CN214380823U - 一种功率放大器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种功率放大器电路，包括：被配置为接收输入射频信号的输入端；被配置为输出放大后的射频信号的输出端；串联式级联在所述输入端和所述输出端之间的至少一级功率放大模块；其中，所述功率放大模块中的第一级功率放大模块包括增益调节模块，所述增益调节模块被配置为通过改变功率损耗来调节所述功率放大器电路的增益；通过调节所述功率放大器电路的增益，可以有效地避免功率放大器电路在低频工作模式下因增益过大而发生震荡的情况，优化了功率放大器电路的性能。

Description

一种功率放大器电路

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种功率放大器电路。

背景技术

功率放大器是移动通信系统的重要组成部分。作为发射通道最后的放大单元，功率放大器的作用是将小功率的射频信号放大后送往天线进行发射。随着无线通信技术的发展，功率放大器的线性化技术得到进一步的研究和应用。现有功率放大器的设计指标通常包括输出功率Pout、效率PAE、增益gain、带宽以及线性度Inearity等。为迎合高频工作模式，现有功率放大器的增益通常为高增益，从而使得功率放大器在低频工作模式下会因为增益过大而发生震荡，对功率放大器的性能带来不利影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种功率放大器电路，以解决现有功率放大器在低频工作模式下的震荡问题。

本实用新型的是这样实现的，一种功率放大器电路，包括：

被配置为接收输入射频信号的输入端；

被配置为输出放大后的射频信号的输出端；

串联式级联在所述输入端和所述输出端之间的至少一级功率放大模块；

增益调节模块，所述增益调节模块被配置为调节所述至少一级功率放大模块处于不同工作模式下的增益。

可选地，当所述功率放大模块处于第一工作模式，所述增益调节模块被配置为增大所述功率放大模块的增益，当所述功率放大模块处于第二工作模式，所述增益调节模块被配置为减小所述功率放大模块的增益。

可选地，所述功率放大器电路包括第一级功率放大模块和第二级功率放大模块，所述第一级功率放大模块的第一端连接所述输入端，所述第一级功率放大模块的第二端通过耦合电容耦接到所述第二级功率放大模块的第一端，所述第二级功率放大模块的第二端连接所述输出端；

所述增益调节模块的第一端与所述第一级功率放大模块的第三端和/或所述第二级功率放大模块的第三端连接，所述增益调节模块的第二端接地。

可选地，当所述功率放大模块由单一功率晶体管构成时，所述功率晶体管的第一端连接所述输入端，第二端连接所述功率放大模块的输出路径上，第三端与所述增益调节模块的第一端连接，所述增益调节模块的第二端接地。

可选地，当所述功率放大模块由若干个并联的功率晶体管构成时，所述若干个功率晶体管的第一端共接于所述输入端，所述若干个功率晶体管的第二端共接于所述功率放大模块的输出路径上；

每一功率晶体管对应一个增益调节模块，所述功率晶体管的第三端与对应的增益调节模块的第一端连接，所述增益调节模块的第二端接地。

可选地，所述增益调节模块包括一电阻单元和一电容单元；

所述电阻单元的第一端和所述电容单元的第一端之间的共接点与所述功率放大模块的第三端连接；

所述电阻单元的第二端和所述电容单元的第二端接地。

可选地，所述电阻单元包括一个电阻元件。

可选地，所述电阻单元包括至少两个电阻元件，每一所述电阻元件之间相互并联。

可选地，所述电容单元的电容值与所述射频信号的频率呈反比。

可选地，所述增益调节模块为可调电阻。

本实用新型提供的功率放大器电路，包括被配置为接收输入射频信号的输入端；被配置为输出放大后的射频信号的输出端；串联式级联在所述输入端和所述输出端之间的至少一级功率放大模块；增益调节模块，所述增益调节模块被配置为调节所述至少一级功率放大模块处于不同工作模式下的增益；通过调节所述功率放大模块在不同模式下的增益，可以有效地避免功率放大器电路在低频工作模式下因增益过大而发生震荡的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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提供的功率放大器电路的示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的功率放大器电路的示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的功率放大器电路的示意图；

图4是本实用新型另一实施例提供的功率放大器电路的示意图；

图5是本实用新型另一实施例提供的功率放大器电路的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种功率放大器电路，包括被配置为接收输入射频信号的输入端；被配置为输出放大后的射频信号的输出端；串联式级联在所述输入端和所述输出端之间的至少一级功率放大模块；增益调节模块，所述增益调节模块被配置为调节所述至少一级功率放大模块处于不同工作模式下的增益；通过调节所述功率放大模块在不同模式下的增益，可以有效地避免功率放大器电路在低频工作模式下因增益过大而发生震荡的情况。

图1为本实用新型一实施例提供的一种功率放大器电路的示意图。如图1所示，所述功率放大器电路1包括：

被配置为接收输入射频信号的输入端；

被配置为输出放大后的射频信号的输出端；

串联式级联在所述输入端和所述输出端之间的至少一级功率放大模块10；

增益调节模块20，所述增益调节模块20被配置为调节所述至少一级功率放大模块10处于不同工作模式下的增益。

在本实施例中，所述功率放大器电路1包括至少一级功率放大模块10，所述功率放大模块10以串联式级联在所述输入端和所述输出端之间。所述输入端为射频信号的输入接口RF-IN，所述功率放大模块10用于对所述射频信号进行放大，然后发送至所述输出端。

其中，所述增益调节模块20被配置为调节所述至少一级功率放大模块10处于不同工作模式下的增益。所述工作模式包括第一工作模式和第二工作模式，其中，第一工作模式是指当输入信号为高频信号，所述功率放大模块10对输入的高频信号进行功率放大时的工作模式，所述第二工作模式是指当输入信号为低频信号，所述功率放大模块10对输入的低频信号进行功率放大时的工作模式。

在一具体实施例中，功率放大器模块当处于不同工作模式时，其所需的增益大小往往不同。比如：当处于第一工作模式时，即当对高频信号进行功率放大时，功率放大器模块需要较大的增益，而当处于第二工作模式时，即当对低频信号进行功率放大时，过大的增益反而会导致功率放大器模块发生震荡。因此，本申请通过接入增益调节模块20，当所述功率放大模块10处于第一工作模式，所述增益调节模块20被配置为增大所述功率放大模块10的增益，当所述功率放大模块10处于第二工作模式，所述增益调节模块20被配置为减小所述功率放大模块10的增益。

可选地，作为本实用新型的一个优选示例，所述功率放大器电路1包括第一级功率放大模块101和第二级功率放大模块102，所述第一级功率放大模块101的第一端连接所述输入端，第二端通过耦合电容C2耦接到所述第二级功率放大模块102的第一端，所述第二级功率放大模块102的第二端连接所述输出端；

所述增益调节模块20的第一端与所述第一级功率放大模块101的第三端和/或所述第二级功率放大模块102的第三端连接，第二端接地。

可选地，为了便于理解，如图2所示，当所述功率放大器电路1包括两级功率放大模块10时，第一级功率放大模块101的输出路径耦接到第二级功率放大模块102的输入路径上。所述功率放大器电路1还包括耦合电容C2；所述耦合电容C2的第一端连接到第一级功率放大模块101的输出路径上，所述耦合电容C2的第二端连接到第二级功率放大模块102的输入路径上。

其中，所述第一级功率放大模块101连接所述增益调节模块10，所述增益调节模块20被配置为通过改变所述第一级功率放大模块101的功率损耗来调节所述第一级功率放大模块101的增益。具体地，电流信号经过所述第一级功率放大模块101时，在所述增益调节模块20的作用下，所述第一级功率放大模块101的功率损耗会随所述输入信号的不同而改变，从而实现调节所述功率放大器电路1的增益，避免所述功率放大器电路1在低频工作模式下因增益过大而发生震荡，有效地优化了功率放大器电路1的性能。

由于第一级功率放大模块101之后的功率放大模块的电流往往较大，若在所述第一级功率放大模块101之后的功率放大模块接入所述增益调节模块20，则会造成过大的功率损耗，因此在实际应用中优选在所述第一级功率放大模块101接入所述增益调节模块20。本申请也不排除在其他级功率放大模块中接入所述增益调节模块20。

可选地，作为本实用新型的一个优选示例，当所述功率放大模块101由单一功率晶体管Q1构成时，所述功率晶体管Q1的第一端连接所述输入端，第二端连接所述功率放大模块101的输出路径上，第三端与所述增益调节模块20的第一端连接，所述增益调节模块20的第二端接地。

可选地，为便于理解，这里以第一级功率放大模块101接入所述增益调节模块20为例进行说明。如图3所示，所述第一级功率放大模块101可以由单一一个功率晶体管Q1构成，所述功率晶体管Q1可以采用异质结双极晶体管HBT、场效应晶体管MOS。所述功率晶体管Q1的第一端连接所述输入端，第二端连接所述第一级功率放大模块101的输出路径上，并通过耦合电容C2连接到下一级功率放大模块。此时，所述第一级功率放大模块101中包括与所述功率晶体管Q1对应的一个增益调节模块20。电流信号I经过所述功率晶体管Q1的第三端之后，再流经所述增益调节模块20，使所述增益调节模块20产生功率损耗，当处于第一工作模式时，即当对高频信号进行功率放大时，所述增益调节模块20产生的功率损耗较小，从而实现增大了所述功率放大模块的增益，而当处于第二工作模式时，即当对低频信号进行功率放大时，所述增益调节模块20产生的功率损耗较大，从而实现减小了所述功率放大模块的增益；从而避免所述功率放大器电路1在低频工作模式下因增益过大而发生震荡，有效地优化了功率放大器电路1的性能。

可选地，作为本实用新型的一个优选示例，当所述功率放大模块10由若干个并联的功率晶体管Q1构成时，所述若干个功率晶体管Q1的第一端共接于所述输入端，所述若干个功率晶体管Q1的第二端共接于所述功率放大模块10的输出路径上；

每一功率晶体管Q1对应一个增益调节模块20，所述功率晶体管Q1的第三端与对应的增益调节模块20的第一端连接，所述增益调节模块20的第二端接地。

可选地，为便于理解，这里以第一级功率放大模块101接入所述增益调节模块20为例进行说明。如图4所示，所述第一级功率放大模块101可以由若干个并联的功率晶体管Q1构成，所述功率晶体管Q1可以采用异质结双极晶体管HBT、场效应晶体管MOS。为了便于理解，图4中的第一级功率放大模块101包括三个并联的功率晶体管Q1。此时，在所述第一级功率放大模块101中，功率晶体管Q1分别对应一个增益调节模块20。电流信号分别经过所述三个功率晶体管Q1的第三端，再流经每一增益调节模块20，使所述增益调节模块20均产生功率损耗；当处于第一工作模式时，即当对高频信号进行功率放大时，所述增益调节模块20产生的功率损耗较小，从而实现增大了所述功率放大模块的增益，而当处于第二工作模式时，即当对低频信号进行功率放大时，所述增益调节模块20产生的功率损耗较大，从而实现减小了所述功率放大模块的增益；从而避免所述功率放大器电路1在低频工作模式下因增益过大而发生震荡，有效地优化了功率放大器电路1的性能。应当理解，图4中功率放大模块所包含的功率晶体管的个数并不对本实用新型造成限制，在其他实施例中也可以是其他数量的功率晶体管，此处不做限制。

可选地，作为本实用新型的一个优选示例，所述增益调节模块20包括一电阻单元R1和一电容单元C1；

所述电阻单元R1的第一端和所述电容单元C1的第一端之间的共接点与所述功率放大模块10的第三端连接；

所述电阻单元R1的第二端和所述电容单元C1的第二端接地。

在这里，所述所述电容单元C1的电容值与所述射频信号的频率呈反比，即当对高频信号进行功率放大时，将电容单元C1的电容值设置成较小值，即当对低频信号进行功率放大时，将电容单元C1的电容值设置成较大值，从而使得电容单元C1对高频信号会呈现出较低的阻抗，对低频信号会呈现出较高的阻抗。

为便于理解，这里以第一级功率放大模块101接入所述增益调节模块20为例进行说明。如图3或图4所示，在第一工作模式下，即在放大高频信号时，由于电容单元C1呈现低阻抗，所述功率晶体管Q1的第三端输出的电流信号I中的大部分会经过所述电容单元C1到地，即在第一工作模式下，流过电容单元C1的电流信号变大，流过电阻单元R1的电流信号变小，在电阻单元R1的阻值不变的情况下，电阻单元R1所产生的功率损耗将变小，此时第一级功率放大模块101产生较小的功率损耗，从而增大了所述第一级功率放大模块101的增益。

在第二工作模式下，即在放大低频信号时，由于电容单元C1呈现高阻抗，所述功率晶体管Q1的第三端输出的电流信号I中的大部分会经过所述电阻单元R1到地，即在第二工作模式下，流过电阻单元R1的电流信号变大，流过电容单元C1的电流信号变小，在电阻单元R1的阻值不变的情况下，电阻单元R1所产生的功率损耗将变大，此时第一级功率放大模块101产生较大的功率损耗，从而减小了所述第一级功率放大模块101的增益。

可选地，作为本实用新型的一个优选示例，所述电阻单元R1的阻值通常较小。比如：所述电阻单元R1设置为1欧姆。进一步地，所述电阻单元R1包括至少一个电阻元件。由于电阻的尺寸大小与阻值呈反比例关系。因此，在不考虑体积大小影响的情况下，所述电阻单元R1可以由单个电阻元件构成。在需要考虑体积大小影响的情况下，所述电阻单元R1也可以包括至少两个电阻元件，每一所述电阻元件之间相互并联连接。如图5所示，为本实用新型实施例在图3实施例的基础上提供的电阻单元R1示意图。所述电阻单元R1由至少两个电阻元件并联而成。

可选地，所述电阻单元R1和所述电容单元C1可以同步共接于地，也可以分别接地，具体根据实际需求设置，此处不做限制。

可选地，作为本实用新型的一个优选示例，所述增益调节模块20为可调电阻。当所述功率放大模块10处于第一工作模式，即当对高频信号进行功率放大时，将所述可调电阻的阻值调小，此时第一级功率放大模块101产生较小的功率损耗，从而增大所述功率放大模块10的增益。当所述功率放大模块10处于第二工作模式，即当对低频信号进行功率放大时，将所述可调电阻的阻值调大，此时第一级功率放大模块101产生较大的功率损耗，从而减小了所述功率放大模块10的增益。

综上所述，本实用新型实施例在功率放大器电路1的任一功率放大模块10上接入增益调节模块20，所述增益调节模块20被配置为在第一工作模式下提高所述功率放大模块的增益，在第二工作模式下降低所述功率放大模块的增益，从而在保证所述功率放大模块在高频工作模式下保持高增益的同时，在低频工作模式下不会因为增益过大而发生震荡，有效地优化了功率放大器电路1的性能。

以上所述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精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种功率放大器电路，其特征在于，包括：

被配置为接收输入射频信号的输入端；

被配置为输出放大后的射频信号的输出端；

串联式级联在所述输入端和所述输出端之间的至少一级功率放大模块；

增益调节模块，所述增益调节模块被配置为调节所述至少一级功率放大模块处于不同工作模式下的增益；

所述功率放大器电路包括第一级功率放大模块和第二级功率放大模块，所述第一级功率放大模块的第一端连接所述输入端，所述第一级功率放大模块的第二端通过耦合电容耦接到所述第二级功率放大模块的第一端，所述第二级功率放大模块的第二端连接所述输出端；

所述增益调节模块的第一端与所述第一级功率放大模块的第三端和/或所述第二级功率放大模块的第三端连接，所述增益调节模块的第二端接地。

2.如权利要求1所述的功率放大器电路，其特征在于，当所述功率放大模块处于第一工作模式，所述增益调节模块被配置为增大所述功率放大模块的增益，当所述功率放大模块处于第二工作模式，所述增益调节模块被配置为减小所述功率放大模块的增益。

3.如权利要求1所述的功率放大器电路，其特征在于，当所述功率放大模块由单一功率晶体管构成时，所述功率晶体管的第一端连接所述输入端，第二端连接所述功率放大模块的输出路径上，第三端与所述增益调节模块的第一端连接；

所述增益调节模块的第二端接地。

4.如权利要求1所述的功率放大器电路，其特征在于，当所述功率放大模块由若干个并联的功率晶体管构成时，所述若干个功率晶体管的第一端共接于所述输入端，所述若干个功率晶体管的第二端共接于所述功率放大模块的输出路径上；

每一功率晶体管对应一个增益调节模块，所述功率晶体管的第三端与对应的增益调节模块的第一端连接，所述增益调节模块的第二端接地。

5.如权利要求1-4任一项所述的功率放大器电路，其特征在于，所述增益调节模块包括一电阻单元和一电容单元；

所述电阻单元的第一端和所述电容单元的第一端之间的共接点与所述功率放大模块的第三端连接；

所述电阻单元的第二端和所述电容单元的第二端接地。

6.如权利要求5所述的功率放大器电路，其特征在于，所述电阻单元包括一个电阻元件。

7.如权利要求5所述的功率放大器电路，其特征在于，所述电阻单元包括至少两个电阻元件，每一所述电阻元件之间相互并联。

8.如权利要求5所述的功率放大器电路，其特征在于，所述电容单元的电容值与所述射频信号的频率呈反比。

9.如权利要求1-4任一项所述的功率放大器电路，其特征在于，所述增益调节模块为可调电阻。

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