一种射频功率检测电路制造技术

本申请公开了一种射频功率检测电路，包括第一级电路、第二级电路和保护电路。所述第一级电路包括放大晶体管，用来跟随射频功率放大器中的功率晶体管的输出成比例地同步变化。所述第二级电路包括二极管一和二极管二，用来对第一级电路输出的射频信号进行功率检测；其中二极管一用来为二极管二设置具有温度补偿特性的偏置点。所述保护电路包括保护晶体管，用来在射频功率放大器的输出功率超出正常范围时开启保护晶体管从而降低射频功率放大器的输出功率。本申请提供的射频功率检测电路具有限制保护功能、在较小输入功率时就能输出较大变化范围的电压、可放置在射频功率放大器的输入端或中间级、对温度变化不敏感。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种射频功率检测电路，特别是涉及一种可在射频功率放大器的输出功率超出正常范围内限制其输出功率的射频功率检测电路。
技术介绍
在射频发射机中，射频功率放大器用于将已调制信号进行功率放大，已得到满足天线发射的信号大小，并送给天线进行发射。在射频接收机中，射频功率放大器用于将已接收信号进行功率放大，以得到满足后续电路要求的信号大小，并送给后续电路进行处理。通常需要专门的功率检测电路对射频功率放大器输出的射频信号大小进行检测。现有的射频功率放大器大多采用半导体芯片，芯片内部很多采用异质结双极晶体管(HeterojunctionBipolarTransistor，HBT)作为功率晶体管实现放大功能，同时在芯片内部集成有射频功率检测电路。请参阅图1，这是一种现有的射频功率检测电路。射频输入信号RFin通过电容一C1连接检波二极管D1的阳极，电容一C1用于隔直和检测电路的射频信号输入，检波二极管D1作为检测元件对射频信号大小进行检测，实际上是对射频信号进行整流。检波二极管D1的阴极输出检测电压Vout，检测电压Vout的大小对应输入的射频信号RFin的功率大小。参考电压Vreg通过电阻一R1连接检波二极管D1的阳极，为检波二极管D1提供正向偏置(forwardbias)。检波二极管D1的阴极还通过并联的电阻二R2和电容二C2接地，电阻二R2和电容二C2组成了一个低通滤波电路，对整流后的信号进行滤波。图1所示的射频功率检测电路简单易用，但主要存在以下几个问题。其一，射频功率检测电路的输出电压随着输入信号的功率变化而变化，输入信号功率的变化范围决定了其输出电压的变化范围。只有当输入信号的功率的变化范围足够大时，射频功率检测电路才能输出符合系统要求的输出电压变化范围。其二，射频收发系统往往对射频功率检测电路的输出电压的范围有限制，要求输出范围具有较大的变化范围。为了满足系统要求，往往将射频功率检测电路放在射频功率放大器的输出端，这样会造成射频功率放大器的一定的功率损耗。其三，在某些非理想例如误操作的情况下，射频功率放大器的输出端有可能偏离了50欧姆的阻抗，即出现输出阻抗失配，这会导致射频功率放大器因电流过大而烧坏。此时射频功率检测电路的输出电压比正常值大，但却无法限制射频功率放大器中的功率晶体管的过大电流，即无法在检测到异常时对射频功率放大器提供保护。若要进行限流保护，往往还需要配合其他比较复杂的保护电路。现有文献也公开了一些射频功率放大器。申请公布号为CN102624344A、申请公布日为2012年8月1日的中国专利技术专利申请《一种功率放大装置》中，记载了一种功率检测模块和功率控制模块。这种功率检测模块采用两个二极管构成的整流电路对放大器的输出功率进行检测。这种功率控制模块采用三极管在放大器的输出功率过大时导通，从而限制放大器的输出功率。由于二极管需要一定开启电压，因而在放大器的输出功率较小时二极管不会开启，功率检测模块无法正常工作。而且该功率检测模块放在放大器的输出端，会对放大器造成较大的功率损耗。申请公布号为CN104849543A、申请公布日为2015年8月19日的中国专利技术专利申请《一种射频功率检测电路》中，所记载的射频功率检测电路先将射频信号转换为直流电压信号，再对直流电压信号进行放大，从而在射频信号的输入功率较小时也能得到较大的直流电压。并且这种射频功率检测电路可以改为在射频功率放大器的中间增益级进行检测，从而避免了射频功率放大器的输出阻抗失配对检测电压的影响，避免了射频功率检测电路放在射频功率放大器的输出端对其造成的功率损耗。然而在不同温度下，射频功率放大器的最后一级的增益往往不一样，这使得在射频功率放大器的输出功率不变时中间增益级输出的功率也会跟随温度而发生变化。这种射频功率检测电路在中间增益级进行检测，在不同温度下检测的电压与射频功率放大器的实际输出电压的差别较大。同时这种功率检测电路在检测到射频功率放大器的输出功率出现异常时，无法对射频功率放大器提供限制其输出功率的保护措施。申请公布号为CN105717354A、申请公布日为2016年6月29日的中国专利技术专利申请《一种功率检测电路及检测方法》中，所记载的功率检测电路先对射频功率放大器输入的射频信号进行放大，再对放大后的射频信号进行检测，从而克服了采用二极管作为检测元件时对较小的输入功率无法检测的缺陷，取得了较宽的功率检测范围。然而，这种功率检测电路中的跟随放大单元采用的是共集电极(commoncollector)的晶体管放大结构，输出电压摆幅受到一定限制。同时在检测到射频功率放大器的输出功率出现异常时，无法对射频功率放大器提供限制其输出功率的保护措施。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种射频功率检测电路，可对射频功率放大器的输出功率进行限制性保护。为解决上述技术问题，本申请提供的射频功率检测电路包括第一级电路、第二级电路和保护电路。所述第一级电路包括放大晶体管，用来跟随射频功率放大器中的功率晶体管的输出成比例地同步变化。所述第二级电路包括二极管一和二极管二，用来对第一级电路输出的射频信号进行功率检测；其中二极管一用来为二极管二设置具有温度补偿特性的偏置点。所述保护电路包括保护晶体管，用来在射频功率放大器的输出功率超出正常范围时开启保护晶体管从而限制射频功率放大器的输出功率。本申请取得的技术效果如下。首先，本申请提供的射频功率检测电路可对射频功率放大器进行限制性保护，即当射频功率放大器的输出功率超出正常范围时，限制射频功率放大器的输出功率防止射频功率放大器烧坏。其次，本申请提供的射频功率检测电路在输入信号的功率较小时就能使输出电压的变化范围较大，这是由于第一级电路提供了对射频输入信号的放大，同时由于采用共射极(commonemitter)晶体管放大结构，输出电压摆幅较大。再次，本申请提供的射频功率检测电路可以检测射频功率放大器的输入信号或其中任意一级放大单元的输入信号。这样既避免了射频功率放大器的输出阻抗失配对射频功率检测电路的检测电压的影响，也避免了射频功率检测电路放在射频功率放大器的输出端对其造成的功率损耗。最后，本申请提供的射频功率检测电路对温度变化不敏感。由于第一级电路中的放大晶体管和射频功率放大器中的功率晶体管的偏置点一样，在不同温度情况下都能够按照一定比例大小同步变化地输出信号。并且第二级电路中的二极管一为二极管二提供了温度补偿功能，从而使得二极管二输出的检测电压并不会由于温度变化而发生较大偏差。附图说明图1是一种现有的射频功率检测电路的结构示意图。图2是本申请提供的射频功率检测电路的结构示意图。图3是本申请提供的射频功率检测电路的检测电压的曲线示意图。图中附图标记说明：RFin为射频输入信号；Vout、Vdet为检测电压；Vreg为参考电压；Vsup为电源电压；Vb为偏置电压；D为二极管；Q为晶体管；C为电容；R为电阻。具体实施方式请参阅图2，这是本申请提供的射频功率检测电路。为了便于描述，图2中还包含了偏置电路和射频功率放大器。偏置电路为射频功率放大器中的功率晶体管Q1和第一级电路中的放大晶体管Q2提供偏置电压Vb。射频功率放大器主要包括功率晶体管Q1实现放大功能。偏置电压Vb通过电阻一R1连接功率晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频功率检测电路，其特征是，包括第一级电路、第二级电路和保护电路；所述第一级电路包括放大晶体管，用来跟随射频功率放大器中的功率晶体管的输出成比例地同步变化；所述第二级电路包括二极管一和二极管二，用来对第一级电路输出的射频信号进行功率检测；其中二极管一用来为二极管二设置具有温度补偿特性的偏置点；所述保护电路包括保护晶体管，用来在射频功率放大器的输出功率超出正常范围时开启保护晶体管从而限制射频功率放大器的输出功率。

【技术特征摘要】
1.一种射频功率检测电路，其特征是，包括第一级电路、第二级电路和保护电路；所述第一级电路包括放大晶体管，用来跟随射频功率放大器中的功率晶体管的输出成比例地同步变化；所述第二级电路包括二极管一和二极管二，用来对第一级电路输出的射频信号进行功率检测；其中二极管一用来为二极管二设置具有温度补偿特性的偏置点；所述保护电路包括保护晶体管，用来在射频功率放大器的输出功率超出正常范围时开启保护晶体管从而限制射频功率放大器的输出功率。2.根据权利要求1所述的射频功率检测电路，其特征是，所述射频功率检测电路检测的是射频功率放大器的输入端信号；或者当射频功率放大器为多级放大结构时，所述射频功率检测电路检测的是任意一级放大单元的输入端信号；此时所述第一级电路跟随射频功率放大器中具有相同输入端信号的那一级放大单元的输出成比例地同步变化。3.根据权利要求1所述的射频功率检测电路，其特征是，所述放大晶体管采用共射极连接方式。4.根据权利要求1所述的射频功率检测电路，其特征是，所述第一级电路包括电容二、电阻二、放大晶体管和电感二；偏置电压通过电阻二连接放大晶体管的基极为其提供偏置；所述偏置电压也通过电阻一为射频功率放大器中的功率晶体管提供偏置；射频输入信号通过电容二连接放大晶体管的基极；电源电压通过电感二连接放大晶体管的集电极，放大晶体管的集电极也作为所述射频功率检测电路中的第一级电路的输出端；放大晶体管的发射极接地。5.根据权利要求4所述的射频功率检测电路，其特征是，当功率晶体管、放大晶体管的面积分别为A1、A2，那么电阻一和电阻二的取值满足R2/R1＝A1/A2，此时放大晶体管的输出功率按照一定比例与功率晶体管的输出功率同步变化。6.根据权利要求1所述的射频功率检测电路，其特征是，所述第二级电路包括电阻三至电...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯庆福，林甲富，
申请(专利权)人：锐迪科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31