UHF RFID阅读器功率放大器制造技术

本发明专利技术涉及了一种UHF RFID阅读器功率放大器，所述功率放大器包括三级放大电路、双共模反馈电路、互补输出电路和偏置电路。三级放大电路由共集共基差分放大电路、折叠式共基差分放大电路和共射差分放大电路组成，双共模反馈电路为共基差分放大电路和共射差分放大电路提供共模反馈电压。输出电路采用互补输出电路输出信号，偏置电路为各级电路提供偏置电压。本发明专利技术的三级放大电路的第一级放大电路与第二级放大电路为电路提高增益，第三级放大电路为电路提供大摆幅。本发明专利技术双共模反馈电路减小放大电路的共模增益，提高共模抑制比。本发明专利技术互补输出电路消除交越失真。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于模拟电路领域，特别涉及一种UHFRFID阅读器功率放大器。
技术介绍
功率放大器广泛应用于电子电路的控制中，应用极其广泛，根据其具体的应用对功率放大器的多种指标如输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流、最大共模输入电压、共模抑制比、差模输入阻抗、输出摆幅、单位增益带宽、线性与谐波失真等有不同的要求，通常需要根据具体的设计指标重新进行设计优化。RFID(射频识别)技术利用射频信号进行非接触式双向通信，自动识别目标对象并获取相关信息数据已成功应用于生产制造、物流仓储、交通运输、医疗卫生、公共安全等各个领域。它利用射频信号的空间耦合实现无接触式数据传递，并通过信息的相互传递达到识别对象的目的。近年来，RFID技术的不断发展使得阅读器的性能要求越来越高，发射机发射功率与接收机灵敏度的提高都依赖于功率放大器。零中频发射机结构简单，接收机更可以消除镜像频率干扰，易于满足低噪声放大器和混频器线性动态范围的要求，也无需考虑抑制镜频干扰的滤波器与中频信道选择滤波器，结构相对简单，正因为诸多优势，零中频阅读器也备受青睐。在现在的功率放大电路中通常采用差分放大电路。差分放大电路具有大输出摆幅、无镜像极点等优点，因此可以得到高的闭环速度。引入共模反馈的两个目的是为输出节点提供一稳定的共模电平和减小共模增益，以提高共模抑制比。共模反馈设计时应考虑：只为共模信号提供负反馈回路，而差分信号则没有，即共模反馈不能影响电路的性能，在差分功率放大器中要引入共模反馈。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种功率放大器，具有高增益、大摆幅、宽带宽，能够满足UHFRFID阅读器的应用。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的功率放大器包括：三级放大电路、双共模反馈电路、互补输出电路和偏置电路。所述三级放大电路的第一级为共集共基差分放大电路，第二级为折叠式共基差分放大电路，第三级为共射差分放大电路。所述共集共基差分放大电路为双端输入双端输出差分放大电路，包括差分对管和电流源电路，所述差分对管用于差分信号的输入，差分信号的输出，电流源电路可以作为差分放大电路的有源负载，提供较高的放大倍数，差分对管输出第一差分信号。所述折叠式共基差分放大电路为双端输入双端输出差分放大电路，包括对称差分输入电路与差分输出电路，对称差分输入电路用于输入第一输出差分信号，经过功率放大输出第二差分输出信号。所述共射差分放大电路为双端输入单端输出差分放大电路，用于输入第二输出差分信号，经过放大输出第三差分输出信号。所述双共模反馈电路包括两个分支电路，第一分支电路包括两个差分输入端，该两个差分输入端分别接收所述差分第二输出信号中的一个，两个所述差分第二输出信号和第一参考信号比较，输出第一共模反馈电压到所述共基放大电路中用于稳定所述共基放大电路的共模输出电压；第二分支路的输入端接收由两个所述差分第三输出信号分压得到的共模信号，将该共模信号与第二参考电压信号进行比较，输出第二共模反馈电压到所述共射差分放大电路中用于稳定所述共射差分放大电路的共模输出电压。所述互补输出电路为准互补输出级电路，用于接收第三输出差分电路，并输出所得信号，该电路可以消除电路中出现的交越失真。所述偏置电路用于为所述三级放大电路、所述双共模反馈电路和所述互补输出电路提供偏置电压，所述偏置电路提供的偏置电压能为各晶体管提供稳定的静态工作点。本专利技术采用三级放大电路的结构，第一级共集共基差分放大电路和第二级折叠式共基差分放大电路可以为电路提供高增益，第三级共射差分放大电路能提供大摆幅，与现有级联功率放大器相比，本专利技术的三级结构能把增益和摆幅的要求分开处理，能进一步提高增益，增大摆幅。本专利技术的双共模反馈电路分别为第二级和第三级放大电路提供一个共模反馈电压，且能够实现电压连续实时比较反馈，为第二级和第三级放大电路的输出节点提供稳定的共模电平，减小放大器的共模增益，以提高共模抑制比。本专利技术使用的准互补输出电路可消除电路中出现的交越失真。附图说明：为了更清楚的说明专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作详细的介绍：图1是本专利技术实施例功率放大器的三级放大电路的电路图；图2是本专利技术实施例功率放大器的双共模反馈电路的电路图；图3是本专利技术实施例功率放大器的互补输出电路的电路图；图4是本专利技术实施例功率放大器的偏置电路的电路图。具体实施方式：为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例功率放大器包括：三级放大电路、双共模反馈电路、互补输出电路和偏置电路。图1是本专利技术实施例功率放大器的三级放大电路的电路图；所述三级放大的电路图第一级为共集共基差分放大电路，第二级为折叠式共基差分放大电路，第三级为共射差分放大电路。所述共集共基差分放大电路包括T1和T2组成的差分对管与T3和T4组成的电流源电路，所述T1管和所述T2管的基极为差分电压信号的输入端，所述T1管和所述T2管的集电极分别输出两路差分电流信号，称为第一输出差分信号。所述T1管和所述T2管的发射极与T5管的集电极相连，所述T5管的发射极接正电源+VCC，所述T5管的基极连接第二偏置电压vbias2。所述T1管的集电极与所述T3管的集电极连接，所述T2管的集电极和所述T4管的集电极连接，所述T3管和T4管的基极相连，共同连接第三偏置电压vbias3，所述T3管和T4管的发射极分别连接电阻R1与电阻R2，所述电阻R1与电阻R2的另一端连接负电源-VCC。所述共基放大电路包括两个基极相连的T6和T7管，所述T6管和T7管的基极连接并连接第四偏置电压vbias4，所述T6管和T7管的发射极接收第一输出信号，并分别连接T12管和T13管的集电极，所述T12管和T13管的基极相连，并连接第一共模反馈电压vcmfb1，所述T12管和T13管的发射极都连接负电源-VCC，所述T6管和T7管的集电极连接T8管和T9管的集电极，并输出两路差分电流信号，称为第二差分信号vout2，所述T8管和T9管的基极相连，并连接第一偏置电压vbias1，所述T8管和T9管的发射极分别连接T10管和T11管的集电极，所述T10管和T11管的基极相连，并连接第二偏置电压vbias2，所述T10管和T11管的发射极都接正电源+VCC。所述共射差分放大电路的输入端接第二输出差分信号，分别在T14管和T15管的基极输入，所述T14管和T15管的发射极分别连接电阻R3与电阻R4，所述电阻R3与电阻R4另一端连接负电源-VCC，所述T14管和T15管的集电极分别连接T16管和T17管的集电极，并在T17的集电极输出一路信号，称为第三差分信号vout3，所述T14管和T15管的集电极分别连接电阻R5与电阻R6，所述电阻R5与电阻R6的另一端相连，在连接处输出共模信号vocm，所述T16管和T17管的基极相连，并连接到第二共模反馈电压vcmfb2，所述T16管和T17管的本文档来自技高网...

【技术保护点】
UHF RFID阅读器功率放大器，其特征在于，包括：三级放大电路、双共模反馈电路、互补输出电路和偏置电路；所述三级放大电路的第一级为共集共基差分放大电路，第二级为折叠式共基差分放大电路，第三级为共射差分放大电路；所述双共模反馈电路包括两个分支电路，第一分支电路和第二分支电路；所述互补输出电路为准互补输出级电路；所述偏置电路包括四个镜像支路。

【技术特征摘要】
1.UHFRFID阅读器功率放大器，其特征在于，包括：三级放大
电路、双共模反馈电路、互补输出电路和偏置电路；
所述三级放大电路的第一级为共集共基差分放大电路，第二级为
折叠式共基差分放大电路，第三级为共射差分放大电路；
所述双共模反馈电路包括两个分支电路，第一分支电路和第二分
支电路；
所述互补输出电路为准互补输出级电路；
所述偏置电路包括四个镜像支路。
2.根据权利要求1所述UHFRFID阅读器功率放大器，三级放
大电路，其特征在于：
所述共集共基差分放大电路为双端输入双端输出差分放大电路，
包括差分对管和电流源电路，所述差分对管用于差分信号的输入，差
分信号的输出，电流源电路可以作为差分放大电路的有源负载，提供
较高的放大倍数，差分对管输出第一差分信号；
所述折叠式共基差分放大电路为双端输入双端输出差分放大电
路，包括对称差分输入电路与差分输出电路，对称差分输入电路用于
输入第一输出差分信号，经过功率放大输出第二差分输出信号；
所述共射差分放大电路为双端输入单端输出差分放大电路，用于
输入第二输出差分信号，经过放大输出第三差分输出信号。
3.根据权利要求1所述UHFRFID阅读器功率放大器，双共模

\t反馈电路，其特征在于：
所述双共模反馈电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建雄，陈明省，闫必行，刘鹏雪，宋战伟，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12