基于同步控制的功率放大器及具有该放大器的通信设备制造技术

本发明专利技术公开了基于同步控制的功率放大器及具有该放大器的通信设备，属于电子电路技术领域，包括主功率放大器、辅助功率放大器、同步控制电路、电源管理模块、输入移相器、输出移相器，所述主功率放大器与所述辅助功率放大器并联，所述输入移相器设置在所述辅助功率放大器的输入端，所述输出移相器设置在所述主功率放大器的输出端。本发明专利技术通过同步控制电路，检测整个功率放大器的工作状态，并对监控到的工作状态进行分析判断，采用相应的调节方案，实时调节控制功率放大器的直流偏置电流和偏置电压；通过同步动态调节功率放大器的直流偏置点，进而实现调节功率放大器的动态负载，从而提高功率放大器在大范围PBO区域的PAE等性能，值得被推广使用。值得被推广使用。值得被推广使用。

【技术实现步骤摘要】
基于同步控制的功率放大器及具有该放大器的通信设备


[0001]本专利技术涉及电子电路
，具体涉及基于同步控制的功率放大器及具有该放大器的通信设备。

技术介绍

[0002]随着无线移动通信技术从1G、2G、3G发展到4G和5G，移动信号的调制方式也从变得越来越复杂。不断提高的信号调制复杂度，导致移动通信信号的峰值平均功率比(PAPR)也随之不断提高。比如基于宽带码分多址技术的(W
‑
CDMA)3G信号的PAPR大约为3.5dB，而基于正交频分复用技术(OFDM)的4G和5G信号的PAPR高达8.5dB。PAPR的不断提高，对射频功率放大器在功率回退(PBO)区间的附加功率效率(PAE)提出了更高的要求。
[0003]传统的功率放大器一般在高饱和输出的情况下具有高PAE，而在PBO区间的PAE下降比较快。为了提高功率放大器在PBO区间的PAE，Doherty功率放大电路越来越受到广泛的关注。Doherty功率放大电路不但能有效提高PBO区间的PAE，它还具有结构简单，能支持大的调制带宽等优点。
[0004]Doherty功率放大器由两个功率放大器组成，一个是主功率放大器，一个是辅助功率放大器。主功率放大器一般工作在AB类，而且一直处于工作状态。辅助功率放大器一般工作在C类，辅助功率放大器一般到设定的值才工作。当辅助功率放大器工作时，主功率放大器的负载值由高变低，从而实现提高PBO区间的PAE。
[0005]根据以上Doherty功率放大器的工作原理可知，辅助功率放大器的开启点和开启后的工作状态对能否有效提高PBO区间的PAE起到关键作用。例如如果辅助功率放大器开启得过早，导致高PBO区间的效率不能有效提高，如果辅助功率放大器开启得过晚，或者开启后辅助功率放大器的直流偏置电流上升不够快，低PBO区间的效率会被拉低。为了优化辅助功率放大器开启点和开启后的工作状态，现有的技术方案有通过调节辅助功率放大器的输入功率大小来改变开启点，如采用非对称功分网络；或者通过调节辅助功率放大器的功率器件的尺寸大小；或者调节辅助功率放大器的偏置点，来优化开启点和开启后的工作状态。
[0006]但是这些对辅助功率放大器的优化方法是一种静态的优化。即一旦设计定型，辅助功率放大器开启点和开启后状态不可再调节。因此实际工作时，辅助功率放大器对主功率放大器的负载调制作用也不能再优化，整个Doherty功率放大器的工作状态就固定不可再调。这些导致现有Doherty功率放大器在PBO区间的PAE提高仍然不够理想。为此，提出基于同步控制的功率放大器及具有该放大器的通信设备。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术的功率放大器在PBO区间的PAE提高仍然不够理想的问题，提供了基于同步控制的功率放大器，本功率放大器通过同步控制技术，实时检测功率放大器的射频输入功率或者射频输出功率，并将监控到的功率数值进行分析判断，通过控制电路来调节控制功率放大器的直流偏置电流和直流偏置电压；
从而实现动态调节功率放大器的直流偏置点、和功率放大器的动态负载特性，达到进一步提高功率放大器在PBO区间的PAE，以及饱和射频输出功率等性能。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括主功率放大器、辅助功率放大器、同步控制电路、电源管理模块、输入移相器、输出移相器，所述主功率放大器与所述辅助功率放大器并联，所述输入移相器设置在所述辅助功率放大器的输入端，所述输出移相器设置在所述主功率放大器的输出端，所述同步控制电路的输入端与所述主功率放大器、辅助功率放大器同时连接，获取其输入或者输出射频功率，输出端与所述电源管理模块连接，通过所述电源管理模块调节控制主功率放大器和辅助功率放大器的直流偏置点，所述电源管理模块与所述主功率放大器、辅助功率放大器分别连接。
[0009]更进一步地，所述同步控制电路包括功率耦合子电路、功率检测子电路、电流调节子电路，所述功率耦合子电路、功率检测子电路、电流及电压调节子电路依次连接，射频功率输入所述功率耦合子电路中，所述电流及电压调节子电路与所述电源管理模块连接。
[0010]更进一步地，所述主功率放大器基于NPN双极性晶体管或者场效应晶体管实现。
[0011]更进一步地，所述主功率放大器包括第一输入隔直电容、第一输出隔直电容、第一双极性功率晶体管、第一通直阻交电感、第一参考电流源；所述第一双极性功率晶体管的基极通过所述第一输入隔直电容与射频输入端连接，发射极接地，集电极通过所述第一输出隔直电容与输出移相器的输入端连接，所述输出移相器的输出端与射频输出端连接，所述第一输入隔直电容与所述第一双极性功率晶体管的基极之间设置有第一输入偏置端口，所述第一参考电流源设置在所述第一输入偏置端口所在支路上，所述第一输出隔直电容与所述第一双极性功率晶体管的集电极之间设置有第一输出偏置端口，所述第一通直阻交电感设置在所述第一输出偏置端口所在支路上。
[0012]更进一步地，所述辅助功率放大器包括第二输入隔直电容、第二输出隔直电容、第二双极性功率晶体管、第二通直阻交电感、第二参考电流源；所述第二双极性功率晶体管的基极通过所述第二输入隔直电容、输入移相器与射频输入端连接，发射极接地，集电极与射频输出端连接，所述第二输入隔直电容与所述第二双极性功率晶体管的基极之间设置有第二输入偏置端口，所述第二参考电流源设置在所述第二输入偏置端口所在支路上，所述第二输出隔直电容与所述第二双极性功率晶体管的集电极之间设置有第二输出偏置端口，所述第二通直阻交电感设置在所述第二输出偏置端口所在支路上。
[0013]更进一步地，所述电源管理模块与所述第一输入偏置端口、第一输出偏置端口、第二输入偏置端口、第二输出偏置端口分别连接，通过调节各端口的电压和电流，进而控制所述主功率放大器与所述辅助功率放大器的直流偏置点。
[0014]更进一步地，所述输入移相器、输出移相器均为90
°
移相器。
[0015]本专利技术还提供了具有上述基于同步控制的功率放大器的通信设备，包括电池、电源管理模块、射频前端模块，所述电池、电源管理模块、射频前端模块依次连接，所述射频前端模块包括功率放大电路、控制器，所述功率放大电路中至少有一个基于同步控制的功率放大器，所述同步控制电路集成在所述控制器中。
[0016]本专利技术相比现有技术具有以下优点：该基于同步控制的功率放大器，通过同步控制电路，检测功率放大器的工作状态，并对监控到的工作状态进行分析判断，采用相应的调节方案，实时调节控制功率放大器的直流偏置电流和偏置电压；通过同步动态调节功率放
大器的直流偏置点，进而实现调节功率放大器的动态负载，从而提高功率放大器在大范围PBO区域的PAE等性能，值得被推广使用。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例一中采用同步控制的功率放大器的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例一中同步控制电路的功能模块示意图；
[0019]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于同步控制的功率放大器，其特征在于，包括：主功率放大器、辅助功率放大器、同步控制电路、电源管理模块、输入移相器、输出移相器，所述主功率放大器与所述辅助功率放大器并联，所述输入移相器设置在所述辅助功率放大器的输入端，所述输出移相器设置在所述主功率放大器的输出端，所述同步控制电路的输入端与所述主功率放大器、辅助功率放大器同时连接，获取其输入或者输出射频功率，输出端与所述电源管理模块连接，通过所述电源管理模块调节控制主功率放大器和辅助功率放大器的直流偏置点，所述电源管理模块与所述主功率放大器、辅助功率放大器分别连接。2.根据权利要求1所述的基于同步控制的功率放大器，其特征在于：所述同步控制电路包括功率耦合子电路、功率检测子电路、电流及电压调节子电路，所述功率耦合子电路、功率检测子电路、电流及电压调节子电路依次连接，射频功率输入所述功率耦合子电路中，所述电流及电压调节子电路与所述电源管理模块连接。3.根据权利要求1所述的基于同步控制的功率放大器，其特征在于：所述主功率放大器基于NPN双极性晶体管或者场效应晶体管实现。4.根据权利要求2所述的基于同步控制的功率放大器，其特征在于：所述主功率放大器包括第一输入隔直电容、第一输出隔直电容、第一双极性功率晶体管、第一通直阻交电感、第一参考电流源；所述第一双极性功率晶体管的基极通过所述第一输入隔直电容与射频输入端连接，发射极接地，集电极通过所述第一输出隔直电容与输出移相器的输入端连接，所述输出移相器的输出端与射频输出端连接，所述第一输入隔直电容与所述第一双极性功率晶体管的基极之间设置有第一输入偏置端口，所述第一参考电流源设置在所述第一输入偏置端口所在支路上，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖冬萍，郑磊，姜伟，高安明，
申请(专利权)人：浙江信唐智芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：