[实用新型]一种基于射频开关芯片的模拟开关电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及模拟开关领域，尤其涉及一种开关频率从直流(0赫兹)至4G(4吉赫兹)的基于射频开关芯片的模拟开关电路。

背景技术

现有的开关中，有干簧继电器、光电继电器、射频开关、MEMS开关等。其中光继电器可以通过直流信号，但是由于其机械结构影响，却导致其高频性能不好。一般的干簧继电器比光继电器高频性能好一些，但是也在1G以内。一些射频继电器有较高的高频特性，但是其体积较大，价格也非常昂贵。MEMS开关体积较小，但是价格也非常昂贵。射频开关价格便宜，体积小，其频带也可以无限接近DC，但是由于其内部结构限制，要求信号必须通过隔直电容或者保持直流电平为0。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以通过直流电流的基于射频开关芯片的模拟开关电路。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种基于射频开关芯片的模拟开关电路，该模拟开关电路为射频开关芯片的应用电路，主要用于解决射频开关芯片不能承载直流电平的问题，实现从直流(0赫兹)到4G赫兹开关频率的控制，该电路结构主要包括射频开关芯片、为射频开关芯片提供稳定电压的线性稳压模块、将信号输入端的直流成分提取出来的运放模块、以及驱动射频开关稳定工作的光耦模块。所述射频开关芯片分别与线性稳压模块、运放模块和光耦模块连接，这样的电路设计可以将公共输出端信号的直流成分提取并反馈给线性稳压模块的调整端及射频开关芯片的接地端，从而使线性稳压模块的输出电压跟随直流电压而变化，为射频开关芯片提供一个相对直流电压具有固定压差(3V)的电压，最终实现射频开关芯片的公共输出端与接地端之间不存在直流压差，保证了直流偏置为零的条件，这样就可以使得射频开关芯片的静态工作点不会随输入信号变化而变化。

具体的，所述运放模块包括运算放大器和用于提取输出信号直流成分的低通滤波器。所述低通滤波器包括用于衰减高频信号的第一电阻和滤除高频信号的第一电容。所述第一电阻的一端与射频开关芯片的公共输出端连接，另一端分别与运算放大器的正向输入端和第一电容的一端连接，第一电容的另一端与电源地连接。所述运算放大器的正、负电源输入端分别与正、负电源连接。所述运算放大器的反向输入端分别与输出端和射频开关芯片的接地端连接，并使接地端构成参考地(该参考地的电压随正向输入端的电压变化而变化)，实现射频开关芯片的接地端电压跟随公共输出端的直流电压变化而变化。该运放模块电路实际为电压跟随电路，通过“虚短”和“虚断”原理分析运算放大器的作用可知，正向输入端电压与反向输入端、输出端、射频开关芯片的接地端以及参考地的电压均相同，而且该电压会跟随低通滤波器的输出端电压变化而变化，由于低通滤波器的作用是将公共输出端信号的直流成分提取出来，所以直流成分经过电压跟随电路后直接反馈到射频开关芯片的接地端，使得接地端与公共输出端之间不存在直流压差，确保了射频开关芯片直流偏置为零的条件。

具体的，所述光耦模块包括用于驱动射频开关芯片的光耦合器和第二电阻。所述光耦合器为常用的光耦合器，即输入端内部结构为等效发光二极管，输出端内部结构等效为三极管。所述光耦合器的输入端分别与控制信号输入端和电源地连接，具体的，控制芯片的控制管脚与光耦合器的正输入端连接，光耦合器的负输入端与电源地连接。所述光耦合器的输出端分别与射频开关芯片的控制端和接地端连接，具体的，光耦合器的集电极与射频开关芯片的控制端连接，发射极与接地端连接。所述第二电阻的一端与射频开关芯片的电源输入端连接，另一端与控制端连接。由于射频开关芯片的接地端电压跟随公共输出端的直流电压而变化，而用于控制射频开关芯片的控制芯片与射频开关芯片采用不同的电源和地(即光耦合器的输入端的电压系统与输出端的电压系统不同)，因此为了使射频开关芯片能够被正常驱动，本方案在控制芯片与射频开关芯片之间设置光耦合器作为驱动模块，从而将光耦合器的输入端与输出端进行有效隔离，并确保在不改变输入端、输出端电压系统的情况下，可以驱动射频开关芯片正常工作，从而显著提高芯片驱动的稳定性和可靠性。