CN104485904A - 一种宽带射频功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的射频功率放大器，具有宽带放大特性。因所述放大器驱动级和功率级之间对不同频率段独立匹配，可以使放大器在更宽的频段内保持更优的线性度等性能。

Description

一种宽带射频功率放大器

技术领域

本发明涉及电力电子设备技术领域，尤其涉及一种功率放大器。

背景技术

射频功率放大器（RFPA）广泛应用于无线通讯设备和电子系统的方方面面，如手机、路由器、平板电脑及其他各类移动终端等。在无线通讯中，已调制好的信号，需要通过功率放大器将信号放大到满足需求的输出功率后通过天线等其他组件发送出去。随着无线通讯的发展，特别是3G/4G移动通讯的大规模普及，对通讯系统提出了更高的要求。3G/4G许多频段处于相邻频率，若均做成单频功率放大器，会造成很大的成本和空间压力。

传统的宽带功率放大器电路如图1所示，简单的将两个不同频段的单频功率放大器同个基板组合在一起，当频段1工作时，输入信号从通道一进入，经过驱动级DA1和功率级PA1输出，当频段2工作时，输入信号从通道二进入，经过驱动级DA2和功率级PA2输出。

 由于当今移动终端越来越最求小、轻、薄，同时要求成本低廉，因此为确保不降低移动终端品质的情况下，简化功率放大器设计，拓宽功率放大器带宽，提高集成度已经成为功率放大器非常重要的设计要求。

发明内容

本发明提供了一种宽带功率放大器，以解决现有技术中宽带放大器设计复杂，成本高的问题。

 为了实现上述目的，现提出方案如下：

 一种宽带功率放大器，包括：第一通路，用于频段一；第二通路，用于频段二。

 优选的，还包括：

分别与所述第一通路及第二通路相连的控制电路，用于控制所述第一通路及第二通路的偏置电压，同时用于控制所述开关的通断，以使所述多模功率放大器实现高功率模式、中功率模式，低功率模式及其他功率模式。

 分别与所述第一通路及第二通路相连的供电电路。

 连接于所述供电电路与所述第一通路的第一匹配网络，用于通直流隔交流或者变换阻抗。

连接于所述供电电路与所述第二通路的第二匹配网络，用于通直流隔交流或者变换阻抗。

 从上述的技术方案可以看出，本发明公开的功率放大器，所述用于频段一的第一通路和频段二的第二通路，当频段一工作时，开关S1打开，S2关闭，电源Vdd1供电，Vdd2接地，此时级间匹配电路3形成两级LC匹配网络，当频段二工作时，开关S2打开，S1关闭，电源Vdd2供电，Vdd1接地，此时级间匹配电路3中，L2和C4形成LC匹配网络，L1和C3形成并联谐振到地网络。

 设计时，优先调节L2和C4的LC匹配网络，使得频段二对应的级间匹配阻抗达到最优值，然后通过L1和C3的LC匹配网络，通过两级LC匹配使得频段一对应的级间阻抗到达最优值。由于可以分段匹配两个频段的级间阻抗，从而拓宽放大器的工作频带。两个频带共用功率级PA，简化了输出匹配，减小了器件尺寸，提高集成密度，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

 图1为现有技术的功率放大器电路图。

 图2为本发明实施例公开的功率放大器电路图。

 图3为本发明另一实施例公开的功率放大器电路图。

 图4为本发明另一实施例公开的功率放大器电路图。

具体实施方式

 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

 本发明提供了一种功率放大器，以解决现有技术中低功率输出时效率有待提高的问题。

 具体的，如图2所示，包括：第一通路，用于频段一；第二通路，用于频段二

具体的工作原理为：

当频段二工作时，CMOS控制电路子模块给通路二的驱动级DA2及功率级PA提供偏置，通路一驱动级DA1偏置为0V，同时控制开关S1关闭，开关S2打开，同时电源Vdd1接地，Vdd2供电。

 此时，对于频段二，级间匹配电路3变成由C4和L2组成的LC匹配网络及C3和L1组成的串联到地谐振网络组成，C4和L2由所需最佳级间匹配阻抗确定，C3与L1组成的谐振网络谐振频率远离工作频带，可不做考虑。当频段一工作时，CMOS控制电路子模块给通路一的驱动级DA1及功率级PA提供偏置，通路二驱动级DA2偏置为0V，同时控制开关S2关闭，开关S1打开，同时电源Vdd2接地，Vdd1供电。

 此时，对于频段一，级间匹配电路3变成由C4和L2组成的LC匹配网络及C3和L1组成LC匹配网络两段匹配组成，C4和L2的值已经确定，通过调节C3与L1的值，将级间阻抗匹配到频段一所需的最佳阻抗。

 综上所述，频段二的级间匹配由C4和L2组成的LC匹配网络确定，频段一的级间匹配在频段二确定的C4和L2的基础上，通过C3和L1组成的LC匹配网络确定，这样，就拓宽了级间匹配的带宽，从而拓宽整个放大器的可工作频带。

 本实施例提供的功率放大器，由于共用了输出功率级PA，简化了输出匹配部分的设计，同时。简化了级间匹配电路，从而简化了整个放大器的设计，降低了成本。

 本发明另一实施例还提供了另外一种功率放大器，如图3所示，包括：

第一通路，用于频段一；第二通路，用于频段二。

具体的，当频段一和频段二所对应频率相差不远时，上述实施方式中输入匹配电路1和匹配电路二可以合并成一个匹配电路，即图3中匹配电路1，并置于开关S1和S2之前。

 本实施例内其他元器件的连接及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

 本发明另一实施例还提供了另外一种功率放大器，如图4所示，包括：

第一通路，用于频段一；第二通路，用于频段二。

具体的，当频段一和频段二所对应频率相差不远且对输入隔离未作要求时，可以省去开关S1和S2。

 本实施例内其他元器件的连接及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

Claims (9)

1.一种宽带功率放大器，其特征在于，包括：第一通路，频段一通路；第二通路，频段二通路。

2.根据权利要求1所述多模功率放大器，其特征在于，还包括：

分别与所述第一通路及第二通路相连的开关，用以控制频段一或频段2的导通和关断；

该开关输入端接输入信号，输出端分别通过匹配电路1和匹配电路2连接第一通路的驱动管DA1和第二通路的驱动管DA2。

3.根据权利要求1所述多模功率放大器，其特征在于，分别与所述第一通路及第二通路相连的控制电路，用于控制所述第一通路及第二通路的偏置电压，同时用于控制所述开关的通断，以使所述功率放大器不同频段相对独立，实现级间宽带匹配；

连接于所述开关与所述第一通路驱动管DA1的匹配网络1，用于输入匹配；

连接于所述开关与所述第一通路驱动管DA2的匹配网络2，用于输入匹配。

4.根据权利要求1所述多模功率放大器，其特征在于，分别与所述第一通路及第二通路相连的供电电路。

5.根据权利要求1所述多模功率放大器，其特征在于，分别与所述第一通路及第二通路相连的功率级PA。

6.根据权利要求1所述多模功率放大器，其特征在于，连接于所述供电电路与所述第一通路和第二通路的匹配网络3，用于通直流隔交流或者变换阻抗。

7.根据权利要求2所述多模功率放大器，其特征在于，所述第一通路和第二通路通过匹配网络3与功率管PA的输入端相连。

8.根据权利要求2所述多模功率放大器，其特征在于，所述第一通路包括：

输入端作为所述第一通路输入端的驱动级；所述驱动级的供电端与所述供电电路相连；所述驱动级的控制端与所述控制电路相连；

输入端与所述驱动级输出端相连的功率级PA；所述功率级的供电端与所述供电电路相连；所述功率级的控制端与所述控制电路相连。

9.根据权利要求2所述多模功率放大器，其特征在于，所述第二通路包括：

输入端作为所述第二通路输入端的驱动级；所述驱动级的供电端与所述供电电路相连；所述驱动级的控制端与所述控制电路相连；

输入端与所述驱动级输出端相连的功率级PA；所述功率级的供电端与所述供电电路相连；所述功率级的控制端与所述控制电路相连。