专利名称：具有第一和第二输出线路的放大器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有第一和第二输出线路的放大器电路。本发明特别涉及以具有小尺
寸的集成电路实施的放大器电路。
背景技术：
在现有技术中，存在实现具有第一和第二 (或者更多)输出线路的放大器电路的 很多不同的可能。这些可能实现的每一个都具有特定的缺点，这些缺点由本发明克服。
发明内容
本发明的目标是提供具有第一和第二输出线路的放大器电路，其能够以小尺寸实 现而依然具有良好的性能。 上述目标由根据独立权利要求1的放大器电路实现。根据本发明的放大器电路包 括放大装置，其被适配成放大信号以及在第一输出线路内输出放大信号；耦合线，其在第 一连接点连接到第一输出线路并且具有长度以便在其内产生驻电波；以及第二输出线路， 其在第二连接点耦合到所述耦合线，以便第二输出线路内最终得到的信号的功率电平依赖 于第一输出线路内放大器信号的功率电平。 因此，本发明提出了一种放大器电路，其中在放大装置之后实现第二输出信号的 耦合输出。从而输入信号由放大装置放大，而第一放大输出信号在第一输出线路内输出。 借助于耦合线(其在第一连接点连接到第一输出线路，并具有长度以使得在其内产生驻电 波)以及第二输出线路(其在第二连接点耦合到所述耦合线)，从第一输出线路，第二放大 输出信号耦合出来(couple out)，其中第二放大信号在第二输出线路中输出。输出本发明 的放大器电路的第一和第二放大输出信号，其中第二输出线路内的第二放大信号(也称为 最终得到的信号)具有依赖于第一输出线路内的放大器信号(也就是第一放大输出信号) 功率电平的功率电平。第一和第二放大输出信号的功率电平可以相等但是不必须相等。然 而，例如当改变放大装置的放大率时，第一放大输出信号的输出功率电平的变化导致第二 放大输出信号的输出功率电平的变化。 本发明提议凭借在第一连接点连接到第一输出线路的耦合线耦合出第二放大输 出信号。换言之，耦合线连接到第一输出线路的物理点。这与其中耦合线与输出线路不彼 此接触并且因此不物理连接的任何种类的耦合形成对比。进一步地，设置耦合线的长度并 选择第一输出线路上的第一连接点的位置，以便在耦合线内产生驻电波。进一步地，在第二 连接点第二输出线路物理耦合到耦合线，籍此选择耦合线上的第二连接点，以便第二输出 线路内的第二放大器输出信号具有依赖于第一输出线路内放大器信号的功率电平的希望 的功率电平。换言之，第一输出线路和第二输出线路的输出信号在功率上耦合(也就是关 于功率电平彼此依赖)，但是通过耦合的特定方式隔离地去耦。第二输出线路内的信号从第 一输出线路耦合出来，从高频的观点来看具有很小损失并且几乎没有损失。进一步地，根据 DC的观点，本发明提议的放大器电路的功率损耗相当小。本发明的放大器电路的进一步优点在于它能够以比较小的尺寸实现，以便在具有很小尺寸的集成电路内实施是可能的。
有利地，第一连接点位于存在低电场的第一输出线路的区域内。因此，对第一输出 线路内信号的影响很小并且损失很低。进一步地，第一输出线路的阻抗匹配仅仅在很小的 程度被影响。尽管当第一连接点精确地位于第一输出线路的其中由在第一输出线路内的放 大信号产生的电场具有最小值的点时，可以获得从第一输出线路耦合出信号的最佳结果， 但也不必精确地选择这样的最小值点，而是选择例如第一连接点的该最小值点附近的点， 以便实现本发明的主要优点。 进一步有利地，耦合线的长度是入/2的N倍，A是对应于放大器电路的工作频率 带宽的中心频率的波长，N是大于或等于1的整数。因此，根据由第一输出线路内的放大器 信号产生的电场在耦合线内产生驻电波。然而，依赖于特定的实施，耦合线的长度不是精确 的入/2的N倍，而是偏离该精确值一些的实施是可能的。 进一步有利地，第二连接点位于耦合线的驻电波具有最大值的区域内。因此，第二 输出线路内的最终得到的信号具有最大功率电平。在耦合线的长度是如上所述入/2的N 倍的情况下，从第一连接点到第二连接点之间的距离可以是A /4的任何奇数倍(当然假设 第二连接点必须位于耦合线上)。特别有利地，第二连接点位于耦合线的驻电波具有最大值 的点。因此，获得最佳效率。然而，如果第二连接点位于耦合线上的该最大值附近或接近该 最大值的区域，则仍实现本发明主要的优点。 进一步有利地，第二输出线路包括从第二连接点耦合出信号的高阻抗电路。该高 阻抗电路进一步有利地是放大器，例如共源放大器等。在第二输出线路中具有高阻抗电路 或者甚至放大器具有在第二输出线路和第一输出线路之间良好隔离的优点，以及在第一或 者第二输出线路上阻抗变化不影响另一个输出线路的另一优点。 第一输出线路可以是比如放大器电路的正常主要输出线路，第二输出线路可以是 比如放大器电路的监视器输出线路。该放大装置可以是固定或者可变增益放大器。在放大 器被布置在第二输出线路中的情况下，在放大输入信号的放大装置是可变增益放大装置的 情况下，该放大器可以比如是固定增益放大器，并且反之亦然。 应当理解，本发明放大器电路的放大装置可以被适配成放大输入信号以及在输出 线路中输出放大的信号的任何种类的合适的放大器。进一步，可以选择性地安装在本发明 放大器电路的第二输出线路内的放大器可以是被适配成将输入信号放大成放大的输出信 号的任何种类的合适的放大器。本发明放大器电路中包括的线路(例如第一输出线路、耦 合线和第二输出线路)可以由被适配成引导电信号的任何种类的合适的线路或电路实现。 附加的合适的元件(例如电阻器、阻抗、电容器或者任何其它适合的电气电路元件)可以包 括在各种线路中，以便优化相应的实施。例如，耦合线可包括一个或多个电容器来减少实现 可选的A /2的N倍长度所需的有效长度。
现在在随后优选实施例的说明中将参考附图更详细地解释本发明，其中
图1示出了根据本发明的放大器电路的一般实施例的示意性框图；
图2示出了在耦合线中产生的驻电波的示意图；以及
图3示出了本发明的放大器电路的更详细的实施例的详细框图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的放大器电路1的一般实施例的示意性框图。放大器电路1包括被适配成放大由输入线路提供的输入信号并在第一输出线路3内输出放大的信号的放大装置2。该放大装置2可被实现为任何种类的合适的放大器、放大器单元、放大器元件，其可以例如是可变增益放大器、固定增益放大器等。第一输出线路3将放大的信号提供到输出端4。因此，第一输出线路3可以被实施为适于传导以及提供放大信号的任何合适的
线路。依赖于所需的实施，第一输出线路可以包括进一步的元件，例如电阻器、电容器、阻抗等。 放大器电路1进一步包括在第一连接点5连接到第一输出线路3的耦合线6。第一连接点5是物理连接点，在该点耦合线6与第一输出线路3物理接触。因此，第一连接点5位于存在第一输出线路内的低电场的第一输出线路3的区域内。在第一输出线路3中从放大装置2输出的放大信号在第一输出线路3内产生了电场。然后关于该电场，选择第一连接点5在第一输出线路3内的位置。特别地，选择第一连接点5的位置以位于第一输出线路3的电场低或者具有最小值(在工作带宽内)的区域内。有利地，第一连接点的位置是电场的最小值。进一步地，耦合线6具有长度以便驻电波在其内产生。该驻电波从第一输出线路3的电场内耦合出来。因此，耦合线6的长度应当是入/2的N倍，其中A是对应于放大器电路1的工作频率带宽的中心频率的波长，N是大于或等于1的整数。
放大器电路1进一步包括在第二连接点7耦合到耦合线6的第二输出线路8。连接点7是耦合线6和第二输出线路8之间的物理连接。第二输出线路8中的最终得到的信号的功率电平依赖于第一输出线路3中的放大信号的功率电平。换言之，第一输出线路3的放大信号的功率电平的变化导致第二输出线路8的最终得到的信号的功率电平的变化。因此，第二连接点7位于耦合线6的区域内，其中耦合线6内的驻电波具有最大值。当第二连接点精确地位于耦合线6内的驻电波具有最大值的位置时，获得第二输出线路8内的最终得到的信号的最大信号电平。 图2示意性地示出了由第一输出线路3的电场在耦合线6内产生的驻电波10。如图2所示，耦合线6的驻电波10具有正弦形状，藉此驻电波的最小值点位于彼此距离A /2处，A是对应于放大器电路l的工作频率带宽的中心频率的波长。这意味着驻电波10的最大值点也位于彼此距离A /2处。从图2立即变得清楚，耦合线6的长度需要是A /2的N倍，以便获得驻电波。进一步地，为了在第二输出线路8内耦合出具有高信号电平的最终得到的信号，第二输出线路8应当在接近驻电波的最大值处或者在驻电波的最大值处连接到耦合线6。这样的点在图2中被标识为点11、11'以及ll"，它们分别位于离电波的相邻最小值点入/4的距离处。因此，在耦合线具有入/2长度的图l中的实施例中，第二连接点7位于离第一连接点5 A /4的距离处。通常，从第一连接点5到第二连接点7的距离是在耦合线6上A/4的奇整数倍。 应当理解耦合线6的长度不必是耦合线的绝对长度，而是线路的有效电长度，而且可选地包括能够使得在耦合线6内产生驻电波的电阻器、阻抗等。进一步，应当注意到如图1所示的放大器电路1依赖于相应所需的实施而可以包括附加的元件。例如，第二输出线路8可包括高阻抗电路，其可以是例如被适配成放大第二输出线路8内的最终得到的信号的任何种类的合适放大器。将第二输出线路8的放大(或非放大)的最终得到的信号提供给第二输出端9。例如，第一输出端4可以是放大器电路1的主输出端，第二输出端9可以是输出监视器信号的监视器输出端。 图3示出了根据本发明的放大器电路12的更详细的实施例。放大器电路12的一般结构对应于在图1和图2中示出并关于图1和图2解释的放大器电路1的结构。因此，关于图1和图2做出的上述记载和解释也适用于图3中所示的放大器电路12。类似的元件用类似的参考标记标识，例如对于放大器电路12的放大装置2'对应于放大器电路1的放大装置2。这对于对应于第一输出线路3的第一输出线路3'、对应于耦合线6的耦合线6'、对应于第二输出线路8的第二输出线路8'、以及对应于第一连接点5的第一连接点5'、和对应于第二连接点7的第二连接点7'都是一样的。因此，图3所示实施例的放大器电路12具有如图1中所示放大器电路1的相同结构，但是具有更多实施细节。被适配成将经由输入端13输入的输入信号放大到第一输出线路3'的放大信号的放大装置2'，通过由第一放大器14和第二放大器15组成的共源共栅(ca s code)放大器实现。第一放大器14由栅极电压Veate控制，第二放大器15由共源共栅电压VCase。de控制。第二放大器15的第一输
出线路3'由漏极电压VDr^控制，该漏极电压VDr^关于表示耦合线6'的物理连接的第一
连接点5'产生下降。第二输出线路8'在表示物理连接的第二连接点7'连接到耦合线6'。第二输出线路8'包括由栅极电压Veate控制的另外的放大器16，该栅极电压Veate在与第一连接点5'相对的耦合线6'的末端供应。放大器16的输出由漏极电压VDr^控制，使得第二输出线路8'的最终得到的信号在放大器16内放大，并作为放大的最终得到的信号提供给第二输出端9'。所示示例中的放大器16是共源放大器，但可以是任何合适的放大器元件。第一输出端4'递送第一输出线路3'的放大信号。 此外，放大装置2'的输入线路以及第一输出线路3'、耦合线6'以及输出线路8'都包括放大器电路12的合适实施所必需的额外元件例如电阻器、电容器等。正如在耦合线6'中能够看出，通过增加适合的电感电容网络，能够减小耦合线6'的有效电长度(入/2的N倍)。
权利要求
放大器电路，包括放大装置，其被适配成放大信号并在第一输出线路中输出放大的信号；耦合线，其在第一连接点连接到第一输出线路，并具有长度以使得在其内产生驻电波以及第二输出线路，其在第二连接点耦合到所述耦合线，以便第二输出线路内的最终得到的信号的功率电平依赖于第一输出线路内的放大信号的功率电平。
2. 根据权利要求l所述的放大器电路，其中所述第一连接点位于第一输出线路上存在低电场的区域内。
3. 根据权利要求l所述的放大器电路，其中所述耦合线的长度是入/2的N倍，A是对应于放大器电路的工作频率带宽的中 心频率的波长，N是^ 1的整数。
4. 根据权利要求l所述的放大器电路，其中所述第二连接点位于驻电波具有最大值的耦合线的区域内。
5. 根据权利要求l所述的放大器电路，其中所述第二输出线路包括用于从第二连接点耦合出信号的高阻抗电路。
6. 根据权利要求5所述的放大器电路， 其中所述高阻抗电路是共源放大器。
全文摘要
具有第一和第二输出线路的放大器电路。本发明涉及放大器电路(1；12)，包括放大装置(2；2’)，其被适配成放大信号并在第一输出(3；3’)中输出放大的信号；耦合线(6；6’)，在第一连接点(5；5’)连接到第一输出线路(3；3’)，并具有长度以使得在其内产生驻电波，以及第二输出线路(8；8’)，其在第二连接点(7；7’)耦合到耦合线(6；6’)，以便第二输出线路(8；8’)内的最终得到的信号的功率电平依赖于第一输出线路(3；3’)内的放大信号的功率电平。本发明使得放大器电路的高度集成以及具有小尺寸的集成电路成为可能。
文档编号H03F1/56GK101795113SQ20101000448
公开日2010年8月4日 申请日期2010年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者S·科克 申请人:索尼株式会社