时将所述接收耦合端与所述接收隔离模块之间的电路导通，以使所述接收隔离模块将接收误差消除信号发送至所述双向耦合器。

2.如权利要求1所述的双向耦合器的切换装置，其特征在于，所述第一隔离开关为单刀单掷开关。

3.如权利要求1所述的双向耦合器的切换装置，其特征在于，所述第二隔离开关为单刀单掷开关。

4.如权利要求1-3任一项所述的双向耦合器的切换装置，其特征在于，所述双向耦合开关为单刀双掷开关。

5.一种耦合装置，其特征在于，包括双向耦合器，还包括如权利要求1至4任一项所述的双向耦合器的切换装置。

6.如权利要求5所述的耦合装置，其特征在于，还包括：

输出端与所述第一隔离开关的第二端连接的所述发射隔离模块，用于在所述第一隔离开关闭合时将发射误差消除信号发送至所述双向耦合器；

输出端与所述第二隔离开关的第二端连接的所述接收隔离模块，用于在所述第二隔离开关闭合时将接收误差消除信号发送至所述双向耦合器。

7.如权利要求6所述的耦合装置，其特征在于，所述发射隔离模块包括：

第一端与所述第一隔离开关的第二端连接，第二端接地的第一下拉电阻，用于在所述第一隔离开关闭合时将所述第一隔离开关的第二端的电压拉低，并输出低电平至信号耦合器，以将所述发射误差消除信号发送至所述双向耦合器。

8.如权利要求7所述的耦合装置，其特征在于，所述第一下拉电阻为50欧姆的电阻。

9.如权利要求6所述的耦合装置，其特征在于，所述接收隔离模块包括：

第一端与所述第二隔离开关的第二端连接，第二端接地的第二下拉电阻，用于在所述第二隔离开关闭合时将所述第二隔离开关的第二端的电压拉低，并输出低电平至信号耦合器，以将所述接收误差消除信号发送至所述双向耦合器。

10.如权利要求9所述的耦合装置，其特征在于，所述第二下拉电阻为50欧姆的电阻。

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