专利名称：具有负载调整功能的射频开关矩阵电路及其驱动方法
技术领域：
本发明提供一种射频开关矩阵电路及其驱动方法，特别是指一种具有负载调整功能的射频开关矩阵电路及其驱动方法。
背景技术：
在通信系统高度发展的现代化信息社会之中，无线通信已被广泛运用于人与人的间的日常生活沟通上，人们能经由方便的无线装置随时随地进行信息交换、经验分享与意见沟通。随着无线通信被广泛地运用，各式各样的无线通信产品不断地推陈出新，其中，如同Brunner等人于美国专利第5,754,118号中所述，射频开关矩阵(RF switch matrix)可运用在无线通信中，举例而言，射频开关矩阵可应用于无线通信系统，例如数字卫星广播系统(DSB)和数字电视系统(DVB)。
请参阅图1，图1为公知射频开关矩阵电路100的示意图。射频开关矩阵电路100为一4×2射频开关矩阵电路，其包含有多个开关100a，多个输入端IN-A、IN-B、IN-C、IN-D，以及多个输出端OUT-1、OUT-2。多个射频信号RFa、RFb、RFc、RFd分别输入至输入端IN-A、IN-B、IN-C、IN-D，接着，再经由多个开关100a选择后，输出端OUT-1所输出的射频信号RF1便可以是射频信号RFa、RFb、RFc、RFd中之一；同样地，另一输出端OUT-2所输出的射频信号RF2亦可以是射频信号RFa、RFb、RFc、RFd中之一，一般而言，射频开关矩阵电路100上的输出端OUT-1或输出端OUT-2可再经由外部的放大器而进一步地连接到外部的机顶盒(set-top box，STB)。
对于射频开关矩阵电路100而言，机顶盒可视为具有一特定阻抗(例如75欧姆)的负载电阻，因此，当输出端OUT-1、OUT-2的一并未连接到一外部的机顶盒时，会导致射频开关矩阵电路100的外部负载改变，然而，此一外部负载改变会进一步地影响射频开关矩阵电路100内部多个开关100a的特性，最后造成多个开关100a的间的隔离度(Isolation)变差，举例来说，假设多个开关100a经由适当地控制而选择射频信号RFa、RFd来分别作为自射频开关矩阵电路100输出的射频信号RFa、RFd，当一使用者并未将一机顶盒连接到输出端OUT-1时，则射频信号RFa可能经由射频开关矩阵电路100内部的开关100a而耦合至输出端OUT-2，因此便会进一步干扰输出端OUT-2所欲输出的射频信号RFd。
发明内容
因此本发明的主要目的的一在于提供一种射频开关矩阵电路以及其驱动方法，其可于外部负载改变时，自动调整内部线路来控制负载，以解决公知射频开关矩阵电路因为外部负载改变而导致开关特性(如隔离度)变差的问题。
依据本发明的一实施例，其公开一种具有负载调整功能的射频开关矩阵电路。该射频开关矩阵电路包含有一第一输出单元，用来选择性地输出至少一射频信号；至少一信号切换模块；以及一检测模块，连接到该第一输出单元与该信号切换模块。该信号切换模块包含有一第一负载单元，用来调整该射频开关矩阵电路的负载；以及一第一开关单元，连接到该射频信号、该第一负载单元与该第一输出单元，用来控制该射频信号传递至该第一负载单元或者该第一输出单元。若该检测模块检测到该第一输出单元未连接到一第一外接装置，则该第一开关单元会将该射频信号连接到该第一负载单元。
依据本发明的另一实施例，其另公开一种射频开关矩阵电路的驱动方法。该射频开关矩阵电路包含有一第一输出单元，用来选择性地输出至少一射频信号。该驱动方法包含有提供一第一负载单元，用来调整该射频开关矩阵电路的负载；以及检测该第一输出单元是否连接到一第一外接装置，若检测到该第一输出单元未连接到该第一外接装置，则将该射频信号连接到该第一负载单元而非该第一输出单元。
本发明射频开关矩阵电路中设置有多个负载单元，当射频开关矩阵电路的一输出单元未连接到一外接装置时，原本预定经由一开关单元传递至该输出单元的射频信号便经由该开关单元而导入至一负载单元，因此便可避免因为外部负载改变而导致隔离度变差，因此，本发明射频开关矩阵电路可大幅地提升输出信号的品质。
图1为公知射频开关矩阵电路的示意图。
图2为本发明射频开关矩阵电路的一实施例的示意图。
主要元件符号说明
具体实施方式
请参阅图2，图2为本发明射频开关矩阵电路200的一实施例的示意图。本实施例中，射频开关矩阵电路200为一4×2射频开关矩阵电路，其可应用无线通信系统，例如数字卫星广播系统(DSB)与数字电视系统(DVB)，请注意，上述4×2射频开关矩阵电路仅用来作为一实施例，本发明的技术特征并不局限应用于4×2射频开关矩阵电路。射频开关矩阵电路200包含有多个信号切换模块202、204、206、208，多个输出单元210、212，一检测模块214，以及一4:16解码器216。信号切换模块202、204、206、208均具有相同的功能与电路结构，对于信号切换模块202而言，其包含有多个开关单元222、224与多个负载单元226、228；对于信号切换模块204而言，其包含有多个开关单元232、234与多个负载单元236、238；对于信号切换模块206而言，其包含有多个开关单元242、244与多个负载单元246、248；以及对于信号切换模块208而言，其包含有多个开关单元252、254与多个负载单元256、258。此外，如图2所示，本实施例中，射频开关矩阵电路200使用运算放大器来实施输出单元210、212以及使用电阻来实施负载单元226、228、236、238、246、248、256、258。射频开关矩阵电路200中各元件的功能说明如下。
信号切换模块202、204、206、208分别用来选择性地将射频信号RFa、RFb、RFc、RFd连接到输出单元210、212或负载单元226、228、236、238、246、248、256、258，其中负载单元226、228、236、238、246、248、256、258用来调整射频开关矩阵电路200的负载以改善因为外部负载改变而造成开关单元222、224、232、234、242、244、252、254的隔离度变差的问题，其运作于后详述。4:16解码器216用来依据多个选择信号S1、S2、S3、S4，以控制信号切换模块模块202、204、206、208将将射频信号RFa、RFb、RFc、RFd中两射频信号分别传递至输出单元210、212，而若输出单元210、212的输出端分别连接到外接装置(例如机顶盒)时，输出单元210、212可自相对应的外接装置接收到所要的驱动偏压V1、V2，换句话说，驱动偏压V1、V2可启用(enable)输出单元210、212以放大所选取的射频信号来输出射频信号RF1、RF2至外接装置。检测模块214连接到输出单元210、212，用来检测是否有驱动偏压V1、V2输入至输出单元210、212以判断是否有外接装置(未显示)连接至射频开关矩阵电路200，如上所述，输出单元210、212所需的驱动偏压V1、V2由外接装置所提供，因此，举例来说，假若检测模块214未成功地检测到驱动偏压V1的存在，则检测模块214便判断输出单元210的输出端并未连接到一外接装置。
以下以操作范例来详细说明射频开关矩阵电路200的运作。假设射频开关矩阵电路200欲自射频信号RFa、RFb、RFc、RFd中选取相同的射频信号RFa来分别作为其输出信号，因此4:16解码器216便经由选取信号S1、S2、S3、S4的设定来驱动开关单元222、224，以使射频信号RFa可分别经由开关单元222、224传递至输出单元210、212，而其他未被选取的开关单元232、234、242、244、252、254则会将射频信号RFb、RFc、RFd分别导入到对应的负载单元236、238、246、248、256、258。以开关单元222为例，其此时会连接端点A与端点B。当输出单元220的输出端实际上连接至一外接装置，以及输出单元210的输出端实际上并未连接至一外接装置时，则检测模块214会检测到输入至输出单元210的驱动偏压V1小于一预定值，因此当输出单元210所接收到的驱动偏压V1趋近于地电平时，检测模块214便判断输出单元210的输出端并未连接至一外接装置；另一方面，检测模块214则会检测到输入至输出单元220的驱动偏压大于该预定值，因此当输出单元210所接收到的驱动偏压V1趋近于外接装置的供电电压时，检测模块214便判断输出单元220的输出端连接至一外接装置。此时，因为检测模块214判断输出单元210的输出端未连接至一外接装置，因此检测模块214便会输出一检测信号至由4:16解码器216所选取的对应输出单元210的开关单元222，以便进一步地驱动开关单元222将射频信号RFa导入至负载单元226。对于开关单元222而言，此时其便会连接端点A与端点C。
本实施例中，负载单元226、228、236、238、246、248、256、258为电阻，而其电阻值与射频开关矩阵电路200所连接的外接装置有关，亦即，对射频开关矩阵电路200而言，若外接装置的等效阻抗为75欧姆时，则负载单元226、228、236、238、246、248、256、258便以75欧姆的电阻来实施。所以，当输出单元210的输出端实际上并未连接至一外接装置时，负载单元226便用来作为一外接装置以提供适当的阻抗，以降低外部负载改变时而造成开关单元222的隔离度变差的问题，换句话说，当开关单元222将射频信号RFa导入至负载单元226后，流经开关单元222的射频信号RFa便不会干扰到另一输出单元212所接收的射频信号RFa。
对于另一操作范例而言，假设射频开关矩阵电路200欲自射频信号RFa、RFb、RFc、RFd中选取不同的射频信号RFa、RFc来分别作为其输出信号，因此4:16解码器216便经由选取信号S1、S2、S3、S4的设定来驱动开关单元222、244，以使射频信号RFa、RFc可分别经由开关单元222、244传递至输出单元210、212，而其他未被选取的开关单元224、232、234、242、252、254则会将射频信号RFa、RFb、RFc、RFd导入到对应的负载单元228、236、238、246、256、258。然而，当输出单元220的输出端实际上连接至一外接装置，以及输出单元210的输出端实际上并未连接至一外接装置时，则检测模块214会检测到输入至输出单元210的驱动偏压趋近于接地电平，此时，因为检测模块214判断输出单元210的输出端未连接至一外接装置，因此检测模块214便会输出一检测信号至由4:16解码器216所选取的对应输出单元210的开关单元222，以便进一步地驱动开关单元222将射频信号RFa导入至负载单元226。所以，负载单元226便用来作为一外接装置以提供适当的阻抗，以降低外部负载改变时而造成开关单元222的隔离度变差的问题，换句话说，当开关单元222将射频信号RFa导入至负载单元226后，流经开关单元222的射频信号RFa便不会干扰到另一输出单元212所接收的射频信号RFa。
请注意，其他开关单元232、234、244、252、254的操作方式同于上述的开关单元226、224、242，皆会依据检测模块214所输出的检测信号来将射频信号RFa、RFb、RFc、RFd连接到相对应的负载单元236、238、248、256、258，其详细操作便不另赘述。
相较于公知技术，本发明射频开关矩阵电路中设置有多个负载单元，当射频开关矩阵电路的一输出单元未连接到一外接装置时，原本预定经由一开关单元传递至该输出单元的射频信号便经由该开关单元而导入至一负载单元，因此便可避免因为外部负载改变而导致隔离度变差，因此，本发明射频开关矩阵电路可大幅地提升输出信号的品质。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种射频开关矩阵电路，其包含有一第一输出单元，用来选择性地输出至少一射频信号；至少一信号切换模块，其包含有一第一负载单元，用来调整该射频开关矩阵电路的负载；以及一第一开关单元，连接到该射频信号、该第一负载单元与该第一输出单元，用来控制该射频信号传递至该第一负载单元或者该第一输出单元；以及一检测模块，连接到该第一输出单元与该信号切换模块；其中若该检测模块检测到该第一输出单元未连接到一第一外接装置，则该第一开关单元会将该射频信号连接到该第一负载单元。
2.如权利要求1所述的射频开关矩阵电路，其中若该第一输出单元预定输出该射频信号，且该检测模块检测到该第一输出单元未连接到该第一外接装置，该第一开关单元才会将该射频信号连接到该第一负载单元。
3.如权利要求1所述的射频开关矩阵电路，其中若该第一输出单元并未预定输出该射频信号，则该第一开关单元会直接将该射频信号连接到该第一负载单元。
4.如权利要求1所述的射频开关矩阵电路，其中该第一负载单元为一电阻。
5.如权利要求1所述的射频开关矩阵电路，其中该第一输出单元为一放大器。
6.如权利要求5所述的射频开关矩阵电路，其中若该检测模块检测到对应该第一输出单元的运算放大器的驱动偏压小于一预定值，则触发该第一检测信号。
7.如权利要求1所述的射频开关矩阵电路，其应用于一数字卫星广播系统(DSB)或一数字电视系统(DVB)。
8.如权利要求7所述的射频开关矩阵电路，其中该第一外接装置为一机顶盒(STB)。
9.如权利要求1所述的射频开关矩阵电路，其还包含有一第二输出单元，用来选择性地输出该射频信号，其中该信号切换模块还包含有一第二负载单元，用来调整该射频开关矩阵电路的负载；以及一第二开关单元，连接到该射频信号、该第二负载单元与该第二输出单元，用来控制该射频信号传递至该第二负载单元或者该第二输出单元；其中该检测模块另连接到该第二输出单元，若该检测模块检测到该第二输出单元未连接到一第二外接装置，则该第二开关单元将该射频信号连接到该第二负载单元。
10.如权利要求9所述的射频开关矩阵电路，其中若该第一输出单元预定输出该射频信号，且该检测模块检测到该第一输出单元未连接到该第一外接装置，该第一开关单元才会将该射频信号连接到该第一负载单元；以及若该第二输出单元预定输出该射频信号，且该检测模块检测到该第二输出单元未连接到该第二外接装置，该第二开关单元才会将该射频信号连接到该第二负载单元。
11.如权利要求9所述的射频开关矩阵电路，其中若该第一输出单元并未预定输出该射频信号，则该第一开关单元会直接将该射频信号连接到该第一负载单元；以及若该第二输出单元并未预定输出该射频信号，则该第二开关单元会直接将该射频信号连接到该第二负载单元。
12.如权利要求9所述的射频开关矩阵电路，其包含有多个信号切换模块，分别连接到该第一、第二输出单元与多个射频信号。
13.如权利要求12所述的射频开关矩阵电路，其为一4×2射频开关矩阵电路。
14.如权利要求1所述的射频开关矩阵电路，其包含有多个信号切换模块，分别连接到该第一输出单元与多个射频信号。
15.一种射频开关矩阵电路的驱动方法，其包含有(a)提供一第一负载单元，用来调整该射频开关矩阵电路的负载，以及提供一第一输出单元，用来选择性地输出至少一射频信号；(b)检测该第一输出单元是否连接到一第一外接装置；以及(c)若检测到该第一输出单元未连接到该第一外接装置，则将该射频信号连接到该第一负载单元而非该第一输出单元。
16.如权利要求15所述的驱动方法，其中步骤(c)包含有于该第一输出单元预定输出该射频信号，且该第一输出单元被检测到未连接到该第一外接装置时，耦接该射频信号至该第一负载单元。
17.如权利要求15所述的驱动方法，其还包含有若该第一输出单元并未预定输出该射频信号，则驱动该第一开关单元直接将该射频信号连接到该第一负载单元。
18.如权利要求15所述的驱动方法，其中步骤(a)包含有使用一电阻来作为该第一负载单元。
19.如权利要求15所述的驱动方法，其中步骤(a)包含有使用一放大器来作为该第一输出单元。
20.如权利要求19所述的驱动方法，其中步骤(b)包含有若检测到该运算放大器的驱动偏压小于一预定值，则判断该第一输出单元未连接到该第一外接装置。
21.如权利要求15所述的驱动方法，其应用于一数字卫星广播系统(DSB)或一数字电视系统(DVB)。
22.如权利要求21所述的驱动方法，其中该第一外接装置为一机顶盒(STB)。
23.如权利要求15所述的驱动方法，其中该射频开关矩阵电路还包含有一第二输出单元，用来选择性地输出该射频信号，以及该驱动方法还包含有(d)提供一第二负载单元，用来调整该射频开关矩阵电路的负载；(e)检测该第二输出单元是否连接到一第二外接装置；以及(f)若检测到该第二输出单元未连接到该第二外接装置，则将该射频信号连接到该第二负载单元而非该第二输出单元。
24.如权利要求23所述的驱动方法，其中步骤(c)包含有于该第一输出单元预定输出该射频信号，且该第一输出单元被检测到未连接到该第一外接装置时，耦接该射频信号至该第一负载单元；以及步骤(f)包含有于该第二输出单元预定输出该射频信号，且该第二输出单元被检测到未连接到该第二外接装置时，耦接该射频信号至该第二负载单元。
25.如权利要求23所述的驱动方法，其还包含有若该第一输出单元并未预定输出该射频信号，则驱动该第一开关单元直接将该射频信号连接到该第一负载单元；以及若该第二输出单元并未预定输出该射频信号，则驱动该第二开关单元直接将该射频信号连接到该第二负载单元。
全文摘要
一种具有负载调整功能的射频开关矩阵电路，其包含有一第一输出单元用来选择性地输出至少一射频信号，至少一信号切换模块，以及一检测模块连接到该第一输出单元与该信号切换模块。该信号切换模块包含有一第一负载单元，用来调整该射频开关矩阵电路的负载；以及一第一开关单元，连接到该射频信号、该第一负载单元与该第一输出单元，用来控制该射频信号传递至该第一负载单元或者该第一输出单元。若该检测模块检测到该第一输出单元未连接到一第一外接装置，则该第一开关单元会将该射频信号连接到该第一负载单元。
文档编号H01P1/10GK1797841SQ20041001158
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月21日 优先权日2004年12月21日
发明者蔡合掌, 徐光宇 申请人:联笙电子股份有限公司