CN210536595U - 功率放大电路和功率放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率放大电路和功率放大器。功率放大电路包括功放输入端、主级、至少一个峰级、第一相位延迟网络和功放输出端；功放输入端分别与主级的输入端以及至少一个峰级的输入端连接，功放输出端分别与主级的输出端以及至少一个峰级的输出端连接，存在一个峰级且该峰级的输出端与功放输出端之间设置有第一相位延迟网络；其中，第一相位延迟网络包括第一相位延迟单元、第二相位延迟单元和相移调节单元，第一相位延迟单元和第二相位延迟单元与对应的峰级相串联，相移调节单元包括并联的电感和电容，相移调节单元的第一端连接至第一相位延迟单元和第二相位延迟单元之间的连接线上。本实用新型实施例能够提高功率放大电路中相移的准确性。

Description

功率放大电路和功率放大器

技术领域

本实用新型实施例涉及功率放大技术，尤其涉及一种功率放大电路和功率放大器。

背景技术

随着功率放大技术的发展，功率放大技术，如Doherty架构的功率放大器在无线通信基站功放领域起到了重要的应用，且随着第五代移动通信的快速发展，更提高了对功率放大器的性能要求。

在现有的功率放大器中，存在相位延迟单元，以对信号进行相移，然而，现有的功率放大器的相位延迟单元相移准确度较差，使得功率放大器的性能较差。

实用新型内容

本实用新型提供一种功率放大电路和功率放大器，以提高功率放大电路中相位延迟单元相移的准确性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种功率放大电路，包括功放输入端、主级、至少一个峰级、第一相位延迟网络和功放输出端；所述功放输入端分别与所述主级的输入端以及所述至少一个峰级的输入端连接，所述功放输出端分别与所述主级的输出端以及所述至少一个峰级的输出端连接，存在一个所述峰级且该所述峰级的输出端与所述功放输出端之间设置有所述第一相位延迟网络；其中，所述第一相位延迟网络包括第一相位延迟单元、第二相位延迟单元和相移调节单元，所述第一相位延迟单元和所述第二相位延迟单元与对应的所述峰级相串联，所述相移调节单元包括并联的电感和电容，所述相移调节单元的第一端连接至所述第一相位延迟单元和所述第二相位延迟单元之间的连接线上。

可选的，所述至少一个峰级包括第一峰级和第二峰级，所述功率放大电路还包括第二相位延迟网络和第三相位延迟网络；所述第二相位延迟网络设置于所述第二峰级的输出端与所述功放输出端之间，所述第一相位延迟网络的第一端连接至所述第一峰级的输出端，所述第一相位延迟网络的第二端连接至所述第二峰级与所述第二相位延迟网络之间的连接线上，所述第三相位延迟网络设置于所述主级的输出端与所述功放输出端之间。

可选的，所述第一相位延迟网络、所述第二相位延迟网络和所述第三相位延迟网络的相位延迟大小均为90度的奇数倍。

可选的，所述至少一个峰级包括第三峰级，所述功率放大电路还包括第四相位延迟网络；所述第一相位延迟网络设置于所述第三峰级的输出端与所述功放输出端之间，所述第四相位延迟网络设置于所述主级的输出端与所述功放输出端之间；所述第一相位延迟网络的相位延迟大小为180度，所述第四相位延迟网络的相位延迟大小为90度。

可选的，所述至少一个峰级包括第四峰级，所述功率放大电路还包括第五相位延迟网络和第六相位延迟网络；所述第一相位延迟网络的第一端连接至所述第四峰级的输出端，所述第一相位延迟网络的第二端连接至所述第五相位延迟网络的第一端，所述第五相位延迟网络的第二端连接至所述功放输出端，所述第六相位延迟网络设置于所述主级的输出端与所述功放输出端之间；所述第一相位延迟网络、所述第五相位延迟网络和所述第六相位延迟网络的相位延迟大小均为90度。

可选的，所述电感为可调电感，和/或所述电容为可调电容。

可选的，所述相移调节单元的第二端连接至直流电源。

可选的，所述相移调节单元还包括电阻，所述电阻与所述电感串联。

可选的，所述第一相位延迟单元包括电感元件和/或微带线，和/或所述第二相位延迟单元包括电感元件和/或微带线。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种功率放大器，包括本实用新型实施例所述的功率放大电路。

本实施例的技术方案，采用的功率放大电路包括第一相位延迟网络，第一相位延迟网络包括并联的电感和电容，通过调节电感和电容中的至少一个，以使信号经过第一相位延迟网络之后的相移更为精确，同时，当第一相位延迟网络由于损坏而导致相移不准确时，可通过更换电感或者电容即可调整准确相移，从而提高功率放大电路的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种功率放大电路的电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种功率放大电路的电路结构示意图，参考图1，功率放大电路包括功放输入端IN、主级101、至少一个峰级、第一相位延迟网络104和功放输出端OUT；功放输出端OUT分别与主级101的输入端A1以及至少一个峰级的输入端连接，功放输出端OUT分别与主级101的输出端A2以及至少一个峰级的输出端连接，存在一个峰级且该峰级的输出端与功放输出端OUT之间设置有第一相位延迟网络104；其中，第一相位延迟网络104包括第一相位延迟单元1041、第二相位延迟单元1042和相移调节单元1043，第一相位延迟单元1041和第二相位延迟单元1042与对应的峰级相串联，相移调节单元1043包括并联的电感1044和电容1045，相移调节单元1043的第一端连接至第一相位延迟单元1041和第二相位延迟单元1042之间的连接线上。

具体的，当功放输入端IN输入的信号功率较低时，只有主级101处于工作状态，而峰级不工作；当功放输入端IN输入的信号功率达到峰级工作门限时，峰级开始工作，并与主级101一起向功放输出端OUT输出信号。电容1045能够为功率放大电路提供滞后的相位，电感1044能够为功率放大电路提供超前的相位，峰级输出端的信号经过第一相位延迟网络104之后的相移可为90度，通过调节电感1044和/或电容1045，如增大电感1044或者减小电容1045能够使得相移减小，而减小电感1044或者增大电容1045能过使相移增大，以使得峰级输出端的信号经过第一相位延迟网络104之后的相移精确地达到90度，从而保证功率放大电路高性能地工作，同时，当第一相位延迟网络由于工艺偏差等因素而导致相移不准确时，可通过更换电感或者电容即可调整准确相移。

本实施例的技术方案，采用的功率放大电路包括第一相位延迟网络，第一相位延迟网络包括并联的电感和电容，通过调节电感和电容中的至少一个，以使信号经过第一相位延迟网络之后的相移更为精确，同时，当第一相位延迟网络由于工艺偏差等因素而导致相移不准确时，可通过更换电感或者电容即可调整准确相移。

示例性的，如图1所示，至少一个峰级可包括第一峰级102和第二峰级103，功率放大电路还包括第二相位延迟网络105和第三相位延迟网络106；第二相位延迟网络105设置于第二峰级103的输出端与功放输出端OUT之间，第一相位延迟网络104的第一端连接至第一峰级102的输出端B2，第一相位延迟网络104的第二端连接至第二峰级103与第二相位延迟网络105之间的连接线上，第三相位延迟网络106设置于主级101的输出端与功放输出端OUT之间。

具体的，第一峰级102的输入端B1和第二峰级103的输入端C1均与功放输入端IN电连接，需要说明的是，在第一峰级102的输入端和/或第一峰级103的输入端IN与功放输入端IN之间还可包括微带线(未示出)，以使得功放输入端IN输入的信号经过一定相移后到达第一峰级102的输入端B1和/或第二峰级103的输入端。第二相位延迟网络105和第三相位延迟网络106均可包括微带线。图2为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图，参考图2，主级101可采用第一晶体管P1，第一晶体管P1的控制极作为主级101的输入端，第一极作为主级101的输出端，第二极接地；第一峰级102可采用第二晶体管P2，第二晶体管P2的控制极作为第一峰级102的输入端，第一极作为第一峰级102的输出端，第二极接地；第二峰级103可采用第三晶体管P3，第三晶体管P3的控制极作为第二峰级103的输入端，第一极作为第二峰级103的输出端，第二极接地；第一晶体管P1的第一极和第二极之间形成有第一寄生电容201，第二晶体管P2的第一极与第二极之间形成有第二寄生电容202，第三晶体管P3的第一极与第二极之间形成有第三寄生电容203，其中，第一相位延迟单元1041远离第二相位延迟单元1042的一端作为第一相位延迟网络104的第二端，第二相位延迟单元1042远离第一相位延迟单元1041的一端作为第一相位延迟网络104的第一端；第二寄生电容202、第三寄生电容203和第一相位延迟网络104共同组成一个相位延迟模块，且正是由于第二寄生电容202和第三寄生电容203的存在，使得第一峰级102与功放输出端OUT之间的相移不准确，在本实施例中，通过调节电感1044和/或电容1045，使得第一峰级102输出端B2输出的信号到达第二相位延迟网络105时能够实现精准的相移。同时，还可通过调节电感1044和/或电容1045实现阻抗匹配，以提高功率放大电路的效益。

可选的，第一相位延迟网络104、第二相位延迟网络105和第三相位延迟网络106的相位延迟大小均为90度的奇数倍。

需要说明的是，第一相位延迟网络104的相移为90度表示第一峰级102输出端B2输出的信号到达第二相位延迟网络105时的相移为90度；从而保证第一峰级102输出端输出的信号到达功放输出端OUT时的相移为180度，第二峰级103输出端输出的信号到达功放输出端OUT时的相移为90度，主级101的输出端输出的信号到达功放输出端OUT时的相移为90度，进而保证主级101与峰级输出相位的匹配。

可选的，图3为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图，参考图3，至少一个峰级包括第三峰级301，功率放大电路还包括第四相位延迟网络302；第一相位延迟网络104设置于第三峰级301的输出端D2与功放输出端OUT之间，第四相位延迟网络302设置于主级101的输出端A2与功放输出端OUT之间；第一相位延迟网络104的相位延迟大小为180度，第四相位延迟网络302的相位延迟大小为90度。

具体的，第三峰级301可采用晶体管，晶体管的控制极作为第三峰级301的输入端D1，第一极作为第三峰级301的输出端D2，第二极接地；第三峰级301的输入端D1与功放输入端IN连接，通过第一相位延迟单元1041、第二相位延迟单元1042、电感1044和电容1045的共同作用，使得第三峰级301的输出端D2输出的信号到达功放输出端OUT时的相移为180度，当第一相位延迟网络由于损坏而导致相移不准确时，可通过更换电感或者电容即可调整准确相移，从而提高功率放大电路的使用寿命。

可选的，图4为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图，参考图4，至少一个峰级包括第四峰级401，功率放大电路还包括第五相位延迟网络402和第六相位延迟网络403；第一相位延迟网络104的第一端连接至第四峰级401的输出端，第一相位延迟网络104的第二端连接至第五相位延迟网络402的第一端，第五相位延迟网络402的第二端连接至功放输出端OUT，第六相位延迟网络403设置于主级101的输出端A2与功放输出端OUT之间；第一相位延迟网络104、第五相位延迟网络402和第六相位延迟网络403的相位延迟大小均为90度。

具体的，第四峰级401可采用晶体管，其中，晶体管的控制极作为第四峰级401的输入端E1，并可与功放输入端IN连接，第一极作为第四峰级401的输出端E2，第二极接地；第五相位延迟网络402可利用微带线实现，同时，第六相位延迟网络403中也可包括微带线，通过第一相位延迟网络104和第五相位延迟网络402共同实现180度的相移，可增加相移调节的自由度，同时，当所需相移较大时，仅通过第一相位延迟网络104实现难度较大，而通过设置第五相位延迟网络402，可简化功率放大电路的设计难度，更加有利于功率放大电路的应用。

可选的，电感1044为可调电感，和/或电容1045为可调电容。

具体的，当第一相位延迟网络104的相移不准确时，可通过调节可调电感和/或调节可调电容以调整第一相位延迟网络104的相移，而不必更换电感1044和/或电容1045，从而更加有利于节约成本。

可选的，参考图1至图4，相移调节单元1043的第二端连接至直流电源。

具体的，相移调节单元1043的第二端可作为功率放大电路的直流电源输入端VDD，并连接直流电源，由于电感1044具有通直流的作用，从而为功率放大电路提供直流通路，为主级101以及各个峰级提供电能，如为晶体管的第一极提供电能，从而不必将每个晶体管的第一极均引出一条信号线连接直流电源，简化电路结构，更有利于功率放大电路的布局设计。

可选的，图5为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图，参考图5，相移调节单元1043还包括电阻1046，电阻1046与电感1044串联。

具体的，可将电阻1046与电感1044串联之后再和电容1045并联，电阻1046可耗散掉一部分功率，此时功率放大电路中的噪声等信号能够被有效地耗散掉，从而提高功率放大电路工作的稳定性。

可选的，继续参考图5，第一相位延迟单元1041包括电感元件和/或微带线，和/或第二相位延迟单元1042包括电感元件和/或微带线。

具体的，通过设置微带线的长度或者电感元件的电感值，即可灵活地调节第一相位延迟网络的相移值，同时电感元件和微带线还又有成本低廉、电路面积小等优点，从而进一步降低功率放大电路的整体面积，并降低整体成本，

本实用新型实施例还提供了一种功率放大器，包括本实用新型任意实施例提供的功率放大电路，功率放大电路封装于功率放大器内部，并可将电感和电容暴露于功率放大器外部，以方便对电感和/或电容进行调节或者更换，因其包括本实用新型任意实施例提供的功率放大电路，因此也具有相同的有益效果，在此不再赘述。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种功率放大电路，其特征在于，包括功放输入端、主级、至少一个峰级、第一相位延迟网络和功放输出端；

所述功放输入端分别与所述主级的输入端以及所述至少一个峰级的输入端连接，所述功放输出端分别与所述主级的输出端以及所述至少一个峰级的输出端连接，存在一个所述峰级且该所述峰级的输出端与所述功放输出端之间设置有所述第一相位延迟网络；

其中，所述第一相位延迟网络包括第一相位延迟单元、第二相位延迟单元和相移调节单元，所述第一相位延迟单元和所述第二相位延迟单元与对应的所述峰级相串联，所述相移调节单元包括并联的电感和电容，所述相移调节单元的第一端连接至所述第一相位延迟单元和所述第二相位延迟单元之间的连接线上。

2.根据权利要求1所述的功率放大电路，其特征在于，所述至少一个峰级包括第一峰级和第二峰级，所述功率放大电路还包括第二相位延迟网络和第三相位延迟网络；

所述第二相位延迟网络设置于所述第二峰级的输出端与所述功放输出端之间，所述第一相位延迟网络的第一端连接至所述第一峰级的输出端，所述第一相位延迟网络的第二端连接至所述第二峰级与所述第二相位延迟网络之间的连接线上，所述第三相位延迟网络设置于所述主级的输出端与所述功放输出端之间。

3.根据权利要求2所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一相位延迟网络、所述第二相位延迟网络和所述第三相位延迟网络的相位延迟大小均为90度的奇数倍。

4.根据权利要求1所述的功率放大电路，其特征在于，所述至少一个峰级包括第三峰级，所述功率放大电路还包括第四相位延迟网络；

所述第一相位延迟网络设置于所述第三峰级的输出端与所述功放输出端之间，所述第四相位延迟网络设置于所述主级的输出端与所述功放输出端之间；

所述第一相位延迟网络的相位延迟大小为180度，所述第四相位延迟网络的相位延迟大小为90度。

5.根据权利要求1所述的功率放大电路，其特征在于，所述至少一个峰级包括第四峰级，所述功率放大电路还包括第五相位延迟网络和第六相位延迟网络；

所述第一相位延迟网络的第一端连接至所述第四峰级的输出端，所述第一相位延迟网络的第二端连接至所述第五相位延迟网络的第一端，所述第五相位延迟网络的第二端连接至所述功放输出端，所述第六相位延迟网络设置于所述主级的输出端与所述功放输出端之间；

所述第一相位延迟网络、所述第五相位延迟网络和所述第六相位延迟网络的相位延迟大小均为90度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的功率放大电路，其特征在于，所述电感为可调电感，和/或所述电容为可调电容。

7.根据权利要求1-5任一项所述的功率放大电路，其特征在于，所述相移调节单元的第二端连接至直流电源。

8.根据权利要求7所述的功率放大电路，其特征在于，所述相移调节单元还包括电阻，所述电阻与所述电感串联。

9.根据权利要求1所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一相位延迟单元包括电感元件和/或微带线，和/或所述第二相位延迟单元包括电感元件和/或微带线。

10.一种功率放大器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的功率放大电路。

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