[發(fā)明專利]一種用于功率放大器的自偏置功率檢測(cè)電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410053985.4
• 申請(qǐng)日: 2014-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN104852695A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳春青;郝明麗;郭瑞;楊浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H03F3/20
• 分類號(hào): H03F3/20;H03F1/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應(yīng)用于WiFi、GSM、TD-SCDMA、WCDMA、LTE等便攜式設(shè)備中的功率檢測(cè)結(jié)構(gòu)，尤其是一種用于功率放大器的自偏置功率檢測(cè)電路。

背景技術(shù)

功率放大器是無(wú)線收發(fā)機(jī)中的重要結(jié)構(gòu)，也是主要的耗電結(jié)構(gòu)。功率放大器采用功率檢測(cè)電路，可以實(shí)時(shí)反映輸出功率的變化情況，再利用其他電路結(jié)構(gòu)可對(duì)功率放大器進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，從而提高功率放大器的效率。如圖1所示，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中功率檢測(cè)電路與功率放大器的連接關(guān)系框圖。

現(xiàn)有的功率檢測(cè)結(jié)構(gòu)通常包括信號(hào)采集、信號(hào)放大和信號(hào)整形幾個(gè)部分。其中信號(hào)放大如果利用晶體管實(shí)現(xiàn)，就需要對(duì)其進(jìn)行合理偏置。而信號(hào)整形采用的二極管或二極管結(jié)構(gòu)也需要合理偏置，使其工作在臨界導(dǎo)通區(qū)，從而提高功率檢測(cè)的范圍。但是偏置電路會(huì)增加功率檢測(cè)電路的面積，增加了片上功率檢測(cè)電路的應(yīng)用成本。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于功率放大器的自偏置功率檢測(cè)電路，以解決如何對(duì)功率檢測(cè)電路中的晶體管進(jìn)行合理偏置，使其既能正常工作，又能最大程度的縮小其芯片占用面積。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于功率放大器的自偏置功率檢測(cè)電路，該自偏置功率檢測(cè)電路包括信號(hào)采集電路1、信號(hào)放大電路2和信號(hào)整形電路3，其中：信號(hào)采集電路1用于從被檢測(cè)電路中采集信號(hào)，并能夠控制采集的信號(hào)大小；信號(hào)放大電路2用于對(duì)信號(hào)采集電路1采集的信號(hào)進(jìn)行放大，以實(shí)現(xiàn)足夠的輸出電平信號(hào)；信號(hào)整形電路3用于對(duì)放大后信號(hào)進(jìn)行整形和濾波，從而輸出平滑的電平信號(hào)。

上述方案中，所述信號(hào)采集電路1采用電容耦合的方式實(shí)現(xiàn)，包括一個(gè)耦合電容C1，耦合電容C1串接在該自偏置功率檢測(cè)電路的功率檢測(cè)輸入端RFin與信號(hào)放大電路2的信號(hào)放大晶體管HBT2的基極之間。所述信號(hào)采集電路1采用電容耦合的形式能夠通過(guò)控制電容的取值大小直接有效的控制信號(hào)采集量的大小，耦合電容C1的取值越大采集信號(hào)也越大。

上述方案中，所述信號(hào)放大電路2采用信號(hào)放大晶體管HBT2共射極形式實(shí)現(xiàn)，包括扼流電感L2、第一電阻R1和信號(hào)放大晶體管HBT2，其中：扼流電感L2連接于信號(hào)放大晶體管HBT2的集電極，為信號(hào)放大晶體管HBT2進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)阻止交流信號(hào)泄露、導(dǎo)通直流電源信號(hào)的作用；第一電阻R1是自偏置電阻，連接于信號(hào)放大晶體管HBT2的集電極與基極之間，利用第一電阻R1分壓的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)放大晶體管HBT2的合理偏置；晶體管HBT2采用自偏置形式使其工作在導(dǎo)通狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信號(hào)的放大。

上述方案中，所述信號(hào)整形電路3包括采用二極管連接方式連接的晶體管HBT3和由第二電阻R2和第二電容C2構(gòu)成的RC濾波電路兩部分，其中：采用二極管連接的方式使得晶體管HBT3在串聯(lián)通路中起到二極管的作用，只導(dǎo)通半個(gè)周期的射頻信號(hào)；RC濾波電路則對(duì)半個(gè)周期的射頻信號(hào)進(jìn)行濾波，將高頻諧波信號(hào)濾除輸出平滑的電平信號(hào)。

上述方案中，在所述信號(hào)整形電路3中，晶體管HBT3的基極與集電極短接在一起形成二極管結(jié)構(gòu)的輸入端，然后將其直接與信號(hào)放大晶體管HBT2的集電極相連接；晶體管HBT3的發(fā)射極再與一端接地的第二電阻R2和第二電容C2并聯(lián)，輸出的電平信號(hào)V_DET能實(shí)時(shí)反映出功率放大器OUTPUT端輸出功率的變化。

(三)有益效果

從上述方案可以看出，本發(fā)明具有下述有益效果：

1、本發(fā)明提供的用于功率放大器的自偏置功率檢測(cè)電路，采用自偏置結(jié)構(gòu)對(duì)功率檢測(cè)電路中的放大晶體管進(jìn)行偏置，簡(jiǎn)便有效的使放大晶體管正常工作并放大采集信號(hào)，從而確保了功率檢測(cè)電路能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出功率放大器的輸出功率變化。整體電路的偏置只使用了一個(gè)電阻，最大程度的減小了偏置電路對(duì)芯片面積的占用，降低了片上功率檢測(cè)電路的應(yīng)用成本。

2、本發(fā)明提供的用于功率放大器的自偏置功率檢測(cè)電路，采用自偏置結(jié)構(gòu)進(jìn)行偏置，節(jié)省了功率檢測(cè)電路中復(fù)雜的偏置電路結(jié)構(gòu)，減小了其芯片占用面積，降低了片上功率檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)的應(yīng)用成本。采用電容耦合的形式對(duì)功率放大器的信號(hào)進(jìn)行采集，該功率檢測(cè)電路可以得到正比于功率放大器輸出功率的電壓信號(hào)。

3、本發(fā)明提供的用于功率放大器的自偏置功率檢測(cè)電路，采用簡(jiǎn)便的電路形式，利用電阻實(shí)現(xiàn)晶體管的自偏置，簡(jiǎn)單有效的減小了功率檢測(cè)電路的芯片占用面積。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中功率檢測(cè)電路與功率放大器的連接關(guān)系框圖；