功率放大器和用于射频主动电路的保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于射频主动电路的保护电路，该用于射频主动电路的保护电路包含一信号强度侦测电路、一电流侦测电路、一逻辑电路，以及一开关单元。信号强度侦测电路耦接于射频主动电路的射频信号输入端或射频信号输出端，用以根据射频信号的信号强度来产生一第一侦测信号。电流侦测电路根据射频主动电路的驱动电流来侦测射频信号的一输出反射驻波，进而产生相对应一第二侦测信号。逻辑电路依据第一侦测信号与第二侦测信号来产生一开关控制信号。开关单元依据开关控制信号来降低射频主动电路的驱动电流。

【技术实现步骤摘要】
功率放大器和用于射频主动电路的保护电路
本专利技术涉及一种功率放大器和用于射频主动电路的保护电路，尤其涉及一种能够降低突波和电压驻波比所带来负面影响的功率放大器和用于射频主动电路的保护电路。
技术介绍
放大器是电子装置中常有的组件，可用来放大电子装置的特性，像是增益、带宽、及线性度等。放大器的应用范围也相当广泛，例如应用在主动滤波器、缓冲器、类比信号转数字信号的转换器、及射频收发器等。其中，在无线通信领域中，功率放大器(poweramplifier)是射频电路中一个重要的组件，通常都会被设计在天线放射器的前端，其主要的功能在于将输出信号放大至合理振幅。射频突波为电路中潜在的快速且短时间内的电压波形峰值瞬变，可能在当电子设备(例如是功率放大器)接通电源的瞬间产生，或是由于射频阻抗不匹配造成瞬间电压波形峰值变化，而导致驱动电子设备的偏压电流瞬变。虽然射频突波信号维持的时间通常很短暂，但由于射频突波远大于系统负载所能承受的规格，极容易对敏感的电子设备造成损坏。此外，电压驻波比(voltagestandingwaveratio,VSWR)是评量功率放大器性能的一个参数，其定义是反射功率与输入功率之间的比率。当射频系统中某一个装置的阻抗大于或小于另一个相连装置的阻抗时，在阻抗不匹配之处会因能量被弹回辐射主体而形成能量反馈损失(returnloss)与驻波，进而造成输出信号强度不稳定而产生反射的射频信号。电压驻波比的理想比例是1:1，表示没有任何反射功率产生，比值越大则反射功率越大，因此造成的反射损失也越多。在实际RF电路上电压驻波比造成的问题不只是发射信号变弱，严重时还会因为反射功率造成组件过热或烧毁。因此，需要一种能够降低突波信号和电压驻波比所带来负面影响的功率放大器。
技术实现思路
本专利技术提供一种功率放大器，其包含一输入端，用以输入一射频信号；一输出端，用以输出放大后的该射频信号；一第一放大电路和一第二放大电路，用以放大该射频信号；一第一偏压电路，用以于一偏压输出端提供一第一偏压电流以及用以于一第一供电输入端提供一第一供电电流；一第二偏压电路，用以于一偏压输出端提供一第二偏压电流以及用以于一第二供电输入端提供一第二供电电流；以及一保护电路，耦接于该第一放大电路的该射频信号输入端。该第一放大电路包含一射频信号输入端，耦接于该功率放大器的该输入端，用以输入该射频信号；以及一射频信号输出端，耦接于该功率放大器的该输出端，用以输出放大后的该射频信号。该第二放大电路耦接于该功率放大器的该输入端与该第一放大电路的该射频信号输入端之间，其中该第一偏压电流与该第一供电电流用以驱动该第一放大电路，而该第二偏压电流与该第二供电电流用以驱动该第二放大电路。该保护电路包含一信号强度侦测电路，用以侦测该射频信号的一射频突波来产生一第一侦测信号；一电流侦测电路，耦接于该第一放大电路，其依据该第一偏压电流来产生一第二侦测信号；一逻辑电路，其用以依据该第一侦测信号与该第二侦测信号来产生一第一开关控制信号与一第二开关控制信号；一第一开关，用以依据该第一开关控制信号降低该第一偏压电流或该第一供电电流；以及一第二开关，用以依据该第二开关控制信号降低该第二偏压电流或该第二供电电流。本专利技术另提供一种功率放大器，其包含一输入端，用以输入一射频信号；一输出端，用以输出放大后的该射频信号；一放大电路，用以放大该射频信号；一偏压电路，用以于一偏压输出端提供一偏压电流以及用以于一供电输入端提供一供电电流，其中该偏压电流与该供电电流用以驱动该功率放大器；以及一保护电路，耦接于该第一放大电路的该射频信号输入端或该射频信号输出端。该保护电路包含一信号强度侦测电路，用以侦测该射频信号的一射频突波来产生一侦测信号；一逻辑电路，其用以依据该侦测信号来产生一开关控制信号；以及一开关单元，用以依据该开关控制信号降低该偏压电流或该供电电流。该放大电路包含一射频信号输入端，耦接于该功率放大器的该输入端，用以输入该射频信号；以及一射频信号输出端，耦接于该功率放大器的该输出端，用以输出放大后的该射频信号。本专利技术另提供一种用于射频主动电路的保护电路，该射频主动电路接收一驱动电流用以驱动该射频主动电路。该保护电路包含一第一信号强度侦测电路，耦接于该射频主动电路的一射频信号输入端或一射频信号输出端，用以根据该射频信号的信号强度来产生一第一侦测信号；一第一电流侦测电路，耦接于该射频主动电路，其用以根据该驱动电流侦测该射频信号的一输出反射驻波来产生一第二侦测信号；一第一逻辑电路，其依据该第一侦测信号与该第二侦测信号来产生一第一开关控制信号；以及一第一开关单元，用来依据该第一开关控制信号降低该驱动电流。与现有技术相比较，本专利技术所具有的优点为：当系统内产生突波电压/电流，或是两相连装置之间出现阻抗不匹配时，本专利技术的功率放大器可迅速关闭相对应装置以降低突波讯号信号和电压驻波比所带来负面影响。附图说明关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。图1为本专利技术实施例中功率放大器的功能方块图；图2为本专利技术实施例中一信号强度侦测电路的示意图；图3为本专利技术实施例中电流侦测电路的示意图；图4为本专利技术实施例中保护电路应用至偏压电路时的示意图；图5为本专利技术实施例中保护电路运作时的示意图；图6为本专利技术实施例中保护电路运作时的示意图。主要图示说明：10第一保护电路20第二保护电路100功率放大器IN输入端OUT输出端偏压输出端信号输入端信号输出端第一级至第三级放大电路第一级至第三级偏压电路晶体管电容电阻PD1第一信号强度侦测电路PD2第二信号强度侦测电路Comp1第一逻辑电路Comp2第二逻辑电路SW1第一开关单元SW2第二开关单元CD电流侦测电路开关开关控制信号RF1、RF2、RFIN、RFOUT射频信号IB1、IB2、IB3偏压电流IC1、IC2、IC3供电电流供电输入端VREF1、VREF2、VREF3、VREF4第一至第四参考电位VPD1、VPD2、Vid、VS侦测信号具体实施方式图1为本专利技术实施例中功率放大器100的功能方块图。功率放大器100包含一输入端IN、一输出端OUT、第一级至第三级放大电路第一级至第三级偏压电路一第一保护电路10，以及一第二保护电路20。功率放大器100的输入端IN用以输入一射频信号RFIN，功率放大器100的输出端OUT用以输出一射频信号RFOUT(放大后的射频信号RFIN)。第一级放大电路ST1的射频信号输入端耦接于输入端IN以接收射频信号RFIN，用以放大射频信号RFIN以产生射频信号RF1，并于其射频信号输出端输出放大射频信号RFIN后的射频信号RF1。第二级放大电路ST2的射频信号输入端耦接于第一级放大电路ST1的射频信号输出端以接收射频信号RF1，用以放大射频信号RF1以产生射频信号RF2，并于其射频信号输出端输出放大射频信号RF1后的射频信号RF2。第三级放大电路ST3的射频信号输入端耦接于第二级放大电路ST2的射频信号输出端以接收射频信号RF2，用以放大射频信号RF2以产生射频信号RFOUT，第三级放大电路ST3的射频信号输出端耦接于输出端OUT以输出放大射频信号RF2后的射频信号RFOUT。在本专利技术功率放大器100中，第一级偏压电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率放大器，其特征在于，该功率放大器包含：一输入端，用以输入一射频信号；一输出端，用以输出放大后的该射频信号；一第一放大电路，用以放大该射频信号，其包含：一射频信号输入端，耦接于该功率放大器的该输入端，用以输入该射频信号；以及一射频信号输出端，耦接于该功率放大器的该输出端，用以输出放大后的该射频信号；一第二放大电路，用以放大该射频信号，该第二放大电路耦接于该功率放大器的该输入端与该第一放大电路的该射频信号输入端之间；一第一偏压电路，用以于一偏压输出端提供一第一偏压电流以及用以于一第一供电输入端提供一第一供电电流；一第二偏压电路，用以于一偏压输出端提供一第二偏压电流以及用以于一第二供电输入端提供一第二供电电流，其中，该第一偏压电流与该第一供电电流用以驱动该第一放大电路、该第二偏压电流与该第二供电电流用以驱动该第二放大电路；以及一第一保护电路，耦接于该第一放大电路的该射频信号输入端，其包含：一第一信号强度侦测电路，用以侦测该射频信号的一射频突波来产生一第一侦测信号；一第一电流侦测电路，耦接于该第一放大电路，其依据该第一偏压电流来产生一第二侦测信号；一第一逻辑电路，其用以依据该第一侦测信号与该第二侦测信号来产生一第一开关控制信号与一第二开关控制信号；一第一开关，用以依据该第一开关控制信号降低该第一偏压电流或该第一供电电流；以及一第二开关，用以依据该第二开关控制信号降低该第二偏压电流或该第二供电电流。...

【技术特征摘要】
2017.08.22 TW 1061284091.一种功率放大器，其特征在于，该功率放大器包含：一输入端，用以输入一射频信号；一输出端，用以输出放大后的该射频信号；一第一放大电路，用以放大该射频信号，其包含：一射频信号输入端，耦接于该功率放大器的该输入端，用以输入该射频信号；以及一射频信号输出端，耦接于该功率放大器的该输出端，用以输出放大后的该射频信号；一第二放大电路，用以放大该射频信号，该第二放大电路耦接于该功率放大器的该输入端与该第一放大电路的该射频信号输入端之间；一第一偏压电路，用以于一偏压输出端提供一第一偏压电流以及用以于一第一供电输入端提供一第一供电电流；一第二偏压电路，用以于一偏压输出端提供一第二偏压电流以及用以于一第二供电输入端提供一第二供电电流，其中，该第一偏压电流与该第一供电电流用以驱动该第一放大电路、该第二偏压电流与该第二供电电流用以驱动该第二放大电路；以及一第一保护电路，耦接于该第一放大电路的该射频信号输入端，其包含：一第一信号强度侦测电路，用以侦测该射频信号的一射频突波来产生一第一侦测信号；一第一电流侦测电路，耦接于该第一放大电路，其依据该第一偏压电流来产生一第二侦测信号；一第一逻辑电路，其用以依据该第一侦测信号与该第二侦测信号来产生一第一开关控制信号与一第二开关控制信号；一第一开关，用以依据该第一开关控制信号降低该第一偏压电流或该第一供电电流；以及一第二开关，用以依据该第二开关控制信号降低该第二偏压电流或该第二供电电流。2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，该功率放大器更包含：一第三放大电路，用以放大该射频信号，耦接于该第一放大电路与该第二放大电路之间且包含：一射频信号输入端，耦接于该第二放大电路，用以输入该射频信号；以及一射频信号输出端，耦接于该第一放大电路，用以输出放大后的该射频信号；一第三偏压电路，用以于一偏压输出端提供一第三偏压电流以及用以于一第三供电输入端提供一第三供电电流，其中该第三偏压电流与该第三供电电流用以驱动该第三放大电路；一第二保护电路，耦接于该第三放大电路的该射频信号输入端，其包含：一第二信号强度侦测电路，用以侦测该射频信号的该射频突波来产生一第三侦测信号；一第二逻辑电路，其用以依据该第三侦测信号来产生一第三开关控制信号；以及一第三开关，用以依据该第三开关控制信号降低该第三偏压电流或该第三供电电流。3.一种功率放大器，其特征在于，该功率放大器包含：一输入端，用以输入一射频信号；一输出端，用以输出放大后的该射频信号；以及一第一放大电路，用以放大该射频信号，其包含：一射频信号输入端，耦接于该功率放大器的该输入端，用以输入该射频信号；以及一射频信号输出端，耦接于该功率放大器的该输出端，用以输出放大后的该射频信号；一第一偏压电路，用以于一偏压输出端提供一第一偏压电流以及用以于一第一供电输入端提供一第一供电电流，其中该第一偏压电流与该第一供电电流用以驱动该功率放大器；以及一第一保护电路，耦接于该第一放大电路的该射频信号输入端或该射频信号输出端，其包含：一第一信号强度侦测电路，用以侦测该射频信号的一射频突波来产生一第一侦测信号；一第一逻辑电路，其用以依据该第一侦测信号来产生一第一开关控制信号；以及一第一开关单元，用以依据该第一开关控制信号降低该第一偏压电流或该第一供电电流。4.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，其中该第一信号强度侦测电路用以根据该射频信号的峰值强度或功率，侦测该射频突波。5.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，其中该第一偏压电流与该第一供电电流用以驱动该第一放大电路。6.如权利要求5所述的功率放大器，其特征在于，其中该第一偏压电路的该第一供电输入端耦接于该第一放大电路的该射频信号输出端，且该第一偏压电路的该偏压输出端耦接于该第一放大电路的该射频信号输入端。7.如权利要求6所述的功率放大器，其特征在于，其中该第一开关单元用来依据该第一开关控制信号来将该第一偏压电路的该偏压输出端选择性地耦接至一第一参考电位。8.如权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，其中：该第一偏压电路包括一输出晶体管，用来输出该第一偏压电流；且该第一开关单元包括一第一开关，用以将该输出晶体管的一输出端选择性地耦接至该第一参考电位，进而降低流向该第一放大电路的该第一偏压电流以关闭该第一放大电路。9.如权利要求8所述的功率放大器，其特征在于，其中：该第一开关单元包括一第二开关，用以将该输出晶体管的一输入端选择性地耦接至该第一参考电位，进而关闭该输出晶体管以降低流经该输出晶体管的电流。10.如权利要求9所述的功率放大器，其特征在于，其中该第一偏压电路另包括:一第一电阻，耦接于该输出晶体管的该输出端和该第一放大电路之间；一第二电阻，耦接于该输出晶体管的该输入端和一第二参考电位之间；以及一偏压组件，耦接于该输出晶体管的该输入端和该第一参考电位之间。11.如权利要求6所述的功率放大器，其特征在于，其中该第一开关单元用来...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一峰，
申请(专利权)人：立积电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71