TW201442441A - 一種具有ｌｎａ的高隔離度電路及其提高隔離度的方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種具有LNA的高隔離度電路，包括至少一LNA；一電源，供電給LNA；一使能信號；以及一開關電路，連接在LNA與電源之間，所述使能信號連接開關電路，控制開關電路的接通和斷開，從而控制LNA是否接通電源。本發明還公開了一種提高具有LNA的電路隔離度的方法，通過在LNA不工作時對其斷電，解決了隔離度不足的問題。本發明設計簡單，易於實現，應用廣泛。

Description

一種具有LNA的高隔離度電路及其提高隔離度的方法

本發明係與無線通訊領域有關，特別是關於一種具有LNA(Low-Noise Amplifier低噪音放大器)的高隔離度電路和一種提高具有LNA的電路隔離度的方法。

常用的LNA晶片在Disable狀態下，輸入埠到輸出埠的隔離度仍然有限，而具體應用中往往對隔離度的要求較高，需要提高LNA的隔離度。

WLAN(無線區域網路)收發機具有半雙工的機制，其工作狀態在接收和發射之間進行切換，但不能同時工作在接收和發射狀態。接收狀態和發射狀態不能相互干擾，亦即接收鏈路和發射鏈路需要良好的隔離。

WLAN收發機前端電路通常通過SPDT(Single Pole,Double Throw單刀雙擲開關)實現收發鏈路的隔離以及發射鏈路和接收鏈路對天線的共用。如第一圖所示，SPDT的兩個獨立埠分別對應連接接收鏈路RX、發射鏈路TX，而公共埠與天線ANTENNA連接。

在收發機晶片內部的接收鏈路和發射鏈路共用一些 RF(Radio Frequency射頻)模組，通常接收鏈路和發射鏈路的本振和濾波器是共用的。由於SPDT開關兩獨立埠的隔離度有限，在高功率發射狀態下，發射鏈路的信號會通過SPDT洩露到接收鏈路。

在外接低噪音放大器LNA時，WLAN收發機晶片通過使能信號控制LNA是否工作：使能信號邏輯為True，LNA正常工作，使能信號邏輯為False，LNA不工作。然而LNA在Disable狀態下，輸入埠到輸出埠的隔離度仍有限。通過SPDT洩露到接收鏈路上的信號會通過LNA進入收發機主IC內部，並通過收發共用模組干擾發射信號，進而影響發射信號的品質。

因而，需要一種高隔離度WLAN射頻前端電路，以解決隔離度不足的問題。

此外，在NxN WLAN射頻前端中，需要提升每一條接收鏈路的隔離度。但是如果把提高隔離度的電路應用到每一條鏈路，整個系統將變得非常複雜。因此，需要一種應用在NxN WLAN射頻前端中的簡單而有效提高隔離度的電路。

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種具有LNA的高隔離度電路和一種提高具有LNA的電路隔離度的方法，通過在LNA不工作時對其斷電，解決了隔離度不足的問題。本發明可應用於多種電路中，尤其適用於由SPDT切換發射鏈路和接收鏈路工作的電路中。

為了達到上述目的，本發明提供了一種具有LNA的高隔離度電路，包括：至少一LNA； 一電源，供電給所述LNA；一使能信號；以及一開關電路，連接在所述LNA與所述電源之間，所述使能信號連接所述開關電路，控制所述開關電路的接通和斷開，從而控制所述LNA是否接通所述電源。

進一步優選地，所述開關電路為一電子開關。

進一步優選地，所述使能信號與所述LNA相連接，控制所述LNA的使能與否。

進一步優選地，所述電路還包括：至少一接收鏈路，所述接收鏈路具有至少一個所述LNA；至少一發射鏈路；以及至少一SPDT，所述SPDT具有兩個獨立埠和一個公共埠，所述兩個獨立埠分別對應連接至少一所述接收鏈路和至少一所述發射鏈路。

進一步優選地，所述使能信號為一控制SPDT的收發使能信號。

本發明還提供了一種提高具有LNA的電路隔離度的方法，包括以下步驟：在所述LNA與其供電電源之間連接一開關電路；以及將所述開關電路連接一使能信號，所述使能信號控制所述開關電路的接通和斷開，從而控制所述LNA是否接通電源，由此得到一具有LNA的高隔離電路。

進一步優選地，所述開關電路為一電子開關。

進一步優選地，所述方法還包括： 將所述使能信號與所述LNA相連接，用以控制所述LNA的使能與否。

進一步優選地，所述方法還包括：將所述具有LNA的高隔離電路連接於一SPDT的一獨立埠，構成一接收鏈路；以及將所述SPDT的另一獨立埠連接一發射鏈路。

進一步優選地，所述使能信號為一控制SPDT的收發使能信號。

本發明的效果在於：本發明引入一開關電路來控制LNA是否接通電源，從而在LNA不工作時對其斷電以提高隔離度。該開關電路的導通與否由電路中本已存在的使能信號來控制，無需額外增加控制器件，設計簡單，易於實現。本發明還可應用在具有多個功能和連接關係相類似的LNA的電路中，一個開關電路即可同時控制多個LNA的通電與否，從而有效提高各個鏈路的隔離度而又不會增加電路的複雜程度。本發明尤其適用於提高由SPDT控制的接收鏈路和發射鏈路的隔離度。

10‧‧‧開關電路

第一圖是現有技術的電路示意圖。

第二圖是本發明的電路示意圖。

第三圖是本發明實施例1的電路示意圖。

第四圖是本發明實施例2的電路示意圖。

第五圖是本發明實施例3的電路示意圖。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

如第二圖所示，一種具有LNA的高隔離度電路，包括電源VCC，至少一個LNA，LNA具有一輸入埠RF_IN和一輸出埠RF_OUT。

所述高隔離度電路還包括一開關電路10連接在LNA與電源VCC之間，一使能信號ENABLE與開關電路10連接，控制開關電路10的接通和斷開，從而控制LNA是否接通電源。

具體來講，當ENABLE信號有效時，開關電路10導通，LNA接通電源VCC並正常工作；當ENABLE信號無效時，開關電路10斷開，LNA的供電端被切斷，從而大大增加了其輸入埠RF_IN與輸出埠RF_OUT之間的隔離度。

在具體實施中，電路往往具有多個由同一電源供電並且由同一使能信號ENABLE控制是否工作的LNA，在這種情況下，仍然只需要一個開關電路10，其分別與多個LNA相連接，同時控制多個LNA的通電與否。

在某些具體應用中，如LNA晶片，使能信號ENABLE除了通過開關電路10控制LNA是否接通電源VCC外，還直接與LNA連接，即使能信號ENABLE同時是控制LNA是否使能的信號。

較佳地，所述開關電路10可以為電子開關，即電子開關可以實現開關電路10的功能。

進一步地，本發明所提供的高隔離度電路，還包括：至少一 接收鏈路RX，每一所述接收鏈路RX具有至少一個LNA；至少一發射鏈路TX；以及至少一SPDT(單刀雙擲開關)，其具有兩個獨立埠和一個公共埠，所述兩個獨立埠分別對應連接至少一所述接收鏈路RX和至少一所述發射鏈路TX。

較佳地，所述使能信號ENABLE為一控制SPDT的收發使能信號。

本發明可以應用於多種電路中。

實施例1

如第三圖所示，一種高隔離度WLAN射頻前端電路，包括電源VCC，接收鏈路RX，發射鏈路TX，SPDT，和天線ANT。所述SPDT具有兩個獨立埠和一個公共埠，所述兩個獨立埠分別對應連接所述接收鏈路RX和所述發射鏈路TX，所述公共埠與天線ANT相連接。一收發使能信號R_ENABLE與SPDT相連接，控制SPDT是否工作在接收狀態，而接收鏈路RX包括一個LNA。在接收鏈路RX中的LNA不限數量，在其他實施例中可為一個以上。

高隔離度WLAN射頻前端電路還包括一開關電路10，該開關電路10連接在LNA和電源VCC之間，由收發使能信號R_ENABLE控制開關電路10的接通和斷開，從而控制LNA是否接通電源，即是否工作。

當WLAN射頻前端電路在接收狀態時，收發使能信號R_ENABLE為True，開關電路10導通，使得LNA與電源VCC接通而開始工作。當WLAN射頻前端電路在發射狀態時，收發使能信號R_ENABLE為False，開關電路10斷開，LNA未接通電源VCC，從而接收鏈路RX斷開，阻斷了從發 射鏈路TX洩露過來的信號，以免其混入收發機的內部產生干擾，從而提高了隔離度。

採用高隔離度WLAN射頻前端電路前後，測量對比發射鏈路輸出信號的EVM(Error Vector Magnitude)，可以驗證本發明對輸出信號品質的提升效果。經試驗證明，引入電子開關電路10後，發射鏈路TX輸出信號的EVM提升接近5dB。

較佳地，所述開關電路10可以為電子開關，即電子開關可以實現開關電路10的功能。

實施例2

如第四圖所示，一種高功率NxN WLAN射頻前端電路包括N組射頻鏈路，每一組射頻鏈路中的接收鏈路RX(1-n)和發射鏈路TX(1-n)分別對應連接SPDT(1-n)的兩個獨立埠，而SPDT(1-n)的公共埠與天線ANT(1-n)相連接。每個接收鏈路RX(1-n)包括一個LNA(1-n)。N組射頻鏈路共用一收發使能信號R_ENABLE控制N個SPDT(1-n)是否工作在接收狀態。

一開關電路10連接在電源VCC和N個LNA(1-n)之間，亦即N個LNA(1-n)共用一開關電路10，同時控制所有接收鏈路RX(1-n)上的LNA(1-n)是否接通電源VCC。

當WLAN收發機工作在發射狀態時，收發使能信號R_ENABLE為False，開關電路10不導通，從而斷開N個LNA(1-n)的供電，即所有的接收鏈路RX(1-n)被斷開，阻斷了從SPDT洩露過來的信號。

應用本發明，只需設置一個開關電路10即可提高所有鏈路的 隔離度，從而避免在每條接收鏈路TX(1-n)上設置相關電路，簡化了整體電路，節約了電路板的空間。

較佳地，所述開關電路10可以為電子開關，即電子開關可以實現開關電路10的功能。

實施例3

在WLAN射頻前端模組晶片FEM(Front End Module)中集成了SPDT，SPDT隔離度的不足會影響FEM在高功率射頻應用中的性能。為解決這一問題，在FEM內部集成一開關電路10。

如第五圖所示，SPDT的兩個獨立埠分別與RX雙工器和TX雙工器相連接，SPDT開關的公共埠與天線ANT相連接。RX雙工器分別連接兩條接收鏈路Ra、Rg，每條接收鏈路分別含有一個LNA，即LNAa和LNAg，TX雙工器連接兩條發射鏈路Ta、Tg。收發使能信號R_ENABLE與SPDT連接。

開關電路10連接在電源VCC和兩個LNA：LNAa和LNAg之間，收發使能信號R_ENABLE通過控制開關電路10的導通與否，來控制LNAa和LNAg是否接通電源VCC。

在發射模式下，收發使能信號R_ENABLE控制開關電路10不導通，從而切斷LNAa和LNAg的供電，接收鏈路被斷開，阻斷了從SPDT洩露過來的信號，提高了隔離度。

本實施例中所述收發使能信號R_ENABLE即為SPDT開關的收發使能信號，控制SPDT是否工作在接收狀態。

較佳地，所述開關電路10可以為電子開關，即電子開關可以實現開關電路10的功能。

本發明還提供了一種提高具有LNA的電路隔離度的方法，該方法包括以下步驟：在所述LNA與其供電電源VCC之間連接一開關電路10；以及將所述開關電路10連接一使能信號ENABLE，所述使能信號ENABLE控制所述開關電路10的接通和斷開，從而控制所述LNA是否接通電源VCC。由此，得到一具有LNA的高隔離度電路。

較佳地，所述方法還包括：將所述使能信ENABLE號與所述LNA相連接，用以控制所述LNA的使能與否。

本方法可以應用於具有SPDT的電路中，提高SPDT兩獨立埠的隔離度。具體地，將上述具有LNA的高隔離電路連接於一SPDT的一獨立埠，構成一接收鏈路RX；以及將所述SPDT的另一獨立埠連接一發射鏈路TX。

較佳地，所述使能信號ENABLE為一控制SPDT的收發使能信號。

在具體實施中，電路往往具有多個由同一電源供電並且由同一使能信號ENABLE控制是否工作的LNA，在這種情況下，仍然只需要一個開關電路10，其與多個LNA分別相連接，同時控制多個LNA的通電與否。

較佳地，所述開關電路10可以為電子開關，即電子開關可以實現開關電路10的功能。

本方法還可應用於多種電路中，來提高隔離度。

需要注意的是，以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施方式僅限於此，在本發明的上述指導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種等 效修飾和變形，而這些等效修飾或者變形落在本發明的申請專利範圍內。

10‧‧‧開關電路

Claims (10)

1. 一種具有LNA的高隔離度電路，其特徵在於，包括：至少一LNA；一電源，供電給所述LNA；一使能信號；以及一開關電路，連接在所述LNA與所述電源之間，所述使能信號連接所述開關電路，控制所述開關電路的接通和斷開，從而控制所述LNA是否接通所述電源。
2. 如申請專利範圍第1項所述的高隔離度電路，其特徵在於，所述開關電路為一電子開關。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的高隔離度電路，其特徵在於，所述使能信號與所述LNA相連接，控制所述LNA的使能與否。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的高隔離度電路，其特徵在於，還包括：至少一接收鏈路，所述接收鏈路具有至少一個所述LNA；至少一發射鏈路；以及至少一SPDT，所述SPDT具有兩個獨立埠和一個公共埠，所述兩個獨立埠分別對應連接至少一所述接收鏈路和至少一所述發射鏈路。
5. 如申請專利範圍第4項所述的高隔離度電路，其特徵在於，所述使能信號為一控制SPDT的收發使能信號。
6. 一種提高具有LNA的電路隔離度的方法，包括以下步驟：在所述LNA與其供電電源之間連接一開關電路；以及將所述開關電路連接一使能信號，所述使能信號控制所述開關電路的接通和斷開，從而控制所述LNA是否接通電源，由此得到一具有LNA 的高隔離電路。
7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其特徵在於，所述開關電路為一電子開關。
8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的方法，其特徵在於，還包括：將所述使能信號與所述LNA相連接，用以控制所述LNA的使能與否。
9. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的方法，其特徵在於，還包括：將所述具有LNA的高隔離電路連接於一SPDT的一獨立埠，構成一接收鏈路；以及將所述SPDT的另一獨立埠連接一發射鏈路。
10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其特徵在於，所述使能信號為一控制SPDT的收發使能信號。