专利名称：一种硅功放模块电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及CATV宽带通信传输领域，尤其涉及一种硅功放模块电路。
背景技术：
近年来CATV (Community Antenna Television,电缆电视系统)事业在 全国以及世界都得到了广泛的发展，然而在传输过程的功率放大部分，始终都 是由菲利浦、PDI等一些国外公司的产品占主流地位，特别是硅推挽功率放大 模块，国产品一直保持较大差距。从产品的设计上双方电路都具有其合理性。 菲利浦和摩托罗拉等公司的电路形式主要采用单级或多级复合推挽电路组成。 国产产品由于制造工艺及原材料的特点， 一般采用双级或多级单推挽电路。
通过多年来行业技术人员的不断改进、提高，很多技术性能指标都能达到 或优于国外的同类产品。如频宽、频响、增益、回波损耗和斜率等等，但是 最重要的非线性技术指标CTB (组合三阶差拍)、CSO (组合二阶干扰)和 最大输出电平等等都比国外同类产品相差较远。目前只有国产的砷化镓功率模 块能与国外的同类产品相提并论。但这种模块的成本较高，不利于节约的精神。 经过多年的技术实践和在砷化镓模块开发过程中所取得的成功经验，发现现有 硅推挽功放模块中放大电路之间的耦合存在不合理性。目前市场上的硅推挽模 块内部的放大级之间采用的是普通高频变压器的耦合方式如图1，这种高频变 压器的最佳工作频率是几十兆，虽采用良好的高频磁芯使变压器频率特性加 宽，但由于线圈漏感和区间分布电容作用，工作频率更高时(如几百兆)，其耦 合功率损耗将急剧上升，从而影响模块的输出电平。为提高最大输出电平就必 须调高RF (RadioFrequency,射频)晶体管的工作点，增大晶体管功率损耗， 使CSO、 CTB等非线性指标下降。
综上可知，所述现有技术的硅推挽功放模块中的级间耦合方式，在实际应 用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种硅功放模块电路，其可 以提高硅功放电路的最大输出电平，并进一步提高硅功放电路的非线性指标
CSO禾卩CTB。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种硅功放模块电路，所述硅功放模 块电路包括若干级放大电路，所述各级放大电路与其前置级放大电路和/或后 置级放大电路均采用传输线变压器进行耦接；所述各级放大电路组成推挽放大 电路结构。
优选地，所述传输线变压器为宽带传输线变压器。
优选地，所述硅功放模块电路包括三级放大电路，第一级放大电路和第二 级放大电路具有相同的电路结构。
优选地，所述第二级放大电路包括第一三极管和第二三极管，第三级放大 电路包括第三三极管和第四三极管；所述第一三极管、第二三极管、第三三极 管和第四三极管的集电极均通过一电感与固定偏置电源连接。
优选地，所述电感均为高频隔离电感。
优选地，所述第一三极管的集电极和第三三极管的基极间依次连接有用于 耦合的传输线变压器和一耦合电容；所述第二三极管的集电极和第四三极管的 基极间依次连接有用于耦合的传输线变压器和一耦合电容。
优选地，所述第一三极管和第二三极管的发射极间接有至少一旁路电容和 若干电阻；所述第三三极管和第四三极管的发射极间接有至少一旁路电容和若 干电阻。
优选地，所述第二级放大电路包括至少一滤波电路，所述滤波电路接于所 述第一三极管或第二三极管的基极和集电极间。
优选地，所述第三级放大电路包括至少一反馈电路，所述反馈电路接于所 述第三三极管或第四三极管的基极和集电极间。
优选地，所述第一三极管和第二三极管的基极均连接一耦合电容。
本实用新型硅功放模块电路各放大级间的耦合方式采用传输线变压器进 行耦合，用这种级间耦合方式组成推挽放大电路，使硅功放模块电路的最高工 作频率大大的提高，从而可以实现宽频带传输，宽频功率损耗的减少，提高了模块的最大输出电平，借此大大提高了硅功放模块电路的非线性指标cso和
CTB。
图1是国产产品的硅推挽功放模块的级间耦合电路图2是本实用新型提供的硅功放模块电路的结构图3是本实用新型硅功放模块电路一具体实施例的电路结构图4是本实用新型硅功放模块电路一具体实施例的电路图5是本实用新型硅功放模块电路的的等效电路图6是本实用新型硅功放模块电路的耦合电路的等效电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图2示出了本实用新型硅功放模块电路的基本结构，该硅功放模块电路 100包括若干级放大电路，每级放大电路与其前置级和/或后置级放大电路均采 用传输线变压器进行耦接，且各部分电路组成推挽电路放大模块。信号由输入 端输入后经第一级放大电路10放大后再经过传输线变压器的耦合输送到下级 放大电路，这样依次传送信号至输出端。更好的是，本实用新型硅功放模块电 路100可以根据不同的需求将放大电路的级数设为二级、三级或更多级。
在本实用新型提供的一个具体的实施例中，硅功放模块电路100的输入和 输出均采用传输线变压器耦合的方式输入和\或输出。优选的是，本实用新型 提供的硅功放模块电路100所采用的传输线变压器为宽带传输线变压器。宽带 传输线变压器的等效电路如图6所示，这种宽带传输线变压器，线间的分布电 容不是影响高频能量传输的不利因素，反而是电磁转换的必不可少的条件，即 电磁波赖以传播的重要因素。此外，电磁波主要是在导线间的介质中传播的。 因此，磁芯的铁磁损耗对信号输的影响就大大减少，传输线变压器的最高工作 频率就可以大大的提高，从而可以实现宽频带传输的目的，宽频功率损耗的减 少，提高了模块的最大输出电平，也相应的提高了非线性指标CSO和CTB。图3是本实用新型硅功放模块电路一具体实施例的电路结构图，包括第一 级放大电路IO、第二级放大电路20、第三级放大电路30耦合电路40。其中， 耦合电路40是一宽带传输线变压器，第一级放大电路10和第二级放大电路 20具有相同的电路结构。图4是图3中第二级放大电路20和第三级放大电路 30的一具体电路图，图5是该电路的等效电路。
根据图4，第二级放大电路20中包括两个极性相同的第一三极管Q3和第 二三极管Q4，其中，第一三极管Q3的集电极和基极间接有一滤波电路，该 滤波电路依次包括至少一电阻R13和一电容的并联结构、 一电阻R17和一电 感L3，该滤波电路可以滤掉尖峰，通过对这这几个器件进行不同的参数设置， 该电路还可以有反馈调节的作用。第一三极管Q3的集电极通过一电感与固定 偏置电源V连接，优选的是，该电感是一高频隔离电感，在电路处于低频输 入时，可以使晶体管处于低功耗状态。第一三极管Q3的基极连接一接地的电 阻R12。第二三极管Q4基极和集电极的电路结构与第一三极管Q3基极和集 电极的电路结构相同。第一三极管Q3和第二三极管Q4的射极间接有一旁路 电容CIO，且每个三极管的射极均通过一电阻接地，优选的，旁路电容C10 还并联一电阻R16。旁路电容C10对高频的容抗较小，与发射极电阻并联可以 减少高频负反馈。优选的，第一三极管Q3的基极接有一耦合电容C8，第二 三极管Q4的基极接有一耦合电容Cll，耦合电容C8和耦合电容Cll可以滤 掉输入信号的直流分量。
在上述第二级放大电路20中，经第一级放大电路10放大后的信号从a、 b端经过电容C8和电容C11的耦合输入到第二级放大电路20，输入信号经第 二级放大电路20的放大后由第一三极管Q3和第二三极管Q4的集电极输出， 然后经过耦合电路40的耦合输入到第三级放大电路30。
根据图4，第三级放大电路30包括两个极性相同的第三三极管Q5和第四 三极管Q6。其中，第三三极管Q5的集电极和基极间接有一反馈电路，该反 馈电路依次包括一电阻R22和电容C16的并联结构、 一电阻R25，该反馈电 路具有稳定闭环增益的作用，因而对频率增大或减小引起的放大倍数的变化， 同样具有稳定作用。它能减小频率变化对闭环增益的影响，从而展宽闭环增益 的频率。第三三极管Q5的集电极通过一电感与固定偏置电源V连接，该电感 为高频隔离电感，在电路处于低频输入时，可以使晶体管处于低功耗状态。第四三极管Q6基极和集电极的电路结构与第三三极管Q5基极和集电极的电路 结构相同。第三三极管Q5和第四三极管Q6的基极通过电阻R21和电阻R23 相连，第三三极管Q5和第四三极管Q6的射极间接有一旁路电容C1，且每个 三极管的射极均通过一电阻与接地电容连接，优选的，旁路电容C1还并联一 电阻R30，接地电容并联接一电阻R27。旁路电容C1对高频的容抗较小，与 发射极电阻并联可以减少高频负反馈。在信号的传输过程中，经第二级放大电 路20放大后的信号经耦合电路40输入到第三级放大电路30，信号经过第三 级放大电路30放大后从第三三极管Q5和第四三极管Q6的集电极输出，从集 电极输出的信号再经过下一耦合电路40的耦合直接送到输出端输出。本实施 例中的硅功放模块电路100采用各级推挽的放大电路结构，并且各级放大电路 间采用宽带传输线变压器进行耦合，大大提高了硅功放模块电路100的最大输 出电平。
本实用新型提供的硅功放模块电路通过四川九洲集团、浙江广电技术研究 所、杭州万隆等单位的测试，硅功放模块电路的非线性技术指标已达到或优于 国外同类产品。
综上所述，本实用新型硅功放模块电路各放大级间的耦合方式采用传输线 变压器进行耦合，用这种级间耦合方式组成推挽放大电路，使硅功放模块电路 的最高工作频率大大的提高，从而可以实现宽频带传输，宽频功率损耗的减少， 提高了模块的最大输出电平，借此大大提高了硅功放模块电路的非线性指标 CSO禾口CTB。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其 实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改 变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保 护范围。
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权利要求1、一种硅功放模块电路，所述硅功放模块电路包括若干级放大电路，其特征在于，所述各级放大电路与其前置级放大电路和/或后置级放大电路均采用传输线变压器进行耦接；所述各级放大电路组成推挽放大电路结构。
2、 根据权利要求1所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述传输线变 压器为宽带传输线变压器。
3、 根据权利要求1或2所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述硅功 放模块电路包括三级放大电路，第一级放大电路和第二级放大电路具有相同的 电路结构。
4、 根据权利要求3所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述第二级放 大电路包括第一三极管和第二三极管，第三级放大电路包括第三三极管和第四 三极管；所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管的集电极均 通过一 电感与固定偏置电源连接。
5、 根据权利要求4所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述电感均为 高频隔离电感。
6、 根据权利要求4所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述第一三极 管的集电极和第三三极管的基极间依次连接有用于耦合的传输线变压器和一 耦合电容；所述第二三极管的集电极和第四三极管的基极间依次连接有用于耦 合的传输线变压器和一耦合电容。
7、 根据权利要求4所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述第一三极 管和第二三极管的发射极间接有至少一旁路电容和若干电阻；所述第三三极管 和第四三极管的发射极间接有至少一旁路电容和若干电阻。
8、 根据权利要求4所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述第二级放 大电路包括至少一滤波电路，所述滤波电路接于所述第一三极管或第二三极管 的基极和集电极间。
9、 根据权利要求4所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述第三级放大电路包括至少一反馈电路，所述反馈电路接于所述第三三极管或第四三极管 的基极和集电极间。
10、 根据权利要求4所述的硅功放模块电路，其特征在于，所述第一三极管和第二三极管的基极均连接一耦合电容'
专利摘要本实用新型公开了一种硅功放模块电路，所述硅功放模块电路包括若干级放大电路，其特征在于，所述各级放大电路与其前置级放大电路和/或后置级放大电路均采用传输线变压器进行耦接；所述各级放大电路组成推挽放大电路结构。用传输线变压器进行级间耦合，硅功放模块电路的最高工作频率可以大大的提高，从而可以实现宽频带传输，宽频功率损耗的减少，提高了模块的最大输出电平，借此提高电路模块的非线性指标CSO和CTB。
文档编号H03G3/26GK201393205SQ200920135668
公开日2010年1月27日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者琦 陈 申请人:琦 陈