CN1366733A - 用于功率放大器的一种精确的功率检测电路 - Google Patents

用于功率放大器的一种精确的功率检测电路 Download PDF

Info

Publication number
CN1366733A
CN1366733A CN01800912A CN01800912A CN1366733A CN 1366733 A CN1366733 A CN 1366733A CN 01800912 A CN01800912 A CN 01800912A CN 01800912 A CN01800912 A CN 01800912A CN 1366733 A CN1366733 A CN 1366733A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
power
transistor
signal
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN01800912A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1214520C (zh
Inventor
T·索拉蒂
S·罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NXP BV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN1366733A publication Critical patent/CN1366733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1214520C publication Critical patent/CN1214520C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
    • H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
    • H03F3/3432—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only with bipolar transistors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/10—Arrangements for measuring electric power or power factor by using square-law characteristics of circuit elements, e.g. diodes, to measure power absorbed by loads of known impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
    • H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
    • H03F3/3432—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only with bipolar transistors
    • H03F3/3435—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only with bipolar transistors using Darlington amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/456—A scaled replica of a transistor being present in an amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/465—Power sensing
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/75—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier stage being a common source configuration MOSFET

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

用于放大输入信号的一种功率放大器电路包括一个放大晶体管和一个功率检测电路。这个功率检测电路包括一个电路,用于产生一个信号,它正比于放大晶体管中的功率电平。这可以通过产生正比于放大晶体管中电流平方的一个电压,然后平均这个电压来做到。通过这种方式,能够更加精确地指示放大晶体管的功率电平。

Description

用于功率放大器的一种精 确的功率检测电路
发明背景
本发明涉及晶体管放大器电路，具体而言涉及用于这种功率放大器电路的功率放大器电路和功率检测电路。
这种类型的放大器常常用于高频放大器，比方说用于无线通信装置中的那些，以及用于音频放大器等等的那一些。在这种放大器中，特别是用于高频电路的时候，需要显示输出级的功率电平。
在现有技术中，实现这一功能通常不外乎两种技术。首先，可以在功率放大器的输出端安装一个定向耦合器或者分压器，用来检测提供给负载的信号的一部分，然后将这个样本信号用于显示负载功率。现有技术中使用的第二种技术是用一个较小的晶体管跟功率晶体管并联，产生功率放大器电流的一个样本。然后将样本电流传递到芯片外，在那里平均，提供负载中功率的一个近似显示。
但是，现有技术解决方案有各种缺点。例如，定向耦合器体积很大，损耗较高，电阻分压器性能较差，将电流样本作为输出功率的度量相对而言不太精确。
因此，需要一种功率检测电路，用于功率放大器，它体积小巧，非常有效，实现起来也很容易，比现有技术中的功率检测电路更加精确。
发明简述
因此本发明的一个目的是提供一种功率检测电路，用于功率放大器电路，它体积小巧，非常有效，实现起来比较容易，能够用于比现有技术中的电路更加精确的放大器功率显示。
按照本发明，这些目的是用一种新的功率检测电路来实现的，这种新的功率检测电路用于有一个放大晶体管的功率放大器电路，其中的功率检测电路有一个电路用来产生正比于放大晶体管中功率电平的信号。
在本发明的一个优选实施方案中，这是通过提供一个电路用来产生正比于放大晶体管中电流平方的一个电压，并且将这个电压进行平均，用于放大晶体管的这一功率电平显示来做到的。
在本发明另外一个优选实施方案中，拥有一个高频功率放大器电路的无线通信装置有一个功率检测电路用来产生正比于放大晶体管功率电平的一个信号。
在本发明的另外一个优选实施方案中，功率检测电路可以用一个简单的金属氧化物半导体晶体管结构来实现，或者用一个双极晶体管变换线性电路来实现，它比金属氧化物半导体电路更加复杂，但是它的精度更高。
本发明中的功率检测电路具有许多优点，它结构紧凑，更加精确，成本低廉，实现起来也很容易。
通过下面描述的实施方案就能够很清楚地看到本发明的这些方面和其它方面。
附图简述
通过参考以下描述和附图，能够更加全面地了解本发明，在这些附图中：
图1说明本发明中具有一个功率检测电路的一个功率放大器电路的简化原理框图；
图2是本发明第一个实施方案中功率检测电路的一个简化原理图；和
图3是本发明第二个实施方案中功率检测电路的一个原理图。
在这个图中，用相似的引用数字来表示相似的部件。
优选实施方案
在图1中用原理框图说明放大从输入端12输入的信号Vin的一个功率放大器电路10。这个放大器电路包括一个放大晶体管14，用于放大通过一个输入匹配网络16从输入端12输入给晶体管14基极的输入信号Vin。应当指出，功率放大器电路可以用于各种情形，比方说音频放大，或者是无线通信和因特网连接这样的高频放大，因此输入信号Vin可以是一个音频信号也可以是一个高频信号。通过一个偏置网络18从电源电压给功率放大晶体管14提供偏置。应当明白，输入匹配网络16和偏置网络18这样的电路部分可以用本领域中的普通技术人员都了解的各种电路结构来实现，因此这里不再详细介绍。
功率放大器10的输出电路包括一个集电极电阻20和一个输出匹配网络22，用于在输出端24提供一个输出电压Vout，给电阻26供电。
按照本发明，用一个较小的晶体管28来获得功率放大器晶体管14中的电流样本，这个小晶体管的基极发射极电路跟功率晶体管14的并联。但是，跟现有技术中采用晶体管28的输出直接获得功率度量的电路不同，本发明采用一种平方平均电路30，它的输入端跟晶体管28的输出端连接，以便产生正比于晶体管28电流平方的电压，然后对这个电压进行平均。电路30在端子32上而产生一个输出电压VDET，它正比于放大晶体管14的功率电平，用它来代表功率电平比现有技术更加精确，因为功率电平正比于放大晶体管中电流值的平方平均值。用这一电路来实现功率检测可以集成在功率放大器电路的同一块芯片上，它能够产生精确地代表放大晶体管功率电平的一个电压。
在图2中给出一种特别简单、特别紧凑的金属氧化物半导体平方平均电路30。在这个图中，检测晶体管28的基极跟晶体管14的基极连接(见图中的垂直虚线)，图1中有更详细的说明，它的集电极通过跟一个电阻30和一个连接了二极管的PMOS36跟电源Vcc连接。检测晶体管28的集电极还跟第二个PMOS晶体管38的栅极连接，晶体管36为晶体管38产生一个门限电压，电流通过电阻34产生一个电压施加在晶体管38的栅极上，产生晶体管38的一个平方电流。这个平方电流通过电阻40，在端子32上产生一个检测器输出电压VDET，它正比于放大晶体管的功率电平。为了在电路30中进行平均，用一个电容器42跟电阻器40连接，生成一个简单的RC平均电路，从而使检测器输出电压VDET是一个平均信号，精确地代表放大晶体管的功率电平。但是应当明白，也可以采用其它类型的已知平均电路。
功率检测电路的第二个实施方案在图3中给出，它采用一个双极变换线性电路。跟图2中的实施方案相比，这个电路不那么小巧，而且还要复杂一些，但是它的精度更高。
在这个实施方案中，检测晶体管28的基极跟图1和图2连接，它的集电极跟包括双极晶体管44和46的一个电流镜像相连，这两个晶体管跟一种普通的电流镜像结构相连。晶体管46的集电极跟二极管48和50串连，还跟晶体管52的基极连接。晶体管52的发射极跟晶体管54的基极和晶体管56的集电极连接，它们跟晶体管58和电流源60一起形成第二个电流镜像。在这里描述的电路中，二极管48和50以及晶体管52和54构成一个变换线性电路，其中两个二极管上的电压的和等于晶体管52和54基极发射极连接的电压的和，两个晶体管中电流的乘积等于两个二极管中电流的乘积。这样就使得晶体管54中的电流正比于检测晶体管28的电流的平方除以晶体管52的电流。由于晶体管52中的电流基本上等于电流源60提供的电流，因此电流输出更加精确，例如通过选择电流源60的电流来补偿电路的温度变化。
通过让晶体管54中的电流通过电阻62在端子32上产生功率检测电路输出电压VDET，一个电容器64跟电阻器62并联，形成一个简单的RC平均电路(虽然也可以采用其它类型的平均电路)，从而使输出电压VDET更加精确地代表放大晶体管中的功率电平。
通过这种方式，本发明提供一种功率检测电路，用于适合高频或者音频放大器的功率放大器电路，它产生一个输出，正比于放大晶体管中的功率电平。本发明中的电路紧凑、有效、制作起来很容易，能够比现有技术更加精确地表示放大晶体管中的功率电平。
虽然描述本发明的时候针对了几个优选实施方案，但是应当明白，可以对这些细节进行修改而不会偏离本发明的实质和范围。因此，只要合适，就可以采用不同类型的功率放大电路、检测电路、平方电路和平均电路。

Claims (8)

1.一种功率放大器电路(10)，用于放大输入信号(VIN)，包括一个放大晶体管(14)和一个功率检测电路(28，30)，这个功率检测电路包括一个电路(30)，用于产生一个信号(VDET)，它跟所述放大晶体管(14)的功率电平成正比。
2.权利要求1的放大器放大电路，其中用于产生信号的电路(30)包括一个电路，用于产生正比于所述放大晶体管(14)中电流平方的一个电压(VDET)。
3.权利要求2的功率放大器电路，其中产生信号的电路还包括一个电路(40，42)，用于平均正比于所述放大晶体管(14)的电流源的所述电压(VDET)。
4.权利要求2的功率放大器电路，其中用于产生信号的所述电路包括一个检测晶体管(28)，它有一个控制端跟所述放大晶体管(14)的输入端和输出端并联，还有一个金属氧化物半导体晶体管(38)，它的一个控制端跟所述检测晶体管(28)的输出端连接，还有一个输出端用于提供所述信号(VDET)，这个信号正比于所述放大晶体管(14)中的功率电平。
5.权利要求2的功率放大器电路，其中用于产生信号的电路(30)包括一个检测晶体管(28)，它有一个控制端跟所述放大晶体管(14)的输入端和一个输出端并联，还有一个变换线性电路(48，50，52，54)，它包括双极晶体管，还有一个输入端跟所述检测晶体管的输出端连接，还有一个输出端用于提供所述信号，这个信号正比于所述放大晶体管(14)中的功率电平。
6.有一个高频功率放大器电路(10)，用于放大输入信号的一种无线通信装置，它包括一个放大晶体管(14)和一个功率检测电路(28，30)，这个功率检测电路包括一个电路，用于产生一个信号(VDET)，这个信号正比于所述放大晶体管(14)中的功率电平。
7.一种功率检测电路(28，30)，用于在功率放大器电路(10)中放大输入信号，包括一个放大晶体管(14)，这个功率检测电路包括一个电路(30)，用于产生一个信号(VDET)，这个信号正比于放大晶体管(14)的功率电平。
8.权利要求7的功率检测电路，其中用于产生一个信号的电路(30)包括一个电路，用于产生一个信号，这个信号正比于所述放大晶体管(14)中的电流平方。
CNB018009123A 2000-04-13 2001-04-03 用于功率放大器的一种功率检测电路 Expired - Fee Related CN1214520C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/548,726 US6448855B1 (en) 2000-04-13 2000-04-13 Accurate power detection circuit for use in a power amplifier
US09/548,726 2000-04-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1366733A true CN1366733A (zh) 2002-08-28
CN1214520C CN1214520C (zh) 2005-08-10

Family

ID=24190146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB018009123A Expired - Fee Related CN1214520C (zh) 2000-04-13 2001-04-03 用于功率放大器的一种功率检测电路

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6448855B1 (zh)
EP (1) EP1277274B1 (zh)
JP (1) JP5134176B2 (zh)
KR (1) KR100805398B1 (zh)
CN (1) CN1214520C (zh)
AT (1) ATE363152T1 (zh)
DE (1) DE60128560T2 (zh)
WO (1) WO2001080421A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102955115A (zh) * 2011-08-25 2013-03-06 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 功率测试系统
CN105137169A (zh) * 2015-09-25 2015-12-09 华中科技大学 一种射频功率检测电路

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6710716B1 (en) * 2000-05-31 2004-03-23 Sony Corporation Power detecting circuit and demodulator comprising the same
US6657425B2 (en) * 2001-06-26 2003-12-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power measurement circuit including harmonic filter
CN100557947C (zh) * 2002-12-16 2009-11-04 Nxp股份有限公司 在线性功率放大器中用于使能对静态电流的动态控制的可自适应的偏置电路
JP2006527957A (ja) * 2003-06-18 2006-12-07 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 出力電力検出回路
EP1557680A1 (en) 2004-01-26 2005-07-27 STMicroelectronics S.r.l. Device for detecting the power of a radio frequency signal
JP2007288533A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Sharp Corp レベル検波回路、集積回路および通信機器
JP2010041233A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Panasonic Corp 検波回路及び無線通信システム
US8803546B2 (en) * 2011-11-27 2014-08-12 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Method for performing power detection, and associated apparatus
KR101548079B1 (ko) 2014-05-19 2015-09-04 홍익대학교 산학협력단 Rf 신호의 이득을 제어하는 전력 검출 장치 및 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3197626A (en) 1962-01-08 1965-07-27 Chrysler Corp Logarithmic multiplier-divider
JPS6022391B2 (ja) * 1975-11-17 1985-06-01 三菱電機株式会社 電流２乗回路
JPS57124909A (en) * 1981-01-27 1982-08-04 Toshiba Corp Output transistor protection circuit
CA2017904C (en) * 1989-05-31 1993-11-16 Shinichi Miyazaki High frequency amplifier circuit capable of optimizing a total power consumption
JP2976770B2 (ja) 1993-09-01 1999-11-10 ヤマハ株式会社 増幅回路
US5530922A (en) * 1993-11-09 1996-06-25 Motorola, Inc. Power detector with matching impedance for radio frequency signal amplifiers
US5410275A (en) * 1993-12-13 1995-04-25 Motorola Inc. Amplifier circuit suitable for use in a radiotelephone
DE69522454D1 (de) 1995-10-31 2001-10-04 St Microelectronics Srl Sofortleistungsverlustmesser in einem Leistungstransistor
US5724003A (en) * 1995-12-29 1998-03-03 Maxim Integrated Products, Inc. Methods and apparatus for signal amplitude control systems
FR2765750A1 (fr) * 1997-07-02 1999-01-08 Trt Lucent Technologies Dispositif de reception pour signaux hyperfrequence
JPH11102407A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Nec Corp 差動回路、ｏｔａおよび２乗回路
WO1999029037A1 (fr) * 1997-11-28 1999-06-10 Hitachi, Ltd. Circuit d'amplification de puissance haute frequence, et appareil de communication mobile utilisant ledit circuit
US5952882A (en) * 1998-01-22 1999-09-14 Maxim Integrated Products, Inc. Gain enhancement for operational amplifiers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102955115A (zh) * 2011-08-25 2013-03-06 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 功率测试系统
CN105137169A (zh) * 2015-09-25 2015-12-09 华中科技大学 一种射频功率检测电路
CN105137169B (zh) * 2015-09-25 2016-08-17 华中科技大学 一种射频功率检测电路

Also Published As

Publication number Publication date
DE60128560T2 (de) 2008-01-24
JP2003531547A (ja) 2003-10-21
KR20020022698A (ko) 2002-03-27
KR100805398B1 (ko) 2008-02-20
WO2001080421A2 (en) 2001-10-25
DE60128560D1 (de) 2007-07-05
CN1214520C (zh) 2005-08-10
ATE363152T1 (de) 2007-06-15
US6448855B1 (en) 2002-09-10
EP1277274B1 (en) 2007-05-23
EP1277274A2 (en) 2003-01-22
JP5134176B2 (ja) 2013-01-30
WO2001080421A3 (en) 2002-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5374857A (en) Circuit for providing drive current to a motor using a sensefet current sensing device and a fast amplifier
CN1214520C (zh) 用于功率放大器的一种功率检测电路
US6198351B1 (en) Power sensing apparatus for power amplifiers
JP2001358544A (ja) 増幅回路
US6894477B1 (en) Electrical current monitor
JP3203363B2 (ja) ピーク検出器
GB2413217A (en) Coupler detector
CN1193499C (zh) 用于高频晶体管工作点调整的电路布置和放大器电路
JP3404209B2 (ja) トランスインピーダンス増幅器回路
US6734720B2 (en) Operational amplifier in which the idle current of its output push-pull transistors is substantially zero
US5973564A (en) Operational amplifier push-pull output stage with low quiescent current
US6434243B1 (en) Power amplifier
US6949977B2 (en) Circuit arrangement having a transimpedance amplifier connected to a current limiter circuit
US7183846B2 (en) Device for detecting the power of a signal and integrated circuit with amplifier and related power detection device
US6339319B1 (en) Cascoded current mirror circuit
JP4839572B2 (ja) 入力回路
US6741134B2 (en) DC feedback control circuit
US6583670B2 (en) CMOS current amplifier
CN110545083B (zh) 跨阻放大器
US7279976B1 (en) Differential amplifier with controlled common mode output voltage
JP2000155139A (ja) 電流検出装置
KR100529410B1 (ko) 완전 차동형 바이폴라 전류-제어 전류 증폭기
KR830001979B1 (ko) 전력 증폭 회로
KR100301556B1 (ko) 전력증폭기의 고정밀도 전력검출 장치
JPH02295207A (ja) 増幅装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NXP CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: ROYAL PHILIPS ELECTRONICS CO., LTD.

Effective date: 20070831

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20070831

Address after: Holland Ian Deho Finn

Patentee after: Koninkl Philips Electronics NV

Address before: Holland Ian Deho Finn

Patentee before: Koninklike Philips Electronics N. V.

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: KALAI HANXILE CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: KONINKL PHILIPS ELECTRONICS NV

Effective date: 20120210

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120210

Address after: American Delaware

Patentee after: NXP BV

Address before: Holland Ian Deho Finn

Patentee before: Koninkl Philips Electronics NV

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050810

Termination date: 20200403

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee