[發(fā)明專利]適用于恒包絡(luò)非線性調(diào)制的片上集成收發(fā)匹配網(wǎng)絡(luò)及方法

有效

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• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN108683434B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐棟麟;曹克;王照鋼;李歆
• 申請（專利權(quán)）人: 上海亮牛半導體科技有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴

本發(fā)明提供了一種適用于恒包絡(luò)非線性調(diào)制的片上集成收發(fā)匹配網(wǎng)絡(luò)及方法，芯片在接收狀態(tài)時，第一切換開關(guān)閉合，使片上發(fā)射電路的發(fā)射端TX到片外天線的端口之間沒有信號連通，且第二切換開關(guān)關(guān)斷，天線端口的信號得以通過天線匹配網(wǎng)絡(luò)、片上變壓器送至片上接收電路的接收端RX；在發(fā)射狀態(tài)時，第一切換開關(guān)關(guān)斷，使發(fā)射端TX的信號通過輸出帶通濾波網(wǎng)絡(luò)送到天線端口，且第二切換開關(guān)閉合，使片上變壓器處于短路連接到GND的狀態(tài)。本發(fā)明可在集成電路硅片上設(shè)計實現(xiàn)，片外除了天線無需額外匹配器件，能夠濾除恒包絡(luò)非線性調(diào)制信號發(fā)射時產(chǎn)生的大量高次諧波分量，在輸入時提供對所需頻段的帶通選擇，還利用片上電感形成對芯片天線端的靜態(tài)電荷放電保護。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種射頻集成電路片上匹配電路，尤其是適用恒定包絡(luò)非線性調(diào)制通信方式的片上天線匹配電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)有射頻電路天線的匹配電路往往是利用片外元器件（電容，電感等）在印刷電路板（PCB）上實現(xiàn)，對元器件的阻抗的精度及PCB的設(shè)計都提出了較高的要求，也增加了BOM（物料清單）成本。也有人嘗試把匹配網(wǎng)絡(luò)做到片上，但無法有效地濾除發(fā)射信號的高次諧波，會對其它通信頻段產(chǎn)生干擾。

隨著集成電路的發(fā)展，越來越多的電路及外圍器件集成到硅片上，尤其在智能穿戴及低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域，更對芯片的集成度提出了很高的要求。把天線匹配網(wǎng)絡(luò)，以及或需的BALUN（片上實現(xiàn)的電感變壓器，用于單端、雙端轉(zhuǎn)換，阻抗轉(zhuǎn)換等，簡稱片上變壓器）、收發(fā)切換開關(guān)（SWITCH）集成到片上，不僅降低了集成電路應(yīng)用時的匹配難度，增加了工作的穩(wěn)定性，而且極大地減少了印刷電路板上元器件的數(shù)量和體積，充分滿足了智能穿戴設(shè)備和低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求，具有極大的技術(shù)意義和市場價值。

在低功耗物聯(lián)網(wǎng)和智能穿戴設(shè)備里，常用到一種通信調(diào)制方式是恒包絡(luò)非線性調(diào)制，如高斯頻移動鍵控（Gauss Frequency Shift Keying，GFSK），具有對發(fā)射鏈路實現(xiàn)難度低，功耗低的特點，因此被廣泛采用。但也由于非線性調(diào)制，往往輸出頻譜含有很強的高次諧波分量，會對別的頻段產(chǎn)生嚴重的干擾，必須加以濾除才能符合通信兼容規(guī)范。目前缺乏一種可以在恒定包絡(luò)非線性調(diào)制通信方式下，有效濾除高次諧波分量的片上天線匹配電路。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，本發(fā)明提供了一種適用于恒包絡(luò)非線性調(diào)制通信的片上集成電路收發(fā)匹配網(wǎng)絡(luò)及方法，可以在集成電路硅片上設(shè)計實現(xiàn)，無需額外的片外匹配器件，并能夠極大地濾除恒包絡(luò)非線性調(diào)制信號發(fā)射時產(chǎn)生的大量高次諧波分量，同時在輸入、輸出時提供了對所需頻段的帶通選擇，還利用片上電感形成了天然的對芯片天線端靜態(tài)電荷放電保護。

為了達到上述目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案是提供一種適用于恒包絡(luò)非線性調(diào)制的片上集成電路收發(fā)匹配網(wǎng)絡(luò)，其包含：片上的電感L1、電感L2、電容C1、電容C2、電容C3、NMOS管的開關(guān)S1、片上變壓器；片外設(shè)有天線；

片上發(fā)射電路輸出用的發(fā)射端TX連接電感L2一端，電感L2的另一端在節(jié)點B連接開關(guān)S1的漏端以及電容C2的一個極板，開關(guān)關(guān)S1的源端連接到GND，開關(guān)S1通過接入其柵極的接收使能信號RXEN來控制；

電容C2的另一個極板、電容C1的一個極板和電感L1的一端，均連接到天線的端口；電容C1的另一個極板連接到GND；

電感L1的另一端在節(jié)點A連接片上變壓器的初級線圈輸入端，初級線圈的另一端與電容C3的一個極板連接到GND，電容C3的另一個極板連接到節(jié)點A；片上變壓器的次級線圈與片上接收電路的接收端RX連接。

可選地，芯片工作在接收狀態(tài)時，形成有完全直流連通的靜電釋放路徑，其從天線端口經(jīng)電感L1連接到片上變壓器的初級線圈，進而連接到GND；

芯片工作在發(fā)射狀態(tài)時，形成有完全直流連通的靜電釋放路徑，其從天線端口經(jīng)電感L1連接到GND。

可選地，將電感L1另一端、電容C1另一個極板的連接結(jié)構(gòu)，替換為：