一种功率放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种功率放大器，包括第一级单元，其包括依次串接的多个反相器组，所述反相器组的输出端与所述第一级单元的输出端相连，其中相邻所述反相器组之间具有第一控制开关，所述反相器组与所述第一级单元的输出端之间具有第二控制开关，所述第一控制开关与所述第二控制开关切换所述多个反相器组的工作状态，以输出不同频率的方波信号；以及第二级单元，与所述第一级单元的输出端相耦接，对所述第一级单元传来的所述方波信号进行整形以产生放大信号。本发明专利技术能够使发射机以不同频谱的功率发射。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路领域，特别涉及一种频谱可变的功率放大器。
技术介绍
现代科技发展的突飞猛进，使得作为信息获取最重要和最基本的传感器网络技术也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化逐渐向集成化、微型化、网络化和智能化发展，结合各领域前沿技术、利用现代无线通信连接手段，一种具备信息综合和处理能力以及交互式无线通信的新兴传感器技术一无线传感器网络便由此应运而生了。无线传感器网络能够通过各类集成化的微型传感器互相协作并实时监测、感知和采集各种环境和监测对象的信息，并对收集到的信息进行处理后通过无线通信的方式发送给终端用户，真正实现物理环境、信息世界、人类社会的交互和融合。因此，无线传感器网络具有非常广阔的应用前景和巨大的商用价值。 无线传感器网络的一个优势在于信号传输的局域性，其优势在于能使发射机的发射频谱规范相对其他通讯系统(如GSM、WiFi等)来说更加存在自由空间。因此，无线传感器网络的发射机中功率放大器的一种常见结构就是D类功率放大器。相对其他功率放大器而言，D类功率放大器的优势在于效率较高，但是通常的D类功率放大器的输出频谱固定。因此，如果能实现一种频谱可变的D类功率放大器，对于发射机而言意义重大。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种频谱可变的功率放大器，使得发射机能够实现不同频谱的功率发射。为达成上述目的，本专利技术提供一种功率放大器，包括第一级单元，其包括依次串接的多个反相器组，所述反相器组的输出端与所述第一级单元的输出端相连，其中相邻所述反相器组之间具有第一控制开关，所述反相器组与所述第一级单元的输出端之间具有第二控制开关，所述第一控制开关与所述第二控制开关切换所述多个反相器组的工作状态，以输出不同频率的方波信号；以及第二级单元，与所述第一级单元的输出端相耦接，对所述第一级单元传来的所述方波信号进行整形以产生放大信号。进一步的，每个所述反相器组包括多个依次串接的反相器。进一步的，所述第一控制开关与所述第二控制开关切换所述多个反相器组的工作状态，使得依次串接的所述多个反相器组形成环形振荡器以输出所述方波信号，所述环形振荡器具有奇数个所述反相器。进一步的，所述反相器包括NMOS管及PMOS管；其中，所述NMOS管的栅极和所述PMOS管的栅极连接作为其输入端，所述NMOS管的漏极和所述PMOS管的漏极连接作为其输出端，所述PMOS管的源极接电源，所述NMOS管的源极接地。进一步的，所述第二级单元包括依次串接的第一反相器与第二反相器，所述第一反相器包括两个第一电容、第一 NMOS管及第一 PMOS管；其中，所述第一 NMOS管的漏极和所述第一 PMOS管的漏极连接作为其输出端，所述第一 PMOS管的源极接第二电源，所述第一NMOS管的源极接地，由所述第一级单元传来的所述方波信号分别通过所述第一电容传送到所述第一 PMOS管的栅极及所述第一 NMOS管的栅极；所述第二反相器包括两个第二电容、第二NMOS管及第二 PMOS管；其中，所述第二 NMOS管的漏极和所述第二 PMOS管的漏极连接作为其输出端，所述第二 PMOS管的源极接电源，所述第二 NMOS管的源极接地，所述第一反相器的输出信号分别通过所述第二电容传送到所述第二 PMOS管的栅极及所述第二 NMOS管的栅极。进一步的，所述第一级单元的电源与所述第二级单元的电源为两个分离的不同电源，所述第一级单元的接地端与所述第二级单元的接地端分开。进一步的，所述第二级单元产生所述放大信号以驱动片外发射天线的阻抗。 进一步的，所述第一控制开关与所述第二控制开关根据开关控制信号打开或关闭。进一步的，所述功率放大器为D类功率放大器。本专利技术的优点在于通过第一级单元可实时调整功率放大器的输出频率，从而使得发射机能够以不同频谱发射信号，有效提高了发射机的利用效率。附图说明图I为本专利技术一实施例功率放大器的结构示意图。图2为本专利技术一实施例功率放大器输出不同频率信号的时域波形示意图。具体实施例方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。请参考图1，其显示本专利技术一实施例的功率放大器的结构示意图。本专利技术的功率放大器是应用于无线传感器网络组网的发射机，用于通过对天线的匹配、放大信号，从而将数字或模拟信号通过发射机天线无线发射。由于无线传感器网络系统通常采用通断键控(OOK)调制方式，其本身对功率放大器的线性度要求不高，因此，为了提高发射效率，在本专利技术的一实施例中，功率放大器为非线性的D类功率放大器。如图I所示，功率放大器包括第一级单元10以及第二级单元20。第一级单元10接收输入信号PAIN，输出不同频率的方波信号，第二级单元20与第一级单元10相耦接并对方波信号整形以输出放大信号PA OUT。第一级单元10包括多个依次串接的反相器组，且相邻的反相器组之间具有第一控制开关，每个反相器组与第一级单元10的输出端之间具有第二控制开关。在本专利技术的一实施例中，第一级单元10包括依次串接的4个反相器组11、12、13和14。如图I所示，反相器组11与反相器组12之间具有第一控制开关Si，反相器组11与第一级单元10的输出端之间具有第二控制开关sib。相类似的，反相器组12与反相器组13之间具有第一控制开关s2，与第一级单元10的输出端之间具有第二控制开关s2b ;反相器组13与反相器组14之间具有第一控制开关s3，与第一级单元10的输出端之间具有第二控制开关s3b ；反相器组14与第一级单元10的输出端之间具有第二控制开关s4b。第一控制开关sf s4以及第二控制开关sllTS4b可由开关控制信号Freq_Ctrl控制以打开或关闭。每一个反相器组具有多个反相器，每一个反相器包括一个NMOS管及一个PMOS管。如图I所示，反相器组11包括3个反相器INV1、INV2和INV3，其中反相器INVl包括NMOS管Ml和PMOS管M2，NMOS管Ml的栅极和PMOS管M2的栅极连接作为其输入端，NMOS管Ml的漏极和PMOS管M2的漏极连接作为其输出端，耦接反相器INV2。PMOS管M2的源极接电源，NMOS管Ml的源极接地。类似的，反相器INV2包括NMOS管M3和PMOS管M4，反相器INV 3包括NMOS管M5和PMOS管M6，其中NMOS管M5的漏极和PMOS管M6的漏极连接作为反相器INV3输出端与第一控制开关Si和第二控制开关sib相连。反相器组12包括由MOS管M7、M8和MOS管M9、MlO分别构成的反相器INV4和INV5，反相器组13包括由MOS管M11、M12和MOS管M13、M14分别构成的反相器INV6和INV7，而反相器组14包括由MOS管M15、M16和MOS管M17、M18分别构成的反相器INV8和INV9。各个反相器组依次串接，每一个反相器组及其中反相器的结构及连接关系均与反相器组11及其中反相器相类似，在此不作赘述。通过第一控制开关与第二控制开关可以在反相器组之间建立连接，使不同反相器组切换到 工作状态，从而使得第一级单元10输出不同频率的方波信号。具体而言，当开关控制信号Freq_Ct本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率放大器，其特征在于，包括：第一级单元，其包括依次串接的多个反相器组，所述反相器组的输出端与所述第一级单元的输出端相连，其中相邻所述反相器组之间具有第一控制开关，所述反相器组与所述第一级单元的输出端之间具有第二控制开关，所述第一控制开关与所述第二控制开关切换所述多个反相器组的工作状态，以输出不同频率的方波信号；以及第二级单元，与所述第一级单元的输出端相耦接，对所述第一级单元传来的所述方波信号进行整形以产生放大信号。

【技术特征摘要】
1.一种功率放大器,其特征在于,包括 第一级单元，其包括依次串接的多个反相器组，所述反相器组的输出端与所述第一级单元的输出端相连，其中相邻所述反相器组之间具有第一控制开关，所述反相器组与所述第一级单元的输出端之间具有第二控制开关，所述第一控制开关与所述第二控制开关切换所述多个反相器组的工作状态，以输出不同频率的方波信号；以及 第二级单元，与所述第一级单元的输出端相耦接，对所述第一级单元传来的所述方波信号进行整形以产生放大信号。2.根据权利要求I所述的功率放大器，其特征在于，每个所述反相器组包括多个依次串接的反相器。3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述第一控制开关与所述第二控制开关切换所述多个反相器组的工作状态，使得依次串接的所述多个反相器组形成环形振荡器以输出所述方波信号，所述环形振荡器具有奇数个所述反相器。4.根据权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，所述反相器包括NMOS管及PMOS管；其中，所述NMOS管的栅极和所述PMOS管的栅极连接作为其输入端，所述NMOS管的漏极和所述PMOS管的漏极连接作为其输出端，所述PMOS管的源极接电源，所述NMOS管的源极接地。5.根据权利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述第二级单元包括依次串接的第一反相器与第二反相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琛，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：