用射频开关优化智能手机信号

用射频开关优化智能手机信号

       Skyworks Solutions公司最近开发出多款高掷数的开关，其中包括用于多频段操作的单刀十掷开关。举例来说，型号为SKY13362-389-LF的单刀十掷(SP10T)开关支持多达5个3G蜂窝通信频段。这种开关由4个CMOS/TTL兼容的控制电压所控制，集成了CMOS解码器和GSM发送滤波器，可在单个+2.5V至+3.0VDC电源下工作，工作频率范围从0.4GHz至2.2GHz。从天线端口到收发器端口的典型插损值为0.5dB，天线端口到任一GSM发送端口的插损是1.1dB，天线到接收端口的插损也是1.1dB。隔离度至少17dB，最高32dB(取决于测量的是哪两个端口)。这种开关具有5μs的切换速度，在UMTS模式下测试时的输入3阶截取点为+61dBm或更高，开关采用3.0x3.8mm扁平无引线(QFN)封装供货。

        Skyworks Solutions公司推出的型号为SKY14152的前端模块包含有集成式绝缘硅开关和控制器、GSM发送滤波器和单频段差分SAW接收滤波器。其中的开关是一种单刀八掷(SP8T)元件，工作频率范围从0.4GHz至2.17GHz。在开关的发送接收端口可以承受至少+27dBm的功率，典型的插损在0.7dB以下。任何两个端口之间的隔离度至少有30dB。SKY14152模块针对数据卡应用作了优化，采用20引脚、3.2x3.2mm多芯片模块(MCM)封装供货。

        在一些手持式应用中，允许直接连接手机电池(具有正确的电源电压范围)的产品是很有用的。未来设计也可能从基于GPIO的控制接口转为工业标准可编程接口中，以适应高掷数的天线开关模块应用。

       随着3G多模和多频架构的普及，对频段/模式开关的需求越来越多。高线性的频段和/或模式开关可以在宽带码分多址(WCDMA)信号通过天线开关模块发送出去之前，将该信号从功率放大器(PA)输出端切换入合适的频率双工器。对频段或模式开关的要求取决于所选择的功放架构。在单模架构场合，由于GSM发送通道和线性宽带CDMA通道是分开的，因此只要求频段开关能够将WCDMA信号从功放输出端传递到双工器。在多模、多频信号路径架构场合，由于GSM和WCDMA信号通过同一功放发送，模式开关必须能够处理更大功率的饱和GSM调制信号。两种功放架构一般都有一条高频段和一条低频段放大器链。在单模架构中，开关只需用来选择多个宽带CDMA双工器中的一个。

       根据需要支持的宽带CDMA频段数量，频段或模式开关通常是单刀双掷(SPDT)或单刀三掷(SP3T)配置。然而，在空间十分宝贵的设计中，这个功能可以合并为双刀四掷(DP4T)开关或双刀五掷(DP5T)开关，这样的配置可以处理多达5个频段。对这些开关的要求取决于开关必须处理的射频信号电平。目标是提供足够的线性度，不给系统增加由开关引起的信号失真。

         频段开关可同时用于前置功放和后置功放，因为在多频段平台中频段会增加或合并。选择pHEMT还是绝缘硅技术通常由实际控制电压的大小决定。当控制电压为2.8V或以上时，pHEMT技术是一个很好的选择。当射频子系统使用较低电压的逻辑信号(如1.8V)时，绝缘硅技术更加合适。与高掷数的开关不同，低掷数的GaAs器件由于尺寸受限，通常不会采用电荷泵电路。

       Skyworks Solutions公司提供的频段/模式开关产品包括适合低逻辑电平(1.8V控制逻辑)的绝缘硅器件和GaAs pHEMT器件。绝缘硅开关器件包括SPDT型号SKY13330-397LF、SP3T型号SKY13345-368LF和双刀四掷(DP4T)型号SKY14155-368LF等。GaAs pHEMT集成电路(IC)包括型号为SKY13351-378LF、SKY13320-374LF和SKY13321-360LF的SPDT开关、型号为SKY13309-370LF和SKY13317-373LF的SP3T开关以及型号为SKY14151-350LF的SP4T开关。