[實用新型]一種基于射頻開關芯片的模擬開關電路

有效

• 申請號: 201721214011.5
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN207283522U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 辛苗;劉建圻;歐啟標;趙振廷;程光
• 申請（專利權）人: 廣東機電職業技術學院
• 主分類號: H03K17/78
• 分類號: H03K17/78;H03K17/16
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本實用新型涉及模擬開關領域，尤其涉及一種開關頻率從直流(0赫茲)至4G(4吉赫茲)的基于射頻開關芯片的模擬開關電路。

背景技術

現有的開關中，有干簧繼電器、光電繼電器、射頻開關、MEMS開關等。其中光繼電器可以通過直流信號，但是由于其機械結構影響，卻導致其高頻性能不好。一般的干簧繼電器比光繼電器高頻性能好一些，但是也在1G以內。一些射頻繼電器有較高的高頻特性，但是其體積較大，價格也非常昂貴。MEMS開關體積較小，但是價格也非常昂貴。射頻開關價格便宜，體積小，其頻帶也可以無限接近DC，但是由于其內部結構限制，要求信號必須通過隔直電容或者保持直流電平為0。

因此，現有技術需要進一步改進和完善。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可以通過直流電流的基于射頻開關芯片的模擬開關電路。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

一種基于射頻開關芯片的模擬開關電路，該模擬開關電路為射頻開關芯片的應用電路，主要用于解決射頻開關芯片不能承載直流電平的問題，實現從直流(0赫茲)到4G赫茲開關頻率的控制，該電路結構主要包括射頻開關芯片、為射頻開關芯片提供穩定電壓的線性穩壓模塊、將信號輸入端的直流成分提取出來的運放模塊、以及驅動射頻開關穩定工作的光耦模塊。所述射頻開關芯片分別與線性穩壓模塊、運放模塊和光耦模塊連接，這樣的電路設計可以將公共輸出端信號的直流成分提取并反饋給線性穩壓模塊的調整端及射頻開關芯片的接地端，從而使線性穩壓模塊的輸出電壓跟隨直流電壓而變化，為射頻開關芯片提供一個相對直流電壓具有固定壓差(3V)的電壓，最終實現射頻開關芯片的公共輸出端與接地端之間不存在直流壓差，保證了直流偏置為零的條件，這樣就可以使得射頻開關芯片的靜態工作點不會隨輸入信號變化而變化。

具體的，所述運放模塊包括運算放大器和用于提取輸出信號直流成分的低通濾波器。所述低通濾波器包括用于衰減高頻信號的第一電阻和濾除高頻信號的第一電容。所述第一電阻的一端與射頻開關芯片的公共輸出端連接，另一端分別與運算放大器的正向輸入端和第一電容的一端連接，第一電容的另一端與電源地連接。所述運算放大器的正、負電源輸入端分別與正、負電源連接。所述運算放大器的反向輸入端分別與輸出端和射頻開關芯片的接地端連接，并使接地端構成參考地(該參考地的電壓隨正向輸入端的電壓變化而變化)，實現射頻開關芯片的接地端電壓跟隨公共輸出端的直流電壓變化而變化。該運放模塊電路實際為電壓跟隨電路，通過“虛短”和“虛斷”原理分析運算放大器的作用可知，正向輸入端電壓與反向輸入端、輸出端、射頻開關芯片的接地端以及參考地的電壓均相同，而且該電壓會跟隨低通濾波器的輸出端電壓變化而變化，由于低通濾波器的作用是將公共輸出端信號的直流成分提取出來，所以直流成分經過電壓跟隨電路后直接反饋到射頻開關芯片的接地端，使得接地端與公共輸出端之間不存在直流壓差，確保了射頻開關芯片直流偏置為零的條件。

具體的，所述光耦模塊包括用于驅動射頻開關芯片的光耦合器和第二電阻。所述光耦合器為常用的光耦合器，即輸入端內部結構為等效發光二極管，輸出端內部結構等效為三極管。所述光耦合器的輸入端分別與控制信號輸入端和電源地連接，具體的，控制芯片的控制管腳與光耦合器的正輸入端連接，光耦合器的負輸入端與電源地連接。所述光耦合器的輸出端分別與射頻開關芯片的控制端和接地端連接，具體的，光耦合器的集電極與射頻開關芯片的控制端連接，發射極與接地端連接。所述第二電阻的一端與射頻開關芯片的電源輸入端連接，另一端與控制端連接。由于射頻開關芯片的接地端電壓跟隨公共輸出端的直流電壓而變化，而用于控制射頻開關芯片的控制芯片與射頻開關芯片采用不同的電源和地(即光耦合器的輸入端的電壓系統與輸出端的電壓系統不同)，因此為了使射頻開關芯片能夠被正常驅動，本方案在控制芯片與射頻開關芯片之間設置光耦合器作為驅動模塊，從而將光耦合器的輸入端與輸出端進行有效隔離，并確保在不改變輸入端、輸出端電壓系統的情況下，可以驅動射頻開關芯片正常工作，從而顯著提高芯片驅動的穩定性和可靠性。