CN116317978B

CN116317978B - 一种双模功率放大器、功率放大方法及其相关设备

Info

Publication number: CN116317978B
Application number: CN202310574337.2A
Authority: CN
Inventors: 陈锦锋; 蓝亮; 汤委龙; 张志浩; 章国豪
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2023-05-22
Filing date: 2023-05-22
Publication date: 2023-07-21
Anticipated expiration: 2043-05-22
Also published as: CN116317978A

Abstract

本申请公开了一种双模功率放大器、功率放大方法及其相关装置，双模功率放大器包括三个开关、增益模式电路和差分模式电路，第一开关控制增益模式电路的通断，第二开关与第三开关控制差分模式电路的通断，增益模式电路由三级功放电路串联构成，差分模式电路由第一变压电路通过差分并联电路与第二变压电路串联所构成，差分并联电路由第一差分串联电路与第二差分串联电路并联构成。可见，双模功率放大器包含两种模式电路，差分模式电路中采用了多级差分电路结构，实现了高宽带性和高线性，当存在提高增益的需求或高线性、宽带的需求时可自由切换，突破了传统双模功率放大器仅在功放效率上应用的局限性，拓宽了功率放大器的应用模式。

Description

一种双模功率放大器、功率放大方法及其相关设备

技术领域

本申请涉及射频集成电路技术领域，更具体的说，是涉及一种双模功率放大器、功率放大方法及其相关设备。

背景技术

随着通信系统的迅速发展，对功率放大器的性能的需求更高。传统的功率放大器在设计时通常以放大效率为主，如传统的双功率模式的功率放大器，如图1所示，功率放大器可以通过逻辑控制电路根据输入功率的大小，进行高功率模式和低功率模式的切换，从而实现整体电路放大效率的提高。

然而，功率放大器在着力于提高放大效率的同时，会牺牲其他参数，如功率放大器的线性性能，因此传统的功率放大器仅局限于高功率模式和低功率模式，在其它模式如高线性模式、宽带模式等模式下则不能够满足需求，应用单一。

如何设计一种适用于多种模式或多种场景下的功率放大器，是需要关注的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种双模功率放大器、功率放大方法及其相关设备，以拓展功率放大器更多应用场景，增加功率放大器更多应用模式。

为了实现上述目的，现提出具体方案如下：

一种双模功率放大器，包括第一开关、第二开关、第三开关、增益模式电路和差分模式电路；

所述增益模式电路与所述差分模式电路互为并联关系，且均工作于所述双模功率放大器的输入端与所述双模功率放大器的输出端之间；

所述第一开关与所述增益模式电路相连，以控制所述增益模式电路的通断；

所述第二开关与所述第三开关之间接有所述差分模式电路，以控制所述差分模式电路的通断；

所述增益模式电路包括第一级功放电路、第二级功放电路和第三级功放电路，并由所述第一级功放电路通过所述第二级功放电路与所述第三级功放电路串联所构成；

所述差分模式电路包括第一变压电路、第一一级差分电路、第二一级差分电路、第一二级差分电路、第二二级差分电路和第二变压电路，所述第一一级差分电路与所述第一二级差分电路串联构成第一差分串联电路，所述第二一级差分电路与所述第二二级差分电路串联构成第二差分串联电路，所述第一差分串联电路与所述第二差分串联电路并联构成差分并联电路，所述差分模式电路为所述第一变压电路通过所述差分并联电路与所述第二变压电路串联所构成。

可选的，所述第一级功放电路包括第一串联谐振网络、第一输入匹配电路、第一电流偏置器、第一供压电源、第一电感和第一功放晶体管；

其中，所述第一输入匹配电路通过所述第一电流偏置器与所述第一功放晶体管串联构成第一串联子电路，所述第一串联子电路与所述第一串联谐振网络并联构成第一并联子电路，所述第一级功放电路为所述第一供压电源通过所述第一电感与所述第一并联子电路连接所构成；

所述第一电流偏置器偏置于A类功放级别。

可选的，所述第二级功放电路包括第二串联谐振网络、第一级间匹配电路、第二电流偏置器、第二供压电源、第二电感和第二功放晶体管；

其中，所述第一级间匹配电路通过所述第二电流偏置器与所述第二功放晶体管串联构成第二串联子电路，所述第二串联子电路与所述第二串联谐振网络并联构成第二并联子电路，所述第二级功放电路为所述第二供压电源通过所述第二电感与所述第二并联子电路连接所构成；

所述第二电流偏置器偏置于浅AB类功放级别。

可选的，所述第三级功放电路包括第二级间匹配电路、第三电流偏置器、第三供压电源、第三电感、第一输出匹配电路和第三功放晶体管；

其中，所述第二级间匹配电路通过所述第三电流偏置器与所述第三功放晶体管的第一端连接，所述第三供压电源通过所述第三电感与所述第三功放晶体管的第二端连接，所述第三电感与所述第三功放晶体管之间接有所述第一输出匹配电路；

所述第三电流偏置器偏置于深AB类功放级别。

可选的，所述第一一级差分电路包括第三串联谐振网络、第二输入匹配电路、第四电流偏置器、第四供压电源、第四电感和第四功放晶体管；

其中，所述第二输入匹配电路通过所述第四电流偏置器与所述第四功放晶体管串联构成第三串联子电路，所述第三串联子电路与所述第三串联谐振网络并联构成第三并联子电路，所述第一一级差分电路为所述第四供压电源通过所述第四电感与所述第三并联子电路连接所构成；

所述第四电流偏置器偏置于AB类功放级别。

可选的，所述第一二级差分电路包括第三级间匹配电路、第五电流偏置器、第五供压电源、第五电感、第二输出匹配电路和第五功放晶体管；

其中，所述第三级间匹配电路通过所述第五电流偏置器与所述第五功放晶体管的第一端连接，所述第五供压电源通过所述第五电感与所述第五功放晶体管的第二端连接，所述第五电感与所述第五功放晶体管之间接有所述第二输出匹配电路；

所述第五电流偏置器偏置于深AB类功放级别。

可选的，所述第二一级差分电路包括第四串联谐振网络、第三输入匹配电路、第六电流偏置器、所述第四供压电源、第六电感和第六功放晶体管；

其中，所述第三输入匹配电路通过所述第六电流偏置器与所述第六功放晶体管串联构成第四串联子电路，所述第四串联子电路与所述第四串联谐振网络并联构成第四并联子电路，所述第二一级差分电路为所述第四供压电源通过所述第六电感与所述第四并联子电路连接所构成；

所述第六电流偏置器偏置于AB类功放级别。

可选的，所述第二二级差分电路包括第四级间匹配电路、第七电流偏置器、所述第五供压电源、第七电感、第三输出匹配电路和第七功放晶体管；

其中，所述第四级间匹配电路通过所述第七电流偏置器与所述第七功放晶体管的第一端连接，所述第五供压电源通过所述第七电感与所述第七功放晶体管的第二端连接，所述第七电感与所述第七功放晶体管之间接有所述第三输出匹配电路；

所述第七电流偏置器偏置于深AB类功放级别。

可选的，该双模功率放大器还包括阻抗隔离网络，所述增益模式电路通过所述阻抗隔离网络与所述双模功率放大器的输出端连接。

一种功率放大方法，应用于包含有如上所述的双模功率放大器的终端，该方法包括：

获取射频输入信号；

当所述第二开关和所述第三开关均关闭，且所述第一开关打开时，通过所述增益模式电路对所述射频输入信号放大，得到增益信号，并输出所述增益信号；

当所述第二开关和所述第三开关均打开，且所述第一开关关闭时，通过所述差分模式电路对所述射频输入信号差分功放，得到差分功放输出信号，并输出所述差分功放输出信号。

一种功率放大装置，应用于包含有如上所述的双模功率放大器的终端，该装置包括：

输入信号获取单元，用于获取射频输入信号；

增益信号输出单元，用于当所述第二开关和所述第三开关均关闭，且所述第一开关打开时，通过所述增益模式电路对所述射频输入信号放大，得到增益信号；

差分功放信号输出单元，用于当所述第二开关和所述第三开关均打开，且所述第一开关关闭时，通过所述差分模式电路对所述射频输入信号差分功放，得到差分功放输出信号。

一种功率放大设备，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，实现如上所述的功率放大方法的各个步骤。

一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的功率放大方法的各个步骤。

借由上述技术方案，本申请的双模功率放大器包括第一开关、第二开关、第三开关、增益模式电路和差分模式电路，所述增益模式电路与所述差分模式电路互为并联关系，且均工作于所述双模功率放大器的输入端与所述双模功率放大器的输出端之间，所述第一开关与所述增益模式电路相连，以控制所述增益模式电路的通断，所述第二开关与所述第三开关之间接有所述差分模式电路，以控制所述差分模式电路的通断，所述增益模式电路包括第一级功放电路、第二级功放电路和第三级功放电路，并由所述第一级功放电路通过所述第二级功放电路与所述第三级功放电路串联所构成，所述差分模式电路包括第一变压电路、第一一级差分电路、第二一级差分电路、第一二级差分电路、第二二级差分电路和第二变压电路，所述第一一级差分电路与所述第一二级差分电路串联构成第一差分串联电路，所述第二一级差分电路与所述第二二级差分电路串联构成第二差分串联电路，所述第一差分串联电路与所述第二差分串联电路并联构成差分并联电路，所述差分模式电路为所述第一变压电路通过所述差分并联电路与所述第二变压电路串联所构成。由此可见，双模功率放大器包含有增益模式电路和差分模式电路，差分模式电路中采用了多级差分电路结构，实现了功率放大器的高宽带性和高线性，当存在提高增益的需求时可切换至增益模式，当存在高线性、宽带需求时，可切换为差分模式，突破了传统的双模功率放大器仅在功放效率上应用的局限性，拓宽了功率放大器的应用模式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种传统双模功率放大器的电路示意图；

图2为本申请实施例提供的一种双模功率放大器的电路示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种双模功率放大器的电路示意图；

图4为本申请实施例提供的实现功率放大的流程示意图；

图5（a）为本申请实施例提供的增益模式下的小信号增益仿真曲线对比图；

图5（b）为本申请实施例提供的增益模式下的大信号增益仿真曲线对比图；

图6为本申请实施例提供的差分模式小信号增益仿真曲线对比图；

图7为本申请实施例提供的双模功率放大器在差分模式下的AM-AM曲线对比图；

图8为本申请实施例提供的双模功率放大器在增益模式及差分模式下的AM-PM曲线对比图；

图9为本申请实施例提供的双模功率放大器在双模式下的饱和输出功率的仿真曲线图；

图10为本申请实施例提供的一种实现功率放大的装置结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种实现功率放大的设备的结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

图2为本申请实施例提供的一种双模功率放大器的电路示意图，如图2所示，该双模功率放大器可以包括：

第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、增益模式电路和差分模式电路。

其中，如图2所示，增益模式电路与差分模式电路互为并联关系，且均工作于双模功率放大器的输入端RF_in与双模功率放大器的输出端RF_out之间。

具体的，增益模式电路可以满足提高功率增益的需求，差分模式电路可以采用差分电路结构，满足高宽带性和高线性功率放大的需求。

SW1可以与增益模式电路通过串联的方式相连接，从而实现控制增益模式电路的通断状态。

SW2和SW3之间可以接有差分模式电路，两开关可以共同控制差分模式电路的通断状态。

增益模式电路可以包括第一级功放电路、第二级功放电路和第三级功放电路，增益模式电路可以由第一级功放电路通过第二级功放电路与第三级功放电路串联所构成。

差分模式电路可以包括第一变压电路、第一一级差分电路、第二一级差分电路、第一二级差分电路、第二二级差分电路和第二变压电路。

其中，第一一级差分电路可以与第一二级差分电路串联构成第一差分串联电路，第二一级差分电路可以与第二二级差分电路串联构成第二差分串联电路，第一差分串联电路可以与第二差分串联电路并联构成差分并联电路。基于此，可以理解的是，差分模式电路可以为第一变压电路通过差分并联电路与第二变压电路串联所构成。

借由上述技术方案，本申请的双模功率放大器包括第一开关、第二开关、第三开关、增益模式电路和差分模式电路，所述增益模式电路与所述差分模式电路互为并联关系，且均工作于所述双模功率放大器的输入端与所述双模功率放大器的输出端之间，所述第一开关与所述增益模式电路相连，以控制所述增益模式电路的通断，所述第二开关与所述第三开关之间接有所述差分模式电路，以控制所述差分模式电路的通断，所述增益模式电路包括第一级功放电路、第二级功放电路和第三级功放电路，并由所述第一级功放电路通过所述第二级功放电路与所述第三级功放电路串联所构成，所述差分模式电路包括第一变压电路、第一一级差分电路、第二一级差分电路、第一二级差分电路、第二二级差分电路和第二变压电路，所述第一一级差分电路与所述第一二级差分电路串联构成第一差分串联电路，所述第二一级差分电路与所述第二二级差分电路串联构成第二差分串联电路，所述第一差分串联电路与所述第二差分串联电路并联构成差分并联电路，所述差分模式电路为所述第一变压电路通过所述差分并联电路与所述第二变压电路串联所构成。由此可见，双模功率放大器包含有增益模式电路和差分模式电路，差分模式电路中采用了多级差分电路结构，实现了功率放大器的高宽带性和高线性，当存在提高增益的需求时可切换至增益模式，当存在高线性、宽带需求时，可切换为差分模式，突破了传统双模功率放大器仅在功放效率上应用的局限性，拓宽了功率放大器的应用模式。

本申请的一些实施例中，对上述实施例所提到的第一级功放电路进行介绍，结合图2，该第一级功放电路可以包括：

第一串联谐振网络、第一输入匹配电路IMN1、第一电流偏置器Bias1、第一供压电源VCC1、第一电感L1和第一功放晶体管M1。

具体的，第一串联谐振网络可以由第一电阻R1和第一电容C1串联构成。第一串联谐振网络可以在第一级功放电路中起负反馈作用，作为第一级功放电路的负反馈网络，该负反馈网络可以提高功率放大的增益平坦度，降低功放管的非线性影响。

其中，第一输入匹配电路IMN1通过第一电流偏置器Bias1与第一功放晶体管M1串联构成第一串联子电路，第一串联子电路与第一串联谐振网络并联构成第一并联子电路，因此，第一级功放电路可以为第一供压电源VCC1通过第一电感L1与第一并联子电路连接所构成。

可以理解的是，第一级功放电路作为增益模式电路的第一级，需要为后级提供足够的驱动，因此Bias1可以偏置于A类功放级别，以提高整个功率放大的线性度和提供高增益，IMN1可以与输入阻抗进行共轭匹配，使输入信号的损耗最小化、输入功率最大化。

本申请的一些实施例中，对上述实施例所提到的第二级功放电路进行介绍，结合图2，该第二级功放电路可以包括：

第二串联谐振网络、第一级间匹配电路ISMN1、第二电流偏置器Bias2、第二供压电源VCC2、第二电感L2和第二功放晶体管M2。

具体的，第二串联谐振网络可以由第二电阻R2和第二电容C2串联构成。第二串联谐振网络可以在第二级功放电路中起负反馈作用，作为第二级功放电路的负反馈网络，该负反馈网络可以增加功率放大的增益平坦度，降低功放管的非线性影响。

其中，第一级间匹配电路ISMN1通过第二电流偏置器Bias2与第二功放晶体管M2串联构成第二串联子电路，第二串联子电路与第二串联谐振网络并联构成第二并联子电路，因此，第二级功放电路可以为第二供压电源VCC2通过第二电感L2与第二并联子电路连接所构成；

可以理解的是，第二级功放电路作为增益模式电路的第二级，需要实现功率放大增益，使输出级能够获得足够的功率输入，因此Bias2可以偏置于浅AB类功放级别，ISMN1可以用于在功率放大的效率、线性度及增益之间进行折中阻抗匹配，以使在保证功率放大增益的前提下，优化功率放大效率和功率放大线性度。

本申请的一些实施例中，对上述实施例所提到的第三级功放电路进行介绍，结合图2，该第三级功放电路可以包括：

第二级间匹配电路ISMN2、第三电流偏置器Bias3、第三供压电源VCC3、第三电感L3、第一输出匹配电路OMN1和第三功放晶体管M3。

其中，第二级间匹配电路ISMN2通过第三电流偏置器Bias3与第三功放晶体管M3的第一端连接，第三供压电源VCC3通过第三电感L3与所述第三功放晶体管M3的第二端连接，第三电感L3与第三功放晶体管M3之间可以接有第一输出匹配电路OMN1。

可以理解的是，第三级功放电路作为增益模式电路的最后一级，需要对功率进行放大输出，因此Bias3可以偏置于深AB类功放级别。ISMN2采用两级LC的宽带高效匹配结构，可以用于在功率放大的效率、线性度及增益之间进行折中阻抗匹配。在第三级功放电路的末端设计了输出匹配电路OMN1，实现了阻抗匹配，以达到最大功率输出。

本申请的一些实施例中，对上述实施例所提到的第一一级差分电路进行介绍，结合图2，该第一一级差分电路可以包括：

第三串联谐振网络、第二输入匹配电路IMN2、第四电流偏置器Bias4、第四供压电源VCC4、第四电感L4和第四功放晶体管M4。

具体的，第三串联谐振网络可以由第三电阻R3和第三电容C3串联构成。第三串联谐振网络可以在第一一级差分电路中起负反馈作用，作为第一一级差分电路的负反馈网络，该负反馈网络可以提高功率放大的增益平坦度，降低功放管的非线性影响。

其中，第二输入匹配电路IMN2通过第四电流偏置器Bias4与第四功放晶体管M4串联构成第三串联子电路，第三串联子电路与第三串联谐振网络并联构成第三并联子电路，因此，第一一级差分电路可以为第四供压电源VCC4通过第四电感L4与第三并联子电路连接所构成。

可以理解的是，第一一级差分电路作为第一差分串联电路的第一级，需要为后级提供足够的驱动，因此Bias4可以偏置于AB类功放级别，以提高整个功率放大的线性度和提供高增益，IMN2可以与输入阻抗进行共轭匹配，使输入信号的损耗最小化、输入功率最大化。

本申请的一些实施例中，对上述实施例所提到的第一二级差分电路进行介绍，结合图2，该第一二级差分电路可以包括：

第三级间匹配电路ISMN3、第五电流偏置器Bias5、第五供压电源VCC5、第五电感L5、第二输出匹配电路OMN2和第五功放晶体管M5。

其中，第三级间匹配电路ISMN3通过第五电流偏置器Bias5与第五功放晶体管M5的第一端连接，第五供压电源VCC5通过第五电感L5与第五功放晶体管M5的第二端连接，第五电感L5与第五功放晶体管M5之间接有第二输出匹配电路OMN2。

可以理解的是，第一二级差分电路作为第一差分串联电路的第二级，需要实现功率放大，因此Bias5可以偏置于深AB类功放级别，ISMN3可以用于在功率放大的效率、线性度及增益之间进行折中阻抗匹配，以使在保证功率放大增益的前提下，优化功率放大效率和功率放大线性度。由于第一二级差分电路为第一差分串联电路的最后一级，因此第二输出匹配电路OMN2可以对所获取到的信号进行阻抗匹配，以达到最大功率输出。

本申请的一些实施例中，对上述实施例所提到的第二一级差分电路进行介绍，结合图2，该第二一级差分电路可以包括：

第四串联谐振网络、第三输入匹配电路IMN3、第六电流偏置器Bias6、第四供压电源VCC4、第六电感L6和第六功放晶体管M6。

具体的，第四串联谐振网络可以由第四电阻R4和第四电容C4串联构成。第四串联谐振网络可以在第二一级差分电路中起负反馈作用，作为第二一级差分电路的负反馈网络，该负反馈网络可以提高功率放大的增益平坦度，降低功放管的非线性影响。

其中，第三输入匹配电路通过第六电流偏置器与第六功放晶体管串联构成第四串联子电路，第四串联子电路与第四串联谐振网络并联构成第四并联子电路，因此，第二一级差分电路可以为第四供压电源通过第六电感与第四并联子电路连接所构成。

可以理解的是，第二一级差分电路作为第二差分串联电路的第一级，需要为后级提供足够的驱动功率，因此Bias6可以偏置于AB类功放级别，以提高整个功率放大的线性度和提供高增益，IMN3可以与输入阻抗进行共轭匹配，使输入信号的损耗最小化、输入功率最大化。

本申请的一些实施例中，对上述实施例所提到的第二二级差分电路进行介绍，结合图2，该第二二级差分电路可以包括：

第四级间匹配电路ISMN4、第七电流偏置器Bias7、第五供压电源VCC5、第七电感L7、第三输出匹配电路OMN3和第七功放晶体管M7。

其中，第四级间匹配电路ISMN4通过第七电流偏置器Bias7与第七功放晶体管M7的第一端连接，第五供压电源VCC5通过第七电感L7与第七功放晶体管M7的第二端连接，第七电感L7与第七功放晶体管M7之间接有第三输出匹配电路OMN3。

可以理解的是，第二二级差分电路作为第二差分串联电路的第二级，需要实现功率放大，因此Bias7可以偏置于深AB类功放级别，ISMN4可以用于在功率放大的效率、线性度及增益之间进行折中阻抗匹配，以使在保证功率放大增益的前提下，优化功率放大效率和功率放大线性度。由于第二二级差分电路为第二差分串联电路的最后一级，因此第三输出匹配电路OMN3可以对所获取到的信号进行阻抗匹配，以达到最大功率输出。

本申请的一些实施例中，对上述实施例所提到的第一变压电路和第二变压电路进行介绍，结合图2，该第一变压电路可以包括第一变压器K1和第五电阻R5，该第二变压电路可以包括第二变压器K2和第六电阻R6。

其中，第五电阻R5和第六电阻R6均接地。

具体的，第一变压电路可以将单端信号转换为差分信号，然后输入到差分放大器的差分输入端。当射频信号输入到第一变压电路中变压器的一个端点，而另一个端点接地，那么可以通过变压器的耦合线圈实现信号的相互耦合。

第二变压电路可以将差分信号重新合成为单端信号，具体的，第二变压电路可以将差分输出信号分别输入到第二变压电路中变压器的两个端点，然后从另外两个端点获取单端输出信号。

本申请的一些实施例中，考虑到输出信号中需要进行阻抗隔离处理，基于此，如图3所示，本申请所提供的双模功率放大器还可以包括阻抗隔离网络NI，以对输出信号进行阻抗隔离。

具体的，增益模式电路可以通过阻抗隔离网络NI与双模功率放大器的输出端连接。

基于图2所示的系统架构，图4示出了本申请实施例提供的实现功率放大方法的流程示意图，参照图4，该流程可以包括：

步骤S110、获取射频输入信号。

步骤S120、当第二开关SW2和第三开关SW3均关闭，且第一开关SW1打开时，通过增益模式电路对射频输入信号放大，得到增益信号，并输出增益信号。

可以理解的是，增益模式电路在双模功率放大器中起到主要的增益放大作用，因此，相对于差分模式电路所输出的信号，增益模式电路所输出的增益信号具有更高的增益效果。

步骤S130、当第二开关SW2和第三开关SW3均打开，且第一开关SW1关闭时，通过差分模式电路对射频输入信号差分功放，得到差分功放输出信号，并输出差分功放输出信号。

在信号频带为2.1GHz~2.8GHz之内，当需要进行高增益功放时，本申请的改进型的双模功率放大器与传统的双模功率放大器的仿真效果如图5（a）和图5（b）所示，改进型的双模功率放大器在小信号增益（S2,1）和大信号增益（AM-AM）上均有提升。

当需要提升带宽性能或存在高宽带的应用时，改进型的双模功率放大器与传统的双模功率放大器的仿真效果如图6所示，改进型的双模功率放大器从传统双模功放的2.3GHz~2.69GHz带宽拓展到1.9GHz~3.7GHz。在2.0GHz~3.5GHz频带内，小信号增益在28.5dB-29.2dB范围内波动，增益平坦性较好。

当需要提升线性度的性能时，改进型的双模功率放大器的差分模式的线性度仿真曲线与传统的双模功率放大器的AM-AM曲线的对比，如图7所示，改进型的双模功率放大器所引入的差分模式ΔGain比传统模式更小，线性度效果好。其中，ΔGain为输出功率在达到饱和时与线性放大输出的大信号增益差值。

当需要提升线性度的性能时，改进型的双模功率放大器的增益模式及差分模式的线性度仿真曲线的AM-PM曲线的对比，如图8所示，AM-PM曲线描述的是输出信号相位随输入功率变化的关系，改进型的双模功率放大器在不同功率输入下，差分模式比增益模式的输出相位变化波动更小，差分模式波动在±2°之间，差分模式比增益模式的线性度更加优异。

可以理解的是，传统的双模功率放大器的饱和输出功率在30dBm。对改进型的双模功率放大器在增益模式和差分模式下的饱和输出功率进行仿真验证，如图9所示，该饱和输出功率均能达到36dBm，比传统的双模功率放大器具有更高的饱和输出功率。

下面对本申请实施例提供的实现功率放大的装置进行描述，下文描述的实现功率放大的装置与上文描述的实现功率放大的方法可相互对应参照。

参见图10，图10为本申请实施例公开的一种实现功率放大的装置结构示意图。

如图10所示，该装置可以包括：

输入信号获取单元11，用于获取射频输入信号；

增益信号输出单元12，用于当所述第二开关和所述第三开关均关闭，且所述第一开关打开时，通过所述增益模式电路对所述射频输入信号放大，得到增益信号；

差分功放信号输出单元13，用于当所述第二开关和所述第三开关均打开，且所述第一开关关闭时，通过所述差分模式电路对所述射频输入信号差分功放，得到差分功放输出信号。

本申请实施例提供的功率放大的装置可应用于功率放大设备，如终端：手机、电脑等。可选的，图11示出了功率放大设备的硬件结构框图，参照图11，功率放大设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4；

在本申请实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；

处理器1可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；

存储器3可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatilememory）等，例如至少一个磁盘存储器；

其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：

获取射频输入信号；

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：

获取射频输入信号；

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种双模功率放大器，其特征在于，包括第一开关、第二开关、第三开关、增益模式电路和差分模式电路；

2.根据权利要求1所述的双模功率放大器，其特征在于，所述第一级功放电路包括第一串联谐振网络、第一输入匹配电路、第一电流偏置器、第一供压电源、第一电感和第一功放晶体管；

所述第一电流偏置器偏置于A类功放级别。

3.根据权利要求1所述的双模功率放大器，其特征在于，所述第二级功放电路包括第二串联谐振网络、第一级间匹配电路、第二电流偏置器、第二供压电源、第二电感和第二功放晶体管；

所述第二电流偏置器偏置于浅AB类功放级别。

4.根据权利要求1所述的双模功率放大器，其特征在于，所述第三级功放电路包括第二级间匹配电路、第三电流偏置器、第三供压电源、第三电感、第一输出匹配电路和第三功放晶体管；

所述第三电流偏置器偏置于深AB类功放级别。

5.根据权利要求1所述的双模功率放大器，其特征在于，所述第一一级差分电路包括第三串联谐振网络、第二输入匹配电路、第四电流偏置器、第四供压电源、第四电感和第四功放晶体管；

所述第四电流偏置器偏置于AB类功放级别。

6.根据权利要求1所述的双模功率放大器，其特征在于，所述第一二级差分电路包括第三级间匹配电路、第五电流偏置器、第五供压电源、第五电感、第二输出匹配电路和第五功放晶体管；

所述第五电流偏置器偏置于深AB类功放级别。

7.根据权利要求5所述的双模功率放大器，其特征在于，所述第二一级差分电路包括第四串联谐振网络、第三输入匹配电路、第六电流偏置器、所述第四供压电源、第六电感和第六功放晶体管；

所述第六电流偏置器偏置于AB类功放级别。

8.根据权利要求6所述的双模功率放大器，其特征在于，所述第二二级差分电路包括第四级间匹配电路、第七电流偏置器、所述第五供压电源、第七电感、第三输出匹配电路和第七功放晶体管；

所述第七电流偏置器偏置于深AB类功放级别。

9.根据权利要求1-8任一项所述的双模功率放大器，其特征在于，还包括阻抗隔离网络，所述增益模式电路通过所述阻抗隔离网络与所述双模功率放大器的输出端连接。

10.一种功率放大方法，其特征在于，应用于包含有如权利要求1所述的双模功率放大器的终端，该方法包括：

获取射频输入信号；

11.一种功率放大装置，其特征在于，应用于包含有如权利要求1所述的双模功率放大器的终端，该装置包括：

输入信号获取单元，用于获取射频输入信号；

12.一种功率放大设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，实现如权利要求10的功率放大方法的各个步骤。

13.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求10的功率放大方法的各个步骤。