射频功率放大器混合功率控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种射频功率放大器混合功率控制系统及方法，所述系统包括信号输入端、信号输出端、滤波电容、功放管、偏置电路、热稳定电阻、电流检测电路、误差放大器和控制电压源；电流检测电路采集功放管的基极电流并转换为电压，送入误差放大器中与控制电压进行比较，根据比较结果改变偏置电路提供给功放管的基极电流，从而达到以控制电压控制基极电流的目的，进而间接控制功率放大模块的输出功率。本发明专利技术通过控制基极电流的方式来控制集电极电流，不需要在集电极和电池间添加任何器件，使得功放管的集电极能直接看到电池电压，从而得到更高的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子领域，尤其涉及一种射频功率放大器混合功率控制系统及方 法。
技术介绍
近二十多年来，无线通讯的发展极大地满足了人类对通信的需求，同时这种需 求也进一步带动了无线移动电话(或称无线手机)在全世界范围内的迅速增长。在众多的 无线通讯标准中，GSM (Global System forMobile Communications)是最主要的标准之一，其市场覆盖面占据全球市场的四分之三。如何保证这巨量的无线手机满足严格的手机通 讯标准要求是一个不小的挑战。射频功率放大器是手机中一个至关重要的部分，它负责射频信号的放大发射。 数字手机发送信息的方式主要是先把已数字化的声音或数据等信息通过频率调制或者 相位调制调制到射频载波信号上，然后再把这个调制好的射频信号发送给手机基站。通 常这个调制好的射频载波信号强度太弱，当手机距离基站很远时，手机就需要用射频功 率放大器把射频信号的强度放大到足够大的功率以使信号可以传送到手机基站。为了保 证无线手机与基站的正常通讯又不干扰其他手机用户，手机同基站一起对手机的发射功 率进行自动控制。当手机距离基站很近时手机发射小功率，当距离很远时手机发射大功 率。根据工作频段的不同，无线手机要求能发射至少十五种等级的射频功率。射频功率放大器的功率控制方法可分为直接功率控制和间接功率控制两种。直 接功率控制是指直接控制功率放大器的功率，具体做法是用一个功率检测器检测放大器 的输出功率，然后通过误差信号与控制信号比较，再反馈回去控制功率放大器的增益或 偏置，达到控制功率的目的。间接功率控制是指通过控制功率放大器电压或者电流来控 制其功率。间接功率控制的核心是从源头入手控制功率放大器的直流供电功率从而达到 对射频功率输出的控制。如图1所示集电极电压功率控制方法，首先检测功率放大器的集电极电压Vcc， 然后通过误差放大器与控制信号比较，再反馈到调整管Ml的栅极，达到控制Ql集电极 电压的目的；图2所示则为集电极电流功率控制方法，通过检测电阻R压降来检测功率 放大器的集电极电流，然后通过误差放大器与控制信号比较，再反馈到功率放大器的偏 置电路BIAS，达到控制Ql集电极电流的目的。直接功率控制由于电路实现复杂，主要应用在基站领域，在手机芯片领域受限 于体积应用比较少。在手机芯片领域用得较多的是间接功率控制。无论是前述的控制集 电极电压还是电流，功率放大管Ql都不能直接看到电池电压Vbatt，从而导致相当部分 电池电能被调整管或者检测电阻浪费了。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种，可以避免电池电能的额外损失。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种射频功率放大 器混合功率控制系统，包括功率放大模块和用于调整功率放大模块输出功率的功率控制 模块；所述功率放大模块包括偏置电路和多个功率放大单元，所述每个功率放大单元 均包括信号输入端、信号输出端、滤波电容、功放管和热稳定电阻，所述偏置电路具有 第一输入端、第一输出端和第二输出端；信号输入端经过滤波电容后连接到功放管的基 极，功放管的发射极接地，功放管的集电极连接信号输出端；所述偏置电路第一输入端 和第一输出端均连接功率控制模块，第二输出端通过所述热稳定电阻连接所述功放管的 基极；所述功率控制模块包括电流检测电路、误差放大器，所述电流检测电路包括第 一输入端、输出端和电源端，所述偏置电路的第一输出端连接电流检测电路的第一输入 端，所述电流检测电路的输出端连接误差放大器的第一输入端，所述电流检测电路的电 源端连接电池，所述误差放大器的第二输入端连接控制电压，所述误差放大器的输出端 连接偏置电路的输入端；所述电流检测电路采集功放管的基极电流，送入误差放大器中与控制电压进行 比较，误差放大器根据比较结果改变偏置电路提供给功放管的基极电流，从而达到以控 制电压控制基极电流的目的，进而间接控制功率放大模块的输出功率。其中，所述电流检测电路为电阻型电流检测电路或者电流镜电流检测电路。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是提供一种射频功率放 大器混合功率控制方法，包括以下步骤a.利用电流检测电路采集功率放大模块的基极电流；b.将步骤a中采集的功率放大模块的基极电流送入误差放大器中与控制电压源进 行比较；C.根据步骤b中得出的比较结果改变偏置电路提供给功放管的基极电流，从而达 到以控制电压控制基极电流的目的，进而间接控制功率放大模块的输出功率。其中，所述的射频功率放大器混合功率控制方法，在步骤a中所述的采集功率放 大模块的基极电流的方法有电阻检测方法或者电流镜电流检测方法。本专利技术的有益效果是区别于现有技术的集电极电压检测或电流检测技术导致 的电池电能的额外损失的缺陷，本专利技术通过控制基极电流的方式来控制输出功率，不需 要在集电极和电池间添加任何器件，使得功放管的集电极能直接看到电池电压，从而得 到更高的效率。另外，本专利技术还可以方便地调整功率控制曲线。附图说明图1是现有技术的集电极电压功率控制方法示意图；图2是现有技术的集电极电流功率控制方法示意图；图3是本专利技术所应用的无线收发机系统框图；图4是本专利技术射频功率放大器混合功率控制系统结构框图；图5是本专利技术电流镜电流检测电路图6是本专利技术电阻电流检测电路图；图7是射频功率放大器基极电流曲线图；图8是射频功率放大器功率控制电压Vramp曲线；图9是射频功率放大器输出功率曲线。具体实施例方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施 方式并配合附图详予说明。请参阅图4，本专利技术的射频功率放大器混合功率控制系统，包括功率放大模块 22和用于调整功率放大模块22输出功率的功率控制模块21 ；所述功率放大模块22包括偏置电路221和多个功率放大单元222，所述每个功率 放大单元222均包括信号输入端RFin、信号输出端RFout、滤波电容224、功放管225和 热稳定电阻223，所述偏置电路221具有第一输入端、第一输出端和第二输出端；信号输 入端RFin经过滤波电容224后连接到功放管225的基极，功放管225的发射极接地，功放 管225的集电极连接信号输出端RFout ；所述偏置电路221第一输入端和第一输出端均连 接功率控制模块21，第二输出端通过所述热稳定电阻223连接所述功放管225的基极；所述功率控制模块21包括电流检测电路211、误差放大器212，所述电流检测电 路211包括第一输入端、输出端和电源端；所述偏置电路221的第一输出端连接电流检测 电路211的第一输入端，所述电流检测电路211的输出端连接误差放大器212的第一输入 端，所述电流检测电路211的电源端连接电池，所述误差放大器212的第二输入端连接控 制电压Vramp，所述误差放大器212的输出端连接偏置电路221的输入端；所述电流检测电路211通过热稳定电阻223采集功放管225的基极电流，送入误 差放大器212中与控制电压源Vramp进行比较，误差放大器212根据比较结果改变偏置电 路提供给功放管225的基极电流，从而达到以控制电压Vramp控制基极电流的目的，进 而间接控制功率放大模块22的输出功率。在一实施例中，所述电流检测电路211为电阻型电流检测电路或者电流镜电流 检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频功率放大器混合功率控制系统，其特征在于：包括功率放大模块和用于调整功率放大模块输出功率的功率控制模块；所述功率放大模块包括偏置电路和多个功率放大单元，所述每个功率放大单元均包括信号输入端、信号输出端、滤波电容、功放管和热稳定电阻，所述偏置电路具有第一输入端、第一输出端和第二输出端；信号输入端经过滤波电容后连接到功放管的基极，功放管的发射极接地，功放管的集电极连接信号输出端；所述偏置电路第一输入端和第一输出端均连接功率控制模块，第二输出端通过所述热稳定电阻连接所述功放管的基极；所述功率控制模块包括电流检测电路、误差放大器，所述电流检测电路包括第一输入端、输出端和电源端，所述偏置电路的第一输出端连接电流检测电路的第一输入端，所述电流检测电路的输出端连接误差放大器的第一输入端，所述电流检测电路的电源端连接电池，所述误差放大器的第二输入端连接控制电压，所述误差放大器的输出端连接偏置电路的输入端；所述电流检测电路采集功放管的基极电流，送入误差放大器中与控制电压进行比较，误差放大器根据比较结果改变偏置电路提供给功放管的基极电流，从而达到以控制电压控制基极电流的目的，进而间接控制功率放大模块的输出功率。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李奎兵，徐杰，
申请(专利权)人：深圳市广迪克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94