本發(fā)明系指一種功率偵測電路及其射頻電路，尤指一種透過斜率控制，提高功率偵測準(zhǔn)確性的功率偵測電路及其射頻電路。

背景技術(shù)：

許多通信及雷達(dá)系統(tǒng)操作在Ku頻帶或更高的射頻(Radio Frequency，RF)頻帶。在這些通信系統(tǒng)中，射頻功率需要持續(xù)地被監(jiān)視，以補(bǔ)償變化的通信條件，例如氣侯條件中的氣壓變化、干擾、位移或端點(diǎn)方位的改變。為了達(dá)到這個(gè)目的，射頻功率級(jí)使用射頻功率偵測器取樣，再根據(jù)偵測結(jié)果，調(diào)整射頻增益或訊號(hào)等級(jí)。然而，由于電路技術(shù)的限制，偵測結(jié)果與理想值常有落差。因此，提高偵測結(jié)果的準(zhǔn)確性，已成為業(yè)界的努力目標(biāo)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明之主要目的即在于提供一種功率偵測電路及其射頻電路。

本發(fā)明公開一種功率偵測電路，包含有一輸入端，用來接收一交流之輸入訊號(hào)；一整流電路，用來轉(zhuǎn)換該交流之輸入訊號(hào)為一整流訊號(hào)；一輸出端，電性耦接于該整流電路，用來輸出該整流訊號(hào)；以及至少二電壓鉗位電路，每一個(gè)電壓鉗位電路電性耦接于該輸出端與一參考電位之間，系于該整流訊號(hào)大于該電壓鉗位電路之一導(dǎo)通電壓時(shí)，于該輸出端與該參考電位之間提供一導(dǎo)通路徑；其中至少一個(gè)電壓鉗位電路的導(dǎo)通電壓與另一個(gè)電壓鉗位電路的導(dǎo)通電壓不同。

本發(fā)明另公開一種射頻電路，包含有一基頻電路，用來根據(jù)一整流訊號(hào)，產(chǎn)生一基頻訊號(hào)；一收發(fā)器，電性耦接于該基頻電路，用來轉(zhuǎn)換該基頻訊號(hào)為一射頻輸出訊號(hào)；一放大器，電性耦接于該收發(fā)器，用來放大該射頻輸出訊號(hào)，以產(chǎn)生一交流之放大射頻訊號(hào)；以及一功率偵測電路，包含有一輸入端，用來接收該交流之放大射頻訊號(hào)；一整流電路，用來轉(zhuǎn)換該交流之放大射頻訊號(hào)為該整流訊號(hào)；一輸出端，電性耦接于該整流電路，用來輸出該整流訊號(hào)；以及至少二電壓鉗位電路，每一個(gè)電壓鉗位電路電性耦接于該輸出端與一參考電位之間，系于該整流訊號(hào)大于該電壓鉗位電路之一導(dǎo)通電壓時(shí)，于該輸出端與該參考電位之間提供一導(dǎo)通路徑；其中至少一個(gè)電壓鉗位電路的導(dǎo)通電壓與另一個(gè)電壓鉗位電路的導(dǎo)通電壓不同。

根據(jù)上述實(shí)施例，本發(fā)明透過斜率控制，改善整流訊號(hào)對(duì)放大射頻訊號(hào)功率之線性，來提升功率偵測的準(zhǔn)確性。

附圖說明

關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。

第1圖為本發(fā)明實(shí)施例一射頻電路之示意圖。

第2圖為第1圖之射頻電路中一回授訊號(hào)對(duì)一功率之關(guān)系圖。

第3圖為本發(fā)明另一實(shí)施例一射頻電路之示意圖。

第4圖為第3圖之射頻電路中一整流訊號(hào)對(duì)一功率之關(guān)系圖。

第5圖為本發(fā)明實(shí)施例一功率偵測電路之示意圖。

主要圖示

10、38 功率偵測電路

20、30 射頻電路

101 輸入端

103 輸出端

100 輸入電容

110 整流電路

112 第一晶體管

122 輸出電容

124 輸出電阻

130_1、130_2 電壓鉗位電路

132_1、132_2 電阻模塊

133_1、133_2 電阻

134_1、134_2 二極管模塊

135_1、135_2 二極管

141、143、145、147、149 偏壓電阻

150 電源開關(guān)端

32、260 基頻電路

34、270 收發(fā)器

36、280 放大器

BB、BB1 基頻訊號(hào)

C1、C2 曲線

RF1 第一射頻訊號(hào)

RF2 第二射頻訊號(hào)

RFOUT 射頻輸出訊號(hào)

VARF 放大射頻訊號(hào)

VSW 開關(guān)電壓

VFB 回授訊號(hào)

GND 參考電位

VDD 電源電壓

VDC 整流訊號(hào)

VAC 交流訊號(hào)

Vth1、Vth2、Vdth1、Vdth1 導(dǎo)通電壓

P_ARF、P_RF2 功率

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。

請(qǐng)參考第1圖，第1圖為本發(fā)明實(shí)施例一射頻電路30之示意圖。射頻電路30包含有一基頻(baseband)電路32、一收發(fā)器(transceiver)34、一放大器36及一功率偵測電路38?；l電路32產(chǎn)生一基頻訊號(hào)BB1，并根據(jù)一回授訊號(hào)VFB調(diào)整基頻訊號(hào)BB1的大小，也就是說，基頻電路32根據(jù)回授訊號(hào)VFB產(chǎn)生基頻訊號(hào)BB1。收發(fā)器34轉(zhuǎn)換基頻訊號(hào)BB1為一第一射頻訊號(hào)RF1。放大器36放大第一射頻訊號(hào)RF1，以產(chǎn)生一第二射頻訊號(hào)RF2。功率偵測電路38偵測第二射頻訊號(hào)RF2的功率，并根據(jù)功率，產(chǎn)生回授訊號(hào)VFB，回授訊號(hào)VFB之電壓值與第二射頻訊號(hào)RF2之一功率P_RF2(以dBm為單位)成正比。請(qǐng)參考第2圖，在本實(shí)施例中，回授訊號(hào)VFB對(duì)功率P_RF2之一曲線C1其線性度較不理想，表示較不容易由回授訊號(hào)VFB準(zhǔn)確偵測功率P_RF2。且隨著功率P_RF2的增 加，回授訊號(hào)VFB會(huì)大幅上升，會(huì)使得回授訊號(hào)VFB容易超出可偵測的范圍。

請(qǐng)參考第3圖，第3圖為本發(fā)明另一實(shí)施例一射頻電路20之示意圖。射頻電路20包含有一基頻電路260、一收發(fā)器270、一放大器280及一功率偵測電路10。基頻電路260用來產(chǎn)生一基頻訊號(hào)BB，并根據(jù)一整流訊號(hào)VDC調(diào)整基頻訊號(hào)BB的大小，也就是說，基頻電路260根據(jù)整流訊號(hào)VDC，產(chǎn)生基頻訊號(hào)BB。收發(fā)器270用來轉(zhuǎn)換基頻訊號(hào)BB為一射頻輸出訊號(hào)RFOUT。放大器280用來放大射頻輸出訊號(hào)RFOUT，以產(chǎn)生一交流之放大射頻訊號(hào)VARF。功率偵測電路10包含有一輸入端101、一整流電路110、一輸出端103及至少二電壓鉗位(clamp)電路130_1、130_2。輸入端101用來接收放大射頻訊號(hào)VARF，整流電路110用來轉(zhuǎn)換交流的放大射頻訊號(hào)VARF為直流的整流訊號(hào)VDC，輸出端103用來輸出整流訊號(hào)VDC。當(dāng)整流訊號(hào)VDC之電壓分別大于電壓鉗位電路130_1、130_2之導(dǎo)通電壓Vth1、Vth2時(shí)，二極管135_1、135_2對(duì)應(yīng)導(dǎo)通，使電壓鉗位電路130_1、130_2分別于輸出端103與一參考電位GND之間提供等效電阻VE1、VE2(即電阻133_1、133_2的阻值分別加上二極管135_1、135_2的導(dǎo)通電阻)。需注意的是，至少一個(gè)電壓鉗位電路的導(dǎo)通電壓與另一個(gè)電壓鉗位電路的導(dǎo)通電壓不同，也就是電壓鉗位電路130_1、130_2之導(dǎo)通電壓Vth1、Vth2不相同，因此，等效電阻VE1、VE2的阻值可不相同、或二極管135_1、135_2的導(dǎo)通電壓Vdth1、Vdth2可不相同。

簡單來說，為了改善第2圖中回授訊號(hào)VFB之非線性曲線C1，并使得回授訊號(hào)VFB較不容易超出可偵測的范圍，本發(fā)明透過設(shè)計(jì)導(dǎo)通電壓Vth1、Vth2之電壓值，使整流訊號(hào)VDC對(duì)放大射頻訊號(hào)VARF之一功率P_ARF之一曲線C2趨近于直線，如第4圖所示。舉例來說，若設(shè)計(jì)導(dǎo)通電壓Vth1＝0.4伏特，導(dǎo)通電壓Vth2＝0.6伏特，則當(dāng)功率P_ARF＝14dBm時(shí)，電壓鉗位電路130_1導(dǎo)通，電 壓鉗位電路130_2不導(dǎo)通。當(dāng)功率P_ARF＝20.5dBm時(shí)，電壓鉗位電路130_1、130_2皆導(dǎo)通，使得曲線C2相較于曲線C1更接近直線，達(dá)到提升整流訊號(hào)VDC準(zhǔn)確性(與功率P_ARF成正比)的目的。

根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，電壓鉗位電路130_1包含有串聯(lián)之一電阻模塊132_1及一二極管模塊134_1，電壓鉗位電路130_2包含有串聯(lián)之一電阻模塊132_2及一二極管模塊134_2。電阻模塊132_1、132_2分別包含有電阻133_1、133_2，而二極管模塊134_1、134_2分別包含有二極管(diode)135_1、135_2(或二極管接法的晶體管(transistor))，其具有門坎電壓(即導(dǎo)通電壓)Vdth1、Vdth2。在本發(fā)明一實(shí)施例中，電阻133_1、133_2的阻值相同，且二極管135_1、135_2的導(dǎo)通電壓Vdth1、Vdth2彼此不同。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，電阻133_1、133_2的阻值彼此不同，且二極管135_1、135_2的導(dǎo)通電壓Vdth1、Vdth2相同。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，電壓鉗位電路130_1、130_2的導(dǎo)通電壓Vth1、Vth2是可變的，例如電阻133_1、133_2包括可變電阻，可微調(diào)電壓鉗位發(fā)生的效果。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，電阻模塊132_1、132_2分別包含有：一第一端，電性耦接于該輸出端103；一第二端；且電阻133_1、133_2電性耦接于該第一端及該第二端之間。該二極管135_1、135_2之陽極電性耦接于該電阻模塊132_1、132_2之該第二端，該二極管135_1、135_2之陰極電性耦接于該參考電位GND。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，該電阻模塊與該二極管的鏈接關(guān)系可互換，例如該二極管135_1、135_2之陽極電性耦接于該輸出端103；電阻模塊132_1、132_2分別包含有：一第一端，電性耦接于該二極管135_1、135_2之陰極；一第二端，耦接于該參考電位GND；且電阻133_1、133_2電性耦接于該第一端及該第二端之間。

需注意的是，第3圖實(shí)施例中電壓鉗位電路130_1、130_2僅為方便說明本 發(fā)明的精神，本領(lǐng)域者可根據(jù)實(shí)際需求增加電壓鉗位電路的數(shù)目或調(diào)整其組成組件，來更進(jìn)一步改善整流訊號(hào)VDC的線性程度。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，電壓鉗位電壓鉗位電路130_2的等效電阻是電壓鉗位電路130_1的等效電阻的2～10倍時(shí)，曲線C2能有良好的線性特性。二極管模塊134_1、134_2亦可包含多個(gè)二極管，透過彼此串聯(lián)，來達(dá)到目標(biāo)的門坎電壓Vth1、Vth2。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，電壓鉗位電路的數(shù)目為超過2個(gè)，且每一個(gè)電壓鉗位電路的導(dǎo)通電壓均與其他電壓鉗位電路的導(dǎo)通電壓不同。

整流電路110例如包含有一二極管。在另外一實(shí)施例中，整流電路110包含有一二極管接法(diode connected)的第一晶體管112、一輸出電容122及一輸出電阻124。在一實(shí)施例中，該輸出電容122與該輸出電阻124為并聯(lián)，且該輸出電容122電性耦接于該輸出端103及該參考電位GND之間，且該輸出電阻124電性耦接于該輸出端103及該參考電位GND之間。詳細(xì)來說，如第3圖所示，第一晶體管112的射極電性耦接于輸出端10，基極與集極以非直接連接的方式電性耦接，使得第一晶體管112具有整流的功能，能將交流的放大射頻訊號(hào)VARF轉(zhuǎn)換為直流的整流訊號(hào)VDC。以第4圖的關(guān)系圖為例，當(dāng)功率P_ARF小于14dBm時(shí)，整流電路110單獨(dú)決定整流訊號(hào)VDC的電壓，亦即曲線C2的斜率單獨(dú)由輸出電容122與輸出電阻124產(chǎn)生的等效阻抗決定。

需注意的是，偵測放大射頻訊號(hào)VARF會(huì)產(chǎn)生功耗，為了適時(shí)關(guān)閉功率偵測功能，功率偵測電路10可另包含有一開關(guān)模塊140，用來根據(jù)一開關(guān)電壓VSW，關(guān)閉第一晶體管112。開關(guān)模塊140系由一電源電壓VDD與參考電位GND之電位差所驅(qū)動(dòng)。參考電位GND可為一地端或一固定電位。而在此例中，參考電位GND為一地端。開關(guān)模塊140包含有一電源開關(guān)端150、一第二晶體管142、一第三晶體管144及偏壓電阻141、143、145、147、149。該第二晶體 管142包含有：一基極，電性耦接于該電源開關(guān)端150，用來接收該開關(guān)電壓VSW；一集極，電性耦接于該第一晶體管112之該集極，用來接收該電源電壓VDD；以及一射極，電性耦接于該第一晶體管112之該基極。該第三晶體管144包含有：一集極，電性耦接于該第二晶體管142之該射極；一基極，電性耦接該集極；以及一射極，電性耦接于該參考電位GND。該第一偏壓電阻141電性耦接于該電源開關(guān)端150及該第二晶體管142之該基極之間。該第二偏壓電阻143電性耦接于該第二晶體管142之該射極及該第三晶體管144之該集極之間。該第三偏壓電阻145電性耦接于該第三晶體管144之該射極及該參考電位GND之間。該第四偏壓電阻147電性耦接于該第三晶體管144之該集極及該第一晶體管112之該基極之間。該第五偏壓電阻149電性耦接于該第一晶體管112之該集極及該第二晶體管142之該集極之間。

詳細(xì)來說，如第3圖所示，第二晶體管142的基極接收開關(guān)電壓VSW，集極接收電源電壓VDD。舉例來說，開關(guān)電壓VSW可設(shè)計(jì)為3伏特代表邏輯「1」，0伏特代表邏輯「0」，電源電壓VDD為3.3伏特。當(dāng)開關(guān)電壓VSW為3伏特時(shí)，第二晶體管142導(dǎo)通，第一晶體管112之集極與基極系電性導(dǎo)通，第一晶體管112具有二極管的整流功能，達(dá)到啟動(dòng)功率偵測電路10的目的。相反地，當(dāng)開關(guān)電壓VSW為0伏特時(shí)，第二晶體管142被關(guān)閉，第一晶體管112不再具有二極管的功能，電源電壓VDD與參考電位GND之間亦不存在導(dǎo)通路徑，能達(dá)到關(guān)閉功率偵測電路10降低功耗的目的。

由上述可知，以第4圖的關(guān)系圖為例，當(dāng)功率P_ARF小于14dBm時(shí)，整流電路110單獨(dú)決定曲線C2的斜率，當(dāng)功率P_ARF大于14dBm并小于20.5dBm時(shí)，整流電路110結(jié)合電壓鉗位電路130_1決定曲線C2的斜率，可減緩整流訊號(hào)VDC上升的幅度。當(dāng)功率P_ARF大于20.5dBm時(shí)，整流電路110結(jié)合電壓鉗 位電路130_1、130_2共同決定曲線C2的斜率，能進(jìn)一步抑制整流訊號(hào)VDC上升的幅度。換言之，電壓鉗位電路130_1、130_2的導(dǎo)通電壓Vth1、Vth2能決定曲線C2的兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，電壓鉗位電路130_1、130_2提供等效電阻VE1、VE2能決定曲線C2于兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)后的斜率。本領(lǐng)域具通常知識(shí)者能透過設(shè)計(jì)導(dǎo)通電壓Vth1、Vth2值與等效電阻VE1、VE2值，使曲線C2趨近于直線，或增加更多的電壓鉗位電路來加入新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)與斜率控制。如此一來，整流訊號(hào)VDC與功率P_ARF的關(guān)系，更接近于成正比。

在另一實(shí)施例中，功率偵測電路10更包括一輸入電容100，輸入電容100電性耦接于輸入端101及整流電路110之間，用來耦合放大射頻訊號(hào)VARF。

須注意的是，第3圖的功率偵測電路10可以視為單獨(dú)的組件，如第5圖所示。功率偵測電路10包含有一輸入端101、一整流電路110、一輸出端103及至少二電壓鉗位(clamp)電路130_1、130_2。輸入端101用來接收交流訊號(hào)VAC，整流電路110用來轉(zhuǎn)換交流訊號(hào)VAC為直流的整流訊號(hào)VDC，輸出端103用來輸出整流訊號(hào)VDC。當(dāng)整流訊號(hào)VDC之電壓分別大于電壓鉗位電路130_1、130_2之導(dǎo)通電壓Vth1、Vth2時(shí)，電壓鉗位電路130_1、130_2對(duì)應(yīng)導(dǎo)通，且電壓鉗位電路130_1、130_2之導(dǎo)通電壓Vth1、Vth2不相同。本領(lǐng)域具通常知識(shí)者可根據(jù)不同的需求，將功率偵測電路10應(yīng)用在其他的電路中，而不限于射頻電路20。功率偵測電路10之功能與組成已詳述于前文，為求敘述簡潔，在此不贅述。

綜上所述，本發(fā)明透過兩個(gè)以上的電壓鉗位電路，控制回授的整流訊號(hào)對(duì)輸入射頻訊號(hào)功率的曲線斜率，使其趨近于直線，來改善功率偵測電路的準(zhǔn)確性。

本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明 本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。