本發(fā)明涉及檢測電路領(lǐng)域，尤其涉及一種功率檢測電路、功率放大器模塊及功率校準(zhǔn)電路。

背景技術(shù)：

為了準(zhǔn)確控制射頻發(fā)射芯片的輸出功率，射頻芯片需要有功率校準(zhǔn)電路，其中的功率檢測器(Power Detector，PD)檢測功率放大器(Power Amplifier，PA)的輸出功率，并將該信息送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital，ADC)，數(shù)字電路(Digital Baseband，DB)通過從ADC讀到的信息來調(diào)節(jié)發(fā)射芯片各個(gè)模塊的增益，得到準(zhǔn)確的輸出功率。

現(xiàn)有技術(shù)中，功率檢測電路是基于V_det×I_det來實(shí)現(xiàn)的，其中V_det是所述PA輸出晶體管漏端的電壓，而I_det是通過一個(gè)復(fù)制的所述PA的跨導(dǎo)級得到，所述輸出功率檢測電路的增益：G＝(PA_out＝V_out×I_out)/(PD_out＝V_det×I_det)。

在這種情況下，所述功率檢測電路的增益與負(fù)載的阻抗相關(guān)，因此使所述PD不能夠提供可靠的檢測精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是如何消除負(fù)載的阻抗對功率檢測電路的增益的影響，提高功率檢測的精度。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種功率檢測電路，所述電路包括：巴倫、電流檢測單元、衰減器和乘法器，其中：

所述巴倫的輸入端連接功率放大器的輸出端，第二輸出端連接地，第一輸出端連接負(fù)載的第一端及所述衰減器的第一端；

所述電流檢測單元與所述巴倫耦合連接，與所述乘法器耦接，適于檢測所述功率放大器的電流和相位校準(zhǔn)；

所述衰減器的第二端與所述乘法器耦接；

所述乘法器與所述功率檢測電路的輸出端耦接，所述乘法器適于將所述電流檢測單元檢測出的電流與檢測到的電壓相乘。

可選地，所述的功率檢測電路，還包括：耦接在所述衰減器及所述乘法器之間的第二相位校準(zhǔn)單元。

可選地，第二相位校準(zhǔn)單元，包括：電阻和電容串聯(lián)形成的延時(shí)網(wǎng)絡(luò)。

可選地，所述電流檢測單元，包括：感應(yīng)線圈和電容并聯(lián)形成的諧振網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種功率放大器模塊，所述功率放大器模塊包括功率放大器，以及所述的功率檢測電路，所述功率檢測電路設(shè)置在所述功率放大器輸出端。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種功率校準(zhǔn)電路，所述校準(zhǔn)電路包括：功率放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、增益調(diào)節(jié)器及調(diào)制器，以及所述的功率檢測電路，其中：

所述功率放大器一端耦接所述調(diào)制器，另一端耦接所述功率檢測電路；

所述功率檢測電路，一端耦接所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，另一端耦接所述調(diào)制器，適于檢測功率放大器的輸出功率信號(hào)；

所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，一端耦接所述功率檢測電路，另一端耦接所述處理器，適于將所述功率檢測電路檢測得到的輸出功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，得到所述功率放大器的輸出功率值；

所述處理器，一端耦接所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，另一端耦接至所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，適于根據(jù)接收到的所述功率放大器的輸出功率值，輸出控制調(diào)節(jié)信號(hào)，所述控制調(diào)節(jié)信號(hào)適于調(diào)節(jié)所述增益調(diào)節(jié)器、所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器以及所述調(diào)制器至少其中之一的增益；

所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，一端耦接所述處理器，另一端耦接所述增益調(diào)節(jié)器，適于將所述控制調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)；

所述增益調(diào)節(jié)器，一端耦接所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，另一端耦接所述調(diào)制器。

可選地，所述處理器為數(shù)字基帶電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過與巴倫耦合連接的電流檢測單元內(nèi)的感應(yīng)線圈所檢測得到的電流大小可以真實(shí)反映功率放大器的輸出電流大小，與負(fù)載阻抗的大小無關(guān)，且檢測功率放大器的輸出電壓是在經(jīng)過巴倫之后檢測的，故不受巴倫的插入損耗影響，且通過所述電流檢測單元還可以進(jìn)行相位校準(zhǔn)，消除由于寄生等非理想因素帶來的相位偏差。因此，本發(fā)明實(shí)施例中的功率檢測電路的增益不受負(fù)載的阻抗的影響，故可以提高功率檢測的精度。

進(jìn)一步，通過設(shè)置第二相位校準(zhǔn)單元，可以改變延時(shí)來精確地校準(zhǔn)相位，從而可以更加提高功率檢測的精度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種功率檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中的一種功率檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中的另一種功率檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中的一種功率校準(zhǔn)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，目前的功率檢測電路包括：巴倫102、衰減器103、功率放大器101的跨導(dǎo)級電路104、乘法器105、相位校準(zhǔn)單元106及功率檢測電路的輸出端107，其中：

所述巴倫102的輸入端與功率放大器101輸出端及所述衰減器103耦接；

所述功率放大器的跨導(dǎo)級電路104與所述功率放大器101的輸入端耦接；

所述巴倫102的第二輸出端接地，第一輸出端與負(fù)載108耦接；

所述衰減器103與所述相位校準(zhǔn)單元106耦接；

所述功率放大器的跨導(dǎo)級電路104與所述乘法器105的一端耦接；

所述乘法器105與所述相位校準(zhǔn)單元106耦接；

所述乘法器105與所述功率檢測電路的輸出端107耦接。

所述功率檢測電路是通過檢測功率放大器的輸出電壓V_det及功率放大器的輸出電流I_det，并利用所述乘法器105基于P_det＝V_det×I_det來得到檢測結(jié)果P_det的，其中，V_det是功率放大器輸出晶體管漏端的電壓，而I_det是通過一個(gè)復(fù)制的功率放大器的跨導(dǎo)級電路104來得到的。

因?yàn)楣β史糯笃?01的輸出端連接比較大的寄生電容109，所以電流會(huì)在所述寄生電容109與負(fù)載阻抗108之間分流，由圖1中可以得到功率放大器的輸出電流I_out為：

$I_{out}=G_m{V}_{in}\frac{Z_c}{Z_c+Z_L}---\left(1\right)$

所以所述功率檢測電路的檢測電流I_det與所述電路功率放大器的輸出電流I_out的比值為：

$\frac{I_{\det }}{I_{out}}=\frac{{\mathrm{\αG}}_m{V}_{in}}{G_m{V}_{in}\frac{Z_c}{Z_c+Z_L}}=\frac{\mathrm{\α}(Z_c+Z_L)}{Z_c}---\left(2\right)$

由公式(2)可以看出，當(dāng)負(fù)載阻抗Z_L變化時(shí)，功率放大器的輸出電流I_out會(huì)發(fā)生變化，但是所述功率檢測電路檢測到的電路I_det并不能準(zhǔn)確反映I_out的變化，由此所述功率檢測電路會(huì)存在一定的檢測誤差。

并且因?yàn)榘蛡惖牟迦霌p耗IL也會(huì)隨著所述負(fù)載阻抗Z_L的變化而變化，而在圖1中功率檢測電路中檢測的電壓V_det是巴倫插入之前的電壓，所以P_det＝V_det×I_det與P_out＝V_out×I_out的比值，即功率檢測電路的增益G為：

$G=\frac{P_{\det }}{P_{out}}=\frac{P_{out}+IL}{P_{out}}---\left(3\right)$

從公式(3)可以看出，增益G并不為常數(shù)，而是一個(gè)與負(fù)載阻抗Z_L有關(guān)的值，也就是說功率檢測電路的增益受到負(fù)載阻抗Z_L的影響。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)所述的功率檢測電路的增益G受到負(fù)載阻抗Z_L的影響的問題，提高功率檢測的精度，本發(fā)明實(shí)施例中提供了相應(yīng)的功率檢測電路，通過與巴倫耦合連接的電流檢測單元內(nèi)的感應(yīng)線圈所檢測得到的電流大小可以真實(shí)反映功率放大器的輸出電流大小，與負(fù)載阻抗的大小無關(guān)，且檢測功率放大器的輸出電壓是在經(jīng)過巴倫之后檢測的，故不受巴倫的插入損耗影響， 且通過所述電流檢測單元還可以進(jìn)行相位校準(zhǔn)，消除由于寄生等非理想因素帶來的相位偏差。因此，本發(fā)明實(shí)施例中的功率檢測電路的增益不受負(fù)載的阻抗的影響，故可以提高功率檢測的精度。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例中的一種功率檢測電路的結(jié)構(gòu)圖。從圖2可以看到，所述功率檢測電路包括：巴倫202、電流檢測單元203、衰減器204及乘法器205，其中：

所述巴倫202的輸入端連接功率放大器201的輸出端，所述巴倫202的第二輸出端連接地，第一輸出端連接負(fù)載206及所述衰減器204的第一端；

所述電流檢測單元203與所述巴倫202耦合連接，與所述乘法器205耦接適于檢測所述功率放大器201的電流和相位校準(zhǔn)；

所述衰減器204的第二端與所述乘法器205耦接；

所述乘法器205與所述功率檢測電路的輸出端207耦接，所述乘法器205適于將所述電流檢測單元檢測出的電流與檢測到的電壓相乘。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述電流檢測單元203，可以包括：感應(yīng)線圈和電容并聯(lián)形成的諧振網(wǎng)絡(luò)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，通過在所述巴倫內(nèi)或者巴倫的旁邊放置一感應(yīng)線圈檢測所述功率放大器的輸出電流，此處對所述感應(yīng)線圈的具體位置不做限定。

在具體實(shí)施中，假設(shè)功率放大器的輸出電壓V_out和輸出電流I_out為：

V_out＝V cos(ωt+θ₁) (4)

I_out＝I cos(ωt+θ₂) (5)

則對應(yīng)的輸出功率PA_out為：

PA_out＝VI cos(θ₁-θ₂)＝VI cosθ (6)

其中θ為所述功率放大器的輸出電壓和所述輸出電流之間的相位差，即θ＝θ₁-θ₂。而功率檢測電路檢測出的電壓V_det和電流I_det分別為：

V_det＝αV cos(ωt+θ₁) (7)

I_det＝βI cos(ωt+θ₂+φ) (8)

其中φ是由于寄生等非理想因素帶來的相位偏差。相應(yīng)地，所述乘法器205適于將所述電流檢測單元檢測出的電流與檢測到的電壓相乘，從而可以得到功率檢測電路的輸出端207檢測到的功率PD_out為：

PD_out＝αβVI cos(θ+φ) (9)

則整個(gè)功率檢測電路的增益G為：

$\frac{{\mathrm{PD}}_{out}}{{\mathrm{PA}}_{out}}=\mathrm{\α}\mathrm{\β}\frac{cos(\mathrm{\θ}+\mathrm{\φ})}{\cos \left(\mathrm{\θ}\right)}---\left(10\right)$

由上式(10)可以看到，由于所述相位偏差φ的存在，當(dāng)負(fù)載阻抗Z_L發(fā)生變化時(shí)，所述功率放大器的輸出電壓和所述輸出電流之間的相位差θ會(huì)發(fā)生變化，因此上式(10)并不能夠保持恒定，即整個(gè)功率檢測電路的增益G并不為常數(shù)。

在具體實(shí)施中，本發(fā)明的實(shí)施例中包括了所述電流檢測單元203，所述電流檢測單元203為感應(yīng)線圈L和電容C的并聯(lián)形成的諧振網(wǎng)絡(luò)，適于通過調(diào)整所述電容C的大小來改變I_det的相位，得到相位調(diào)整后的檢測電流I_det為：

最終得到功率檢測電路的增益G”為：

理論上只要就對所述功率檢測電路的增益G進(jìn)行了相位校準(zhǔn)，所述增益G即是一個(gè)恒定值，從而可以消除負(fù)載的阻抗對功率檢測電路的增益的影響，從而可以提高功率檢測的精度。

上述實(shí)施例中的輸出功率檢測電路，因?yàn)榕c巴倫耦合連接的電流檢測單元所檢測得到的電流大小可以真實(shí)反映功率放大器的輸出電流大小，與負(fù)載阻抗的大小無關(guān)，且檢測功率放大器的輸出電壓是在經(jīng)過巴倫之后檢測的， 故不受巴倫的插入損耗影響，且所述電流檢測單元還可以進(jìn)行相位校準(zhǔn)，消除由于寄生等非理想因素帶來的相位偏差。

綜上可知，所述本發(fā)明實(shí)施例中的功率檢測電路的增益不受負(fù)載的阻抗的影響，故可以提高功率檢測的精度。

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例中的另一種功率檢測電路的結(jié)構(gòu)圖。相對于上一實(shí)施例，所述功率檢測電路還可以包括：第二相位校準(zhǔn)單元208，其中所述第二相位校準(zhǔn)單元208耦接在所述衰減器204及乘法器205之間。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第二相位校準(zhǔn)單元208可以由電阻和電容串聯(lián)組成的延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的組成。

所述第二相位校準(zhǔn)單元208適于通過改變RC延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)來改變V_det的相位，可以得到功率檢測電路檢測到的電壓V_det為：

V_det^＝αV cos(ωt+θ₁+α) (13)

最終得到功率檢測電路的增益G^為：

$G^=\frac{{\mathrm{PD}}_{out}}{{\mathrm{PA}}_{out}^}=\mathrm{\α}\mathrm{\β}\frac{cos(\mathrm{\θ}+\mathrm{\φ}+\mathrm{\α})}{\cos \left(\mathrm{\θ}\right)}---\left(14\right)$

理論上只要就進(jìn)行了相位校準(zhǔn)，所述功率檢測電路的增益G即是一個(gè)恒定值，從而也可以消除負(fù)載的阻抗對功率檢測電路的增益的影響，從而可以提高功率檢測的精度。

在具體實(shí)施中，所述電流檢測單元203可以用于粗調(diào)相位，所述第二相位校準(zhǔn)單元208可用于精調(diào)相位，也可以把所述電流檢測單元203和所述第二相位校準(zhǔn)單元208兩種方案結(jié)合來進(jìn)行相位的校準(zhǔn)。

本發(fā)明一實(shí)施例中還提供了一種功率放大器模塊，包括功率放大器和設(shè)置在所述功率放大器輸出端的功率檢測電路，所述功率檢測電路為上述實(shí)施例中所述的圖2或圖3任意一種功率檢測電路，不再贅述。

如圖4所示，為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解和應(yīng)用本發(fā)明，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種功率校準(zhǔn)電路。下面結(jié)合圖4對所述功率校準(zhǔn)電路進(jìn)行說明，所述功率校準(zhǔn)電路包括：功率放大器406、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器401、處理器 402、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器403、增益調(diào)節(jié)器404及調(diào)制器405，以及圖2或圖3所示的任意一種功率檢測電路400，其中：

所述功率放大器406一端耦接所述調(diào)制器405，另一端耦接所述功率檢測電路400；

所述功率檢測電路400，一端耦接所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器401，另一端耦接所述功率放大器406，適于檢測所述功率放大器406的輸出功率信號(hào)；

所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器401，一端耦接所述功率檢測電路400，另一端耦接所述處理器402，適于將所述功率檢測電路400檢測得到的輸出功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，得到所述功率放大器406的輸出功率值；

所述處理器402，一端耦接所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器401，另一端耦接至所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器403，適于根據(jù)接收到的所述功率放大器406的輸出功率值，輸出控制調(diào)節(jié)信號(hào)，所述控制調(diào)節(jié)信號(hào)適于調(diào)節(jié)所述增益調(diào)節(jié)器404、所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器403以及所述調(diào)制器405至少其中之一的增益；

所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器403，一端耦接所述處理器402，另一端耦接所述增益調(diào)節(jié)器404，適于將所述控制調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)；

所述增益調(diào)節(jié)器404，一端耦接所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器403，另一端耦接所述調(diào)制器405。

在本發(fā)明具體實(shí)施中，所述處理器402可以為數(shù)字基帶電路。

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例，以下對上述功率校準(zhǔn)電路的工作原理詳細(xì)介紹如下：

功率檢測電路400檢測所述功率放大器406的輸出功率信號(hào)，并將所述輸出功率信息傳送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器401，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器401將所述功率檢測電路400檢測得到的輸出功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將所述數(shù)字信號(hào)傳送給處理器402，所述處理器402根據(jù)接收到的所述功率放大器406的輸出功率值，輸出控制調(diào)節(jié)信號(hào)，所述控制調(diào)節(jié)信號(hào)適于調(diào)節(jié)所述增益調(diào)節(jié)器404、所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器403以及所述調(diào)制器405至少其中之一的增益以調(diào)節(jié)所述功率放大器406的輸出功率。

因?yàn)樗龉β蕶z測電路400可以精確檢測所述功率放大器406的功率，從而所述功率校準(zhǔn)電路可以精確的控制所述功率放大器406的輸出功率。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。