CN104242840A - 放大装置 - Google Patents

Abstract

放大装置。一种异相的放大装置包括：信号分解单元，其用于将输入信号分解成分别具有预定振幅值的第一信号和第二信号；第一放大元件，其用于放大第一信号并输出第一放大信号；第二放大元件，其用于放大第二信号并输出第二放大信号；以及组合器，其用于组合第一放大信号和第二放大信号，其中，组合器包括：具有阻抗变换器的第一输入传输线；不具有阻抗变换器的第二输入传输线；以及组合单元，其被配置成组合第一放大信号经过第一输入传输线而由阻抗变换器进行了阻抗变换后产生的信号和第二放大信号经过第二输入传输线而未进行阻抗变换所产生的信号。

Description

放大装置

技术领域

本文中所讨论的实施方式涉及放大装置。

背景技术

至今，放大器已被用在各种电子装置中。众所周知，放大器的效率在输出饱和状态(即，非线性状态)下是最高的。

至今，已经做出了异相的放大装置(在下文中，有时被称为“异相的放大器”)作为使放大器在饱和状态下操作的放大装置的提议。异相的放大器包括并联连接的两个放大器以及用于组合分别从两个放大器输出的信号的组合器。并且Chireix组合器被用作所述组合器。Chireix组合器具有在连接第一放大器和组合点的第一线上的λ/4传输线以及在连接第二放大器和组合点的第二线上的λ/4传输线。这里，如果经组合的相位不是同相的，则第一放大器的负载阻抗具有与第二放大器的负载阻抗的电抗分量相同的大小但相反的极性的电抗分量。因此，为了补偿那些电抗分量，Chireix组合器提供有分路电抗。

相关技术已经在日本特开专利公报号2009-213090、2007-174148和2006-314087以及国际专利申请的日本国家公报No.2009-533947中被公开。

附带地，在功率效率特性和宽带特性方面的改进是放大装置所要求的。如果电路尺寸变大，则这些特性劣化。

相反，有可能通过减少电路尺寸来改进这些特性。因此，要求的是将放大装置的电路尺寸制造得尽可能小。

发明内容

因此，实施方式的一个方面的目的是提供一种能够减小电路尺寸的放大装置。

根据本发明的方面，异相的放大装置包括：信号分解单元，其用于将输入信号分解成分别具有预定振幅值的第一信号和第二信号；第一放大元件，其用于放大所述第一信号并输出第一放大信号；第二放大元件，其用于放大所述第二信号并输出第二放大信号；以及组合器，其用于组合所述第一放大信号和所述第二放大信号，其中，该组合器包括：具有阻抗变换器的第一输入传输线；不具有阻抗变换器的第二输入传输线；以及组合单元，其被配置成组合所述第一放大信号经过所述第一输入传输线而由所述阻抗变换器进行了阻抗变换后产生的信号和所述第二放大信号经过所述第二输入传输线而未进行阻抗变换所产生的信号。

附图说明

图1是根据第一实施方式的放大装置的示例；

图2是用于说明根据第一实施方式的信号处理单元的处理操作的示例的图；

图3是用于说明根据比较技术的放大装置的图；

图4是分别例示根据第一实施方式的放大装置和根据比较技术的放大装置的功率效率特性的仿真结果的图；

图5是例示根据第二实施方式的放大装置的示例的图；以及

图6是用于说明根据第一实施方式和第二实施方式的放大装置的应用的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图给出根据本公开内容的实施方式的放大装置的详细描述。在这点上，本公开内容不限于各实施方式的放大装置。同样，相同的附图标记在实施方式中被给予具有相同功能的配置的部件，并且将省略重复的描述。

第一实施方式

图1是根据第一实施方式的放大装置的示例。在图1中，放大装置10包括信号分解单元11、输入匹配单元12和13、放大元件14和15、输出匹配单元16和17以及组合器18。在这点上，尽管在图1中未例示，但是在放大装置10中，放大元件14和15中的每一个都可以设置有输入偏置电路和输出电源电路中的对应一个。

信号分解单元11将从输入端子输入的输入信号分解成第一信号和第二信号。输入到信号分解单元11中的输入信号在特定时间点处具有特定振幅值和特定相位值。并且输入信号的振幅值和相位值随着时间而改变。也就是说，存在着输入信号在第一时间点处的振幅值和相位值中的至少一个可以不同于该输入信号在第二时间点处的振幅值和相位值的可能性。另外，第一信号的振幅值和第二信号的振幅值是相同的，或者处于预定误差范围中。另外，第一信号的振幅值和第二信号的振幅值落入允许放大元件14和放大元件15分别在其饱和区中操作的振幅值内。从而，有可能提高放大元件14和放大元件15的操作效率。

例如，信号分解单元11将具有第一振幅值和第一相位值的输入信号分解成第一信号和第二信号，使得第一信号和第二信号的组合信号成为具有与第一振幅值相对应的第二振幅值以及第一相位值的信号。

第一振幅值和第二振幅值可以是不同的。在这种情况下，第一振幅值越大，与第一振幅值相对应的第二振幅值变得越小。也就是说，信号分解单元11使得第一信号与第二信号之间的相位差随着第一振幅值变大而变大。在这点上，稍后将给出信号分解单元11的处理操作的详细描述。

输入匹配单元12接收从信号分解单元11输出的第一信号，使第一信号与放大元件14的输入阻抗相匹配，并且将第一信号输出到放大元件14。另外，输入匹配单元13接收从信号分解单元11输出的第二信号，使第二信号与放大元件15的输入阻抗相匹配，并且将第二信号输出到放大元件15。

放大元件14放大从输入匹配单元22输出的第一信号，并且将经放大的第一信号(在下文中，有时被称为“第一放大信号”)输出到输出匹配单元16。同样，放大元件15放大从输入匹配单元13输出的第二信号，并且将经放大的第二信号(在下文中，有时被称为“第二放大信号”)输出到输出匹配单元17。例如，放大元件14和放大元件15是图1中所示的FET(场效应晶体管)。

输出匹配单元16获得放大元件14的输出阻抗与组合器18的输入阻抗之间的匹配。同样，输出匹配单元17获得放大元件15的输出阻抗与组合器18的输入阻抗之间的匹配。

组合器18组合从放大元件14输出的第一放大信号和从放大元件15输出的第二放大信号。

例如，如图1中所示，组合器18包括输入传输线19和20以及组合单元21。另外，输入传输线19包括阻抗变换器22，输入传输线20不包括阻抗变换器。

例如，阻抗变换器22是具有电长度φ的传输线。电长度φ是大于λ/4且小于λ/2的值。

组合单元21组合第一放大信号经过输入传输线19而由阻抗变换器22进行了阻抗变换后产生的信号和第二放大信号经过输入传输线20而未进行阻抗变换所产生的信号，并且从输出端子输出经组合的信号。例如，组合单元21是输入传输线10和输入传输线20的连接点，即，组合点。

接下来，将给出信号分解单元11的处理操作的详细描述。图2是用于说明根据第一实施方式的信号处理单元的处理操作的示例的图。图2例示了其中特别是第一振幅值和第二振幅值不同的情况。在图2的右侧，例示了输入信号的振幅的容许值。在图2的左侧，分别针对多个振幅值例示了第一信号和第二信号。在图2的左侧以相同的格式所例示的一对箭头图示了针对一个振幅值的第一信号和第二信号。

如上所述，第一振幅值越大，信号分解单元11使第一信号与第二信号之间的相位差β变得越大。例如，在图2中，当振幅值的绝对值是最大值时，第一信号与第二信号之间的相位差β是180°。也就是说，在这种情况下，第一信号和第二信号由一对折线箭头示出。另外，在图2中，当振幅值的绝对值是最小值时，第一信号与第二信号之间的相位差β是0°。也就是说，在这种情况下，第一信号和第二信号由一对虚单点线箭头来图示。

接下来，将给出比较技术的描述。

图3是用于说明根据比较技术的放大装置的图。包括图3中的组合器31的放大装置具有根据比较技术的放大装置的配置。在图3中，组合器31包括作为电感元件的jX元件32、作为电容性元件的-jX元件33、λ/4传输线34和35以及组合点36。组合器31的配置一般地被称为Chireix组合器。

并且在组合器31中，jX元件32和-jX元件33分别由等效传输线32A和33A来表示，并且因此获得了组合器31A的配置。

进一步地，在组合器31A中，λ/4传输线34和传输线32A被集成到传输线37中。另一方面，λ/4传输线35和传输线33A被集成到传输线38中，使得获得组合器31B的配置。

这里，在根据本实施方式的放大装置10的配置与根据比较技术的放大装置的配置之间做出了比较。首先，根据比较技术的放大装置中的组合器31B包括两个传输线37和38。另一方面，放大装置10中的组合器18仅包括阻抗变换器22。另外，传输线37和38的电长度是λ/2。另一方面，阻抗变换器22(即，传输线)的电长度小于λ/2。也就是说，鉴于部件的数目和电长度二者，放大装置10的电路大小小于比较技术的电路大小。因此，放大装置10的功率效率特性和宽带特性与比较技术相比已被改进。图4是例示分别根据第一实施方式和根据比较技术的放大装置的功率效率特性的仿真结果的图。图4中的根据比较技术的放大装置的功率效率特性的仿真结果是使用组合器31B的配置来计算的。如图4中所理解的那样，根据第一实施方式的放大装置10的功率效率特性与根据比较技术的放大装置的功率效率特性相比已得到改进。在这点上，在这种仿真中，衬底介质损耗是0.0001。

如上所述,通过本实施方式，放大装置10中的组合器18包括具有阻抗变换器22的输入传输线19以及不具有阻抗变换器的输入传输线20。此外，组合器18组合第一放大信号经过输入传输线19而由阻抗变换器22进行了阻抗变换后产生的信号和第二放大信号经过输入传输线20而未进行受阻抗变换所产生的信号。

通过放大装置10的配置，有可能减小组合器的电路大小。也就是说，有可能减小放大装置10的电路大小。结果，有可能改进放大装置的功率效率特性和宽带特性。

并且，在放大装置10中，第一振幅值(输入信号的振幅值)越大，信号分解单元11可以使第一信号与第二信号之间的相位差变得越大。

第二实施方式

图5是图示根据第二实施方式的放大装置的示例的图。在图5中，放大装置100包括前置补偿器101、放大单元102、组合器103以及控制单元104。放大单元102具有与根据第一实施方式的放大装置10的配置相同的配置。

前置补偿器101使用与输入信号的振幅值相对应的失真补偿系数对输入信号执行失真补偿，并且将失真补偿之后的信号输出到放大单元102。例如，前置补偿器101具有将振幅值与失真补偿系数关联起来的查找表。并且前置补偿器101使用该查找表中与输入信号的振幅值相关联的失真补偿系数对输入信号执行失真补偿。

组合器103将放大单元102的输出信号反馈到控制单元104。

控制单元104将放大装置100的输入信号与来自组合器103的反馈信号进行比较，并且基于这两个信号来计算更新系数。并且控制单元104通过所计算的更新系数来更新查找表。

如上所述，通过本实施方式，放大装置100执行失真补偿是可能的。

其它实施方式

1.在第一实施方式和第二实施方式中，已经在第一振幅值和第二振幅值是不同的假定下给出了描述。然而，本公开不限于此。也就是说，第一振幅值和第二振幅值可以是相同的。在这种情况下，第一信号和第二信号被组合成输入信号。

2.例如，有可能将根据第一实施方式和第二实施方式的放大装置应用于通信装置。图6是用于说明根据第一实施方式和第二实施方式的放大装置的应用的图。

在图6中，通信装置200包括控制单元201、传输单元202以及接收机单元203。

控制单元201将传输信号输出到传输单元202。

传输单元202对输入的传输信号执行调制、上变换、放大等，并且通过天线来发射信号。传输单元202包括放大单元210，并且放大单元210执行放大。放大单元210对应于放大装置10或放大装置100。

接收机单元203对通过天线接收到的信号执行预定接收处理，并且将经受接收处理后的接收信号输出到控制单元201。

本文中所记载的所有示例和条件语言意在供教学目的使用以帮助读者理解由本发明人贡献来促进本领域的本发明和构思，并且将被解释为不限于这样具体地记载的示例和条件，这样的示例在本说明书中的组织也不涉及本发明的优势和劣势的示出。尽管已经详细地描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下能够对其做出各种改变、替换以及变更。

Claims (3)

1.一种异相的放大装置，该放大装置包括：

信号分解单元，其被配置成将输入信号分解成分别具有预定振幅值的第一信号和第二信号；

第一放大元件，其被配置成放大所述第一信号并输出第一放大信号；

第二放大元件，其被配置成放大所述第二信号并输出第二放大信号；以及

组合器，其被配置成组合所述第一放大信号和所述第二放大信号，

其中，所述组合器包括：

具有阻抗变换器的第一输入传输线，

不具有阻抗变换器的第二输入传输线，以及

组合单元，其被配置成组合所述第一放大信号经过所述第一输入传输线而由所述阻抗变换器进行了阻抗变换后产生的信号和所述第二放大信号经过所述第二输入传输线而未进行阻抗变换所产生的信号。

2.根据权利要求1所述的放大装置，其中：

所述信号分解单元将具有第一振幅值和第一相位值的所述输入信号分解成所述第一信号和所述第二信号，使得所述第一信号和所述第二信号的组合信号成为具有与所述第一振幅值相对应的第二振幅值及所述第一相位值的信号。

3.根据权利要求2所述的放大装置，其中：

所述信号分解单元随着所述第一振幅值变大而增加所述第一信号与所述第二信号之间的相位差。