本發(fā)明適用于無線通信，尤其涉及一種功率放大電路及射頻芯片。

背景技術(shù)：

1、近年來，5g?的出現(xiàn)將無線通信網(wǎng)絡(luò)的通信容量和數(shù)據(jù)傳輸速率提升到了一個(gè)前所未有的高度。全新的通信技術(shù)和應(yīng)用場景給人們帶來了全新的通信體驗(yàn)，但對于通信系統(tǒng)核心的射頻收發(fā)機(jī)來說，面臨的則是更加嚴(yán)峻的性能挑戰(zhàn)。功率放大器作為發(fā)射機(jī)中能耗最大的模塊，其性能的優(yōu)劣對于整個(gè)射頻發(fā)射機(jī)系統(tǒng)都有著至關(guān)重要的作用。為了能夠提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，5g?采用了更為復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)，這導(dǎo)致了?5g?信號(hào)的峰均比（peak?average?power?ratio，papr）相較于?3g、4g?信號(hào)進(jìn)一步增加。此類高峰均比信號(hào)需要功率放大器擁有更為優(yōu)秀的線性度，而更優(yōu)的線性度則通常需要功率放大器以犧牲效率為代價(jià)工作在更深的回退區(qū)域。因此，具備高回退效率的高線性功率放大器也自然而然的成為了?5g?背景下的熱點(diǎn)之一。

2、目前較為廣泛應(yīng)用的一種提升功率放大器回退區(qū)效率的方法是包絡(luò)跟蹤技術(shù)（et），它根據(jù)輸入射頻功率的大小調(diào)整功率放大器的偏置電壓，使得功率放大器始終工作在飽和狀態(tài)，從而有效提升功率放大器在整個(gè)功率范圍內(nèi)的平均效率，但由于目前所使用的射頻信號(hào)往往具有較高的包絡(luò)帶寬，要求包絡(luò)跟蹤需要非?？斓母邘掚娫?。

3、現(xiàn)有的功率放大電路為了提升功率放大器在高功率區(qū)域的線性度，往往通過設(shè)置有源線性偏置電路，從而有效避免由于二極管的鉗位效應(yīng)帶來的失真問題，但有源線性偏置電路中的旁路電容需要設(shè)置合適，且旁路電容作為射頻信號(hào)注入到線性偏置電路的通路中，其容值大小會(huì)直接影響輸入量的大小。如果旁路電容過大會(huì)導(dǎo)致偏置電路阻抗降低，過多的射頻信號(hào)耦合到偏置電路中，從而為整個(gè)功率放大器帶來額外的插損；如果旁路電容設(shè)置過小則有可能導(dǎo)致此偏置電路難以發(fā)揮應(yīng)有的線性化效果。

4、因此，亟需一種新的功率放大電路及射頻芯片，解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種功率放大電路及射頻芯片，旨在提高功率放大器的線性度以及性能。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種功率放大電路，包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，功率放大器、線性偏置電路以及功率檢測電路，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端用于接收射頻信號(hào)，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端與所述功率放大器的輸入端連接，所述功率放大器的輸出端用于輸出信號(hào)，所述功率檢測電路的輸入端與所述功率放大器的輸出端連接，所述功率檢測電路的輸出端與所述線性偏置電路的輸入端連接，所述線性偏置電路的輸出端與所述功率放大器的輸入端連接；所述功率檢測電路用于獲取所述功率放大器的輸出功率包絡(luò)信號(hào)，并將所述輸出功率包絡(luò)信號(hào)輸出至所述線性偏置電路，所述線性偏置電路用于根據(jù)所述輸出功率包絡(luò)信號(hào)為所述功率放大器提供偏置電壓；

3、所述功率檢測電路包括匹配電路、電流鏡電路以及濾波電路，所述匹配電路的輸入端作為所述功率檢測電路的輸入端，所述匹配電路的輸出端與所述電流鏡電路的輸入端連接，所述電流鏡電路的輸出端與所述濾波電路的輸入端連接，所述濾波電路的輸出端作為所述功率檢測電路的輸出端；所述電流鏡電路用于對射頻信號(hào)進(jìn)行放大，所述濾波電路用于從經(jīng)所述電流鏡電路放大后的射頻信號(hào)中提取所述輸出功率包絡(luò)信號(hào)并輸出至所述線性偏置電路；

4、所述線性偏置電路包括耦合電容，所述耦合電容用于根據(jù)所述輸出功率包絡(luò)信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)其電容值，以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所述線性偏置電路輸出的偏置電壓。

5、優(yōu)選地，所述匹配電路包括第一電阻以及第一電容，所述第一電容的第一端作為所述匹配電路的輸入端，所述第一電容的第二端作為所述匹配電路的輸出端，所述第一電阻的第一端與所述第一電容的第二端連接，所述第一電阻的第二端接地。

6、優(yōu)選地，所述電流鏡電路包括第一三極管、第二三極管以及第三三極管，所述第一三極管的發(fā)射極作為所述電流鏡電路的輸入端，所述第一三極管的基極連接第一外部電源電壓，所述第一三極管的集電極與所述第二三極管的發(fā)射極連接，所述第二三極管的集電極連接第二外部電源電壓，所述第二三極管的基極分別與所述第三三極管的基極和所述第三三極管的集電極連接，所述第三三極管的集電極連接第二外部電源電壓，所述第三三極管的發(fā)射極作為所述電流鏡電路的輸出端。

7、優(yōu)選地，所述濾波電路包括第一電感、第二電感以及第二電容，所述第一電感的第一端作為所述濾波電路的輸入端，所述第一電感的第二端分別與所述第二電感的第一端以及所述第二電容的第一端連接，所述第二電容接地，所述第二電感的第二端作為所述濾波電路的輸出端。

8、優(yōu)選地，所述濾波電路還包括第二電阻，所述第二電阻的第一端與所述第一電感的第一端連接，所述第二電阻的第二端接地。

9、優(yōu)選地，所述線性偏置電路還包括第四三極管、第五三極管、第六三極管、第三電阻以及第四電阻，所述第三電阻的第一端作為所述線性偏置電路的輸入端，所述第三電阻的第二端分別連接所述第四三極管的基極、第五三極管的集電極、第五三極管的基極以及耦合電容的第一端，所述第四三極管的集電極與所述第三電阻的第一端連接，所述第四三極管的發(fā)射極連接第四電阻的第一端，所述耦合電容的第二端作為所述線性偏置電路的第一輸出端，所述第四電阻的第二端作為所述線性偏置電路的第二輸出端，所述第五三極管的發(fā)射極分別與所述第六三極管的基極和所述第六三極管的集電極連接，所述第六三極管的發(fā)射極接地。

10、優(yōu)選地，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括第三電容，所述第三電容的第一端作為所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第三電容的第二端作為所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端。

11、優(yōu)選地，所述功率放大器包括第七三極管，所述第七三極管的基極作為所述功率放大器的輸入端，所述第七三極管的發(fā)射極接地，所述第七三極管的集電極作為所述功率放大器的輸出端。

12、第二方面，本發(fā)明還提供一種射頻芯片，所述射頻芯片包括如上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的功率放大電路。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過功率放大電路，包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，功率放大器、線性偏置電路以及功率檢測電路，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端用于接收射頻信號(hào)，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端與功率放大器的輸入端連接，功率放大器的輸出端用于輸出信號(hào)，功率檢測電路的輸入端與功率放大器的輸出端連接，功率檢測電路的輸出端與線性偏置電路的輸入端連接，線性偏置電路的輸出端與功率放大器的輸入端連接；功率檢測電路用于獲取功率放大器的輸出功率包絡(luò)信號(hào)，并將輸出功率包絡(luò)信號(hào)輸出至線性偏置電路，線性偏置電路用于根據(jù)輸出功率包絡(luò)信號(hào)為功率放大器提供偏置電壓。本發(fā)明可以根據(jù)射頻功率大小調(diào)整功率放大器的偏置狀態(tài)，能夠在低功率區(qū)域內(nèi)使得功率放大器進(jìn)入低偏置狀態(tài)提升回退效率，在高功率區(qū)域內(nèi)適當(dāng)抬高偏置保證功率放大器具有足夠的功率輸出滿足線性要求，從而最大程度發(fā)揮功率放大器的性能，在滿足線性度指標(biāo)的同時(shí)提升功率放大器的回退效率。

技術(shù)特征：

1.一種功率放大電路，其特征在于，包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，功率放大器、線性偏置電路以及功率檢測電路，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端用于接收射頻信號(hào)，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端與所述功率放大器的輸入端連接，所述功率放大器的輸出端用于輸出信號(hào)，所述功率檢測電路的輸入端與所述功率放大器的輸出端連接，所述功率檢測電路的輸出端與所述線性偏置電路的輸入端連接，所述線性偏置電路的輸出端與所述功率放大器的輸入端連接；所述功率檢測電路用于獲取所述功率放大器的輸出功率包絡(luò)信號(hào)，并將所述輸出功率包絡(luò)信號(hào)輸出至所述線性偏置電路，所述線性偏置電路用于根據(jù)所述輸出功率包絡(luò)信號(hào)為所述功率放大器提供偏置電壓；

2.如權(quán)利要求1所述的功率放大電路，其特征在于，所述匹配電路包括第一電阻以及第一電容，所述第一電容的第一端作為所述匹配電路的輸入端，所述第一電容的第二端作為所述匹配電路的輸出端，所述第一電阻的第一端與所述第一電容的第二端連接，所述第一電阻的第二端接地。

3.如權(quán)利要求1所述的功率放大電路，其特征在于，所述電流鏡電路包括第一三極管、第二三極管以及第三三極管，所述第一三極管的發(fā)射極作為所述電流鏡電路的輸入端，所述第一三極管的基極用于連接第一外部電源電壓，所述第一三極管的集電極與所述第二三極管的發(fā)射極連接，所述第二三極管的集電極連接第二外部電源電壓，所述第二三極管的基極分別與所述第三三極管的基極和所述第三三極管的集電極連接，所述第三三極管的集電極連接第二外部電源電壓，所述第三三極管的發(fā)射極作為所述電流鏡電路的輸出端。

4.如權(quán)利要求1所述的功率放大電路，其特征在于，所述濾波電路包括第一電感、第二電感以及第二電容；所述第一電感的第一端作為所述濾波電路的輸入端，所述第一電感的第二端分別與所述第二電感的第一端以及所述第二電容的第一端連接，所述第二電容接地，所述第二電感的第二端作為所述濾波電路的輸出端。

5.如權(quán)利要求4所述的功率放大電路，其特征在于，所述濾波電路還包括第二電阻，所述第二電阻的第一端與所述第一電感的第一端連接，所述第二電阻的第二端接地。

6.如權(quán)利要求1所述的功率放大電路，其特征在于，所述線性偏置電路還包括第四三極管、第五三極管、第六三極管、第三電阻以及第四電阻，所述第三電阻的第一端作為所述線性偏置電路的輸入端，所述第三電阻的第二端分別連接所述第四三極管的基極、第五三極管的集電極、第五三極管的基極以及耦合電容的第一端，所述第四三極管的集電極與所述第三電阻的第一端連接，所述第四三極管的發(fā)射極連接第四電阻的第一端，所述耦合電容的第二端作為所述線性偏置電路的第一輸出端，所述第四電阻的第二端作為所述線性偏置電路的第二輸出端，所述第五三極管的發(fā)射極分別與所述第六三極管的基極和所述第六三極管的集電極連接，所述第六三極管的發(fā)射極接地。

7.如權(quán)利要求1所述的功率放大電路，其特征在于，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括第三電容，所述第三電容的第一端作為所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第三電容的第二端作為所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端。

8.如權(quán)利要求1所述的功率放大電路，其特征在于，所述功率放大器包括第七三極管，所述第七三極管的基極作為所述功率放大器的輸入端，所述第七三極管的發(fā)射極接地，所述第七三極管的集電極作為所述功率放大器的輸出端。

9.一種射頻芯片，其特征在于，所述射頻芯片包括如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的功率放大電路。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率放大電路及射頻芯片，包括功率放大電路，包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，功率放大器、線性偏置電路以及功率檢測電路；功率檢測電路用于獲取功率放大器的輸出功率包絡(luò)信號(hào)，并將輸出功率包絡(luò)信號(hào)輸出至線性偏置電路，線性偏置電路用于根據(jù)輸出功率包絡(luò)信號(hào)為功率放大器提供偏置電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以根據(jù)射頻功率大小調(diào)整功率放大器的偏置狀態(tài)，能夠在低功率區(qū)域內(nèi)使得功率放大器進(jìn)入低偏置狀態(tài)提升回退效率，在高功率區(qū)域內(nèi)適當(dāng)抬高偏置保證功率放大器具有足夠的功率輸出滿足線性要求，從而最大程度發(fā)揮功率放大器的性能，在滿足線性度指標(biāo)的同時(shí)提升功率放大器的回退效率。

技術(shù)研發(fā)人員：韋星輝,李歡歡,郭嘉帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳飛驤科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2