CN111614327A - 具有适应性供电的射频放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开具有适应性供电的射频放大器，一实施例包含一供电电路、一射频放大电路与一偏压产生电路。该供电电路的一第一供电端经由一第一电容耦接一第一接地端，并经由一第一开关耦接或断开一射频放大电路，该第一电容经由该第一开关耦接或断开该射频放大电路。该供电电路的一第二供电端经由一第二电容耦接一第二接地端，并经由一第二开关耦接或断开该射频放大电路，该第二电容经由该第二开关耦接或断开该射频放大电路，该第一供电端与该第二供电端的电压不同，该第一开关与该第二开关不同时导通。该射频放大电路耦接一第三接地端并依据该第一供电端与该第二供电端中之一的电压及依据一偏压运行。该偏压产生电路耦接一第四接地端并提供该偏压。

Description

具有适应性供电的射频放大器
技术领域
本发明涉及射频放大器，尤其涉及具有适应性供电的射频放大器。
背景技术
图1显示一传统的射频放大器。图1的射频放大器100包含一供电端110、一放大电路120以及一偏压电路130。供电端110可经由一电容(未显示于图1)耦接至一接地端(未显示于图1)；放大电路120与偏压电路130可分别耦接至该接地端或其它接地端。一般而言，放大电路120的输出信号的峰值不会超过供电端110的两倍电压值，因此，为了因应该输出信号的变化，供电端110的电压值通常较高以避免该输出信号产生非线性，然而，这也造成了供电浪费(power dissipation)。
为了减少供电浪费，一种目前技术是通过调整放大电路120的放大单元的数目或偏压电路130的偏压，从而调整放大电路120的电流大小，以达到减少供电浪费的效果。然而，上述做法并无法解决供电端110所造成的供电浪费的问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种具有适应性供电的射频放大器，以改善现有技术。
本发明公开一种具有适应性供电的射频放大器，其一实施例包含一供电电路、一射频放大电路与一偏压产生电路。该供电电路包含一第一供电端、一第一电容、一第一开关、一第二供电端、一第二电容以及一第二开关。该第一供电端经由该第一电容电性连接一第一接地端，以及经由该第一开关电性连接或电性断开一射频放大电路，其中该第一电容经由该第一开关电性连接或电性断开该射频放大电路。该第二供电端经由该第二电容电性连接一第二接地端，以及经由该第二开关电性连接或电性断开该射频放大电路，其中该第二电容经由该第二开关电性连接或电性断开该射频放大电路，该第一供电端的电压不同于该第二供电端的电压，且该第一开关与该第二开关不同时导通。该射频放大电路电性连接一第三接地端，并依据该第一供电端与该第二供电端的其中之一的电压以及依据一偏压以运行。该偏压产生电路电性连接一第四接地端，并提供该偏压给该射频放大电路。
有关本发明的特征、实作与技术效果，兹配合附图作优选实施例详细说明如下。
附图说明
图1显示一传统的射频放大器；
图2显示本发明的具有适应性供电的射频放大器的一实施例；
图3显示图2的射频放大电路的一实施例；
图4显示图2的射频放大电路的另一实施例；
图5显示图2的射频放大电路的又一实施例；以及
图6显示本发明的具有适应性供电的射频放大器的另一实施例。
符号说明
100 射频放大器
110 供电端
120 放大电路
130 偏压电路
200 具有适应性供电的射频放大器
210 供电电路
211 第一供电端
212 第一电容
213 第一开关
214 第二供电端
215 第二电容
216 第二开关
220 射频放大电路
230 偏压产生电路
GND1 第一接地端
GND2 第二接地端
GND3 第三接地端
GND4 第四接地端
Bias1 偏压
310 放大电路
320 电感电路
410 放大电路
412 第一输出端
414 第二输出端
420 电感电路
422 第一电感
424 第二电感
426 节点
430 电容电路
432 第一电容
434 第二电容
510 放大电路
512 输出端
520 电感
530 电容
600 具有适应性供电的射频放大器
610 控制电路
Ctrl_1 第一控制信号
Ctrl_2 第二控制信号
具体实施方式
以下说明内容的用语是参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。
本发明包含一种具有适应性供电的射频放大器，能够适应性地选择不同供电以达到节电效果。本发明适用于低功耗的应用；举例而言，本发明的射频放大器包含于一物联网(internet of things,IOT)装置的蓝牙装置或该物联网装置的其它无线装置(例如：WiFi装置)。
图2显示本发明的具有适应性供电的射频放大器的一实施例。图2的射频放大器200包含一供电电路210、一射频放大电路220以及一偏压产生电路230，其中偏压产生电路230可以是一已知电路(例如：图1的偏压电路130)或一自行开发的电路。
请参阅图2。供电电路210包含一第一供电端211、一第一电容212、一第一开关213、一第二供电端214、一第二电容215以及一第二开关216。第一供电端211经由第一电容212电性连接一第一接地端GND1，以及经由第一开关213电性连接或电性断开射频放大电路220，其中第一电容212经由第一开关213电性连接或电性断开射频放大电路220，能够稳定第一供电端211的电压以及滤除特定频率的信号。第二供电端214经由第二电容215电性连接一第二接地端GND2，以及经由第二开关216电性连接或电性断开射频放大电路220，其中第二电容215经由第二开关216电性连接或电性断开射频放大电路220，能够稳定第二供电端214的电压以及滤除特定频率的信号。第一供电端211的电压不同于第二供电端214的电压，以供射频放大器200适应性地选择电压；本实施例中，第一供电端211的电压小于第二供电端214的电压。值得注意的是，本领域技术人员能依据本公开得知，供电电路210可包含其它供电端、电容与开关以相同/类似于图2所示的方式连接，从而提供更多供电选项。
请参阅图2。第一开关213与第二开关216不同时导通；换言之，于同一时间，第一开关213与第二开关216均不导通，或仅其中的一导通。举例而言，第一开关213与第二开关216依据一或多个控制信号(例如：图6的控制电路610的控制信号Ctrl_1、Ctrl_2)以运行，当射频放大器220的输出(例如：均方根(root mean square,RMS)值、或峰值、或一查找表(lookup table)的输出值)必须在/已在一条件之上时，第一开关213不导通而第二开关216导通，以提供来自第二供电端210的较高的供电电压，从而满足输出需求；当射频放大器200的输出必须在/已在该条件之下时，第一开关213导通而第二开关216不导通，以提供来自第一供电端211的较低的供电电压，从而达到省电效果。
请参阅图2。射频放大电路220电性连接一第三接地端GND3，并依据第一供电端211与第二供电端214的其中之一的电压以及依据一偏压Bias1以运行。偏压产生电路230电性连接一第四接地端GND4，并提供该偏压Bias1给射频放大电路220。于一实作范例中，该第一接地端GND1、该第二接地端GND2、该第三接地端GND3以及该第四接地端GND4的至少其中两个为同一接地端。于一实作范例中，该第一接地端GND1、该第二接地端GND2、该第三接地端GND3以及该第四接地端GND4的电压相同。
图3显示图2的射频放大电路220的一实施例。图3的射频放大电路220包含一放大电路310以及一电感电路320。放大电路310电性连接该第三接地端GND3，并接收该偏压Bias1以运行，放大电路310输出一差分信号给电感电路320。电感电路320包含一一次侧、一二次侧以及一中央抽头。当第一开关213与第二开关216其中之一导通时，中央抽头接收第一供电端211与第二供电端214其中之一的电压，一次侧接收该差分信号以使二次侧输出一差分输出。于一实作范例中，放大电路310可以是一已知电路(例如：图1的放大电路120)或一自行开发的电路。
图4显示图2的射频放大电路220的另一实施例。图4的射频放大电路220包含一放大电路410、一电感电路420以及一电容电路430。放大电路410电性连接该第三接地端GND3，并接收该偏压Bias1以运行，放大电路410通过一第一输出端412与一第二输出端414输出一差分信号。电感电路420包含一第一电感422与一第二电感424，其中第一电感422电性连接于第一输出端412与一节点426之间；第二电感424电性连接于第二输出端414与节点426之间；节点426位于第一电感422与第二电感424之间，并接收第一供电端211与第二供电端214其中之一的电压。电容电路430包含一第一电容432与一第二电容434，其中第一电容432电性连接第一输出端412；第一电感422的一端电性连接于第一输出端412与第一电容432之间；第二电容434电性连接第二输出端414；第二电感424的一端电性连接第二输出端414与第二电容434之间；第一电容432与第二电容434接收该差分信号以输出一差分输出。
图5显示图2的射频放大电路220的又一实施例。图5的射频放大电路220包含一放大电路510、一电感520以及一电容530。放大电路510电性连接该第三接地端GND3，并接收该偏压Bias1以运行，放大电路510通过一输出端512输出一单端信号。电感520电性连接于供电电路210与输出端512之间。电容530电性连接输出端512，以依据该单端信号输出一单端输出。
图6显示本发明的具有适应性供电的射频放大器的另一实施例。相较于图2，图6的射频放大器600进一步包含一控制电路610。控制电路610依据射频放大电路220的输出需求产生一第一控制信号Ctrl_1以控制第一开关213，以及产生一第二控制信号Ctrl_2以控制第二开关216。于一实作范例中，控制电路610于射频放大电路220的输出需求(例如：待输出/已输出信号的大小)小于一门限时，通过该第一控制信号Ctrl_1令第一开关213导通，并通过该第二控制信号Ctrl_2令第二开关216不导通；控制电路610还于射频放大电路220的输出需求大于该门限时，通过该第二控制信号Ctrl_2令第二开关216导通，并通过该第一控制信号Ctrl_1令第一开关213不导通。于一实作范例中，当射频放大电路220包含多个串联或并联的放大单元(未显示于图)时，控制电路610可依据射频放大电路220的输出需求选择性地致能/禁能所述放大单元的至少一部分(如图6的折虚线所示)，以进一步最佳化电力使用。于一实作范例中，当偏压产生电路230的偏压Bias1可调整时，控制电路610可依射频放大电路220的输出需求调整偏压产生电路230的偏压Bias1(如图6的点虚线所示)。虽然上述放大单元的设置与选用以及偏压Bias1的设置与调整属于现有技术，但本发明可采用此现有技术以达到更好的效果。
请注意，在实施为可能的前提下，本技术领域技术人员可选择性地实施前述任一实施例中部分或全部技术特征，或选择性地实施前述多个实施例中部分或全部技术特征的组合，借此增加本发明实施时的弹性。
综上所述，本发明的射频放大器能够适应性地选择不同供电以达到节电效果。
虽然本发明的实施例如上所述，然而所述实施例并非用来限定本发明，本技术领域技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范围，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种具有适应性供电的射频放大器，包含：
一供电电路，包含：
一第一电容；
一第一开关；
一第二电容；
一第二开关；
一第一供电端，经由该第一电容电性连接一第一接地端，以及
经由该第一开关电性连接或电性断开一射频放大电路，其中该第一电容经由该第一开关电性连接或电性断开该射频放大电路；以及
一第二供电端，经由该第二电容电性连接一第二接地端，以及
经由该第二开关电性连接或电性断开该射频放大电路，其中该第二电容经由该第二开关电性连接或电性断开该射频放大电路，该第一供电端的电压不同于该第二供电端的电压，且该第一开关与该第二开关不同时导通；
该射频放大电路，电性连接一第三接地端，并依据该第一供电端与该第二供电端的其中之一的电压以及依据一偏压以运行；以及
一偏压产生电路，电性连接一第四接地端，并提供该偏压给该射频放大电路。
2.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，其中当该第一开关导通时，该第二开关不导通；以及当该第二开关导通时，该第一开关不导通。
3.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，其中该第一接地端、该第二接地端、该第三接地端以及该第四接地端的至少其中两个为同一接地端。
4.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，其中该第一接地端、该第二接地端、该第三接地端以及该第四接地端的电压相同。
5.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，其中该射频放大电路包含：
一放大电路，电性连接该第三接地端，并接收该偏压以运行，该放大电路输出一差分信号；以及
一电感电路，包含一一次侧、一二次侧以及一中央抽头，该中央抽头接收该第一供电端与该第二供电端其中之一的电压，该一次侧接收该差分信号以使该二次侧输出一差分输出。
6.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，其中该射频放大电路包含：
一放大电路，电性连接该第三接地端，并接收该偏压以运行，该放大电路通过一第一输出端与一第二输出端输出一差分信号；
一电感电路，包含一第一电感与一第二电感，其中该第一电感电性连接于该第一输出端与一节点之间，该第二电感电性连接于该第二输出端与该节点之间，该节点位于该第一电感与该第二电感之间，并接收该第一供电端与该第二供电端其中之一的电压；以及
一电容电路，包含一第一电容与一第二电容，其中该第一电容电性连接该第一输出端，该第一电感的一端电性连接于该第一输出端与该第一电容之间，该第二电容电性连接该第二输出端，该第二电感的一端电性连接该第二输出端与该第二电容之间，该第一电容与该第二电容接收该差分信号以输出一差分输出。
7.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，其中该射频放大电路包含：
一放大电路，电性连接该第三接地端，并接收该偏压以运行，该放大电路通过一输出端输出一单端信号；
一电感，电性连接于该供电电路与该输出端之间；以及
一电容，电性连接该输出端，以依据该单端信号输出一单端输出。
8.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，进一步包含：
一控制电路，产生一第一控制信号以控制该第一开关，以及产生一第二控制信号以控制该第二开关，该控制电路于该射频放大电路的一输出需求小于一门限时，通过该第一控制信号令该第一开关导通，该控制电路还于该输出需求大于该门限时，通过该第二控制信号令该第二开关导通。
9.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，其包含于一蓝牙装置。
10.如权利要求1所述的具有适应性供电的射频放大器，其包含于一物联网装置。
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