CN106788298B - 一种功率放大器增益切换电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种功率放大器增益切换电路，在功率放大电路上增加负反馈电路和增益控制电路，通过调节负反馈电路和增益控制电路，实现功率放大器的增益切换。本发明提供了一种功率放大器的增益切换电路，解决传统增益切换方法芯片面积过大、高低增益落差较小等问题。

Description

一种功率放大器增益切换电路

技术领域

本发明涉及功率放大器，尤其涉及一种功率放大器的增益切换电路。

背景技术

功率放大器的增益模式，有高、低增益，或者高、中、低增益模式，一般用如下方式来实现：

通过切换信道的方法来实现高低增益模式的切换。该方式的缺点是切换增益可能导致相位不连续，而且芯片的面积过大。

通过调整偏置电路的电压或者电流值，使电路工作在不同的偏置情况下，从而实现高低增益模式的切换。该方式的缺点是高低增益的落差较小。

为了解决这两种增益切换方式所带来的问题，需要设计一种新型的电路结构，实现功率放大器的增益切换，并且要求比传统方式有更小的芯片面积和足够的增益落差。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种功率放大器的增益切换电路，解决传统增益切换方法芯片面积过大、高低增益落差较小等问题。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种功率放大器增益切换电路，其特征在于：在功率放大电路上增加负反馈电路和增益控制电路，通过调节负反馈电路和增益控制电路，实现功率放大器的增益切换。

在一较佳实施例中：所述功率放大器包括输入信号，功率管Q1，隔直电容C1，功率管Q2，隔直电容C2，输出信号；隔直电容C1接在输入信号和功率管Q1基极之间，隔直电容C2接在功率管Q1集电极和功率管Q2基极之间，功率管Q1、功率管Q2的发射极接地。

在一较佳实施例中：所述负反馈电路包括：并联在功率管Q1的集电极和基极之间电阻Ra1和二极管D1，二极管D1的负极接开关管Qa1的集电极，开关管Qa1的发射极接地；通过控制开关管Qa1的基极电压，改变二极管D1的等效阻抗，从而改变放大器的增益。

在一较佳实施例中：所述功率管Q2的集电极与开关管Qa1的集电极之间串接一个电阻Ra2和电容Ca1，另有一电容Ca2一端接二极管D1的负极，另一端接输入信号。

在一较佳实施例中：所述增益控制电路包括接在输入端的第一增益控制电路和/或接在功率管Q1基极的第二增益控制电路。

在一较佳实施例中：所述第一增益控制电路为串联在功率管Q1的基极的T形衰减网络，具体包括：串联在输入信号和隔直电容C1之间的电阻Rb1、Rb2，另有一电阻Rb3的一端接在电阻Rb1和Rb2之间，另一端接开关管Qb1的集电极；通过控制开关管Qb1的基极电压，改变T形衰减网络的输出电流，从而实现放大器的增益切换。

在一较佳实施例中：所述第一增益控制电路为串联在功率管Q1的基极的Π形衰减网络，具体包括：串联在输入信号和隔直电容C1之间的电阻Rb1、Rb2、Rb4、Rb5、另有一电阻Rb3一端接在电阻Rb1和Rb2之间，另一端接开关管Qb1的集电极、电阻Rb6一端接在电阻Rb4和Rb5之间，另一端接开关管Qb2的集电极，开关管Qb2的发射极接地；通过控制开关管Qb1、Qb2的基极电压，改变Π形衰减网络的输出电流，从而实现放大器的增益切换。

在一较佳实施例中：所述第二增益控制电路包括：一端串接在功率管Q1基极的电阻Rc1，另一端连接开关管Qc1的发射极；一端串接在功率管Q2基极的电阻Rc2，另一端连接开关管Qc2的发射极；所述开关管Qc1和Qc2的发射极分别接电阻Re1和Re2的一端，Re1和Re2的另一端经过变阻器Rtune后接地；通过改变Rtune的阻值，改变功率管的基极电压，实现功率放大器的增益切换。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

本发明在传统的功率放大器上增加了负反馈电路，第一增益控制电路和/或第二增益控制电路，通过控制负反馈电路，第一增益控制电路和/或第二增益控制电路中的任意一个、或者任意两个、或者三个的共同作用，来实现功率放大器的增益切换。

其中负反馈电路包括：并联在功率管Q1的集电极和基极之间电阻Ra1和二极管D1，二极管D1的负极接开关管Qa1的集电极，开关管Qa1的发射极接地；通过控制开关管Qa1的基极电压，改变二极管D1的等效阻抗，从而改变放大器的增益。

第一增益控制电路为串联在功率管Q1的基极的T形衰减网络，具体包括：串联在输入信号和隔直电容C1之间的电阻Rb1、Rb2，另有一电阻Rb3的一端接在电阻Rb1和Rb2之间，另一端接开关管Qb1的集电极；通过控制开关管Qb1的基极电压，改变T形衰减网络的输出电流，从而实现放大器的增益切换。

第一增益控制电路还可以为串联在功率管Q1的基极的Π形衰减网络，具体包括：串联在输入信号和隔直电容C1之间的电阻Rb1、Rb2、Rb4、Rb5、另有一电阻Rb3一端接在电阻Rb1和Rb2之间，另一端接开关管Qb1的集电极、电阻Rb6一端接在电阻Rb4和Rb5之间，另一端接开关管Qb2的集电极，开关管Qb2的发射极接地；通过控制开关管Qb1、Qb2的基极电压，改变Π形衰减网络的输出电流，从而实现放大器的增益切换。

第二增益控制电路包括：一端串接在功率管Q1基极的电阻Rc1，另一端连接开关管Qc1的发射极；一端串接在功率管Q2基极的电阻Rc2，另一端连接开关管Qc2的发射极；所述开关管Qc1和Qc2的发射极分别接电阻Re1和Re2的一端，Re1和Re2的另一端经过变阻器Rtune后接地；通过改变Rtune的阻值，改变功率管的基极电压，实现功率放大器的增益切换。

上述的增益切换电路，与传统增益切换方式不同在于，本发明在传统功率放大电路上增加复数个电阻、电容、二极管和三极管，在功率放大器电路结构的基础上进行功能扩展，不外接额外的电路，从而节约了芯片面积。而且本发明能够在此基础上，通过对电信号的控制实现功率放大器的增益切换，使高低增益切换拥有足够的落差。

附图说明

图1为本发明优选实施例1中功率放大器增益切换电路的模块图；

图2为本发明优选实施例1中功率放大器增益切换电路图；

图3为本发明优选实施例1中反馈电路图；

图4为本发明优选实施例1中第一增益控制电路图；

图5为本发明优选实施例1中第二增益控制电路图；

图6为本发明优选实施例2中第一增益控制电路图。

具体实施方式

下文通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1所示，传统的功率放大器包括输入信号，第一级放大器，第二级放大器，输出信号；本发明在传统的功率放大器上增加了负反馈电路、增益控制电路1和增益控制电路2三个模块。

通过调节负反馈电路和增益控制电路1和增益控制电路2，实现功率放大器的增益切换。

进一步参考图2，所述功率放大器包括输入信号，功率管Q1，隔直电容C1，功率管Q2，隔直电容C2，输出信号；隔直电容C1接在输入信号和功率管Q1基极之间，隔直电容C2接在功率管Q1集电极和功率管Q2基极之间，功率管Q1、功率管Q2的发射极接地。

如图3所示，所述负反馈电路包括：并联在功率管Q1的集电极和基极之间电阻Ra1和二极管D1，二极管D1的负极接开关管Qa1的集电极，开关管Qa1的发射极接地；通过控制开关管Qa1的基极电压，改变二极管D1的等效阻抗，从而改变放大器的增益。

所述功率管Q2的集电极与开关管Qa1的集电极之间串接一个电阻Ra2和电容Ca1，另有一电容Ca2一端接二极管D1的负极，另一端接输入信号。

如图4所示，本实施例中，所述增益控制电路1为串联在功率管Q1的基极的T形衰减网络，具体包括：串联在输入信号和隔直电容C1之间的电阻Rb1、Rb2，另有一电阻Rb3的一端接在电阻Rb1和Rb2之间，另一端接开关管Qb1的集电极；通过控制开关管Qb1的基极电压，改变T形衰减网络的输出电流，从而实现放大器的增益切换。

在T形或衰减网络中，如果输入输出阻抗均为50Ω，衰减量为2dB，那么一种典型的T形衰减网络Rb1＝Rb2＝5.73Ω，Rb3＝215.24Ω。

进一步参考图5，所述增益控制电路2包括：一端串接在功率管Q1基极的电阻Rc1，另一端连接开关管Qc1的发射极；一端串接在功率管Q2基极的电阻Rc2，另一端连接开关管Qc2的发射极；所述开关管Qc1和Qc2的发射极分别接电阻Re1和Re2的一端，Re1和Re2的另一端经过变阻器Rtune后接地；通过改变Rtune的阻值，改变功率管的基极电压，实现功率放大器的增益切换。

上述的功率放大器增益切换电路，不局限于两级放大电路，可以是三级或以上多级放大电路；不局限于在每一级接入增益控制模块，可以某些级接某些级不接；不局限于负反馈电路、增益控制电路1和增益控制电路2共同作用，负反馈电路、增益控制电路1和增益控制电路2可以单独作用，也可以任意两个共同作用。

上述的增益切换电路，与传统增益切换方式不同在于，本发明在功率放大电路上增加复数个电阻、电容、二极管和三极管，在功率放大器电路结构的基础上进行功能扩展，不外接额外的电路，从而节约了芯片面积。而且本发明能够在此基础上，通过对电信号的控制实现功率放大器的增益切换，使高低增益切换拥有足够的落差。

实施例2

参考图6，本实施例与实施例1的区别在于：所述增益控制电路1为串联在功率管Q1的基极的Π形衰减网络，具体包括：串联在输入信号和隔直电容C1之间的电阻Rb1、Rb2、Rb4、Rb5、另有一电阻Rb3一端接在电阻Rb1和Rb2之间，另一端接开关管Qb1的集电极、电阻Rb6一端接在电阻Rb4和Rb5之间，另一端接开关管Qb2的集电极，开关管Qb2的发射极接地；通过控制开关管Qb1、Qb2的基极电压，改变Π形衰减网络的输出电流，从而实现放大器的增益切换。

在Π形或衰减网络中，如果输入输出阻抗均为50Ω，衰减量为2dB，那么一种典型的Π形衰减网络Rb1＝Rb5＝0，Rb3＝Rb6＝436.21Ω，Rb2+Rb4＝11.61Ω。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种功率放大器增益切换电路，其特征在于：在功率放大电路上增加负反馈电路和增益控制电路，通过调节负反馈电路和增益控制电路，实现功率放大器的增益切换；

所述功率放大器包括输入信号，功率管Q1，隔直电容C1，功率管Q2，隔直电容C2，输出信号；隔直电容C1接在输入信号和功率管Q1基极之间，隔直电容C2接在功率管Q1集电极和功率管Q2基极之间，功率管Q1、功率管Q2的发射极接地；

所述负反馈电路包括：并联在功率管Q1的集电极和基极之间电阻Ra1和二极管D1，二极管D1的负极接开关管Qa1的集电极，开关管Qa1的发射极接地；通过控制开关管Qa1的基极电压，改变二极管D1的等效阻抗，从而改变放大器的增益。

2.根据权利要求1所述的一种功率放大器增益切换电路，其特征在于：所述功率管Q2的基极与开关管Qa1的集电极之间串接一个电阻Ra2和电容Ca1，另有一电容Ca2一端接二极管D1的负极，另一端接输入信号。

3.根据权利要求2所述的一种功率放大器增益切换电路，其特征在于：所述增益控制电路包括接在输入端的第一增益控制电路和/或接在功率管Q1基极的第二增益控制电路。

4.根据权利要求3所述的一种功率放大器增益切换电路，其特征在于：所述第一增益控制电路为串联在功率管Q1的基极的T形衰减网络，具体包括：串联在输入信号和隔直电容C1之间的电阻Rb1、Rb2，另有一电阻Rb3的一端接在电阻Rb1和Rb2之间，另一端接开关管Qb1的集电极；通过控制开关管Qb1的基极电压，改变T形衰减网络的输出电流，从而实现放大器的增益切换。

5.根据权利要求4所述的一种功率放大器增益切换电路，其特征在于：所述第一增益控制电路为串联在功率管Q1的基极的Π形衰减网络，具体包括：串联在输入信号和隔直电容C1之间的电阻Rb1、Rb2、Rb4、Rb5、另有一电阻Rb3一端接在电阻Rb1和Rb2之间，另一端接开关管Qb1的集电极；电阻Rb6一端接在电阻Rb4和Rb5之间，另一端接开关管Qb2的集电极；开关管Qb2的发射极接地；通过控制开关管Qb1、Qb2的基极电压，改变Π形衰减网络的输出电流，从而实现放大器的增益切换。

6.权利要求3所述的一种功率放大器增益切换电路，其特征在于：所述第二增益控制电路包括：一端串接在功率管Q1基极的电阻Rc1，另一端连接开关管Qc1的发射极；一端串接在功率管Q2基极的电阻Rc2，另一端连接开关管Qc2的发射极；所述开关管Qc1和Qc2的发射极分别接电阻Re1和Re2的一端，Re1和Re2的另一端经过变阻器Rtune后接地；通过改变Rtune的阻值，改变功率管的基极电压，实现功率放大器的增益切换。