DE10212380B4 - Radio frequency cross-talk multiplexing device for a dual band mobile phone - Google Patents
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Abstract
Multiplexvorrichtung
mit einem ersten und einem zweiten Radiofrequenz-Umschaltkreis (1,
2), die jeweils einen ersten Eingangsport (EM1, EM2) mit einer diesem
in Serie geschalteten ersten Diode (D1, D3) und einen zweiten Eingangsport
(RE1, RE2) mit einer diesem parallel geschalteten zweiten Diode
(D2, D4) und einen Ausgangsport (S1, S2) aufweisen, dadurch, gekennzeichnet, dass
– eine erste
Steuerung (SW1) vorgesehen ist, die eine Steuerspannung zum gleichzeitigen
Durchschalten der ersten Diode (D1) des ersten Kreises sowie der
zweiten Diode (D4) des zweiten Kreises bereitstellt, und
– eine zweite
Steuerung (SW4) vorgesehen ist, die eine Steuerspannung zum gleichzeitigen
Durchschalten der zweiten Diode (D2) des ersten Kreises sowie der
ersten Diode (D3) des zweiten Kreises bereitstellt.Multiplexing device comprising first and second radio-frequency switching circuits (1, 2) each having a first input port (EM1, EM2) with a first diode (D1, D3) connected in series therewith and a second input port (RE1, RE2) with a first input port this parallel-connected second diode (D2, D4) and an output port (S1, S2), characterized in that
- A first control (SW1) is provided, which provides a control voltage for simultaneously turning on the first diode (D1) of the first circle and the second diode (D4) of the second circle, and
- A second control (SW4) is provided which provides a control voltage for simultaneously switching through the second diode (D2) of the first circle and the first diode (D3) of the second circle.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radiofrequenz-(RF)-Multiplexvorrichtung mit Kreuzsteuerung für Dualbandmobiltelefone des GSM-DCS-Typs. Diese Vorrichtung wird im Bereich der Radiofrequenz-Elektronik verwendet, die Multiplexvorrichtungen einsetzt, um einen oder mehrere RF-Ports untereinander zu verbinden. Sie findet vor allem im Bereich der mobilen Dualbandtelefonie Anwendung, welche zur Sendung und zum Empfang von Nachrichten in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern, wie z.B. den GSM- und DCS-Bändern, Multiplexvorrichtungen einsetzt.The The present invention relates to a radio frequency (RF) multiplexing device with cross control for Dual Band Cell Phones of the GSM DCS Type. This device is used in Area of radio frequency electronics used, the multiplexing devices used to interconnect one or more RF ports. It is mainly used in the field of mobile dual-band telephony, which for sending and receiving messages in two different Frequency bands, such as. the GSM and DCS bands, Multiplex devices used.
In mobiler Dualbandtelefonie ist es notwendig, dass die Telefonantenne in beiden Sendebändern, z.B. GSM und DCS, Nachrichten senden bzw. empfangen kann, ohne dass die Sende- oder Empfangskanäle eines Bandes die Sendung oder den Empfang einer Nachricht in dem anderen Band stören. Mit anderen Worten, zur Sicherung einer guten Sende- und Empfangsqualität ist es wichtig, dass die Multiplexvorrichtung ständig eine starke Isolierung, einerseits zwischen den zwei aktiven Ports, also dem Antennenport und dem aktiven RF-Port, und andererseits zwischen den drei inaktiven RF-Ports, aufweist.In Mobile dual-band telephony, it is necessary that the telephone antenna in both transmission bands, e.g. GSM and DCS, can send or receive messages without the send or receive channels a tape sending or receiving a message in the disturb another band. In other words, to ensure good transmission and reception quality it is important that the multiplexing device is always a strong insulation, on the one hand between the two active ports, ie the antenna port and the active one RF port, and on the other hand between the three inactive RF ports, having.
Zur
Lösung
dieses Problems gibt es derzeit eine Multiplexvorrichtung, die einen
ersten pin-Diodenumschalter für
das GSM-Band, einen zweiten pin-Diodenumschalter für das DCS-Band
und einen GSM-DCS-Diplexerfilter, der beide Umschalter mit einer
gemeinsamen Antenne verbindet, umfasst. In dieser in
Jeder
Umschaltkreis umfasst zwei Eingangsports (bzw. Eingangskanäle), und
zwar einen Sende- und einen Empfangsport, und einen Ausgangsport (bzw.
Ausgangskanal), der mit dem Diplexerfilter
Der
Umschaltkreis
Dieser
Diplexerfilter
Der
Umschaltkreis
Die
erste Diode D1, auch Seriendiode des Kreises
Diese Vorrichtung wird durch eine erste Steuerung SW1 gesteuert, welche über einen an einer Stossinduktanz L1 in Serie geschalteten Widerstand R1 mit der Seriendiode D1 des Sendeports EM1 verbunden ist. Eine zweite Steuerung SW2 ist an der parallelen Diode D2 des Empfangsports RE1 in Serie geschaltet.These Device is controlled by a first controller SW1, which via a at a shock inductance L1 in series resistor R1 with the series diode D1 of the transmission port EM1 is connected. A second Control SW2 is connected to the parallel diode D2 of the receiving port RE1 in FIG Series switched.
In ähnlicher
Weise ist der Umschaltkreis
Der
Empfangsbetrieb in dem Frequenzband des Kreises 1, zum Beispiel
dem GSM-Band, wird durch Polarisierung der Dioden D1 und D2 mit
einem von der Steuerung SW1 zu der Steuerung SW2 fließenden Durchlassstrom
gewährleistet.
Wenn die Steuerung SW1 ein logisches Signal bei 1 sendet, d.h. eine
Gleichspannung mit ausreichendem Wert, werden die Dioden D1 und
D2 durchlässig.
Dementsprechend entsteht ein Kurzschluss an dem Empfangsport RE1
und auch an dem Ende auf der Seite des Empfangsports des Viertelwellennetzes
Q1. Die Eigenschaften des Viertelwellennetzes ermöglichen es,
am anderen Ende dieses Viertelwellennetzes eine unendliche Impedanz
zu erreichen, wodurch die Isolierung des Empfangsports RE1 möglich ist.
Empfangsseitig, da die Diode D1 durchlässig ist, geht das RF-Signal
durch die Diode D1 hindurch und bis zu dem Diplexerfilter
Umgekehrt wird der Sendebetrieb dieser Vorrichtung gewährleistet, indem die Dioden D1 und D2 durch eine umgekehrte Polarisierung gesperrt werden. In diesem Falle wird der Sendeport EM1 durch die gesperrte Diode D1 isoliert und der Empfangsport RE1 ist durchlässig, da die Diode D2 blockiert ist, und das Viertelwellennetz Q1 bei 50 Ohm an seinen beiden Enden funktioniert.Vice versa the transmission operation of this device is ensured by the diodes D1 and D2 are blocked by reversed polarization. In In this case, the transmission port EM1 is blocked by the diode D1 isolated and the reception port RE1 is permeable, since the diode D2 blocked and quarter-wave network Q1 at 50 ohms at both ends works.
Der
Betrieb dieser Vorrichtung ist absolut identisch für das Frequenzband
des Kreises
Dementsprechend,
zur Gewährleistung
der Sendung nur über
den Port EM1, muss nicht nur der Empfangsport RE1, wie vorher erwähnt, sondern auch
der Sendeport EM2 durch die Steuerung SW4 gesperrt werden. Zur Sperrung
des Sendeports EM2 des Kreises
In
der Tat, wie vorstehend erläutert,
um die Sendung auf einem ersten Kanal zu erreichen, müssen die
Dioden des zweiten Kanals (unbenutzten Kanals) durch eine umgekehrte
Polarisation gesperrt werden. Da die Dioden an den Empfangsports
parallel geschaltet sind, wird die Isolierung des Empfangsports
des zweiten Kanals (unbenutzten Kanals) nicht gewährleistet,
wenn über
den ersten Kanal gesendet wird. Daraus ergibt sich ein erster Nachteil,
und zwar das Risiko eines RF-Energieeinlasses über den Empfangsport des Kreises
In der Praxis wurde ein zu hohes Niveau der Harmonischen 2 am Antennenausgang einer solchen Multiplexvorrichtung im Einsatz für ein mobiles GSM/DCS-Dualbandendgerät beim Empfang im GSM-Band festgestellt. Die Analyse des Problems hat ergeben, dass es auf einen Hochfrequenzenergieeinlass über den unbenutzten Empfangsport, nämlich im vorliegenden Fall den DCS-Empfangsport, zurückzuführen war.In The practice was too high a level of harmonics 2 at the antenna output such a multiplexing device in use for a mobile GSM / DCS dual-band terminal when receiving detected in the GSM band. The analysis of the problem has revealed that it is responsive to a high frequency energy input via the unused receiving port, namely in the In this case, the DCS reception port was due.
Außerdem weist diese Vorrichtung den Nachteil auf, dass vier Steuerungen benötigt werden, um die Polarisationen der Dioden umkehren zu können, wobei jede dieser Steuerungen Strom erzeugen oder aufnehmen kann.In addition, points This device has the disadvantage that four controls are needed to to be able to reverse the polarizations of the diodes, with each of these controls Generate or record electricity.
Die WO 00/38 341 A1 beschreibt ein Antennenschaltmodul mit zwei Sender/Empfänger-Schaltungen, die jeweils ihre eigene Frequenz haben. Die beiden Kreise sind an dieselbe Antenne angeschlossen. Bei diesem Modul ist ein Bias-Widerstand zwischen die parallele Diode der ersten Schaltung und der parallelen Diode der zweiten Schaltung geschaltet.The WO 00/38 341 A1 describes an antenna switching module with two transmitter / receiver circuits, each have their own frequency. The two circles are on the same antenna connected. This module has a bias resistor between the parallel diode of the first circuit and the parallel one Switched diode of the second circuit.
Die WO 00/41 326 A1 beschreibt eine Hochfrequenzsteuerung mit einem ersten Verstärkerport, der an eine erste Diode geschaltet ist, einen zweiten Verstärkerport, der an eine zweite Diode geschaltet ist und einen Empfängerport, der an eine dritte Diode geschaltet ist. Somit wird jede Diode durch eine Steuerung geschaltet. Wir haben also eine Vorrichtung mit drei Dioden und drei Schaltern.The WO 00/41 326 A1 describes a high frequency control with a first amplifier port, the is connected to a first diode, a second amplifier port, which is connected to a second diode and a receiver port, which is connected to a third diode. Thus, each diode will go through a controller switched. So we have a device with three Diodes and three switches.
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Multiplexvorrichtung anzugeben, bei der unbenutzte Ports gesperrt werden, wenn einer der Ports benutzt wird.task The invention is to provide a multiplexing device in which unused ports are blocked when one of the ports is used.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Abhängige Patentansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.These Task is solved with the features of claim 1. Dependent claims are to preferred embodiments directed the invention.
Die
bereits beschriebene
Die
Die
Vorrichtung der Erfindung umfasst einen ersten Umschaltkreis
Genauer
gesagt umfasst der Kreis
Der
Kreis
In
der Vorrichtung der Erfindung sind nur zwei Steuerungen SW1 und
SW4 notwendig, um die Dioden D1 bis D4 zu polarisieren und dementsprechend
die Umschaltung der vier Ports der Vorrichtung zu steuern. Hierzu
ist die Steuerung SW1 über
einen Widerstand R1 und eine Stossinduktanz L1 einerseits an der
Seriendiode D1 des Kreises
Somit,
um auf dem GSM-Kanal, d.h. am Port EM1 zu senden, sendet die Steuerung
SW1 ein Signal bei 1, worauf die Diode D1 durchlässig wird. Das Signal kann
dann vom Sendeport EM1 bis zu dem Diplexerfilter
Auf diese Weise ist der Sendeport EM1 gegenüber dem Empfangsport RE1, dem Empfangsport RE2 und dem Sendeport EM2 gut isoliert. So erlaubt die Steuerung SW1 allein, die Umschaltung am Port EM1, d.h. die Sendung auf dem GSM-Kanal, zusteuern.On this way, the transmission port EM1 is opposite to the reception port RE1, the Receive port RE2 and the send port EM2 well insulated. So allowed the controller SW1 alone, switching at the port EM1, i. the Broadcast on the GSM channel, to head.
Auf
symmetrische Weise kann die zweite Steuerung SW4 die Seriendiode
D3 des Kreises
Somit,
wenn ein logisches Signal bei 1 an die Steuerung SW4 angelegt wird,
wird die Diode D2 durchlässig,
was einen Kurzschluss im Empfangsport RE1 verursacht. Die an ihrer
Anode die Steuerung SW1, bzw. eine logische "O",
und an ihrer Kathode die Steuerung SW4, bzw. eine logische "1", aufnehmende Diode D1 wird umgekehrt
polarisiert und demnach gesperrt. Der Sendeport EM1 ist also isoliert.
Außerdem,
da die Steuerung SW4 bei 1 liegt, ist die Seriendiode D3 des Umschaltkreises
Wenn die Steuerung SW4 bei 1 liegt, kann die Sendung daher im DCS-Band erfolgen, wobei die Empfangsports RE2 und RE1 der DCS- und GSM-Bänder sowie auch der Sendeport EM1 des GSM-Bandes isoliert werden. Auf diese Weise kann die Steuerung SW4 allein die Sendung auf dem DCS-Kanal steuern.If the controller SW4 is at 1, the broadcast can therefore be in the DCS band take place, wherein the receiving ports RE2 and RE1 of the DCS and GSM bands as well Also the transmission port EM1 of the GSM band can be isolated. To this Way, the controller SW4 alone can broadcast on the DCS channel Taxes.
Aus
der Lektüre
des Vorstehenden geht hervor, dass die Vorrichtung der Erfindung
mit höchstens einer
Steuerung auf der logischen Stufe "1",
beispielsweise SW1, funktioniert, welche die Diode D1 des Kreises
Außerdem wird keine Polarisierung an die Dioden angelegt, um Nachrichten in dem GSM-Band oder dem DCS-Band zu empfangen. Der Empfang erfolgt also lediglich dadurch, dass die Steuerungen SW1 und SW4 auf logische Null gesetzt werden.In addition, no polarization is applied to the diodes to receive messages in the GSM band or the DCS band. The reception This is done only by setting the controls SW1 and SW4 to logic zero.
Demzufolge ergibt sich die folgende Tabelle:
- – Wenn SW1 bei 1 und SW4 bei 0 liegen, ist die GSM-Sendung zugelassen.
- – Wenn SW1 bei 0 und SW4 bei 1 liegen, ist die DCS-Sendung zugelassen.
- – Wenn SW1 bei 0 und SW4 bei 1 liegen, ist der GSM- oder DCS-Empfang zugelassen
- - If SW1 is 1 and SW4 is 0, the GSM transmission is allowed.
- - If SW1 is 0 and SW4 is 1, DCS transmission is allowed.
- - If SW1 is 0 and SW4 is 1, GSM or DCS reception is allowed
Beispielsweise
kann angegeben werden, dass die angefügten Widerstände R3 und
R4 einen Wert von 390 und die angefügten Stossinduktanzen L3 und
L4 Werte von 39 bis 100 nH aufweisen. Ein derartiger Kreis ermöglicht,
einen Gewinn von ca. 15 dB an der Harmonischen
Es ist zu bedenken, dass der Wert der angefügten Widerstände R3 und R4 so ausgewählt werden muss, dass folgendem Kompromiss Rechnung getragen wird:
- – Wenn der Wert dieser Widerstände zu hoch ist, wird der die parallele Diode des unbenutzten Empfangsports (zum Beispiel RE2) durchfließende Strom nicht ausreichen und der Port wird nicht vollständig isoliert sein;
- – Wenn der Wert der Widerstände zu schwach ist, wird der die parallele Diode des Empfangsport RE1 des ausgewählten Bandes (zum Beispiel GSM) durchfließende Strom zu schwach sein (denn es findet Stromteilung zwischen der Diode und dem Widerstand statt, wobei er parallel ankommt, da er durch eine logische Null gesteuert wird) und der Empfangsport RE1 wird nicht vollständig von dem Sendeport EM1 und der äußeren Umgebung isoliert sein.
- If the value of these resistors is too high, the current flowing through the parallel diode of the unused receive port (RE2, for example) will be insufficient and the port will not be completely isolated;
- If the value of the resistors is too weak, the current flowing through the parallel diode of the receiving band RE1 of the selected band (for example GSM) will be too weak (because current sharing takes place between the diode and the resistor, arriving in parallel) it is controlled by a logic zero) and the receive port RE1 will not be completely isolated from the send port EM1 and the outside environment.
Um dieses Risiko zu vermeiden und die Auswahl der Werte der angefügten Widerstände und Induktanz zu erleichtern, schlägt die Erfindung eine Alternative vor, wobei eine Rücklaufdiode DA mit dem angefügten Widerstand in Serie geschaltet ist. Mit anderen Worten, eine Rücklaufdiode DA ist zwischen der Verbindungsstelle B und dem angefügten Widerstand R4 für die Steuerung SW4 und zwischen der Verbindungsstelle A und dem angefügten Widerstand R3 für die Steuerung SW1 angeschlossen. Diese Rücklaufdiode DA ermöglicht die Sperrung des Gesamtstromanteiles, der durch den Widerstand R3 oder R4 Richtung Masse entweichen könnte, wenn diese durch eine logische Null gesteuert wird.Around to avoid this risk and to select the values of the attached resistors and To facilitate inductance beats the invention provides an alternative, wherein a flyback diode DA with the attached resistor connected in series. In other words, a flyback diode DA is between the junction B and the attached resistor R4 for the controller SW4 and between the junction A and the attached resistor R3 for the controller SW1 connected. This flyback diode DA allows the Blocking of the total current share caused by the resistor R3 or R4 could escape towards mass, if it is controlled by a logical zero.
Wenn beispielsweise die Steuerung SW1 durch eine logische 1 und SW4 durch eine logische O (Fall der GSM-Sendung) gesteuert werden, dann durchläuft der aus der Steuerung SW1 entstehende Strom die Seriendiode D1 und wird anschließend zwischen der geerdeten, parallelen Diode D2 und der aus dem Widerstand R4 und der Induktanz L4 bestehenden, mit der Steuerung SW4 verbundenen Einheit, geteilt. Daher könnte der in der parallelen Diode D4 fließende Strom nicht mehr ausreichen, um diese Diode vollkommen durchlässig zu machen. Die mit dem Widerstand R4 und der Induktanz L4 in Serie geschaltete Rücklaufdiode DA erlaubt, einen Streustrom in Richtung auf die Steuerung SW4 durch den Widerstand R4 hindurch zu vermeiden.If For example, the controller SW1 by a logical 1 and SW4 by a logical O (case of GSM broadcast) are controlled, then goes through the From the controller SW1 resulting current the series diode D1 and is then between the grounded, parallel diode D2 and the resistor R4 and the inductor L4 connected to the controller SW4 Unity, shared. Therefore could the current flowing in the parallel diode D4 is no longer sufficient, completely transparent to this diode close. The connected in series with the resistor R4 and the inductance L4 Flyback diode DA allows a stray current towards the SW4 controller through the To avoid resistance R4 therethrough.
Selbstverständlich gilt das Gleiche für die Rolle der mit dem Widerstand R3 und der Induktanz L3 in Serie geschalteten Rücklaufdiode DA.Of course the same for the role of the resistor R3 and the inductance L3 in series switched flyback diode THERE.
Claims (4)
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