用于減小數(shù)字步進衰減器中的假信號的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方案涉及電子系統(tǒng)，尤其涉及數(shù)字步進衰減器。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字步進衰減器(DS)通常包括衰減器單元和選擇性地調(diào)節(jié)衰減級別的開關(guān)?？刂茊卧軌蛱峁┛刂菩盘?，控制開關(guān)的狀態(tài)，即接通狀態(tài)或關(guān)斷狀態(tài)，這依次控制衰減器單元的狀態(tài)、插入狀態(tài)或衰減狀態(tài)。
[0003]在一個實施例中，控制單元提供控制信號，改變DSA的開關(guān)的狀態(tài)，以增大阻抗且因此增加總衰減。
[0004]在另一實施例中，控制單元提供控制信號，改變DSA的開關(guān)的狀態(tài)，以減小阻抗且因此減小總衰減。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施方案中，衰減器組件包括多個衰減器單元，所述多個衰減器單元具有輸入和輸出且連接在一起。多個衰減器單元各自具有衰減狀態(tài)和插入狀態(tài)，在衰減狀態(tài)下輸入信號在輸入與輸出之間按單元衰減值衰減，在插入狀態(tài)下輸入信號被提供給輸出，而不按衰減值衰減。多個衰減器單元連接而使得衰減器組件限定由多個單元衰減值之和確定的一系列衰減值。
[0006]衰減器組件還包括控制單元，該控制單元將控制信號提供給多個衰減單元從而為特定輸入信號提供衰減組件的選定衰減水平。對于衰減水平的至少一些變化，控制信號具有使衰減單元在插入狀態(tài)與衰減狀態(tài)之間變化的預(yù)定序列，使得當(dāng)衰減水平在第一水平與第二水平之間轉(zhuǎn)接時衰減器組件的暫態(tài)假信號保持在預(yù)選范圍內(nèi)?？刂茊卧獙⒖刂菩盘柼峁┙o多個衰減單元以便當(dāng)在第一水平與第二水平之間轉(zhuǎn)接時根據(jù)序列來實現(xiàn)衰減組件的選定衰減水平。
[0007]根據(jù)一些實施方案，衰減值序列包括時間序列，各個衰減單元按所述時間序列以將選定衰減水平的過沖和欠沖保持在預(yù)定義范圍內(nèi)的時間間隔在所述第一衰減水平與第二衰減水平之間切換?？刂茊卧梢跃哂杏糜趶囊粋€選定衰減水平到另一選定衰減水平的多個變化的多個存儲時間序列以控制各個衰減單元的變化的時序。該控制單元可以包括具有時間蓄力的多個查找表。
[0008]在另一實施方案中，所述衰減器單元均包括分流開關(guān)和具有關(guān)聯(lián)電阻的第一串聯(lián)開關(guān)，其中所述第一串聯(lián)開關(guān)閉合以提供所述衰減狀態(tài)，并且所述分流開關(guān)閉合以提供所述插入狀態(tài)。至少一些所述衰減器單元包括第二串聯(lián)開關(guān)和關(guān)聯(lián)的電阻器，所述關(guān)聯(lián)的電阻器配置為在第一衰減水平與第二衰減水平之間轉(zhuǎn)接期間保持通過與所述第二串聯(lián)開關(guān)相關(guān)聯(lián)的所述電阻器來減小在所述至少一些所述衰減單元的衰減狀態(tài)轉(zhuǎn)接期間發(fā)生的暫態(tài)假信號。
[0009]根據(jù)一個實施方案，多個衰減器單元各自均包括從由T型網(wǎng)絡(luò)、混合T型網(wǎng)絡(luò)和pi型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的群組中選出的衰減網(wǎng)絡(luò)。
[0010]在另一實施方案中，衰減器單元包括可切換組件，所述可切換組件接收來自所述控制單元的控制信號，所述可切換組件使單元在所述衰減狀態(tài)與所述插入狀態(tài)之間切換。所述時間序列可以包括單元時間值T，所述時間序列可以包括所述衰減器中各個所述可切換組件的延遲表，其中所述延遲表將所述控制信號的輸送正時確定為所述單元時間值T的函數(shù)。
[0011]在一個實施方案中，衰減器組件包括多個衰減器單元，其具有輸入和輸出且連接在一起。所述多個衰減器單元各自具有衰減狀態(tài)和插入狀態(tài)，在所述衰減狀態(tài)下輸入信號按單元衰減值在所述輸入與所述輸出之間衰減，在所述插入狀態(tài)下所述輸入信號被提供給所述輸出，而不按所述衰減值衰減。所述多個衰減器單元連接而使得所述衰減器組件限定由所述多個單位衰減值之和確定的一系列衰減值，并且至少一些所述衰減器單元可以包括中間切換組件。
[0012]衰減器組件還包括控制單元，其將控制信號提供給所述多個衰減單元，從而為特定的輸入信號提供所述衰減組件的選定衰減水平。所述控制信號可以具有針對至少一些所述衰減水平的中間控制信號，在所述衰減器單元在所述衰減狀態(tài)與所述插入狀態(tài)之間轉(zhuǎn)接期間，所述中間控制信號實施所述中間切換組件，使得在轉(zhuǎn)接期間所述衰減器的暫態(tài)假信號保持在預(yù)選范圍內(nèi)。在另一實施方案中，控制單元將控制信號提供給多個衰減單元，從而為特定的輸入信號提供所述衰減組件的選定衰減水平。所述控制信號具有針對至少一些衰減水平變化的使衰減單元在所述插入狀態(tài)與所述衰減狀態(tài)之間變化的預(yù)定序列，使得當(dāng)衰減水平在第一水平與第二水平之間轉(zhuǎn)接時，所述衰減器組件的所述暫態(tài)假信號保持在預(yù)選范圍內(nèi)。并且，所述控制單元將所述控制信號提供給所述多個衰減單元以便當(dāng)在所述第一水平與所述第二水平之間轉(zhuǎn)接時根據(jù)所述序列實現(xiàn)所述衰減組件的選定衰減水平。
[0013]在一個實施方案中，衰減值序列包括時間序列，各個衰減單元按所述時間序列以將選定衰減水平的過沖和欠沖保持在預(yù)定義范圍內(nèi)的時間間隔在所述第一衰減水平與第二衰減水平之間切換?？刂茊卧梢跃哂杏糜趶囊粋€選定衰減水平到另一選定衰減水平的多個變化的多個存儲時間序列以控制各個衰減單元的變化的時序?？刂茊卧梢园ň哂袝r間序列的多個查找表。
[0014]在另一實施方案中，每個所述衰減器單元均包括分流開關(guān)和具有關(guān)聯(lián)電阻的第一串聯(lián)開關(guān)，其中所述第一串聯(lián)開關(guān)閉合以提供所述衰減狀態(tài)，并且所述分流開關(guān)閉合以提供所述插入狀態(tài)。至少一些所述衰減器單元包括第二串聯(lián)開關(guān)和關(guān)聯(lián)的電阻器，包括中間切換組件，所述中間切換組件配置為在第一衰減水平與第二衰減水平之間轉(zhuǎn)接期間保持通過與所述第二串聯(lián)開關(guān)相關(guān)聯(lián)的所述電阻器來減小在所述至少一些所述衰減單元的衰減狀態(tài)轉(zhuǎn)接期間發(fā)生的暫態(tài)假信號。
[0015]在本公開的另一方案中，提供了在具有多個衰減單元的衰減組件中在不同衰減水平之間轉(zhuǎn)接的方法。該方法包括:對于多個不同的衰減水平變化，確定所述衰減單元在插入與衰減之間轉(zhuǎn)接的所述多個衰減單元的激活時間序列以從一種衰減水平轉(zhuǎn)接到將在衰減水平之間轉(zhuǎn)接期間的暫態(tài)假信號保持在預(yù)先范圍內(nèi)的另一衰減水平。該方法還包括:確定衰減水平之間的期望變化；并且該方法包括根據(jù)先前確定的所述衰減單元的激活時間序列將控制信號提供給所述衰減單元以在轉(zhuǎn)接到所述衰減水平之間的期望變化。
[0016]在該方法的另一實施方案中，序列可以包括控制信號輸送的時間序列?？刂菩盘柨梢栽谒鼈儚牟檎冶碇腥』睾髞硖峁?br>[0017]在另一實施方案中，該方法可以包括在衰減與插入之間轉(zhuǎn)接期間使一個或多個所述衰減器單元轉(zhuǎn)接到中間狀態(tài)以減小轉(zhuǎn)接期間的暫態(tài)假信號。所述一個或多個衰減器單元可以包括開關(guān)電阻，所述開關(guān)電阻被激活以減小在衰減與插入之間轉(zhuǎn)接的時間段中的暫態(tài)，并且一旦所述轉(zhuǎn)接完成，所述開關(guān)電阻能夠被去激活。
【附圖說明】
[0018]圖1是包括數(shù)字開關(guān)衰減器(DSA)的RF系統(tǒng)的系統(tǒng)級圖。
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的多位DSA系統(tǒng)的示意圖。
[0020]圖3示出了與本發(fā)明的一個實施方案中具有減小的假信號的RF信號相比而言具有較大假信號的RF信號的輸出波形。
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的多位DSA系統(tǒng)中的四位DSA的示意圖。
[0022]圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的用于實現(xiàn)DSA位的衰減單元的示意圖。
[0023]圖5B是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的用于實現(xiàn)DSA位的衰減單元的示意圖。
[0024]圖5C是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的用于實現(xiàn)DSA位的衰減單元的示意圖。
[0025]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的使用FET的四位DSA系統(tǒng)的示意圖。
[0026]圖7A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的多位DSA系統(tǒng)的開關(guān)控制序列的延遲表。
[0027]圖7B是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的多位DSA系統(tǒng)的開關(guān)控制序列的延遲表。
[0028]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的多位DSA系統(tǒng)控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面對實施方案的詳細說明提供了本發(fā)明的具體實施方案的各方面描述。然而，本發(fā)明可以通過如權(quán)利要求所限定和涵蓋的多種不同方式來具體實施。在該說明書中，參考了附圖，在附圖中相似的附圖標記可以表示相同或功能上相似的元件。
[0030]數(shù)字步進衰減器(DSA)可以具有衰減單元串聯(lián)級聯(lián)陣列，每個均提供以分貝(dB)表達的線性衰減量，每個均貢獻于串聯(lián)陣列的總衰減。衰減單元可以各自包括具有諸如混合T型網(wǎng)絡(luò)的；S減網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)開關(guān)和分流開關(guān)，并且開關(guān)能夠?qū)?S減網(wǎng)絡(luò)電親合，以在;S減狀態(tài)下貢獻于總衰減或者在插入狀態(tài)下將衰減網(wǎng)絡(luò)進行電旁通而不貢獻。另外，每個衰減單元可以具有衰減二進制加權(quán)位，例如8db、4dB、2dB和ldB。這樣，每個衰減單元還可以稱為衰減位。
[0031]衰減單元的串聯(lián)開關(guān)和分流開關(guān)可以接收控制信號以控制衰減單元的狀態(tài)，插入或衰減。例如，可能期望基于RF信號的功率水平來增加或減小衰減量。DSA能夠衰減RF信號以保護諸如低噪聲放大器或功率放大器的RF組件。在這些情況下，在信號路徑中置于靈敏的RF組件之前的DSA能夠通過將RF信號的功率衰減到安全水平來保護靈敏組件。
[0032]然而，當(dāng)多于一個的衰減單元改變狀態(tài)時，存在轉(zhuǎn)變期間，在該轉(zhuǎn)變期間內(nèi)，DSA的總衰減以不可預(yù)期的方式變化；當(dāng)轉(zhuǎn)變期間的總衰減(稱為暫態(tài)衰減)變得低于暫停之后的最終衰減值時，則RF信號會經(jīng)歷暫態(tài)過沖。暫態(tài)過沖會導(dǎo)致衰減器輸出處的RF信號瞬間超過衰減器輸出處的輸入組件的安全功率水平并且可能損壞電路組件。可選地，當(dāng)暫態(tài)衰減變得高于最終衰減值時，則RF信號會經(jīng)歷暫態(tài)欠沖。雖然暫態(tài)欠沖不一定導(dǎo)致不安全的功率水平，但是其會導(dǎo)致假信號。
[0033]—般地，暫態(tài)欠沖和暫態(tài)過沖均會導(dǎo)致RF信號失真且被歸類為假信號。而且，由于暫態(tài)欠沖或過沖而經(jīng)歷假信號的RF信號還會由于衰減器阻抗與系統(tǒng)阻抗的失配而經(jīng)歷反射和返回損耗。例如，暫態(tài)衰減是DSA阻抗經(jīng)過稱為暫態(tài)阻抗的阻抗暫態(tài)變化的結(jié)果。如果暫態(tài)阻抗不匹配信號路徑阻抗，則會存在RF反射，RF反射產(chǎn)生差的RF信號行為和返回損耗。
[0034]因此，D