放大器电路及相关升阻抗网络和操作放大器电路的方法技术

本发明专利技术提供一种放大器电路，包括第一功率放大器和第二功率放大器，其中第一功率放大器被配置为驱动负载，第二功率放大器被配置为通过升阻抗网络来驱动所述负载的第二功率放大器。升阻抗网络连接到所述第二功率放大器的输出。升阻抗网络被配置为切换至第一模式以呈现升高的阻抗给所述第一功率放大器；以及切换至第二模式，其中所述升阻抗网络增加由所述第二功率放大器看入所述升阻抗网络所看到的阻抗。本发明专利技术还提供一种用于功率放大器的升阻抗网络和操作放大器电路的方法，可提高效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于功率放大器和升阻抗网络(impedancestep-upnetwork)，用于增加(stepup)在功率放大器的输出处所看到的阻抗。
技术介绍
功率放大器用于驱动天线以发射射频信号。具有不同功率驱动能力的放大器可用于在不同的功率电平(powerlevel)驱动传输。
技术实现思路
本专利技术一些实施例提供一种放大器电路，其包括第一功率放大器和第二功率放大器，其中第一功率放大器被配置为驱动负载以及第二功率放大器被配置为通过升阻抗网络来驱动所述负载。升阻抗网络连接到所述第二功率放大器的输出。升阻抗网络被配置为切换至第一模式以呈现升高的阻抗给所述第一功率放大器；以及切换至第二模式，其中所述升阻抗网络增加由所述第二功率放大器看入所述升阻抗网络所看到的阻抗。本专利技术一些实施例提供一种用于功率放大器的升阻抗网络，包括电感器和第一电容器，增加在所述功率放大器的输出处看入所述升阻抗网络所看到的阻抗。还包括第二电容器，被配置为选择性地与所述电感器并联连接；以及与所述第二电容器串联的开关，其中当所述功率放大器驱动负载时所述开关断开以及当所述功率放大器不驱动所述负载时所述开关接通。本专利技术一些实施例提供一种操作放大器电路的方法，所述放大器电路包括第一功率放大器和第二功率放大器，其中第一功率放大器被配置为驱动负载以及第二功率放大器被配置为通过升阻抗网络驱动所述负载的第二功率放大器，其中所述升阻抗网络连接到所述第二功率放大器的输出。该方法包括将所述升阻抗网络切换至第一模式以呈现升高的阻抗给所述第一功率放大器；以及将所述升阻抗网络切换至第二模式，其中所述升阻抗网络增加由所述第二功率放大器看入所述升阻抗网络所看到的阻抗。上述放大器电路、用于功率放大器的升阻抗网络以及操作放大器电路的方法可提高电路效率，防止降低效率的加载动作。为了对本专利技术的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：【附图说明】在附图中，在各个附图中示出的每个完全相同或近乎完全相同的组件由相同的参考字符来表示。为了清楚的目的，不是每个组件会被标记在每个附图中。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在这里描述的技术和装置的各个方面。图1A示出了放大器电路，其具有中功率的功率放大器和高功率的功率放大器，可驱动负载(可以是天线)。图1B示出了放大器电路，类似于图1A的放大器电路，但没有平衡-不平衡变换器或LC变压器网络。图2A示出了放大器电路的实施例，其中升阻抗网络的输出连接到平衡-不平衡变换器的输出RFout。图2B示出了类似于图2A的放大器电路的实施例，其中高功率的PA连接到以差分配置的平衡-不平衡变换器的输入。图3示出类似于图1A的放大器电路的实施例，其中中功率的PA和高功率的PA两者具有差分输出。图4示出放大器电路的实施例，其包括级联的升阻抗网络。图5示出放大器电路的实施例，其中两个升阻抗网络的输出连接到平衡-不平衡变换器的输入。【具体实施方式】本专利技术人已经认识并理解的是，当多个功率放大器耦接至天线时，旨在传送不同功率电平的功率放大器操作最好时需要不同的负载线阻抗(loadlineimpedance)。然而，负载线阻抗通常被设计为用于高功率放大器，其对于连接到相同负载线(loadline)的低功率放大器或中功率放大器来说可能是次优的。在A类放大器中，例如，功率效率η由以下方程给出。η=0.5VswingVcc=0.5PoutRVcc]]>因此，对于低功率放大器或中功率放大器，电源效率可以通过降低电源电压(supplyvoltage)Vcc或增加负载线电阻R来提升。然而，使用开关式稳压器(switchingregulator)来改变Vcc并不划算也不是尺寸因子(form-factor)有效的，或者说这样做花费成本较高且电路尺寸(例如面积及/或体积)较大，因此改变负载线电阻R成为唯一的选择。可使用匹配网络来增加负载线电阻R。然而，专利技术人已经认识并理解到一个放大器的匹配网络可以加载(load)另一个放大器的输出。例如，在低功率放大器或中功率放大器的输出处增加一升阻抗网络(step-upnetwork)可以加载高功率放大器的输出，这会导致功耗。本文所描述的电路和技术涉及到升阻抗网络，当不使用升阻抗网络时其可以被控制为呈现高阻抗，可防止加载动作造成另一个放大器的效率降低。在一些实施方案中，升阻抗网络可以连接到功率放大器的输出，以增加在功率放大器的输出处看入升阻抗网络所看到的阻抗。升阻抗网络可以包括电容器和电感器。当不使用功率放大器时，另一电容器可被切换到网络中以与电感器并联谐振，从而防止升阻抗网络加载另一个放大器的输出。图1A示出了放大器电路10，其具有中功率的功率放大器(poweramplifier，图中简单示为中功率的PA)2和高功率的功率放大器(图中简单示为高功率的PA)4，可驱动负载9(其可以是天线)。高功率的PA4的输出端HP连接到平衡-不平衡变换器(balun)6的输入端。中功率的PA2的输出端MP通过升阻抗网络8连接到平衡-不平衡变换器6的输入端。升阻抗网络8包括升阻抗电容器C1、升阻抗电感器L1、谐振电容器C2和开关SW1。升阻抗电感器L1连接于端子MP和电源电压(由指向上方的箭头表示)之间。谐振电容器C2连接于端子MP和开关SW1之间。放大器电路10还包括控制电路7以控制开关SW1。当接通(turnon)中功率的PA2以驱动负载9时，高功率的PA4被关闭(turnoff)。开关SW1被控制为断开(open)，其将谐振电容器C2从电路断开。电感器L1和电容器C1增加(stepup)由中功率的PA2的输出端所看到的阻抗。例如，在平衡-不平衡变换器6的输入端看入平衡-不平衡变换器6，所看到的阻抗可以是10Ω，并且升阻抗网络8可以由升阻抗因子(例如，多倍)10来增加此阻抗，使得中功率的PA2的输出看到100Ω的阻抗(看入升阻抗网络8)。然而，仅通过举例的方式提供这些阻抗和升阻抗因子，本文所描述的技术并不限于特定阻抗值或通过任何特定倍数来增加阻抗。如上所述，增加在中功率的PA2的输出处看到的阻抗可以提高其效率。当接通高功率的PA4以驱动负载9时，中功率的PA2被关闭。当开关SW1接通(close)时，从交流电流(AC)的角度其将谐振电容器C2与电感器L1并联连接，因为电源端子是AC接地。当电容器C2与电感器L1谐振时，这造成由高功率的PA4看入升阻抗网络8所看到的阻抗会升高。通过增加(或升高)由高功率的PA4看入网络所看到的阻抗，升阻抗网络8减少了其在节点HP的加载。以这样的方式，升阻抗网络8对高功率的PA4看起来像开路(opencircuit)。这防止了升阻抗网络8加载高功率的PA4的输出。在一些实施方案中，选择L1和C2的值使得升阻抗网络的谐振频率处于由功率放大器产生的输出信号(这在一些实施例中可能是窄带信号)的中心频率90％至110％范围内。然而，本文所述的技术并不限于特定频率或频率范围。本文所描述的功率放大器在一些实施例中可实施为A类放大器。然而，这里描述的技术在这方面不受限制，因为功率放大器可以使用放大器电路任何合适的类或类型来实现。控制电路7可以是任何合适的模拟或数字硬件，例如控制电路、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器电路，其特征在于，包括：第一功率放大器，被配置为驱动负载；第二功率放大器，被配置为通过升阻抗网络来驱动所述负载；以及所述升阻抗网络，其中所述升阻抗网络连接到所述第二功率放大器的输出，所述升阻抗网络被配置为：i)切换至第一模式，以呈现升高的阻抗给所述第一功率放大器；以及ii)切换至第二模式，其中所述升阻抗网络增加由所述第二功率放大器看入所述升阻抗网络所看到的阻抗。

【技术特征摘要】
2015.07.06 US 62/188,749;2016.04.26 US 15/138,3651.一种放大器电路，其特征在于，包括：第一功率放大器，被配置为驱动负载；第二功率放大器，被配置为通过升阻抗网络来驱动所述负载；以及所述升阻抗网络，其中所述升阻抗网络连接到所述第二功率放大器的输出，所述升阻抗网络被配置为：i)切换至第一模式，以呈现升高的阻抗给所述第一功率放大器；以及ii)切换至第二模式，其中所述升阻抗网络增加由所述第二功率放大器看入所述升阻抗网络所看到的阻抗。2.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述升阻抗网络包括电感器和第一电容器，当所述第二功率放大器驱动所述负载时，所述电感器和所述第一电容器增加在所述第二功率放大器的输出处看入所述升阻抗网络所看到的阻抗。3.如权利要求2所述的放大器电路，其特征在于，所述升阻抗网络还包括开关，当所述第一功率放大器驱动所述负载时，将所述升阻抗网络切换至所述第一模式以减少所述升阻抗网络在所述第一功率放大器的输出节点的加载。4.如权利要求3所述的放大器电路，其特征在于，所述升阻抗网络还包括第二电容器，被配置为关于交流角度来选择性地与所述电感器并联连接。5.如权利要求4所述的放大器电路，其特征在于，所述第二电容器与所述开关串联。6.如权利要求5所述的放大器电路，其特征在于，当所述第一功率放大器驱动所述负载时，所述开关接通以关于交流角度来将所述第二电容器并联耦接于所述电感器。7.如权利要求4所述的放大器电路，其特征在于，当所述第一功率放大器驱动所述负载时，所述第二电容器与所述电感器谐振。8.如权利要求2所述的放大器电路，其特征在于，所述第二功率放大器的输出连接于所述电感器和所述电容器之间。9.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，还包括变压器网络，其包括平衡-不平衡变换器和LC变压器网络的至少一个。10.如权利要求9所述的放大器电路，其特征在于，所述升阻抗网络的输出和所述第一功率放大器的输出连接到所述变压器网络的输入。11.如权利要求9所述的放大器电路，其特征在于，所述第一功率放大器的输出连接到所述变压器网络的输入以及所述升阻抗网络的输出连接到所述变压器网络的输出。12.如权利要求11所述的放大器电路，其特征在于，所述第一功率放大器的输出连接至以单端配置或以差分配置的所述变压器网络的输入。13.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述第二功率放大器是具有差分输出的差分放大器，所述升阻抗网络是被连接上的差分升阻抗网络以在所述差分升阻抗网络的各个输入接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：房敬良，洪伟凯，刘明忠，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71