CN107040224A - 一种控制电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制电路,所述控制电路包括:比较电路,用于将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;加速电路,用于响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压;所述第一电容能够对功率放大电路环路进行频率补偿。本发明同时还公开了一种控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及功率放大电路,尤其涉及一种控制电路及方法。
背景技术
射频功率放大器是各种无线发射机的重要组成部分,发射机的前级电路产生的射频信号功率很小,需要采用射频功率放大器获取足够大的射频输出功率,才能将射频信号馈送到天线辐射出去。
功率放大电路一般包括误差放大器和功率放大器,全球移动通信系统(GSM,Global System for Mobile Communication)功率放大器作为射频功率放大器的一种,GSM功率放大器的输出功率在时域上需要满足功率时间(PVT,Power Vs Time)模板。但是功率放大电路存在固有缺陷:在功率放大器的输出功率较小时,功率放大电路建立开始时由于误差放大器的输入电压差较小,且误差放大器中的补偿电容取值较大,因而对误差放大器中的补偿电容的充电电流较小,造成功率放大电路建立时间较慢,引起功率放大电电路的功率时间曲线不符合PVT模板。
因此,在如何控制功率放大电路的功率放大器在输出功率较小时的功率时间曲线符合PVT模板是目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有存在的技术问题,本发明实施例提供一种控制电路及方法。
本发明实施例的技术方案是这样实现的:
本发明实施例提供一种控制电路,所述控制电路包括:
比较电路,用于将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;
加速电路,用于响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压;所述第一电容能够对功率放大电路环路进行频率补偿。
上述方案中,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电压;所述参考值表征基准电压;
所述比较电路,用于将所述偏置电压与所述基准电压进行比较,当所述偏置电压低于基准电压时,输出所述第一控制信号;
所述加速电路,用于响应所述第一控制信号,将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压。
上述方案中,所述比较电路,还用于当所述偏置电压高于所述基准电压时,输出第二控制信号;
所述加速电路,还用于响应所述第二控制信号,停止所述下拉。
上述方案中,所述控制电路还包括:
基准电压产生电路,用于接收所述比较电路输出的控制信号;当输出的控制信号为所述第一控制信号时,通过调整电阻阻值的方式产生所述基准电压;所述电阻与电流源连接。
上述方案中,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电流;所述参考值表征基准电流;
所述比较电路,用于将所述偏置电流对应的第一镜像电流与基准电流进行比较,当所述第一镜像电流小于基准电流时,输出所述第一控制信号;所述第一镜像电流与基准电流相匹配;
所述加速电路,用于响应所述第一控制信号,利用第一电流,产生对应的第二镜像电流;将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,以下拉所述第一电容的一端的电压;所述第二镜像电流与第一电流相匹配;
第一电流表征基准电流与第一镜像电流的差值。
上述方案中,所述比较电路,还用于当所述第一镜像电流大于基准电流时,输出第二控制信号;
所述加速电路,还用于响应所述第二控制信号,停止下拉。
上述方案中,所述控制电路还包括:
镜像电流产生电路,用于利用偏置电流,产生与基准电流相匹配的第一镜像电流。
本发明实施例提供一种控制方法,所述方法包括:
将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;
响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压;所述第一电容能够对功率放大电路环路进行频率补偿。
上述方案中,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电压;所述参考值表征基准电压;
将所述偏置电压与基准电压进行比较,当所述偏置电压低于基准电压时,输出所述第一控制信号;
相应地,所述下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压,包括:
将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压。
上述方案中,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电流;所述参考值表征基准电流;
将所述偏置电流对应的第一镜像电流与基准电流进行比较,当所述第一镜像电流小于基准电流时,输出第一控制信号;所述第一镜像电流与基准电流相匹配;
相应地,所述下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压,包括:
利用第一电流,产生对应的第二镜像电流;将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,以下拉所述第一电容的一端的电压;所述第二镜像电流与第一电流相匹配;
第一电流表征基准电流与第一镜像电流的差值。
本发明实施例提供的控制电路及方法,将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压;所述第一电容能够对功率放大电路环路进行频率补偿。在本发明实施例中,通过比较第一参数与参考值的大小,在第一参数小于所述参考值时,产生第一控制信号,并在第一控制信号的作用下,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压,这样,在功率放大电路建立过程中,第一电容所需的压变化量减小,从而缩短了功率放大电路的建立时间,保证了在功率放大电路输出功率较小时的功率时间曲线符合PVT模板。
附图说明
图1为相关技术中电压控制模式功率放大电路的组成结构示意图;
图2为相关技术中电流控制模式功率放大电路的组成结构示意图;
图3为相关技术中误差放大器的组成结构示意图;
图4为相关技术中功率时间模板曲线、大功率建立曲线和小功率建立曲线示意图;
图5为本发明实施例一控制电路结构示意图;
图6为本发明实施例带控制电路的功率放大电路结构示意图;
图7为本发明实施例控制电路的组成结构示意图;
图8为本发明实施例二控制电路内部组成结构示意图一;
图9为本发明实施例二控制电路内部组成结构示意图二;
图10为本发明实施例三控制电路内部组成结构示意图;
图11为本本发明实施例四控制方法的流程示意图;
图12为本发明实施例启动加速控制方法实现流程示意图;
图13为本发明实施例带控制电路和不带控制电路的功率时间曲线对比示意图。
具体实施方式
通常,功率放大器包括GSM功率放大器等。
其中,所述GSM功率放大器的射频指标需要满足第三代合作伙伴计划(3GPP,3rdGeneration Partnership Project)协议,GSM850和GSM900频段的功率放大器的输出功率范围为33dBm~5dBm,数字蜂窝系统(DCS,Digital Cellular System)和个人通讯服务(PCS,Personal Communications Service)频段的功率放大器的输出功率范围为30dBm~0dBm。GSM功率放大器对功率控制精度有一定要求,高功率输出时的功率控制精度范围为+/-2dBm,低功率输出时的功率控制精度范围为+/-5dBm。GSM功率放大器的输出功率在时域上满足功率时间模板。
GSM功率放大器一般由基带芯片提供一个Vramp电压来控制输出功率,根据功率放大器实现功率控制的方式可以分为电压控制模式和电流控制模式。图1为电压控制模式功率放大电路的组成结构示意图,电压控制模式是指通过控制功率放大器PA的电源电压VCC实现功率控制。
图2为电流控制模式功率放大电路的组成结构示意图,电流控制模式是指通过控制PA的偏置电流IBIAS实现功率控制。如图2所示,功率放大电路的一种基本组成包括:误差放大器EA、P沟道金属氧化物半导体场效应管(PMOS)管MP、功率放大器PA及相应的电阻。电流控制模式的原理包括:PA的集电极电阻Rsense采样PA的工作电流,电阻R1采样由Vramp控制的电流I_Vramp,通过Rsense和R1两个电阻采样的电压进行作差,所述差值经误差放大器EA放大后驱动PMOS管MP的输出电流作为功率放大器的偏置电流。功率放大电路的环路稳定后,PA的工作电流与I_Vramp电流成正比关系。但I_Vramp电流与Vramp电压的关系可以是线性关系,也可以是其他正相关的关系,例如多项式关系或者指数关系。为了避免Rsense电阻上压降太高降低功率放大器PA的效率,误差放大器EA的输入共模电平较高接近VCC电压,因此必须采用高共模输入电压的放大器作为误差放大器。通常误差放大器的补偿电容决定了环路带宽和大信号建立的速度。
图3为误差放大器的组成结构示意图,如图3所示,误差放大器的一种基本组成包括:MOSFET M1、MOSFET M2组成的电压跟随器作为EA的输入;MOSFET M3、MOSFET M4作为跨导级将输入差分电压转换为差分电流;MOSFET M5至MOSFET M9实现差分电流转换为单端电压VGATE,所述VGATE用于驱动MOSFET MP管的栅级;补偿电容Cc作为主极点频率补偿电容。所述功率放大电路的瞬态建立需要靠差分电流对补偿电容Cc充电,降低VGATE的电压,再通过电平移动功能Level Shifter控制MP的栅极,通过MP管输出偏置电流给PA。图3中如果不需要电平移动功能,Level Shifter也可以省略,由VGATE直接控制MP管的栅极。
图4为功率时间模板曲线、大功率建立曲线和小功率建立曲线示意图,如4所示,横坐标表示时间,纵坐标表示功率放大器的输出功率。如图4所示的功率时间模板曲线(细实线)包括带有阶梯状的曲线以及缺口的矩形,在开始的时间内,输出功率处于上升阶段,到达时间t后,输出功率趋于稳定;大功率建立曲线(粗实线)符合功率时间模板曲线,小功率建立曲线(虚线)不符合功率时间模板曲线;其中,大功率建立曲线是指功率放大电路中功率放大器在输出大功率时的功率建立时间曲线,小功率建立曲线是指功率放大电路中功率放大器在输出小功率时的功率建立时间曲线。
为了满足功率时间模板PVT要求,误差放大器EA需要达到一定的环路带宽,同时为了保持闭环的稳定性必须对功率控制环路进行频率补偿,补偿的方法通常是增大环路主极点的补偿电容,降低环路带宽。
在图2所示的功率放大电路中,一方面,当输出功率较小时,功率放大电路建立开始时误差放大器EA的差分输入电压差较小,对补偿电容Cc的充电电流较小,功率放大电路建立时间较长;另一方面,为保证功率放大电路环路的稳定性,补偿电容Cc取值较大,导致小功率下功率放大电路建立时间较长,引起输出功率曲线超过功率时间模板PVT,如图4中的虚线所示。
基于此,在本发明的各种实施例中:将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压。
实施例一
本实施例提供的控制电路,如图5所示,所述控制电路包括:比较电路51、加速电路52;其中,
比较电路51,用于将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;
加速电路52,用于响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压;
这里,所述功率放大器用于对输入射频信号进行功率放大;所述误差放大器用于调节功率放大器的偏置电流大小;所述第一电容能够对功率放大电路环路进行频率补偿。
实际应用时,所述功率放大器可以是GSM功率放大器。
在本发明实施例中,结合图6可以得出,控制电路通过检测功率放大器的第一输入端输入的偏置电压VBIAS来控制误差放大器中第一电容的一端的电压,并根据所述第一电容两端的电压差控制MP管的电流大小从而调节功率放大器的偏置电流大小。还可以通过检测功率放大器的第一输入端输入的偏置电流来控制误差放大器中第一电容的一端的电压,并根据所述第一电容两端的电压差控制MP管的电流大小,从而调节功率放大器的偏置电流。其中,在图6中,PA表示功率放大器,EA表示误差放大器。
当通过检测功率放大器的第一输入端输入的偏置电压时,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电压;所述参考值表征基准电压;
所述比较电路51,用于将所述偏置电压与基准电压进行比较,当所述偏置电压低于基准电压时,输出所述第一控制信号;
所述加速电路52,用于响应所述第一控制信号,将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压。
实际应用时,可以下拉第一电容的一端的电压至中间值,也可以是其他数值,下拉第一电容的一端的电压越多,控制电路对第一电容的充电时间就越短,功率放大器输出功率达到稳定的时间就越短。
在一实施例中,所述控制电路还包括:
基准电压产生电路,用于接收所述比较电路的输出控制信号;当输出的控制信号为所述第一控制信号时,通过调整电阻阻值的方式产生所述基准电压;所述电阻与电流源连接。
实际应用时,控制电路通过检测功率放大器的第一输入端输入的偏置电流时,所述控制电路的工作过程包括启动加速过程和关闭加速过程时。在启动加速阶段,调整电阻阻值变大,产生第一基准电压;在关闭加速阶段,调整电阻阻值变小,产生的第二基准电压。
实际应用时,当启动加速过程完成后,在控制电路工作过程中,还需要保证功率放大电路的功率控制环路不受加速电路影响,也就是说,需要关闭加速电路,停止对第一电容的充电。
基于此,在本发明实施例中,所述比较电路51,还用于当所述偏置电压高于基准电压时,输出所述第二控制信号;
所述加速电路52,还用于响应所述第二控制信号,停止所述下拉。
当控制电路通过检测功率放大器的第一输入端输入的偏置电压时,控制电路的内部组成结构如图7所示,结合图7可知,VBIAS为功率放大器第一输入端输入的偏置电压,VREF为基准电压,VCTRL为比较器的输出信号,VGATE第一电容的一端的电压。
图7所示的控制电路的启动加速阶段的工作原理为:
当功率放大器启动时,偏置电压VBIAS低于基准电压VREF,输出第一控制;加速电路在第一控制信号作用下,将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压,从而降低了第一电容两端的电压差,由于电压差与充电时间成正比,因此能够加速第一电容的充电时间,进而加快功率放大电路的建立时间,这样,能保证功率放大电路输出小功率时的功率时间曲线不超出功率时间模板PVT。
图7所示的控制电路的关闭加速阶段的工作原理为:
当功率放大器的输出功率慢慢增大时,功率放大器的第一输入端的偏置电流也成正比例增大,相应地,偏置电压VBIAS也在增大。当偏置电压VBIAS高于基准电压VREF,输出第二控制信号;加速电路在第二控制信号作用下,停止所述下拉第一电容的一端的电压,从而停止对第一电容的充电时间的加速,同时实现功率控制放大电路环路的稳定性。
当控制电路通过检测功率放大器的第一输入端输入的偏置电流时,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电流;所述参考值表征基准电流;
所述比较电路51,用于将所述偏置电流对应的第一镜像电流与基准电流进行比较,当所述第一镜像电流小于基准电流时,输出第一控制信号;所述第一镜像电流与基准电流相匹配;
所述加速电路52,用于响应所述第一控制信号,利用第一电流,产生对应的第二镜像电流;将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,以下拉所述第一电容的一端的电压;所述第二镜像电流与第一电流相匹配;
第一电流表征基准电流与第一镜像电流的差值。
实际应用时,可以下拉第一电容的一端的电压至中间值,也可以是其他数值,下拉第一电容的一端的电压越多,控制电路对第一电容的充电时间就越短,功率放大器输出功率达到稳定的时间就越短。
其中,第一镜像电流与基准电流相匹配是指对一个节点来说,若基准电流是流入所述节点的,第一镜像电流是流出所述节点的,那么基准电流的值一定是大于或者等于第一镜像电流,而不能是基准电流小于第一镜像电流。
其中,第二镜像电流与第一电流相匹配是指第一电流与第二镜像电流可以满足一定的比例关系,用于下拉的第二镜像电流需要满足第一电容充电电流的要求,比如,第二镜像电流不能超多第一电容的最大充电电流。
实际应用时,在控制电路工作过程中,还需要保证功率放大电路的功率控制环路不受加速电路影响,也就是说,需要关闭加速电路,停止对第一电容的充电。
基于此,在本发明实施例中,所述比较电路51,还用于当所述第一镜像电流大于基准电流时,输出第二控制信号;
所述加速电路52,还用于响应所述第二控制信号,停止下拉。
在一实施例中,所述控制电路还包括:
镜像电流产生电路,用于利用偏置电流,产生与基准电流相匹配的第一镜像电流。
实际应用时,控制电路通过检测功率放大器的第一输入端输入的偏置电流时,所述控制电路的工作过程包括启动加速过程和关闭加速过程时。在启动加速阶段,产生的第一镜像电流与基准电流满足的关系为:基准电流大于第一镜像电流;在关闭加速阶段,产生的第一镜像电流与基准电流满足的关系为:基准电流等于第一镜像电流。
在满足第一镜像电流小于或者等于基准电流的前提下,偏置电流可以按照固定比例转换得到第一镜像电流,或者偏置电流经过至少一次转换得到第一镜像电流。
实施例二
本实施例是图8、图9所示电路的一个具体应用实例。
在本实施例中,如图8所示,比较电路81包括:比较器Comp;加速电路82包括:电流源I2、电流源I3、N沟道金属氧化物半导体场效应管(NMOS)管M1、二极管D1;基准电压产生电路83包括:电流源I1、电阻R1、电阻R2、NMOS管M2。
图8所示的控制电路的工作原理为:
启动加速阶段、在功率放大器使能后,控制电路开始工作,由于功率放大器一开始输出功率较小,功率放大器的第一输入端输入的偏置电流也会很小,所以,第一输入端输入的偏置电压VBIAS也会很小。这样,比较器Comp的同相端输入的偏置电压VBIAS小于反相端输入的基准电压VREF,比较器Comp输出低电平(第一控制信号),致使NMOS管M2截止,这里,基准电压VREF为电阻R1和电阻R2上的压降。
当比较器Comp输出低电平时,致使NMOS管M1关闭,根据二极管的单向导通特性,二极管导通D1,将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压VGATE。
关闭加速阶段、随着功率放大电路输出功率的增加,功率放大器的第一输入端输入的偏置电流也在增大,第一输入端输入的偏置电压VBIAS会变大,当比较器Comp的同相端输入的偏置电压VBIAS大于反相端输入的基准电压VREF时,比较器Comp输出高电平(第二控制信号),致使NMOS管M2导通,电阻R2被短路,这里,基准电压VREF为电阻R1上的压降。
当比较器Comp输出高电平时,致使NMOS管M1导通,由于电流源I2的电流大于电流源I3的电流,当NMOS管M1导通时,流经电流源I3的电流全部来源于电流源I2,从第一电容的一端不会下拉第一电流,从而停止下拉第一电容的一端的电压VGATE。
当没有下拉第一电流时,二极管D1起着限制电流方向的作用,也就是说,只允许电流从第一电容的一端流出,不允许电流流入第一电容的一端。
在本发明实施例中,图8中所示的电流源I2还可以用电压较高的电压源代替,如图9中的V1所示,图9所示的控制电路的工作原理和图8所示的控制电路的工作原理类似,在此不再赘述。需注意的是,图9与图8的不同之处在于,在关闭加速阶段中,图9中的二极管D1的阴极电压需要高于第一电容的一端电压VGATE减去二极管D1的导通电压,进而保证二极管D1处于截止状态。
实施例三
本实施例是图10所示电路的一个具体应用实例。
在本实施例中,如图10所示,比较电路101包括:电流源IB;加速电路102包括:MOS管MP、MOS管MS、MOS管M11和MOS管M12组成的电流镜;镜像电流产生电路103包括:MOS管M13和MOS管M14组成的电流镜。
图10所示的控制电路的工作原理为:
启动加速阶段、在功率放大器使能后,控制电路开始工作,功率放大器的第一输入端输入的偏置电流Iout会很小。MS以1:N的比例镜像MP的电流Iout,得到电流Isense,其中,流经MS的电流Isense与Iout的关系为:Isense=Iout/N,电流Isense经过M11和M12组成的1:1电流镜,得到第一镜像电流I1。
这样,当第一镜像电流I1小于基准电流IB时,对于节点B来说,流入节点B的基准电流大于流出节点B的第一镜像电流I1,因此,在节点B会产生一个误差电流Ierr。误差电流Ierr经过M13和M14组成的电流镜,得到补偿电流Icomp(第二镜像电流)。将所述第一电容的一端下拉补偿电流Icomp,以下拉所述第一电容的一端的电压VGATE。其中,M13和M14组成的电流镜具备电流-电压-电流准换功能。
关闭加速阶段、随着功率放大电路输出功率的增加,功率放大器的第一输入端输入的偏置电流Iout也在增大,MS以1:N的比例镜像MP的电流Iout,得到的电流Isense也在增大,电流Isense经过M11和M12组成的1:1电流镜,得到的第一镜像电流I1也在增大。
这样,当第一镜像电流I1等于基准电流IB时,对于节点B来说,流入节点B的基准电流等于流出节点B的第一镜像电流I1,因此,在节点B不会产生一个误差电流Ierr,也就不会得到补偿电流Icomp(第二镜像电流),因此,停止所述下拉补偿电流Icomp,停止下拉第一电容的一端的电压VGATE。
实施例四
基于上述实施例电路,本发明实施例还提供了一种控制方法,如图11所示,该方法包括以下步骤:
步骤1101:将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号。
步骤1102:响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压。
这里,所述功率放大器用于对输入射频信号进行功率放大;所述误差放大器用于调节功率放大器的偏置电流大小;所述第一电容能够对功率放大电路环路进行频率补偿。
实际应用时,所述功率放大器可以是GSM功率放大器。
其中,第一参数可以是电压值,也可以是电流值。当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号可以是低电平,也可以是高电平。
实际应用时,可以下拉第一电容的一端的电压至中间值,也可以是其他数值,下拉第一电容的一端的电压越多,控制电路对第一电容的充电时间就越短,功率放大器输出功率达到稳定的时间就越短。
在一实施例中,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电压;所述参考值表征基准电压;
将所述偏置电压与基准电压进行比较,当所述偏置电压低于基准电压时,输出所述第一控制信号;
相应地,所述下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压,包括:将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压。
在一实施例中,所述方法还包括:
当所述偏置电压高于基准电压时,输出所述第二控制信号;
响应所述第二控制信号,停止下拉所述第一电容的一端的第一电流,以停止下拉所述第一电容的一端的电压。
在一实施例中,所述方法还包括:
通过调整电阻阻值的方式产生所述基准电压;所述电阻与电流源连接。
其中,所述控制方法包括启动加速和关闭加速的控制方法,对应启动加速的控制方法包括:将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压;对应关闭加速的控制方法包括:停止下拉所述第一电容的一端的第一电流,以停止下拉所述第一电容的一端的电压。
在一实施例中,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电流;所述参考值表征基准电流;
将所述偏置电流对应的第一镜像电流与基准电流进行比较,当所述第一镜像电流小于基准电流时,输出第一控制信号;所述第一镜像电流与基准电流相匹配;
相应地,所述下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压,包括:利用第一电流,产生对应的第二镜像电流;将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,以下拉所述第一电容的一端的电压;所述第二镜像电流与第一电流相匹配;第一电流表征基准电流与第一镜像电流的差值。
在一实施例中,所述方法还包括:
当所述第一镜像电流大于基准电流时,输出第二控制信号;所述第一镜像电流与基准电流相匹配;
响应所述第二控制信号,停止产生对应第一电流的第二镜像电流;停止将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,进而停止下拉所述第一电容的一端的电压。
在一实施例中,所述方法还包括:
利用偏置电流,产生与基准电流相匹配的第一镜像电流。
其中,所述控制方法包括启动加速和关闭加速的控制方法,对应启动加速的控制方法包括:将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,以下拉所述第一电容的一端的电压;对应关闭加速的控制方法包括:停止将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,进而停止下拉所述第一电容的一端的电压。
下面以具体实例进行说明控制方法的具体实施过程。
图12为启动加速控制方法实现流程示意图,结合图10所示的控制电路,如图12所示,包括如下步骤:
步骤1201:MS管以1:N的比例镜像MP的电流Iout,得到电流Isense,Isense与Iout的比例为1:N;
在功率放大器使能后,控制电路开始工作,功率放大器的第一输入端输入的偏置电流Iout会很小。
步骤1202:基准电流IB减去Isense得到误差电流Ierr;
电流Isense对应的第一镜像电流I1小于基准电流IB时,产生一个误差电流Ierr。
步骤1203:误差电流Ierr、经电流-电压-电流转换产生补偿电流Icomp;
误差电流Ierr经过具备电流-电压-电流转换功能的电流镜,得到补偿电流Icomp(第二镜像电流)。
步骤1204:利用补偿电流Icomp下拉第一电容的一端的电压VGATE。
将所述第一电容的一端下拉补偿电流Icomp,以下拉所述第一电容的一端的电压VGATE。
图13为带控制电路和不带控制电路的功率时间曲线对比示意图,如图13所示,PAEN表示功率放大电路工作的使能信号,Vramp为基带芯片输出的控制电压信号,VGATE为第一电容的一端的电压,POUT为功率放大电路中功率放大器的输出功率,功率放大器为GSM功率放大器。图13中标记的实线为带控制电路的功率时间曲线,虚线为不带控制电路的功率时间曲线。
带控制电路的功率时间曲线形成过程为:
在PA EN信号从低电平变为高电平时(时间t0),控制电路开始工作,通过将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;在第一控制信号的作用下,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压。
由于降低了第一电容两端的压差,根据电容的充电时间公式可知,充电时间和压差成正比,因此加速了第一电容的充电时间。当Vramp信号的上升沿来临(时间t1)之后,即使误差放大器的输入压差小、第一电容的取值较大,也会加快第一电容的充电时间,从而使得功率放大器的输出功率很快趋于稳定,使得小功率的功率时间曲线满足功率时间模板PVT。
其中,可以下拉第一电容的一端的电压至中间值,也可以是其他数值,下拉第一电容的一端的电压越多,控制电路对第一电容的充电时间就越短,功率放大器输出功率达到稳定的时间(时间t2)就越短。
不带控制电路的功率时间曲线形成过程为:
在PA EN信号从低电平变为高电平时(时间t0),在Vramp信号的上升沿没来之前,第一电容的一端的电压VGATE一直保持不变,VGATE的值等于VCC;当Vramp信号的上升沿来临(时间t1)之后,误差放大器输入的电压差,给误差放大器内部的第一电容进行充电,由于误差放大器的输入压差小,第一电容的取值较大,因而第一电容的充电时间较长,使得在功率放大器输出小功率时,电路建立时间较长,功率放大器输出功率达到稳定的时间(大于时间t2)就越长,引起小功率的功率时间曲线超出PVT模板。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种控制电路,其特征在于,所述控制电路包括:
比较电路,用于将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;
加速电路,用于响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压;所述第一电容能够对功率放大电路环路进行频率补偿。
2.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电压;所述参考值表征基准电压;
所述比较电路,用于将所述偏置电压与所述基准电压进行比较,当所述偏置电压低于基准电压时,输出所述第一控制信号;
所述加速电路,用于响应所述第一控制信号,将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压。
3.根据权利要求2所述的控制电路,其特征在于,
所述比较电路,还用于当所述偏置电压高于所述基准电压时,输出第二控制信号;
所述加速电路,还用于响应所述第二控制信号,停止所述下拉。
4.根据权利要求2或3所述的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括:
基准电压产生电路,用于接收所述比较电路输出的控制信号;当输出的控制信号为所述第一控制信号时,通过调整电阻阻值的方式产生所述基准电压;所述电阻与电流源连接。
5.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电流;所述参考值表征基准电流;
所述比较电路,用于将所述偏置电流对应的第一镜像电流与基准电流进行比较,当所述第一镜像电流小于基准电流时,输出所述第一控制信号;所述第一镜像电流与基准电流相匹配;
所述加速电路,用于响应所述第一控制信号,利用第一电流,产生对应的第二镜像电流;将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,以下拉所述第一电容的一端的电压;所述第二镜像电流与第一电流相匹配;
第一电流表征基准电流与第一镜像电流的差值。
6.根据权利要求5所述的控制电路,其特征在于,
所述比较电路,还用于当所述第一镜像电流大于基准电流时,输出第二控制信号;
所述加速电路,还用于响应所述第二控制信号,停止下拉。
7.根据权利要求5或6所述的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括:
镜像电流产生电路,用于利用偏置电流,产生与基准电流相匹配的第一镜像电流。
8.一种控制方法,其特征在于,所述方法包括:
将功率放大电路中功率放大器第一输入端的第一参数与参考值进行比较,当所述第一参数小于所述参考值时,输出第一控制信号;
响应所述第一控制信号,下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压;所述第一电容能够对功率放大电路环路进行频率补偿。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电压;所述参考值表征基准电压;
将所述偏置电压与基准电压进行比较,当所述偏置电压低于基准电压时,输出所述第一控制信号;
相应地,所述下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压,包括:
将所述第一电容的一端下拉第一电流,以下拉所述第一电容的一端的电压。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第一参数表征所述第一输入端输入的偏置电流;所述参考值表征基准电流;
将所述偏置电流对应的第一镜像电流与基准电流进行比较,当所述第一镜像电流小于基准电流时,输出第一控制信号;所述第一镜像电流与基准电流相匹配;
相应地,所述下拉功率放大电路中误差放大器的第一电容的一端的电压,包括:
利用第一电流,产生对应的第二镜像电流;将所述第一电容的一端下拉第二镜像电流,以下拉所述第一电容的一端的电压;所述第二镜像电流与第一电流相匹配;
第一电流表征基准电流与第一镜像电流的差值。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108900167A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-27 | 广州慧智微电子有限公司 | 阻抗补偿电路及功率放大补偿电路 |
CN112532191A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-03-19 | 广州慧智微电子有限公司 | 一种功率放大器的功率检测电路及方法 |
CN113589876A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-02 | 深圳昂瑞微电子技术有限公司 | 功率控制电路 |
CN111162743B (zh) * | 2019-12-27 | 2024-01-16 | 季华实验室 | 误差放大器及开关电源 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11296245A (ja) * | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Nec Corp | 半導体回路 |
CN101039084A (zh) * | 2007-04-20 | 2007-09-19 | 哈尔滨工程大学 | 宽频带压电陶瓷驱动电源 |
CN101515786A (zh) * | 2008-02-21 | 2009-08-26 | 夏普株式会社 | 功率放大器 |
CN102769433A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-11-07 | 广州慧智微电子有限公司 | 采用nmos调整管的射频功率放大器功率控制电路 |
CN103477557A (zh) * | 2010-12-09 | 2013-12-25 | 射频小型装置公司 | 具有高频波纹电流补偿的伪包络线跟随器功率管理系统 |
CN104459549A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 成都嵌智捷科技有限公司 | 方便检测电量的电路 |
-
2017
- 2017-05-04 CN CN201710309613.7A patent/CN107040224B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11296245A (ja) * | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Nec Corp | 半導体回路 |
CN101039084A (zh) * | 2007-04-20 | 2007-09-19 | 哈尔滨工程大学 | 宽频带压电陶瓷驱动电源 |
CN101515786A (zh) * | 2008-02-21 | 2009-08-26 | 夏普株式会社 | 功率放大器 |
US20090212863A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Yoshiteru Ishimaru | Power amplifier |
CN103477557A (zh) * | 2010-12-09 | 2013-12-25 | 射频小型装置公司 | 具有高频波纹电流补偿的伪包络线跟随器功率管理系统 |
CN102769433A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-11-07 | 广州慧智微电子有限公司 | 采用nmos调整管的射频功率放大器功率控制电路 |
CN104459549A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 成都嵌智捷科技有限公司 | 方便检测电量的电路 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108900167A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-27 | 广州慧智微电子有限公司 | 阻抗补偿电路及功率放大补偿电路 |
CN108900167B (zh) * | 2018-07-11 | 2023-08-01 | 广州慧智微电子股份有限公司 | 阻抗补偿电路及功率放大补偿电路 |
CN111162743B (zh) * | 2019-12-27 | 2024-01-16 | 季华实验室 | 误差放大器及开关电源 |
CN112532191A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-03-19 | 广州慧智微电子有限公司 | 一种功率放大器的功率检测电路及方法 |
CN112532191B (zh) * | 2021-02-10 | 2021-05-14 | 广州慧智微电子有限公司 | 一种功率放大器的功率检测电路及方法 |
CN113589876A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-02 | 深圳昂瑞微电子技术有限公司 | 功率控制电路 |
CN113589876B (zh) * | 2021-08-23 | 2023-12-15 | 深圳昂瑞微电子技术有限公司 | 功率控制电路 |
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