CN101478290A - 提高多级功率放大器电路线性度的方法及其电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高多级功率放大器电路线性度的方法，在多级功率放大器的级间设置滤谐波网络，所述滤谐波网络使得放大器级间的功率匹配网络匹配在前一级功率放大管的功率输出负载值，同时应用LC谐振网络，谐振至二阶谐波。本发明还公开了一种上述方法所采用的多级功率放大器电路，包括级联的多级功率放大器电路和级间的匹配网络，在多级功率放大器电路的级间设置有滤谐波网络。本发明通过在级间匹配网络中加入滤谐波网络，在不增大射频功率放大器静态功耗的情况下，既增强了射频功率放大器的谐波抑制，又显著提高了射频功率放大器的线性度。

Description

提高多级功率放大器电路线性度的方法及其电路
技术领域
本发明涉及一种提高多级功率放大器电路线性度的方法。本发明还涉及一种多级功率放大器电路。
背景技术
在现代无线通信系统中，射频功率放大器是实现射频信号无线传输的关键部件。射频功率放大器的主要功能即为将已调制的射频信号放大到所需的功率值，传输至天线发射，保证在一定区域内的接收机可以接收到信号。作为射频部分关键部件的功率放大器，它的性能对通信质量产生直接的影响。线性度是衡量射频功率放大器的重要指标，通常用最大线性输出功率表征。射频功率放大器的最大线性输出功率通常指IM3<-30dBc，IM5<-40dBc时，射频功率放大器的最大输出功率，其中IM3为三阶交调分量，IM5为五阶交调分量。
现有的技术是采用提高射频功率放大器的偏置电流，使得功率放大器工作在AB类偏A类放大状态，从而提高射频功率放大器的线性度。对于多级射频功率放大器的级间匹配电路，通常采用功率匹配网络，即匹配到前一级功率放大管的功率输出负载值。以CDMA射频功率放大器两级放大电路为例，如图1所示，输入信号RFIN通过电容C1到达第一级放大器三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，集电极通过一个电感L1连接到电源端VCC，且三极管Q1的集电极作为第一级功率放大器电路的输出端。第一级功率放大器的输出端通过一个匹配网络连接到第二级功率放大器电路中三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，集电极通过一个电感L2连接到电源端VCC，且三极管Q2的集电极作为两级功率放大器电路的输出端RFOUT。所述匹配网络为T型网络，包括串联连接的电容C2和C3，其中电容C2连接三极管Q1的集电极，电容C3连接三极管Q2的基极，电容C2和C3之间的节点通过电感L3接地。在上述多级功率放大器电路中，第一级输出负载阻抗值通常为15Ω，即ZA＝15Ω。
现有的技术通过提高射频功率放大器的偏置电流来提高线性度，使得静态工作电流增加，从而加大了射频功率放大器的静态功耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高多级功率放大器电路线性度的方法，以及实现这种方法所采用的多级功率放大器电路，在不增大射频功率放大器静态功耗的情况下，既增强了射频功率放大器的谐波抑制，又显著提高了射频功率放大器的线性度。
为解决上述技术问题，本发明提高多级功率放大器电路线性度的方法的技术方案是，在多级功率放大器的级间设置滤谐波网络，所述滤谐波网络使得放大器级间的功率匹配网络匹配在前一级功率放大管的功率输出负载值，同时应用LC谐振网络，谐振至二阶谐波。
本发明还提供了一种实现上述提高多级功率放大器电路线性度的方法所采用的多级功率放大器电路，包括级联的多级功率放大器电路和级间的匹配网络，在多级功率放大器电路的级间设置有滤谐波网络，所述滤谐波网络使得放大器级间的功率匹配网络匹配在前一级功率放大管的功率输出负载值，同时应用LC谐振网络，谐振至二阶谐波。
作为本发明多级功率放大器电路的进一步改进是，所述滤谐波网络包括从前一级放大器三极管的集电极到地之间依次串联一个电容和一个电感。
本发明通过在级间匹配网络中加入滤谐波网络，在不增大射频功率放大器静态功耗的情况下，既增强了射频功率放大器的谐波抑制，又显著提高了射频功率放大器的线性度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1为现有的多级功率放大器电路的电路图；
图2为本发明多级功率放大器电路的电路图。
具体实施方式
本发明提供了一种提高多级功率放大器电路线性度的方法，在多级功率放大器的级间设置滤谐波网络，所述滤谐波网络使得放大器级间的功率匹配网络匹配在前一级功率放大管的功率输出负载值，同时应用LC谐振网络，谐振至二阶谐波。
本发明还提供了一种实现上述提高多级功率放大器电路线性度的方法所采用的多级功率放大器电路，包括级联的多级功率放大器电路和级间的匹配网络，在多级功率放大器电路的级间设置有滤谐波网络，所述滤谐波网络使得放大器级间的功率匹配网络匹配在前一级功率放大管的功率输出负载值，同时应用LC谐振网络，谐振至二阶谐波。
本发明的一个实施例如图2所示，输入信号RFIN通过电容C1到达第一级放大器三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，集电极通过一个电感L1连接到电源端VCC，且三极管Q1的集电极作为第一级功率放大器电路的输出端。第一级功率放大器的输出端通过一个匹配网络连接到第二级功率放大器电路中三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，集电极通过一个电感L2连接到电源端VCC，且三极管Q2的集电极作为两级功率放大器电路的输出端RFOUT。所述匹配网络为T型网络，包括串联连接的电容C2和C3，其中电容C2连接三极管Q1的集电极，电容C3连接三极管Q2的基极，电容C2和C3之间的节点通过电感L3接地。所述滤谐波网络包括从前一级放大器三极管Q1的集电极到地之间依次串联一个电容C4和一个电感L4。
如图2所示，第一级和第二级级间匹配网络2由电容C2，C3，C4和电感L3组成，并在电容C4到地之间串联电感L4。电容C4与电感L4形成串联谐振网络，谐振在二阶谐波频率点。匹配网络2实现级间功率匹配，即匹配到前一级功率放大管的功率输出负载值。
以图2的电路实现形式，以CDMA射频功率放大器两级放大电路为例，第一级功率输出负载值设计为Z＝15Ω，通过匹配网络2，使得A点的阻抗值为ZA＝15Ω。电容C4与电感L4形成串联谐振网络，谐振在二阶谐波频率点2f0，其中 2 f 0 = 1 2 &pi; C 4 &CenterDot; L 4 . 通过此网络可以有效地抑制二阶谐波，同时将射频功率放大器的最大线性输出功率提高2dBm。
以上内容仅以一实施例对本发明进行说明，实际的级间匹配网络及二阶谐波谐振网络需要由具体电路确定。
综上所述，本发明通过在级间匹配网络中加入滤谐波网络，在不增大射频功率放大器静态功耗的情况下，既增强了射频功率放大器的谐波抑制，又显著提高了射频功率放大器的线性度。

Claims (3)

1.一种提高多级功率放大器电路线性度的方法，其特征在于，在多级功率放大器的级间设置滤谐波网络，所述滤谐波网络使得放大器级间的功率匹配网络匹配在前一级功率放大管的功率输出负载值，同时应用LC谐振网络，谐振至二阶谐波。
2.一种实现权利要求1所述的提高多级功率放大器电路线性度的方法所采用的多级功率放大器电路，包括级联的多级功率放大器电路和级间的匹配网络，其特征在于，在多级功率放大器电路的级间设置有滤谐波网络，所述滤谐波网络使得放大器级间的功率匹配网络匹配在前一级功率放大管的功率输出负载值，同时应用LC谐振网络，谐振至二阶谐波。
3.根据权利要求2所述的多级功率放大器电路，其特征在于，所述滤谐波网络包括从前一级放大器三极管的集电极到地之间依次串联一个电容和一个电感。
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