CN115754457A - 一种功率放大器的功率检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率放大器的功率检测电路，其包括依次串联连接的功率耦合结构、整流电路、滤波电路和放大电路；功率耦合结构的输入为功率放大器的输出功率；整流电路用于对功率耦合结构输出的射频信号进行整流；滤波电路用于滤除整流电路整流后的信号中的高频纹波；放大电路用于对滤波电路的输出信号进行放大，并输出差分电压；整流电路包括：可调偏置电压产生电路、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第一电源。本发明具有良好工程实用性，电路设计通用化、规范化，可在较低电源电压下工作且输出动态范围大，检测精度高，对功率放大器性能影响小，电路结构简单，易于芯片集成。

Description

一种功率放大器的功率检测电路

技术领域

本发明涉及功率放大器检测技术领域，特别是一种功率放大器的功率检测电路。

背景技术

射频功率放大器(Power Amplifier，PA)是无线发射机中的核心模块之一，要求输出大功率给外部负载。功率放大器通常是无线收发机中功耗最大的模块，为了降低功耗，延长电池寿命，要求它具有较高的效率。随着通信技术的发展，信道容量急剧增加，许多无线通信系统都采用了幅度/相位组合调制技术，功率放大器在输出大功率时要防止发生幅度失真，这就对功率放大器的线性度提出了很高的要求。

功率检测电路作为射频收发系统不可缺少的部分，用于检测射频发射信号功率的大小，反馈给控制系统，控制系统根据反馈信号动态调节发射机工作状态，达到节能降耗的目的。

早期的收发系统中，功率检测电路是分立的电路模块，分立的耦合器将功率放大器的输出功率耦合到功率检测电路，功率检测电路的输出跟随功率放大器输出功率。分立器件构成的功率检测电路存在以下问题：增加耦合器会改变功率放大器输出阻抗，而输出阻抗匹配会恶化功率放大器效率等，对于部分应用，这种恶化是不可接受的；分立器件势必增大系统体积重量；同时，分立器件受工艺偏差、电源波动、温度变化(简称PVT波动)影响明显，一致性较差。

目前的功率检测电路芯片集成方案存在如下问题：检测精度不够高，精度受PVT波动及外界干扰影响较大；检测电路过于复杂，芯片集成成本较高；功率检测电路对功率放大器输出性能(功率效率、输出匹配、线性度等)影响较大。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种功率放大器的功率检测电路，具有良好工程实用性，电路设计通用化、规范化，可在较低电源电压下工作且输出动态范围大，检测精度高，对功率放大器性能影响小，电路结构简单，易于芯片集成。

本发明公开了一种功率放大器的功率检测电路，其包括依次串联连接的功率耦合结构、整流电路、滤波电路和放大电路；

所述功率耦合结构的输入为功率放大器的输出功率；所述整流电路用于对所述功率耦合结构输出的射频信号进行整流；所述滤波电路用于滤除所述整流电路整流后的信号中的高频纹波；所述放大电路用于对所述滤波电路的输出信号进行放大，并输出差分电压；

所述整流电路包括：可调偏置电压产生电路、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第一电源；

第一电阻，其一端与所述可调偏置电压产生电路的输出端连接，其另一端分别与所述功率耦合结构的输出端和所述第四NMOS管的栅极连接；

第二电阻，其一端与所述可调偏置电压产生电路的输出端连接，其另一端与所述第五NMOS管的栅极连接；

第二NMOS管，其栅极分别与所述第一NMOS管的栅极和漏极、所述第三NMOS管的栅极连接，其漏极分别与所述第四NMOS管的源极、所述滤波电路和所述放大电路连接，其源极接地；

第三NMOS管，其漏极分别与所述第五NMOS管的源极、所述滤波电路和所述放大电路连接，其源极接地；

所述第一NMOS管的源极接地；所述第四NMOS管的漏极和所述第五NMOS管的漏极均与所述第一电源连接。

进一步地，所述可调偏置电压产生电路的输入为m位控制信号，其产生的可变电压信号为所述第四NMOS管和所述第五NMOS管的栅极提供直流偏置电压；m为正整数；

所述第一NMOS管、所述第二NMOS管和第三NMOS管共同构成电流镜；

所述整流电路还包括为所述电流镜提供直流偏置电流的电流源。

进一步地，所述第二NMOS管和所述第三NMOS管的尺寸相同，所述第四NMOS管和所述第五NMOS管的尺寸相同，所述第一电阻和所述第二电阻的尺寸相同；

流经所述第二NMOS管和所述第四NMOS管的直流电流，与流经所述第三NMOS管和所述第五NMOS管的直流电流相等；

所述第四NMOS管的栅源电压和所述第五NMOS管的栅源电压的偏置分别为其阈值电压与△V_th的差值，△V_th在-200～200mV范围取值；

当在所述第四NMOS管的栅极施加射频信号时，若射频信号处于正半周，所述第四NMOS管的栅源电压大于其阈值电压，额外的电流流过所述第四NMOS管，为所述滤波电路中的第一滤波电容充电；若射频信号处于负半周，所述第一滤波电容通过所述第二NMOS管放电。

进一步地，所述滤波电路包括第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容的一端与所述第四NMOS管的源极连接，另一端接地；所述第二滤波电容的一端与所述第五NMOS管的源极连接，另一端接地；

所述滤波电路的输出电压为所述第一滤波电容一端的电压减去所述第二滤波电容一端的电压。

进一步地，所述第一滤波电容和所述第二滤波电容对称设置，且尺寸相同；

所述第一滤波电容或所述第二滤波电容构成的滤波电路也能够由电容、电阻和电感的组合构成。

进一步地，所述放大电路包括第二电源、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第三电阻、第四电阻、反馈放大器、可调偏置电流产生电路；

所述第二电源分别与所述第一PMOS管的源极和所述第二PMOS管的源极连接；

所述第一PMOS管的栅极和漏极分别与所述第二PMOS管的栅极、所述可调偏置电流产生电路连接；

所述第二PMOS管的漏极分别与所述第三PMOS管的源极和所述第四PMOS管的源极连接；

所述第三PMOS管的栅极与所述第一滤波电容的一端连接，其漏极分别与所述第三电阻的一端、所述第六NMOS管的漏极和栅极、所述第八NMOS管的漏极连接；

所述反馈放大器的同相输入端分别与所述第三电阻的另一端和所述第四电阻的一端连接，其反相输入端连接共模输入电压，其输出端分别与所述第八NMOS管的栅极和所述第九NMOS管的栅极连接；

所述第六NMOS管的源极、所述第七NMOS管的源极、所述第八NMOS管的源极、所述第九NMOS管的源极均接地；

所述第四电阻的另一端分别与所述第四PMOS管的漏极、所述第七NMOS管的漏极和栅极、所述第九NMOS管的漏极连接；

所述第四PMOS管的栅极与所述第二滤波电容的一端连接。

进一步地，n位控制信号作为所述可调偏置电流产生电路的输入，用于调节所述放大电路的偏置电流I_DC2，以调节所述放大电路的电压增益；其中，偏置电流I_DC2为所述可调偏置电流产生电路的输出电流；n为正整数；

所述第一PMOS管和所述第二PMOS管构成所述放大电路的电流镜，为所述有源负载放大电路提供直流偏置；所述第三PMOS管和二极管型连接的所述第六NMOS管、所述第四PMOS管和二极管型连接的所述第七NMOS管，分别构成单端输入单端输出的有源负载放大电路；两个所述单端输入单端输出的有源负载放大电路和提供直流偏置的电流镜一起构成差分输入差分输出的有源负载放大电路；

所述有源负载放大电路将所述滤波电路的输出电压进行差分放大。

进一步地，所述第三电阻、所述第八NMOS管和所述反馈放大器构成第一负反馈环路，所述第四电阻、所述第九NMOS管和所述反馈放大器构成第二负反馈环路，所述第一负反馈环路和所述第二负反馈环路用于稳定所述放大电路的输出共模电压；在负反馈环路作用下，所述第八NMOS管和所述第九NMOS管的栅极与漏极直流电压恒定，在稳定的栅极偏置下，所述第八NMOS管和所述第九NMOS管漏源直流电流恒定，所述第八NMOS管和第九NMOS管能够被视为恒流源；

所述放大电路输出的共模电压由所述反馈放大器反相输入端的输入电压确定；且V_out2＝V_out2p-V_out2n，V_cm＝(V_out2p+V_out2n)/2，V_out2为差分输出电压，V_cm为共模电压，V_out2p为第四电阻另一端的电压，V_out2n为第三电阻一端的电压。

进一步地，所述功率耦合结构包括功率放大器输出端与PAD连接的一段金属走线、PAD、与所述金属走线或所述PAD通过电磁场耦合信号的金属体；其中，所述功率放大器输出端通过电磁场耦合将功率放大器输出信号的一部分传输给同层或下层的金属体，所述金属体一端与所述整流电路中的所述第四NMOS管栅极和第一电阻另一端连接。

进一步地，功率放大器的输出信号的一部分通过所述PAD与所述金属体之间的电磁场耦合传递到下层金属体；所述下层金属体一端与所述整流电路中的第四NMOS管的栅极和第一电阻的另一端连接；

或者是，

所述功率放大器输出端与PAD连接的一段金属走线与下层金属体通过电磁场耦合，功率放大器输出信号的一部分通过所述电磁场耦合传递给下层金属体，所述下层金属体一端与所述整流电路中的第四NMOS管的栅极和第一电阻的另一端连接；

或者是，

所述功率放大器输出端与PAD连接的一段金属走线与同层金属体通过电磁场耦合，功率放大器输出信号的一部分通过所述电磁场耦合传递给同层金属体，所述同层金属体一端与所述整流电路中的第四NMOS管的栅极和第一电阻的另一端连接。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

(1)电路设计通用化、具有良好的工程实用性。本发明采用依次串联连接的功率耦合结构、整流电路、滤波电路和放大电路构成差分输出功率检测电路，功率耦合结构从功率放大器输出获取一定功率的射频信号，整流电路将其整流，滤波电路滤除整流后信号高频纹波，放大电路将滤波电路输出信号进行放大；同时电路完成单端输入到差分输出的转换。整流电路和放大电路均使用有源偏置电路提供直流偏置，匹配性好。放大电路使用有源负载放大电路。放大电路使用负反馈环路稳定输出共模电压，在有源负载并联泄放电流的MOS管提高放大电路增益。功率检测电路可以与功率放大器单芯片集成。

(2)功率检测精度较高。本发明将输入的单端信号转换成差分信号进行处理，差分电路抗干扰能力强，对PVT波动不敏感；偏置电路使用有源偏置结构，芯片集成可以实现很好的匹配性。为了进一步消除工艺偏差的影响，整流电路的偏置电压、放大电路的偏置电流均为数字可调，可以在流片后对电路工作状态进行微调，进一步消除PVT波动造成的影响。

(3)电路结构简单，易于芯片集成实现。在功率放大器输出PAD下使用下层金属直接耦合一定能量信号，通过调节下层金属长和宽可以改变耦合能量大小，不需要匹配电路；使用源极跟随结构NMOS晶体管构成整流管；使用有源负载放大电路，并在负载管并联泄放电流的MOS管提高其信号放大能力，可以用较小的面积成本获得需要的信号增益。

(4)功率检测电路对功率放大器输出影响很小。功率耦合结构不需要匹配电路，同时，整流电路和放大电路均可偏置在较小的直流电流下工作。功率检测电路对功率放大器输出匹配以及输出效率的影响很小。

(5)可在较低电源电压下工作，且在该电源电压下实现较大的动态范围。采用有源负载放大器，可以实现较大的输出电压动态范围。同时，在负载管并联泄放电流的MOS管实现增益提升，使用负反馈稳定输出共模电压。另外，通过放大电路的串接级联可以提升功率检测电路的增益，结合控制电路可以进一步扩展功率检测电路的功率检测动态范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种功率放大器的功率检测电路原理图。

图2是本发明一种功率放大器的功率检测电路功率耦合结构示意图。

图3是本发明一种功率放大器的功率检测电路功率-电压转换特性曲线示意图。

图4是本发明的一种提高该功率检测电路增益的实施例示意图。

图5是本发明的一种提高该功率检测电路功率检测动态范围的实施例示意图。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。

参阅图1，本实施例提供了一种功率放大器的功率检测电路的实施实例，其包括：依次串联连接的功率耦合结构、整流电路、滤波电路和放大电路。功率耦合结构从功率放大器输出获取一定功率的射频信号，整流电路将其整流，滤波电路滤除整流后信号高频纹波，放大电路将滤波电路输出信号进行放大；同时电路完成单端输入到差分输出的转换。整流电路和放大电路均使用有源偏置电路提供直流偏置，匹配性好。放大电路使用有源负载放大电路。放大电路使用负反馈环路稳定输出共模电压，在有源负载并联泄放电流的MOS管提高放大电路增益。功率检测电路可以与功率放大器单芯片集成，差分电路抗干扰能力强，功率检测精度高。具有数字校准功能，可以通过控制码调节整流电路偏置电压和放大电路偏置电流。电路结构简单，易于芯片集成，对功率放大器性能影响小。

在本实施例中，第一电阻为R1，第二电阻为R2，第三电阻为R3，第四二电阻为R4，第一滤波电容为C1，第二滤波电容为C2，第一NMOS管为NMOS管MN1，第二NMOS管为NMOS管MN2，第三NMOS管为NMOS管MN3，第四NMOS管为NMOS管MN4，第五NMOS管为NMOS管MN5，第六NMOS管为NMOS管MN6，所述第七NMOS管NMOS管MN7，所述第八NMOS管NMOS管MN8，所述第九NMOS管NMOS管MN9，第一PMOS管为PMOS管MP1，第二PMOS管为PMOS管MP2，第三PMOS管为PMOS管MP3，第四PMOS管为PMOS管MP4。

在本实施例中，功率耦合结构包括功率放大器输出PAD，以及PAD下面通过绝缘介质与PAD相互隔离的金属层的矩形金属。在本实施例中PAD采用正六边形结构，PAD下的矩形金属宽度为Wa1，长度为La1+La2。其中，La1长度部分在PAD正下方，不在PAD正下方的La2长度部分一端与La1长度部分连接在一起，另一端与整流电路中的NMOS管MN4栅极、电阻R1一端同时连接。通过改变长度La1或宽度Wa1可以调节耦合到功率检测电路的功率的大小。功率耦合结构中PAD也可以是其他形状，比如圆形、矩形以及其他多边形；下层用于耦合射频信号的金属可以是其他形状，比如圆形、矩形及其他多边形，通过改变PAD和下层金属在垂直方向重叠的面积改变耦合到功率检测电路功率的大小。另外，功率耦合也可以使用同层金属走线耦合结构。

整流电路包括：可调偏置电压产生电路、电阻R1、电阻R2，以及NMOS管MN1～MN5、电流源I_DC1。可调偏置电压产生电路输出端同时连接电阻R1的一端和R2的一端，电阻R1的另一端同时连接功率耦合结构输出和NMOS管MN4栅极；电阻R2另一端连接NMOS管MN5栅极；NMOS管MN4和MN5的漏极同时连接电源VDD1；NMOS管MN4源极同时连接NMOS管MN2漏极、滤波电容C1一端、放大电路中PMOS管MP3栅极；NMOS管MN5源极同时连接NMOS管MN3漏极、滤波电容C2一端、放大电路中PMOS管MP4栅极；NMOS管MN1～MN3栅极、MN1漏极同时连接在一起，并与电流源I_DC1电流流出端连接在一起；NMOS管MN1～MN3源极都接地；电流源I_DC1另一端接电源VDD1。

可调偏置电压产生电路在m位控制信号ctl_vbias<m:1>作用下，产生可变电压信号vbias通过电阻R1给NMOS管MN4栅极提供直流偏置，同时通过电阻R2给NMOS管MN5栅极提供直流偏置；NMOS管MN1～MN3组成电流镜，电流源I_DC1通过该电流镜给整流电流提供直流偏置电流；在本实施例中，NMOS管MN2和MN3尺寸相同，NMOS管MN4和MN5尺寸相同，电阻R1和R2尺寸相同；流过NMOS管MN2、MN4的直流电流，与流过NMOS管MN3、MN5的直流电流相等；NMOS管MN4、MN5栅源电压偏置在其阈值电压与△V_th的差值，△V_th在-200～200mV范围取值；当施加在NMOS管MN4栅极射频信号时，在射频信号正半周，NMOS管NM4栅源电压大于其阈值电压，有额外的电流i₁流过NMOS管MN4，对滤波电容C1充电；在射频信号负半周，滤波电容C1通过负载NMOS管MN2放电，当RF信号频率较高时，使用较小的滤波电容即可实现很小的电压纹波。电容C1上的电压减去电容C2上的电压就是整流后的电压信号。整流电路同时实现了单端信号到差分信号的转换。

滤波电路包含：电容C1和电容C2。电容C1一端同时连接NMOS管MN4源极、NMOS管MN2漏极、PMOS管MP3栅极，另一端接地；电容C2一端同时连接NMOS管MN5源极、NMOS管MN3漏极、PMOS管MP4栅极，另一端接地。滤波电路也能够由电容、电阻和电感的不同组合构成，实现对整流电路输出信号的滤波。在本实施例中，电容C1和C2使用相同尺寸，保持差分电路的对称性。

放大电路包含：可调偏置电流产生电路、PMOS管MP1～MP4，NMOS管MN6～MN9、电阻R3和R4、反馈放大器OP1。PMOS管MP1、MP2源极均连接电源VDD2，PMOS管MP1～MP2栅极、PMOS管MP1漏极同时连接可调偏置电流产生电路；PMOS管MP2漏极同时连接PMOS管MP3和MP4源极；PMOS管MP3栅极同时连接NMOS管MN4源极、NMOS管MN2漏极，以及滤波电容C1一端；PMOS管MP4栅极同时连接NMOS管MN5源极、NMOS管MN3漏极，以及滤波电容C2一端；PMOS管MP3漏极、NMOS管MN6与MN8漏极、NMOS管MN6栅极，以及电阻R3一端连接在一起；PMOS管MP4漏极、NMOS管MN7与MN9漏极、NMOS管MN7栅极，以及电阻R4一端连接在一起；电阻R3另外一端和R4另外一端连接在一起，并同时连接反馈放大器OP1同相输入端；反馈放大器OP1输出端与NMOS管MN8～MN9栅极连接在一起；反馈放大器OP1反相输入端连接输入的共模电压Vcm；NMOS管MN6、MN7、MN8、MN9源极都接地。

通过n位控制信号ctl_ibias<n:1>可以灵活调节放大电路偏置电流I_DC2，从而可以调节放大电路电压增益；NMOS管MP1、MP2构成电流镜，给有源负载放大电路提供直流偏置；PMOS管MP3和二极管型连接的NMOS管MN6、PMOS管MP4和二极管型连接的NMOS管MN7，分别构成单端输入单端输出的有源负载放大电路，两个单端输入单端输出的有源负载放大电路和提供直流偏置的电流镜一起构成差分输入差分输出的有源负载放大电路，将滤波电路输出的电压V_out1(等于V_out1pp-V_out1n)进行差分放大；电阻R3、NMOS管MN8和反馈放大器OP1构成一个负反馈环路，电阻R4、NMOS管MN9和反馈放大器OP1构成另一个负反馈环路，两个负反馈环路用于稳定放大电路的输出共模电压；放大电路的输出共模电压由反馈放大器的反相输入端电压Vcm确定。由于反馈环路的作用，NMOS管MN8和MN9栅极与漏极直流电压恒定，两个NMOS管相当于两个恒流源，由于该恒流源对负载NMOS管MN6和MN7电流的分流作用，有源负载放大电路增益增大。功率检测电路的输出电压V_out2(等于V_out2pp-V_out2n)输出给后级电路。

参阅图2。图中给出了四种功率耦合结构。图(a)和(b)中，采用下层金属进行功率耦合；其中，图(a)在PAD下采用金属走线耦合功率信号，图(b)在功率放大器输出端连接PAD的一段金属走线下方通过矩形金属走线耦合信号功率，通过改变下层耦合金属走线长度和宽度可以改变耦合到功率检测电路的信号功率。图(c)和(d)采用同层矩形金属走线耦合信号功率，通过改变同层平行金属走线长度、宽度、间距可以改变耦合到功率检测电路的信号功率。图中PAD也可以是其他形状，比如圆形、矩形、多边形等。下层或同层用于耦合信号功率的金属走线可以是矩形，也可以是圆形、多边形等其他形状。当使用PAD下层金属耦合信号功率时，改变PAD或功放输出端连接PAD的金属走线和下层金属在垂直方向的重叠面积可以改变耦合到功率检测电路的信号功率。当使用同层金属耦合信号功率时，改变同层耦合信号的金属走线的长度、宽度，或者改变同层耦合信号的金属走线与功率放大器输出端走线的间距可以改变耦合到功率检测电路的信号功率。

参阅图3。图中给出了在1.2V电源电压、功率放大器输出射频信号频率30GHz情况下，该功率检测电路的功率-电压转换特性示意图。当功率放大器输出信号功率P_in在-11～9dBm范围变化时，功率检测电路输出电压V_out2可以在0.02～1.1V范围动态跟随功率放大器输出功率。图中同时给出了在P_in变化范围内整流电路输出差分电压V_out1的变化范围。

参阅图4。在某些具体应用中，功率放大器输出功率较小，通过功率耦合结构耦合到功率检测电路的信号功率也很小，需要提高功率检测电路的增益才能满足后级电路对于功率检测电路输出电压的要求。本实施例中，功率耦合结构、整流电路、滤波电路串接后，通过将图1中的放大电路进行多级串联后串接在滤波电路后，提升功率检测电路的增益。该实施例中使用了三级放大电路串接，实际应用中可以根据具体需要，将一个、两个、三个或更多放大电路串接。串联后，功率检测电路可以为后级电路(比如ADC)提供足够的信号幅度。

参阅图5。在某些具体应用中，功率放大器的输出信号功率动态范围很大，功率检测电路中的放大电路很难将很大范围的输入信号放大同时保证输出信号不饱和。该实施例给出一种解决方案：将多个放大电路串接后作为功率检测电路的放大电路。将功率放大器的输出功率按大小分成几段，本实施例中分成三段。当功率放大器的输出功率比较大时，在控制信号作用下通过选通开关将放大器1的输出电压V_o1提供给后级电路；当功率放大器的输出功率比较小时，在控制信号作用下通过选通开关将放大器2的输出电压V_o2提供给后级电路；当功率放大器的输出功率非常小时，在控制信号作用下通过选通开关将放大器3的输出电压V_o3提供给后级电路。后级电路根据接收到的电压V_o，结合预先的分段，从而确定功率放大器的输出功率的具体值。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率放大器的功率检测电路，其特征在于，包括依次串联连接的功率耦合结构、整流电路、滤波电路和放大电路；

所述功率耦合结构的输入为功率放大器的输出功率；所述整流电路用于对所述功率耦合结构输出的射频信号进行整流；所述滤波电路用于滤除所述整流电路整流后的信号中的高频纹波；所述放大电路用于对所述滤波电路的输出信号进行放大，并输出差分电压；

所述整流电路包括：可调偏置电压产生电路、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第一电源；

第一电阻，其一端与所述可调偏置电压产生电路的输出端连接，其另一端分别与所述功率耦合结构的输出端和所述第四NMOS管的栅极连接；

第二电阻，其一端与所述可调偏置电压产生电路的输出端连接，其另一端与所述第五NMOS管的栅极连接；

第二NMOS管，其栅极分别与所述第一NMOS管的栅极和漏极、所述第三NMOS管的栅极连接，其漏极分别与所述第四NMOS管的源极、所述滤波电路和所述放大电路连接，其源极接地；

第三NMOS管，其漏极分别与所述第五NMOS管的源极、所述滤波电路和所述放大电路连接，其源极接地；

所述第一NMOS管的源极接地；所述第四NMOS管的漏极和所述第五NMOS管的漏极均与所述第一电源连接。

2.根据权利要求1所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，

所述可调偏置电压产生电路的输入为m位控制信号，其产生的可变电压信号为所述第四NMOS管和所述第五NMOS管的栅极提供直流偏置电压；m为正整数；

所述第一NMOS管、所述第二NMOS管和第三NMOS管共同构成电流镜；

所述整流电路还包括为所述电流镜提供直流偏置电流的电流源。

3.根据权利要求1或2所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，

所述第二NMOS管和所述第三NMOS管的尺寸相同，所述第四NMOS管和所述第五NMOS管的尺寸相同，所述第一电阻和所述第二电阻的尺寸相同；

流经所述第二NMOS管和所述第四NMOS管的直流电流，与流经所述第三NMOS管和所述第五NMOS管的直流电流相等；

所述第四NMOS管的栅源电压和所述第五NMOS管的栅源电压的偏置分别为其阈值电压与△V_th的差值，△V_th在-200～200mV范围取值；

当在所述第四NMOS管的栅极施加射频信号时，若射频信号处于正半周，所述第四NMOS管的栅源电压大于其阈值电压，额外的电流流过所述第四NMOS管，为所述滤波电路中的第一滤波电容充电；若射频信号处于负半周，所述第一滤波电容通过所述第二NMOS管放电。

4.根据权利要求1所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，

所述滤波电路包括第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容的一端与所述第四NMOS管的源极连接，另一端接地；所述第二滤波电容的一端与所述第五NMOS管的源极连接，另一端接地；

所述滤波电路的输出电压为所述第一滤波电容一端的电压减去所述第二滤波电容一端的电压。

5.根据权利要求4所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，所述第一滤波电容和所述第二滤波电容对称设置，且尺寸相同；

所述第一滤波电容或所述第二滤波电容构成的滤波电路也能够由电容、电阻和电感的组合构成。

6.根据权利要求4所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，

所述放大电路包括第二电源、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第三电阻、第四电阻、反馈放大器、可调偏置电流产生电路；

所述第二电源分别与所述第一PMOS管的源极和所述第二PMOS管的源极连接；

所述第一PMOS管的栅极和漏极分别与所述第二PMOS管的栅极、所述可调偏置电流产生电路连接；

所述第二PMOS管的漏极分别与所述第三PMOS管的源极和所述第四PMOS管的源极连接；

所述第三PMOS管的栅极与所述第一滤波电容的一端连接，其漏极分别与所述第三电阻的一端、所述第六NMOS管的漏极和栅极、所述第八NMOS管的漏极连接；

所述反馈放大器的同相输入端分别与所述第三电阻的另一端和所述第四电阻的一端连接，其反相输入端连接共模输入电压，其输出端分别与所述第八NMOS管的栅极和所述第九NMOS管的栅极连接；

所述第六NMOS管的源极、所述第七NMOS管的源极、所述第八NMOS管的源极、所述第九NMOS管的源极均接地；

所述第四电阻的另一端分别与所述第四PMOS管的漏极、所述第七NMOS管的漏极和栅极、所述第九NMOS管的漏极连接；

所述第四PMOS管的栅极与所述第二滤波电容的一端连接。

7.根据权利要求6所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，

n位控制信号作为所述可调偏置电流产生电路的输入，用于调节所述放大电路的偏置电流I_DC2，以调节所述放大电路的电压增益；其中，偏置电流I_DC2为所述可调偏置电流产生电路的输出电流；n为正整数；

所述第一PMOS管和所述第二PMOS管构成所述放大电路的电流镜，为所述有源负载放大电路提供直流偏置；所述第三PMOS管和二极管型连接的所述第六NMOS管、所述第四PMOS管和二极管型连接的所述第七NMOS管，分别构成单端输入单端输出的有源负载放大电路；两个所述单端输入单端输出的有源负载放大电路和提供直流偏置的电流镜一起构成差分输入差分输出的有源负载放大电路；

所述有源负载放大电路将所述滤波电路的输出电压进行差分放大。

8.根据权利要求6所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，

所述第三电阻、所述第八NMOS管和所述反馈放大器构成第一负反馈环路，所述第四电阻、所述第九NMOS管和所述反馈放大器构成第二负反馈环路，所述第一负反馈环路和所述第二负反馈环路用于稳定所述放大电路的输出共模电压；在负反馈环路作用下，所述第八NMOS管和所述第九NMOS管的栅极与漏极直流电压恒定，在稳定的栅极偏置下，所述第八NMOS管和所述第九NMOS管漏源直流电流恒定，所述第八NMOS管和第九NMOS管能够被视为恒流源；

所述放大电路输出的共模电压由所述反馈放大器反相输入端的输入电压确定；且V_out2＝V_out2p-V_out2n，V_cm＝(V_out2p+V_out2n)/2，V_out2为差分输出电压，V_cm为共模电压，V_out2p为第四电阻另一端的电压，V_out2n为第三电阻一端的电压。

9.根据权利要求1所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，

所述功率耦合结构包括功率放大器输出端与PAD连接的一段金属走线、PAD、与所述金属走线或所述PAD通过电磁场耦合信号的金属体；其中，所述功率放大器输出端通过电磁场耦合将功率放大器输出信号的一部分传输给同层或下层的金属体，所述金属体一端与所述整流电路中的所述第四NMOS管栅极和第一电阻另一端连接。

10.根据权利要求9所述的功率放大器的功率检测电路，其特征在于，功率放大器的输出信号的一部分通过所述PAD与所述金属体之间的电磁场耦合传递到下层金属体；所述下层金属体一端与所述整流电路中的第四NMOS管的栅极和第一电阻的另一端连接；

或者是，

所述功率放大器输出端与PAD连接的一段金属走线与下层金属体通过电磁场耦合，功率放大器输出信号的一部分通过所述电磁场耦合传递给下层金属体，所述下层金属体一端与所述整流电路中的第四NMOS管的栅极和第一电阻的另一端连接；

或者是，

所述功率放大器输出端与PAD连接的一段金属走线与同层金属体通过电磁场耦合，功率放大器输出信号的一部分通过所述电磁场耦合传递给同层金属体，所述同层金属体一端与所述整流电路中的第四NMOS管的栅极和第一电阻的另一端连接。

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