CN115102512A - 推挽功率放大电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了推挽功率放大电路，包括差分放大电路、第一巴伦、第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第三阻抗匹配电路。推挽功率放大电路工作在第一频段时，推挽功率放大电路处于F类工作状态；推挽功率放大电路工作在第二频段时，推挽功率放大电路处于逆F类工作状态，第一阻抗匹配电路、第一初级线圈段、第二阻抗匹配电路、第二初级线圈段和第三阻抗匹配电路，使推挽功率放大电路在第一频段内的谐波阻抗满足F类工作状态，在第二频段内的谐波阻抗满足逆F类工作状态，保证推挽功率放大电路在整个宽频带内的基波阻抗和谐波阻抗达到最优状态，从而提高推挽功率放大电路在整个宽频带内的功率效率，以优化推挽功率放大电路的整体性能。

Description

推挽功率放大电路
技术领域
本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种推挽功率放大电路。
背景技术
为了使第五代移动通信技术(5G)的相比于4G的在传输速率的性能上大幅提升，5G新技术一般采用频率更高、工作带宽更大以及QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制，简称QAM)调制更高阶的射频前端模组，使其对射频前端模组中的功率放大器的设计提出更严苛的要求。
推挽功率放大器为功率放大器的一种常用类型。现有的推挽功率放大电路在某些特定场景中，为了满足推挽功率放大电路的宽频带性能，往往无法保证推挽功率放大电路的其它性能(例如：输出功率、阻抗和效率等)，从而导致推挽功率放大电路的整体性能无法满足实际需求。因此，如何提高推挽功率放大电路在整个宽频带内的整体性能成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种推挽功率放大电路，以解决推挽功率放大电路的在整个宽频带内部分频段的性能较差的问题。
一种推挽功率放大电路，包括差分放大电路、第一巴伦、第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第三阻抗匹配电路；所述第一巴伦的初级线圈包括第一初级线圈段和第二初级线圈段；
所述第一初级线圈段的第一端与所述差分放大电路的第一输出端相连，所述第一初级线圈段的第二端与所述第二初级线圈段的第一端相连，所述第二初级线圈段的第二端与所述差分放大电路的第二输出端相连；
所述第一阻抗匹配电路与所述第一初级线圈段相连，所述第二阻抗匹配电路与所述第二初级线圈段相连，所述第三阻抗匹配电路与所述第一初级线圈段的第二端和所述第二初级线圈段的第一端相连；
所述推挽功率放大电路工作在第一频段时，所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路、所述第二初级线圈段和所述第三阻抗匹配电路被配置为，使得所述推挽功率放大电路处于F类工作状态；
所述推挽功率放大电路工作在第二频段时，所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路、所述第二初级线圈段和所述第三阻抗匹配电路被配置为，使得所述推挽功率放大电路处于逆F类工作状态。
进一步地，所述推挽功率放大电路工作在第一频段时，所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路和所述第二初级线圈段，被配置为对所述差分放大电路的输出端的三次谐波信号开路；所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路、所述第二初级线圈段和所述第三阻抗匹配电路，被配置为对所述差分放大电路的输出端的二次谐波信号短路；
所述推挽功率放大电路工作在第二频段时，所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路和所述第二初级线圈段，被配置为对所述差分放大电路的输出端的三次谐波信号短路；所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路、所述第二初级线圈段和所述第三阻抗匹配电路，被配置为对所述差分放大电路的输出端的二次谐波信号开路。
进一步地，所述第二频段大于所述第一频段。
进一步地，所述第二频段是所述第一频段的二分之三倍。
进一步地，所述第一阻抗匹配电路的第一端与所述第一初级线圈段相连，所述第一阻抗匹配电路的第二端接地，所述第一阻抗匹配电路与部分所述第一初级线圈段形成第一LC谐振电路；
所述第二阻抗匹配电路的第一端与所述第二初级线圈段相连，所述第二阻抗匹配电路的第二端接地，所述第二阻抗匹配电路与部分所述第二初级线圈段形成第二LC谐振电路；
所述第三阻抗匹配电路的第一端与所述第一初级线圈段的第二端和所述第二初级线圈段的第一端相连，所述第三阻抗匹配电路的第二端接地，所述第三阻抗匹配电路与所述第一阻抗匹配电路和所述第一初级线圈段形成第三LC谐振电路；或者，所述第三阻抗匹配电路与所述第二阻抗匹配电路和所述第二初级线圈段形成所述第三LC谐振电路。
进一步地，所述第一LC谐振电路的谐振频率点和/或所述第二LC谐振电路的谐振频率点，与所述第二频段对应的所述三次谐波信号的频率相关联。
进一步地，所述第一LC谐振电路与所述第二LC谐振电路的谐振频率点相同。
进一步地，所述第一LC谐振电路的谐振频率点和/或所述第二LC谐振电路的谐振频率点，与所述第二频段对应的所述三次谐波信号的频率相同。
进一步地，所述第一阻抗匹配电路、所述第二阻抗匹配电路和第三阻抗匹配电路均包括串联的第一电容和第一电感。
进一步地，所述第三阻抗匹配电路还包括第二电感；所述第二电感的第一端与所述第一初级线圈段的第二端和所述第二初级线圈段的第一端相连，所述第二电感的第二端耦合至第一供电电源端，所述第二电感被配置为参与所述推挽功率放大电路的阻抗匹配。
进一步地，所述第一初级线圈段的长度和所述第二初级线圈段的长度相同。
进一步地，所述第一阻抗匹配电路至所述第一初级线圈段的第二端的距离和所述第二阻抗匹配电路至第二初级线圈段的第一端的距离相同。
上述推挽功率放大电路，推挽功率放大电路包括差分放大电路、第一巴伦、第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第三阻抗匹配电路。第一巴伦的初级线圈包括第一初级线圈段和第二初级线圈段，第一初级线圈段的第一端与差分放大电路的第一输出端相连，第一初级线圈段的第二端与第二初级线圈段的第一端相连，第二初级线圈段的第二端与差分放大电路的第二输出端相连。第一阻抗匹配电路与第一初级线圈段相连，第二阻抗匹配电路与第二初级线圈段相连，第三阻抗匹配电路与第一初级线圈段的第二端和第二初级线圈段的第一端相连。当推挽功率放大电路的工作带宽较宽时，部分频带会存在基波阻抗和谐波阻抗失配的问题，从而导致这些频带的性能恶化严重，因此本实施例通过在推挽功率放大电路工作在第一频段时，通过第一阻抗匹配电路、第一初级线圈段、第二阻抗匹配电路、第二初级线圈段和第三阻抗匹配电路，使得推挽功率放大电路处于F类工作状态，并在推挽功率放大电路工作在第二频段时，通过第一阻抗匹配电路、第一初级线圈段、第二阻抗匹配电路、第二初级线圈段和第三阻抗匹配电路，使得推挽功率放大电路处于逆F类工作状态，从而使推挽功率放大电路在第一频段内的谐波阻抗满足F类工作状态，在第二频段内的谐波阻抗满足逆F类工作状态，进而保证推挽功率放大电路在整个宽频带内的不同模式下基波阻抗和谐波阻抗达到最优状态，从而提高推挽功率放大电路在整个宽频带内的功率效率，进而优化推挽功率放大电路的整体性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中推挽功率放大电路的一电路示意图；
图2是本发明一实施例中推挽功率放大电路的一等效电路示意图；
图3是本发明一实施例中推挽功率放大电路的另一等效电路示意图。
图中：10、差分放大电路；20、第一巴伦；21、第一初级线圈段；22、第二初级线圈段；30、第一阻抗匹配电路；40、第二阻抗匹配电路；50、第三阻抗匹配电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
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”、“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。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本实施例提供一种推挽功率放大电路，包括差分放大电路10、第一巴伦20、第一阻抗匹配电路30、第二阻抗匹配电路40、第三阻抗匹配电路50；第一巴伦20的初级线圈包括第一初级线圈段21和第二初级线圈段22；第一初级线圈段21的第一端与差分放大电路10的第一输出端相连，第一初级线圈段21的第二端与第二初级线圈段22的第一端相连，第二初级线圈段22的第二端与差分放大电路10的第二输出端相连。
第一阻抗匹配电路30与第一初级线圈段21相连，第二阻抗匹配电路40与第二初级线圈段22相连，第三阻抗匹配电路50与第一初级线圈段21的第二端和第二初级线圈段22的第一端相连。
推挽功率放大电路工作在第一频段时，第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40、第二初级线圈段22和第三阻抗匹配电路50被配置为，使得推挽功率放大电路处于F类工作状态。
推挽功率放大电路工作在第二频段时，第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40、第二初级线圈段22和第三阻抗匹配电路50被配置为，使得推挽功率放大电路处于逆F类工作状态。
在一具体实施例中，差分放大电路10的第一输入端被配置为接收第一射频信号，差分放大电路10的第二输入端被配置为接收第二射频信号，差分放大电路10的第一输出端与第一巴伦20的第一输入端相连，差分放大电路10的第二输出端与第一巴伦20的第二输入端相连，第一巴伦20的输出端与推挽功率放大电路的信号输出端相连，第一巴伦20被配置为对差分放大电路10的第一输出端输出的第一射频放大信号和差分放大电路10的第二输出端输出的第二射频放大信号进行合成转换，输出射频输出信号。该第一射频信号和第二射频信号为大小相等、相位相反的射频信号。可选地，该第一射频信号和第二射频信号可以是由信号转换电路进行转换后输出的射频信号，也可以是其它电路输出的射频信号，保证第一射频信号和第二射频信号大小相等、相位相反即可。作为优选地，该信号转换电路包括第二巴伦，该第二巴伦的第一输入端与推挽功率放大电路的信号输入端相连，该第二巴伦的第二输入端接地，该第二巴伦的第一输出端与差分放大电路10的第一输入端相连，该第二巴伦的的第二输出端与差分放大电路10的第二输入端相连，第二巴伦被配置为对信号输入端输入的射频输入信号进行转换，输出第一射频信号至差分放大电路10的第一输入端，输出第二射频信号至差分放大电路10的第二输入端。
可选地，差分放大电路10包括第一射频放大支路和第二射频放大支路。第一射频放大支路被配置为对第一射频信号进行放大，输出第一射频放大信号，第二射频放大支路被配置为对第二射频信号进行放大，输出第二射频放大信号。其中，第一射频放大支路包括第一功率放大器M1，第一功率放大器M1包括一个或者多个第一放大晶体管，多个第一放大晶体管之间串联连接。第二射频放大支路包括第二功率放大器M2，第二功率放大器M2包括一个或者多个第二放大晶体管，多个第二放大晶体管之间串联连接。
可选地，第一放大晶体管和第二放大晶体管可以为HBT晶体管或场效应晶体管。作为一示例，第一功率放大器M1包括一个第一放大晶体管，第二功率放大器M2包括一个第二放大晶体管。第一放大晶体管的基极(栅极)被配置为接收第一射频输入信号，第一放大晶体管的集电极(源极)与第一巴伦20的第一输入端相连，第一放大晶体管的发射极(漏极)接地。第二放大晶体管的基极(栅极)被配置为接收第二射频输入信号，第二放大晶体管的集电极(源极)与第一巴伦20的第二输入端相连，第二放大晶体管的发射极(漏极)接地。
在一具体实施例中，第一巴伦20的初级线圈包括第一初级线圈段21和第二初级线圈段22。第一初级线圈段21的第一端与差分放大电路10的第一输出端相连，第一初级线圈段21的第二端与第二初级线圈段22的第一端相连，第二初级线圈段22的第二端与差分放大电路10的第二输出端相连。在本实施例中，第一初级线圈段21的第一端为第一巴伦20的第一输入端，第二初级线圈段22的第二端为第一巴伦20的第二输入端。
在一具体实施例中，推挽功率放大电路工作在较大的工作带宽时，部分频段因基波阻抗和谐波阻抗存在较大偏移，导致推挽功率放大器工作在失配状态，以使得推挽功率放大电路在该频段下的整体性能较差(功率或效率或线性度)；进而导致推挽功率放大电路在整个宽频带的不同频段下性能差异较大。
为了解决上述问题，本实施例通过将第一阻抗匹配电路30与第一初级线圈段21相连，第二阻抗匹配电路40与第二初级线圈段22相连，第三阻抗匹配电路50与第一初级线圈段21的第二端和第二初级线圈段22的第一端相连，并在推挽功率放大电路工作在第一频段时，将第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40、第二初级线圈段22和第三阻抗匹配电路50被配置为，使推挽功率放大电路处于F类工作状态，在推挽功率放大电路工作在第二频段时，将第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40、第二初级线圈段22和第三阻抗匹配电路50被配置为，使推挽功率放大电路处于逆F类工作状态，从而使推挽功率放大电路在第一频段内的谐波阻抗满足F类工作状态，在第二频段内的谐波阻抗满足逆F类工作状态，进而保证推挽功率放大电路在整个宽频带内的基波阻抗和谐波阻抗达到最优状态，从而提高推挽功率放大电路在整个宽频带内的功率效率，进而优化推挽功率放大电路的整体性能。其中，第一频段和第二频段为推挽功率放大电路的频带内的两个频段。该推挽功率放大电路的频带可根据实际的应用进行设置。
作为优选地，第一初级线圈段21和第二初级线圈段22的长度相同，以保证第一巴伦20的平衡性。
在本实施例中，推挽功率放大电路包括差分放大电路10、第一巴伦20、第一阻抗匹配电路30、第二阻抗匹配电路40、第三阻抗匹配电路50。第一巴伦20的初级线圈包括第一初级线圈段21和第二初级线圈段22，第一初级线圈段21的第一端与差分放大电路10的第一输出端相连，第一初级线圈段21的第二端与第二初级线圈段22的第一端相连，第二初级线圈段22的第二端与差分放大电路10的第二输出端相连。第一阻抗匹配电路30与第一初级线圈段21相连，第二阻抗匹配电路40与第二初级线圈段22相连，第三阻抗匹配电路50与第一初级线圈段21的第二端和第二初级线圈段22的第一端相连。本实施例通过在推挽功率放大电路工作在第一频段时，通过第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40、第二初级线圈段22和第三阻抗匹配电路50，使得推挽功率放大电路处于F类工作状态，并在推挽功率放大电路工作在第二频段时，通过第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40、第二初级线圈段22和第三阻抗匹配电路50，使得推挽功率放大电路处于逆F类工作状态，从而使推挽功率放大电路在第一频段内的谐波阻抗满足F类工作状态，在第二频段内的谐波阻抗满足逆F类工作状态，进而保证推挽功率放大电路在整个宽频带内的基波阻抗和谐波阻抗达到最优状态，从而提高推挽功率放大电路在整个宽频带内的功率效率，进而优化推挽功率放大电路的整体性能。
在一实施例中，推挽功率放大电路工作在第一频段时，第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40和第二初级线圈段22，被配置为对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号开路。第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40、第二初级线圈段22和第三阻抗匹配电路50，被配置为对差分放大电路10的输出端的二次谐波信号短路；从而使推挽功率放大电路工作在第一频段时，推挽功率放大电路能够处于F类工作状态。
推挽功率放大电路工作在第二频段时，第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40和第二初级线圈段22，被配置为对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号短路。第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21、第二阻抗匹配电路40、第二初级线圈段22和第三阻抗匹配电路50，被配置为对差分放大电路10的输出端的二次谐波信号开路，从而使推挽功率放大电路工作在第二频段时，推挽功率放大电路能够处于逆F类工作状态。
在本实施例中，推挽功率放大电路在第一频段内的三次谐波信号被开路、二次谐波信号被短路，推挽功率放大电路在第一频段内的谐波阻抗满足F类工作状态，在第二频段内的三次谐波信号被短路、二次谐波信号被开路，推挽功率放大电路在第二频段内的谐波阻抗满足逆F类工作状态，进而保证推挽功率放大电路在整个宽频带内的基波阻抗和谐波阻抗达到最优状态，从而提高推挽功率放大电路在整个宽频带内的功率效率，进而优化推挽功率放大电路的整体性能。
在一具体实施中，第二频段大于第一频段。在本实施例中，由于当推挽功率放大电路工作在相对较高的频段时，需要使推挽功率放大电路中的三次谐波信号短路，且二次谐波信号开路，才能使推挽功率放大电路工作在逆F类工作状态，而当推挽功率放大电路工作在相对较低的频段时，需要使推挽功率放大电路中的三次谐波信号开路，且二次谐波信号短路，才能使推挽功率放大电路工作在F类工作状态，从而保证推挽功率放大电路在整个工作频段中都具有较高的输出功率和效率。在本实施例中，第二频段大于第一频段。需要说明的是，本实施例中的第一频段和第二频段均为推挽功率放大电路中的工作频段。例如：若推挽功率放大电路中的工作频段为1.7MHZ-2.7MHZ,则第二频段为2.3MHZ-2.7MHZ，第一频段为1.7MHZ-2.0MHZ。第一频段和第二频段可以覆盖推挽功率放大电路中的整个工作频段，也可以覆盖推挽功率放大电路中的部分工作频段。
在一具体实施例中，第二频段是第一频段的二分之三倍。在本实施例中，由于当推挽功率放大电路工作第二频段时，推挽功率放大电路中的三次谐波信号短路，且二次谐波信号开路，而当推挽功率放大电路工作在第一频段时，推挽功率放大电路中的三次谐波信号短路，且二次谐波信号开路，因此，为了保证推挽功率放大电路在整个宽频带内的基波阻抗和谐波阻抗达到最优状态，第二频段和第一频段之间的关系需要满足，第二频段是第一频段的二分之三倍，才能使推挽功率放大电路的工作频段在第一频段和第二频段之间切换时，保证推挽功率放大电路在整个宽频带内的基波阻抗和谐波阻抗达到最优状态，进而提高推挽功率放大电路在整个宽频带内的功率效率，进而优化推挽功率放大电路的整体性能。
作为优选地，第一频段为低频段，第二频段为高频段。
在一实施例中，第一阻抗匹配电路30的第一端与第一初级线圈段21相连，第一阻抗匹配电路30的第二端接地，第一阻抗匹配电路30与部分第一初级线圈段21形成第一LC谐振电路；第二阻抗匹配电路40的第一端与第二初级线圈段22相连，第二阻抗匹配电路40的第二端接地，第二阻抗匹配电路40与部分第二初级线圈段22形成第二LC谐振电路；第三阻抗匹配电路50的第一端与第一初级线圈段21的第二端和第二初级线圈段22的第一端相连，第三阻抗匹配电路50的第二端接地，第三阻抗匹配电路50与第一阻抗匹配电路30和第一初级线圈段21形成第三LC谐振电路；或者，第三阻抗匹配电路50与第二阻抗匹配电路40和第二初级线圈段22形成第三LC谐振电路。
在一具体实施例中，如图2所示为对三次谐波信号进行处理的部分等效电路的电路图，第一阻抗匹配电路30的第一端与第一初级线圈段21相连，第一阻抗匹配电路30的第二端接地，第一阻抗匹配电路30与部分第一初级线圈段21(图2中的线圈段S111)形成第一LC谐振电路。第二阻抗匹配电路40的第一端与第二初级线圈段22相连，第二阻抗匹配电路40的第二端接地，第二阻抗匹配电路40与部分第二初级线圈段22形成第二LC谐振电路(例如图1中的线圈段S122)，该第一LC谐振电路和第二LC谐振电路，均被配置为在推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号开路。在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号短路。需要说明的是，由于第一初级线圈段21和第二初级线圈段22可以等效为电感，因此，可以通过调整第一阻抗匹配电路30的第一端在第一初级线圈段21上的位置，从而调整图2中的线圈段S111的长度，从而调整图2中的线圈段S111所呈现的电感值，进而调整第一LC谐振电路的谐振频率点，以及通过调整第二阻抗匹配电路40的第一端在第二初级线圈段22上的位置，从而调整图1中的线圈段S122的长度，从而调整图1中的线圈段S122所呈现的电感值，进而调整第二LC谐振电路的谐振频率点。
在本实施例中，通过将第一阻抗匹配电路30的第一端与第一初级线圈段21相连，第一阻抗匹配电路30的第二端接地，第一阻抗匹配电路30与部分第一初级线圈段21形成第一LC谐振电路；第二阻抗匹配电路40的第一端与第二初级线圈段22相连，第二阻抗匹配电路40的第二端接地，第二阻抗匹配电路40与部分第二初级线圈段22形成第二LC谐振电路，并对第一LC谐振电路和第二LC谐振电路配置合适的谐振频率点，便能够实现在推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号开路，在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号短路。
在一具体实施例中，如图3所示为对二次谐波信号进行处理的部分等效电路的电路图，第三阻抗匹配电路50的第一端与第一初级线圈段21的第二端和第二初级线圈段22的第一端相连，第三阻抗匹配电路50的第二端接地，第三阻抗匹配电路50与第一阻抗匹配电路30和第一初级线圈段21形成第三LC谐振电路，或者，第三阻抗匹配电路50与第二阻抗匹配电路40和第二初级线圈段22形成第三LC谐振电路。该第三LC谐振电路被配置为在推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的二次谐波信号短路，在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的二次谐波信号开路。
在本实施例中，通过将第三阻抗匹配电路50的第一端与第一初级线圈段21的第二端和第二初级线圈段22的第一端相连，将第三阻抗匹配电路50的第二端接地，将第三阻抗匹配电路50与第一阻抗匹配电路30和第一初级线圈段21形成第三LC谐振电路，或者，将第三阻抗匹配电路50与第二阻抗匹配电路40和第二初级线圈段22形成第三LC谐振电路，并对第三LC谐振电路配置合适的谐振频率点，便能够实现在推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的二次谐波信号短路，在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的二次谐波信号开路。
在一具体实施例中，第一LC谐振电路的谐振频率点和/或第二LC谐振电路的谐振频率点，与第二频段对应的三次谐波信号的频率相关联。
在本实施例中，由于在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号短路，因此，将第一LC谐振电路和/或第二LC谐振电路的谐振频率点配置在第二频段对应的三次谐波信号所在的频率点，便能使推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的第二频段对应的三次谐波信号短路，从而能够在推挽功率放大电路工作在第二频段时，第一LC谐振电路和第二LC谐振电路对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号短路，在推挽功率放大电路工作在第一频段时，第一LC谐振电路和第二LC谐振电路对差分放大电路10的输出端的三次谐波信号开路。
在一具体实施例中，第一LC谐振电路与第二LC谐振电路的谐振频率点相同。在本实施例中，由于差分放大电路10的第一输出端的第一射频放大信号和第二输出端第二射频放大信号是大小相等的信号，因此需要使第一LC谐振电路与第二LC谐振电路的谐振频率点相同，以在推挽功率放大电路工作在第一频段时，使第一LC谐振电路对第一射频放大信号对应的三次谐波信号开路，使第二LC谐振电路对第二射频放大信号对应的三次谐波信号开路，使推挽功率放大电路工作在第二频段时处于逆F类工作状态。
在一具体实施例中，第一LC谐振电路的谐振频率点和/或第二LC谐振电路的谐振频率点，与第二频段对应的所述次谐波信号的频率相同。在本实施例中，通过使第一LC谐振电路的谐振频率点和/或第二LC谐振电路的谐振频率点，与第二频段对应的所述次谐波信号的频率相同，便能够在推挽功率放大电路工作在第二频段时，使第一LC谐振电路对第一射频放大信号对应的三次谐波信号短路，使第二LC谐振电路对第二射频放大信号对应的三次谐波信号短路。
在一具体实施例中，第三LC谐振电路的谐振频率点与第一频段对应的二次谐波信号的频率相同。在本实施例中，由于在推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的二次谐波信号短路，因此，将第三LC谐振电路的谐振频率点配置在第一频段对应的二次谐波信号所在的频率点，便能使推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的第一频段对应的二次谐波信号短路，并在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的第二频段对应的二次谐波信号开路。
在一实施例中，第一阻抗匹配电路30、第二阻抗匹配电路40和第三阻抗匹配电路50均包括串联的第一电容和第一电感。
在一具体实施例中，第一阻抗匹配电路30包括串联的第一电容(C31)和第一电感(L31)。在本实施例中，第一阻抗匹配电路30中的第一电容和第一电感，与部分第一初级线圈段21(图2中的线圈段S111)形成第一LC谐振电路。在本实施例中，通过调整第一阻抗匹配电路30中的第一电容的电容值和第一电感的电感值，以及部分第一初级线圈段21(图2中的线圈段S111)的长度，便能够调整第一LC谐振电路的谐振频率点。
在一具体实施例中，第二阻抗匹配电路40包括串联的第一电容(C41)和第一电感(L41)。在本实施例中，第二阻抗匹配电路40中的第一电容和第一电感，与部分第二初级线圈段22(图1中的线圈段S122)形成第二LC谐振电路。在本实施例中，通过调整第二阻抗匹配电路40中的第一电容的电容值和第一电感的电感值，以及部分第二初级线圈段22(图1中的线圈段S122)的长度，便能够调整第二LC谐振电路的谐振频率点。
在一具体实施例中，第一阻抗匹配电路30至第一初级线圈段21的第二端的距离和第二阻抗匹配电路40至第二初级线圈段22的第一端的距离相同，从而使部分第一初级线圈段21(图2中的线圈段S111)与部分第二初级线圈段22(例如图1中的线圈段S122)的长度相同，通过使第一阻抗匹配电路30中的第一电容(C31)的电容值和第一电感(L31)的电感值，与第一阻抗匹配电路30中的第一电容(C31)的电容值和第一电感(L31)的电感值相同，便能够使第一LC谐振电路与第二LC谐振电路的谐振频率点相同。
在一具体实施例中，第三阻抗匹配电路50均包括串联的第一电容(C51)和第一电感(L51)。在本实施例中，由于第三LC谐振电路包括第一阻抗匹配电路30、第一初级线圈段21，以及第三阻抗匹配电路50均包括串联的第一电容和第一电感，或者包括第二阻抗匹配电路40和第二初级线圈段22，以及第三阻抗匹配电路50均包括串联的第一电容和第一电感，而在确定第一LC谐振电路和第二LC谐振电路的谐振频率点时，已经确定第一阻抗匹配电路30和第二阻抗匹配电路40中的第一电容的电容值和第一电感的电感值，以及第一初级线圈和第二初级线圈的长度，因此，第一阻抗匹配电路30和第二阻抗匹配电路40中的第一电容的电容值和第一电感的电感值，以及第一初级线圈和第二初级线圈的长度固定，只需调整第三阻抗匹配电路50中的第一电容的电容值和第一电感的电感值，便能够调整第三LC谐振电路的谐振频率点，通过调整第三阻抗匹配电路50中的第一电容的电容值和第一电感的电感值，使第三LC谐振电路的谐振频率点与第一频段对应的二次谐波信号的频率相同，便能够使推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的第一频段对应的二次谐波信号短路，并在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的第二频段对应的二次谐波信号开路。
进一步地，第三阻抗匹配电路50还包括第二电感L11；第二电感L11的第一端与第一初级线圈段21的第二端和第二初级线圈段22的第一端相连，第二电感L11的第二端耦合至第一供电电源端，第二电感L11被配置为参与推挽功率放大电路的阻抗匹配。
在一具体实施例中，第一供电电源端用于通过第一初级线圈段21和第二初级线圈段22向差分放大电路10中的第一功率放大器M1和第二功率放大器M2供电。
在一具体实施例中，由于第一阻抗匹配电路30和第二阻抗匹配电路40中的第一电容的电容值和第一电感的电感值，以及第一初级线圈和第二初级线圈的长度固定，只需调整第三阻抗匹配电路50中的第一电容的电容值、第一电感的电感值和第二电感L11的电感值，便能够调整第三LC谐振电路的谐振频率点，通过调整第三阻抗匹配电路50中的第一电容的电容值、第一电感的电感值和第二电感L11的电感值，使第三LC谐振电路的谐振频率点与第一频段对应的二次谐波信号的频率相同，便能够使推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的第一频段对应的二次谐波信号短路，并在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的第二频段对应的二次谐波信号开路。
也就是说，在第一阻抗匹配电路30和第二阻抗匹配电路40中的第一电容的电容值和第一电感的电感值，以及第一初级线圈和第二初级线圈的长度固定的前提下，通过调整第三阻抗匹配电路50中的第一电容的电容值、第一电感的电感值和第二电感L11的电感值，使第三LC谐振电路的谐振频率点谐振在第一频段对应的二次谐波信号的频率，便能够使推挽功率放大电路工作在第一频段时，对差分放大电路10的输出端的第一频段对应的二次谐波信号短路，并在推挽功率放大电路工作在第二频段时，对差分放大电路10的输出端的第二频段对应的二次谐波信号开路，同时不影响在推挽功率放大电路工作在第一频段时，第一LC谐振电路对第一射频放大信号对应的三次谐波信号开路，第二LC谐振电路对第二射频放大信号对应的三次谐波信号开路，在推挽功率放大电路工作在第二频段时，第一LC谐振电路对第一射频放大信号对应的三次谐波信号短路，第二LC谐振电路对第二射频放大信号对应的三次谐波信号短路。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种推挽功率放大电路，其特征在于，包括差分放大电路、第一巴伦、第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第三阻抗匹配电路；所述第一巴伦的初级线圈包括第一初级线圈段和第二初级线圈段；
所述第一初级线圈段的第一端与所述差分放大电路的第一输出端相连，所述第一初级线圈段的第二端与所述第二初级线圈段的第一端相连，所述第二初级线圈段的第二端与所述差分放大电路的第二输出端相连；
所述第一阻抗匹配电路与所述第一初级线圈段相连，所述第二阻抗匹配电路与所述第二初级线圈段相连，所述第三阻抗匹配电路与所述第一初级线圈段的第二端和所述第二初级线圈段的第一端相连；
所述推挽功率放大电路工作在第一频段时，所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路、所述第二初级线圈段和所述第三阻抗匹配电路被配置为，使得所述推挽功率放大电路处于F类工作状态；
所述推挽功率放大电路工作在第二频段时，所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路、所述第二初级线圈段和所述第三阻抗匹配电路被配置为，使得所述推挽功率放大电路处于逆F类工作状态。
2.如权利要求1所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述推挽功率放大电路工作在第一频段时，所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路和所述第二初级线圈段，被配置为对所述差分放大电路的输出端的三次谐波信号开路；所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路、所述第二初级线圈段和所述第三阻抗匹配电路，被配置为对所述差分放大电路的输出端的二次谐波信号短路；
所述推挽功率放大电路工作在第二频段时，所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路和所述第二初级线圈段，被配置为对所述差分放大电路的输出端的三次谐波信号短路；所述第一阻抗匹配电路、所述第一初级线圈段、所述第二阻抗匹配电路、所述第二初级线圈段和所述第三阻抗匹配电路，被配置为对所述差分放大电路的输出端的二次谐波信号开路。
3.如权利要求1所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第二频段大于所述第一频段。
4.如权利要求3所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第二频段是所述第一频段的二分之三倍。
5.如权利要求2所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路的第一端与所述第一初级线圈段相连，所述第一阻抗匹配电路的第二端接地，所述第一阻抗匹配电路与部分所述第一初级线圈段形成第一LC谐振电路；
所述第二阻抗匹配电路的第一端与所述第二初级线圈段相连，所述第二阻抗匹配电路的第二端接地，所述第二阻抗匹配电路与部分所述第二初级线圈段形成第二LC谐振电路；
所述第三阻抗匹配电路的第一端与所述第一初级线圈段的第二端和所述第二初级线圈段的第一端相连，所述第三阻抗匹配电路的第二端接地，所述第三阻抗匹配电路与所述第一阻抗匹配电路和所述第一初级线圈段形成第三LC谐振电路；或者，所述第三阻抗匹配电路与所述第二阻抗匹配电路和所述第二初级线圈段形成所述第三LC谐振电路。
6.如权利要求5所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第一LC谐振电路的谐振频率点和/或所述第二LC谐振电路的谐振频率点，与所述第二频段对应的所述三次谐波信号的频率相关联。
7.如权利要求6所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第一LC谐振电路与所述第二LC谐振电路的谐振频率点相同。
8.如权利要求6所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第一LC谐振电路的谐振频率点和/或所述第二LC谐振电路的谐振频率点，与所述第二频段对应的所述三次谐波信号的频率相同。
9.如权利要求5所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路、所述第二阻抗匹配电路和第三阻抗匹配电路均包括串联的第一电容和第一电感。
10.如权利要求8所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第三阻抗匹配电路还包括第二电感；所述第二电感的第一端与所述第一初级线圈段的第二端和所述第二初级线圈段的第一端相连，所述第二电感的第二端耦合至第一供电电源端，所述第二电感被配置为参与所述推挽功率放大电路的阻抗匹配。
11.如权利要求1所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第一初级线圈段的长度和所述第二初级线圈段的长度相同。
12.如权利要求10所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路至所述第一初级线圈段的第二端的距离和所述第二阻抗匹配电路至第二初级线圈段的第一端的距离相同。
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