功率放大器的输出端用的测量电路和包含测量电路的功率放大器制造技术

本发明专利技术涉及功率放大器的输出端用的测量电路和包含该测量电路的功率放大器。放大器（２０）的输出端（８）用的所述测量电路包含第一晶体管（４ｆ）。第一晶体管（４ｆ）的输出电流（２７）对放大器（２０）的输出电流（２８）进行表征，尤其所述第一晶体管（４ｆ）的输出电流（２７）与放大器（２０）的输出电流（２８）基本上成比例。所述第一晶体管（４ｆ）与驱动放大器输出端（８）的至少一个第二晶体管（４ａ－４ｅ）并行地被驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及放大器的输出端用的测量电路，并涉及包含测量电路的放大器，特别是射频功率放大器。此外，本专利技术还涉及包含测量电路的调节电路并涉及放大器输出端用的测量方法。在移动无线电系统中，经常规定测量输出功率，以便基于所测量的输出功率来调节输出功率。尤其在利用可变幅度传输方法的移动无线电系统的情况下，一般来说有必要测量并调节输出功率。可变幅度传输方法的一个典型例子就是所谓的OFDM(正交频分复用)，所述的OFDM尤其被应用于按照IEEE 802.11a/h标准(传输频率在5GHz范围内)或者802.11g标准(传输频率在2.4GHz范围内)的WLAN无线电系统中。在这种情况下，可用于无线电传输的频带被细分为正交部分频带(比如说52个部分频带)，在所述正交部分频带之间分配无线电链路的数据业务量。在该情况下，作为所有部分频带的功率的叠加的输出功率由于部分频带干扰而可能会在宽动态范围(约17dB)上波动。但是，即使是在使用更高阶相位调制(PSK-相移键控)的按照EDGE或UMTS标准的移动无线电系统中，输出信号的幅度也是可变的。基于功率测量的功率调节使得能够存在对于相应的工作状态是最佳的输出功率，而驱动发射天线的功率放大器不被过载。输出功率通常基于输出电压来测量。这通常通过测量在驱动发射天线的功率放大器的输出端处的电压摆幅(voltage swing)来实现。基于输出电压的测量的缺点是输出电压依赖于功率放大器的负载，其结果是基于输出电压所测量的输出功率可能大大不同于实际存在的功率。特别是对于功率放大器的实际负载、也即带有可选匹配网络的天线例如由于组元件变异、老化或温度影响而偏离了典型的负载的情况，无法单独地根据基于输出电压的测量推断出实际的输出功率。在这种情况下，存在着输出侧的不匹配。当根据输出电压来调节输出功率时，功率放大器的功能可能受到相当程度的损害。比如，可以想象到这种情况，即功率放大器的负载阻抗低于典型值。在这种情况下，如果输出放大器已经提供了输出电流的最大可能摆幅，则输出电压的实际摆幅仍然低于输出电压在功率调整方面所应该寻求的最大可能摆幅。功率调节以以下方式对基于输出电压所测量的功率信息作出反应，即该功率调节试图增加输出电流的摆幅。这就导致功率放大器的输出级在极限时被驱动，使得由于输出级的非线性运行而使输出信号失真。因此，在这种情况下，功率调节驱动功率放大器进入限制运行。相反，如果功率放大器的负载阻抗高于典型值，则在功率调节方面对根据输出电压所测量的功率信息的误解导致所调节的输出功率太低。因此，仅仅基于对输出电压的测量的功率调节的风险是，所调节的输出功率太低，或者输出放大器由于调节而在极限时被运行。上述问题能够通过在功率放大器和天线之间提供外部的定向耦合器来避免。这种定向耦合器具有两个测量输出端，在第一测量输出端处的射频检测器的输出电压与被发射给天线的功率成比例，在第二测量输出端处的射频检测器的输出电压与从天线反射的功率成比例。在天线方面所辐射的功率可以从两个量的差来确定。这种解决方案的缺点是，需要附加元件，例如外部的定向耦合器和一个或两个射频检测器。这导致附加成本和发射机的扩大。因此，本专利技术的一个目标是，说明放大器的测量电路，所述测量电路的输出大小能够被用于调节放大器，尤其用于调节该放大器的输出功率，其目的是放大器的输出级的最佳工作点。在这种情况下，测量电路应该能够以最小的成本和最小的费用来实现。此外，本专利技术的一个目的是说明相应的方法。此外，本专利技术旨在说明包括这种测量电路的放大器、尤其是射频功率放大器和相应的调节电路。所述目标通过独立专利权利要求来实现。按照权利要求1的用于放大器输出端的根据本专利技术的测量电路包含第一晶体管。在这种情况下，第一晶体管的输出电流表征放大器的输出电流；特别地，所述输出电流与放大器的输出电流基本上成比例。第一晶体管与驱动放大器输出端的至少一个第二晶体管并行地被驱动。典型地，使用多个并联的第二晶体管代替单个第二晶体管。关于并行驱动，这固然是有利的，但对于直接使第一晶体管的被驱动端子和至少一个第二晶体管的被驱动端子短接不是绝对必要的。当网络被布置在第一和至少一个第二晶体管的端子之间时，就该申请的意义来讲也可能存在并行驱动。例如，可以想象，第一晶体管和至少一个第二晶体管分别被射极跟随器驱动。两个射极跟随器用相同的信号驱动。至少一个第二晶体管的由根据本专利技术的测量电路所提供的电流信号能够实现对放大器输出电流的间接电流测量。就本专利技术的意义来说，由测量电路所提供的电流信号可以被不同地用于调节放大器。根据电流信号能够直接读出，第二晶体管是工作在线性范围内还是已经被过载。该信息可以在调节输出功率时予以考虑。此外，通过结合所测量的电流信号和被附加测量的输出电压，能够确定一个或多个与之相关的量用于调节功率。尤其，能够通过使输出电流和输出电压相乘来确定输出功率。该测量电路只需要很低的电路附加费用；尤其，该测量电路可以与放大器一起以单片集成电路的形式来实现。此外，至少一个第二晶体管的功能由于使用测量电路而不被损害；最大可能输出摆幅因为使用测量电路而不被减少。相反，在通过与至少一个第二晶体管的传送输出电流的端子串联(例如与共发射极电路中的发射极或集电极端子串联)的附加电阻、以不按照本专利技术的方式测量输出电流的情况下，至少一个第二晶体管的最大可能输出摆幅减小。如果测量电路的第一晶体管和驱动放大器输出端的至少一个第二晶体管以共发射极电路或共源极电路的形式工作，则这是有利的。在这种情况下，如果第一晶体管的基极端子或者门极端子以及发射极端子或者源极端子与驱动放大器输出端的至少一个第二晶体管的分别相应的端子短接，则这是有利的。上述的并联电路分别使第一晶体管与至少一个第二晶体管的基极发射极电压(利用双极晶体管实施)或者门极源极电压(利用MOS晶体管实施)相互对应。此外，如果有利地要求第一晶体管具有与驱动放大器输出端的至少一个第二晶体管相同的类型，则第一晶体管的输出电流与至少一个第二晶体管的输出电流近似地成比例。根据所谓的电流镜的功能，适用于该情况的是第一晶体管的输出电流与驱动放大器输出端的至少一个第二晶体管的输出电流的比率对应于上述两个晶体管的面积比。在放大器与测量电路的公共单片集成的情况下，元件变异、老化或者温度影响在相同的程度上影响两个晶体管，使得第一晶体管的输出电流与至少一个第二晶体管的输出电流之间的比例因数保持恒定。这也被称作“晶体管匹配”。有利地，该测量电路包含一电阻，该电阻将第一晶体管的输出电流转化为电压信号。在这种情况下，如果电阻的值低于、尤其是大大低于第一晶体管的输出阻抗，则这是有利的。这提供的优点是，流经第一晶体管的输出阻抗的电流的大小低。在这种情况下，第一晶体管的输出电流以及电阻处的电压信号与至少一个第二晶体管的短路电流成比例。如果测量电路包含用于提供对驱动放大器输出端的至少一个第二晶体管的功能进行表征的变量的装置，则这是有利的。该装置根据第一晶体管的输出电流或者依赖于该第一晶体管的输出电流的电压来确定该变量。对功能进行表征的变量涉及放大器的输出侧匹配和/或放大器的输出功率。可替代地或者附加地，该变量也可能涉及对驱动放大器输出端的至少一个第二晶体管的调制。优选地、但不是必要地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
放大器（２０）的输出端（８）用的测量电路，具有第一晶体管（４ｆ），－所述第一晶体管（４ｆ）的输出电流（２７）对放大器（２０）的输出电流（２８）进行表征，尤其与放大器（２０）的输出电流（２８）基本上成比例，并且－所述第一晶体管 （４ｆ）与驱动放大器输出端（８）的至少一个第二晶体管（４ａ－４ｅ）并行地被驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E瓦纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]