CN114915273A

CN114915273A - 一种推挽功率放大器

Info

Publication number: CN114915273A
Application number: CN202110170543.8A
Authority: CN
Inventors: 曹原; 雷传球; 戎星桦; 倪建兴
Original assignee: Radrock Shenzhen Technology Co Ltd
Current assignee: Radrock Shenzhen Technology Co Ltd
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2041-02-08
Also published as: CN114915273B

Abstract

本申请公开了一种推挽功率放大器，应用于射频电路技术领域，用于解决现有巴伦结构占用空间较大的问题。该推挽功率放大器，包括分离式巴伦，所述分离式巴伦包括相对分离设置的第一巴伦和第二巴伦；所述第一巴伦包括第一主级线圈和第一次级线圈，所述第一主级线圈和所述第一次级线圈相互耦合；所述第二巴伦包括第二主级线圈和第二次级线圈，所述第二主级线圈和所述第二次级线圈相互耦合；所述第一主级线圈和所述第二主级线圈连接，所述第一次级线圈和所述第二次级线圈连接。

Description

一种推挽功率放大器

技术领域

本申请涉及射频电路技术领域，尤其涉及一种推挽功率放大器。

背景技术

推挽功率放大器广泛用于通讯、广播、雷达、工业加工、医疗仪器和科学研究等领域，尤其是射频高功率放大器普遍采用推挽形式。目前，推挽功率放大器主要包括有输入巴伦、推挽功率晶体管和输出巴伦组成。输入巴伦将高阻的不平衡信号转换为低阻的平衡(或称差分)信号，并送到射频功率晶体管的输入端。输出巴伦将射频功率晶体管输出的低阻平衡(或称差分)信号转换为高阻的不平衡信号，并送到射频功率放大器的输出端。然而，巴伦结构因线圈绕线的需要，其结构不紧凑，导致其占用空间较大。当在推挽功率放大器中接入多个巴伦结构时，往往会导致推挽功率放大器占用芯片或者电路板过多空间，挤压了其它电路器件的布置空间，阻碍了芯片或者电路板设计小型化。

申请内容

本申请实施例提供一种推挽功率放大器，以解决现有推挽功率放大器中巴伦结构占用空间较大而导致整体面积过大的问题。

本申请提供一种推挽功率放大器，包括分离式巴伦，所述分离式巴伦包括相对分离设置的第一巴伦和第二巴伦；

所述第一巴伦包括第一主级线圈和第一次级线圈，所述第一主级线圈和所述第一次级线圈相互耦合；

所述第二巴伦包括第二主级线圈和第二次级线圈，所述第二主级线圈和所述第二次级线圈相互耦合；

所述第一主级线圈和所述第二主级线圈连接，所述第一次级线圈和所述第二次级线圈连接。

可选地，所述第一主级线圈的第一端为所述分离式巴伦的第一输入端，所述第一主级线圈的第二端与所述第二主级线圈的第一端相连接，所述第二主级线圈的第二端为所述分离式巴伦的第二输入端；

所述第一次级线圈的第一端为所述分离式巴伦的第一输出端，所述第一次级线圈的第二端与所述第二次级线圈的第一端相连接，所述第二次级线圈的第二端为所述分离式巴伦的第二输出端。

可选地，所述分离式巴伦还包括与所述第一巴伦和第二巴伦相对分离设置的第三巴伦，所述第三巴伦包括第三主级线圈和第三次级线圈，所述第一主级线圈通过所述第三主级线圈和所述第二主级线圈连接，所述第一次级线圈通过所述第三次级线圈和所述第二次级线圈连接；

所述第一主级线圈的第一端为所述分离式巴伦的第一输入端，所述第二主级线圈的第二端为所述分离式巴伦的第二输入端，所述第一次级线圈的第一端为所述分离式巴伦的第一输出端，所述第二次级线圈的第二端为所述分离式巴伦的第二输出端。

可选地，还包括第一放大器和第二放大器，所述分离式巴伦的第一输入端为所述推挽功率放大器的第一输入端，第二输入端为所述推挽功率放大器的第二输入端；所述分离式巴伦的第一输出端与所述第一放大器的输入端连接，第二输出端与所述第二放大器的输入端连接。

可选地，还包括第一放大器、第二放大器、第三放大器和第四放大器，所述分离式巴伦的第一输入端与所述第一放大器的输出端连接，第二输入端与所述第二放大器的输出端连接；所述分离式巴伦的第一输出端与所述第三放大器的输入端连接，第二输出端与所述第四放大器的输入端连接。

可选地，还包括第一放大器和第二放大器，所述分离式巴伦的第一输入端与所述第一放大器的输出端连接，第二输入端与所述第二放大器的输出端连接；所述分离式巴伦的第一输出端为所述推挽功率放大器的第一输出端，第二输出端为所述推挽功率放大器的第二输出端。

可选地，所述第一巴伦临近所述第一放大器设置，所述第二巴伦临近所述第二放大器设置。

可选地，还包括偏置电路，所述偏置电路耦合至所述第一次级线圈和所述第二次级线圈之间的连接路径上。

可选地，所述第一次级线圈和所述第二次级线圈通过电容连接，所述电容的第一端连接至所述第一次级线圈的第二端，所述电容的第二端连接至所述第二次级线圈的第一端，所述偏置电路分别耦合至所述电容的第一端和第二端。

可选地，还包括偏置电路，所述偏置电路耦合至所述第三次级线圈上。

可选地，所述第三次级线圈包括第一线圈段和第二线圈段，所述第一线圈段和所述第二线圈段通过电容连接，所述第一线圈段的第一端与所述第一次级线圈的第二端连接，第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述第二线圈段的第一端；所述第二线圈段的第二端与所述第二次级线圈的第一端连接；

所述偏置电路分别耦合至所述电容的第一端和第二端。

可选地，所述偏置电路通过第一电阻耦合至所述电容的第一端，所述偏置电路通过第二电阻耦合至所述电容的第二端。

可选地，所述偏置电路包括偏置晶体管和偏置电源端，所述偏置电源端与所述第一偏置晶体管的输入端相连，被配置为所述偏置晶体管提供偏置信号源，所述偏置晶体管的输出端分别与所述第一电阻和所述第二电阻连接。

本申请提供的一种推挽功率放大器，包括分离式巴伦，分离式巴伦包括相对分离设置的第一巴伦和第二巴伦，所述第一巴伦包括第一主级线圈和第一次级线圈，所述第一主级线圈和所述第一次级线圈相互耦合，所述第二巴伦包括第二主级线圈和第二次级线圈，所述第二主级线圈和所述第二次级线圈相互耦合，所述第一主级线圈和所述第二主级线圈连接，所述第一次级线圈和所述第二次级线圈连接，能够在保证推挽功率放大器中的巴伦结构整体性能不变的情况下，减小巴伦结构的占用空间，且使得巴伦结构的电路布图更加灵活，为推挽功率放大器上其它电路器件留出更多的布置空间和电路布图选择，有利于推挽功率放大器的设计小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种常见的推挽功率放大器的电路结构示意图；

图2为图1所示输入巴伦/输出巴伦在具体电路布图上的结构示意图；

图3为本申请一种推挽功率放大器的示意图；

图4为图3所示的分离式巴伦在具体电路布图上的结构示意图；

图5为本申请一种多级推挽功率放大器的电路示意图；

图6为本申请一种多级推挽功率放大器的另一电路示意图；

图7为本申请一种推挽功率放大器加入隔直电容和偏置电路的电路示意图；

图8为本申请一种巴伦结构在推挽功率放大器上加入改进后的隔直电容和偏置电路的电路示意图；

图9为图8基础上加入第一电阻和第二电阻的电路示意图；

图10为本申请的偏置电路的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“与…连接”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

图1为现有技术中一种常见的推挽功率放大器的电路结构，包括输入巴伦、推挽功率放大晶体管、输出巴伦。其中，推挽功率放大晶体管包括第一放大器M1和第二放大器M2。推挽功率放大晶体管用于对输入的射频信号放大处理。其中，输入巴伦用于将高阻的不平衡信号转换为低阻的平衡(或称差分)信号，并送到推挽功率放大晶体管的输入端；输出巴伦主要用于推挽功率放大晶体管输出的低阻平衡(或称差分)信号转换为高阻的不平衡信号，并送到推挽功率放大电路的输出端。输入巴伦/输出巴伦可以根据不同的推挽功率放大器需要设计成不同的阻抗变换比，如4∶1、9∶1、16∶1等。输入巴伦/输出巴伦可以采用相同的结构，也可以采用不同的结构。输出巴伦要求能够承受更高的功率，而输入巴伦要求承受的功率较小。

图2为图1所示输入巴伦/输出巴伦在具体电路布图上的结构示意图，可见，现有技术中输入巴伦/输出巴伦的巴伦结构由主级线圈和次级线圈缠绕组成。如图2所示可知，这种结构的巴伦所占的平面空间往往很大，缠绕后的主级线圈和次级线圈中间还有很多空余浪费的占用面积，极大地挤压了电路板上其它器件的布置空间。

为了针对性地解决现有推挽功率放大器中的巴伦结构占用空间较大的问题，本申请提出一种改进的推挽功率放大器，能够在保证巴伦结构整体性能不变的情况下，减小巴伦结构的占用空间，且使得巴伦结构的电路布图更加灵活，为推挽功率放大器上其它电路器件留出更多的布置空间和电路布图选择，有利于推挽功率放大器的设计小型化。

本申请中的推挽功率放大器包括分离式巴伦，该分离式巴伦包括相对分离设置的至少两个巴伦。可以理解地，该分离式巴伦可以应用在推挽功率放大器的不同位置，例如，推挽功率放大器的输入巴伦、级间匹配巴伦或输出巴伦等中的至少一项可以采用上述分离式巴伦。

其中，分离式巴伦中每一巴伦包括主级线圈和次级线圈。每一巴伦的主级线圈依次连接，每一巴伦的次级线圈依次连接。可选地，分离式巴伦中的巴伦数量为N，N为大于或等于2的正整数。

图3为本申请一种推挽功率放大器的示意图。该巴伦结构为分离式巴伦，包括相对分离设置的第一巴伦101和第二巴伦102；所述第一巴伦101包括第一主级线圈1011和第一次级线圈1012，所述第一主级线圈1011和所述第一次级线圈1012相互耦合；所述第二巴伦102包括第二主级线圈1021和第二次级线圈1022，所述第二主级线圈1021和所述第二次级线圈1022相互耦合；所述第一主级线圈1011和所述第二主级线圈1021连接，所述第一次级线圈1012和所述第二次级线圈1022连接。

本申请的巴伦结构采用分离式巴伦，相比现有技术中的巴伦100，相当于将一个巴伦100拆分成由至少两个巴伦(如图3所示，分为第一巴伦10和第二巴伦20)相互连接组成，第一巴伦10和第二巴伦20实质属于一个分离式巴伦，第一巴伦10的主级线圈和第二巴伦20的主级线圈连接，第一巴伦10的次级线圈和第二巴伦20的次级线圈连接。图4为图3所示的分离式巴伦可选的结构示意图。由图4可以看出，相比较于现有技术中的巴伦100，本申请中的由第一巴伦10和第二巴伦20相互连接而成的分离式巴伦通过对主级线圈/次级线圈的缠绕方式进行改进,可以在保证巴伦的整体性能不变的情况下，减小巴伦结构的占用空间，且使得巴伦结构的电路布图更加灵活。

具体地，该分离式巴伦上第一巴伦10和第二巴伦20之间的连接方式为：所述第一主级线圈1011的第一端为所述分离式巴伦的第一输入端，所述第一主级线圈1011的第二端与所述第二主级线圈1021的第一端相连接，所述第二主级线圈1021的第二端为所述分离式巴伦的第二输入端；所述第一次级线圈1012的第一端为所述分离式巴伦的第一输出端，所述第一次级线圈1012的第二端与所述第二次级线圈1022的第一端相连接，所述第二次级线圈1022的第二端为所述分离式巴伦的第二输出端。

参照图6所示，在一具体实施例中，所述分离式巴伦还包括与所述第一巴伦101和第二巴伦102相对分离设置的第三巴伦，所述第三巴伦包括第三主级线圈和第三次级线圈，所述第一主级线圈通过所述第三主级线圈和所述第二主级线圈连接，所述第一次级线圈通过所述第三次级线圈和所述第二次级线圈连接。

具体地，如图3所示，推挽功率放大器上的输入巴伦可以采用本申请提供的分离式巴伦结构，用作输入巴伦的分离式巴伦的连接方式为：所述分离式巴伦的第一输入端为所述推挽功率放大器的第一输入端，第二输入端为所述推挽功率放大器的第二输入端；所述分离式巴伦的第一输出端与所述第一放大器M1的输入端连接，第二输出端与所述第二放大器M2的输入端连接。

具体地，如图3所示，推挽功率放大器上的输出巴伦可以采用本申请提供的分离式巴伦结构，用作输出巴伦的分离式巴伦的连接方式为：所述分离式巴伦的第一输入端与所述第一放大器M1的输出端连接，第二输入端与所述第二放大器M2的输出端连接。可选地，所述分离式巴伦的第一输出端输出经放大的射频信号，所述分离式巴伦的第二输出端接地。

在一具体实施例中，输入巴伦采用分离式巴伦，包括相对分离设置的第一巴伦101和第二巴伦102。其中，第一巴伦的第一主级线圈的第一端作为推挽功率放大器的第一输入端，第二巴伦的第二主级线圈的第二端作为推挽功率放大器的第二输入端，用于接收输入的不平衡射频信号，输入巴伦将接收的不平衡射频信号转换为平衡射频信号；再通过第一巴伦的第一次级线圈的第一端和第二巴伦的第二次级线圈的第二端输出，以将平衡射频信号分别发送给第一放大器M1和第二放大器M2。在本实施例中，第一巴伦临近所述第一放大器设置，第二巴伦临近述第二放大器设置，因此，第一巴伦的第一次级线圈的第一端输出的平衡射频信号输入到第一放大器M1的输入端，第二巴伦的第二次级线圈的第二端输出的平衡射频信号输入到第二放大器M2的输入端，第一放大器M1对第一巴伦的第一次级线圈的第一端输出的平衡射频信号进行放大处理，第二放大器M2对第二巴伦的第二次级线圈的第二端输出的平衡射频信号进行放大处理，形成放大的平衡射频信号；接着，第一放大器M1和第二放大器M2分别将放大的平衡射频信号传输至输出巴伦的第一输入端和第二输入端，由输出巴伦将放大后的平衡射频信号进行转换，形成放大后的不平衡射频信号，再通过输出巴伦的第一输出端和第二输出端输送到后续电路。

进一步地，推挽功率放大器上的输出巴伦也可以采用本申请提供的分离式巴伦结构，此时，分离式巴伦中的第一巴伦的第一主级线圈的第一端接收由第一放大器M1放大后的平衡射频信号，第二巴伦的第二主级线圈的第二端接收由第二放大器M2放大后的平衡射频信号，并对接收的放大后的平衡射频信号进行转换，形成放大后的不平衡射频信号，再分别通过第一巴伦的第一次级线圈的第一端和第二巴伦的第二次级线圈的第二端输送到后续电路。

如图5所示，本申请提供的推挽功率放大器还可以包括第一放大器M1、第二放大器M2、第三放大器M3、第四放大器M4、以及级间匹配巴伦。该级间匹配巴伦采用本申请提供的分离式巴伦结构，用作级间匹配巴伦的分离式巴伦的连接方式为：所述分离式巴伦的第一输入端与所述第一放大器的输出端连接，第二输入端与所述第二放大器的输出端连接；所述分离式巴伦的第一输出端与所述第三放大器的输入端连接，第二输出端与所述第四放大器的输入端连接。可以理解地，该级间匹配巴伦可以设置在多级放大器中的任意两级放大器之间。

在一具体实施例中，推挽功率放大器中的级间匹配巴伦30主要用于级间匹配。其中，级间匹配巴伦30也可以采用分离式巴伦。此时，分离式巴伦的第一巴伦的第一主级线圈的第一端与第一放大器M1的输出端连接，用于接收由第一放大器M1放大后的平衡射频信号，第二巴伦的第二主级线圈的第二端与第二放大器M2的输出端连接，用于接收由第二放大器M2放大后的平衡射频信号，第一巴伦的第一次级线圈的第一端与第三放大器M3的输入端连接，第二巴伦的第二次级线圈的第二端与第四放大器M4的输入端连接，通过采用分离式结构的级间匹配巴伦，从而实现对第一放大器M1和第三放大器M3进行匹配连接，以及对第二放大器M2和第四放大器M4进行匹配连接，进一步保证了第一级的第一放大器M1和第二放大器M2与第二级的第三放大器M3和第四放大器M4的稳定性。

在本实施例中，第一放大器M1/第二放大器M2/第三放大器M3/第四放大器M4可以选用晶体管，具体的可以选用双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)，当然，并不局限于此。在一具体实施例中，当第一放大器M1/第二放大器M2/第三放大器M3/第四放大器M4为双极性晶体管(BJT)，双极性晶体管(BJT)的基极为第一放大器M1/第二放大器M2/第三放大器M3/第四放大器M4的输入端，集电极第一放大器M1/第二放大器M2/第三放大器M3/第四放大器M的输出端，发射极接地。在另一具体实施例中，当第一放大器M1/第二放大器M2/第三放大器M3/第四放大器M4为场效应晶体管(FET)时，场效应晶体管的栅极为第一放大器M1/第二放大器M2/第三放大器M3/第四放大器M的输入端，源级第一放大器M1/第二放大器M2/第三放大器M3/第四放大器M的输出端，漏级接地。

优选地，当推挽功率放大器的输入巴伦和/或输出巴伦为分离式巴伦时，为了进一步提升推挽功率放大器结构紧凑性，预留更多器件布置空间，所述第一巴伦可以临近所述第一放大器设置，所述第二巴伦可以临近所述第二放大器设置。

同样地，当推挽功率放大器的级间匹配巴伦30为分离式巴伦时，所述第一巴伦可以临近所述第一放大器和/或第三放大器设置，第二巴伦可以临近所述第二放大器和/或第四放大器设置。

特别地，本申请提供的一种推挽功率放大器中，该分离式巴伦可以由两个相对分离设置的巴伦依次连接而成，也可以由三个相对分离设置的巴伦依次连接而成。可以理解的是，在需要时，本申请的分离式巴伦还可以由四个、五个或更多个相对分离设置的巴伦依次连接而成，对此本申请不作具体限定，只要保证相对分离设置的每一个巴伦的主级线圈之间相互连接，次级线圈之间相互连接即可。

如图7所示，在一种推挽功率放大器中，可以在输入巴伦和第一放大器M1之间接入隔直电容C11和偏置电路10，以及在输入巴伦和第二放大器M2之间接入隔直电容C12和偏置电路20；利用隔直电容C11、隔直电容C12的隔直特性，阻断直流电流在推挽功率放大晶体管上传输，偏置电路10为第一放大器M1提供偏置信号，偏置电路20为第二放大器M2提供偏置信号，使得第一放大器M1和第二放大器M2各自静态工作互不影响。

进一步地，如图8所示，由于本申请中的输入巴伦采用分离式巴伦，因此可通过只接入一路偏置电路即可实现分别为第一放大器M1和第二放大器M2提供偏置信号。具体地，当输入巴伦包括相对分离设置的第一巴伦和第二巴伦时，可以将所述偏置电路耦合至输入巴伦的第一次级线圈和第二次级线圈之间的连接路径上，该偏置电路提供的偏置电流经过输入巴伦的第一次级线圈为第一放大器M1提供偏置信号，以及经过输入巴伦的第二次级线圈为第二放大器M2提供偏置信号。

在另一具体实施例中，当输入巴伦还包括与所述第一巴伦和第二巴伦相对分离设置的第三巴伦，所述第三巴伦包括第三主级线圈和第三次级线圈，所述第一主级线圈通过所述第三主级线圈和所述第二主级线圈连接，所述第一次级线圈通过所述第三次级线圈和所述第二次级线圈连接时，所述偏置电路耦合至所述第三次级线圈上。

同样地，在推挽功率放大器的中间级中，由于级间匹配巴伦采用分离式巴伦结构，因此只接入一路偏置电路即可实现分别为第三放大器M3和第四放大器M4提供偏置信号。具体地，当级间匹配巴伦包括相对分离设置的第一巴伦和第二巴伦时，将所述偏置电路耦合至级间匹配巴伦的第一次级线圈和第二次级线圈之间的连接路径上，该偏置电路提供的偏置信号经过级间匹配巴伦的第一次级线圈为第三放大器M3提供偏置信号，以及经过级间匹配巴伦的第二次级线圈为第四放大器M4提供偏置信号。

在另一具体实施例中，当级间匹配巴伦还包括与所述第一巴伦和第二巴伦相对分离设置的第三巴伦时；所述偏置电路耦合至所述第三次级线圈上，该偏置电路提供的偏置信号经过级间匹配巴伦的第三次级线圈和第一次级线圈为第三放大器M3提供偏置信号，以及经过级间匹配巴伦的第三次级线圈和第二次级线圈为第四放大器M4提供偏置信号。

特别需要指出的是，由于偏置电路提供的偏置信号分别流经分离式巴伦的次级线圈然后进入到放大器中，因此，分离式巴伦的次级线圈相当于复用为一个等效的电感器件，从而可以减少偏置电路本身输出端的电感器件，进一步减少了推挽功率放大器的器件数量，减少其占用空间，有利于推挽功率放大器的小型化。且由于偏置电路提供的偏置信号先分别流经分离式巴伦的次级线圈进行滤波后再进入到放大器中，从而还可以进一步优化偏置电路提供的偏置信号，从而实现提高偏置电路的性能。

更进一步地，本申请提供的推挽功率放大器还可以包括隔直电容，当分离式巴伦包括相对分离设置的第一巴伦和第二巴伦时，该电容接入在第一次级线圈和第二次级线圈的连接处。也即所述第一次级线圈和所述第二次级线圈通过电容连接，所述电容的第一端连接至所述第一次级线圈的第二端，所述电容的第二端连接至所述第二次级线圈的第一端。其中，所述偏置电路分别耦合至所述电容的第一端和第二端。

在另一具体实施例中，当分离式巴伦还包括与所述第一巴伦和第二巴伦相对分离设置的第三巴伦时；所述第三巴伦包括第三主级线圈和第三次级线圈，所述第三次级线圈包括第一线圈段和第二线圈段，所述第一线圈段和所述第二线圈段通过电容连接，所述第一线圈段的第一端与所述第一次级线圈的第二端连接，第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述第二线圈段的第一端；所述第二线圈段的第二端与所述第二次级线圈的第一端连接，所述偏置电路分别耦合至所述电容的第一端和第二端。

具体地，本申请通过将输入巴伦改进为由两个巴伦(第一巴伦10和第二巴伦20)相互连接而成的结构，可以将电容接入在第一巴伦10和第二巴伦20的线圈连接处，而不需要分别在输入巴伦的第一输出端和第一放大器M1之间接入隔直电容C11，以及在输入巴伦的第二输出端和第二放大器M2之间接入隔直电容C12，即通过在输入巴伦的第一巴伦10和第二巴伦20的线圈连接处接入隔直电容C1即可同时实现隔直电容C11和隔直电容C12的作用。同理，如图8所示，当一推挽功率放大器还设有中间级时，还可以将其级间匹配巴伦改进为本申请的分离式巴伦，然后将隔直电容接入在第一巴伦10和第二巴伦20的线圈连接处，通过级间匹配巴伦的第一巴伦10和第二巴伦20的线圈连接处接入隔直电容C2即可实现对中间级的隔直作用，从而在保证推挽功率放大器的整体性能不变的情况下，进一步减小了推挽功率放大器的占用面积。

特别需要指出的是，因电容C1的接入位置不同，在同样的电路需求下，C1的电容值仅相当于C11或C12的一半，因此，改进后电容C1的占用空间仅相当于C11和C12的四分之一，有助于进一步减小推挽功率放大器的占用面积。

优选地，如图9所示，所述偏置电路通过第一电阻耦合至所述电容的第一端，所述偏置电路通过第二电阻耦合至所述电容的第二端。在一具体实施例中，当所述分离式巴伦为输入巴伦时，即当偏置电路耦合在输入巴伦的第一次级线圈和第二次级线圈之间的连接路径上时，通过灵活调节第一电阻和第二电阻的阻值，可以使得偏置电路为第一放大器M1的输入端和第二放大器M2的输入端分别提供合适的偏置信号,使第一放大器M1和第二放大器M2处在适当的工静态作点。

需要说明的是，本申请中的偏置电路通过第一电阻耦合至所述电容的第一端和通过第二电阻耦合至所述电容的第二端只是其中一种优选的实施方式，偏置电路还可以通过其它任意一种方式耦合至所述电容的第一端和第二端。比如:偏置电路还可以通过第一LC并联电路耦合至所述电容的第一端和通过第二LC并联电路耦合至所述电容的第二端，在此不进行一一举例。

在一具体实施例中，当所述分离式巴伦为级间匹配巴伦时，即当偏置电路耦合在级间匹配巴伦的第一次级线圈和第二次级线圈之间的连接路径上时，通过灵活调节第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，可以使得偏置电路为第三放大器M3的输入端和第四放大器M4的输入端分别提供合适的偏置信号,使第三放大器M3和第四放大器M4处在适当的工静态作点；从而提升了推挽功率放大器整体电路的鲁棒性。

优选地，所述偏置电路可以包括偏置晶体管M11和偏置电源端M10，所述偏置电源端M10与所述偏置晶体管M10的输入端相连，被配置为所述偏置晶体管M1提供偏置信号源，所述偏置晶体管M11的输出端分别与所述第一电阻R1和所述第二电阻R2连接。参照下图9所示，可选地，偏置电源端M10包括偏置电流源S1，也可以为偏置电压源。当为偏置电流源S1时，为所述偏置晶体管M11提供的偏置信号源为偏置电流，当为偏置电压源时，为所述偏置晶体管M11提供的偏置信号源为偏置电压。偏置晶体管M11可以为选择双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。当偏置晶体管为双极性晶体管(BJT)时，偏置电源端M10与偏置晶体管M11的基极连接，被配置提供偏置信号源至偏置晶体管的基极，偏置晶体管的发射极分别与第一电阻R1和所述第二电阻R2连接，从而实现为第一放大器M1和第二放大器M2分别提供偏置信号，和/或，为第三放大器M3和第四放大器M4分别提供偏置信号。当偏置晶体管M11为场效应晶体管(FET)时，偏置电源端S1与偏置晶体管M11的栅极连接，被配置提供偏置信号源至偏置晶体管M11的栅极，偏置晶体管M11的源级分别与第一电阻和所述第二电阻连接，从而实现为第一放大器M1和第二放大器M2分别提供偏置信号，和/或，为第三放大器M3和第四放大器M4分别提供偏置信号。

参照下图10所示，进一步地，所述偏置电源端M10还包括设置在偏置电流源S1和接地端之间的分压单元，偏置电流源S1和分压单元之间的连接节点与偏置晶体管的输入端相连。分压单元包括串联的第一分压晶体管D3和第二分压晶体管D4，第一分压晶体管D3的第一端与偏置电源端S1相连，第二端与第二分压晶体管D4的第一端连接，第二分压晶体管D4的第二端与接地端相连。分压单元可稳定偏置信号的静态工作点。需要说明的是，除了本实施例中，第一分压晶体管和第二分压晶体管可以选用二极管，还可以用三极管代替。

由上述各个实施例内容可知，本申请提供的一种推挽功率放大器采用分离式巴伦，能够在保证巴伦结构整体性能不变的情况下，减小巴伦结构的占用空间，且使得巴伦结构的电路布图更加灵活，为推挽功率放大器上其它电路器件留出更多的布置空间和电路布图选择，有利于推挽功率放大器和电路板设计小型化。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种推挽功率放大器，其特征在于，包括分离式巴伦，所述分离式巴伦包括相对分离设置的第一巴伦和第二巴伦；

2.根据权利要求1所述的推挽功率放大器，其特征在于，所述第一主级线圈的第一端为所述分离式巴伦的第一输入端，所述第一主级线圈的第二端与所述第二主级线圈的第一端相连接，所述第二主级线圈的第二端为所述分离式巴伦的第二输入端；

3.根据权利要求1所述的推挽功率放大器，其特征在于，所述分离式巴伦还包括与所述第一巴伦和第二巴伦相对分离设置的第三巴伦，所述第三巴伦包括第三主级线圈和第三次级线圈，所述第一主级线圈通过所述第三主级线圈和所述第二主级线圈连接，所述第一次级线圈通过所述第三次级线圈和所述第二次级线圈连接；

4.根据权利要求2所述的推挽功率放大器，其特征在于，还包括第一放大器和第二放大器，所述分离式巴伦的第一输入端为所述推挽功率放大器的第一输入端，第二输入端为所述推挽功率放大器的第二输入端；所述分离式巴伦的第一输出端与所述第一放大器的输入端连接，第二输出端与所述第二放大器的输入端连接。

5.根据权利要求2所述的推挽功率放大器，其特征在于，还包括第一放大器、第二放大器、第三放大器和第四放大器，所述分离式巴伦的第一输入端与所述第一放大器的输出端连接，第二输入端与所述第二放大器的输出端连接；所述分离式巴伦的第一输出端与所述第三放大器的输入端连接，第二输出端与所述第四放大器的输入端连接。

6.根据权利要求2所述的推挽功率放大器，其特征在于，还包括第一放大器和第二放大器，所述分离式巴伦的第一输入端与所述第一放大器的输出端连接，第二输入端与所述第二放大器的输出端连接；所述分离式巴伦的第一输出端为所述推挽功率放大器的第一输出端，第二输出端为所述推挽功率放大器的第二输出端。

7.根据权利要求1-5任一项所述的推挽功率放大器，其特征在于，所述第一巴伦临近所述第一放大器设置，所述第二巴伦临近所述第二放大器设置。

8.根据权利要求1-5任一项所述的推挽功率放大器，其特征在于，还包括偏置电路，所述偏置电路耦合至所述第一次级线圈和所述第二次级线圈之间的连接路径上。

9.根据权利要求8所述的推挽功率放大器，其特征在于，所述第一次级线圈和所述第二次级线圈通过电容连接，所述电容的第一端连接至所述第一次级线圈的第二端，所述电容的第二端连接至所述第二次级线圈的第一端，所述偏置电路分别耦合至所述电容的第一端和第二端。

10.根据权利要求3所述的推挽功率放大器，其特征在于，还包括偏置电路，所述偏置电路耦合至所述第三次级线圈上。

11.根据权利要求10所述的推挽功率放大器，其特征在于，所述第三次级线圈包括第一线圈段和第二线圈段，所述第一线圈段和所述第二线圈段通过电容连接，所述第一线圈段的第一端与所述第一次级线圈的第二端连接，第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述第二线圈段的第一端；所述第二线圈段的第二端与所述第二次级线圈的第一端连接；

所述偏置电路分别耦合至所述电容的第一端和第二端。

12.根据权利要求9或11所述的推挽功率放大器，其特征在于，所述偏置电路通过第一电阻耦合至所述电容的第一端，所述偏置电路通过第二电阻耦合至所述电容的第二端。

13.根据权利要求12所述的推挽功率放大器，其特征在于，所述偏置电路包括偏置晶体管和偏置电源端，所述偏置电源端与所述偏置晶体管的输入端相连，被配置为所述偏置晶体管提供偏置信号，所述偏置晶体管的输出端分别与所述第一电阻和所述第二电阻连接。