一种自适应偏置射频功率放大器制造技术

技术编号:15434666 阅读:172 留言:0更新日期:2017-05-25 17:52
本实用新型专利技术提供了一种自适应偏置射频功率放大器,其包括:前端功率放大器,对射频输入信号进行前端功率放大;中间功率放大器,对射频信号进行中间功率放大;采样电路,对所述前端功率放大器输出的经过前端放大后的射频信号进行电压采样得到采样电压;整流电路,将所述采样电压转换成直流电压;低通滤波电路,对所述直流电压进行低通滤波;电压‑电流转换电路,将经过低通滤波后的所述直流电压转化成直流电流为所述中间功率放大器的输出端提供偏置电流;第一场效应晶体管,接受经过中间功率放大后的射频信号,对所述射频信号进行放大以输出射频输出信号。本实用新型专利技术中的自适应偏置射频功率放大器的增益直接基于射频输入信号的功率大小进行动态调节。

An adaptive bias RF power amplifier

The utility model provides an adaptive bias RF power amplifier, including front-end power amplifier, the RF input signal of front-end power amplifier; intermediate power amplifier, RF signal of intermediate power amplifier; the sampling circuit, the output of the front-end power amplifier after RF front signal amplified voltage sampling sampling voltage; rectifier circuit, the sampling voltage into a DC voltage; a low-pass filter circuit, a low-pass filter on the DC voltage; voltage current conversion circuit, the DC voltage through the low-pass filter into the output DC current to the intermediate power amplifier at the bias current; the first field effect transistor, after receiving the RF signal to the intermediate power amplifier, the RF signal is amplified to lose RF output signal. The gain of the adaptive bias radio frequency power amplifier in the utility model is directly adjusted based on the power magnitude of the radio-frequency input signal.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应偏置射频功率放大器
本技术涉及一种功率放大器,特别是涉及自适应偏置射频功率放大器。
技术介绍
现有技术中,射频功率放大器(PA)一般分为由三级或四级放大器串联形成,其中,前两级或前三级放大器的增益固定或者根据vramp的值线性增加,末端放大器(输出级放大器)的偏置则由前一级放大器提供。射频功率放大器包括一系列系统参数,其中PVT、开关谱/调制谱等参数,对射频功率放大器在小功率到大功率之间切换的特性做了详细的规定。由于射频功率放大器的增益与vramp呈线性,较难满足所有的系统指标,往往出现满足了小功率开关谱/调制谱,大功率饱和功率却下降;而将大功率饱和功率调大了,却导致小功率开关谱/调制谱指标不通过的现象,两者难以兼顾。
技术实现思路
针对上述问题,本技术针的目的是提供一种自适应偏置射频功率放大器。按照本技术的技术方案:前端功率放大器,其输入端通过第一输入电容接收外部输入的射频输入信号,对射频输入信号进行前端功率放大,并通过其输出端输出经过前端功率放大后的射频信号;中间功率放大器,其输入端通过第二输入电容接收所述前端功率放大器输出的经过前端放大后的射频信号,对所述射频信号进行中间功率放大,并通过其输出端输出经过中间功率放大后的射频信号;采样电路,其输入端通过第三输入电容对所述前端功率放大器输出的经过前端功率放大后的射频信号进行电压采样得到采样电压;整流电路,将所述采样电压转换成直流采样电压;低通滤波电路,对所述直流采样电压进行低通滤波;电压-电流转换电路,将经过低通滤波后的所述直流电压转化成直流采样电流为所述中间功率放大器的输出端提供偏置电流;第一场效应晶体管,其栅极接受所述中间功率放大器输出的经过中间功率放大后的射频信号,对所述射频信号进行放大后,并通过其漏级输出射频输出信号。在一个具体实施例中,所述第一场效应晶体管的栅极连接所述中间功率放大器的输出端,所述第一场效应晶体管的源极接地,所述第一场效应晶体管的漏级通过扼流电感与电源端连接,所述第一场效应晶体管的漏级与所述扼流电感的连接点为所述自适应偏置射频功率放大器的输出端。在一个具体实施例中,所述采样电路包括第二场效应晶体管、第三场效应晶体管及第四场效应晶体管,其中:所述第二场效应晶体管的栅极与所述第三场效应晶体管的栅极相连,其连接点为所述采样电路的输入端;所述第二场效应晶体管的源极与所述第四场效应晶体管的栅极连接,所述第二场效应晶体管的漏极通过电流源与电源端连接;所述第三场效应晶体管的源极接地,所述第三场效应晶体管的漏级与所述第四场效应晶体管的栅极连接;所述第四场效应晶体管的源极接地,所述第四场效应晶体管的漏级通过限流电阻与电源端连接,所述第四场效应晶体管的漏级与所述限流电阻的连接点为所述采样电路的输出端。在一个具体实施例中,所述整流电路包括整流二极管,所述整流二极管的阳极为所述整流电路的输入端,所述整流二极管的阴极通过并联的第一接地电阻及第一接地电容接地,所述整流二极管与所述第一接地电容的连接点为所述整流电路的输出端。在一个具体实施例中,所述低通滤波电路包括滤波电阻及滤波电容,所述滤波电阻的一端为所述低通滤波电路的输入端,所述滤波电阻的另一端与所述滤波电容的一端连接,所述滤波电容的另一端接地,所述滤波电阻与所述滤波电容的连接点为所述低通滤波电路的输出端。在一个具体实施例中,所述电压-电流转换电路包括运算放大器、第五场效应晶体管及第六场效应晶体管;所述运算放大器的反向输入端为所述电压-电流转换电路的输入端,所述运算放大器的正向输入端通过第二接地电阻接地,所述运算放大器的输出端分别连接所述第五场效应晶体管的栅极及所述第六场效应晶体管的栅极;所述第五场效应晶体管的源极通过第二接地电阻接地,所述第五场效应晶体管的漏级连接电源;所述第六场效应晶体管的漏级连接电源,所述第六场效应晶体管的源极为所述电压-电流转换电路的输出端。与现有技术相比,本技术的自适应偏置射频功率放大器的整体增益能够基于射频输入信号的功率大小进行动态调节。当射频输入信号的功率较小时,功率放大器的增益相应地较小;当射频输入信号的功率较大时,功率放大器的增益相应地较大。附图说明图1为一个实施例中本技术提供的自适应偏置射频功率放大器的电路示意图;图2为图1实施例中的采样电路的电路图;图3为图1实施例中的整流电路的电路图;图4为图1实施例中的低通滤波电路的电路图;图5为图1实施例中的电压-电流转换电路的电路图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1技术提供的自适应偏置射频功率放大器100在一个实施例中的电路示意图;如图1所示,自适应偏置射频功率放大器100包括前端功率放大器110、中间功率放大器120、采样电路130、整流电路140、低通滤波电路150、电压-电流转化电路160及第一场效应晶体管Q1,其中,所述第一场效应晶体管Q1为N沟道场效应晶体管。所述前端功率放大器110的输入端通过第一输入电容C1接收外部输入的射频输入信号RFIN,其对射频输入信号RFIN进行前端功率放大,并通过其输出端输出经过前端放大后的射频信号RFM1。所述中间功率放大器120的输入端通过第二输入电容C2接收所述前端功率放大器110输出的经过前端功率放大后的射频信号RFM1,对所述射频信号RFM1进行中间功率放大,并通过其输出端输出经过中间功率放大后的射频信号RFM2。所述采样电路130的输入端通过第三输入电容C3与所述前端功率放大器110的输出端连接,并对所述前端功率放大器110输出的射频信号RFM1进行电压采样得到采样电压Vs;所述采样电压Vs的大小能直接反应所述前端功率放大器110的输出电压大小,也能直接反应所述射频输入信号RFIN的强度。所述整流电路140将所述采样电压Vs转换为直流采样电压VFB,这是由于所述前端功率放大器110输出的电压存在一定的波动,为了进行更好地实现功率放大,需要先去除所述采样电压Vs中的波动以得到直流平均电压。所述低通滤波电路150对所述直流采样电压VFB进行低通滤波处理,以去除其中的高频成分。所述电压-电流转化电路160将经过滤波后的直流采样电压VFB转化为直流采样电流IFB并作为偏置提供给所述中间功率放大器120的输入端。随后,所述中间功率放大电路120在偏置电流的驱动下,对所述射频信号RFM1进行中间功率放大,并输出经过中间功率放大后的射频信号RFM2。当射频输入信号RFIN的功率越大时,所述直流采样电流IFB相对拉升,使得所述中间功率放大电路120获得较大的偏置而增加增益。反之,当射频输入信号RFIN的功率越小时,所述直流采样电流IFB相对拉降,使得所述中间功率放大电路120获得较小的偏置而减少增益。如此,通过检测射频输入信号RFIN的功率大小即能动态地调节中间功率放大电路120的增益。最后,所述第一场效应晶体管Q1的栅极接收所述射频信号RFM2,并通过其漏级输出最终的射频输出信号RFOUT。如图1所示,本实施例中,所述第一场效应晶体管Q1的栅极连接所述中间功率放大器120的输出端,所述第一场效应晶体管Q1的源极接地,所述第一场效应晶体管Q1的漏本文档来自技高网...
一种自适应偏置射频功率放大器

【技术保护点】
一种自适应偏置射频功率放大器,其特征在于,其包括:前端功率放大器,其输入端通过第一输入电容接收外部输入的射频输入信号,对射频输入信号进行前端功率放大,并通过其输出端输出经过前端功率放大后的射频信号;中间功率放大器,其输入端通过第二输入电容接收所述前端功率放大器输出的经过前端放大后的射频信号,对所述射频信号进行中间功率放大,并通过其输出端输出经过中间功率放大后的射频信号;采样电路,其输入端通过第三输入电容对所述前端功率放大器输出的经过前端功率放大后的射频信号进行电压采样得到采样电压;整流电路,将所述采样电压转换成直流采样电压;低通滤波电路,对所述直流采样电压进行低通滤波;电压‑电流转换电路,将经过低通滤波后的所述直流采样电压转化成直流采样电流为所述中间功率放大器的输出端提供偏置电流;第一场效应晶体管,其栅极接受所述中间功率放大器输出的经过中间功率放大后的射频信号,对所述射频信号进行放大后,并通过其漏级输出射频输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种自适应偏置射频功率放大器,其特征在于,其包括:前端功率放大器,其输入端通过第一输入电容接收外部输入的射频输入信号,对射频输入信号进行前端功率放大,并通过其输出端输出经过前端功率放大后的射频信号;中间功率放大器,其输入端通过第二输入电容接收所述前端功率放大器输出的经过前端放大后的射频信号,对所述射频信号进行中间功率放大,并通过其输出端输出经过中间功率放大后的射频信号;采样电路,其输入端通过第三输入电容对所述前端功率放大器输出的经过前端功率放大后的射频信号进行电压采样得到采样电压;整流电路,将所述采样电压转换成直流采样电压;低通滤波电路,对所述直流采样电压进行低通滤波;电压-电流转换电路,将经过低通滤波后的所述直流采样电压转化成直流采样电流为所述中间功率放大器的输出端提供偏置电流;第一场效应晶体管,其栅极接受所述中间功率放大器输出的经过中间功率放大后的射频信号,对所述射频信号进行放大后,并通过其漏级输出射频输出信号。2.如权利要求1所述的自适应偏置射频功率放大器,其特征在于:所述第一场效应晶体管的栅极连接所述中间功率放大器的输出端,所述第一场效应晶体管的源极接地,所述第一场效应晶体管的漏级通过扼流电感与电源端连接,所述第一场效应晶体管的漏级与所述扼流电感的连接点为所述自适应偏置射频功率放大器的输出端。3.如权利要求1所述的自适应偏置射频功率放大器,其特征在于:所述采样电路包括第二场效应晶体管、第三场效应晶体管及第四场效应晶体管,其中:所述第二场效应晶体管的栅极与所述第三场效应晶体管的栅极相连,其连接点为所述采样电路的输入端;所述第二场效应晶体管的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员:雷良军承继
申请(专利权)人:无锡中普微电子有限公司
类型:新型
国别省市:江苏,32

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