[发明专利]一种时分双工无线收发芯片的直连匹配方法

说明书

本发明涉及通信集成电路技术领域，具体公开了一种时分双工无线收发芯片的直连匹配方法，包括：建立发射电路PA的输出端口和接收电路LNA的差分输入端口；将射频放大器PA输出端通过匹配电路与天线连接，在T型低通滤波1和T型低通滤波2之间设置节点A；将节点A通过单端转差分匹配电路连接到接收电路LNA的差分输入端口。本发明利用电感电容的串并联特性，采用直连的匹配方法，结合芯片内部开关的切换，在T型低通滤波1和T型低通滤波2之间设置节点A，将芯片射频前端的发射和接收电路连接在一起，能有效隔离发射和接收信号路径之间的相互影响，实现天线开关的功能，并有效地简化了外围应用电路，节约了成本。

技术领域

本发明属于通信集成电路技术领域，特别涉及一种时分双工无线收发芯片的直连匹配方法。

背景技术

时分双工是利用时间分隔技术，只使用一个频率来发射和接收信号。因此时分双工无线收发芯片只需一个天线，通过控制天线开关使收发芯片分时工作于发射或接收模式。无线收发芯片射频前端都包含射频功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA),分别负责发射无线信号到天线和从天线接收无线信号并放大到内部电路。根据最大功率传输要求，为有效的发射和接收无线信号，射频前端和天线之间需要阻抗匹配。无线收发芯片的传统匹配电路通过天线开关将射频前端的发射和接收电路连接在一起。

天线开关是用于切换射频信号通路的电子开关，现有匹配技术如图1所示的无线收发芯片带天线开关的匹配应用电路图。当无线收发芯片发射时，天线开关切换到TX位置，射频放大器PA，通过匹配元件Lchoke,C1,L1,π型低通滤波1，天线开关，π型低通滤波2连接到天线，通过天线辐射电磁波信号。当无线收发芯片接收时，天线开关切换到RX位置，从天线接收的电磁波信号，通过π型低通滤波2，天线开关，单端转差分匹配电路输入到内部差分LNA电路。

上述天线开关插入损耗小，隔离度高，能有效隔离发射和接收路径之间的相互干扰。但是天线开关价格昂贵，外围应用复杂，因为天线开关是一个有源器件，它每个端口需要外接隔直电容来隔离直流信号，而且它需要两个逻辑控制信号来实现开关的切换，因此要占用芯片两个IO口的资源。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种时分双工无线收发芯片的直连匹配方法，包括：建立发射电路PA的输出端口TX和接收电路LNA的差分输入端口RXP、RXN，输入端包括两个NMOS开关管NMp和NMn，所述NMp和NMn的栅极由TX_en控制，源极接地，漏极分别接RXP、RXN输入端；将射频放大器PA输出端TX通过匹配电路与天线连接，包括将匹配元件Lchoke、C1、T型低通滤波1、T型低通滤波2连接到天线；在所述T型低通滤波1和T型低通滤波2之间设置节点A；将所述节点A通过单端转差分匹配电路连接到接收电路LNA的差分输入端口RXP、RXN；完成将芯片射频前端的发射电路和接收电路的直连匹配。

进一步的，所述T型低通滤波1包括电感L1、电感L2、电容C2；所述电感L1和电感L2串联，所述电容C2连接在所述电感L1和电感L2之间。所述T型低通滤波2包括电感L3、电感L4、电容C3；所述电感L3和电感L4串联，所述电容C3连接在所述电感L3和电感L4之间。所述天线、T型低通滤波2、T型低通滤波1、C1串联连接到射频放大器PA的输出端口TX,所述输出端口TX与地之间存在寄生电容Cpar。

进一步的，所述RXP、RXN的输入端连接单端转差分匹配电路，所述单端转差分匹配电路包括三个电感L5、L6、L7和两个电容C4、C5；电感L5连接在输入端口RXP、RXN之间；电感L6连接在输入端RXP和地之间；电容C4连接在输入端RXN和地之间；电感L7连接在输入端RXN和节点A之间；电容C5连接在输入端RXP和节点A之间；在芯片处在发射模式时，TX_en＝1,所述开关管NMp和NMn导通，芯片输入端口RXP、RXN被开关管连接到地，所述电感L7和电容C5形成并联谐振；当芯片处在接收模式时，TX_en＝0,所述开关管NMp和NMn断开，所述LNA正常工作于接收模式。

进一步的，所述节点A位于所述电感L2和所述电感L3之间。