[發明專利]一種射頻功率檢測電路

在審

• 申請號: 201410054571.3
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104849543A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 郭瑞;陳春青;王統;楊浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01R21/00
• 分類號: G01R21/00;H03F3/45;H03G3/30;H04B17/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及無線通信系統中的射頻功率檢測，尤其是一種射頻功率檢測電路。

背景技術

無線通信系統中，射頻功率放大器通常集成了射頻功率檢測電路，用于準確檢測射頻功率放大器的輸出端功率的大小，使系統能夠進行精確的功率水平控制。該射頻功率檢測電路需要有較大的功率檢測范圍，即需要有較寬的射頻信號的功率檢測范圍和較寬的射頻信號頻率范圍。

目前，射頻功率放大器大多采用異質結晶體管(Hetero?junction?Bipolar?Transistor，HBT)工藝制成，在HBT工藝制成的射頻功率放大器芯片內部采用二極管整流器電路作為射頻功率檢測電路來檢測輸出端功率的大小。如圖1所示，圖1為現有的射頻功率檢測電路的電路圖，現有的射頻功率檢測電路包括：第一電容C1，第一二極管D1，第一電阻R1和第二電容C2；輸入射頻信號為RF_IN，輸出檢測電壓V_OUT。

第一電容C1具有射頻信號耦合和隔直的作用；第一二極管D1對射頻信號進行整流，其偏置電壓由V_b提供，使其處于正向導通狀態；第一電阻R1和第二電容C2對整流后的射頻信號做低通濾波，并且為V_OUT設置直流基準電壓點。

第一電容C1的一端與輸射頻入信號相連，另一端與第一二極管D1的正極相連；偏置電壓V_b連接至第一二極管D1的正極；第一二極管D1負極與第一電阻R1一端相連，第一電阻R1的另一端接地。第二電容C2一端與第一二極管D1負極與第一電阻R1一端相連，另一端接地。輸出電壓節點位于第一二極管D1負極與第一電阻R1和第一電容C1的連接點。

射頻功率檢測電路的輸出電壓范圍是其關鍵性能指標。在現有的射頻功率檢測電路中，輸入信號功率越大，輸出檢測電壓的變化越大。輸入信號的功率大小從根本上決定了輸出檢測電壓范圍。

由此可見，現有的射頻功率檢測電路的輸出檢測電壓受限于輸入信號功率。只有當輸入信號功率的變化范圍足夠大時，電路才能輸出符合系統要求的檢測電壓變化范圍。因此，通常射頻功率檢測電路需要置于放大器的輸出端，以獲得足夠高的輸入功率。這種方案會對放大器形成一定的功率損失，同時檢測電壓也易受到輸出阻抗失配的影響。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為解決上述問題，本發明提出了一種射頻功率檢測電路，使得當信號輸入功率較小時也能輸出符合要求的直流電壓。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種射頻功率檢測電路，該射頻功率檢測電路包括偏置電路1、整流電路2和直流電壓放大電路3，輸入射頻信號為RF_IN，輸出檢測電壓V_OUT，其中：偏置電路1，用于確定整流電路2的靜態工作點；整流電路2，用于將射頻信號轉變為直流電壓信號；直流電壓放大電路3，用于對直流電壓信號進行放大處理，使得輸出檢測電壓范圍滿足指標要求。

上述方案中，所述偏置電路1由第一電阻R1、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2構成，其中：第一電阻R1和第一晶體管Q1、第二晶體管Q2形成串聯分壓關系，共同確定了輸出電壓，使得整流電路2中第一二極管D1處于正向導通狀態；第一電阻R1的一端連接電源VCC，另一端連接第一晶體管Q1的基極、集電極和整流電路2；第一晶體管Q1發射極連接至第二晶體管Q2的基極和集電極，第二晶體管Q2的發射極接地。

上述方案中，所述整流電路2由第一電容C1、第二電容C2、第一二極管D1、第二電阻R2構成，其中，第一電容C1具有耦合射頻信號和隔直的作用；第一二極管D1對射頻信號進行整流；第二電阻R2和第二電容C2對整流后的射頻信號做低通濾波，形成直流電壓，為直流電壓放大電路提供靜態偏置點，使得第三晶體管Q3工作在放大區。

上述方案中，所述第一電容C1的一端與輸射頻入信號RF_IN相連接，另一端與第一二極管D1的正極和偏置電路相連接；第一二極管D1負極與第二電阻R2一端相連接，第二電阻R2的另一端接地；第二電容C2一端接地，另一端與第一二極管D1負極和直流電壓放大電路相連接。

上述方案中，所述直流電壓放大電路3由第三電阻R3、第四電阻R4、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4連接構成，其中：第三晶體管Q3放大了整流電路的輸出直流電壓；第三電阻R3和第三晶體管Q3共同確定了第四晶體管Q4的靜態工作點；第四晶體管Q4進一步做了直流電壓放大；第四電阻R4和第四晶體管Q4共同確定了輸出直流電壓的偏置點。