一種可調(diào)增益功率放大器、增益調(diào)節(jié)方法及移動終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種可調(diào)增益功率放大器，還設(shè)及一種用于該可調(diào)增益功率放大器的 增益調(diào)節(jié)方法，同時還設(shè)及一種包含該可調(diào)增益功率放大器的移動終端，屬于功率放大器
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣的便攜式無線通信設(shè)備得到了廣泛的應(yīng) 用。功率放大器是無線通信設(shè)備中不可或缺的電路模塊，其主要負責將調(diào)制后的射頻信號 放大到一定的功率值，再通過天線發(fā)射出去，并由附近的基站接收。無線終端的工作頻段存 在多種移動通信標準，比如WCDMA(寬帶碼分多址）和TD-SCDMA(時分同步碼分多址）等。 無論哪種通信標準，移動終端通常需要根據(jù)與基站的距離來調(diào)整功率放大器發(fā)射功率。
[0003] 當無線通信終端遠離接收基站的時候，功率放大器需要W較高的發(fā)射功率來發(fā)射 信號，使得信號到達基站時仍然具有足夠的強度且能夠被基站接收和識別。相反地，當無線 通信終端靠近基站的時候，功率放大器只需要W較小的功率來發(fā)射信號即可。因此，射頻功 率放大器在設(shè)計時要求可W在幾種功率（增益）模式下切換。常見的功率放大器包含兩種 功率模式，即高功率模式和低功率模式。在高功率模式下時要求較高的增益，低功率模式下 則要求較低的增益，從而使功率放大器達到較大的輸出動態(tài)范圍。
[0004] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常見的功率放大器電路圖。該電路內(nèi)部包含兩路獨立的放大通 路；高功率模式和低功率模式。該兩路通路共用一個輸入和一個輸出。當功率放大器工作 在高功率模式時，開關(guān)101和102閉合，開關(guān)103和104打開，同時偏置電路105給放大電 路106提供偏置電壓，放大電路107的偏置電壓則關(guān)斷。相反地，當功率放大器工作在低功 率模式時，開關(guān)103和104閉合，開關(guān)101和102打開，同時，偏置電路105給放大電路107 提供偏置電壓，放大電路106的偏置電壓則關(guān)斷。再例如專利號為化200920055959.X的 中國實用新型公開了一種射頻功率放大器高低功率合成電路。該電路同樣采用兩個功率模 式。通過電壓控制電路中=個開關(guān)對射頻信號進行功率切換，W控制放大器的關(guān)斷實現(xiàn)高、 低功率的切換。然而，上述的功率放大器均將高功率模式和低功率模式單獨設(shè)計，性能方面 雖然可W得到優(yōu)化，但是整體的電路設(shè)計較為復(fù)雜，需要消耗過多的資源，增加生產(chǎn)成本。 更重要的是，由于GaAs(神化嫁）工藝的限制，致使射頻通路上所需的開關(guān)難W集成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題在于提供一種可調(diào)增益功 率放大器。
[0006] 本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種用于上述可調(diào)增益的功率放大器 的增益調(diào)節(jié)方法。
[0007] 本發(fā)明所要解決的又一技術(shù)問題在于提供一種包含上述可調(diào)增益功率放大器的 移動終端。
[000引為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案：
[0009] 一種可調(diào)增益功率放大器，包括輸入匹配電路、增益調(diào)節(jié)電路、偏置電路、主體放 大電路、輸出匹配電路；
[0010] 所述輸入匹配電路連接于輸入端與所述增益調(diào)節(jié)電路之間；
[0011] 所述增益調(diào)節(jié)電路連接于所述輸入匹配電路與所述主體放大電路的輸入端之 間；
[0012] 所述主體放大電路的輸出端連接所述輸出匹配電路，正電源端連接供電電源，負 電源端連接所述偏置電路；
[0013] 所述偏置電路為所述主體放大電路提供不同的偏置電壓；
[0014] 所述增益調(diào)節(jié)電路和所述偏置電路分別連接增益調(diào)節(jié)控制電壓。
[0015] 其中較優(yōu)地，所述增益調(diào)節(jié)電路至少包括一級增益調(diào)節(jié)支路；
[0016] 所述增益調(diào)節(jié)支路包括電容、電阻W及二極管；其中，
[0017] 所述電容一端連接于所述輸入匹配電路與所述主體放大電路的輸入端之間，另一 端與第二電阻、所述二極管的陽極依次串聯(lián)；所述二極管的陰極接地；所述第二電阻與所 述二極管的陽極連接點通過第一電阻連接所述增益調(diào)節(jié)控制電壓。
[0018] 其中較優(yōu)地，當所述增益調(diào)節(jié)電路包括多級所述增益調(diào)節(jié)支路時，
[0019] 各所述增益調(diào)節(jié)支路并行連接，輸出端連接于所述輸入匹配電路、所述主體放大 電路之間。
[0020] 其中較優(yōu)地，各所述增益調(diào)節(jié)支路單獨配置增益調(diào)節(jié)控制電壓。
[0021] 其中較優(yōu)地，所述偏置電路配置與多級所述增益調(diào)節(jié)支路相對應(yīng)的增益調(diào)節(jié)控制 電壓。
[0022] 其中較優(yōu)地，所述二極管由=極管或場效應(yīng)管所替代。
[0023] 一種用于上述可調(diào)增益功率放大器的增益調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟：
[0024] 當功率放大器工作在低頻率模式時，所述增益調(diào)節(jié)控制電壓輸入高電平，所述偏 置電路為所述主體放大電路提供低偏置電壓，所述增益調(diào)節(jié)電路導(dǎo)通并對所述功率放大器 的輸入信號有較大的衰減；
[0025] 當所述功率放大器工作在高頻率模式時，增益調(diào)節(jié)控制電壓輸入低電平，偏置電 路為主體放大電路提供高偏置電壓，增益調(diào)節(jié)電路近似斷開并對所述輸入信號有較小的衰 減。
[0026] 其中較優(yōu)地，所述增益調(diào)節(jié)電路需滿足：
[0029] 其中，Ri為第一電阻的阻值，R2為第二電阻的阻值，Cl為電容的容抗，ra為二極管 的小信號交流阻抗，《為所述增益調(diào)節(jié)電路的工作頻率，Z。。為低頻率模式所述增益調(diào)節(jié)電 路的小信號阻抗，Zwf為高頻模式所述增益調(diào)節(jié)電路的小信號阻抗，Vt是熱電壓。
[0030] 其中較優(yōu)地，當所述功率放大器工作在低頻率模式時，通過調(diào)節(jié)所述第一電阻和 所述二極管的靜態(tài)電流獲取所需的低增益。
[0031] 一種移動通信終端，包括上述的可調(diào)增益功率放大器。
[0032] 本發(fā)明所提供的功率放大器僅僅使用一個獨立的射頻放大通路，即可實現(xiàn)多種功 率模式的切換。該功率放大器不再僅限于高低兩種功率模式的調(diào)整，可W滿足多功率模式 下的增益調(diào)整需求，實現(xiàn)更大的動態(tài)范圍輸出。本功率放大器的電路結(jié)構(gòu)簡單且便于集成， 無需采用功率切換開關(guān)，通過增益調(diào)節(jié)控制電壓即可實現(xiàn)功率切換，且調(diào)整增益方面效果 明顯。
【附圖說明】
[0033] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常見的功率放大器電路圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明中，可調(diào)增益功率放大器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明中，增益調(diào)節(jié)電路的第一實施例的電路原理示意圖；
[0036] 圖4為本發(fā)明中，增益調(diào)節(jié)電路的第二實施例的電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容進行詳細說明。
[003引本發(fā)明所提供的功率放大器采用獨立的射頻放大通路，通過增益調(diào)節(jié)電路202和 偏置電路203的相互配合，即可實現(xiàn)多種功率模式的切換。該功率放大器的具體電路結(jié)構(gòu) 參見圖2,包括輸入匹配電路201、增益調(diào)節(jié)電路202、偏置電路203、主體放大電路204、輸出 匹配電路205。輸入匹配電路201連接于輸入端與增益調(diào)節(jié)電路202之間，用于匹配元件間 的阻抗，W避免射頻信號在傳輸過程中功率損耗。主體放大電路204的正電源端通過電阻 連接供電電源，負電源端連接偏置電路203,輸出端連接輸出匹配電路205。而功率模式選 擇信號Vctr1需同時控制增益調(diào)節(jié)電路202和偏置電路203。
[0039] 在不同功率模式切換時，除了偏置電路203給主體放大電路204提供不同的偏置 電壓之外，在輸入匹配電路201和主體放大電路204之間加入了增益調(diào)節(jié)電路202,來進一 步優(yōu)化增益。
[0040] 本發(fā)明所提供的功率放大器的工作原理如下；當功率放大器需要輸出一個較高的 功率時，偏置電路203提供一個較高的偏置電壓，保證功率放大器輸出信號線性度的同時， 增益調(diào)節(jié)電路202近似斷開使得射頻通路上有較小的信號衰減，從而使得功率放大器實現(xiàn) 一個較高的增益。當功率放大器需要輸出一個較低的功率時，偏置電路203保證輸出信號 線性度的前提下，提供較低的偏置電壓。其中，較低偏置電壓可W使得功率放大器的效率提 高，延長了使用時間；同時功率放大器的增益也隨著靜態(tài)電流的降低而逐漸降低，從而降低 了輸出功率動態(tài)范圍的下限。而增加的增益調(diào)節(jié)電路202同時導(dǎo)通，控制射頻通路上有較 大的信號衰減，從而使得功率放大器的增益進一步降低。
[0041] 第一實施例
[0042] 本實施例對增益調(diào)節(jié)電路進行了改進，具體電路原理圖可W參見圖3。整個增益調(diào) 節(jié)電路202包括電阻R1、R2,電容C1和二極管Q1。其中電容C1的一端連接至輸入匹配電 路201與主體放大電路204的信號通路上，另一端與電阻R2、二極管Q1的陽極依次串聯(lián)連 接。二極管Q1的陰極連接到地。電阻R1的一端與電阻R2和二極管Q1的連接點相連接， 另一端連接至增益調(diào)節(jié)控制電壓Vctrl。其中，電容C1主要起隔直作用，使得增益調(diào)節(jié)電路 202可W獨立的建立直流工作點，同時不影響主體放大電路204的直流工作。電阻R1參與 二極管直流工作點的建立，并調(diào)整二極管的工作電流，從而調(diào)整了二極管的交流阻抗。電阻 R2為靈活地調(diào)整增益調(diào)節(jié)電路的阻抗，提供了一個額外的因素。增益調(diào)節(jié)控制電壓Vctrl 作為功率模式選擇信號，