[发明专利]数字切换式衰减器

说明书

提供了一种在切换式衰减器中使用的衰减单元。该衰减单元包含具有输入、第一开关、电阻网络、第二开关和输出的衰减路径。该电阻网络提供从输入到输出的期望的衰减。该衰减单元还包含与衰减路径并联的旁路路径，该旁路路径在输入和输出之间具有旁路开关。该衰减单元还具有耦接在电阻网络和参考节点之间的分路开关，以选择性地将电阻网络连接到参考节点。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.SC叉引用A(e)要求早期申请日的权益，并根据PCT第8条(如适用)要求2016年8月16日提交的共同未决的美国临时专利申请号62/375,782、以及2016年11月11日提交的共同未决的美国临时专利申请号62/420,649的优先权，每个临时专利申请通过引用整体并入本文以用于全部目的。

背景技术

衰减器一般在基本上不会使诸如电磁信号或射频信号之类的信号的波形失真的情况下，降低该信号的功率。衰减器可以是提供恒定衰减电平的固定衰减器、或者可以是可在多个衰减电平之间配置的可调节的衰减器。可调节的多步长衰减器一般通过级联多个衰减单元(cell)而形成，该多个衰减单元与每个单元之间的电容元件串联耦接。各个衰减单元要么被选择要么被旁路，以实现变化的总衰减电平。

发明内容

各方面和示例涉及包含直接耦接的切换式衰减单元的切换式衰减器，其提供宽的带宽、简化的控制和对工艺变化的低敏感性。宽的带宽可以例如通过以下方式来实现：在不用有意的(intentional)电容元件将一个衰减单元耦接到下一个衰减单元的情况下，将一个衰减单元直接地耦接到下一个衰减单元，从而使切换式衰减器不那么依赖于频率并且扩展了可用带宽。这提供了适用于更广泛应用的衰减器，其与常规设计相比对于给定设计支持更低的低频和更高的高频。简化的控制例如可以通过允许将对各个衰减单元的期望的衰减电平与控制信号的任意映射来实现。此外，本文所公开的切换式衰减器不那么易受到工艺变化的影响，这至少部分地由于在每个衰减单元内实现各种衰减电平的设计方法，该设计方法使用所选择的电路架构和以各种组合的少数元件阻抗来形成整体期望的阻抗值。尽管制造技术和工艺变化带来元件阻抗的变化，但这种方法导致整体阻抗是一致的。

根据一个方面，提供衰减单元以在切换式衰减器中使用。衰减单元包含具有输入、第一开关、电阻网络、第二开关和输出的衰减路径。电阻网络电气地布置在第一开关和第二开关之间，并且被配置为提供从输入到输出的期望的衰减。衰减单元还包含旁路路径和分路开关，该旁路路径与衰减路径并联且具有布置在输入和输出之间的旁路开关，该分路开关耦接在电阻网络和参考节点之间以选择性地将电阻网络连接到参考节点。

根据一些实施例，第一开关、第二开关、旁路开关和分路开关包含切换元件，所述切换元件是晶体管、二极管或微机电元件中的一个。

在至少一个实施例中，旁路开关包含多个切换元件，其数目与第一开关和第二开关中的切换元件的组合数目相等。旁路开关、第一开关和第二开关可以各自形成在公共集成电路裸芯上。在一些实施例中，旁路开关可以具有与第一开关和第二开关的组合基本上相似的寄生特性。旁路开关、第一开关和第二开关可以包含全部相同类型的切换元件。

在一些实施例中，分路开关包含至少四个切换元件。分路开关可以包含八个切换元件。在一些实施例中，分路开关包含若干切换元件，切换元件的数目被选择以降低在任何切换元件中达到击穿电压的可能性。

在实施例中，电阻网络可以是π形网络、T形网络、Δ形网络或桥接T形网络。电阻网络可以具有50欧姆的特性阻抗。电阻网络可以包含多个电阻元件。多个电阻元件中的每个可以是相同的。

根据其它方面，提供了一种模块、耦合器、放大器和通信设备，其包含根据上述任何实施例的衰减单元。通信设备可以包含被配置为产生发送信号并且接收接收信号的收发器，并且可以包含耦接到收发器并且被配置为发送发送信号并且接收接收信号的天线和/或电缆。