一种负载调制功率放大器及相应的电子设备制造技术

本发明专利技术公开了一种负载调制功率放大器及相应的电子设备。该负载调制功率放大器包括驱动级功率放大器及其偏置电路、输入功率分配器、谐波阻抗控制器、主路功率放大器及其偏置电路、辅路功率放大器及其偏置电路和负载调制功合器。其中，驱动级功率放大器设有跨导增强的偏置电路，主路功率放大器设有相位可调的偏置电路，辅路功率放大器设有开启功率点可控的偏置电路，配合谐波阻抗匹配电路和插损较小的负载调制功合器，各单元协同工作实现了该负载调制功率放大器的线性化和高效率，可以很好地满足实际应用的要求。满足实际应用的要求。满足实际应用的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种负载调制功率放大器及相应的电子设备


[0001]本专利技术涉及一种负载调制功率放大器，同时也涉及包括该负载调制功率放大器的电子设备，属于射频集成电路


技术介绍

[0002]在一些特定的射频功率放大器应用中，譬如卫星通信、对讲机等，需要提高移动设备中功率放大器的输出功率及效率，由于需要传输调制信号，功率放大器需要在额定功率范围内保证输出信号的线性度。同时，希望尽可能地提高移动设备的可靠性和使用寿命，减小功耗和降低器件温度。
[0003]在现有技术中，射频功率放大器的设计都基于A类或AB类功率放大器，通过功率回退来获得较好的线性度，但A类或AB类功率放大器回退功率处的效率较低，导致功率放大器功耗和器件温度较高。负载调制功率放大器的主要优势是提高回退功率处的效率值，但其线性度又会受限于主路功率放大器负载线的变化和辅路功率放大器工作状态的切换，使得负载调制功率放大器在输出功率回退处的线性度不好，需要配合收发机的数字预失真算法来获得较好的线性度。而移动设备上的收发机受限于工艺和功耗，一般不提供数字预失真算法，或者提供的数字预失真算法能力有限，使得应用该负载调制功率放大器会受到线性度的限制。
[0004]因此，如何克服上述存在的问题，提供一种工作效率高、线性度好的负载调制功率放大器，仍然是本领域非常重要的技术研究课题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种负载调制功率放大器。
[0006]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种包括该负载调制功率放大器的电子设备。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0008]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种负载调制功率放大器，包括驱动级功率放大器及其偏置电路、输入功率分配器、谐波阻抗控制器、主路功率放大器及其偏置电路、辅路功率放大器及其偏置电路和负载调制功合器；其中，
[0009]所述驱动级功率放大器及其偏置电路的输入端与射频信号输入端与连接，用于对输入的射频信号进行驱动放大，放大后的射频信号输出至所述输入功率分配器；
[0010]所述输入功率分配器用于将输入的一路射频信号分成两路相位相差90度的射频信号；其中，相位为＋45度的射频信号经过所述谐波阻抗控制器后进入主路功率放大器；相位为－45度的射频信号经过所述谐波阻抗控制器后进入辅路功率放大器；
[0011]所述主路功率放大器及其偏置电路和所述辅路功率放大器及其偏置电路均用于对输入的射频信号进行放大，放大后的射频信号分别输出至所述负载调制功合器；
[0012]所述负载调制功合器用于将输入的两路射频信号进行功率合成为一路射频信号，
其输出端与射频信号输出端连接；
[0013]其中，驱动级功率放大器设有跨导增强的偏置电路、主路功率放大器设有相位可调的偏置电路、辅路功率放大器设有开启功率点可控的偏置电路和所述谐波阻抗控制器。
[0014]其中较优地，所述驱动级功率放大器的输出端与所述输入功率分配器的输入端连接，所述输入功率分配器的第一输出端与所述谐波阻抗控制器的第一输入端连接，所述输入功率分配器的第二输出端与所述谐波阻抗控制器的第二输入端连接；所述谐波阻抗控制器的第一输出端与所述主路功率放大器及其偏置电路的输入端连接，所述谐波阻抗控制器的第二输出端与所述辅路功率放大器及其偏置电路的输入端连接；所述主路功率放大器及其偏置电路的输出端与所述负载调制功合器的第一输入端连接，所述辅路功率放大器及其偏置电路的输出端与所述负载调制功合器的第二输入端连接。
[0015]其中较优地，所述驱动级功率放大器及其偏置电路包括驱动放大功率管、第一偏置管和第二偏置管，以及第一稳压二极管、第二稳压二极管和第三稳压二极管，以及第一滤波电容、第二滤波电容和第一反馈电容，以及第一偏置电阻、第二偏置电阻和第一稳压电阻；其中，
[0016]所述驱动放大功率管的基极与射频信号输入端连接，发射极与接地端连接，集电极与所述输入功率分配器单元的输入端连接；
[0017]所述第一偏置电阻、所述第一稳压二极管、所述第二稳压二极管、所述第一滤波电容和所述第一偏置管构成主偏置电路，用于提供第一偏置电流；
[0018]所述第二偏置电阻、所述第一稳压电阻、所述第三稳压二极管、所述第二滤波电容、所述第一反馈电容和所述第二偏置管构成跨导增强偏置电路，用于提供第二偏置电流。
[0019]其中较优地，在所述主偏置电路中，所述第一偏置管的发射极与所述驱动放大功率管的基极连接，所述第一偏置管的集电极、所述第一偏置电阻均与第一偏置电压端连接；所述第一偏置电阻的另一端与所述第一偏置管的基极、所述第一滤波电容及所述第一稳压二极管的正极连接，所述第一稳压二极管的负极与所述第二稳压二极管的正极连接，所述第二稳压二极管的负极及所述第一滤波电容的另一端均与接地端连接。
[0020]其中较优地，在所述跨导增强偏置电路中，所述第二偏置管的发射极与所述驱动放大功率管的基极、所述第一反馈电容连接，所述第一反馈电容的另一端与所述驱动放大功率管的集电极连接；所述第二偏置管的集电极、第二偏置电阻均与第一偏置电压端连接；所述第二偏置电阻的另一端与所述第二偏置管的基极、所述第一稳压电阻及所述第二滤波电容连接，所述第一稳压电阻的另一端与所述第三稳压二极管的正极连接，所述第三稳压二极管的负极和所述第二滤波电容的另一端均与接地端连接。
[0021]其中较优地，当驱动级功率放大器输出小功率时，所述跨导增强偏置电路处于关闭状态，不提供第二偏置电流；当驱动级功率放大器输出功率增大并超过设定阈值时，所述跨导增强偏置电路开启，提供第二偏置电流，使所述驱动放大功率管的跨导增大。
[0022]其中较优地，所述输入功率分配器包括第一电感、第二电感、第一电容和第二电容；其中，第一电感、第二电感、第一电容和第二电容的一端相互连接后作为输入端与所述驱动级功率放大器及其偏置电路的输出端连接；
[0023]并联连接的第一电感和串联连接的第一电容组成高通网络，使得该通路的射频信号相位超前45度，第一电容的另一端为第一输出端与所述谐波阻抗控制器的第一输入端连
接；
[0024]串联连接的第二电感和并联连接的第二电容组成低通网络，使得该通路的射频信号相位延迟45度，第二电感的另一端作为第二输出端与所述谐波阻抗控制器的第二输入端连接。
[0025]其中较优地，所述谐波阻抗控制器包括第三电感、第四电感、第五电感和第六电感，以及第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；其中，第三电感、第五电感、第三电容和第五电容构成主路功率放大器的谐波阻抗匹配电路；第四电感、第六电感、第四电容和第六电容构成辅路功率放大器的谐波阻抗匹配电路；
[0026]其中较优地，所述主路功率放大器的谐波阻抗匹配电路中，所述第三电感和所述第三电容的一端相互连接后作为所述谐波阻抗控制器的第一输入端与所述输入功率分配器的第一输出端连接；所述第三电感和所述第三电容的另一端相互连接后一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载调制功率放大器，其特征在于包括驱动级功率放大器及其偏置电路、输入功率分配器、谐波阻抗控制器、主路功率放大器及其偏置电路、辅路功率放大器及其偏置电路和负载调制功合器；其中，所述驱动级功率放大器及其偏置电路的输入端与射频信号输入端与连接，用于对输入的射频信号进行驱动放大，放大后的射频信号输出至所述输入功率分配器；所述输入功率分配器用于将输入的一路射频信号分成两路相位相差90度的射频信号；其中，相位为＋45度的射频信号经过所述谐波阻抗控制器后进入主路功率放大器；相位为－45度的射频信号经过所述谐波阻抗控制器后进入辅路功率放大器；所述主路功率放大器及其偏置电路和所述辅路功率放大器及其偏置电路均用于对输入的射频信号进行放大，放大后的射频信号分别输出至所述负载调制功合器；所述负载调制功合器用于将输入的两路射频信号进行功率合成为一路射频信号，其输出端与射频信号输出端连接；其中，驱动级功率放大器设有跨导增强的偏置电路、主路功率放大器设有相位可调的偏置电路、辅路功率放大器设有开启功率点可控的偏置电路和所述谐波阻抗控制器。2.如权利要求1所述的负载调制功率放大器，其特征在于：所述驱动级功率放大器的输出端与所述输入功率分配器的输入端连接，所述输入功率分配器的第一输出端与所述谐波阻抗控制器的第一输入端连接，所述输入功率分配器的第二输出端与所述谐波阻抗控制器的第二输入端连接；所述谐波阻抗控制器的第一输出端与所述主路功率放大器及其偏置电路的输入端连接，所述谐波阻抗控制器的第二输出端与所述辅路功率放大器及其偏置电路的输入端连接；所述主路功率放大器及其偏置电路的输出端与所述负载调制功合器的第一输入端连接，所述辅路功率放大器及其偏置电路的输出端与所述负载调制功合器的第二输入端连接。3.如权利要求1所述的负载调制功率放大器，其特征在于：所述驱动级功率放大器及其偏置电路包括驱动放大功率管、第一偏置管和第二偏置管，以及第一稳压二极管、第二稳压二极管和第三稳压二极管，以及第一滤波电容、第二滤波电容和第一反馈电容，以及第一偏置电阻、第二偏置电阻和第一稳压电阻；其中，所述驱动放大功率管的基极与射频信号输入端连接，发射极与接地端连接，集电极与所述输入功率分配器单元的输入端连接；所述第一偏置电阻、所述第一稳压二极管、所述第二稳压二极管、所述第一滤波电容和所述第一偏置管构成主偏置电路，用于提供第一偏置电流；所述第二偏置电阻、所述第一稳压电阻、所述第三稳压二极管、所述第二滤波电容、所述第一反馈电容和所述第二偏置管构成跨导增强偏置电路，用于提供第二偏置电流。4.如权利要求3所述的负载调制功率放大器，其特征在于：所述主偏置电路中，所述第一偏置管的发射极与所述驱动放大功率管的基极连接，所述第一偏置管的集电极、所述第一偏置电阻均与第一偏置电压端连接；所述第一偏置电阻的另一端与所述第一偏置管的基极、所述第一滤波电容及所述第一稳压二极管的正极连接，所述第一稳压二极管的负极与所述第二稳压二极管的正极连接，所述第二稳压二极管的负极及所述第一滤波电容的另一端均与接地端连接。5.如权利要求3所述的负载调制功率放大器，其特征在于：
所述跨导增强偏置电路中，所述第二偏置管的发射极与所述驱动放大功率管的基极、所述第一反馈电容连接，所述第一反馈电容的另一端与所述驱动放大功率管的集电极连接；所述第二偏置管的集电极、第二偏置电阻均与第一偏置电压端连接；所述第二偏置电阻的另一端与所述第二偏置管的基极、所述第一稳压电阻及所述第二滤波电容连接，所述第一稳压电阻的另一端与所述第三稳压二极管的正极连接，所述第三稳压二极管的负极和所述第二滤波电容的另一端均与接地端连接。6.如权利要求3所述的负载调制功率放大器，其特征在于：当驱动级功率放大器输出小功率时，所述跨导增强偏置电路处于关闭状态，不提供第二偏置电流；当驱动级功率放大器输出功率增大并超过设定阈值时，所述跨导增强偏置电路开启，提供第二偏置电流，使所述驱动放大功率管的跨导增大。7.如权利要求1所述的负载调制功率放大器，其特征在于：所述输入功率分配器包括第一电感、第二电感、第一电容和第二电容；其中，第一电感、第二电感、第一电容和第二电容的一端相互连接后作为输入端与所述驱动级功率放大器及其偏置电路的输出端连接；并联连接的第一电感和串联连接的第一电容组成高通网络，使得该通路的射频信号相位超前45度，第一电容的另一端为第一输出端与所述谐波阻抗控制器的第一输入端连接；串联连接的第二电感和并联连接的第二电容组成低通网络，使得该通路的射频信号相位延迟45度，第二电感的另一端作为第二输出端与所述谐波阻抗控制器的第二输入端连接。8.如权利要求1所述的负载调制功率放大器，其特征在于：所述谐波阻抗控制器包括第三电感、第四电感、第五电感和第六电感，以及第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；其中，第三电感、第五电感、第三电容和第五电容构成主路功率放大器的谐波阻抗匹配电路；第四电感、第六...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岗，白云芳，
申请(专利权)人：唯捷创芯天津电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：