CN203387509U - 一种兼容tdd和fdd的双模功放的电路排版结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构，包括PCB印刷电路板：功放分为共用电路部分和专用电路，包括上行射频链路、下行射频链路及电源处理部分；射频开关、负载、环形器及相应的电源控制电路的TDD模式专用电路；双工器及相应的电源控制电路的FDD模式专用电路；在电容排版时TDD模式和FDD模式使用相同的共用电路，专用电路则需要分别排版。本实用新型的有益效果是：在一个PCB上有TDD和FDD两种模式的电路，根据工作模式的需要选择相应的工电路来实现TDD和FDD两种模式的选择。采用本实用新型有效提高了PCB的兼容性和通用性，节约了开发费用。

Description

一种兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构

技术领域

本实用新型涉及一种电路排版结构，更具体说，它涉及一种兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构。

背景技术

随着无线通信的发展，2G/3G/4G等多种制式的网络同时都需要进行室内覆盖。而传统的每种设备只能支持一种工作模式，其开发模式是先根据一种网络制式进行开发，产品完成后再进行改制包括一部分的器件替换以适应其它网络制式的应用，这导致产品系列的开发周期很长且不能迅速的响应市场需求。如果原先开发的平台是FDD制式的，针对TDD制式的市场需求改制是无法实现的，还需要重新进行新开发，反之亦然。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理，兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构。

这种兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构，包括PCB印刷电路板：把所述的功放分为共用电路部分和专用电路，包括上行射频链路、下行射频链路及电源处理部分这3个共用电路；射频开关、负载、环形器及相应的电源控制电路的TDD模式专用电路；双工器及相应的电源控制电路的FDD模式专用电路；在电容排版时TDD模式和FDD模式使用相同的共用电路，专用电路则需要分别排版；共用电路与专用电路通过选择连接部相连接可分别实现TDD及FDD的工作状态。所述的选择连接部由一对焊接点或一对焊接孔组成，其中一个焊接点或焊接孔与所述的共用电路部分连接，另一个焊接点或焊接孔与专用电路连接。

作为优选：所述的选择连接部根据选择使用的工作状态，选择焊接连通器件，在选用的专用电路和共用电路之间焊接连通器件使整个电路连通。

作为优选：TX_IN为功放下行输入信号；RX_OUT为功放上行输出信号；PA_EN为下行开关信号；为上行开关信号；VCC为功放输入电源；PA为功放下行射频链路；RX为功放上行射频链路；U1为环形器；U2为双工器；U4为带使能功能的稳压电源，U20为射频开关，通过其6脚的TX/RX Ctrol信号可以把从7脚输入的上行信号输出到功放上行射频链路，把环形器反射的下行信号输出到负载R1，根据U20选择的器件对TX/RX Ctrol信号的定义，其可直接连接PA_EN或LNA_EN;1Q1、1Q3为晶体三级管；1Q2、1Q4为高速开关；两者通过PA_EN信号输出开关电源VCC_OUT1并给下行射频链路供电；

当选择TDD工作模式时：选择连接部连通1R4，1R5，1R10，1R12，1R13，1R15，1R16，1Q2，1Q4，U1。此时VCC_IN经U4稳压后输出VCC_OUT，在PA_EN、1Q1、1Q2和LNA_EN、1Q3、1Q4的控制下分别输出开关电源VCC_OUT1和VCC_OUT2；VCC_OUT1给下行射频链路供电，使其正常工作；VCC_OUT2给上行射频链路供电，使其正常工作；下行射频信号经PA放大后通过环形器U1输出到天线口ANT，其反射信号经U20导通到负载R1；上行信号从天线口ANT输入后经环形器和U20导通输出到RX，经RX放大后输出模块；

当选择FDD工作模式时：选择连接部连通2R1，2R2，2R3，2R4，2R5，2R6，2R7，2R8，U2；此时VCC_IN经U4稳压后输出VCC_OUT，VCC_OUT经电阻2R6，2R8后直接给下行射频链路和上行射频链路供电；功放下行输入信号经PA放大后从2R1，双工器U2和2R2输出到天线口ANT；上行输入信号后从2R2，双工器U2，2R3，2R4，2R5输出到RX，信号在RX放大后输出。

本实用新型的有益效果是：提供了一种兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构，在一个PCB上有TDD和FDD两种模式的电路，根据工作模式的需要选择相应的工电路来实现TDD和FDD两种模式的选择。采用本实用新型有效提高了PCB的兼容性和通用性，节约了开发费用。

附图说明

图1是FDD模式功放基本结构；

图2是TDD模式功放基本结构；

图3是兼容TDD和FDD的双模功放射频电路部分的排版结构；

图4是兼容TDD和FDD的双模功放电源及开关电路部分的排版结构；

图5是兼容TDD和FDD的双模功放电源及开关电路部分优化的排版结构；

图6是兼容TDD和FDD的双模功放射频电路部分优化的排版结构；

图7是兼容TDD和FDD封装针对环形器和双工器在PCB板上的布局示意图；

图8是兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版机构整体原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。虽然本实用新型将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本实用新型限制在所述实施例中。相反，本实用新型将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本实用新型的范围内的替换物、改进型和等同物。

这种兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构，包括PCB印刷电路板：把所述的功放分为共用电路部分和专用电路，包括上行射频链路、下行射频链路及电源处理部分这3个共用电路；射频开关、负载、环形器及相应的电源控制电路的TDD模式专用电路；双工器及相应的电源控制电路的FDD模式专用电路；在电容排版时TDD模式和FDD模式使用相同的共用电路，专用电路则需要分别排版；共用电路与专用电路通过选择连接部相连接可分别实现TDD及FDD的工作状态。所述的选择连接部由一对焊接点或一对焊接孔组成，其中一个焊接点或焊接孔与所述的共用电路部分连接，另一个焊接点或焊接孔与专用电路连接。所述的选择连接部根据选择使用的工作状态，选择焊接连通器件。即在选用的专用电路和共用电路之间焊接连通器件使整个电路连通。所述的连通器件可更具使用的环境来选择是电阻器件或电容器件。所述的专用电路上的器件在PCB印刷电路板可使用具有兼容性的封装为来焊接，来减小功放面积。所述的兼容性封装在电路结构上同时处于FDD模式电路和TDD模式电路上，它可以焊接2种或2种以上的器件，可根据需要焊接FDD模式的器件或者TDD模式的器件，分别实现整个电路的FDD模式工作状态和TDD模式工作状态。

如图1、图2所示，TDD和FDD模式功放的基本电路和结构都是一致的，上行射频链路、下行射频链路及电源处理部分都能相互共用，不同点在于：TDD模式需要高速开关对射频链路的电源进行切换，来保证上下行信号切换的工作状态；天线口上下行信号的双工方式不一样，TDD模式的电路采用环形器加射频开关及负载的方式实现时分上的工作模式，而FDD模式的电路采用双工器的方式实现频分上的工作模式。这两种模式的功放虽有一些差别，但总体的电路、结构都一致，在PCB的布局上很多器件也能共用，只要对个别器件在电路结构和器件封装上进行改进和优化就能使PCB实现TDD和FDD的兼容。

下面以具体的电路结构对本实用新型的具体设计思想和事项方式进行说明：

参见图3，这是兼容TDD和FDD的双模功放射频电路部分的排版结构。图中U1为环形器，U2为双工器，U3为射频开关，R1为负载，C1、C2为U3的电源滤波电容，1R1，1R2，1R3，1R4，1R5，2R1，2R2，2R3，2R4，2R5为选择连接部，ANT、TX_OUT、RX_IN分别对应图1、图2中的天线口ANT、下行射频链路输出口TX_OUT及上行射频链路输入口RX_IN，VCC为U3射频开关的电源，TX/RX_Ctrol对应图2中的上下行切换信号。如图所示，当连通1R1，1R2，1R3，1R4，1R5这5个选择连接部时实现：下行信号由下行射频链路输出口TX_OUT经U1环形器的1脚从2脚输出，再到天线口ANT输出，上行信号由天线口ANT经U1的2脚从3脚输出，再经过U3射频开关后连到上行射频链路输入口RX_IN。这个电路再加上上行射频链路和下行射频链路就是TDD模式功放完整的射频链路。当连通2R1，2R2，2R3，2R4，2R5这5个选择连接部时实现：下行信号由下行射频链路输出口TX_OUT经U2双工器的1脚从2脚输出，再到天线口ANT输出，上行信号由天线口ANT经U2的2脚从3脚输出，连接到上行射频链路输入口RX_IN。这个电路再加上上行射频链路和下行射频链路就是FDD模式功放完整的射频链路。

参见图4所示，这是兼容TDD和FDD的双模功放电源及开关电路部分的排版结构。

图中U4为带使能功能的稳压电源，根据3脚EN口的电压控制5脚的电源输出是否工；1Q1为晶体三级管；1Q2为高速开关；C3，C4，C5，C6，C7为电容器件；R2，R3，1R11,1R12,1R13为电阻器件；PA_EN为下行开关信号5.8V,5V分别为功放的输入电源和稳压后的电源电压。其中U4与C3，C4，C5，C6，C7及R2，R3组成完整的稳压电路，完成功放电源的处理。1Q2与1R11,1R12,1R131Q1组成一个根据PA_EN电压的电源切换电路。如图所示，当连通1R6，1R7，1R8，1R9，1R10这5个选择连接部时实现电源电压稳压后的切换输出，可以作为TDD模式的功放功放的下行射频链路的电源使用。当连通2R6,2R7这2个选择连接部时电路实现由PA_EN控制的稳压输出，可以作为FDD模式的功放的下行射频链路的电源使用。同理，若图4中的下行开关信号换成上行开关信号，则该电路也可根据选择连接部的选择联通实现FDD和TDD兼容的上行射频链路的电源控制。

通过以上的措施可以实现TDD和FDD两种模式的功放在电路结构和PCB上的兼容，通过选择连接部上的连通器件的焊接实现功放是TDD模式工作还是FDD模式工作。在这里连通器件可以为0欧姆的电阻器件，对于图3中的射频链路连通器件也可以为相应的电容器件。

由于功放只能工作在一种工作模式，因此在确定功放的工作状态时，另一种工作状态的专用电路就可以不焊接来节省成本。而功放的电路结构也可以进行简化，如图5，图6所示，与原来的电路结构图4，图3相比，它们省略了一些选择连接部，用原来的专用电路的一部分电路来作为选择连接部，如图5中的1R12它原是TDD模式时电源切换电路的一部分电路，但在这里把它作为选择连接部是时能实现与原来1R6同样的功能。同理，图6中的U1实现了图3中其1R1,1R2,1R3这3个选择连接部的功能，即焊接U1（2R1,2R2,2R3不焊接）可以实现TDD的工作模式，焊接2R1,2R2,2R3这3个选择连接部时（U1不焊接）实现FDD的工作模式。这种设计思想也可以用到别的电路上，大大减少电路上选择连接部的数量，在PCB布局时也有一定的左右。

当然，要做到TDD和FDD两种工作模式兼容我们的电路结构肯定比做单一工作模式要复杂一些，PCB的占用面积也会大一些。所有本实用新型使用一种兼容性封装的设计思想来解决这个问题。

如图7所示，它是图6中U1(环形器)、U2(双工器)及相应的选择连接部在PCB布局时的示意图，图中U3是兼容U1，U2两种器件贴片的封装，它的管脚有6个，1,2,3脚对应U1封装的1,2,3脚，它的4,5,6脚对应U2的1,2,3脚，它的特点是把两个器件封装重叠在一起，焊接时根据需要的工作模式灵活的在U3上焊接U1或者U2，大大节省了PCB的布局面积。

如图8所示为整体的电路原理图，TX_IN为功放下行输入信号；RX_OUT为功放上行输出信号；PA_EN为下行开关信号；为上行开关信号；VCC为功放输入电源；PA为功放下行射频链路；RX为功放上行射频链路；U1为环形器；U2为双工器；U4为带使能功能的稳压电源，U20为射频开关，通过其6脚的TX/RX Ctrol信号可以把从7脚输入的上行信号输出到功放上行射频链路，把环形器反射的下行信号输出到负载R1，根据U20选择的器件对TX/RX Ctrol信号的定义，其可直接连接PA_EN或LNA_EN;1Q1、1Q3为晶体三级管；1Q2、1Q4为高速开关；两者通过PA_EN信号输出开关电源VCC_OUT1并给下行射频链路供电。

当选择TDD工作模式时：选择连接部连通1R4，1R5，1R10，1R12，1R13，1R15，1R16，1Q2，1Q4，U1。此时VCC_IN经U4稳压后输出VCC_OUT，在PA_EN、1Q1、1Q2和LNA_EN、1Q3、1Q4的控制下分别输出开关电源VCC_OUT1和VCC_OUT2；VCC_OUT1给下行射频链路供电，使其正常工作；VCC_OUT2给上行射频链路供电，使其正常工作。下行射频信号经PA放大后通过环形器U1输出到天线口ANT，其反射信号经U20导通到负载R1；上行信号从天线口ANT输入后经环形器和U20导通输出到RX,经RX放大后输出模块。

当选择FDD工作模式时：选择连接部连通2R1，2R2，2R3，2R4，2R5，2R6，2R7，2R8，U2；此时VCC_IN经U4稳压后输出VCC_OUT，VCC_OUT经电阻2R6，2R8后直接给下行射频链路和上行射频链路供电；功放下行输入信号经PA放大后从2R1，双工器U2和2R2输出到天线口ANT；上行输入信号后从2R2,双工器U2，2R3，2R4，2R5输出到RX，信号在RX放大后输出。

这种设计不局限于两种器件的封装兼容，根据设计需要及器件封装的大小可以有多个器件封装可以做成这种兼容性封装的形式，即一个封装兼容多个器件的焊接。

Claims (3)

1.一种兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构，其特征在于：包括PCB印刷电路板：把所述的功放分为共用电路部分和专用电路，包括上行射频链路、下行射频链路及电源处理部分这3个共用电路；射频开关、负载、环形器及相应的电源控制电路的TDD模式专用电路；双工器及相应的电源控制电路的FDD模式专用电路；在电容排版时TDD模式和FDD模式使用相同的共用电路，专用电路则需要分别排版；共用电路与专用电路通过选择连接部相连接能够分别实现TDD及FDD的工作状态；所述的选择连接部由一对焊接点或一对焊接孔组成，其中一个焊接点或焊接孔与所述的共用电路部分连接，另一个焊接点或焊接孔与专用电路连接。

2.根据权利要求1所述的兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构，其特征在于：所述的选择连接部根据选择使用的工作状态，选择焊接连通器件，在选用的专用电路和共用电路之间焊接连通器件使整个电路连通。

3.根据权利要求1所述的兼容TDD和FDD的双模功放的电路排版结构，其特征在于：TX_IN为功放下行输入信号；RX_OUT为功放上行输出信号；PA_EN为下行开关信号；为上行开关信号；VCC为功放输入电源；PA为功放下行射频链路；RX为功放上行射频链路；U1为环形器；U2为双工器；U4为带使能功能的稳压电源，U20为射频开关，通过其6脚的TX/RX Ctrol信号可以把从7脚输入的上行信号输出到功放上行射频链路，把环形器反射的下行信号输出到负载R1，根据U20选择的器件对TX/RX Ctrol信号的定义，其可直接连接PA_EN或LNA_EN；1Q1、1Q3为晶体三级管；1Q2、1Q4为高速开关；两者通过PA_EN信号输出开关电源VCC_OUT1并给下行射频链路供电；

当选择TDD工作模式时：选择连接部连通1R4，1R5，1R10，1R12，1R13，1R15，1R16，1Q2，1Q4，U1；此时VCC_IN经U4稳压后输出VCC_OUT，在PA_EN、1Q1、1Q2和LNA_EN、1Q3、1Q4的控制下分别输出开关电源VCC_OUT1和VCC_OUT2；VCC_OUT1给下行射频链路供电，使其正常工作；VCC_OUT2给上行射频链路供电，使其正常工作；下行射频信号经PA放大后通过环形器U1输出到天线口ANT，其反射信号经U20导通到负载R1；上行信号从天线口ANT输入后经环形器和U20导通输出到RX,经RX放大后输出模块；

当选择FDD工作模式时：选择连接部连通2R1，2R2，2R3，2R4，2R5，2R6，2R7，2R8，U2；此时VCC_IN经U4稳压后输出VCC_OUT，VCC_OUT经电阻2R6，2R8后直接给下行射频链路和上行射频链路供电；功放下行输入信号经PA放大后从2R1，双工器U2和2R2输出到天线口ANT；上行输入信号后从2R2,双工器U2，2R3，2R4，2R5输出到RX，信号在RX放大后输出。

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