一种可改善线性度的功率放大器电路的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  2

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一种可改善线性度的功率放大器电路的制作方法
【专利摘要】一种可改善线性度的功率放大器电路属于通信【技术领域】,尤其涉及一种可改善线性度的功率放大器电路。本实用新型提供一种可对低直流偏置下的功率放大器芯片电路的线性度进行调节的可改善线性度的功率放大器电路。本实用新型包括功率放大器、功率检测器、开关管、扼流电感、二极管、电阻、偏置电路和隔直电容,偏置电路输出端口与功率放大器的偏置电压输入端口相连;其结构要点功率检测器的输入端与隔直电容一端相连,功率检测器的输出端与开关管输入端相连,开关管输出端与扼流电感一端相连,扼流电感另一端分别与电容另一端、二极管阳极、功率放大器输入端相连,二极管阴极通过电阻接地。
【专利说明】一种可改善线性度的功率放大器电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于通信【技术领域】,尤其涉及一种可改善线性度的功率放大器电路。【背景技术】
[0002]现代无线通信中的多载波技术所带来的高峰均比的问题,使无线发射机的设计者们面临着不断出现的挑战,无论从电源管理还是对无线频谱的使用方面,都需要构建更加高效的系统。对功率放大器来说,一方面要满足高峰均功率比(PAPR)信号线性度的要求,功率放大器本身需要工作在功率回退状态(从IdB压缩点回退PAPR大小的功率),这样功率放大器就不会工作在最大的效率状态。另一方面,为了降低功耗、提高效率,需要将功率放大器偏置在较低的直流工作点,但是在提高效率的同时,往往带来较为严重的失真。随着功率的增加,其非线性会显著增加,当具有一定带宽的调制信号通过功率放大器后,除了带内失真,还会产生交调分量,造成频谱扩展,对邻道信号形成干扰,直接影响到接收系统的误码率,恶化通信系统的性能。
[0003]为了实现满足系统所需要的增益和功率等指标,功率放大器往往需要多级级联,考虑线性化的设计,前级由于耗电较低,一般偏置在A类工作状态,而后级(后几级)往往偏向于AB类甚至深AB类。随着输入信号的加大,功率放大器除了会出现增益压缩,由于偏置电流较低,往往还会出现一段增益膨胀区域,一般在高功率区域,适度的增益膨胀会弥补增益压缩,使得功率放大器的IdB压缩点后延,从而提高线性度;但对于非恒包络调制系统,高峰均比带来更高的线性度要求,增益膨胀引入的幅度和相位失真往往不可忽视。
[0004]如图1所示,未使用本实用新型时,功率放大器的功率增益曲线随输入信号增加,会出现一段增益陡升的区域,称为增益膨胀现象,正好与功率放大器的增益压缩相反。发生这种现象的原因是,功率放大器为获得较高的功率附加效率降低功耗,往往后级偏置电流较低,此种情况下,射频功率管的最大稳定增益(MSG)会有一个突变的过程,对应于功率增益曲线,则是出现一段增益膨胀区域。适当的增益膨胀对弥补增益压缩提高线性度是有利的,但当偏置点过低导致增益膨胀较为严重时,则会使得幅度和相位失真更为明显,尤其是相位失真,这对使用调制信号下的功率放大器来说,会恶化其带内失真和带外失真,带来误差矢量幅度(EVM)的恶化和频谱再生。这在使用信号源和频谱仪测试功率放大器芯片性能时会监测到。

【发明内容】

[0005]本实用新型就是针对上述问题,提供一种可对低直流偏置下的功率放大器芯片电路的线性度进行调节的可改善线性度的功率放大器电路。
[0006]为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案,本实用新型包括功率放大器、功率检测器、开关管、扼流电感、二极管、电阻、偏置电路和隔直电容,偏置电路输出端口与功率放大器的偏置电压输入端口相连;其结构要点功率检测器的输入端与隔直电容一端相连,功率检测器的输出端与开关管输入端相连,开关管输出端与扼流电感一端相连,扼流电感另一端分别与电容另一端、二极管阳极、功率放大器输入端相连,二极管阴极通过电阻接地。
[0007]作为一种优选方案,本实用新型所述开关管采用MOSFET。
[0008]作为另一种优选方案,本实用新型所述电阻采用可调电阻。
[0009]另外,本实用新型所述扼流电感采用贴片电感。
[0010]本实用新型有益效果。
[0011]本实用新型通过引入一个负增益支路(二极管与电阻串联支路),消减了中高功率区域的增益膨胀,改善了功率放大器的线性度,实现了对低直流偏置下的功率放大器芯片电路线性度的调节。另外,本实用新型扼流电感可阻止射频信号的灌入,隔直电容可阻止功率检测电压对射频输入端的影响;因此本实用新型工作稳定、可靠。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0013]图1为未使用本实用新型时功率放大器电路的功率增益曲线。
[0014]图2为本实用新型实施例的一种电路结构。
[0015]图3为使用本实用新型后功率放大器电路的功率增益曲线。
[0016]图4为本实用新型实施例的另一种电路结构。
【具体实施方式】
[0017]如图2所示,本实用新型包括功率放大器201、功率检测器202、开关管203、扼流电感204、二极管205、电阻206、偏置电路207和隔直电容208,偏置电路207输出端口与功率放大器201的偏置电压输入端口相连;功率检测器202的输入端与隔直电容208 —端相连,功率检测器202的输出端与开关管203输入端相连,开关管203输出端与扼流电感204一端相连,扼流电感204另一端分别与电容另一端、二极管205阳极、功率放大器201输入端相连,二极管205阴极通过电阻206接地。
[0018]所述开关管203采用MOSFET。
[0019]如图4所示,所述电阻206采用可调电阻。可调电阻与二极管205 —起共同调节该并联支路的阻抗,提高了灵活度;而且可通过监测测试仪器来确定该电阻206的大小。
[0020]所述扼流电感204采用贴片电感。将贴片电感设置在片外,减小了芯片面积。
[0021]如图3所示,虽然本实用新型整体增益有稍许浮动,但由于二极管205和电阻206构成的并联支路带来的负增益,改善了功率放大器201的增益膨胀现象。
[0022]下面结合【专利附图】

【附图说明】本实用新型设置及工作过程。
[0023]首先MOSFET开关处于断开状态,对输入信号进行功率扫描,得出该功率放大器201的增益曲线,并找到出现增益膨胀的起始输入功率点。然后将输入信号固定为上述输入功率,调节功率检测器202的检测电压,使得电压值略低于二极管205的开启电压。最后将MOSFET开关设置为闭合状态。由此,当输入信号功率增大时,功率检测电压增大,随着射频输入信号的增大,二极管205随整流电流的增大其动态阻抗下降,使得流入该并联支路的射频信号功率增加,消减了输入信号较大而直流偏置较低情况下出现的增益膨胀现象,改善了线性度。
[0024]可以理解的是,以上关于本实用新型的具体描述,仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可改善线性度的功率放大器电路,包括功率放大器(201)、功率检测器(202)、开关管(203)、扼流电感(204)、二极管(205)、电阻(206)、偏置电路(207)和隔直电容(208),偏置电路(207)输出端口与功率放大器(201)的偏置电压输入端口相连;其特征在于功率检测器(202)的输入端与隔直电容(208) —端相连,功率检测器(202)的输出端与开关管(203)输入端相连,开关管(203)输出端与扼流电感(204) 一端相连,扼流电感(204)另一端分别与电容另一端、二极管(205)阳极、功率放大器(201)输入端相连,二极管(205)阴极通过电阻(206)接地。
2.根据权利要求1所述一种可改善线性度的功率放大器电路,其特征在于所述开关管(203)采用 MOSFET。
3.根据权利要求1所述一种可改善线性度的功率放大器电路,其特征在于所述电阻(206)采用可调电阻。
4.根据权利要求1所述一种可改善线性度的功率放大器电路,其特征在于所述扼流电感(204)采用贴片电感。
【文档编号】H03F3/20GK203445841SQ201320561426
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】郝明丽 申请人:沈阳中科微电子有限公司

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