CN105337581B - 一种提高功率放大电路稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高功率放大电路稳定性的方法，适用于一射频功率放大电路，该射频功率放大电路具有多级放大电路及至少一匹配电路，藉由分析电路寻找令一目标节点的输入阻抗具有负电阻特性的目标频带，找出目标节点前的匹配电路中目标频带的目标信号路径，并于目标信号路径中串联设置一衰减器，可有效防止振荡产生，提高电路稳定性，且可避免对主要信号路径造成衰减，影响电路的整体效能。

Description

一种提高功率放大电路稳定性的方法
技术领域
本发明涉及一种提高功率放大电路稳定性的方法，尤其涉及一种利用调整匹配电路而提高功率放大电路稳定性的方法。
背景技术
功率放大电路的设计，为了达到较大的功率输出以及较小的信号失真，通常会以多级放大的方式实施，亦即利用多个放大电路串接的方式，分别对信号进行电压、电流及功率的放大动作。
请参阅图1，为一功率放大电路的局部电路示意图。以射频功率放大电路为例，为了使信号具有最佳的功率传送及频率响应，各级放大电路12、16之间通常会利用匹配电路14进行阻抗匹配。
由于放大电路12、16中包含有主动元件，在某些条件之下其阻抗会呈现负电阻的特性。在功率放大电路中，当由节点15往后一级放大电路16方向的输入阻抗具有负电阻特性时，若由节点15往前一级放大电路12方向的反射阻抗符合某些条件，即会因节点15两侧放大电路的交互作用形成共振，因而产生电路振荡，影响电路的稳定性。
以往，为了防止功率放大电路产生振荡，通常会在节点15的位置串联设置一电阻(未显示)，用以补偿节点15位置输入阻抗的负电阻特性。当节点15位置输入阻抗的负电阻特性消失，节点15两侧放大电路产生共振的条件不存在，电路自然不会产生振荡而可保持其稳定性。
上述串联设置电阻的方法虽然可有效防止振荡产生，但信号路径上的电阻将会使信号产生衰减损耗，影响功率放大电路的整体效能。
因此，如何在不影响电路整体效能的情况下，防止电路产生振荡，实为业界亟待解决的课题。
发明内容
有鉴在上述问题，本发明的目的在于提出一种提高功率放大电路稳定性的方法，尤指一种利用调整匹配电路而提高功率放大电路稳定性的方法。
本发明提高功率放大电路稳定性的方法，适用于一射频功率放大电路，该射频功率放大电路具有多级放大电路及至少一匹配电路，该提高功率放大电路稳定性的方法包含有：设定一目标节点，并令该目标节点位于一匹配电路与后一级电路之间；寻找令该目标节点的输入阻抗具有负电阻特性的一目标频带；寻找该目标节点前的匹配电路中该目标频带的一目标信号路径；及于该目标信号路径中串联设置一衰减器。
在一实施例中，更包含有一确认该射频功率放大电路的一主要信号频带的步骤。
在一实施例中，当该目标频带与该主要信号频带不同时，在该目标信号路径中串联设置该衰减器。
在一实施例中，上述方法的一实施例，尚包含有一确认该目标节点前的匹配电路中该主要信号频带的一主要信号路径的步骤。
在一实施例中，当该主要信号路径与该目标信号路径不同时，在该目标信号路径中串联设置该衰减器。
在一实施例中，该匹配电路可选择设置于该多级放大电路之前、之后或其中两级放大电路之间。
在一实施例中，该衰减器可选择为一电阻、一电阻串联一电感、一电阻并联一电感、一电阻串联一电容、及一电阻并联一电容的其中之一。
基于上述，本发明提高功率放大电路稳定性的方法，利用调整匹配电路而提高功率放大电路稳定性，可在不影响电路整体效能的情况下，防止电路产生振荡。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是一功率放大电路的局部电路示意图；
图2是本发明提高功率放大电路稳定性的方法一实施例的流程图；
图3是本发明一实施例的局部电路示意图；
图4是本发明另一实施例的局部电路示意图；
图5是本发明又一实施例的局部电路示意图；
图6是本发明又一实施例的局部电路示意图。
其中，附图标记
12 放大电路 14 匹配电路
15 节点 16 放大电路
201-207 步骤
32 放大电路 34 匹配电路
340 主要信号路径 341 目标信号路径
343 衰减器 35 目标节点
36 放大电路
445 电阻 447 电容
54 匹配电路 540 主要信号路径
541 目标信号路径 543 衰减器
645 电阻 647 电感
具体实施方式
以下结合附图来详细说明本发明的具体实施方式。相同的符号代表具有相同或类似功能的构件或装置。连接或连结表示直接或间接连接。
请参阅图2以及图3，分别是本发明提高功率放大电路稳定性的方法一实施例的流程图及局部电路示意图。本发明提高功率放大电路稳定性的方法适用于一射频功率放大电路，其中该射频功率放大电路具有多级放大电路32、36及至少一匹配电路34。如图所示，本发明提高功率放大电路稳定性的方法，首先系于电路中设定一目标节点35，并令该目标节点35位于一匹配电路34与后一级电路(例如放大电路36)之间，如步骤201。其次，寻找令该目标节点35的输入阻抗具有负电阻特性的目标频带，如步骤203。
然后，寻找目标节点35前的匹配电路34中该目标频带的目标信号路径341，如步骤205。
最后，于该目标信号路径341中串联设置一衰减器343，如步骤207。
在本发明的一实施例中，提高功率放大电路稳定性的方法尚包含有一确认该射频功率放大电路的主要信号频带的步骤。当目标频带与主要信号频带不同时，在目标信号路径341中串联设置衰减器343。
在本发明的一实施例中，提高功率放大电路稳定性的方法尚包含有一确认该目标节点35前的匹配电路34中该主要信号频带的主要信号路径340的步骤。当主要信号路径340与目标信号路径341不同时，在该目标信号路径341中串联设置衰减器343。
在本发明的一实施例中，衰减器343可选择为一电阻、一电阻串联一电感、一电阻并联一电感、一电阻串联一电容或一电阻并联一电容的其中之一。
在本发明的一实施例中，匹配电路34可选择设置于多级放大电路32、36之前、之后或其中两级放大电路32、36之间。
请参阅图4，本发明另一实施例的局部电路示意图。如图所示，在本实施例中目标节点35设定于放大电路36与匹配电路34之间。假设目标节点35的输入阻抗(亦即由目标节点35往放大电路36方向的阻抗)具有负电阻特性系发生于低频频带。此时分析匹配电路34于低频频带的信号路径，即为本实施例的目标信号路径341，因此在目标信号路径341中串联设置一衰减器343。
由于本实施例的匹配电路34具有高通滤波器的电路形式，低频信号将沿着目标信号路径341传递。利用本发明的方法于目标信号路径341中串联设置一衰减器343，可对低频信号进行衰减，破坏目标节点35两侧的共振结构，进而防止电路产生振荡，可提高功率放大电路的稳定性。
另外，由于本实施例的匹配电路34具有高通滤波器的电路形式，主要信号频带为高频频带，与令目标节点35的输入阻抗具有负电阻特性的低频频带不同，且匹配电路34中高频频带的主要信号路径340亦与目标信号路径341不同。因此，利用本发明提高功率放大电路稳定性的方法，于目标信号路径341中设置衰减器343，可防止电路产生振荡，提高电路稳定性，且不会对电路的效能产生不良影响。
在本实施例中，衰减器343可为一电阻445，亦可于电阻445并联设置一电容447，藉以衰减低频信号的强度。
请参阅图5，是本发明又一实施例的局部电路示意图。如图所示，在本实施例中目标节点35设定于放大电路36与匹配电路54之间。假设目标节点35的输入阻抗具有负电阻特性发生于高频频带。此时分析匹配电路54于高频频带的信号路行，即为本实施例的目标信号路径541。因此可于目标信号路径541中串联设置一衰减器543。
由于本实施例的匹配电路54具有低通滤波器的电路形式，高频信号将沿着目标信号路径541传递。利用本发明的方法于目标信号路径541中串联设置一衰减器543，可对高频信号进行衰减，破坏目标节点35两侧的共振结构，进而防止电路产生振荡，可提高功率放大电路的稳定性。
另外，由于本实施例的匹配电路54具有低通滤波器的电路形式，主要信号频带为低频频带，与令目标节点35的输入阻抗具有负电阻特性的高频频带不同，且匹配电路54中低频频带的主要信号路径540亦与目标信号路径541不同。因此，利用本发明提高功率放大电路稳定性的方法，于目标信号路径541中设置衰减器543，可防止电路产生振荡，提高电路稳定性，且不会对电路的效能产生不良影响。
请参阅图6，是本发明又一实施例的局部电路示意图。如图所示，本实施例的电路构造与图5所示实施例大致相同。其中，衰减器543可为一电阻645，亦可于电阻645并联设置一电感647，藉以衰减高频信号的强度。
在本发明的一实施例中，若匹配电路34可令频率高于0.6GHz的信号通过，亦即主要信号频带为高频频带，而令电路产生振荡的频带位于低于0.6GHz的频带，亦即目标频带为低频频带。则于匹配电路34的目标信号路径341串联设置一衰减器343(请参阅图3及图4)，即可达成提高电路稳定性且不影响电路效能的目的。
在本发明的一实施例中，若匹配电路54可令频率位于700MHz至920MHz频带的信号通过，亦即主要信号频带为低频频带，而令电路产生振荡的频带位于高于920MHz的频带，亦即目标频带为高频频带。则于匹配电路54的目标信号路行541串联设置一衰减器543(请参阅图5及图6)，即可达成提高电路稳定性且不影响电路效能的目的。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种提高功率放大电路稳定性的方法，适用于一射频功率放大电路，该射频功率放大电路具有多级放大电路及至少一匹配电路，其中该多级放大电路位于一主要信号路径上；其特征在于，该提高功率放大电路稳定性的方法包含有：
设定一目标节点，并令该目标节点位于一匹配电路与后一级电路之间；
寻找令该目标节点的输入阻抗具有负电阻特性的一目标频带；
寻找该目标节点前的匹配电路中该目标频带的一目标信号路径，其中该目标信号路径的一端连接该主要信号路径，并位于该目标节点与位于该主要信号路径上之匹配电路之间，且该目标信号路径与该主要信号路径不同；及
于该目标信号路径中串联设置一衰减器，并用以衰减进入该目标信号路径的讯号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，更包含有一确认该射频功率放大电路的一主要信号频带的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，更包含有一确认该目标节点前的匹配电路中该主要信号频带的一主要信号路径的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该匹配电路选择设置于该多级放大电路之前、之后或其中两级放大电路之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该衰减器选择为一电阻、一电阻串联一电感、一电阻并联一电感、一电阻串联一电容及一电阻并联一电容的其中之一。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该射频功率放大电路适用的载波频率在700MHz到920MHz之间。
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