[發明專利]一種功率放大器

在審

• 申請號: 201210349841.4
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102983822A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 李琛
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F3/24
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

?本發明涉及傳感器網絡技術，特別涉及一種用于無線傳感器網絡的可變增益的功率放大器。?

背景技術

現代科技發展的突飛猛進，使得作為信息獲取最重要和最基本的傳感器網絡技術也得到了極大的發展。傳感器信息獲取技術已經從過去的單一化逐漸向集成化、微型化、網絡化和智能化發展，結合各領域前沿技術、利用現代無線通信連接手段，一種具備信息綜合和處理能力以及交互式無線通信的新興傳感器技術——無線傳感器網絡便由此應運而生。?

無線傳感器網絡能夠通過各類集成化的微型傳感器互相協作并實時監測、感知和采集各種環境和監測對象的信息，并對收集到的信息進行處理后通過無線通信的方式發送給終端用戶，真正實現物理環境、信息世界、人類社會的交互和融合。因此，無線傳感器網絡具有非常廣闊的應用前景和巨大的商用價值。?

對于無線傳感器網絡而言，最重要的研究領域之一便是如何實現收發機的超低功耗，以及如何有效利用能量。通常來說，無線傳感器網絡組網的發射機電路功耗的大部分是被功率放大器的功耗所占據，因此，如何提升功率放大器的效率，是實現發射機超低功耗的重要命題。?

而且，由于現在無線傳感器網絡組網的發射機和接收機之間的距離往往隨著應用的需求不停地變化，因此，如何使無線傳感器網絡的發射機需具備實時調整增益的功能，對增益進行實時控制，以避免發射機不需要的功率消耗，是實現發射機超低功耗，提高發射機的效率的另一重要命題。?

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種增益可變的功率放大器，以根據不同需求調整功率放大器的增益，從而減少發射機的功率消耗，提高發射機的效率。?

為達成上述目的，本發明提供一種功率放大器，其包括第一級單元以及第二級單元；第一級單元接收鎖相環傳來的高頻脈沖信號并對其進行方波整形，以使脈沖信號的電平達到預設的閾值；其包括依次串接的第一反相器和第二反相器；第二級單元與所述第一級單元相耦接，接收經過方波整形的脈沖信號；其包括依次串接的第一增益放大模塊和至少一個第二增益放大模塊；第二增益放大模塊包括增益放大子模塊和增益控制子模塊；增益控制子模塊接收系統輸入的通斷控制信號，切換的相應增益放大子模塊的工作狀態，以使第二級單元輸出不同增益的放大信號。?

根據本發明的功率放大器，第一反相器包括兩個第一電容、第一NMOS管及第一PMOS管；其中，第一NMOS管的漏極和第一PMOS管的漏極連接作為其輸出端，第一PMOS管的源極接電源，第一NMOS管的源極接地，鎖相環傳來的高頻脈沖信號分別通過第一電容傳送到第一PMOS管的柵極及第一NMOS管的柵極。?

根據本發明的功率放大器，第二反相器包括兩個第二電容、第二NMOS管及第二PMOS管；其中，第二NMOS管的漏極和第二PMOS管的漏極連接作為其輸出端，第二PMOS管的源極接電源，第二NMOS管的源極接地，第一反相器輸出端輸出的脈沖信號分別通過第二電容傳送到第二PMOS管的柵極及第二NMOS管的柵極。?

根據本發明的功率放大器，第一增益放大模塊包括第三NMOS管及第三PMOS管；其中，第三NMOS管的漏極和第三PMOS管的漏極連接作為其輸出端，第三PMOS管的源極接電源，第三NMOS管的源極接地，第二反相器輸出端與第三PMOS管的柵極及第三NMOS管的柵極相連。?

根據本發明的功率放大器，所述增益控制子模塊包括反相器、第四NMOS管及第四PMOS管；其中，第四NMOS管的漏極和第四PMOS管的漏極連接作為其輸出端，第四PMOS管的源極接電源，第四NMOS管的源極接地，該通斷控制信號為柵極通斷控制信號，該反相器的輸出端與第四PMOS管的柵極相連，該反相器的輸入端接收柵極通斷控制信號且與第四NMOS管的柵極相連；其中增益放大子模塊，包括第五NMOS管及第五PMOS管；其中，第五PMOS管的漏極和第四PMOS管的漏極連接，且第五PMOS管的源極接電源，第五NMOS管的源極接地，第五NMOS管的漏極與第四NMOS管的漏極連接作為其輸出端。?

根據本發明的功率放大器，第二級單元還包括控制第二級單元工作狀態的第六PMOS管，第六PMOS管的源極接電源，第六PMOS管漏極與第一增益放大模塊中的第三PMOS管源極，以及第二增益放大模塊中的第五PMOS管源極相連。?

根據本發明的功率放大器，第一級單元的電源所述第二級單元的電源為兩個分離的不同電源，同樣，第一級單元的接地端與第二級單元的接地端分開。?