CN218829861U - 一种放大电路和设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种放大电路和设备，包括：共射放大模块、第一反馈模块、共基放大模块和第二反馈模块；共射放大模块的第一端用于接入待放大信号，共射放大模块的第一端还连接第一反馈模块的第一端，共射放大模块的第二端分别连接第一反馈模块的第二端、共基放大模块的第一端和第二反馈模块的第一端，共基放大模块的第二端连接第二反馈模块的第二端。在该放大电路中，通过设置第一反馈模块和第二反馈模块对反馈信号进行选频滤波，能在同等链路增益的情况下，可以提升反向隔离的性能、以及提升电路通带带宽。

Description

一种放大电路和设备

技术领域

本实用新型实施例涉及信号处理技术领域，特别涉及一种放大电路和设备。

背景技术

为实现低成本自主设计时，采用晶体放大管进行放大信号时，会因为放大管反向隔离度不够引起信号源频率抖动，引起信号质量恶化。

目前，为了解决该问题一般采用多级放大管串联，并在放大管之间加衰减器或隔离器件来提升射频通路的反向隔离，如图1所示，在放大管2和放大管4之间设置隔离器件3。然而，采用这种电路结构，电路结构复杂，链路增益虽然增加但反向隔离提升性能较低，另外，这种电路结构中，晶体管放大电路受器件特性影响，电路增益随频率增大而降低，3dB带宽较窄难以满足宽频电路设计需求。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种放大电路和设备，可以提升反向隔离的性能，且能提升电路通带带宽。

为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种放大电路，包括：共射放大模块、第一反馈模块、共基放大模块和第二反馈模块；所述共射放大模块的第一端用于接入待放大信号，所述共射放大模块的第一端还连接所述第一反馈模块的第一端，所述共射放大模块的第二端分别连接所述第一反馈模块的第二端、所述共基放大模块的第一端和所述第二反馈模块的第一端，所述共基放大模块的第二端连接所述第二反馈模块的第二端；其中，所述共射放大模块用于根据所述待放大信号和所述第一反馈模块输出的第一反馈信号，产生第一放大信号；所述第一反馈模块用于对所述第一放大信号进行选频滤波后，得到所述第一反馈信号；所述共基放大模块用于根据所述第一放大信号和所述第二反馈模块输出的第二反馈信号，产生第二放大信号；所述第二反馈模块用于对所述第二放大信号进行选频滤波后，得到所述第二反馈信号。

在一些实施例中，所述放大电路还包括偏置模块；所述偏置模块的第一端用于连接电源，所述偏置模块的第二端连接所述共基放大模块的第三端，所述偏置模块的第三端连接所述共射放大模块的第一端。

在一些实施例中，所述偏置模块包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻的第一端用于连接所述电源，所述第一电阻的第二端分别连接所述第二电阻的第一端和所述共基放大模块的第三端，所述第二电阻的第二端分别连接所述第三电阻的第一端和所述共射放大模块的第一端，所述第三电阻的第二端接地。

在一些实施例中，所述共射放大模块包括第一晶体管；所述第一晶体管的第一端用于接入所述待放大信号，所述第一晶体管的第一端分别连接所述偏置模块的第三端和所述第一反馈模块的第一端，所述第一晶体管的第二端分别连接所述第一反馈模块的第二端和所述共基放大模块的第一端，所述第一晶体管的第三端接地。

在一些实施例中，所述共基放大模块包括第二晶体管和第一电容；所述第二晶体管的第一端分别连接所述共射放大模块的第二端和所述第二反馈模块的第一端，所述第二晶体管的第二端分别连接所述偏置模块的第二端和所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端接地，所述第二晶体管的第三端分别连接所述第二反馈模块的第二端和所述电源。

在一些实施例中，所述共基放大模块还包括第四电阻和电感；所述第四电阻的第一端分别连接所述电源和所述电感的第一端，所述第四电阻的第二端分别连接所述电感的第二端和所述第二晶体管的第三端。

在一些实施例中，所述放大电路还包括第二电容、第三电容和第四电容；所述第二电容的第一端用于接入所述待放大信号，所述第二电容的第二端连接所述共射放大模块的第一端，所述第三电容连接在所述共基放大模块的第二端和所述第二反馈模块的第二端之间，所述第四电容的第一端连接所述第二反馈模块的第二端。

在一些实施例中，所述放大电路还包括第五电容；所述第五电容的第一端连接所述电源，所述第五电容的第二端接地。

在一些实施例中，所述第一反馈模块和所述第二反馈模块均包括谐振电路。

第二方面，本实用新型实施例提供一种设备，该设备包括如第一方面任意一项所述的放大电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中提供一种放大电路和设备，包括：共射放大模块、第一反馈模块、共基放大模块和第二反馈模块；共射放大模块的第一端用于接入待放大信号，共射放大模块的第一端还连接第一反馈模块的第一端，共射放大模块的第二端分别连接第一反馈模块的第二端、共基放大模块的第一端和第二反馈模块的第一端，共基放大模块的第二端连接第二反馈模块的第二端；其中，共射放大模块用于根据待放大信号和第一反馈模块输出的第一反馈信号，产生第一放大信号；第一反馈模块用于对第一放大信号进行选频滤波后，得到第一反馈信号；共基放大模块用于根据第一放大信号和第二反馈模块输出的第二反馈信号，产生第二放大信号；第二反馈模块用于对第二放大信号进行选频滤波后，得到第二反馈信号。在该放大电路中，通过设置第一反馈模块和第二反馈模块对反馈信号进行选频滤波，能在同等链路增益的情况下，可以提升反向隔离的性能、以及提升电路通带带宽。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是现有技术中提供的一种放大电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种放大电路的结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的一种放大电路的电路结构示意图；

图4是采用图1所示电路结构中的增益、隔离指标示意图；

图5是采用图3中去除第一反馈模块和第二反馈模块的电路结构的增益、隔离指标示意图；

图6是采用图1所示电路结构的反向隔离指标示意图；

图7是采用图3所示电路结构的反向隔离指标示意图；

图8是采用图1所示电路结构的增益通带示意图；

图9是采用图3所示电路结构的增益通带示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

第一方面，本实用新型实施例提供一种放大电路，请参阅图2，该放大电路包括：共射放大模块10、第一反馈模块20、共基放大模块30和第二反馈模块40。

共射放大模块10的第一端用于接入待放大信号，共射放大模块10的第一端还连接第一反馈模块20的第一端，共射放大模块10的第二端分别连接第一反馈模块20的第二端、共基放大模块30的第一端和第二反馈模块40的第一端，共基放大模块30的第二端连接第二反馈模块40的第二端。

其中，共射放大模块10用于根据待放大信号和第一反馈模块20输出的第一反馈信号，产生第一放大信号。第一反馈模块20用于对第一放大信号进行选频滤波后，得到第一反馈信号。共基放大模块30用于根据第一放大信号和第二反馈模块40输出的第二反馈信号，产生第二放大信号。第二反馈模块40用于对第二放大信号进行选频滤波后，得到第二反馈信号。

在该放大电路中，共射放大模块10的放大倍数为β，共基放大模块30的放大倍数为(β-1)/β，这样，共射放大模块10和共基放大模块30级联后的增益为β-1倍。另外，在该放大电路中，通过第一反馈模块20和第二反馈模块40分别对第一放大信号和第二放大信号进行选频滤波后，得到第一反馈信号和第二反馈信号，并分别将第一反馈信号输出至共射放大模块10中放大、将第二反馈信号输出至共基放大模块30中放大，通过设置第一反馈模块20和第二反馈模块40，可以让特定频段的信号分别反馈至共射放大模块10的第一端和共基放大模块30的第一端，不仅提升了反向隔离特性，而且还能提升电路通带带宽。可见，相比于采用多级放大管中间设置衰减器或隔离器件的方式，本实用新型提供的放大电路结构简单，可缩小电路板布板面积，且能在同等链路增益的情况下，可以提升反向隔离的性能、以及提升电路通带带宽。

在其中一些实施例中，请参阅图3，放大电路还包括偏置模块50；偏置模块50的第一端用于连接电源VCC，偏置模块50的第二端连接共基放大模块30的第三端，偏置模块50的第三端连接共射放大模块10的第一端。该偏置模块50用于为共基放大模块30和共射放大模块10提供偏置电流，确定共基放大模块30和共射放大模块10的静态工作点，保证二者处于正常放大的工作状态。

在其中一些实施例中，请参阅图3，偏置模块50包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；第一电阻R1的第一端用于连接电源VCC，第一电阻R1的第二端分别连接第二电阻R2的第一端和共基放大模块30的第三端，第二电阻R2的第二端分别连接第三电阻R3的第一端和共射放大模块10的第一端，第三电阻R3的第二端接地GND。实际应用中，通过选取第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值，可为共基放大模块30和共射放大模块10提供合适的偏置电流。

在其中一些实施例中，请参阅图3，共射放大模块10包括第一晶体管Q1；第一晶体管Q1的第一端用于接入待放大信号，第一晶体管Q1的第一端分别连接偏置模块50的第三端和第一反馈模块20的第一端，第一晶体管Q1的第二端分别连接第一反馈模块20的第二端和共基放大模块30的第一端，第一晶体管Q1的第三端接地GND。

具体的，请继续参阅图3，第一晶体管Q1为第一NPN三极管，其中，第一NPN三极管的基极用于接入待放大信号，第一NPN三极管的基极分别连接偏置模块50的第三端和第一反馈模块20的第一端，第一NPN三极管的集电极分别连接第一反馈模块20的第二端和共基放大模块30的第一端，第一NPN三极管的发射极接地GND。实际应用中，第一晶体管Q1还可以选用NMOS管、或者其他一切合适的器件。

在其中一些实施例中，请参阅图3，共基放大模块30包括第二晶体管Q2和第二电容C2；第二晶体管Q2的第一端分别连接共射放大模块10的第二端和第二反馈模块40的第一端，第二晶体管Q2的第二端分别连接偏置模块50的第二端和第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地GND，第二晶体管Q2的第三端分别连接第二反馈模块40的第二端和电源VCC。

具体的，请继续参阅图3，第二晶体管Q2为第二NPN三极管，其中，第二NPN三极管的发射极分别连接第一NPN三极管的集电极和第二反馈模块40的第一端，第二NPN三极管的基极分别连接偏置模块50的第二端和第二电容C2的第一端，第二NPN三极管的集电极分别连接第二反馈模块40的第二端和电源VCC。实际应用中，第二晶体管Q2还可以选用NMOS管、或者其他一切合适的器件。

在其中一些实施例中，请参阅图3，共基放大模块30还包括第四电阻R4和电感L；第四电阻R4的第一端分别连接电源VCC和电感L的第一端，第四电阻R4的第二端分别连接电感L的第二端和第二晶体管Q2的第三端。通过设置电感L，可以吸收共基放大模块30输出的交流信号，避免损坏电源VCC，提高放大电路工作的安全性。

在其中一些实施例中，请参阅图3，放大电路包括第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；第二电容C2的第一端用于接入待放大信号，第二电容C2的第二端连接共射放大模块10的第一端，第三电容C3连接在共基放大模块30的第二端和第二反馈模块40的第二端之间，第四电容C4的第一端连接第二反馈模块40的第二端。具体的，第二电容C2的第一端用于连接信号源1，第二电容C2的第二端连接第一NPN三极管的基极和第二电阻R2的第一端，第三电容C3连接在第二NPN三极管的集电极和第二反馈模块40的第二端，第四电容C4的第二端用于连接负载5。信号源1用于产生待放大信号，通过设置第二电容C2，可对信号源1和放大电路进行耦合隔离，为待放大信号提供交流通路，通过设置第三电容C3和第四电容C4，可对负载5和放大电路进行耦合隔离，并为第二放大信号提供交流通路。

在其中一些实施例中，请参阅图3，放大电路包括第五电容C5；第五电容C5的第一端连接电源VCC，第五电容C5的第二端接地GND。通过设置第五电容C5，可对电源VCC进行滤波，提高放大电路的抗干扰能力。

在其中一些实施例中，第一反馈模块和第二反馈模块均包括谐振电路。其中，谐振电路可以采用现有技术中一切合适的LC谐振电路，其具体结构可参照现有技术，在此不做限定。

具体的，第一反馈模块可采用二阶谐振电路、第二反馈模块可采用三阶谐振电路。首先请参阅图4和图5，当采用图3中去除第一反馈模块和第二反馈模块的电路结构时，相比于图1所示的电路结构，可以在不增加链路增益的情况下可以提升链路反向隔离；接着，请参阅图6和图7，当图采用图3所示的电路结构时，相比于图1所示的电路结构，可以在相同增益情况下，提升链路反向隔离，由图可知在相同增益情况下反向隔离至少有20dB以上的提升，且通带内波动较小；最后，请参阅图8和图9，可知，在相同的增益下改进后3dB带宽大于2GHz，而图1所示的电路结构只能做到200MHz左右，即采用本实施例中的电路结构可让3dB通带范围拓宽10倍左右。实际应用中，第一反馈模块和第二反馈模块的阶数可自由设置。其中，图4、图6和图8分别为图1所示结构中放大管2采用共射电路、放大管4采用共射电路时对应的各项指标示意图。dB(S(2,1))和dB(S(4,3))为增益强度、dB(S(1,2))和dB(S(3,4))为隔离强度。

综上，相比于采用多级放大管中间设置衰减器或隔离器件的方式，本实用新型提供的放大电路结构简单，且能在同等链路增益的情况下，可以提升反向隔离的性能、以及提升电路通带带宽，而且采用共射共基电路，能提升电路稳定性能。另外，后续可以根据频段需求调整第一反馈模块和第二反馈模块，提高应用场景，例如可让带宽优化至6GHz，以满足sub-6频段应用场景。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种设备，该设备包括如第一方面任意一项的放大电路。该设备可以是电台等信号收发设备。在本实施例中，放大电路具有如与第一方面任意一项所述的放大电路相同的结构与功能，在此不再赘述。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；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范围。

Claims (10)

1.一种放大电路，其特征在于，包括：共射放大模块、第一反馈模块、共基放大模块和第二反馈模块；

所述共射放大模块的第一端用于接入待放大信号，所述共射放大模块的第一端还连接所述第一反馈模块的第一端，所述共射放大模块的第二端分别连接所述第一反馈模块的第二端、所述共基放大模块的第一端和所述第二反馈模块的第一端，所述共基放大模块的第二端连接所述第二反馈模块的第二端；

其中，所述共射放大模块用于根据所述待放大信号和所述第一反馈模块输出的第一反馈信号，产生第一放大信号；

所述第一反馈模块用于对所述第一放大信号进行选频滤波后，得到所述第一反馈信号；

所述共基放大模块用于根据所述第一放大信号和所述第二反馈模块输出的第二反馈信号，产生第二放大信号；

所述第二反馈模块用于对所述第二放大信号进行选频滤波后，得到所述第二反馈信号。

2.根据权利要求1所述的放大电路，其特征在于，所述放大电路还包括偏置模块；

所述偏置模块的第一端用于连接电源，所述偏置模块的第二端连接所述共基放大模块的第三端，所述偏置模块的第三端连接所述共射放大模块的第一端。

3.根据权利要求2所述的放大电路，其特征在于，所述偏置模块包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的第一端用于连接所述电源，所述第一电阻的第二端分别连接所述第二电阻的第一端和所述共基放大模块的第三端，所述第二电阻的第二端分别连接所述第三电阻的第一端和所述共射放大模块的第一端，所述第三电阻的第二端接地。

4.根据权利要求2或3所述的放大电路，其特征在于，所述共射放大模块包括第一晶体管；

所述第一晶体管的第一端用于接入所述待放大信号，所述第一晶体管的第一端分别连接所述偏置模块的第三端和所述第一反馈模块的第一端，所述第一晶体管的第二端分别连接所述第一反馈模块的第二端和所述共基放大模块的第一端，所述第一晶体管的第三端接地。

5.根据权利要求2或3所述的放大电路，其特征在于，所述共基放大模块包括第二晶体管和第一电容；

所述第二晶体管的第一端分别连接所述共射放大模块的第二端和所述第二反馈模块的第一端，所述第二晶体管的第二端分别连接所述偏置模块的第二端和所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端接地，所述第二晶体管的第三端分别连接所述第二反馈模块的第二端和所述电源。

6.根据权利要求5所述的放大电路，其特征在于，所述共基放大模块还包括第四电阻和电感；

所述第四电阻的第一端分别连接所述电源和所述电感的第一端，所述第四电阻的第二端分别连接所述电感的第二端和所述第二晶体管的第三端。

7.根据权利要求2或3所述的放大电路，其特征在于，所述放大电路还包括第二电容、第三电容和第四电容；

所述第二电容的第一端用于接入所述待放大信号，所述第二电容的第二端连接所述共射放大模块的第一端，所述第三电容连接在所述共基放大模块的第二端和所述第二反馈模块的第二端之间，所述第四电容的第一端连接所述第二反馈模块的第二端。

8.根据权利要求2或3所述的放大电路，其特征在于，所述放大电路还包括第五电容；

所述第五电容的第一端连接所述电源，所述第五电容的第二端接地。

9.根据权利要求2或3所述的放大电路，其特征在于，所述第一反馈模块和所述第二反馈模块均包括谐振电路。

10.一种设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的放大电路。

Images