專利名稱：功率控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種功率控制裝置，特別是一種不需利用功率偶合器偵測輸出功率，而是利用功率偵測器偵測各級放大器的輸出功率，以有效控制各級放大器的功率與效率的功率控制器。


圖1為現(xiàn)有技術功率控制系統(tǒng)的方塊圖，其中編號100為GSM功率放大器(Power Amplifier)的方塊圖。該功率放大器100的作用是將射頻輸入信號(Radio Frequency Signal)的功率放大，并經由天線190發(fā)射出去。該功率放大器100可適用于手機的功率控制系統(tǒng)。如圖1所示，現(xiàn)有技術功率控制器100包含驅動級(Driver Stage)放大器110、中間級(Inter Stage)放大器120、功率級(Power Stage)放大器130、以及各級放大器的匹配電路140、141與142。另外，為了讓各級放大器在適當的工作環(huán)境動作，功率控制器100還包含直流偏壓與類比功率控制電路150、151?？刂齐娐?50接收第一控制信號APC1，且用來控制驅動級放大器110與中間級放大器120。而控制電路151則接收第二控制信號APC2，且用來控制功率級放大器130。
如圖1所示，該功率控制系統(tǒng)利用天線190將功率控制器100的射頻輸出信號發(fā)射出去，同時利用功率耦合器(power coupler)180與功率偵測單元170偵測射頻輸出信號的功率大小。功率偵測單元170根據輸出功率的大小產生一控制信號APC。該控制信號APC即輸入至功率控制器100的APC1與APC2，從而控制功率控制器100的各級工作電壓。
由于功率控制器100的輸出信號的功率相當高，經過功率耦合器180時會造成相當大的功率損失而浪費能源。而且，最后一級輸出的功率為接近飽和區(qū)域(Saturated Region)，因此很難以功率耦合器正確地偵測功率大小并加以控制，且會有高功率損失(high Power loss)而產生的阻抗不匹配(impedancemismatching)的問題。同時，該功率耦合器180的體積會影響使用該控制系統(tǒng)的裝置的小型化。再者，由于該控制系統(tǒng)僅提供一APC信號給功率控制器100的控制單元150、151，雖然在高功率輸出時，放大器會有高效率，但在低功率輸出時，放大器則無法產生高效率，亦浪費能源。
為克服上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的是提出一種在功率控制器內部具有功率偵測單元的功率控制器。
本發(fā)明的另一目的是提出一種不需外接功率耦合器即可偵測輸出功率的功率控制器。
本發(fā)明的再一目的是提出一種可個別控制各級放大器的偏壓的功率控制器，使其可在高功率時達到高效率，且在低功率時亦可達到高效率。
為達成上述目的，本發(fā)明功率控制器包含可接收發(fā)射信號并加以功率放大的復數級放大器，以及用以匹配前述各級放大器的復數個匹配電路，連接于前述復數級放大器之間；還包括用來偵測前述各級放大器的功率并產生偵測信號的功率偵測器；一偏壓控制電路，可接收前述功率偵測器的偵測信號、借以根據前述各級放大器的功率大小產生前述各級放大器的偏壓、并使各級放大器達到最佳效率。
若僅偵測最后一級輸出的功率，因為接近飽和區(qū)域，因此很難正確地偵測功率大小并加以控制，且會有高功率損失而產生的阻抗不匹配的問題。因此，本發(fā)明提出從第一、二級輸出處即偵測功率，以達到較線性的控制。
由于本發(fā)明的功率控制器可根據控制器本身的功率偵測器所偵測出的各級輸出功率來個別調整各級放大器的偏壓與工作環(huán)境，因此可在高功率時達到高效率，且在低功率時亦可達到高效率。再者，本發(fā)明的功率控制器已包含自行偵測功率的功能，并能自行調整偏壓，因此使用該功率控制器的功率控制系統(tǒng)不需另外設置一功率耦合器來偵測輸出功率。所以，本發(fā)明的系統(tǒng)可達到小型化，且同時節(jié)省功率損失。
以下為本發(fā)明的附圖圖1為現(xiàn)有技術功率控制系統(tǒng)的方塊圖2為本發(fā)明功率控制系統(tǒng)的方塊圖；圖3為圖2的功率控制器的電路圖。
圖中元件符號說明10功率放大器21、22、23放大器31、32、33、34匹配電路 41、42、43功率偵測器50偏壓控制單元 51偏壓控制電路52、53、54放大器55比較器下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳述圖2為本發(fā)明功率控制器的方塊圖。該功率控制器10與現(xiàn)有技術功率控制器相同，亦包含驅動級放大器21、中間級放大器22、功率級放大器23、以及匹配電路31、32、33與34。這些放大器21、22、23與匹配電路31、32、33、34的功能與作用與現(xiàn)有技術功率控制器相同，不再重復說明。
為了取得各級放大器的輸出功率，本發(fā)明功率控制器10還包含復數個功率偵測器41、42、43，并分別連接于匹配電路32、33、34上，當然亦可連接于各級放大器上。這些功率偵測器41、42、43用來偵測各級放大器的輸出功率，并產生偵測信號DS1、DS2與DS3。偏壓控制電路51即根據這些功率偵測器41、42、43的偵測信號DS1、DS2與DS3，分別產生三組偏壓信號VAPC1、VAPC2與VAPC3給各級放大器。由于偏壓控制電路51可個別控制各級放大器的工作環(huán)境，因此不管是任何功率范圍，該功率控制器10皆可保持在較高效率。當然，雖然本實施例同時使用三個功率偵測器41、42、43，但亦可根據不同設計僅使用一個或兩個功率偵測器。例如，僅使用功率偵測器41與43，或僅使用功率偵測器41與42等。
圖3為圖2功率控制器的部分電路圖的例子。如該圖所示，該實施例是以三極管作為放大器，因此三極管T1、T2、T3分別作為各級放大器的元件。而各級偏壓值VAPC1、VAPC2與VAPC3分別經由R1、R2與R3連接至各三極管T1、T2、T3的基極，用來控制各三極管的基極電壓。如圖所示，本實施例是以二極管D1、D2與D3作為功率偵測器，其輸出信號分別為偵測信號DS1、DS2與DS3。當然，功率偵測器的元件并不限于二極管，其他例如電感、電阻與電容串聯(lián)電路等等，均可作為功率偵測器。由于本發(fā)明的功率偵測器直接連接于匹配電路，因此可借由匹配的動作同時偵測功率，不但設計簡單且可節(jié)省功率損失。
如圖2與3所示，本發(fā)明功率控制器10的偏壓控制單元50還包含一比較器55。該比較器55在該功率控制器10不輸出信號時，亦即驅動級放大器21的輸出功率低于一臨界值時，送出一衰減致能信號V-E至信號旁路單元56，該信號旁路單元56的實施電路如圖3所示。該信號旁路單元56收到衰減致能信號后，即通過三極管T4、T5將射頻輸入信號經由電容C7接地，使該射頻輸入信號不會因為信號過強而推動驅動級放大器21。如此，該功率控制器10的各級放大器不會輸出功率，從而節(jié)省了能源。
以上雖以實施例說明本發(fā)明，但并不因此限定本發(fā)明的范圍，只要不脫離本發(fā)明的要旨，可進行各種形式的變更。
權利要求
1.一種功率控制器，包含可接收發(fā)射信號并加以功率放大的復數級放大器，以及復數個匹配電路，匹配前述各級放大器并連接于前述復數級放大器之間；其特征是它還包括用來偵測前述各級放大器的功率并產生偵測信號的功率偵測器；一接收前述功率偵測器的偵測信號、借以根據前述各級放大器的功率大小產生前述各級放大器的偏壓、并使各級放大器達到最佳效率的偏壓控制電路。
2.如權利要求1所述的功率控制器，其特征是其中前述偏壓控制電路包含一在該功率控制器不動作時輸出一旁路控制信號的比較器。
3.如權利要求2所述的功率控制器，其特征是它還包含一在前述旁路控制信號致能時，將前述發(fā)射信號接地，使該發(fā)射信號不會傳送至前述各級放大器的信號旁路單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不需功率耦合器來偵測輸出功率的功率控制器,包含:復數級放大器,可接收發(fā)射信號并加以功率放大;復數個匹配電路,可連接于復數級放大器之間,以匹配各級放大器;功率偵測器,用來偵測各級放大器的功率并產生偵測信號;以及一偏壓控制單元,接收功率偵測器的偵測信號,借以根據各級放大器的功率大小,產生各級放大器的偏壓,以便調整各級放大器所需的功率且達到最佳效率。
文檔編號H03F1/30GK1382000SQ01109579
公開日2002年11月27日 申請日期2001年4月18日 優(yōu)先權日2001年4月18日
發(fā)明者陳智圣, 蘇耿立 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司