[发明专利]优化功率钳位的方法和装置

说明书

钳位电路可以用于在RF前端中提供有效且高效的电压钳位。钳位电路包括两个串联耦接的信号路径开关和与串联耦接的信号路径开关并联耦接的旁路开关。二极管从串联耦接的信号路径开关之间的点耦接至参考电位。另外，RF前端内的输出选择开关具有集成的电压钳位，以更有效地对来自RF前端的输出电压进行钳位。可以在沿着直接增益信号路径，沿着衰减增益路径以及沿着旁路路径的各个位置处使用附加输出钳位电路。

技术领域

本发明涉及电子电路，并且更具体地涉及功率钳位电路。

背景技术

射频(RF)接收器用于单向和双向无线电中，例如在包括蜂窝电话、平板电脑和全球定位系统(GPS)设备的个人电子设备中得到应用。由这样的RF接收器接收到的信号可能在强度上显著变化。因此，通过限制到接收器的输入电路系统的功率来保护这样的接收器内的电路通常是个问题。当以比电路被设计接收的功率水平大的功率水平施加信号时，限制功率可以避免对输入电路的损坏或防止输入电路中的故障。

例如，RF接收器可以被设计成接收相对弱的信号，诸如可以从远距离蜂窝基站发射器发射的信号。为了以允许这样的信号被使用的方式接收这样的信号，必须具有相对高增益、低噪声的放大器(LNA)来放大信号。然而，在一些情况下，例如当RF接收器在RF信号发射器(例如，蜂窝塔)附近时，接收的信号的RF信号功率可能相对高(例如，处于或大于约20dBm)。在这种情况下，接收器内的放大可能会损坏LNA后面的电路。因此，在至少一些情况下，保护输入电路免受以如下功率水平接收的信号的影响是有用的：上述功率水平太大而使这些输入电路无法安全地接收信号。

图1是具有无源旁路模式的现有技术RF接收器前端100的示意图。无源旁路模式用于旁路有源LNA 114，有源LNA 114在没有被旁路的情况下放置在信号路径中以放大相对弱的接收的信号。RF输入选择开关102将来自输入选择开关102的输入的四个RF_IN信号线103之一选择性地耦接至直接增益路径104或衰减路径106。应当注意，在整个本公开内容中，具有字母字符(例如103a、103d等中的“a”和“d”)的附图标记由数字字符单独共同引用(例如，在本示例中为103，指的是RF_IN信号线中的所有四个RF_IN信号线)。此外，为了简化和减少图中的混乱，在图1中仅明确地示出了附图标记103a和103d。但是，示出的另外两个RF_IN信号线应当理解为分别与附图标记103b和103c相关联。

耦合至直接增益路径104的信号通过输入选择开关102的第一输出107输出。第一输出107通过阻抗匹配电感器110和DC阻隔电容器112耦接至LNA 114。输入钳位电路116耦接在电感器110、电容器112与参考电位(例如，诸如接地的固定电位)之间。钳位电路116包括两个二极管，这两个二极管背对背耦接以将到LNA 114的输入电压保持在预定电压范围内。LNA 114的输出通过输出衰减器118耦接至输出选择开关120的第一输入，该输出选择开关120能够选择将第一输入或第二输入耦接至输出134。

衰减路径106将通过输入选择开关102的第二输出109输出的RF_IN信号耦合至输入衰减器122。衰减器122的输出耦接至衰减器路径选择开关124的输入。衰减器路径选择开关124将输入耦接至两个选择开关输出之一。在一种状态下，开关124引导信号通过衰减器增益路径125，该信号流过电感器110和电容器112到达LNA 114的输入。如上所述，钳位电路116限制提供给LNA 114的输入电压。