CN207652399U - 一种新型增益控制电路、射频电路及移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型增益控制电路、射频电路及移动终端，该新型增益控制电路包括：设置在主通路的输入端与输出端之间，用于对输入信号进行放大处理以输出射频信号的放大电路；与放大电路连接，对放大电路输出的射频信号进行反馈，并输出反馈信号至主通路的输入端以调节输入信号的反馈通路；主控电路，用于输出主控电压，通过主控电压控制调节反馈信号；分别与反馈通路和主控电路连接，根据主控电压调节反馈通路的阻抗特性，进而改变反馈信号幅度的偏置电路。采用该增益控制电路可解决器件离散性导致的终端增益校准失效的问题，提高直通率和可靠性；也适用于接收电路，提高终端抗大信号干扰能力，还可替代数控衰减器，有利于降低整机成本。

Description

一种新型增益控制电路、射频电路及移动终端

技术领域

本实用新型涉及通信领域，更具体地说，涉及一种新型增益控制电路、射频电路及移动终端。

背景技术

增益控制是射频系统电路中广泛使用的一种控制电路，它用来使射频信号幅度处于合理值。

目前而言，增益控制在无线收发系统中具有重要的作用，其目的是使射频链路中的信号幅度处于一个合理的范围，防止信号幅度过大而出现压缩失真或者信号幅度过小给后面的处理带来困难。

具体地，如图1中采用笛卡尔环功放线性化技术的集群无线(Tetra)终端，调制信号经增益模块(Gain Block)，驱动(Driver)和末级功放(Final PA)三级放大后，主要能量经耦合器(Coupler)输出到天线口，耦合端输出的能量经低通滤波器(LPF，Low PassFilter)后送回主芯片，与本振信号(LO)下变频后再与IQ信号进行运算修正放大电路的失真。

该方案中，射频放大电路由Gain Block，Driver和PA构成。级联增益需要在合理范围才能使整机发射指标符合协议要求。增益偏大会使宽器噪性能超标，而增益偏小则闭环失败会导致调制临道功率比性能超标，故通常会调整偏置电压Bias1和Bias2使级联增益处于合理值。

改变栅压来调整放大管的静态工作点是调整放大电路增益的一种最普遍方式，但在级联放大电路中，单纯地调整放大管静态工作点的方式会存在一定局限性。如量产时，由于器件的离散性会导致其中的某一级放大管静态工作点不合理。

如图2所示，为解决该问题，通常是在放大电路的前面放置一级受控衰减器(Attenuator)。衰减器的形式可以为数控衰减器，也可以为PIN受控衰减器形式。系统工作时，先调整偏置电压Bias1和Bias2使其工作在某一确定工作点，然后调整受控衰减器Attenuator的衰减度，使得级联电路获得合理的增益值。

但是，这种控制方式存在一定的缺陷，如会引入一定大小的固有插损，影响增益余量，且采用集成数控衰减器成本高，功率容量有限，温度特性差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种新型增益控制电路、射频电路及移动终端。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种新型增益控制电路，包括：

设置在主通路的输入端与输出端之间，用于对输入信号进行放大处理以输出射频信号的放大电路；

与所述放大电路连接，对所述放大电路输出的射频信号进行反馈，并输出反馈信号至所述主通路的输入端以调节所述输入信号的反馈通路；

主控电路，用于输出主控电压，通过所述主控电压控制调节所述反馈信号；

分别与所述反馈通路和所述主控电路连接，根据所述主控电压调节所述反馈通路的阻抗特性，进而改变所述反馈信号幅度的偏置电路。

优选地，还包括去耦电容C5，所述去耦电容C5一端与所述偏置电路连接，另一端接地。

优选地，所述放大电路包括放大器A1、第一隔直电容C1和第二隔直电容C2；

所述第一隔直电容C1的第一端与所述主通路的输入端连接，所述第一隔直电容C1的第二端与所述放大器A1的输入端连接，所述放大器A1的输出端通过所述第二隔直电容C2连接至所述主通路的输出端。

优选地，所述反馈通路包括第三耦合电容C3、第四耦合电容C4和第一二极管D1；

所述第三耦合电容C3的第一端连接在所述第一隔直电容C1与所述放大器A1的输入端之间，所述第三耦合电容C3的第二端与所述第一二极管D1的阴极连接，所述第一二极管D1的阳极与所述第四耦合电容C4的第二端连接，所述第四耦合电容C4的第一端连接在所述放大器A1的输出端与所述第二隔直电容C2之间。

优选地，所述偏置电路包括第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2；

所述第一偏置电阻R1的第一端与所述第一二极管D1的阴极连接，所述第一偏置电阻R1的第二端接地；所述第二偏置电阻R2的第一端与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第二偏置电阻R2的第二端与所述主控电路连接。

优选地，还包括阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路连接在所述放大电路与地之间。

优选地，所述阻抗匹配电路包括第六阻抗匹配电容C6和第七阻抗匹配电容C7；

所述第六阻抗匹配电容C6的第一端与所述放大器A1的输入端连接，所述第六阻抗匹配电容C6的第二端接地；所述第七阻抗匹配电容C7的第一端与所述放大器A1的输出端连接，所述第七阻抗匹配电容C7的第二端接地。

本实用新型还提供一种射频电路，包括驱动电路、末级功率放大器和耦合器，还包括如上述的新型增益控制电路；

所述新型增益控制电路连接在射频电路的输入端与所述驱动电路的输入端之间，所述驱动电路的输出端与所述末级功率放大器的输入端连接，所述末级功率放大器的输出端与所述耦合器的输入端连接，所述耦合器的输出端与射频电路的天线接口连接。

优选地，还包括低通滤波器和调制电路；

所述调制电路连接在所述射频电路的输入端与所述新型增益控制电路之间，所述低通滤波器一端与所述耦合器连接，所述低通滤波器的另一端与所述调制电路连接。

本实用新型还提供一种移动终端，包括上述的新型增益控制电路。

实施本实用新型的新型增益控制电路，具有以下有益效果：该新型增益控制电路包括：设置在主通路的输入端与输出端之间，用于对输入信号进行放大处理以输出射频信号的放大电路；与放大电路连接，对放大电路输出的射频信号进行反馈，并输出反馈信号至主通路的输入端以调节输入信号的反馈通路；主控电路，用于输出主控电压，通过主控电压控制调节反馈信号；分别与反馈通路和主控电路连接，根据主控电压调节反馈通路的阻抗特性，进而改变反馈信号幅度的偏置电路。

采用该增益控制电路可解决器件离散性导致的终端增益校准失效的问题，提高直通率和可靠性；也适用于接收电路，提高终端抗大信号干扰能力，还可替代数控衰减器，有利于降低整机成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有采用常规增益控制电路的笛卡尔环发射机的结构示意图；

图2是现有采用数控衰减器控制方案的笛卡尔环发射机的结构示意图；

图3是本实用新型提供的一种新型增益控制电路第一实施例的逻辑框图；

图4是本实用新型提供的一种新型增益控制电路第一实施例的电路原理图；

图5是本实用新型提供的一种新型增益控制电路第二实施例的逻辑框图；

图6是本实用新型提供的一种新型增益控制电路第二实施例的电路原理图；

图7是应用图6实施例的方案在不同主控电压下的增益频率曲线图；

图8是本实用新型提供的一种射频电路实施例一的逻辑框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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实用新型保护的范围。

为了解决现有增益控制电路所带来的成本高、功率容量有限、温度特性差且会影响增益余量的问题，本实用新型提供了一种新型的增益控制电路，该新型的增益控制电路主要是在放大模块的反馈通路建立一个受控通道，以实现增益的连续控制。该方案可有效解决集群无线(Tetra)终端发射的增益控制问题，对整机指标优化，提高可靠性具有重要的应用价值。

参阅图3，图3是本实用新型提供的一种新型增益控制电路第一实施例的逻辑框图。该实施例的新型增益控制电路可应用于Tetra终端，如图1所示，本实施例的新型增益控制电路包括放大电路101、反馈通路102、主控电路104以及偏置电路103。

具体地，放大电路101设置在主通路的输入端与输出端之间，用于对输入信号进行放大处理以输出射频信号。

反馈通路102与放大电路101连接，即反馈通路102连接在放大电路101的输入端与输出端之间，通过在放大电路101旁侧设置反馈通路102，可对放大电路101输出的射频信号进行采样，并对放大电路101输出的射频信号进行反馈，以输出相应的反馈信号至主通路的输入端，进而调节输入信号，即将反馈信号与输入信号进行合成，从而调节输入信号。

优选地，在本实施例中，反馈通路102可由导通器件实现，如可利用二极管的阻抗特性以调节射频信号。即当主控电压变化时，因二极管的导通电阻由主控电压控制进而影响反馈幅度，从而使整个电路的增益根据反馈幅度的变化而变化，换言之，整个电路的增益由主控电压控制，最终实现对增益控制电路的连续控制，避免了功率容量限制的问题，提高了电路的温度特性，且该实现方式不需要衰减器，成本低。

偏置电路103，分别与反馈通路102和主控电路104连接，主要是根据主控电路104输出的主控电压调节反馈通路102的阻抗特性，从而改变反馈信号的幅度，通过改变反馈信号的幅度以调节输入信号。优选地，在本实施例中，偏置电路103可由电阻构成。

在具体的控制原理中，当主控电路104改变输出的主控电压时，偏置电路103的偏置电流随主控电压的变化而变化，从而改变反馈通路102的阻抗特性，进而调节反馈通路102的反馈幅度。

例如，以反馈通路102采用二极管、偏置电路103采用偏置电阻为例进行相关说明：

当主控电路104输出的主控电压增大时，通过偏置电路103的作用，流经反馈通路102的偏置电流增加，此时，二极管的导通电阻减小，反馈幅度增加，因此，整个电路的增益下降。

当主控电路104输出的主控电压减小时，通过偏置电路103的作用，流经反馈通路102的偏置电流降低，此时，二极管的导通电阻增大，反馈幅度减小，因此，整个电路的增益增加。

进一步地，本实施例的新型增益控制电路还设有去耦电容，如图1所示，在偏置电路103与地之间设置有去耦电容C5。通过设置该去耦电容C5可以使主控电路104提供的主控电压更加稳定，也可降低元件耦合到主控电路104的噪声，间接地还可以减少其他元件受该去耦电容C5噪声的影响，从而进一步提高了对增益控制的稳定性和可靠性。

以下结合图4详细说明图3所示的新型增益控制电路的控制原理。

参阅图4，图4是本实用新型提供的一种新型增益控制电路第一实施例的电路原理图。如图4所示，本实施例的新型增益控制电路具体为：

放大电路101包括A1、第一隔直电容C1和第二隔直电容C2。其中，所述第一隔直电容C1的第一端与所述主通路的输入端连接，所述第一隔直电容C1的第二端与所述放大器A1的输入端连接，所述放大器A1的输出端通过所述第二隔直电容C2连接至所述主通路的输出端。

在此需要说明的是，第一隔直电容C1和第二隔直电容C2主要用于传输信号，通过在放大器A1的输入端和输出端之间分别设置第一隔直电容C1和第二隔直电容C2可以调节所传输信号的损耗，换言之，第一隔直电容C1和第二隔直电容C2的容值越大，所传输的信号损失越小，而且容量的大小对不同频段的信号的传输也有影响，例如，隔直电容的容量越大一般越有利于低频信号的传输。

反馈通路102包括第三耦合电容C3、第四耦合电容C4和第一二极管D1。其中，第三耦合电容C3的第一端连接在所述第一隔直电容C1与所述放大器A1的输入端之间，所述第三耦合电容C3的第二端与所述第一二极管D1的阴极连接，所述第一二极管D1的阳极与所述第四耦合电容C4的第二端连接，所述第四耦合电容C4的第一端连接在所述放大器A1的输出端与所述第二隔直电容C2之间。

在本实施例中，第三耦合电容C3和第四耦合电容C4的容值大小可根据实际的电路设计或增益控制进行选择确定，即根据工作频段的不同可以选用不同的电容值，通过在第一二极管D1的两端设置耦合电容可以使得流经第一二极管D1的电流更加稳定，进而使得反馈至主通路输入端的反馈信号更加稳定。

偏置电路103包括第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2。其中，所述第一偏置电阻R1的第一端与所述第一二极管D1的阴极连接，所述第一偏置电阻R1的第二端接地；所述第二偏置电阻R2的第一端与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第二偏置电阻R2的第二端与所述主控电路104连接。进一步地，第二偏置电阻R2的第二端还通过去耦电容C5接地，即去耦电容C5的第一端连接在主控电路104与第二偏置电阻R2的第二端之间，去耦电容C5的第二端接地。

可以理解地，第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2的大小取决于第一二极管D1的导通偏置电流和主控电路104提供的主控电压。

如图4所示，本实施例的新型增益控制电路的整体控制原理为：主通路的输入信号从输入端RFIN输入经过第一隔直电容C1后经放大器A1放大后输出的射频信号经过第二隔直电容C2从输出端RFOUT输出，经放大器A1放大后输出的射频信号还经由反馈通路102(即第三耦合电容C3、第四耦合电容C4以及第一二极管D1构成)反馈输出反馈信号至输入端，并与输入端的输入信号进行合成以调节输入信号。其中，第一二极管D1的导通电阻受第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2以及主控电路104输出的主控电压控制，而反馈信号的反馈幅度受第一二极管D1的导通电阻影响，亦即受主控电压(TV电压)控制，而整个电路的增益则受反馈信号的幅度影响，换言之，整个电路的增益受主控电压的控制。例如，当主控电压增大时，流过第一二极管D1的偏置电流增加，第一二极管D1的导通电阻减小，反馈信号的幅度增加，整个电路的增益下降。当主控电压减小时，流过第一二极管D1的偏置电流降低，第一二极管D1的导通电阻增大，反馈信号的幅度减小，整个电路的增益增加。

在本实施例，主控电压对偏置电路103的调节控制是连续，从而可使得主控电压对第一二极管D1的控制形成连接控制，进而达到了对整个电路增益的连续控制。

参阅图5，图5是本实用新型提供的一种新型增益控制电路第二实施例的逻辑框图。该实施例的新型增益控制电路与第一实施例的区别是还设置有阻抗匹配电路105。如图5所示，本实施例的新型增益控制电路还包括放大电路101、反馈通路102、偏置电路103、主控电路104以及阻抗匹配电路105。

具体地，放大电路101、反馈通路102、偏置电路103以及主控电路104如图3和图4所示，在此不再赘述。

如图6所示，阻抗匹配电路105连接在所述放大电路101与地之间。其中，本实施例的阻抗匹配电路105包括第六阻抗匹配电容C6和第七阻抗匹配电容C7。所述第六阻抗匹配电容C6的第一端与所述放大器A1的输入端连接，所述第六阻抗匹配电容C6的第二端接地；所述第七阻抗匹配电容C7的第一端与所述放大器A1的输出端连接，所述第七阻抗匹配电容C7的第二端接地。通过设置该阻抗匹配电路105可发送输入端和输出端的回波损耗。

以图6所示的具体电路原理图为例，本实施例的增益控制电路工作在350MHz～1.2GHz频段范围内，放大器A1可选择为一款内偏置宽带放大器，参考阻抗50欧姆，增益15dB。第一隔直电容C1和第二隔直电容C2是主通路隔直电容，第六阻抗匹配电容C6和第七阻抗匹配电容C7用于改善输入端和输出端的回波损耗。第三耦合电容C3和第四耦合电容C4为反馈通路102的耦合电容，第三耦合电容C3和第四耦合电容C4可根据工作频段的不同选用不同的值，在本实施例第三耦合电容C3和第四耦合电容C4选用1-10pf。第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2的大小取决于第一二极管D1的导通偏置电流和控制电压TV。

以主控电压(TV)从0V到2V对本实施例的增益控制电路进行验证，具体地，如图7所示，图7是应用图6实施例的方案在不同主控电压下的增益频率曲线图。从图7所示的频率曲线图可以看出，本实施例的增益可从15dB线性的降至10.3dB。

综上可知，本实用新型的新型增益控制电路通过利用主控电压对反馈通路102的连续性的控制调节，以改变反馈信号的幅度变化，从而连接地改变整个放大电路101的增益，有效地解决了现有方案的技术缺陷，且本实施新型的新型增益控制电路的电路结构简单，成本低，功率容量大，温度特性好，增益调节稳定可靠，应用于Tetra终端后，能完全解决器件离散性导致的终端增益校准失效的问题，提高了直通率和可靠性，且本实用新型同样适用于接收电路部分，可提高终端抗大信号干扰能力。另外，本实用新型可在很多场合替代数控衰减器，有利于降低整机成本。

参阅图8，图8是本实用新型提供的一种射频电路实施例一的逻辑框图。该实施例可应用于笛卡尔环发射链路，但不局限于该应用。如图8所示，该实施例的射频电路包括调制电路60、驱动电路20、末级功率放大器30、耦合器40、低通滤波器50以及上述的新型增益控制电路10。

具体地，图8所示的射频电路为多级级联电路，其中，驱动电路20(Driver)和末级功率放大器30(Final PA)形成后两级放大驱动电路20，均用于射频电路的静态电流，级联增益的调整通过增益模块(Gain Block)即对应于上述的放大器A1和反馈通路102实现。

其中，其具体的电路结构为新型增益控制电路10连接在射频电路的输入端与所述驱动电路20的输入端之间，所述驱动电路20的输出端与所述末级功率放大器30的输入端连接，所述末级功率放大器30的输出端与所述耦合器40的输入端连接，所述耦合器40的输出端与射频电路的天线接口连接；调制电路60连接在所述射频电路的输入端与所述新型增益控制电路10之间，所述低通滤波器50一端与所述耦合器40连接，所述低通滤波器50的另一端与所述调制电路60连接。

本实用新型还提供了一种移动终端，该移动终端可设置前述新型增益控制电路10，通过设置前述新型增益控制电路10可完全解决终端中的器件离散性导致的终端增益校准失效的问题，提高了终端的直通率和可靠性，且移动终端的增益不需增加数控衰减器，可大大降低整机的成本。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型增益控制电路，其特征在于，包括：

设置在主通路的输入端与输出端之间，用于对输入信号进行放大处理以输出射频信号的放大电路；

与所述放大电路连接，对所述放大电路输出的射频信号进行反馈，并输出反馈信号至所述主通路的输入端以调节所述输入信号的反馈通路；

主控电路，用于输出主控电压，通过所述主控电压控制调节所述反馈信号；

分别与所述反馈通路和所述主控电路连接，根据所述主控电压调节所述反馈通路的阻抗特性，进而改变所述反馈信号幅度的偏置电路。

2.根据权利要求1所述的新型增益控制电路，其特征在于，还包括去耦电容C5，所述去耦电容C5一端与所述偏置电路连接，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的新型增益控制电路，其特征在于，所述放大电路包括放大器A1、第一隔直电容C1和第二隔直电容C2；

所述第一隔直电容C1的第一端与所述主通路的输入端连接，所述第一隔直电容C1的第二端与所述放大器A1的输入端连接，所述放大器A1的输出端通过所述第二隔直电容C2连接至所述主通路的输出端。

4.根据权利要求3所述的新型增益控制电路，其特征在于，所述反馈通路包括第三耦合电容C3、第四耦合电容C4和第一二极管D1；

所述第三耦合电容C3的第一端连接在所述第一隔直电容C1与所述放大器A1的输入端之间，所述第三耦合电容C3的第二端与所述第一二极管D1的阴极连接，所述第一二极管D1的阳极与所述第四耦合电容C4的第二端连接，所述第四耦合电容C4的第一端连接在所述放大器A1的输出端与所述第二隔直电容C2之间。

5.根据权利要求4所述的新型增益控制电路，其特征在于，所述偏置电路包括第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2；

所述第一偏置电阻R1的第一端与所述第一二极管D1的阴极连接，所述第一偏置电阻R1的第二端接地；所述第二偏置电阻R2的第一端与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第二偏置电阻R2的第二端与所述主控电路连接。

6.根据权利要求3所述的新型增益控制电路，其特征在于，还包括阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路连接在所述放大电路与地之间。

7.根据权利要求6所述的新型增益控制电路，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括第六阻抗匹配电容C6和第七阻抗匹配电容C7；

所述第六阻抗匹配电容C6的第一端与所述放大器A1的输入端连接，所述第六阻抗匹配电容C6的第二端接地；所述第七阻抗匹配电容C7的第一端与所述放大器A1的输出端连接，所述第七阻抗匹配电容C7的第二端接地。

8.一种射频电路，包括驱动电路、末级功率放大器和耦合器，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的新型增益控制电路；

所述新型增益控制电路连接在射频电路的输入端与所述驱动电路的输入端之间，所述驱动电路的输出端与所述末级功率放大器的输入端连接，所述末级功率放大器的输出端与所述耦合器的输入端连接，所述耦合器的输出端与射频电路的天线接口连接。

9.根据权利要求8所述的射频电路，其特征在于，还包括低通滤波器和调制电路；

所述调制电路连接在所述射频电路的输入端与所述新型增益控制电路之间，所述低通滤波器一端与所述耦合器连接，所述低通滤波器的另一端与所述调制电路连接。

10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的新型增益控制电路。