CN102098249B - 一种射频包络实时检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种射频包络实时检测电路，包括射频输入匹配网络L1、C1，肖特基检波二极管D1，包络成形电路R2、C3，肖特基检波二级管D1的直流偏置电路L2、C2、R1，包络放大电路U1、R3、R4，直流电源滤波电路C4、C5。射频信号通过肖特基二级管D1包络检波后由R2和C3组成的积分电路成形，最后通过U1、R3、R4组成的负反馈电路进行放大。本发明有益的效果：该电路能实时检测出射频信号的包络，且具有简单、成本低、易实现等特点。

Description

一种射频包络实时检测电路
技术领域
本发明涉及适应于基站包络跟踪射频功放技术，主要是一种射频包络实时检测电路。
背景技术
全球对无线通信及其增强业务日益增长的需求，推动无线网络的持续快速发展。今天，世界各地正在部署包括CDMA及WCDMA等网络形式在内的3G无线通信系统。这些3G系统能够大大提高数据率，但随之而来的是信道带宽和峰均比信号增加，使基站射频功率放大器的效率大大降低。节能降耗是当今全球的热点，这对运营商提出了更好的要求，采用更高效率的射频功率放大器，建设稳定、绿色环保的无线通信网络。随着数字预失真线性化技术(DPD)的发展，提高功放效率的方法也越来越多，如Doherty功放、包络消除再生技术(EER)、自适应偏置技术、包络跟踪等。
包络跟踪射频功放技术方面，功放分为射频放大支路和包络放大支路。射频放大支路放大相位及幅度信息，而允许幅度信息有较大失真，以提高射频功放效率；包络支路先通过检波器分离出幅度包络信息，然后进行放大，控制射频功放的电源，使电源电压随包络变化而变化。包络跟踪能在射频功放效率方面显著提高。利用这个技术已经可以获得50％～60％的效率。实现此技术的一个要点是能实时提取出无失真的射频包络信号，目前主要的射频检波器都有很大的时延，不能实时反映射频信号包络的变化，而且还带有很大的失真。
发明内容
本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种射频包络实时检测电路，能不失真地实时反映射频信号包络的变化的装置。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种射频包络实时检测电路，其特征是：包括射频输入匹配网络L1、C1，肖特基检波二极管D1，包络成形电路R2、C3，肖特基检波二级管D1的直流偏置电路L2、C2、R1，包络放大电路U1、R3、R4，直流电源滤波电路C4、C5；所述的射频输入匹配电路L1、C1，C1串联在射频输入RFin和肖特基检波二极管D1的3脚，L1连接在肖特基检波二极管D1的3脚和系统地GND之间，C1、L1组成射频匹配网络，使所检测射频信号的频率范围内驻波良好，保证射频信号的能量大部分可以进入到肖特基检波二极管D1。另外，C1还有隔直流的功能。包络成形电路R2、C3，R2、C3并联放置在肖特基检波二极管D1的1脚和系统地GND之间，R2、C3形成积分电路，对肖特基二极管D1检测出来的射频包络信号进行整形，整形后的包络信号和原始的射频包络信号之间不能有失真，这要求R2的阻值和C3的容值需要精确的选择。
作为优选，肖特基检波二极管D1，D1是两个独立的并联放置的电性能一样的肖特基二级管封装在一起，其中一个肖特基二极管D1_31(D1的3、1脚)用来对射频信号包络检波，另一肖特基二极管D1_42(D1的4、2脚)用来对D1_31(D1的3、1脚)进行直流偏置。
作为优选，肖特基检波二极管D1的直流偏置电路L2、C2、R1，L1连接于肖特基二极管D1的3脚和4脚之间，即给肖特基二极管D1_31(D1的3、1脚)直流供电，又可以阻止射频信号泄漏到直流电源上；C2连接在肖特基二极管D1的4脚和地之间，起到电源滤波和射频旁路的功能；R1连接在肖特基二极管D1的4脚和直流电源VCC之间，D1的2脚接地，起到直流偏置肖特基二极管D1的静态电流。肖特基二极管D1_42(D1的4、2脚)在这里还有一个功能是温度补偿肖特基二极管D1_31(D1的3、1脚)偏置，提高整个系统的温度稳定特性。
作为优选，包络放大电路U1、R3、R4，高速轨对轨运算放大器U1的正相输入端(U1的3脚)和肖特基二级管D1的1脚相连，成形后的射频包络信号通过U1的正相输入端(U1的3脚)进入放大电路；R3连接在U1的反相输入端(U1的4脚)和系统地GND之间；R4连接在U1的输出端(U1的1脚)和U1的反相输入端(U1的3脚)之间；U1的5脚和系统地GND相连；U1的2脚和直流电源VCC相连；U1、R3、R4组成负反馈放大电路；U1的视频带宽必须不小于10倍的射频包络信号带宽，这样放大后的包络信号才不会失真。
作为优选，直流电源滤波电路C4、C5，C4是有极性的大电容，连接于直流电源VCC和系统地GND之间；C5是没有极性的小电容，连接于直流电源VCC和系统地GND之间。C4、C5对直流电源进行滤波处理，以免电源的杂波引入到检测出来的射频包络信号中。
本发明有益的效果是：提出了一种射频包络实时检测电路，能实时检测出射频信号的包络，且具有简单、成本低、易实现等特点。
附图说明
图1是本发明原理框图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及举例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的举例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出了一种射频包络实时检测电路，包括射频输入匹配网络L1、C1，肖特基检波二极管D1，包络成形电路R2、C3，肖特基检波二级管D1的直流偏置电路L2、C2、R1，包络放大电路U1、R3、R4，直流电源滤波电路C4、C5。
射频输入匹配电路L1、C1，C1串联在射频输入RFin和肖特基检波二极管D1的3脚，L1连接在肖特基检波二极管D1的3脚和系统地GND之间，C1、L1组成射频匹配网络，使所检测射频信号的频率范围内驻波良好，保证射频信号的能量大部分可以进入到肖特基检波二极管D1。另外，C1还有隔直流的功能。射频输入端匹配良好，也有利于肖特基检波二极管检测到低能量的射频信号。
肖特基检波二极管D1，D1是两个独立的并联放置的电性能一样的肖特基二级管封装在一起，其中一个肖特基二极管D1_31(D1的3、1脚)用来对射频信号包络检波，另一肖特基二极管D1_42(D1的4、2脚)用来对D1_31(D1的3、1脚)进行直流偏置。
包络成形电路R2、C3，R2、C3并联放置在肖特基检波二极管D1的1脚和系统地GND之间，R2、C3形成积分电路，对肖特基二极管D1检测出来的射频包络信号进行整形，整形后的包络信号和原始的射频包络信号之间不能有失真，这要求R2的阻值和C3的容值需要精确的选择。
肖特基检波二极管D1的直流偏置电路L2、C2、R1，L1连接于肖特基二极管D1的3脚和4脚之间，即给肖特基二极管D1_31(D1的3、1脚)直流供电，又可以阻止射频信号泄漏到直流电源上；C2连接在肖特基二极管D1的4脚和地之间，D1的2脚接地，起到电源滤波和射频旁路的功能；R1连接在肖特基二极管D1的4脚和直流电源VCC之间，起到直流偏置肖特基二极管D1的静态电流。肖特基二极管D1_42(D1的4、2脚)在这里还有一个功能是温度补偿肖特基二极管D1_31(D1的3、1脚)偏置，提高整个系统的温度稳定特性。通过原理图的可以看出，两个肖特基二极管的直流偏置都在二极管的导通电压，约0.7V。带有直流偏置的肖特基二极管，检波范围可以提高，输入的射频信号电平可以更低。
包络放大电路U1、R3、R4，高速轨对轨运算放大器U1的正相输入端(U1的3脚)和肖特基二级管D1的1脚相连，成形后的射频包络信号通过U1的正相输入端(U1的3脚)进入放大电路；R3连接在U1的反相输入端(U1的4脚)和系统地GND之间；R4连接在U1的输出端(U1的1脚)和U1的反相输入端(U1的3脚)之间；U1的5脚和系统地GND相连；U1的2脚和直流电源VCC相连；U1、R3、R4组成负反馈放大电路；U1的视频带宽必须不小于10倍的射频包络信号带宽，这样放大后的包络信号才不会失真。
直流电源滤波电路C4、C5，C4是有极性的大电容，连接于直流电源VCC和系统地GND之间；C5是没有极性的小电容，连接于直流电源VCC和系统地GND之间。C4、C5对直流电源进行滤波处理，以免电源的杂波引入到检测出来的射频包络信号中。
本发明能实时检测出射频信号的包络，且具有简单、成本低、易实现等特点。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种射频包络实时检测电路，其特征是：包括射频输入匹配网络L1、C1，肖特基检波二极管D1，包络成形电路R2、C3，肖特基检波二级管D1的直流偏置电路L2、C2、R1，包络放大电路U1、R3、R4，直流电源滤波电路C4、C5；所述的射频输入匹配电路L1、C1，C1串联在射频输入RFin和肖特基检波二极管D1的3脚，L1连接在肖特基检波二极管D1的3脚和地线GND之间，C1、L1组成射频匹配网络；所述的包络成形电路R2、C3， R2、C3并联放置在肖特基检波二极管D1的1脚和地线GND之间，R2、C3形成积分电路，对肖特基二极管D1检测出来的射频包络信号进行整形；
所述的肖特基检波二极管D1是两个独立的并联放置的电性能一样的肖特基二级管封装在一起，其中一个肖特基二极管D1_31用来对射频信号包络检波，提供肖特基检波二极管D1的1脚和3脚，另一肖特基二极管D1_42用来对D1_31进行直流偏置，提供肖特基检波二极管D1的2脚和4脚；
所述的肖特基检波二极管D1的直流偏置电路L2、C2、R1，L2连接于肖特基二极管D1的3脚和4脚之间，即给肖特基二极管D1_31直流供电；C2连接在肖特基二极管D1的4脚和地之间， R1连接在肖特基二极管D1的4脚和直流电源VCC之间，D1的2脚接地；
所述的包络放大电路U1、R3、R4，高速轨对轨运算放大器U1的正相输入端和肖特基二级管D1的1脚相连，成形后的射频包络信号通过U1的正相输入端进入放大电路；R3连接在U1的反相输入端和地线GND之间；R4连接在U1的输出端和U1的反相输入端之间；U1的5脚和地线GND相连；U1的2脚和直流电源VCC相连；U1、R3、R4组成负反馈放大电路；
所述的直流电源滤波电路C4、C5，C4是有极性的大电容，连接于直流电源VCC和地线GND之间；C5是没有极性的小电容，连接于直流电源VCC和地线GND之间。
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