具有關(guān)斷狀態(tài)電容減小的多擲天線開關(guān)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]領(lǐng)域
[0002]本申請(qǐng)一般涉及電子電路的操作和設(shè)計(jì)，尤其涉及天線開關(guān)的操作和設(shè)計(jì)。
[0003]背景
[0004]常規(guī)多擲天線開關(guān)操作用于從天線接收具有各種功率電平的信號(hào)并且將這些信號(hào)引導(dǎo)至恰適的處理電路系統(tǒng)。由于處于關(guān)斷狀態(tài)的開關(guān)路徑中出現(xiàn)的大電容，增加天線開關(guān)投擲數(shù)目導(dǎo)致在高頻處有高插入損耗。此外，每個(gè)開關(guān)路徑可能需要處置不同的信號(hào)功率電平；然而常規(guī)天線開關(guān)中的所有開關(guān)通常被設(shè)計(jì)成處置最高預(yù)期信號(hào)功率，因此增加了成本和電路尺寸。
[0005]相應(yīng)地，公開了具有關(guān)斷狀態(tài)電容減小以實(shí)現(xiàn)低插入損耗、減小的電路尺寸和更低成本的多擲天線開關(guān)。
[0006]附圖簡(jiǎn)述
[0007]通過參照以下結(jié)合附圖考慮的描述，本文中所描述的以上方面將變得更易于明了，在附圖中:
[0008]圖1示出了常規(guī)多擲天線開關(guān)；
[0009]圖2示出了新穎的多擲天線開關(guān)的示例性實(shí)施例；
[0010]圖3不出了解說其相關(guān)聯(lián)的關(guān)斷狀態(tài)電容的開關(guān)的不例性實(shí)施例；
[0011]圖4示出了控制器的示例性實(shí)施例；
[0012]圖5示出了用于操作具有多級(jí)以減小關(guān)斷狀態(tài)電容的天線開關(guān)的示例性方法；以及
[0013]圖6示出了天線開關(guān)裝置的示例性實(shí)施例。
[0014]詳細(xì)描述
[0015]下面結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述旨在作為對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述，而非旨在代表可在其中實(shí)踐本發(fā)明的僅有實(shí)施例。貫穿本描述使用的術(shù)語“示例性”意指“用作示例、實(shí)例或解說”，并且不應(yīng)一定解釋成優(yōu)于或勝于其它示例性實(shí)施例。本具體實(shí)施例部分包括具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在一些實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以框圖形式示出以免煙沒本文中給出的示例性實(shí)施例的新穎性。圖1示出了常規(guī)多擲天線開關(guān)100。天線開關(guān)100包括多個(gè)個(gè)體開關(guān)102，其中每個(gè)開關(guān)具有到天線104的連接。開關(guān)102的輸出106連接到各種發(fā)射和接收電路(未示出)。
[0016]在操作期間，其中一個(gè)開關(guān)被啟用或即“閉合”以啟用天線104到其中一個(gè)發(fā)射/接收電路的連接。由于開關(guān)100的配置，所有個(gè)體開關(guān)102 —般被設(shè)計(jì)為處置該系統(tǒng)中的最尚功率。這意味著每個(gè)開關(guān)包括可能$父大且成本尚昂的尚擊穿電壓器件。進(jìn)一步，當(dāng)一開關(guān)被閉合時(shí)，剩余斷開的開關(guān)提供關(guān)斷狀態(tài)電容。開關(guān)102的并聯(lián)配置意味著這些斷開的開關(guān)102的關(guān)斷狀態(tài)電容將會(huì)組合以形成出現(xiàn)在天線端口處的大電容值并且由此導(dǎo)致大插入損耗。
[0017]圖2示出了新穎的多擲天線開關(guān)200的示例性實(shí)施例。例如，開關(guān)200適于用在無線設(shè)備中。開關(guān)200包括耦合到天線202的第一級(jí)開關(guān)224和耦合到第一級(jí)開關(guān)224的第二級(jí)開關(guān)226以形成連接到天線202的多個(gè)信號(hào)路徑。例如，第一級(jí)開關(guān)224包括一個(gè)第一級(jí)開關(guān)群204，該第一級(jí)開關(guān)群204包括耦合到天線202的三個(gè)第一級(jí)開關(guān)(SW_CM1、SW_CM2、SW_CM3)。第二級(jí)開關(guān)226包括三個(gè)第二級(jí)開關(guān)群206、208和210，在每群中包括多個(gè)第二級(jí)開關(guān)。例如，群 206 包括開關(guān)(SW_CM1_1、SW_CM1_2、SW_CM1_3、SW_CM1_4)，群 208 包括開關(guān)(SW_CM2_1、SW_CM2_2、SW_CM2_3)，并且群 210 包括開關(guān)(SW_CM3_1、SW_CM3_2、Sff_CM3_3)。
[0018]第二級(jí)開關(guān)群206、208和210分別具有連接到各個(gè)發(fā)射和接收電路(未示出)的開關(guān)輸出212、214和216。在示例性實(shí)施例中，第二級(jí)開關(guān)群206、208和210中的開關(guān)耦合到第一級(jí)開關(guān)群204中的開關(guān)，從而減小天線端口 228處的關(guān)斷狀態(tài)電容。應(yīng)當(dāng)注意，開關(guān)200可以配置成包括耦合到任何數(shù)目的第二級(jí)開關(guān)群的任何數(shù)目的第一級(jí)開關(guān)群。
[0019]提供了操作用于控制開關(guān)200的控制器218。控制器218從該無線設(shè)備處的另一實(shí)體(諸如基帶處理器)接收天線控制信號(hào)220。在示例性實(shí)施例中，天線控制信號(hào)220由控制器218使用以生成四個(gè)控制信號(hào)，包括一個(gè)級(jí)I控制信號(hào)(Stagel_gl)和三個(gè)級(jí)2控制信號(hào)(Stage2_gl、Stage2_g2、和Stage2_g3)。如圖2中解說的，這四個(gè)控制信號(hào)被連接成控制開關(guān)群204、206、208和210中的開關(guān)的操作。在示例性實(shí)施例中，每個(gè)控制信號(hào)包括多個(gè)控制位并且每個(gè)位被用來斷開或閉合相應(yīng)開關(guān)?？刂破?18可以配置成生成任何數(shù)目的控制信號(hào)以控制可能在開關(guān)200中使用的任何數(shù)目的開關(guān)群。
[0020]在操作期間，一個(gè)或多個(gè)第一級(jí)開關(guān)224和一個(gè)或多個(gè)第二級(jí)開關(guān)226被啟用或即“閉合”以提供天線202與該無線設(shè)備處選定的發(fā)射/接收電路系統(tǒng)之間的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)路徑。由于開關(guān)200的配置，剩余的關(guān)斷狀態(tài)(或即斷開)開關(guān)相組合以產(chǎn)生降低的電容值，從而導(dǎo)致開關(guān)200具有低插入損耗。例如，當(dāng)?shù)谝患?jí)開關(guān)224和第二級(jí)開關(guān)226中的選定開關(guān)被閉合時(shí)，未連通的信號(hào)路徑中剩余的斷開的開關(guān)相組合以產(chǎn)生比圖1中所示的常規(guī)多擲天線開關(guān)更低的關(guān)斷狀態(tài)電容。例如，若路徑222中的開關(guān)SW_CM1和SW_CM1_1被閉合并且剩余的開關(guān)斷開，則天線端口 228處的總關(guān)斷狀態(tài)電容可以從以下所示的電容A、B和C的并聯(lián)組合(可以被表達(dá)為(A//B//C))來確定。
[0021]A.群206中的剩余非閉合開關(guān)(稱為SW_CM1_XX)并聯(lián)組合的電容
[0022]B.群208中的非閉合開關(guān)(稱為SW_CM2_XX)并聯(lián)組合的電容與第一級(jí)開關(guān)SW_CM2的電容串聯(lián)組合。
[0023]C.第一級(jí)開關(guān)SW_CM3的電容與群210的非閉合開關(guān)(稱為SW_CM3_XX)的電容串聯(lián)組合。
[0024]以上的關(guān)斷狀態(tài)電容結(jié)果低于常規(guī)開關(guān)100，常規(guī)開關(guān)100具有等于[(n_l)*(SW_CMX_XX)]的關(guān)斷狀態(tài)電容，其中η等于天線端口處的開關(guān)投擲的總數(shù)。在各種示例性實(shí)施例中，開關(guān)200的配置可以被延展到具有更大數(shù)目的開關(guān)投擲的天線開關(guān)，諸如SP14T或者16Τ。
[0025]在示例性實(shí)施例中，第一級(jí)開關(guān)群204中的個(gè)體開關(guān)被設(shè)計(jì)為處置系統(tǒng)中的最高功率，這意味著第一級(jí)開關(guān)群204中的每個(gè)開關(guān)包括高擊穿電壓器件。然而，第二級(jí)開關(guān)群206、208和210既包括高擊穿電壓(高功率)器件也包括低擊穿電壓(低功率)器件，以實(shí)現(xiàn)提尚的效率。例如，第一級(jí)開關(guān)群206中的開關(guān)具有親合到尚功率?目號(hào)路徑的輸出212并且因此包括高擊穿電壓器件。然而，第二級(jí)開關(guān)群208、210中的開關(guān)具有耦合到低功率信號(hào)路徑的輸出214、216，并且因此這些開關(guān)包括低擊穿電壓器件以節(jié)省尺寸和成本。由此，開關(guān)200提供了減小的成本和電路尺寸，因?yàn)橹辽僖粋€(gè)開關(guān)群(即，本示例中的群208和210)可以被配置成具有低擊穿電壓器件，這些低擊穿電壓器件與在常規(guī)天線開關(guān)中典型使用的更大器件相比具有更小尺寸和更低成本。應(yīng)當(dāng)注意，基于開關(guān)200形成的信號(hào)路徑的預(yù)期信號(hào)功率，高擊穿電壓器件和低擊穿電壓器件的任何組合可以被利用以節(jié)省空間和降低成本。
[0026]因此，一般而言，開關(guān)200的總關(guān)斷狀態(tài)電容是從與多個(gè)開關(guān)分支的斷開的開關(guān)相關(guān)聯(lián)的電容的并聯(lián)電容組合來確定的，其中每個(gè)開關(guān)分支包括第一級(jí)開關(guān)以及該第一級(jí)開關(guān)串聯(lián)地連接到的所有第二級(jí)開關(guān)。例如，開關(guān)分支230包括第一級(jí)開關(guān)(SW_CM3)和第二級(jí)開關(guān)(SW_CM3_1、SW_CM3_2、SW_CM3_3)。由此，每個(gè)開關(guān)分支具有從其斷開的開關(guān)確定的電容，并且該開關(guān)的總關(guān)斷狀態(tài)電容是從與所有開關(guān)分支相關(guān)聯(lián)的電容的并聯(lián)電容組合來確定的。
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