一種高效率可變?cè)鲆鎒類射頻功率放大器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高效率可變?cè)鲆鍱類射頻功率放大器，該放大器包括級(jí)間匹配電路和輸出放大級(jí)，級(jí)間匹配電路的輸出端與輸出放大級(jí)輸入端連接，在級(jí)間匹配電路的輸入端上連接有用于預(yù)放大功能和信號(hào)幅度增益控制的可控放大級(jí)，級(jí)間匹配電路的輸入端與可控放大級(jí)的輸出端連接；在輸出放大級(jí)的輸入端上連接有用于調(diào)節(jié)進(jìn)入到輸出放大級(jí)開關(guān)晶體管的柵極偏置電壓的偏置控制電路，輸出放大級(jí)的輸入端通過電感與偏置控制電路的輸出端連接。本實(shí)用新型結(jié)合了信號(hào)幅度和占空比控制的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)非線性的E類功率放大器輸出功率控制的目的。和原有E類功率放大器功率控制方法相比，在輸出功率范圍和輸出功率效率上都有明顯的提高。
【專利說明】一種高效率可變?cè)鲆鍱類射頻功率放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種功率放大器，具體地說是可變?cè)鲆鍱類射頻功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]E類功率放大器由Sokal等人于1975年首次提出。電路的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:開關(guān)晶體管SW(通?？刹捎肕OS晶體管驅(qū)動(dòng)其柵極實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能)，與電源電壓相連的電感LI，與開關(guān)晶體管并聯(lián)的電容C，串聯(lián)諧振于工作頻率fO的電感Ls與Cs，優(yōu)化電抗兀件jX (—般為電感)和負(fù)載阻抗R。
[0003]E類功率放大器的工作原理如如圖1所示，當(dāng)輸入電壓大于MOS晶體管閾值電壓時(shí)，晶體管工作在線性區(qū)，相當(dāng)于開關(guān)閉合，由于漏源間電阻ron很小，因此vs近似為O;而當(dāng)輸入電壓小于閾值電壓時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管截止，相當(dāng)于開關(guān)斷開，is為O。此時(shí)，C開始充電，引起vs增加，調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)從vs中濾出基波，傳輸?shù)截?fù)載電阻上。當(dāng)開關(guān)再次閉合時(shí)，滿足E類晶體管工作的兩個(gè)條件(I) vs=0和(2) dvs/dt=0,從而使得晶體管上的電壓和電流不同時(shí)出現(xiàn)，消除了由于充放電帶來的(1/2)CV2的損耗，晶體管理想效率達(dá)到100%。
[0004]E類功率放大器的功率控制問題，由E類放大器自身特點(diǎn)決定。根據(jù)其工作原理，最佳控制方式是改變連接在LI的電源電壓Vdd。但是在實(shí)際應(yīng)用中，很難提供這樣一個(gè)可變的電源電壓，故在電路設(shè)計(jì)的時(shí)候需要增加LDO模塊。不僅增加了芯片面積，并且LDO電路存在效率問題，其自身需要消耗一部分功耗，從而導(dǎo)致了 E類功率放大器在整個(gè)功率輸出范圍內(nèi)效率的降低。除此方法之外，目前對(duì)于低功率輸出的E類功率放大器的功率控制功能的實(shí)現(xiàn)，尚無有效的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠提高輸出功率范圍和輸出功率效率的應(yīng)用于低功率輸出的E類功率放大器數(shù)字式功率控制電路，具有電路結(jié)構(gòu)簡單可靠，易于單片電路集成的優(yōu)點(diǎn)。。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案為一種高效率可變?cè)鲆鍱類射頻功率放大器，包括用于實(shí)現(xiàn)放大器有效級(jí)聯(lián)的級(jí)間匹配電路和用于信號(hào)功率放大的輸出放大級(jí)，級(jí)間匹配電路的輸出端與輸出放大級(jí)輸入端連接，在級(jí)間匹配電路的輸入端上連接有用于預(yù)放大功能和信號(hào)幅度增益控制的可控放大級(jí)，級(jí)間匹配電路的輸入端與可控放大級(jí)的輸出端連接；在輸出放大級(jí)的輸入端上連接有用于調(diào)節(jié)進(jìn)入到輸出放大級(jí)開關(guān)晶體管的柵極偏置電壓的偏置控制電路，輸出放大級(jí)的輸入端通過電感與偏置控制電路的輸出端連接。
[0007]所述可控放大級(jí)上連接有增益控制位2，實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的增益控制。當(dāng)增益控制位2為高電平時(shí)，信號(hào)增益增大，輸出功率上升，反之亦然。
[0008]所述偏置控制電路上連接有偏置控制位I和偏置控制位0，實(shí)現(xiàn)信號(hào)占空比的控制。當(dāng)偏置控制位1/0為高高電平時(shí)，信號(hào)占空比增加，輸出功率上升，反之亦然。[0009]通過聯(lián)合改變控制位2、控制位I和控制位O的電平，可以實(shí)現(xiàn)輸出功率在在較大范圍內(nèi)的控制。如圖4所示，當(dāng)三位控制字設(shè)為“000”時(shí)，功率放大器輸出最小功率；當(dāng)三位控制字設(shè)為“111”時(shí)，功率放大器輸出最大功率。表1列出了三位控制字的八種狀態(tài)。
[0010]表1三位控制字的狀態(tài)表
【權(quán)利要求】
1.一種高效率可變?cè)鲆鍱類射頻功率放大器，包括用于實(shí)現(xiàn)放大器有效級(jí)聯(lián)的級(jí)間匹配電路和用于信號(hào)功率放大的輸出放大級(jí)，級(jí)間匹配電路的輸出端與輸出放大級(jí)輸入端連接，其特征在于:在級(jí)間匹配電路的輸入端上連接有用于預(yù)放大功能和信號(hào)幅度增益控制的可控放大級(jí)，級(jí)間匹配電路的輸入端與可控放大級(jí)的輸出端連接；在輸出放大級(jí)的輸入端上連接有用于調(diào)節(jié)進(jìn)入到輸出放大級(jí)開關(guān)晶體管的柵極偏置電壓的偏置控制電路，輸出放大級(jí)的輸入端通過電感與偏置控制電路的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效率可變?cè)鲆鍱類射頻功率放大器，其特征在于:所述可控放大級(jí)上連接有增益控制位2，實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的增益控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效率可變?cè)鲆鍱類射頻功率放大器，其特征在于:所述偏置控制電路上連接有偏置控制位I和偏置控制位O，實(shí)現(xiàn)信號(hào)占空比的控制。
【文檔編號(hào)】H03F3/20GK203457110SQ201320115455
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】李奚鵬 申請(qǐng)人:蘇州朗寬電子技術(shù)有限公司