專利名稱：高效率開關(guān)增益功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率放大器的功率增益控制，尤其涉及諸如CDMA無線電話等無線通信器件。
背景技術(shù)：
在許多電子環(huán)境中，諸如包括碼分多址(CDMA)或任何形式的時分多址(TDMA)技術(shù)的大多數(shù)手持式通信系統(tǒng)，來自移動單元的RF功率輸出的動態(tài)范圍變化很大。在CDMA無線電話系統(tǒng)中，在同一頻率下同時發(fā)送多個信號。這些信號以不同的數(shù)字代碼擴展繼而允許檢測想要的信號，而不想要的信號作為接收機的噪聲或干擾的形式出現(xiàn)。擴展頻譜系統(tǒng)可承受某些干擾，由每個新的移動站所添加的干擾增加了每個區(qū)站中的整個干擾。每個移動站引入一獨有的干擾電平，它與移動站在區(qū)站處接收到的功率電平有關(guān)。
CDMA系統(tǒng)使用功率控制把相互干擾減到最少。為了避免過量地發(fā)送信號功率(這是促成系統(tǒng)的整個干擾的原因)，精確的功率控制是重要的。各移動站的功率隨移動站與基站之間的距離以及該基站或扇區(qū)中其它用戶移動站的數(shù)目而變化。
在典型的手持式無線單元中，把功率放大器偏置AB級，以減少低發(fā)送功率期間的功耗，但功率仍在不斷地被消耗。通常，使用隔離器來隔離放大器與后級中負載阻抗的影響。避免連續(xù)用電的一個方法是利用開關(guān)繞過放大器的手段，然后從放大器中移去DC功率。該方法如圖7所示。所示的功率放大器電路8具有功率放大器32和一隔離器55。具有待放大的RF信號的RF輸入12連到第一開關(guān)20的一個電極。在放大器導(dǎo)通時，開關(guān)20經(jīng)由路徑28把RF輸入12連到功率放大器32的輸入。放大該RF信號并輸出到隔離器55，然后通過第二開關(guān)42把該信號發(fā)送到功率放大器電路8的RF輸出54。為了繞過功率放大器32，第一開關(guān)20把RF輸入12連到旁路路徑30，第二開關(guān)42把該信號發(fā)送到RF輸出54。這一技術(shù)的缺點是放大器必須克服在需要較高發(fā)送功率時所增加的開關(guān)損耗。這可能導(dǎo)致抵銷旁路的得益。此外，使用開關(guān)和隔離器需要更多的操作功率，且制造起來成本更大。
圖6示出一種已有技術(shù)的功率放大器電路。通過一帶通濾波器298把一模擬信號從激勵放大器280饋送到第一開關(guān)20。開關(guān)20在旁路路徑30與放大器路徑28之間更迭，其中功率放大器32放大該信號。第二開關(guān)42把來自旁路路徑30或放大器32的輸出的模擬信號連到循環(huán)器55，該循環(huán)器55按路由把該信號發(fā)送至RF輸出端口54。

發(fā)明內(nèi)容
本領(lǐng)域需要一種功率放大器電路，該電路通過更好地利用隔離器使得節(jié)約較多的功率且制造起來不太復(fù)雜也不太昂貴，從而允許除去位于功率放大器后面的第二開關(guān)。
本發(fā)明的一個目的是通過把隔離器的末端端口用作旁路網(wǎng)絡(luò)、功率放大器輸出與RF輸出端口的組合機構(gòu)，來增加功率放大器的使用效率。由此結(jié)構(gòu)，輸出開關(guān)變得不再必要。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進的功率放大器，該放大器需要較少的部件且制造起來不太復(fù)雜。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種改進的功率放大器，該放大器的制造成本較少。
可通過這里所揭示的本發(fā)明來實現(xiàn)這些和其它目的。在功率放大器電路中，設(shè)置旁路網(wǎng)絡(luò)，以在不需要放大器增益時繞過電路中的功率放大器。在這些低功率操作期間，斷開放大器。該旁路網(wǎng)絡(luò)由旁路路徑和衰減路徑構(gòu)成。衰減路徑通過使用外部電阻器允許可變性，旁路路徑不允許可變性。開關(guān)用來控制至放大器或通過旁路路徑或衰減路徑的信號流動。來自旁路網(wǎng)絡(luò)的信號輸入到循環(huán)器，循環(huán)器按路由把該信號發(fā)送到與功率放大器的輸出相連的端口。由于功率放大器在旁路使用期間斷開，所以放大器對該信號表現(xiàn)出非常高的阻抗。大多數(shù)輸入功率信號被反射回循環(huán)器，而從RF輸出端口正常輸出。使用外部電阻器與衰減路徑相結(jié)合，以給可獲得的增益步長提供靈活性。
在本發(fā)明的另一個方面，帶通濾波器置于放大路徑中，從而在功率放大器被繞過時濾波被繞過。這減少了把模式從放大變?yōu)榕月窌r的增益步長大小。因此，激勵放大器變?yōu)檩敵龇糯笃?，放大器電路以后的濾波器用來除去任何不想要的分支。
在本發(fā)明的再一個方面，在繞過功率放大器時，更難于激勵激勵放大器，因而給選擇增益步長提供更大的靈活性。
附圖概述從以下結(jié)合附圖所進行的詳細描述，將使本發(fā)明的特征和優(yōu)點變得更加明顯起來，圖中，相同的標(biāo)號給出相應(yīng)的表示，其中

圖1是本發(fā)明第一實施例的平面圖；圖2提供了其中可結(jié)合本發(fā)明的高效功率放大器的移動站擴展頻譜發(fā)射機的方框示意圖；圖3示出包含在圖2的擴展頻譜發(fā)射機的RF發(fā)射機的示例實現(xiàn)；圖4是本發(fā)明第二實施例的平面圖；圖5是本發(fā)明第三實施例的平面圖；圖6是已有技術(shù)的放大器電路的平面圖；以及圖7是已有技術(shù)的功率放大器電路的平面圖。
本發(fā)明的較佳實施方式圖1是示出本發(fā)明的概括性概念的示意圖?？偟挠蓸?biāo)號10所指示的功率放大器電路包括功率放大器32、循環(huán)器52、一系列開關(guān)20、24和42和功率放大器32周圍的旁路路徑34和36。具有待放大的RF信號的RF輸入12連到第一開關(guān)20的一個電極。當(dāng)功率放大器導(dǎo)通且需要功率放大時，開關(guān)20經(jīng)由路徑28把RF輸入12連到功率放大器32的輸入。放大RF信號并把該信號從功率放大器向循環(huán)器52輸出。循環(huán)器52按路由把該信號發(fā)送到功率放大器電路10的RF輸出54的端口。
在不需要功率放大器且它斷開時，開關(guān)20把信號路徑切換到包括旁路路徑36和衰減路徑34的旁路網(wǎng)絡(luò)48。網(wǎng)絡(luò)通過旁路路徑36發(fā)送信號，開關(guān)24和42切換到第一位置，從而信號流過旁路路徑36。開關(guān)24和42還可把信號切換到流過衰減路徑34。從開關(guān)42，信號被發(fā)送到循環(huán)器52的輸入。循環(huán)器52按路由把該信號發(fā)送到與功率放大器32的輸出50相連的端口。功率放大器50的輸出對該信號表現(xiàn)出高阻抗，因而信號被反射回循環(huán)器52，循環(huán)器按路由把該信號發(fā)送到放大器電路10的RF輸出54的端口。
圖2是示出在移動站的信號處理電路中使用本發(fā)明的功率放大器的示意圖。在示例的CDMA系統(tǒng)中，利用正交信令在移動站一基站鏈路或“反向”信道上提供適當(dāng)?shù)男旁氡?。把例如由被聲碼器轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)的聲音(voice)構(gòu)成的數(shù)據(jù)位200提供給編碼器202，在這里對這些位進行卷積編碼。在數(shù)據(jù)的位速率小于編碼器202的位處理速率時，可使用代碼碼元重復(fù)，從而編碼器202重復(fù)輸入數(shù)據(jù)位200，以便產(chǎn)生位速率與編碼器202的操作速率匹配的重復(fù)數(shù)據(jù)流。在一示例實施例中，編碼器202以11.6千位/秒的額定位速率(Rb)接收數(shù)據(jù)位200，產(chǎn)生的Rb/r＝34.8碼元/秒，這里，“r”代表編碼器202的代碼速率(例如，1/3)。然后，把經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)提供給塊交織器204，在這里進行塊交織。
使用64元正交調(diào)制器206，把這些碼元組成包含log264＝6個碼元的速率為(1/r)(Rb/log264)＝5,800個字符/秒的字符，有64個可能的字符。在一較佳實施例，把每個字符編碼成為長度為64的Walsh序列。即，每個Walsh序列包括64個二進制位或“碼片”，有一組長度為64的64個Walsh碼。這64個正交碼對應(yīng)于64乘64的Hadamard矩陣中的Walsh碼，其中一個Walsh碼為該矩陣的單行或列。
把調(diào)制器206所產(chǎn)生的Walsh序列提供給異或組合器208，這里，在一組合器處給該序列“覆蓋(cover)”專用于一特定移動站的PN碼或與該PN碼相乘。這一“長”的PN碼是由PN長碼發(fā)生器210依據(jù)用戶PN長碼掩碼以速率Rc產(chǎn)生的。在一示例實施例中，長碼發(fā)生器210以1.2288Mhz的示例碼片速率Rc進行操作，從而每個Walsh碼片產(chǎn)生四個PN碼片。異或組合器208的輸出被分成相同的信號A和B。把信號A和B輸入到下述圖3的異或組合器256和254。
圖3是示出移動站中的RF發(fā)射機250的示例實現(xiàn)的示意圖。在CDMA擴展頻譜應(yīng)用中，由PNI發(fā)生器252和PNQ發(fā)生器254把一對短的PN序列(PNI和PNQ)與來自圖2的異或組合器208的輸出A和B一起分別提供給異或組合器256和258。PNI和PNQ序列分別涉及同相(I)和正交相(Q)通信信道，它們的長度(32,768個碼片)一般比每個用戶長PN碼的長度短得多。然后，使獲得的I信道代碼擴展序列260和Q信道代碼擴展序列262分別通過基帶濾波器264和266。
設(shè)置數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器270和272，以把數(shù)字I信道和Q信道信息分別轉(zhuǎn)換成模擬形式。把D/A轉(zhuǎn)換器270和272所產(chǎn)生的模擬波形分別與本機振蕩器(LO)載波頻率信號Cos(2πft)和Sin(2πft)分別提供給混頻器288和290，在這里對這些信號進行混頻并提供給加法器292。正交相載波信號Sin(2πft)和Cos(2πft)是由適當(dāng)?shù)念l率源(未示出)提供的。在加法器292中把這些經(jīng)混頻的IF信號相加，并提供給混頻器294。
混頻器294把相加的信號與來自頻率合成器296的RF頻率混頻，從而對RF頻帶提供上變頻。然后，可對此RF進行帶通濾波298并提供給本發(fā)明的高效平行級(parallel stage)RF放大器10。濾波器298除去上變頻296而引起的不想要的分支。類似的濾波器(未示出)可位于放大器電路后，以除去電路以旁路模式進行操作時的不想要的分支。在旁路模式中，先前的激勵放大器變?yōu)檩敵龇糯笃鳎赡苄枰獮V波來防止把額外的分支混入放大器的非線性中。此濾波可通過類似的濾波器(未示出)來實現(xiàn)，因而可把帶通濾波器298置于以下所推論的圖4和5中所示的放大路徑中。這也增加了選擇增益步長的靈活性。
圖4是本發(fā)明的第二實施例，其中模擬信號在旁路路徑30和放大器路徑28之間切換20。然而，帶通濾波298僅發(fā)生在放大器路徑28中。相應(yīng)地，對該信號進行帶通濾波298并饋送到功率放大器32，進行放大并發(fā)送到循環(huán)器55，循環(huán)器55按路由把該信號向RF輸出端口54發(fā)送。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)20指揮模擬信號通過放大器路徑時，循環(huán)器55通過開關(guān)43和電阻器45接地并連到電路的輸出端口54。相應(yīng)地，由此結(jié)構(gòu)，當(dāng)被反射或返回的RF信號從RF輸出端口54的方向進入循環(huán)器55時，循環(huán)器55按路由把被反射的信號按路由發(fā)送到地。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)20把該模擬信號切換到旁路路徑30時，第二開關(guān)43把旁路路徑30連到循環(huán)器55，按路由把該信號向放大器的輸出發(fā)送。這將表現(xiàn)為高阻抗，從而通過隔離器55把信號反射回到RF輸出端口54。
在不需要高的輸出功率時，功率放大器32斷開，且第一開關(guān)20切換到旁路路徑30，從而繞過功率放大器32，且激勵放大器280用作功率放大器。第二開關(guān)43把旁路路徑30連到循環(huán)器55。通過旁路路徑30把此模式的輸入信號按路由發(fā)送到循環(huán)器55。循環(huán)器把該信號按路由發(fā)送到功率放大器32的輸出，該信號通過隔離器55反射回到RF輸出端口54。
圖5示出本發(fā)明的第三實施例，在第一開關(guān)20前有激勵放大器280和對經(jīng)放大的信號進行濾波的帶通濾波器298。在放大器路徑28與旁路路徑30之間切換的第一開關(guān)20切換來自帶通濾波器298的輸出。放大器路徑中的功率放大器32對信號進行放大并把該信號發(fā)送到循環(huán)器55，循環(huán)器55按路由把該信號向RF輸出端口54發(fā)送。第一開關(guān)20在把經(jīng)濾波的信號發(fā)送到放大器路徑28或旁路路徑30之間更迭。旁路路徑中包括第二開關(guān)43，在第一模式中第二開關(guān)43通過電阻器45使循環(huán)器55接地，在第二模式中第二開關(guān)43把循環(huán)器55連到旁路路徑30。電阻器45可具有例如50歐姆的值。
當(dāng)?shù)诙_關(guān)43處于第二模式時，把來自RF輸出端口54的任何反饋或返回信號按路由發(fā)送到地。當(dāng)處于第一模式時，開關(guān)20把該信號發(fā)送到旁路路徑30，開關(guān)43把來自旁路路徑30的信號發(fā)送到循環(huán)器55。循環(huán)器55按路由把該信號發(fā)送到功率放大器的輸出，功率放大器表現(xiàn)出大的阻抗并把該信號的大部分反射回循環(huán)器55。然后，按路由把該信號向RF輸出端口54發(fā)送。相應(yīng)地，由于信號不可能被切換到衰減路徑這一事實，所以開關(guān)43加上隔離。本實施例在僅想要一個增益步長時也可適用。
先前提供了對較佳實施例的描述，以使本領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員可利用本發(fā)明。對實施例的各種修改將對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員變得明顯起來，可把這里所述的普遍原理應(yīng)用于其它實施例而不使用創(chuàng)造性。因而，本發(fā)明將不限于這里所示的實施例，而將依據(jù)符合這里所揭示的原理和新特征的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種功率放大器電路布局，包括具有一輸入和一輸出的功率放大器；RF輸入端口；RF輸出端口；通過一旁路網(wǎng)絡(luò)繞過功率放大器的裝置；把來自RF輸入端口的RF信號在旁路網(wǎng)絡(luò)與放大器的輸入之間切換的第一裝置；以及連接旁路網(wǎng)絡(luò)、功率放大器的輸出以及RF輸出端口的循環(huán)器，從而把從旁路網(wǎng)絡(luò)輸入到循環(huán)器的RF信號按路由發(fā)送到功率放大器的輸出，并把從功率放大器的輸出輸入到循環(huán)器中的RF信號按路由發(fā)送到RF輸出端口。
2.如權(quán)利要求1所示的功率放大器電路，其特征在于當(dāng)功率放大器被斷電時，第一切換裝置把RF信號切換到旁路網(wǎng)絡(luò)，從而RF信號繞過功率放大器，通過循環(huán)器按路由向功率放大器的輸出發(fā)送，被功率放大器反射，并通過循環(huán)器按路由發(fā)送到RF輸出端口。
3.如權(quán)利要求1所示的功率放大器電路，其特征在于旁路網(wǎng)絡(luò)包括一旁路路徑和一衰減路徑以及在旁路路徑與衰減路徑之間切換的第二裝置。
4.如權(quán)利要求3所示的功率放大器電路，其特征在于衰減路徑包括接地以允許提供增益步長的靈活性的外部電阻器。
5.如權(quán)利要求3所示的功率放大器電路，其特征在于當(dāng)功率放大器被斷電且第一切換裝置把RF輸入端口連到旁路網(wǎng)絡(luò)時，以及當(dāng)?shù)谝磺袚Q裝置切換到旁路路徑時，RF信號經(jīng)過旁路路徑，通過循環(huán)器按路由向功率放大器的輸出發(fā)送，被功率放大器反射并通過循環(huán)器按路由發(fā)送到RF輸出端口。
6.如權(quán)利要求3所示的功率放大器電路，其特征在于當(dāng)功率放大器被斷電且第一切換裝置把RF輸入端口連到旁路網(wǎng)絡(luò)時，以及當(dāng)?shù)诙袚Q裝置切換到衰減路徑時，RF信號經(jīng)過衰減路徑，通過循環(huán)器按路由向功率放大器的輸出發(fā)送，被功率放大器反射并通過循環(huán)器按路由發(fā)送到RF輸出端口。
7.如權(quán)利要求4所示的功率放大器電路，其特征在于當(dāng)功率放大器被上電且第一切換裝置把RF輸入端口連到功率放大器的輸入時，第二切換裝置把衰減路徑切換到循環(huán)器，以使反向隔離最大并防止振蕩。
8.如權(quán)利要求4所示的功率放大器電路，其特征在于外部電阻器是增益調(diào)節(jié)用可變電阻器。
9.在一具有RF輸入端口和一RF輸出端口、旁路網(wǎng)絡(luò)、連到該旁路網(wǎng)絡(luò)、功率放大器的輸出以及RF輸出的循環(huán)器的功率放大器電路中，一種使動態(tài)范圍最大的方法包括以下步驟使功率放大器斷電；把RF信號從RF輸入端口切換到旁路網(wǎng)絡(luò)；通過循環(huán)器把來自旁路路徑的RF信號按路由向功率放大器發(fā)送；把入射到功率放大器輸出的RF信號的實質(zhì)性部分反射回循環(huán)器；通過循環(huán)器按路由把反射的RF信號發(fā)送到RF輸出端口。
10.一種功率放大器電路布局，包括用于發(fā)送RF模擬信號的激勵放大器；把所述RF模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間切換的第一裝置；位于所述放大器路徑中的帶通濾波器，所述帶通濾波器對所述RF模擬信號進行濾波并產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號；位于所述放大器路徑中的功率放大器，所述功率放大器對所述經(jīng)濾波的信號進行放大以產(chǎn)生經(jīng)放大的信號；循環(huán)器，按路由把所述經(jīng)放大的信號發(fā)送到RF輸出端口；當(dāng)所述第一切換裝置切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出連到所述循環(huán)器，其中所述旁路路徑連到所述循環(huán)器，從而把從所述旁路路徑至所述循環(huán)器的所述RF模擬信號輸入按路由發(fā)送到所述功率放大器；位于所述旁路路徑中的第二切換裝置，所述第二切換裝置把至所述循環(huán)器的連接在所述旁路路徑和通過電阻器到地之間切換，從而當(dāng)所述第二切換裝置接地時，把從RF輸出端口的方向返回到該電路的功率按路由發(fā)送到地，以隔離所述功率放大器電路布局。
11.一種功率放大器電路布局，包括用于發(fā)送RF模擬信號的激勵放大器；被定位的用于對所述RF模擬信號進行濾波并產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號的帶通濾波器；把所述經(jīng)濾波的信號在旁路路徑和放大器路徑之間切換的第一裝置；位于所述放大器路徑中的功率放大器，所述功率放大器對所述經(jīng)濾波的信號進行放大以產(chǎn)生經(jīng)放大的信號；循環(huán)器，按路由把所述經(jīng)放大的信號發(fā)送到RF輸出端口；當(dāng)所述第一切換裝置切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述帶通濾波器的輸出連到所述循環(huán)器，其中所述旁路路徑連到所述循環(huán)器，從而把從所述旁路路徑至所述循環(huán)器的所述經(jīng)濾波的信號輸入按路由發(fā)送到所述功率放大器；位于所述旁路路徑中的第二切換裝置，所述第二切換裝置把至所述循環(huán)器的連接在所述旁路路徑和通過電阻器到地之間切換，從而當(dāng)所述第二切換裝置接地時，把從RF輸出端口的方向返回到該電路的功率按路由發(fā)送到地，以隔離所述功率放大器電路布局。
12.如權(quán)利要求11所述的功率放大器電路布局，其特征在于還包括控制所述第一和第二切換裝置的裝置。
13.如權(quán)利要求11所述的功率放大器電路布局，其特征在于所述電阻器近似于50歐姆。
14.如權(quán)利要求10所述的功率放大器電路布局，其特征在于當(dāng)所述功率放大器被關(guān)斷時，所述第一切換裝置切換到所述旁路路徑。
15.如權(quán)利要求11所述的功率放大器電路布局，其特征在于當(dāng)所述功率放大器被關(guān)斷時，所述第一切換裝置切換到所述旁路路徑。
16.一種功率放大器電路布局，包括用于發(fā)送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關(guān)，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波并產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號的帶通濾波器；接收經(jīng)濾波的信號并產(chǎn)生經(jīng)放大的信號的功率放大器；第一混合電路，把經(jīng)放大的信號分成同相信號和正交信號；以及第二混合電路，反轉(zhuǎn)同相信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號，并對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號與正交信號求和以產(chǎn)生求和信號，當(dāng)所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離端口相連，從而從所述激勵放大器發(fā)送的模擬信號將被反射離所述功率放大器并按路由發(fā)送到一輸出端口 。
17.如權(quán)利要求1所述的電路布局，其特征在于還包括位于所述旁路路徑中的第二開關(guān)；以及連到所述第二開關(guān)的一個電極的終接電阻器，所述第二開關(guān)把所述第二混合電路的隔離端口與所述第一開關(guān)或所述終接電阻器選擇性地相連。
18.如權(quán)利要求1所述的電路布局，其特征在于模擬信號為射頻模擬信號。
19.如權(quán)利要求1所述的功率放大器電路布局，其特征在于當(dāng)所述功率放大器被關(guān)斷時，所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑。
20.一種功率放大器電路布局，包括用于發(fā)送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關(guān)，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波并產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號的帶通濾波器；接收經(jīng)濾波的信號并產(chǎn)生經(jīng)放大的信號的功率放大器；第一混合電路，把經(jīng)放大的信號分成同相信號和正交信號；以及第二混合電路，反轉(zhuǎn)正交信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號，并對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號與同相信號求和以產(chǎn)生求和信號，當(dāng)所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離端口相連，從而從所述激勵放大器發(fā)送的模擬信號將被反射離所述功率放大器并按路由發(fā)送到一輸出端口。
21.如權(quán)利要求5所述的電路布局，其特征在于還包括位于所述旁路路徑中的第二開關(guān)；以及連到所述第二開關(guān)的一個電極的終接電阻器，所述第二開關(guān)把所述第二混合電路的隔離端口與所述第一開關(guān)或所述終接電阻器選擇性地相連。
22.如權(quán)利要求5所述的電路布局，其特征在于模擬信號為射頻模擬信號。
23.如權(quán)利要求3所述的功率放大器電路布局，其特征在于當(dāng)所述功率放大器被關(guān)斷時，所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑。
24.一種放大在具有激勵放大器、放大器路徑和旁路路徑的電路中的信號的方法，所述放大器路徑包括第一開關(guān)、帶通濾波器、功率放大器、第一混合電路和第二混合電路，所述旁路路徑把所述第二混合電路的隔離端口連到第一開關(guān)，所述方法包括(A)從激勵放大器產(chǎn)生激勵信號；(B)使用第一開關(guān)把激勵信號在放大器路徑和旁路路徑之間選擇性地切換，其中當(dāng)在所述切換步驟中把激勵信號切換到放大器路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)由帶通濾波器對激勵信號進行帶通濾波以產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號；(b)由功率放大器對經(jīng)濾波的信號進行放大以產(chǎn)生經(jīng)放大的信號；(c)在第一混合電路中把經(jīng)放大的信號分成同相信號和正交信號；(d)在第二混合電路中反轉(zhuǎn)同相信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號；以及(e)在第二混合電路中對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號和正交信號求和以產(chǎn)生求和信號，其中當(dāng)在所述切換步驟中把激勵信號切換到旁路路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)使功率放大器關(guān)斷；(b)把激勵信號發(fā)送到第二混合電路的隔離端口；(c)把激勵信號反射離功率放大器的輸出而至一輸出端口。
25.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該電路還包括位于旁路路徑中的第二開關(guān)，所述方法還包括把第二開關(guān)在把第二混合電路的隔離端口連到終接電阻器與把第二混合電路的隔離端口連到第一開關(guān)之間選擇性地切換。
26.如權(quán)利要求9所述的信號放大方法，其特征在于激勵信號為射頻模擬信號。
27.一種放大在具有激勵放大器、放大器路徑和旁路路徑的電路中的信號的方法，所述放大器路徑包括第一開關(guān)、帶通濾波器、功率放大器、第一混合電路和第二混合電路，所述旁路路徑把所述第二混合電路的隔離端口連到第一開關(guān)，所述方法包括(A)從激勵放大器產(chǎn)生激勵信號；(B)使用第一開關(guān)把激勵信號在放大器路徑和旁路路徑之間選擇性地切換，其中當(dāng)在所述切換步驟中把激勵信號切換到放大器路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)由帶通濾波器對激勵信號進行帶通濾波以產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號；(b)由功率放大器對經(jīng)濾波的信號進行放大以產(chǎn)生經(jīng)放大的信號；(c)在第一混合電路中把經(jīng)放大的信號分成同相信號和正交信號；(d)在第二混合電路中反轉(zhuǎn)同相信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號；以及(e)在第二混合電路中對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號和正交信號求和以產(chǎn)生求和信號，其中當(dāng)在所述切換步驟中把激勵信號切換到旁路路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)使功率放大器關(guān)斷；(b)把激勵信號發(fā)送到第二混合電路的隔離端口；(c)把激勵信號反射離功率放大器的輸出而至一輸出端口。
28.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于該電路還包括位于旁路路徑中的第二開關(guān)，所述方法還包括把第二開關(guān)在把第二混合電路的隔離端口連到終接電阻器與把第二混合電路的隔離端口連到第一開關(guān)之間選擇性地切換。
29.如權(quán)利要求12所述的信號放大方法，其特征在于激勵信號為射頻模擬信號。
30.一種功率放大器電路布局，包括用于發(fā)送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關(guān)，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波并產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號的帶通濾波器；第一混合電路，把經(jīng)濾波的信號分成同相信號和正交信號；對同相信號進行放大以產(chǎn)生第一放大信號的第一功率放大器；對正交信號進行放大以產(chǎn)生第二放大信號的第二功率放大器；以及第二混合電路，反轉(zhuǎn)第一放大信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號，并對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號與第二放大信號求和，當(dāng)所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離端口相連。
31.一種功率放大器電路布局，包括用于發(fā)送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關(guān)，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波并產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號的帶通濾波器；第一混合電路，把經(jīng)濾波的信號分成同相信號和正交信號；對同相信號進行放大以產(chǎn)生第一放大信號的第一功率放大器；對正交信號進行放大以產(chǎn)生第二放大信號的第二功率放大器；以及第二混合電路，反轉(zhuǎn)第二放大信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號，并對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號與第一放大信號求和，當(dāng)所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離端口相連。
32.如權(quán)利要求15所述的功率放大器電路布局，其特征在于模擬信號為射頻模擬信號。
33.如權(quán)利要求16所述的功率放大器電路布局，其特征在于模擬信號為射頻模擬信號。
34.如權(quán)利要求15所述的功率放大器電路布局，其特征在于當(dāng)功率放大器被關(guān)斷時，所述開關(guān)切換到所述旁路路徑。
35.如權(quán)利要求16所述的功率放大器電路布局，其特征在于當(dāng)功率放大器被關(guān)斷時，所述開關(guān)切換到所述旁路路徑。
36.如權(quán)利要求15所述的電路布局，其特征在于還包括位于所述旁路路徑中的第二開關(guān)；以及連到所述第二開關(guān)的一個電極的終接電阻器，所述第二開關(guān)把所述第二混合電路的隔離端口與所述第一開關(guān)或所述終接電阻器選擇性地相連。
37.如權(quán)利要求16所述的電路布局，其特征在于還包括位于所述旁路路徑中的第二開關(guān)；以及連到所述第二開關(guān)的一個電極的終接電阻器，所述第二開關(guān)把所述第二混合電路的隔離端口與所述第一開關(guān)或所述終接電阻器選擇性地相連。
38.如權(quán)利要求15所述的電路布局，其特征在于還包括位于所述第一功率放大器與所述第二混合電路之間的第一分流開關(guān)；以及位于所述第二功率放大器與所述第二混合電路之間的第二分流開關(guān)；所述第一和第二分流開關(guān)用來在使用所述旁路路徑時分別把所述第一和第二功率放大器的輸出分流。
39.如權(quán)利要求16所述的電路布局，其特征在于還包括位于所述第一功率放大器與所述第二混合電路之間的第一分流開關(guān)；以及位于所述第二功率放大器與所述第二混合電路之間的第二分流開關(guān)；所述第一和第二分流開關(guān)用來在使用所述旁路路徑時分別把所述第一和第二功率放大器的輸出分流。
40.一種放大在具有激勵放大器、放大器路徑和旁路路徑的電路中的信號的方法，所述放大器路徑包括第一開關(guān)、帶通濾波器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一混合電路和第二混合電路，所述旁路路徑把所述第二混合電路的隔離端口與第一開關(guān)相連，所述方法包括(A)從激勵放大器產(chǎn)生激勵信號；(B)使用第一開關(guān)把激勵信號在放大器路徑和旁路路徑之間選擇性地切換，其中當(dāng)在所述切換步驟中把激勵信號切換到放大器路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)由帶通濾波器對激勵信號進行帶通濾波以產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號；(b)在第一混合電路中把經(jīng)濾波的信號分成同相信號和正交信號；(c)由第一功率放大器對同相信號進行放大以產(chǎn)生經(jīng)放大的同相信號；(d)由第二功率放大器對正交信號進行放大以產(chǎn)生經(jīng)放大的正交信號；(e)在第二混合電路中反轉(zhuǎn)經(jīng)放大的同相信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號；以及(f)在第二混合電路中對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號和經(jīng)放大的正交信號求和以產(chǎn)生求和信號，其中當(dāng)在所述切換步驟中把激勵信號切換到旁路路徑時，所述方法還包括(a)使第一功率放大器和第二功率放大器關(guān)斷；(b)把激勵信號發(fā)送到第二混合電路的隔離端口；(c)在第二混合電路中把激勵信號分成同相信號和正交信號；(d)把同相信號反射離第一放大器信號；(e)把正交信號反射離第二功率放大器；(f)在第二混合電路中反轉(zhuǎn)經(jīng)反射的同相信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號；(g)在第二混合電路中對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號和正交信號求和以產(chǎn)生求和信號；以及(h)把求和信號輸出到一輸出端口。
41.一種放大在具有激勵放大器、放大器路徑和旁路路徑的電路中的信號的方法，所述放大器路徑包括第一開關(guān)、帶通濾波器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一混合電路和第二混合電路，所述旁路路徑把所述第二混合電路的隔離端口與第一開關(guān)相連，所述方法包括(A)從激勵放大器產(chǎn)生激勵信號；(B)使用第一開關(guān)把激勵信號在放大器路徑和旁路路徑之間選擇性地切換，其中當(dāng)在所述切換步驟中把激勵信號切換到放大器路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)由帶通濾波器對激勵信號進行帶通濾波以產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號；(b)在第一混合電路中把經(jīng)濾波的信號分成同相信號和正交信號；(c)由第一功率放大器對同相信號進行放大以產(chǎn)生經(jīng)放大的同相信號；(d)由第二功率放大器對正交信號進行放大以產(chǎn)生經(jīng)放大的正交信號；(e)在第二混合電路中反轉(zhuǎn)經(jīng)放大的正交信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號；以及(f)在第二混合電路中對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號和經(jīng)放大的同相信號求和以產(chǎn)生求和信號，其中當(dāng)在所述切換步驟中把激勵信號切換到旁路路徑時，所述方法還包括(a)使第一功率放大器和第二功率放大器關(guān)斷；(b)把激勵信號發(fā)送到第二混合電路的隔離端口；(c)在第二混合電路中把激勵信號分成同相信號和正交信號；(d)把同相信號反射離第一放大器信號；(e)把正交信號反射離第二功率放大器；(f)在第二混合電路中反轉(zhuǎn)經(jīng)反射的正交信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號；(g)在第二混合電路中對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號和同相信號求和以產(chǎn)生求和信號；以及(h)把求和信號輸出到一輸出端口。
42.如權(quán)利要求25所述的信號放大方法，其特征在于激勵信號為射頻模擬信號。
43.如權(quán)利要求26所述的信號放大方法，其特征在于激勵信號為射頻模擬信號。
44.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于該電路還包括位于旁路路徑中的第二開關(guān)，所述方法還包括把第二開關(guān)在把第二混合電路的隔離端口連到終接電阻器與把第二混合電路的隔離端口連到第一開關(guān)之間選擇性地切換。
45.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于該電路還包括位于旁路路徑中的第二開關(guān)，所述方法還包括把第二開關(guān)在把第二混合電路的隔離端口連到終接電阻器與把第二混合電路的隔離端口連到第一開關(guān)之間選擇性地切換。
46.一種移動通信單元，具有電源、數(shù)字處理器、接收鏈、發(fā)送鏈、雙工器、天線和用戶接口裝置，所述移動通信單元包括所述發(fā)送鏈中的功率放大器電路布局，所述功率放大器電路布局包括用于發(fā)送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關(guān)，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波并產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號的帶通濾波器；接收經(jīng)濾波的信號并產(chǎn)生經(jīng)放大的信號的功率放大器；第一混合電路，把經(jīng)放大的信號分成同相信號和正交信號；以及第二混合電路，反轉(zhuǎn)同相信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號，并對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號與正交信號求和以產(chǎn)生求和信號，當(dāng)所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離端口相連，從而從所述激勵放大器發(fā)送的模擬信號將被反射離所述功率放大器并按路由發(fā)送到一輸出端口。
47.如權(quán)利要求31所述的移動通信單元，其特征在于所述功率放大器電路布局還包括位于所述旁路路徑中的第二開關(guān)；以及連到所述第二開關(guān)的一個電極的終接電阻器，所述第二開關(guān)把所述第二混合電路的隔離端口與所述第一開關(guān)或所述終接電阻器選擇性地相連。
48.如權(quán)利要求31所述的移動通信單元，其特征在于在所述功率放大器被關(guān)斷時，所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑。
49.一種移動通信單元，具有電源、數(shù)字處理器、接收鏈、發(fā)送鏈、雙工器、天線和用戶接口裝置，所述移動通信單元包括所述發(fā)送鏈中的功率放大器電路布局，所述功率放大器電路布局包括用于發(fā)送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關(guān)，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波以產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號的帶通濾波器；第一混合電路，把經(jīng)濾波的信號分成同相信號和正交信號；對同相信號進行放大以產(chǎn)生第一放大信號的第一功率放大器；對正交信號進行放大以產(chǎn)生第二放大信號的第二功率放大器；以及第二混合電路，反轉(zhuǎn)第一放大信號以產(chǎn)生經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號，并對經(jīng)反轉(zhuǎn)的信號與第二放大信號求和，當(dāng)所述第一開關(guān)把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離端口相連。
50.如權(quán)利要求34所述的移動通信單元，其特征在于所述功率放大器電路布局還包括位于所述旁路路徑中的第二開關(guān)；以及連到所述第二開關(guān)的一個電極的終接電阻器，所述第二開關(guān)把所述第二混合電路的隔離端口與所述第一開關(guān)或所述終接電阻器選擇性地相連。
51.如權(quán)利要求34所述的移動通信單元，其特征在于所述功率放大器電路布局還包括位于所述第一功率放大器與所述第二混合電路之間的第一分流開關(guān)；以及位于所述第二功率放大器與所述第二混合電路之間的第二分流開關(guān)；所述第一和第二分流開關(guān)用來在使用所述旁路路徑時分別把所述第一和第二功率放大器的輸出分流。
全文摘要
一種功率放大器電路布局,包括激勵放大器、開關(guān)、具有帶通濾波器和功率放大器的放大器路徑以及在不需要過量的增益和輸出功率時繞過功率放大器的旁路路徑。當(dāng)把來自激勵放大器的RF模擬信號切換到放大器路徑時,對該信號進行帶通濾波和放大。然后,把該信號分成同相和正交信號。反轉(zhuǎn)同相或正交信號并與同相或正交信號中的另一個求和,使功率放大器關(guān)斷,旁路路徑把信號指向功率放大器的輸出,功率放大器對該信號表現(xiàn)為高阻抗。信號反射離功率放大器而到達輸出端口。
文檔編號H03G1/00GK1326614SQ99813495
公開日2001年12月12日 申請日期1999年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月22日
發(fā)明者R·考夫曼, D·亨哲克, R·J·卡馬里羅 申請人:夸爾柯姆股份有限公司