專利名稱：一種用于藍牙通信電路的功率放大電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及藍牙技術，尤其是一種藍牙無線信號功率放大電路。
背景技術：
近十幾年來，由于通信理論的突破、數(shù)字信號處理技術的創(chuàng)新、超大規(guī)模集成電路工藝的發(fā)展以及消費者對于產(chǎn)品可靠性和便捷性的日益需求，無線通訊產(chǎn)業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展。藍牙技術是一種支持設備短距離通信(一般IOm內(nèi))的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。鑒于藍牙技術的上述優(yōu)點，人們開始致力于更長距離藍牙通信的實現(xiàn)，現(xiàn)有的作法之一是在藍牙使用端在藍牙服務器之間增設藍牙代理裝置，使藍牙使用端與藍牙服務器的藍牙信息傳輸距離能夠增加；還有一種做法是在藍牙使用端及藍牙服務器中增加功率放大模塊，以增強藍牙信號，使其傳輸距離增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對后一種藍牙通信增強方法，提供一種溫度穩(wěn)定性好、線性度高、高增益的專用于藍牙信號放大的功率放大器。本發(fā)明公開的功率放大電路，包括輸入匹配電路、三級放大電路、第一級間耦合電路、第二級間耦合電路及輸出匹配電路；所述輸入匹配電路、第一放大電路、第一級間耦合電路、第二放大電路、第二級間耦合電路、第三放大電路及輸出匹配電路順序連接；所述各級放大電路包括偏置電路及功率管；所述偏置電路用于為所述晶體管基極提供偏置電壓；所述功率管的集電極通過電感與直流電源VCC連接，基極作為放大電路的信號輸入端，發(fā)射極接地，所述功率管的集電極還作為放大電路的信號輸出端。優(yōu)選地，所述偏置電路包括第一電阻、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管及第一電容；所述第一晶體管的集電極連接直流電源VDD ;第二晶體管的集電極通過第一電阻連接所述直流電源VDD;第二晶體管的基極與其集電極連接，第一晶體管的基極與第二晶體管集電極連接；第三晶體管的集電極同時與第三晶體管的基極、第二晶體管的發(fā)射極連接；第三晶體管的發(fā)射極接地；所述第一電容的一端與第二晶體管的基極連接，第一電容的另一端接地；所述第一晶體管的發(fā)射極與所述放大電路的功率管的基極連接。優(yōu)選地，所述偏執(zhí)電路還包括第二電阻、第三電阻及第二電容；所述第二晶體管基極通過第二電阻同時與第二晶體管的集電極、第一晶體管的基極連接；所述第三電阻的一端與第二電容的一端連接后再與第一晶體管的發(fā)射極連接，所述第三電阻的另一端與第二電容的另一端連接后與放大電路的功率管基極連接。優(yōu)選地，所述各級放大電路的功率管為包括若干晶體管，各個晶體管的基極連接在一起作為功率管的基極，各個晶體管的發(fā)射極連接在一起作為功率管的發(fā)射極，各個晶體管的集電極連接在一起作為功率管的集電極。優(yōu)選地，所述所述各級放大電路的功率管中的若干晶體管的基極均連接有一個鎮(zhèn)整流電阻；各個鎮(zhèn)流電阻的另一端連接在一起作為功率管的基極
優(yōu)選地，所述第三放大電路的功率管包括128個晶體管。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是1.采用三級放大電路、各級放大電路中的功率管采用多個晶體管并聯(lián)的形式均有助于功率放大電路增益的提聞。2.所述偏置電路具有線性度高、溫度穩(wěn)定性好的特點。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中
圖1是本發(fā)明中功率放大電路的原理框圖。圖2是本發(fā)明中任意一級放大電路的偏執(zhí)電路的電路圖的一個具體實施例。圖3是本發(fā)明中任意一級放大電路的功率管的電路圖的一個具體實施例。圖4是本發(fā)明中任意一級放大電路的功率管的電路圖的另一具體實施例。
圖5是本發(fā)明中任意一級放大電路的功率管的電路圖的另一具體實施例。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。如圖1，本發(fā)明中的功率放大電路包括輸入匹配電路、三級放大電路、第一級間耦合電路、第二級間耦合電路及輸出匹配電路；所述輸入匹配電路、第一放大電路、第一級間耦合電路、第二放大電路、第二級間耦合電路、第三放大電路及輸出匹配電路順序連接；所述各級放大電路包括偏置電路及功率管；所述偏置電路用于為所述晶體管基極提供偏置電壓；所述功率管的集電極通過電感與直流電源VCC連接，基極作為放大電路的信號輸入端，發(fā)射極接地，所述功率管的集電極還作為放大電路的信號輸出端。所述輸入匹配電路采用L型匹配網(wǎng)絡結(jié)構，級間耦合電路可以采用T型網(wǎng)絡，如C-L-C網(wǎng)絡和/或C-C-L網(wǎng)絡。輸出匹配電路可以采用單節(jié)低通匹配網(wǎng)絡。如圖2所示，所述功率放大電路中的偏置電路的一個具體實施方式
是這樣的包括電阻R0、晶體管Q1、晶體管Q2、晶體管Q3及電容CO ;所述晶體管Ql的集電極連接直流電源VDD ；晶體管Q2的集電極通過電阻RO連接所述直流電源VDD ；晶體管Q2的基極與其集電極連接，晶體管Ql的基極與晶體管Q2集電極連接；晶體管Q3的集電極同時與晶體管Q3的基極、晶體管Q2的發(fā)射極連接；晶體管Q3的發(fā)射極接地；所述電容CO的一端與晶體管Q2的基極連接，電容CO的另一端接地；所述晶體管Ql的發(fā)射極與所述放大電路的功率管的基極連接。
晶體管Q1、晶體管Q2及晶體管Q3連接成電流鏡。電容CO與晶體管Ql構成了線性化網(wǎng)絡，這是因為當輸入功率變大時，由于電容CO的存在，使得偏置電路的阻抗降低，從而使得輸入信號耦合到偏置電路中的信號成分增大，使得偏置電路中信號成分隨輸入信號功率增大而增大，提高了線性性。另一方面，圖2中，功率管基極發(fā)射極之間的電壓VbeO=VDD-1bXRO-Vbel,其中Ib是流過電阻RO上的電壓，Vbel為晶體管Ql的基極發(fā)射極之間的電壓；當溫度升高時，Vbel隨溫度升高而降低，這時功率管基極與發(fā)射極之間的電壓VbeO得到了補償，降低了功率管的增益壓縮和相位失真。圖3中的偏置電路在圖2中的實施例基礎上增設了電阻R1、電阻R2及電容Cl ;其中電阻Rl —端與晶體管Q2的基極連接，電阻Rl的另一端同時與晶體管Q2的集電極、晶體管Ql的基極連接。電阻R2的一端與電容Cl的一端連接后再與晶體管Ql的發(fā)射極連接，所述電阻R2的另一端與電容Cl的另一端連接后與放大電路的功率管Q基極連接。電阻R1、電阻R2采用正溫度系數(shù)的電阻，當溫度升高時，流過晶體管Ql、Q2的電流會增加，由于電阻R1、電阻R2阻值隨溫度增加而增大，因此電阻R1、R2抑制了晶體管Q1、Q2中電流的增加，進一步起到了提高偏執(zhí)電路溫度穩(wěn)定性的作用。電阻R2雖然提高了電路的熱穩(wěn)定性，但是增加了偏置電路的阻抗，降低了線性性，為此，增加電容Cl，使其并聯(lián)在電阻R2兩端可以同時實現(xiàn)偏執(zhí)電路的熱穩(wěn)定性及線性性。如圖4，各級放大電路的功率管為包括若干晶體管，各個晶體管的基極連接在一起作為功率管的基極，各個晶體管的發(fā)射極連接在一起作為功率管的發(fā)射極，各個晶體管的集電極連接在一起作為功率管的集電極。所述功率管中的并聯(lián)晶體管個數(shù)太多，雖然能夠提高增益但是同時會導致功率管輸入、輸出阻抗降低，導致輸入、輸出匹配電路設計難度增力口，本發(fā)明優(yōu)選的將第三放大電路中的功率管中的晶體管數(shù)量設置為128個。如圖5，在圖4所述的功率管的具體實施方式
中，在所述所述各級放大電路的功率管中的若干晶體管的基極進一步均連接有一個鎮(zhèn)流電阻；各個鎮(zhèn)流電阻的另一端連接在一起作為功率管的基極。鎮(zhèn)流電阻的作用是為了提高熱穩(wěn)定性。本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式
。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權利要求
1.一種功率放大電路，其特征在于，包括輸入匹配電路、三級放大電路、第一級間耦合電路、第二級間耦合電路及輸出匹配電路；所述輸入匹配電路、第一放大電路、第一級間耦合電路、第二放大電路、第二級間耦合電路、第三放大電路及輸出匹配電路順序連接；所述各級放大電路包括偏置電路及功率管；所述偏置電路用于為所述晶體管基極提供偏置電壓；所述功率管的集電極通過電感與直流電源VCC連接，基極作為放大電路的信號輸入端，發(fā)射極接地，所述功率管的集電極還作為放大電路的信號輸出端。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種功率放大電路，其特征在于，所述偏置電路包括第一電阻、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管及第一電容；所述第一晶體管的集電極連接直流電源VDD ;第二晶體管的集電極通過第一電阻連接所述直流電源VDD ;第二晶體管的基極與其集電極連接，第一晶體管的基極與第二晶體管集電極連接；第三晶體管的集電極同時與第三晶體管的基極、第二晶體管的發(fā)射極連接；第三晶體管的發(fā)射極接地；所述第一電容的一端與第二晶體管的基極連接，第一電容的另一端接地；所述第一晶體管的發(fā)射極與所述放大電路的功率管的基極連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種功率放大電路，其特征在于，所述偏執(zhí)電路還包括第二電阻、第三電阻及第二電容；所述第二晶體管基極通過第二電阻同時與第二晶體管的集電極、第一晶體管的基極連接；所述第三電阻的一端與第二電容的一端連接后再與第一晶體管的發(fā)射極連接，所述第三電阻的另一端與第二電容的另一端連接后與放大電路的功率管基極連接。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種功率放大電路，其特征在于，所述各級放大電路的功率管為包括若干晶體管，各個晶體管的基極連接在一起作為功率管的基極，各個晶體管的發(fā)射極連接在一起作為功率管的發(fā)射極，各個晶體管的集電極連接在一起作為功率管的集電極。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種功率放大電路，其特征在于，所述所述各級放大電路的功率管中的若干晶體管的基極均連接有一個鎮(zhèn)整流電阻；各個鎮(zhèn)流電阻的另一端連接在一起作為功率管的基極。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種功率放大電路，其特征在于，所述第三放大電路的功率管包括128個晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于藍牙通信電路的功率放大電路，涉及藍牙技術，旨在提供一種溫度穩(wěn)定性好、線性度高、高增益的專用于藍牙信號放大的功率放大器。本發(fā)明技術要點包括輸入匹配電路、三級放大電路、第一級間耦合電路、第二級間耦合電路及輸出匹配電路；所述輸入匹配電路、第一放大電路、第一級間耦合電路、第二放大電路、第二級間耦合電路、第三放大電路及輸出匹配電路順序連接；所述各級放大電路包括偏置電路及功率管；所述偏置電路用于為所述晶體管基極提供偏置電壓；所述功率管的集電極與直流電源VCC連接，基極作為放大電路的信號輸入端，發(fā)射極接地，所述功率管的集電極還作為放大電路的信號輸出端。
文檔編號H03F3/20GK103001593SQ20121052206
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2012年12月7日
發(fā)明者鄒小蘭 申請人:鄒小蘭