专利名称：一种直接反馈式线性功率放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及功率放大器电路领域，特别是一种直接反馈式线性功率放大器。
背景技术：
功率放大器(简称功放)的线性度一直是人们在设计和使用功率放大器时所要考虑的重要问题之一。改善功放线性度的一个方法是采用直接反馈式线性功放技术，即把功放的输出信号通过线性阻容器件耦合一部分移相后直接送到功放的输入端来改善功放的线性度，一般采用负反馈方式。
负反馈功放工作的原理如图1所示。输入信号为x(t)，反馈支路信号yr(t)，两者之差误差信号xe(t)输入功放PA放大，d(t)是没有负反馈支路时功放PA产生的失真信号，整个负反馈功放最后的输出信号为y(t)。
参照图1，可以列出相关方程对于功放PA而言，输出信号y(t)为输入信号xe(t)放大后与失真信号d(t)之和，设功放PA的增益为A，则y(t)为y(t)＝Axe(t)+d(t)(1)负反馈支路在输入端提供输出信号的1/K，即yr(t)=y(t)K----(2)]]>误差信号xe(t)定义为xe(t)＝x(t)-yr(t)(3)将(2)、(3)两式代入(1)式得到负反馈功放的输出信号为y(t)=K(Ax(t)+d(t))K+A----(4)]]>
通常，功放PA的增益会比反馈支路的增益大很多，即有A＞＞K，因此有K+A≈A，那么(4)式化解为y(t)=Kx(t)+Kd(t)A----(5)]]>从(5)式可以看出，加上反馈支路后，整个功放所产生的失真减少为 而功放的增益变为K。这样，虽然牺牲了功放的增益，但是改善了功放的线性度。在功放的增益可以容易得到时，该方法是一种非常简单实用的线性化技术。
一般而言，直接反馈支路使用阻容器件来实现的，因此整个功放的线性很好，可以忽略它们对系统线性的影响。图2所示的是单支路直接反馈式线性功放的电路图，它包括功率放大管21；反馈支路22连接在功放管21的输出端和输入端，反馈支路22由电阻22a和电容22b组成；在功放的输入端连接有隔直电容23；功放的输出端连接有隔直电容24。功率放大器工作时，输入信号首先通过隔直电容23，通过隔直电容23的交流信号和反馈支路22的反馈信号一起输入功放管21进行放大。信号放大后，大部分通过隔直电容24后输出，小部分经反馈通道22耦合移相后输送到功放管21的输入端。
由于单支路反馈功放只有一条反馈支路，当功放的输出功率较大时，反馈支路上耦合信号的功率也会变大，而阻容器件的功率容量通常有限，尤其是电阻器件，这将限制直接反馈功放的输出能力。实验显示，在大功率时单反馈支路中的电阻经常烧坏。单支路反馈功放中反馈支路的阻抗越大，它对功放管的输入输出阻抗的影响也越大。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的是提出一种改进的直接反馈式线性功率放大器，以提高反馈通道的功率容量，降低反馈通道的阻抗，减少反馈通道对输入输出阻抗的影响。
根据上述目的，本发明提供了一种直接反馈式线性功率放大器，包括功率放大电路，在功率放大电路的输出端和输入端之间连接有反馈通道，其特征在于，反馈通道包括一条以上并联的反馈支路。
较佳地，所述并联的反馈支路的数目为偶数条。
进一步，所述并联的反馈支路的数目为2条。
所述的反馈支路为电阻和电容串连电路。
所述的反馈支路为电阻和电感串连的电路。
所述的反馈支路为电容和电感串连的电路。
所述的反馈支路为电阻、电容和电感串连的电路。
在上述技术方案中，所述的放大电路包含N个串连的功率放大管，其中N≥2；在M个功率放大管各自的输出端和输入端之间连接有反馈通道，其中1≤M＜N。
所述的放大电路包含串连的驱动级功率放大器和末级功率放大器，在驱动级放大器的输出端和输入端之间连接有反馈通道。
所述的放大电路包含串连的驱动级功率放大器和末级功率放大器，在末级放大器的输出端和输入端之间连接有反馈通道。
从上述技术方案可以看出，本实用新型有如下特点和优点1、本实用新型采用了多条反馈支路，这些反馈支路共同分担了反馈信号的功率。如果有N条反馈支路，那么每条反馈支路所承担的功率是单反馈支路的 从而提高了反馈通道的容量。
2、本实用新型采用了N条反馈支路，设每条支路的阻抗为Z，则整个反馈支路的阻抗为Zr=1NZ,]]>即整个反馈支路的阻抗被降低了，那么反馈通道对功放管的输出输入阻抗的影响也随之降低了。这样还降低了反馈式功放匹配电路的设计难度。
3、当采用偶数条反馈支路时，反馈通道为对称结构，保证了功放外围结构参数的对称性。
图1为负反馈功放的原理图；图2为单支路直接反馈式线性功放的电路图；图3为双环直接反馈式线性功放的电路图；图4为2N条支路直接反馈式线性功放的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。
为了方便起见，在实施例中功率放大电路简化为功率放大管。
图3为双环直接反馈式线性功放的电路图，该电路包括功率放大管31；反馈通道32包括两条并联的反馈支路321和322，连接在功放管31的输出端和输入端；反馈支路321由电阻321a和电容321b组成；反馈支路322由电阻322a和电容322b组成；在功放的输入端连接有隔直电容33；功放的输出端连接有隔直电容34。
功率放大器工作时，输入信号首先通过隔直电容33，通过隔直电容33的交流信号和反馈支路的反馈信号一起输入功放管31进行放大。信号放大后，大部分通过隔直电容34后输出，小部分经反馈通道32耦合移相后输送到功放管的输入端。
此时反馈支路321和322各自通过的功率为单反馈支路通过功率的一半，阻抗也为原来的一半，从而提高了反馈通道的功率容量，降低了反馈通道阻抗及其对输入输出阻抗的影响。
还可以将双环直接反馈式线性功放扩充为4反馈支路、6反馈支路等2N条(N为自然数)支路直接反馈式线性功放。如图4所示的是一个含有2N条支路直接反馈式线性功放的电路图。该电路包括功率放大管41；反馈通道42包括2N条并联的反馈支路421、422…，连接在功放管41的输出端和输入端；反馈支路42n(n＝1，2…2N)由电阻42na和电容42nb组成；在功放的输入端连接有隔直电容43；功放的输出端连接有隔直电容44。
2N支路直接反馈式线性功放的工作原理和双环直接反馈式线性功放工作原理一样。但是整个反馈通道的功率容量更大了；并且整个反馈通道的阻抗更小了，为单个反馈支路的 进一步减少了反馈通道对功放管输入输出阻抗的影响，降低了匹配电路的设计难度。
本实用新型采用多于一条的反馈支路，并不要求各反馈支路的参数严格一致，只要求各反馈支路所提供反馈信号相位的改变相同，为π的奇数倍，以满足负反馈的要求。除了阻容电路外，还可以使用其它电路，例如含有电阻和电感的电路、含有电容和电感的电路、含有电阻、电容和电感的电路等。
当电路中有多个功率放大器时，反馈通道可以并联在其中一个功率放大器的输入、输出端，或者几个功率放大器各自的输入、输出端。例如电路中有驱动级功率放大器和末级功率放大器，反馈通道可以并联在驱动级功率放大器或者末级功率放大器的输入、输出端，也可以并联在驱动级功率放大器的输入端和末级功率放大器的输出端。其关键在于，具体连接部位根据电路中需要改善线性度的部位而定。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种直接反馈式线性功率放大器，包括功率放大电路，在功率放大电路的输出端和输入端之间连接有反馈通道，其特征在于，反馈通道包括一条以上并联的反馈支路。
2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述并联的反馈支路的数目为偶数条。
3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述并联的反馈支路的数目为2条。
4.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的反馈支路为电阻和电容串连电路。
5.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的反馈支路为电阻和电感串连的电路。
6.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的反馈支路为电容和电感串连的电路。
7.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的反馈支路为电阻、电容和电感串连的电路。
8.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的放大电路包含N个串连的功率放大管，其中N≥2；在M个功率放大管各自的输出端和输入端之间连接有反馈通道，其中1≤M＜N。
9.根据权利要求8所述的功率放大器，其特征在于，所述的放大电路包含串连的驱动级功率放大器和末级功率放大器，在驱动级放大器的输出端和输入端之间连接有反馈通道。
10.根据权利要求8所述的功率放大器，其特征在于，所述的放大电路包含串连的驱动级功率放大器和末级功率放大器，在末级放大器的输出端和输入端之间连接有反馈通道。
专利摘要本实用新型公开了一种直接反馈式线性功率放大器，它包括功率放大电路，在功率放大电路的输出端和输入端之间连接有反馈通道，反馈通道为一条以上并联的反馈支路。本实用新型提高了反馈通道的功率容量；有较低的反馈通道阻抗，减少了反馈通道对功率放大器输入输出阻抗的影响，降低了匹配电路的设计难度；在采用偶数条反馈支路时，还保持了功放外围结构参数的对称性。
文档编号H03F1/34GK2746651SQ20042011793
公开日2005年12月14日 申请日期2004年10月20日 优先权日2004年10月20日
发明者吴剑锋 申请人:华为技术有限公司