CN213783259U - 基于双开关电容的载波聚合功率放大电路以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于双开关电容的载波聚合功率放大电路以及电子设备，所述基于双开关电容的载波聚合功率放大电路包括，第一开关电容功率放大器、第二开关电容功率放大器、巴伦阻抗变压器和天线，所述第一开关电容功率放大器的两端分别连接第一输入节点和所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端；所述第二开关电容功率放大器两端分别连接第二输入节点和所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端；所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的两端分别连接所述天线和地；所述第一输入节点用于接收第一输入信号，所述第二输入节点用于接收第二输入信号；所述第一开关电容功率放大器和所述第二开关电容功率放大器工作在不同的载波频率上。

Description

基于双开关电容的载波聚合功率放大电路以及电子设备

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于双开关电容的载波聚合功率放大电路以及电子设备。

背景技术

载波聚合(CarrierAggregation，简称CA)是现代无线通信系统中的关键技术，因为它利用跨碎片频谱的多个并发信道实现了更宽的传输带宽(Band Width，简称BW)。例如，IEEE 802.11ac支持多个WLAN通道的聚合，在5GHz频带内，每个信道的最大带宽为160MHz，在LTE-Advanced(简称LTE-A)中，总信道带宽为100MHz时，可以聚合多达五个信道(每个信道20MHz)。随着5G技术的发展越来越成熟，通信技术越来越便捷高速，信号峰均功率比(Peak to Average Power Ratio，简称PAPR)相较于4G等先前的指标要大幅提高，对于载波聚合技术要求越来越高，所以需要性能更强的射频功率放大器来支持高速数据的传输。

现有技术中，实现载波聚合的方案主要有：

(1)两个独立功率放大器通道，发射机可以包括两个窄带信道的射频功率放大器，使用单个宽带数模转换器(D/A转换器，简称DAC)的基带预功率放大器(PowerAmplifier，简称PA)合并或两个单通道射频功率放大器输出后合并频段，但其线性度有限，难以承担5G通信的要求；

(2)二维数字预失真技术(2Dimension-Digital Predistortion，简称2D-DPD)，由于两个通道之间的强耦合，导致性能下降，导致不想要的带内和带外(Out ofBand,简称OOB)互调和互调失真频率积，仅限于带内线性化，尤其是对于宽间隔的信道，因为无法覆盖整个三阶失真频谱；

(3)模拟补偿信号注入技术，将相对复杂的模拟方案与额外的射频(RadioFrequency，简称RF)组件和反馈环路结合在一起，电路复杂，且仅限于带内线性化；

(4)用于带外数据(Out ofBand,简称OOB)三阶互调失真抑制的模拟信号注入技术，在包含两个高输出阻抗PA的电流模式后置PA组合发射机中实现，高阻抗连接会在功率放大器之间引起非线性相互作用，这需要特殊的线性化技术以及二维数字预失真技术，实现难度较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于双开关电容的载波聚合功率放大电路以及电子设备，以解决载波聚合中非线性相互作用、交调失真、电路复杂以及实现难度高的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，包括第一开关电容功率放大器、第二开关电容功率放大器、巴伦阻抗变压器和天线，所述第一开关电容功率放大器的输入端连接第一输入节点，所述第一开关电容功率放大器的输出端连接所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端；所述第二开关电容功率放大器的输入端连接第二输入节点，所述第二开关电容功率放大器的输出端连接所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端；所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的一端连接所述天线，所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的另一端连接地；

所述第一开关电容功率放大器和所述第二开关电容功率放大器工作在不同的载波频率上。

可选的，所述第一开关电容功率放大器包括，第一晶体管、第一负载电容和第一电阻；所述第二开关电容功率放大器包括，第二晶体管、第二负载电容和第二电阻；

所述第一晶体管的控制极连接所述第一输入节点，所述第一晶体管的第一极接地，所述第一晶体管的第二极连接至所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端，所述第一负载电容的一端连接所述第一晶体管的第二极，所述第一负载电容的另一端接地，所述第一电阻的一端连接所述第一晶体管的第二极，所述第一电阻的另一端接地；

所述第二晶体管的控制极连接所述第二输入节点，所述第二晶体管的第一极接地，所述第二晶体管的第二极连接至所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端，所述第二负载电容的一端连接所述第二晶体管的第二极，所述第二负载电容的另一端接地，所述第二电阻的一端连接所述第二晶体管的第二极，所述第二电阻的另一端接地。

可选的，基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，还包括第一开关、第二开关、第一阻抗匹配网络和第二阻抗匹配网络；

所述第一开关的一端连接所述第一晶体管的第二极，所述第一开关的另一端连接所述第一阻抗匹配网络的一端，所述第一阻抗匹配网络的另一端连接所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端；

所述第二开关的一端连接所述第二晶体管的第二极，所述第二开关的另一端连接所述第二阻抗匹配网络的一端，所述第二阻抗匹配网络的另一端连接所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端。

可选的，所述第一阻抗匹配网络包括M个阻抗匹配单元；

所述M个阻抗匹配单元并联后的一端连接所述第一开关的第二端和所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端，所述M个阻抗匹配单元并联后的另一端接地；其中，M为大于或等于1的整数。

可选的，所述第二阻抗匹配网络包括N个阻抗匹配单元；

所述N个阻抗匹配单元并联后的一端连接所述第二开关的第二端和所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端，所述N个阻抗匹配单元并联后的另一端接地；其中，N为大于或等于1的整数。

可选的，基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，还包括相位控制单元、第一移相器和第二移相器，所述相位控制单元分别连接所述第一移相器的控制端和所述第二移相器的控制端；所述第一移相器的第一端连接所述第一输入节点，所述第一移相器的第二端连接第一晶体管的控制极；所述第二移相器的第一端连接所述第二输入节点，所述第二移相器的第二端连接第二晶体管的控制极。

可选的，所述相位控制单元包括相位控制器、第一分频器与第二分频器；所述相位控制器分别连接所述第一分频器的输入端与所述第二分频器的输入端，所述第一分频器的输出端连接所述第一移相器的控制端，所述第二分频器的输出端连接所述第二移相器的控制端。

可选的，基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，还包括幅度控制单元，所述幅度控制单元连接所述第一晶体管的控制极和所述第二晶体管的控制极。

可选的，所述巴伦阻抗变压器的磁芯为1500μm，所述巴伦阻抗变压器的谐振频率为2.4GHz，所述巴伦阻抗变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比为1：2。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电子设备，包括本实用新型第一方面及其可选方案所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路。

本实用新型提供的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路以及电子设备，两个开关电容功率放大器(Switching capacitorpower amplifier，简称SCPA)独立运行，互不干扰，进而，使得两个开关电容功率放大器之间的相互作用较低，有助于减少并发双频操作中的非线性相互作用，对于交调失真具有较好的抑制作用。

本实用新型的可选方案中，包括两个阻抗匹配网络，可以减少信号在传输的过程中发生反射，造成信号损失。

本实用新型的可选方案中，采用相位控制单元和幅度控制单元控制开关电容功率放大器的输出功率，可以有助于减少两个开关电容功率放大器之间的非线性相互作用，抑制交调失真。

本实用新型的可选方案中，使用巴伦阻抗变压器在2.4GHz下谐振，初级线圈与次级线圈的匝数比为1：2，并且结合了两个开关电容功率放大器引入的寄生参数，将天线阻抗转换为恒定阻抗，使得开关电容功率放大器与输出端口匹配。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的框架示意图一；

图2是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的框架示意图二；

图3是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的框架示意图三；

图4是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的构造示意图一；

图5是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的构造示意图二；

图6是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的构造示意图三；

图7是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的电路图；

图8是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的构造示意图四；

图9是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的构造示意图五；

图10是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的构造示意图六；

图11是本实用新型一实施例中基于双开关电容的载波聚合功率放大电路的构造示意图七；

附图标记说明：

1-第一阻抗匹配网络；

2-第二阻抗匹配网络；

3-相位控制单元；

4-第一移相器；

5-第二移相器；

6-幅度控制单元；

31-相位控制器；

32-第一分频器；

33-第二分频器；

SCPA1-第一开关电容功率放大器；

SCPA2-第二开关电容功率放大器；

T-巴伦阻抗变压器；

IN1-第一输入节点；

IN2-第二输入节点；

IN3-输入时钟信号；

ANT-天线；

N1-第一晶体管；

C1-第一负载电容；

R1-第一电阻；

S1-第一开关；

N2-第二晶体管；

C2-第二负载电容；

R2-第二电阻；

S2-第二开关；

11-阻抗匹配单元；

21-阻抗匹配单元；

Zs1-开关；

Zs2-开关；

Zc1-电容；

Zc2-电容；

Zr1-电阻；

Zr2-电阻。

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实用新型一部分实施例，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。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本实用新型实施例所涉及的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路主要应用于无线通信领域，同时，也不排除将其应用于其他场景的可能性，此外，基于双开关电容的载波聚合功率放大电路可以形成独立的芯片、装置，也可以是整个芯片、装置的一部分电路。

请参考图1，本实用新型实施例提供了一种基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，包括第一开关电容功率放大器SCPA1、第二开关电容功率放大器SCPA2、巴伦阻抗变压器T和天线ANT，第一开关电容功率放大器SCPA1的输入端连接第一输入节点IN1，第一开关电容功率放大器SCPA1的输出端连接巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第一端；第二开关电容功率放大器SCPA2的输入端连接第二输入节点IN1，第二开关电容功率放大器SCPA2的输出端连接巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第二端；巴伦阻抗变压器T的次级线圈的一端连接天线ANT，巴伦阻抗变压器T的次级线圈的另一端连接地；

第一输入节点IN1用于接收第一输入信号，第二输入节点IN2用于接收第二输入信号；

第一开关电容功率放大器SCPA1和第二开关电容功率放大器SCPA2工作在不同的载波频率上。

其中的第一开关电容功率放大器SCPA1和第二开关电容功率放大器SCPA2工作在不同的载波频率上，即两个开关电容功率放大器的工作频段不同，通过采用不同工作频段的功率放大器，配合巴伦阻阬变压器T实现最终的载波聚合。

巴伦阻抗变压器T可以将第一开关电容功率放大器SCPA1和第二开关电容功率放大器SCPA2功率放大后的信号合成输出，实现载波聚合，然后通过天线ANT发射出去。

两个开关电容功率放大器独立运行，互不干扰，进而，使得两个开关电容功率放大器之间的相互作用较低，有助于减少并发双频操作中的非线性相互作用，对于交调失真具有较好的抑制作用。

一种举例中，天线ANT的阻抗为50Ω。

一种实施方式中，巴伦阻抗变压器T的磁芯为1500μm，巴伦阻抗变压器T的谐振频率为2.4GHz，巴伦阻抗变压器T的初级线圈和次级线圈的匝数比为1：2。

以天线ANT阻抗为50Ω为例，巴伦阻抗变压器的磁芯尺寸选择1500μm，这是和功率附加效率(PowerAdded Efficiency，简称PAE)损耗进行权衡，保证尺寸尽量小的情况下尽可能降低损耗得到的，在该尺寸下PAE的损耗为0.8dB。同时引入的总电容为20pF。使用巴伦阻抗变压器在2.4GHz下谐振，初级线圈与次级线圈的匝数比为1：2，并结合了每个开关电容功率放大器引入的寄生参数，将50Ω天线转换为差分的8Ω阻抗，使得开关电容功率放大器与输出端口匹配。

其中的功率附加效率可理解为，功率放大器的输出功率与耗散的直流功率之比。

请参考图2至图3，第一开关电容功率放大器SCPA1和第二开关电容功率放大器SCPA2可以控制自身的通断，信号以电压模式传递，两个开关电容功率放大器之间相互作为串联负载阻抗，每一开关电容功率放大器用该串联阻抗为其对应的负载供电。理想情况下，对于巴伦阻抗变压器T导通电阻，开关电容功率放大器与输出之间是完全短路的，这意味着每一路开关电容功率放大器独立运行而不干扰另一路开关电容功率放大器，从而大大降低了两个通道之间的相互作用，可以最大程度地减少并发双频操作中的非线性相互作用。

具体地，请参考图2，以第二开关电容功率放大器SCPA2处于断开状态为例，第二开关电容功率放大器SCPA2处于断开状态时，相当于只有第一开关电容功率放大器SCPA1工作，第一开关电容功率放大器SCPA1的输出端通过巴伦阻抗变压器T的初级线圈连接到地，即此时第一开关电容功率放大器SCPA1独立运行，实现功率放大，不干扰第二开关电容功率放大器SCPA2的工作。第一开关电容功率放大器SCPA1处于断开状态时同理。

请参考图4，一种实施方式中，第一开关电容功率放大器SCPA1包括，第一晶体管N1、第一负载电容C1和第一电阻R1；第二开关电容功率放大器SCPA2包括，第二晶体管N2、第二负载电容C2和第二电阻R2；

第一晶体管N1的控制极连接第一输入节点IN1，第一晶体管N1的第一极接地，第一晶体管N1的第二极连接巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第一端，第一负载电容C1的一端连接第一晶体管N1的第三极，第一负载电容C1的另一端接地，第一电阻R1的一端连接第一晶体管N1的第三极，第一电阻R1的另一端接地；

第二晶体管N2的控制极连接第二输入节点IN2，第二晶体管N2的第一极接地，第二晶体管N2的第二极连接巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第二端，第二负载电容C2的一端连接第二晶体管N2的第二极，第二负载电容C2的另一端接地，第二电阻R2的一端连接第二晶体管N2的第二极，第二电阻R2的另一端接地。

一种举例中，第一晶体管N1和第二晶体管N2不完全相同，第一负载电容C1、第一电阻R1和第二负载电容C2、第二电阻R2的种类和参数完全相同；另一种举例中，第一晶体管N1和第二晶体管N2不完全相同，第一负载电容C1、第一电阻R1和第二负载电容C2、第二电阻R2的种类和参数不完全相同。

一种实施例中，第一晶体管N1和第二晶体管N2为台湾积体电路制造股份有限公司(简称台积电)的65纳米CMOS，芯片面积为1.6平方毫米。

在图示的举例中，第一晶体管N1与第二晶体管N2采用NMOS，第一晶体管N1、第二晶体管N2的控制极，可理解为第一晶体管N1、第二晶体管N2的栅极，第一晶体管N1、第二晶体管N2的第一极为第一晶体管N1、第二晶体管N2的源极；第一晶体管N1、第二晶体管N2的第二极为第一晶体管N1、第二晶体管N2的漏极。

请参考图5，一种实施方式中，还包括第一开关S1、第二开关S2、第一阻抗匹配网络1和第二阻抗匹配网络2；

第一开关S1的第一端连接第一晶体管N1的第二极，第一开关S1的第二端连接第一阻抗匹配网络1的一端，第一阻抗匹配网络1的另一端连接巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第一端。

第二开关S2的第一端连接第二晶体管N2的第二极，第二开关S2的第二端连接第二阻抗匹配网络2的一端，第二阻抗匹配网络2的另一端连接巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第二端。

请参考图6，一种实施方式中，第一阻抗匹配网络1包括M个阻抗匹配单元11；

M个阻抗匹配单元11并联后的一端连接至第一开关S1的第一端和巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第一端，M个阻抗匹配单元11并联后的另一端接地；其中，M为大于或等于1的整数。

一种实施方式中，第二阻抗匹配网络2包括N个阻抗匹配单元21；

N个阻抗匹配单元21并联后的一端连接第二开关S2的第一端和巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第二端，N个阻抗匹配单元21并联后的另一端接地；其中，N为大于或等于1的整数。

请参考图7，任意一个阻抗匹配单元(例如阻抗匹配单元21、阻抗匹配单元11)包括开关、电容和电阻，例如其中一个阻抗匹配单元11包括开关Zs1、电容Zc1和电阻Zr1，阻抗匹配单元21包括开关Zs2、电容Zc2和电阻Zr2。

可以通过选择开启或关闭阻抗匹配单元对输出的电容进行调节，利用巴伦阻抗变压器T的电感感值，选择好功率放大器工作的谐振频率。

其中，第一阻抗匹配网络1和第二阻抗匹配网络2，可以减少信号在传输的过程中发生反射，造成信号的损失。

请参考图8，一种实施方式中，基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，还包括相位控制单元3、第一移相器4和第二移相器5，相位控制单元3分别连接第一移相器4的控制端和第二移相器5的控制端；第一移相器4的第一端连接第一输入节点IN1，第一移相器4的第二端连接第一晶体管N1的控制极；第二移相器5的第一端连接第二输入节点IN2，第二移相器5的第二端连接第二晶体管N2的控制极；

相位控制单元3用于：

根据输入时钟信号IN3产生第一相位控制信号与第二相位控制信号，并将第一相位控制信号发送至第一移相器4，将第二相位控制信号发送至第二移相器5；

第一移相器4用于：

根据第一相位控制信号调整第一输入信号的相位，并将相位调整后的第一输入信号发送至第一晶体管N1的控制极；

第二移相器5用于：

根据第二相位控制信号调整第二输入信号的相位，并将相位调整后的第二输入信号发送至第一晶体管N2的控制极。

请参考图9，相位控制单元3包括相位控制器31、第一分频器32与第二分频器33；所述相位控制器31分别连接所述第一分频器32的输入端与所述第二分频器33的输入端，所述第一分频器32的输出端连接所述第一移相器4的控制端，所述第二分频器33的输出端连接所述第二移相器5的控制端。

相位控制器31用于：

根据输入时钟信号IN3与第一相位信息，产生第一占空比的第一时钟信号，并将第一时钟信号发送至第一分频器32；输入时钟信号IN3为第一占空比的信号；

根据输入时钟信号IN3与第二相位信息，产生第一占空比的第二时钟信号，并将第二时钟信号发送至第二分频器33；

第一分频器32用于：

根据第一时钟信号，产生第一相位控制信号，并将第一相位控制信号发送至第一移相器4，第一相位控制信号为第二占空比的信号；

第二分频器33用于：

根据第二时钟信号，产生第二相位控制信号，并将第一相位控制信号发送至第二移相器5，第二相位控制信号为第二占空比的信号；第二占空比小于第一占空比。

一种举例中，第一占空比为50％占空比，第二占空比为25％占空比，即第一相位控制信号和第二相位控制信号为25％占空比的相位控制信号，可以使得功率放大电路的工作带宽更大，并且PAE更高。其他举例中，第一占空比、第二占空比也可选择其他数值。

一种实施例中，相位控制器31可以采用4位数字时序控制器，4位数字时序控制器的调整范围为80皮秒，分辨率为5皮秒，可以使得整个频率上的时序同步并允许2.4GHz的全周期调谐。其中，4位数字时序控制器可基于4位控制码进行控制。

请参考图10，一种实施方式中，基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，还包括幅度控制单元6，幅度控制单元6连接第一晶体管N1的控制极和第二晶体管N2的控制极；

幅度控制单元6可用于控制所述第一晶体管的控制极，以及所述第二晶体管的控制极的信号幅度，例如可控制相位调整后的第一输入信号和相位调整后的第二输入信号的幅度。

一种实施例中，幅度控制单元6采用11位控制器进行幅度控制，布局放置使用温度模式排列(即mos管，电阻，电感，电容，均匀排列，芯片上的器件密度基本相同)，可以最大程度地减少非线性。其中，11位控制器可基于11位控制码进行控制。

请参考图11，以第一开关电容功率放大器SCPA1为例，本实用新型的一种实施例的工作过程如下：

第一输入信号从第一输入节点IN1输入，传送至第一移相器4，4位时序控制器产生第一相位信息，控制50％占空比的输入时钟信号IN3进行相位调整，调整后为第一时钟信号，第一时钟信号经过25％占空比的第一分频器32进行分频，产生25％占空比的第一相位控制信号，第一相位控制信号传送到第一移相器4，对第一输入信号进行相位调整；

相位调整后的第一输入信号经过11位控制器进行幅度控制，然后传送到第一晶体管N1的栅极，信号进过第一晶体管N1、第一负载电容C1和第一电阻R1组成的开关电容功率放大器进行功率放大，再经过第一开关S1后，传送到第一阻抗匹配网络进行阻抗匹配，阻抗匹配后的信号传送至巴伦阻抗变压器T的初级线圈的第一端，与第二阻抗匹配网络传送出来的信号一起，经过巴伦阻抗变压器T实现载波聚合，聚合后的信号通过天线ANT发射出去。

其中的线性操作是通过开关电容功率放大器的低输出阻抗和数字代码字无关的输出阻抗实现的，从而使得组成发送器的开关电容功率放大器之间的非线性交调作用减弱。发送器工作频带的中心频率为2.4GHz，3dB带宽为600MHz的信号在最大输出功率为19dBm时，能够达到18.5％的峰值PAE。在大于250MHz的载波间隔范围内，当功率补偿为9dB时，载波对三阶互调失真成分的抑制性能大于40dBc。

由于本实施例中所有开关始终连接到信号接地，不论其开/关状态如何，从输出端看到的阻抗都是恒定的，这个阻抗有效值等于R1/N。使用巴伦阻抗变压器在2.4GHz下谐振，初级线圈与次级线圈的匝数比为1：2，并且结合了每个开关电容功率放大器引入的寄生参数，将50Ω天线转换为差分电阻为8Ω，使得开关电容功率放大器与输出端口匹配。

本实用新型具体实施例中开关电容功率放大器的输出功率控制，是通过数字控制码进行调节，并且使用幅度控制和相位控制两个部分共同配合控制。

本实用新型实施例提供的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，两路受开关电容器控制的功率放大器之间独立运行，互不干扰，从而导致两个通道之间的相互作用相对较低，以最大程度地减少并发双频操作中的非线性相互作用，对于交调失真具有较好的抑制作用；电路用巴伦变压器作为输出匹配，通过数字码控制输入支路，可以恒定输出阻抗，使得输出阻抗始终保持在最佳的阻抗。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括了前文的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路。

以上电子设备可以是具有通信功能的任意电子设备，例如可以为手机、平板电脑、计算机、智能穿戴设备、网络设备、车载设备、物联网设备，以及其他专用于通讯或非专用于通讯的设备等等。

在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“一种实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，包括第一开关电容功率放大器、第二开关电容功率放大器、巴伦阻抗变压器和天线，所述第一开关电容功率放大器的输入端连接第一输入节点，所述第一开关电容功率放大器的输出端连接所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端；所述第二开关电容功率放大器的输入端连接第二输入节点，所述第二开关电容功率放大器的输出端连接所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端；所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的一端连接所述天线，所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的另一端连接地；

所述第一开关电容功率放大器和所述第二开关电容功率放大器工作在不同的载波频率上。

2.根据权利要求1所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，所述第一开关电容功率放大器包括：第一晶体管、第一负载电容和第一电阻；所述第二开关电容功率放大器包括：第二晶体管、第二负载电容和第二电阻；

所述第一晶体管的控制极连接所述第一输入节点，所述第一晶体管的第一极接地，所述第一晶体管的第二极连接至所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端，所述第一负载电容的一端连接所述第一晶体管的第二极，所述第一负载电容的另一端接地，所述第一电阻的一端连接所述第一晶体管的第二极，所述第一电阻的另一端接地；

所述第二晶体管的控制极连接所述第二输入节点，所述第二晶体管的第一极接地，所述第二晶体管的第二极连接至所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端，所述第二负载电容的一端连接所述第二晶体管的第二极，所述第二负载电容的另一端接地，所述第二电阻的一端连接所述第二晶体管的第二极，所述第二电阻的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，还包括第一开关、第二开关、第一阻抗匹配网络和第二阻抗匹配网络；

所述第一开关的第一端连接所述第一晶体管的第二极，所述第一开关的第二端连接所述第一阻抗匹配网络的一端，所述第一阻抗匹配网络的另一端连接所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端；

所述第二开关的第一端连接所述第二晶体管的第二极，所述第二开关的第二端连接所述第二阻抗匹配网络的一端，所述第二阻抗匹配网络的另一端连接所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端。

4.根据权利要求3所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，所述第一阻抗匹配网络包括M个阻抗匹配单元；

所述M个阻抗匹配单元并联后的一端连接所述第一开关的第二端和所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端，所述M个阻抗匹配单元并联后的另一端接地；其中，M为大于或等于1的整数。

5.根据权利要求4所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，所述第二阻抗匹配网络包括N个阻抗匹配单元；

所述N个阻抗匹配单元并联后的一端连接所述第二开关的第二端和所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端，所述N个阻抗匹配单元并联后的另一端接地；其中，N为大于或等于1的整数。

6.根据权利要求2至5任一项所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，还包括相位控制单元、第一移相器和第二移相器，所述相位控制单元分别连接所述第一移相器的控制端和所述第二移相器的控制端；所述第一移相器的第一端连接所述第一输入节点，所述第一移相器的第二端连接所述第一晶体管的第一极；所述第二移相器的第一端连接所述第二输入节点，所述第二移相器的第二端连接所述第二晶体管的控制极。

7.根据权利要求6所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，所述相位控制单元包括相位控制器、第一分频器与第二分频器；所述相位控制器分别连接所述第一分频器的输入端与所述第二分频器的输入端，所述第一分频器的输出端连接所述第一移相器的控制端，所述第二分频器的输出端连接所述第二移相器的控制端。

8.根据权利要求2至5任一项所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，还包括幅度控制单元，所述幅度控制单元连接所述第一晶体管的控制极和所述第二晶体管的控制极。

9.根据权利要求1至5任一项所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路，其特征在于，所述巴伦阻抗变压器的磁芯为1500μm，所述巴伦阻抗变压器的谐振频率为2.4GHz，所述巴伦阻抗变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比为1：2。

10.一种电子设备，包括权利要求1至9任一项所述的基于双开关电容的载波聚合功率放大电路。

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