CN105356858A - 一种巴伦及功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种巴伦及功率放大器，采用本发明提供的方案能够扩展巴伦的带宽。该巴伦包括两个相同的耦合电路，其中：两个耦合电路的第一端口作为巴伦的平衡信号接口；两个耦合电路的第二端口接地；一个耦合电路的第三端口作为巴伦的非平衡信号接口，另一个耦合电路的第三端口接地；两个耦合电路的第四端口相连。

Description

一种巴伦及功率放大器

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种巴伦及功率放大器。

背景技术

巴伦(Balun，Balanced-unbalancedTransformer)，又称为平衡-非平衡转换器，在通信系统中具有广泛的应用。在众多的巴伦结构中，Marchand巴伦是应用最为广泛的一种，其结构如图1所示，包括两个相同的耦合电路，每个耦合电路包括两个传输线，其中一个传输线对应耦合电路的第一端口和第三端口，另一个传输线对应耦合电路的第二端口和第四端口；在Marchand巴伦中，两个耦合电路的第一端口均接地，一个耦合电路的第二端口作为Marchand巴伦的非平衡信号接口PORT3，另一个耦合电路的第二端口接地，两个耦合电路的第三端口作为Marchand巴伦的平衡信号接口PORT1和PORT2，两个耦合电路的第四端口相连。

为了得到更好的耦合特性，耦合电路中的两个传输线多采用上下排列的结构，即两个传输线不在同一平面上，即非平衡信号接口和平衡信号接口不在同一平面上。通常考虑到产品的整体设计，会使用过孔将非平衡信号接口和平衡信号接口引到同一平面上。

然而，若过孔引线较长，则会引入额外的寄生参数，如寄生电感等，使得巴伦的带宽较窄，难以满足实际应用场景的需求。

发明内容

本发明实施例提供一种巴伦及功率放大器，用以扩展巴伦的带宽。

第一方面，提供一种巴伦，包括两个相同的耦合电路，其中：

两个耦合电路的第一端口作为巴伦的平衡信号接口；

两个耦合电路的第二端口接地；

一个耦合电路的第三端口作为巴伦的非平衡信号接口，另一个耦合电路的第三端口接地；

两个耦合电路的第四端口相连。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述巴伦还包括两个第一电容单元，两个耦合电路的第一端口分别和一个第一电容单元的一端相连，两个第一电容单元的另一端作为巴伦的平衡信号接口。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一电容单元，具体为一个电容，或者串联的多个电容，或者并联的多个电容，或者串并联的多个电容。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述巴伦还包括两个第二电容单元，两个耦合电路的第二端口分别通过一个第二电容单元接地。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第二电容单元，具体为一个电容，或者串联的多个电容，或者并联的多个电容，或者串并联的多个电容。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述巴伦还包括两个第三电容单元，一个耦合电路的第三端口和一个第三电容单元的一端相连，该第三电容单元的另一端作为巴伦的非平衡信号接口；

另一个耦合电路的第三端口通过另一个第三电容单元接地。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第三电容单元，具体为一个电容，或者串联的多个电容，或者并联的多个电容，或者串并联的多个电容。

第二方面，提供一种功率放大器，包括上述任一所述的巴伦。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述功率放大器具体为多赫蒂Doherty功率放大器。

根据第一方面提供的巴伦，第二方面提供的功率放大器，巴伦的平衡信号接口和非平衡信号接口在同一平面上，不需要再使用过孔将非平衡信号接口和平衡信号接口引到同一平面上，避免了过孔引线引入额外的寄生参数，能够扩展巴伦的带宽。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中Marchand巴伦的示意图；

图2为本发明实施例1提供的巴伦的示意图；

图3为本发明实施例2提供的巴伦的示意图；

图4为本发明实施例3提供的巴伦的示意图；

图5为本发明实施例4提供的巴伦的示意图；

图6为本发明实施例5提供的巴伦的示意图；

图7为本发明实施例6提供的巴伦的示意图；

图8为本发明实施例7提供的功率放大器的示意图。

具体实施方式

为了给出扩展巴伦的带宽的实现方案，本发明实施例提供了一种巴伦及功率放大器，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

本发明实施例1提供了一种巴伦，如图2所示，包括两个相同的耦合电路，其中：

两个耦合电路的第一端口作为巴伦的平衡信号接口PORT1和PORT2；

两个耦合电路的第二端口接地；

一个耦合电路的第三端口作为巴伦的非平衡信号接口PORT3，另一个耦合电路的第三端口接地；

两个耦合电路的第四端口相连。

其中，每个耦合电路的第一端口和第三端口为该耦合电路中的一个传输线对应的两个端口，第二端口和第四端口为该耦合电路中的另一个传输线对应的两个端口。

显然，采用本发明实施例1提供的巴伦，平衡信号接口和非平衡信号接口在同一平面上，相比于现有技术，不需要再使用过孔将非平衡信号接口和平衡信号接口引到同一平面上，避免了过孔引线引入额外的寄生参数，因此能够扩展巴伦的带宽。

并且，现有技术中使用过孔也给设计带来了一定的复杂度和难度，采用本发明实施例提供的巴伦，避免使用过孔，降低了设计的复杂度和难度，易于实现。

实施例2：

在本发明实施例1图2所示的巴伦中，两个耦合电路的第一端口直接作为巴伦的平衡信号接口PORT1和PORT2。

本发明实施例2还提供了一种巴伦，在图2所示的巴伦的基础上，还可以包括两个第一电容单元，如图3所示，两个耦合电路的第一端口分别和一个第一电容单元的一端相连，两个第一电容单元的另一端作为巴伦的平衡信号接口PORT1和PORT2。

其中，第一电容单元具体可以为一个电容，也可以为串联的多个电容，也可以为并联的多个电容，也可以为串并联的多个电容，本发明对此不做限定。

实施例3：

在本发明实施例1图2所示的巴伦中，两个耦合电路的第二端口直接接地。

本发明实施例3还提供了一种巴伦，在图2所示的巴伦的基础上，还可以包括两个第二电容单元，如图4所示，两个耦合电路的第二端口分别通过一个第二电容单元接地。

其中，第二电容单元具体可以为一个电容，也可以为串联的多个电容，也可以为并联的多个电容，也可以为串并联的多个电容，本发明对此不做限定。

实施例4：

在本发明实施例1图2所示的巴伦中，一个耦合电路的第三端口直接作为巴伦的非平衡信号接口PORT3，另一个耦合电路的第三端口直接接地。

本发明实施例4还提供了一种巴伦，在图2所示的巴伦的基础上，还可以包括两个第三电容单元，如图5所示，一个耦合电路的第三端口和一个第三电容单元的一端相连，该第三电容单元的另一端作为巴伦的非平衡信号接口PORT3；另一个耦合电路的第三端口通过另一个第三电容单元接地。

其中，第三电容单元具体可以为一个电容，也可以为串联的多个电容，也可以为并联的多个电容，也可以为串并联的多个电容，本发明对此不做限定。

上述实施例2-实施例4，在上述实施例1图2所示的巴伦的基础上，增加两个第一电容单元，或增加两个第二电容单元，或增加两个第三电容单元，同样能够扩展巴伦的带宽，易于实现，并且增加的电容单元能够起到隔离直流信号的作用。

在本发明的另一实施例中，还可以在实施例1图2所示的巴伦的基础上同时增加两个第一电容单元和两个第二电容单元。

在本发明的另一实施例中，还可以在实施例1图2所示的巴伦的基础上同时增加两个第一电容单元和两个第三电容单元。

在本发明的另一实施例中，还可以在实施例1图2所示的巴伦的基础上同时增加两个第二电容单元和两个第三电容单元。

在本发明的另一实施例中，还可以在实施例1图2所示的巴伦的基础上同时增加两个第一电容单元、两个第二电容单元和两个第三电容单元。

实施例5：

本发明实施例5提供的巴伦即为在实施例1图2所示的巴伦的基础上同时增加两个第一电容单元和两个第二电容单元的方案，如图6所示，该巴伦包括两个相同的耦合电路，其中：

两个耦合电路的第一端口分别和一个第一电容单元的一端相连，两个第一电容单元的另一端作为巴伦的平衡信号接口PORT1和PORT2；

两个耦合电路的第二端口分别通过一个第二电容单元接地；

一个耦合电路的第三端口作为巴伦的非平衡信号接口PORT3，另一个耦合电路的第三端口接地；

两个耦合电路的第四端口相连。

实施例6：

本发明实施例6提供的巴伦即为在实施例1图2所示的巴伦的基础上同时增加两个第二电容单元和两个第三电容单元的方案，如图7所示，该巴伦包括两个相同的耦合电路，其中：

两个耦合电路的第一端口作为巴伦的平衡信号接口PORT1和PORT2；

两个耦合电路的第二端口分别通过一个第二电容单元接地；

一个耦合电路的第三端口和一个第三电容单元的一端相连，该第三电容单元的另一端作为巴伦的非平衡信号接口PORT3；另一个耦合电路的第三端口通过另一个第三电容单元接地；

两个耦合电路的第四端口相连。

对于同时包括两个第一电容单元和两个第三电容单元的巴伦，以及同时包括两个第一电容单元、两个第二电容单元和两个第三电容单元的巴伦，此处不再详述。

本发明实施例提供的上述巴伦可以但不限于采用耦合线形式、集成元器件形式、绕线电感形式等具体形式实现。

实施例7：

本发明实施例提供一种功率放大器，包括上述任一巴伦。

该功率放大器具体可以为多赫蒂Doherty功率放大器。

如图8所示，即为包括图2所示巴伦的Doherty功率放大器，利用巴伦实现Doherty功率放大器中合路器的功能。

综上所述，本发明实施例提供的方案，相比于现有技术，避免使用过孔，能够扩展巴伦带宽，并且降低了设计的复杂度和难度，易于实现。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种巴伦，其特征在于，包括两个相同的耦合电路，其中：

两个耦合电路的第一端口作为巴伦的平衡信号接口；

两个耦合电路的第二端口接地；

一个耦合电路的第三端口作为巴伦的非平衡信号接口，另一个耦合电路的第三端口接地；

两个耦合电路的第四端口相连。

2.如权利要求1所述的巴伦，其特征在于，还包括两个第一电容单元，两个耦合电路的第一端口分别和一个第一电容单元的一端相连，两个第一电容单元的另一端作为巴伦的平衡信号接口。

3.如权利要求2所述的巴伦，其特征在于，所述第一电容单元，具体为一个电容，或者串联的多个电容，或者并联的多个电容，或者串并联的多个电容。

4.如权利要求1所述的巴伦，其特征在于，还包括两个第二电容单元，两个耦合电路的第二端口分别通过一个第二电容单元接地。

5.如权利要求4所述的巴伦，其特征在于，所述第二电容单元，具体为一个电容，或者串联的多个电容，或者并联的多个电容，或者串并联的多个电容。

6.如权利要求1所述的巴伦，其特征在于，还包括两个第三电容单元，一个耦合电路的第三端口和一个第三电容单元的一端相连，该第三电容单元的另一端作为巴伦的非平衡信号接口；

另一个耦合电路的第三端口通过另一个第三电容单元接地。

7.如权利要求6所述的巴伦，其特征在于，所述第三电容单元，具体为一个电容，或者串联的多个电容，或者并联的多个电容，或者串并联的多个电容。

8.一种功率放大器，其特征在于，包括如权利要求1-7任一所述的巴伦。

9.如权利要求8所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器具体为多赫蒂Doherty功率放大器。