一种功率放大电路实现方法及功率放大装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种功率放大电路实现方法及功率放大装置，该装置包括主放大通路和辅助放大通路，所述辅助放大通路中包括：电路控制模块和辅助放大模块；所述电路控制模块，用于检测所述辅助放大通路输入信号的电平，根据输入信号的电平高低，生成一个用于控制所述辅助放大通路输入功率的控制电平，通过所述控制电平控制所述辅助放大通路在对应的输入功率下工作；所述辅助放大模块，用于对所述输入信号进行功率放大。通过控制辅助放大通路的输入功率控制其工作状态，避免了设置偏置电压所带来的相同偏置电压下不同放大器的不一致性的问题，且同样可以达到对传输信号的高效率功率放大，具有更高的可控性和可选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤指一种适用于射频和微波频段的功率放大电路实现 方法及功率放大装置。
技术介绍
随着通信
中对能耗和环保等方面的要求的不断提高，信号传输的效率越 来越受关注。而通信系统的功率消耗大部分都来自于功率放大器，功率放大器的效率直接 影响了整个系统的效率和功耗，因此，提高功率放大器的效率成为提高通信系统的信号传 输效率的关键问题。实际应用中由于调制方式的限制，使得系统信号存在峰均比，因此一般 采用功率回退的措施来保证信号的线性输出，无论是工作在B类、C类状态，在单管方案中 功率回退都必然伴随着效率的降低。目前，一般采用Doherty技术来提高功率放大电路效率。典型的功率放大电路如 图1所示，包括主放大通路和辅助放大通路。其中，主放大通路中包括主放大器100、匹 配网络101、相移网络102、相移网络103 ；辅助放大通路中包括相移网络104、辅助放大器 105、匹配网络106、相移网络107。该功率放大电路还包括与主放大通路、辅助放大通路均 相连接的相移网络108。信号通过该放大电路时，会分为两路，一路进入主放大通路，经主放大器100放 大，一路进入辅助放大通路经辅助放大器105放大，通过控制两路放大器的偏置电压，使得 主放大器100工作在B类或者AB类，辅助放大器工作在C类。由于C类工作状态的偏置电 压比较低，使其不会始终处于导通状态，而是在输入信号足够大时才导通。因此，当输入信 号较大时，主放大通路和辅助放大通路同时工作，实现对输入信号正常的功率放大。当输入 信号比较小时，辅助放大通路的辅助放大器则处于未导通状态，只有主放大通路工作。此 时，可以诱发载波放大器的负载变化，通过辅助放大通路的开路实现主放大器100的负载 由大功率时的ZO (功放根部的负载阻抗)被相应的提高到2*Z0，相对于两个通路均连通和 上述单管方案，在输出相同功率的信号时达到了提高输出信号相效率的目的。由于图1中为了实现相位匹配而设置的匹配网络101和106的存在，使得在实现 将ZO提高到2*Z0这一阻抗变换时，需要加入一些相移网络来实现对阻抗的调整。例如图 1中，相移网络102、104、107均是使用微带线实现的相移网络；相移网络103是λ/4线阻 抗为Zload的相移网络，其作用是使信号输出的负载阻抗由Zload变为2*Zload ；相移网络108是λ/4线阻抗为V^Z/oW/2的相移网络，其作用是使信号输出的负载阻抗由Zload变为l/2*Zload ；相移网络102的作用是辅助匹配网络101将负载阻抗由ZO调谐到2*Z0。相 移网络107的加入是为了使辅助放大器105在没有信号通过时能够处于理想开路状态；相 移网络102、103均是为了调整主放大通路的负载阻抗，相移网络104、107均是为了调整辅 助放大通路的负载阻抗，相移网络108是为了调整经主放大通路放大后，或经主放大通路 与辅助放大通路放大后的信号的负载阻抗。由于相移网络的复杂性，使得在实际中很难将上下两路相位调整平衡，因此也出 现了一些改进的做法。申请号为CN200610058164的专利申请，公开了如图2所示的一种功率放大电路。 其主放大通路中包括主放大器200、匹配网络201、相移网络202相移网络203 ；辅助放大 通路中包括相位调整单元204、幅度调整单元205、相移网络206、辅助放大器207、匹配网 络208、相移网络209、检波电路210。该功率放大电路还包括与主放大通路、辅助放大通路 均相连接的相移网络211。其中，通过检波电路210对输入信号进行检波，然后根据预先统计出来的在相同 的输入信号电平下主放大器和辅助放大器的相位和幅度差，利用相位调整单元204和幅度 调整单元205对辅助放大器路的相位和幅度进行调整，实现有效地、时时地调整。但每个功 放管(放大器)的特性并不一致，针对每个特性不同功放管分别进行统计是很不现实，将某 一个功放管的统计结果的用于其他的功放管也会导致调整效果也不佳。申请号W003065599的国际专利申请，公开了如图3所示的一种功率放大电路。其 主放大通路中包括主放大器300、匹配网络301、相移网络302、相移网络303 ；辅助放大通 路中包括相移网络304、辅助放大器305、匹配网络306、相移网络307、检波电路308、数字 控制电路309和偏压网络310。该功率放大电路还包括与主放大通路、辅助放大通路均相连 接的相移网络311。利用检波电路308检测出输入信号的电平高低，由数字控制电路309根据电平的 高低来控制功放管的偏置电压，然后通过偏压网络310实现偏置电压的调整变化，从而将 功放管调整到合适的工作状态，以兼顾线性与效率，但其依然是通过调整偏执电压来实现 工作状态调整的，效果并不十分理想。上述现有技术中，无论是图1的直接调节主放大器(载波放大器)和辅助放大器 (峰值放大器)的偏置电压，使两个放大器工作在不同的工作状态信号较小的时候，峰值 放大器处于非导通状态，载波放大器单独输出功率，从而诱发载波放大器的负载变化，提高 此时载波放大器的效率。还是图3的检波后控制偏执电压，均是通过偏执电压的改变来控 制辅助放大通路的通断，以提高效率的做法。而偏执电压的调整必然影响到整个放大电路 的放大效果和传输效率，其电压偏置值的选择和调节都比较有难度，必须十分谨慎；且偏置 电压设置后，功放管特性的不同也会影响整个放大电路的一致性，从而影响信号放大的效 果(例如线性等信号特性)和效率。因此，通过偏置电压实现放大电路的功率提高其效果 并不十分理想。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种功率放大电路实现方法及功率放大装置，用以解决现有技 术中必须依靠偏置电压对功放电路进行控制，导致信号放大效果不理想，传输效率不容易 保证的问题。一种功率放大装置，包括并行的主放大通路和辅助放大通路，用于对输入信号进 行功率放大；所述辅助放大通路中包括电路控制模块和辅助放大模块；所述电路控制模块，用于检测所述辅助放大通路输入信号的电平，根据输入信号 的电平高低，生成一个用于控制所述辅助放大通路输入功率的控制电平，通过所述控制电平控制所述辅助放大通路在对应的输入功率下工作；所述辅助放大模块，用于对所述输入信号进行功率放大。一种功率放大电路实现方法，主放大通路对输入信号进行功率放大，包括对输入与所述主放大通路并行的辅助放大通路的输入信号的电平进行检测；根据检测到的所述输入信号的电平高低，生成一个用于控制所述辅助放大通路的 输入功率的控制电平；通过所述控制电平控制所述辅助放大通路在对应的输入功率下对所述输入信号 进行功率放大。本专利技术实施例提供的功率放大电路实现方法及功率放大装置，通过检测辅助放大 通路输入信号的电平，根据输入信号的电平高低，生成一个用于控制所述辅助放大通路输 入功率的控制电平，通过控制电平控制所述辅助放大通路在对应的输入功率下工作。通过 对辅助放大通路的实时检测实现根据输入信号的变化实时的调整和控制辅助放大通路的 导通状态，并通过外围电路来控制辅助放大通路的导通情况，在不需要考虑偏置电压的情 况下达到了与传统做法中设置偏置电压控制功率放大电路工作状态，提高输出效率的相同 目的，且获得更好、更高的传输效率。从而避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率放大装置，包括并行的主放大通路和辅助放大通路，用于对输入信号进行功率放大；其特征在于，所述辅助放大通路中包括：电路控制模块和辅助放大模块；所述电路控制模块，用于检测所述辅助放大通路输入信号的电平，根据输入信号的电平高低，生成一个用于控制所述辅助放大通路输入功率的控制电平，通过所述控制电平控制所述辅助放大通路在对应的输入功率下工作；所述辅助放大模块，用于对所述输入信号进行功率放大。

【技术特征摘要】
1.一种功率放大装置，包括并行的主放大通路和辅助放大通路，用于对输入信号进行 功率放大；其特征在于，所述辅助放大通路中包括电路控制模块和辅助放大模块；所述电路控制模块，用于检测所述辅助放大通路输入信号的电平，根据输入信号的电 平高低，生成一个用于控制所述辅助放大通路输入功率的控制电平，通过所述控制电平控 制所述辅助放大通路在对应的输入功率下工作；所述辅助放大模块，用于对所述输入信号进行功率放大。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电路控制模块，具体包括检测单元，用于检测所述辅助放大通路输入信号的电平；控制单元，用于根据输入信号的电平高低，生成一个用于控制所述辅助放大通路输入 功率的控制电平；开关单元，用于通过所述控制电平控制所述辅助放大通路在对应的输入功率下工作。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测单元具体为功率检测电路，用于通 过对输入信号的功率检测获取所述输入信号的电平；所述控制单元包括可控衰减器，用于对所述功率检测电路检测到的输入信号的电平 进行衰减调整后，传送给驱动放大器；和所述驱动放大器，用于根据衰减调整后的输入信号 电平生成所述控制电平；所述开关单元具体为可控开关电路，用于在所述控制电平的控制下调整工作状态，实 现控制所述辅助放大通路输入功率。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述可控开关电路选用下列元件之一射频 开关、小信号放大器和驱动级放大器。5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测单元具体为数字功率检测电路，用 于通过对输入信号的功率检测获取所述输入信号的电平值，并确定所述功率检测电路检测 到的输入信号的电平的衰减值，以数字信号的形式发送给所述控制单元；所述控制单元包括可控衰减器，用于根据所述衰减值调整所述输入信号的电平值，传 送给数模转化器DAC ；和所述数模转化器DAC，用于将调整后的所述输入信号的电平值转化 为模拟信号形式的控制电平；所述开关单元具体为可控衰减链路，用于在所述控制电平的控制下调整衰减状态，实 现控制所述辅助放大通路的输入功率。6.如权利要求1-5任一所述的装置，其特征在于，所述主放大通路，具体包括主放大 器、匹配网络和相移网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德玺，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]