在你拿着手机打电话或者上网时,你可能不会想到,在手机里有种小小的射频器件,在以每秒钟近千次的速度快速切换,帮助你享受到高速、低延迟、高清晰度的通信服务。这个小器件就是射频开关(RF Switch)。
射频开关是一种能够让手机在不同射频信号通路之间切换的器件,它就好像是信号的“桥梁”,不断将信号通路连接或切换。射频开关应用的范围也很广泛,在2G/3G/4G/5G蜂窝通信系统、Wi-Fi、蓝牙、GPS等系统中,均是不可或缺的器件。
和家里电灯开关一样,对于射频开关来说,只有“打开”、“关闭”两种状态,功能非常简约。但这种简约的功能背后,却隐藏着复杂而精妙的设计思路,以及不简单的技术挑战。
本文将从目前手机中最常用的开关:SOI开关出发,讨论“简约而不简单”的射频开关设计。
一、射频开关:功能简约
功能简约
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应用简约
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频段选择:使信号在多个不同的射频通路间切换 -
收发切换:在TDD(时分双工)系统中,完成接收与发射的切换 -
天线切换:在多天线系统中,使信号在不同天线间切换
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评价简约
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二、射频开关:做好不简单
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发射通路上的开关必须要承载大功率的通过 -
切换速度要足够的快 -
复杂系统下,开关的“刀”和“掷”数目激增
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大功率的处理
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低插入损耗:SOI开关具有低阻抗和低电容,可以减少RF路径中的信号衰减和功耗; -
宽带宽:SOI开关可以在很宽的频率范围内工作,从9 kHz到44 GHz甚至更高,这使得它们能够支持多种标准和频段; -
CMOS兼容的正极控制接口:SOI开关可以与CMOS逻辑电路轻松集成,并由正电压信号控制,这简化了设计并降低了成本; -
坚固的ESD保护:SOI开关在所有引脚上设计具有高ESD耐受性电路,这增强了RF系统的可靠性和耐用性。
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切换速度的处理
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优化控制逻辑拓扑,简化控制路径 -
提升控制电路驱动能力,快速实现控制信号的切换 -
优化偏置电路,缩短控制信号充放电时间
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复杂架构的处理
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多T处理
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多P处理
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多通处理
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总 结
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原文始发于微信公众号(射频学堂)