CN104753477B - 功率放大器及其增益切换电路 - Google Patents

功率放大器及其增益切换电路 Download PDF

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Abstract

一种功率放大器及其增益切换电路，增益切换电路包括：放大单元，具有：偏置输入端，接入偏置电压；信号输入端，接入第一输入信号；控制端，接入控制信号；以及输出端，输出经增益的输出信号；增益控制单元，接入输入信号并输出所述第一输入信号，且接入驱动信号，并根据该驱动信号输出所述控制信号；放大单元的根据该控制信号切换所述经增益的输出信号的增益系数。上述功率放大器增益切换电路可以根据外部的驱动信号控制增益控制单元输出控制信号，控制信号可以使得放大单元有效实现增益衰减，增益切换带来的相位跳变很小。

Description

功率放大器及其增益切换电路
技术领域
本发明属于功率放大器领域，尤其涉及一种功率放大器及其增益切换电路。
背景技术
功率放大器通常都有多种增益模式，如高增益/低增益两种模式，或者高增益/中增益/低增益三种模式。传统的增益实现方式可以有：
(1)通过调整偏置电路的电压/电流值，是电路工作在不同的偏置情况下，从而实现增益切换。该方法的缺点是高增益和低增益落差不大。
(2)通过不同信号通道的切换实现高低增益模式切换。该方法的缺点是芯片面积大，切换增益有可能导致相位不连续。
发明内容
基于此，有必要提供一种功率放大器增益切换电路，旨在解决高增益和低增益落差不大的问题。
一种功率放大器增益切换电路，包括：
增益控制单元，接入外部输入信号并输出第一输入信号，且接入外部驱动信号，并根据该驱动信号输出控制信号；
放大单元，具有：
偏置输入端，接入外部提供的偏置电压；
信号输入端，接入所述第一输入信号；
控制端，接入所述控制信号；以及
输出端，输出经增益的输出信号；
所述放大单元根据所述控制信号切换所述经增益的输出信号的增益系数。
此外，还提供了一种功率放大器，包括偏置电压产生电路、驱动信号产生电路以及上述的功率放大器增益切换电路。
上述功率放大器及其增益切换电路可以根据外部的驱动信号控制增益控制单元输出控制信号，控制信号可以使得放大单元有效实现增益衰减，增益切换带来的相位跳变很小。
附图说明
图1是功率放大器增益切换电路的模块示意图；
图2是一个实施例中的功率放大器增益切换电路的电路原理图；
图3是另一个实施例中的功率放大器增益切换电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种功率放大器增益切换电路，包括放大单元100、增益控制单元200。
增益控制单元200接入输入信号RFin并输出的第一输入信号，且接入驱动信号Vmode，并根据该驱动信号Vmode输出控制信号。
放大单元100，具有：用于接入外部提供的偏置电压的偏置输入端a；用于接入第一输入信号的信号输入端b；用于接入控制信号的控制端c；用于输出经增益的输出信号的输出端d；放大单元100根据控制信号的切换经增益的输出信号RFout的增益系数。
在优选的实施例中，增益控制单元200为一个或为并联的多个，当增益控制单元200为多个时，前一个输出的第一输入信号作为后一个的输入信号RFin，如此，通过外部的驱动信号Vmode控制相应个数的增益控制单元200工作，可以使得放大单元100实现相应级的增益。例如，参考图2，增益控制单元200为一个时，可以使得放大单元100对输入信号实现高增益或低增益的后输出。参考图3，增益控制单元200为两个时，可以使得放大单元100对输入信号实现高增益、中增益或低增益的后输出。
需要说明的是，本实施例中，上述的驱动信号Vmode包括高电平和低电平。
当增益控制单元200接入(驱动信号Vmode)低电平时，增益控制单元200截止，未输出控制信号；当增益控制单元200接入(驱动信号Vmode)为高电平时，增益控制单元200导通，输出控制信号使得放大单元100的增益系数降低。
增益控制单元200将输入信号RFin的进行削弱，隔直并拉低电平后，产生第一输入信号。
在其中一个实施例中，参考图2和3，增益控制单元200包括第一隔直电容C1、第一电阻R1、第一功率管Q1、第二功率管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3。
第一隔直电容C1的一端用于接入输入信号RFin，第一隔直电容C1的另一端经第一电阻R1向放大单元100的信号输入端b输出第一输入信号；第一功率管Q1和第二功率管Q2的基极接入驱动信号Vmode，具体是经过电阻R6接入驱动信号Vmode的；第一功率管Q1和第二功率管Q2的发射极接地，第一功率管Q1的集电极经第二电阻R2与第一电阻R1串接，第二功率管Q2的集电极经第三电阻R3与控制端c连接。由此可知，增益控制单元200在驱动信号Vmode的控制下，可以将输入信号的进行隔直并拉低电平后产生第一输入信号。
参考图3，当增益控制单元200为并联的多个时，前一个输出的第一输入信号作为后一个的输入信号RFin，即输入信号RFin从图示左边的增益控制单元200中的隔直电容C4前端输入，其后从电阻R7的后端输出第一输入信号，而该第一输入信号作为图示右边的增益控制单元200中的第一隔直电容C1的输入信号RFin输入。另外，当增益控制单元200为多个时，多个增益切换单元200中的多个第一隔直电容C1合并为一个隔直电容，多个第一电阻R1合并为一个电阻，即多个第一隔直电容C1以一个代替、多个第一电阻R1以一个代替；当然也可以是多个。
在其中一个实施例中，参考图2和3，放大单元100包括第一放大器110和第二放大器120；第一放大器110具有：用于接入偏置电压的第一偏置输入端a，即放大单元100的偏置输入端a；用于接入第一输入信号的第一信号输入端b，即放大单元100的信号输入端b；用于输出经第一次增益的初级输出信号的第一输出端f；以及用于接入控制信号控制端c，即放大单元100的控制端c。
第二放大器120具有：用于接入偏置电压的第二偏置输入端e，同放大单元100的偏置输入端a；用于接入初级输出信号的第二信号输入端f；以及用于输出经第二次增益的输出信号的第二输出端d，即放大单元100的输出端d。
本实施例中，第一放大器110包括第三功率管Q3、第四功率管Q4、第二隔直电容C2、第四电阻R4、第一电感L1。
第三功率管Q3的基极作为第一偏置输入端a，第三功率管Q3的集电极接第一电源Vccb，第三功率管Q3的发射极经第四电阻R4与第四功率管Q4的基极连接，且第四功率管Q4的基极作为控制端c，第四功率管Q4的集电极作为第一输出端f并与第一电感L1的一端连接，第一电感L1的另一端接第二电源Vcc1，第四功率管Q4的发射极接地，第二隔直电容C2的一端作为第一信号输入端b，第二隔直电容C2的另一端与第四功率管Q4的基极连接。
本实施例中，第二放大器120包括第五功率管Q5、第六功率管Q6、第三隔直电容C3、第五电阻R5、第二电感L2。
第五功率管Q5的基极作为第一偏置输入端e，第五功率管Q5的集电极接第一电源Vccb，第五功率管Q5的发射极经第五电阻R5与第六功率管Q6的基极连接，第六功率管Q6的集电极作为放大单元100的输出端d并与第一电感L1的一端连接，第二电感L2的另一端接第三电源Vcc2，第六功率管Q6的发射极接地，第三隔直电容C3的一端作为第二信号输入端b与第四功率管Q4的集电极连接，第三隔直电容C3的另一端与第六功率管Q6的基极连接。
其中，参考图3，上述的功率管为三极管。当外部输入的驱动信号Vmode1为高电平时，第一功率管Q1和第二功率管Q2导通，使第四功率管Q4的基极电压变低(取决于电阻R3和电阻R8的阻值)，使得第一放大器110(第四功率管Q4的集电极)输出的初级输出信号的第一次增益的系数变低，最后致使第二放大器120的输出信号RFout的增益系数也变低。
基于上述图3的实施例，当驱动信号Vmode1、Vmode2均为低电平时，增益控制单元200不工作，放大单元100处于高增益模式；当驱动信号Vmode1、Vmode2其中之一为高电平时，增益控制单元200其中一个工作，另一个不工作，放大单元100处于中增益模式；当驱动信号Vmode1，Vmode2均为高电平时，增益控制单元200同时工作，放大单元100处于低增益模式。
此外，还提供了一种功率放大器，包括偏置电压产生电路、驱动信号产生电路以及上述的功率放大器增益切换电路。
以上仅所述为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种功率放大器增益切换电路，其特征在于，包括：
增益控制单元，接入外部输入信号并输出第一输入信号，且接入外部驱动信号，并根据该驱动信号输出控制信号；
放大单元，具有：
偏置输入端，接入外部提供的偏置电压；
信号输入端，接入所述第一输入信号；
控制端，接入所述控制信号；以及
输出端，输出经增益的输出信号；
所述放大单元根据所述控制信号切换所述经增益的输出信号的增益系数；
其中，所述增益控制单元包括第一隔直电容、第一电阻、第一功率管、第二功率管、第二电阻、第三电阻，其中，
所述第一隔直电容一端用于接入所述输入信号，另一端经所述第一电阻输出所述第一输入信号；
所述第一功率管和所述第二功率管的基极接入所述驱动信号、发射极接地，所述第一功率管的集电极经所述第二电阻与所述第一电阻串接，所述第二功率管的集电极经所述第三电阻与所述控制端连接。
2.根据权利要求1所述的功率放大器增益切换电路，其特征在于，所述增益控制单元为一个或为并联的多个。
3.根据权利要求1所述的功率放大器增益切换电路，其特征在于，所述增益控制单元为并联的多个时，多个所述增益控制单元中的多个所述第一隔直电容合并为一个隔直电容，多个所述增益控制单元中的多个所述第一电阻合并为一个电阻。
4.根据权利要求1所述的功率放大器增益切换电路，其特征在于，所述驱动信号包括高电平和低电平；
当所述增益控制单元接入低电平时，所述增益控制单元截止，未输出所述控制信号；当所述增益控制单元接入高电平时，所述增益控制单元导通，输出所述控制信号使得所述输出信号的增益系数降低。
5.根据权利要求1所述的功率放大器增益切换电路，其特征在于，所述增益控制单元用于将所述输入信号进行隔直并拉低电平后，产生所述第一输入信号。
6.根据权利要求1所述的功率放大器增益切换电路，其特征在于，所述放大单元包括第一放大器和第二放大器；
所述第一放大器，具有：
第一偏置输入端，接入所述偏置电压；
第一信号输入端，接入所述第一输入信号；
第一输出端，输出经第一次增益的初级输出信号；以及
控制端，接入所述控制信号；
所述第二放大器，具有：
第二偏置输入端，接入所述偏置电压；
第二信号输入端，接入所述初级输出信号；以及
第二输出端，输出经第二次增益的所述输出信号。
7.根据权利要求6所述的功率放大器增益切换电路，其特征在于，所述第一放大器包括第三功率管、第四功率管、第二隔直电容、第四电阻、第一电感；
所述第三功率管的基极作为所述第一偏置输入端，集电极接第一电源，发射极经所述第四电阻与所述第四功率管的基极连接，且所述第四功率管的基极作为所述控制端，所述第四功率管的集电极作为所述第一输出端并与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端接第二电源，所述第四功率管的发射极接地，所述第二隔直电容的一端作为所述第一信号输入端，另一端与所述第四功率管的基极连接。
8.根据权利要求7所述的功率放大器增益切换电路，其特征在于，所述第二放大器包括第五功率管、第六功率管、第三隔直电容、第五电阻、第二电感；
所述第五功率管的基极作为所述第一偏置输入端，集电极接第一电源，发射极经所述第五电阻与所述第六功率管的基极连接，所述第六功率管的集电极作为所述放大单元的输出端并与所述第一电感的一端连接，所述第二电感的另一端接第三电源，所述第六功率管的发射极接地，所述第三隔直电容的一端作为所述第二信号输入端与所述第四功率管的集电极连接，另一端与所述第六功率管的基极连接。
9.一种功率放大器，其特征在于，包括偏置电压产生电路、驱动信号产生电路以及权利要求1至8任一项所述的功率放大器增益切换电路。
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