专利名称：具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及功率放大电路，尤其涉及一种具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路。
背景技术：
当前数字预失真技术在无线通信基站系统被广泛应用，前馈功率放大器在某些应用场合还是被采用，然而传统的基于主放大器和误差放大器的前馈功放的缺点是，由于误差放大器本身不对功放的输出功率有贡献，而误差放大器本身又有功耗，因此导致传统前馈功率放大器的效率比较低，即使采用了 Doherty技术效率也只能达到22%左右。因此能够研究出一种既具有高效率、同时又能够无需额外的电路来实现线性化是当前一个值得进一步深入研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大器，该放大器能实现对移动通信频段的射频信号的高效率和高线性放大。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
提供一种具有二路合路~■次对消功能的闻效率功率放大电路，包括二路末放大电路、参考信号电路、误差信号提取电路、第一合路器和第二合路器；所述三路末放大电路包括第一末级放大电路、第二末级放大电路和第三末级放大电路；
所述参考信号电路对 无失真主信号进行幅度和相位调节得到参考信号；
所述误差信号提取电路提取任意一路末级放大电路中经放大的信号，该经放大的信号含有失真信号和主信号，所述第一误差信号提取电路再将该经放大的信号与所述参考信号相减，并对相减后得到的误差信号分别进行幅度和相位调节，得到第一误差调节信号和第二误差调节信号，并分别输入到另外两路末级放大电路中；
所述第一合路器对其中两路末级放大电路的输出信号进行第一次误差信号抵消；所述第二合路器对所述第一合路器的输出信号和另外一路末级放大电路的输出信号进行第二次误差信号抵消。本发明所述的具有二路合路_■次对消功能的闻效率功率放大电路中，其中:
所述第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器、驱动放大电路、第二功分器、第一
末级放大器、第一稱合器和第一延时器；所述第一功分器的输入端接入主信号；所述第一延时器的输出端连接所述第一合路器的一个输入端；
所述参考信号电路包括参考信号调节电路和减法器，所述参考信号调节电路的输入端连接第一功分器的一个输出端，所述减法器的两个输入端分别连接所述参考信号调节电路的输出端和第一 I禹合器的一个I禹合端；
所述误差信号提取电路包括第三功分器、第一误差信号调节电路和第二误差信号调节电路，所述第三功分器的输入端连接减法器的输出端，所述第一误差信号调节电路的输入端连接所述第三功分器的一个输出端，所述第一误差信号调节电路的输出端输出第二误差调节信号；所述第二误差信号调节电路的输入端连接所述第三功分器的另一个输出端，所述第二误差信号调节电路的输出端输出第一误差调节信号；
所述第二末级放大电路包括第四功分器和第一末级延时与放大电路，所述第四功分器的输入端连接所述第二功分器的一个输出端，所述第一末级延时与放大电路的一个输入端连接所述第四功分器的一个输出端，所述第一末级延时与放大电路的另一个输入端接入所述第一误差调节信号，所述第一末级延时与放大电路的输出端连接所述第一合路器的另一个输入端；
所述第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路，所述第二末级延时与放大电路的一个输入端连接所述第四功分器的另一个输出端，所述第二末级延时与放大电路的另一个输入端接入第二误差调节信号；所述第二末级延时与放大电路的输出端连接第二合路器的一个输入端；所述第二合路器的另一个输入端连接所述第一合路器的输出端。本发明所述的具有二路合路二次对消功能的闻效率功率放大电路中，其中:
所述第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器、驱动放大电路、第二功分器、第四
功分器、第一末级放大器、第一稱合器和第一延时器；所述第一功分器的输入端接入主信号；所述第一延时器的输出端连接所述第一合路器的一个输入端；
所述参考信号电路包括参考信号调节电路和减法器，所述参考信号调节电路的输入端连接第一功分器的一个输出端，所述减法器的两个输入端分别连接所述参考信号调节电路的输出端和第一 I禹合器的一个I禹合端；
所述误差信号提取电路包括第三功分器、第一误差信号调节电路和第二误差信号调节电路，所述第三功分器的输入端连接减法器的输出端，所述第一误差信号调节电路的输入端连接所述第三功分器的一个输出端，所述第一误差信号调节电路的输出端输出第二误差调节信号；所述第二误差信号调节电路的输入端连接所述第三功分器的另一个输出端，所述第二误差信号调节电路的输出端输出第一误差调节信号；
所述第二末级放大电路包括第一末级延时与放大电路，所述第一末级延时与放大电路的一个输入端连接所述第二功分器的一个输出端，所述第一末级延时与放大电路的另一个输入端接入所述第一误差调节信号，所述第一末级延时与放大电路的输出端连接所述第一合路器的另一个输入端；
所述第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路，所述第二末级延时与放大电路的一个输入端连接所述第四功分器的一个输出端，所述第二末级延时与放大电路的另一个输入端接入第二误差调节信号；所述第二末级延时与放大电路的输出端连接第二合路器的一个输入端；所述第二合路器的另一个输入端连接所述第一合路器的输出端。本发明所述的具有二路合路_■次对消功能的闻效率功率放大电路中，其中:
所述第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器、驱动放大电路、第二功分器、第四
功分器、第一末级放大器、第一稱合器和第一延时器；所述第一功分器的输入端接入主信号；所述第一延时器的输出端连接所述第二合路器的一个输入端；所述第二合路器的另一个输入端连接所述第一合路器的输出端；
所述参考信号电路包括参考信号调节电路和减法器，所述参考信号调节电路的输入端连接第一功分器的一个输出端，所述减法器的两个输入端分别连接所述参考信号调节电路的输出端和第一 I禹合器的一个I禹合端；
所述误差信号提取电路包括第三功分器、第一误差信号调节电路和第二误差信号调节电路，所述第三功分器的输入端连接减法器的输出端，所述第一误差信号调节电路的输入端连接所述第三功分器的一个输出端，所述第一误差信号调节电路的输出端输出第二误差调节信号；所述第二误差信号调节电路的输入端连接所述第三功分器的另一个输出端，所述第二误差信号调节电路的输出端输出第一误差调节信号；
所述第二末级放大电路包括第一末级延时与放大电路，所述第一末级延时与放大电路的一个输入端连接所述第四功分器的一个输出端，所述第一末级延时与放大电路的另一个输入端接入第二误差调节信号；所述第一末级延时与放大电路的输出端连接第一合路器的一个输入端；
所述第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路，所述第二末级延时与放大电路的一个输入端连接所述第二功分器的一个输出端，所述第二末级延时与放大电路的另一个输入端接入所述第一误差调节信号，所述第二末级延时与放大电路的输出端连接所述第一合路器的另一个输入端。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，所述减法器两个输入端的输入信号时延相等，且输入信号中的误差信号相位相反，幅度相等。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，所述第一末级延时与放大电路的两个输入端的输入信号时延相等，相位相同。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，所述第二末级延时与放大电路的两个输入端的输入信号时延相等，相位相同。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，所述第一合路器的两个输入端的输入信号时延相等，且输入信号中的误差信号相位相反，幅度不等。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，所述第二合路器的两个输入端的输入信号时延相等，且输入信号中的误差信号相位相反，幅度相等。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，所述第一末级延时与放大电路或所述第二末级延时与放大电路包括依次连接的第二延时器、第二耦合器和第二末级放大器。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，所述第一末级延时与放大电路或所述第二末级延时与放大电路包括依次连接的第三延时器、第三末级放大器和第三耦合器。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，所述驱动放大器包括N个放大管，其中N为自然数。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，第三延时器为延时线、集成的延时器或者延时滤波器中的任何一种。本发明所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路中，第一末级放大器、第二末级放大器或第三末级放大器包括N个串联或者并联的放大管，其中N为自然数。本发明产生的有益效果是:本发明通过从三路末级放大电路中的任意一路提取经放大的信号，并与无失真的主信号进行相减得到误差信号，将误差信号分两路进行调节并分别输入到另外两路末级放大电路中，第一合路器对其中两路末级放大电路的输出信号进行第一次抵消；第二合路器对所述第一合路器的输出信号和另外一路末级放大电路的输出信号进行第二次抵消。由于可进行两次误差信号的抵消，可对电路的精度要求相对较低一些。经过两次抵消后功放所产生的失真信号都被消除，获得了良好的线性效果。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明第一实施例的电路原理框 图2是本发明第二实施例的电路原理框 图3是本发明第三实施例的电路原理框 图4是本发明的第一或第二末级延时与放大电路的电路原理框图一；
图5是本发明的第一或第二末级延时与放大电路的电路原理框图二；
图6是本发明的参考信号调节电路的原理框 图7是本发明的第一误差信号调节电路或第二误差信号调节电路原理框 图8是本发明实施例中第一末级放大器、第二末级放大器或第三末级放大器的结构示意图一;
图9是本发明实施例中第一末级放大器、第二末级放大器或第三末级放大器的结构示意图二 ；
图10是本发明实施例中第一末级放大器、第二末级放大器或第三末级放大器的结构
示意图三。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了实现对移动通信频段的射频信号的高效率和高线性放大，本发明实施例具有二路合路二次对消功能的闻效率功率放大电路，包括二路末放大电路、参考信号电路、误差信号提取电路、第一合路器和第二合路器；三路末放大电路包括第一末级放大电路、第二末级放大电路和第三末级放大电路；
参考信号电路对无失真主信号进行幅度和相位调节得到参考信号；
误差信号提取电路提取任意一路末级放大电路中经放大的信号，该经放大的信号含有失真信号和主信号，第一误差信号提取电路再将该经放大的信号与参考信号相减，并对相减后得到的误差信号分别进行幅度和相位调节，得到第一误差调节信号和第二误差调节信号，并分别输入到另外两路末级放大电路中；
第一合路器对其中两路末级放大电路的输出信号进行第一次误差信号抵消；
第二合路器对第一合路器的输出信号和另外一路末级放大电路的输出信号进行第二次误差号抵消。本发明的第一实施例如图1所示，第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器
1、驱动放大电路2、第二功分器4、第一末级放大器5、第一稱合器6和第一延时器7 ;第一功分器I的输入端接入主信号；第一延时器7的输出端连接第一合路器15的一个输入端。具体为:主信号从第一功分器I输入端Al输入,从第一功分器I的第一输出端A2输出到驱动放大器2的输入端A3，驱动放大器2对输入的信号进行放大,而后从驱动放大器2的输出端A4输出到第二功分器4的输入端A5,从第二功分器4的第二输出端BI输出到第一末级放大器5的输入端B2,第一末级放大器5对信号进行放大，同时会产生失真信号，被放大的信号和失真信号从第一末级放大器5的输出端B3输出到第一f禹合器6的输入端B4,然后从第一I禹合器6的I禹合端Dl输出到减法器8的第二输入端D2。第一I禹合器6的输出端B5输出信号到第一延时器7的输入端B6,第一延时器7的输出端B7输出信号至第一合路器15的第一输入端B8。参考信号电路包括参考信号调节电路3和减法器8，参考信号调节电路3的输入端C2连接第一功分器I的第二输出端Cl，减法器8的一个输入端C4连接参考信号调节电路3的输出端C3,减法器8的另一个输入端D2连接第一稱合器6的稱合端Dl ；
误差信号提取电路包括第三功分器9、第一误差信号调节电路10和第二误差信号调节电路11，第三功分器9的输入端E2连接减法器8的输出端E1，第一误差信号调节电路10的输入端E4连接第三功分器9的一个输出端E3,第一误差信号调节电路10的输出端E5输出第二误差调节信号；第二误差信号调节电路11的输入端F2连接第三功分器9的另一个输出端F1，第二误差信号调节电路11的输出端F3输出第一误差调节信号；
第二末级放大电路包括第四功分器12和第一末级延时与放大电路13，第四功分器12的输入端A7连接第二功分器4的一个输出端A6,第一末级延时与放大电路13的一个输入端G2连接第四功分器12的一个输出端Gl,第一末级延时与放大电路13的另一个输入端接入第一误差调节信号，即连接第二误差信号调节电路11的输出端F3。第一末级延时与放大电路13的输出端G3连接第一合路器15的另一个输入端G4 ;第一末级延时与放大电路13对信号进行延时、放大和误差信号的注入，同时会产生失真信号。第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路14，第二末级延时与放大电路14的一个输入端H2连接第四功分器12的另一个输出端Hl,第二末级延时与放大电路14的另一个输入端接入第二误差调节信号，即连接第一误差信号调节电路10的输出端E5 ;第二末级延时与放大电路14的输出端H3连接第二合路器16的一个输入端H4 ;第二合路器16的另一个输入端G6连接第一合路器15的输出端G5。第二末级延时与放大电路14对信号进行延时、放大和误差信号的注入，同时会产生失真信号。本发明的第二实施例，如图2所示，第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器1、驱动放大电路2、第二功分器4、第四功分器12、第一末级放大器5、第一耦合器6和第一延时器7 ;第一功分器I的输入端接入主信号；第一延时器7的输出端连接第一合路器15的一个输入端；具体为:主信号从第一功分器I输入端Al输入,从第一功分器I的第一输出端A2输出到驱动放大器2的输入端A3，驱动放大器2对输入的信号进行放大，而后从驱动放大器2的输出端A4输出到第二功分器4的输入端A5,从第二功分器4的第二输出端Gl输出到第四功分器12的输入端A7,第四功分器12的输出端BI连接第一末级放大器5的输入端B2，第一末级放大器5对信号进行放大，同时会产生失真信号，被放大的信号和失真信号从第一末级放大器5的输出端B3输出到第一f禹合器6的输入端B4,然后从第一f禹合器6的I禹合端Dl输出到减法器8的第二输入端D2。第一I禹合器6的输出端B5输出信号到第一延时器7的输入端B6,第一延时器7的输出端B7输出信号至第一合路器15的第一输入端B8。参考信号电路包括参考信号调节电路3和减法器8，参考信号调节电路3的输入端C2连接第一功分器I的一个输出端Cl，减法器8的一个输入端C4连接参考信号调节电路3的输出端C3,减法器8的另一个输入端D2连接第一稱合器6的一个稱合端Dl ；
误差信号提取电路包括第三功分器9、第一误差信号调节电路10和第二误差信号调节电路11，第三功分器9的输入端E2连接减法器8的输出端E1，第一误差信号调节电路10的输入端E4连接第三功分器9的一个输出端E3,第一误差信号调节电路10的输出端E5输出第二误差调节信号，输出端E5与第二末级延时与放大电路14的输入端E6连接；第二误差信号调节电路11的输入端F2连接第三功分器9的另一个输出端F1，第二误差信号调节电路11的输出端F3输出第一误差调节信号,输出端F3与第一末级延时与放大电路13的输入端F4连接；
第二末级放大电路包括第一末级延时与放大电路13，第一末级延时与放大电路13的一个输入端G2连接第二功分器4的一个输出端Gl,第一末级延时与放大电路13的另一个输入端F4接入第一误差调节信号,第一末级延时与放大电路13的输出端G3连接第一合路器15的另一个输入端G4 ；
第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路14，第二末级延时与放大电路14的一个输入端H2连接第四功分器12的一个输出端Hl,第二末级延时与放大电路14的另一个输入端E6接入第二误差调节信号；第二末级延时与放大电路14的输出端H3连接第二合路器16的一个输入端H4 ;第二合路器16的另一个输入端G6连接第一合路器15的输出端G5。本发明第三实施例如图3所示，第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器1、驱动放大电路2、第二功分器4、第四功分器12、第一末级放大器5、第一耦合器6和第一延时器7 ;第一功分器I的输入端接入主信号；第一延时器7的输出端连接第二合路器16的一个输入端；第二合路器16的另一个输入端连接第一合路器15的输出端；第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器1、驱动放大电路2、第二功分器4、第四功分器12、第一末级放大器5、第一稱合器6和第一延时器7 ;第一功分器I的输入端接入主信号；具体为:主信号从第一功分器I输入端Al输入,从第一功分器I的第一输出端A2输出到驱动放大器2的输入端A3,驱动放大器2对输入的信号进行放大,而后从驱动放大器2的输出端A4输出到第二功分器4的输入端A5,从第二功分器4的输出端A6输出到第四功分器12的输入端A7,第四功分器12的输出端BI连接第一末级放大器5的输入端B2,第一末级放大器5对信号进行放大，同时会产生失真信号，被放大的信号和失真信号从第一末级放大器5的输出端B3输出到第一I禹合器6的输入端B4,然后从第一f禹合器6的I禹合端Dl输出到减法器8的第二输入端D2。第一I禹合器6的输出端B5输出信号到第一延时器7的输入端B6,第一延时器7的输出端B7输出信号至第二合路器16的第一输入端B8。参考信号电路包括参考信号调节电路3和减法器8，参考信号调节电路3的输入端C2连接第一功分器I的一个输出端Cl，减法器8的一个输入端C4连接参考信号调节电路3的输出端C3,减法器8的另一个输入端D2连接第一稱合器6的一个稱合端Dl ；
误差信号提取电路包括第三功分器9、第一误差信号调节电路10和第二误差信号调节电路11，第三功分器9的输入端E2连接减法器8的输出端E1，第一误差信号调节电路10的输入端E4连接第三功分器9的一个输出端E3,第一误差信号调节电路10的输出端E5输出第二误差调节信号，与第一末级延时与放大电路13的一个输入端E6连接；第二误差信号调节电路11的输入端F2连接第三功分器9的另一个输出端Fl，第二误差信号调节电路11的输出端F3输出第一误差调节信号,与第二末级延时与放大电路14的一个输入端F4连接；第二末级放大电路包括第一末级延时与放大电路13，第一末级延时与放大电路13的一个输入端G2连接第四功分器12的一个输出端Gl,第一末级延时与放大电路13的另一个输入端E6接入第二误差调节信号；第一末级延时与放大电路13的输出端G3连接第一合路器15的一个输入端G4 ；
第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路14，第二末级延时与放大电路14的一个输入端H2连接第二功分器4的一个输出端Hl,第二末级延时与放大电路14的另一个输入端F4接入第一误差调节信号，第二末级延时与放大电路14的输出端H3连接第一合路器15的另一个输入端H4。减法器8两个输入端的输入信号时延相等,且输入信号中的误差信号相位相反，幅度相等。进一步地，在上述实施例中，第一末级延时与放大电路13的两个输入端的输入信号时延相等，相位相同。进一步地，在上述实施例中，第二末级延时与放大电路14的两个输入端的输入信号时延相等，相位相同。进一步地，在上述实施例中，第一合路器15的两个输入端的输入信号时延相等，且输入信号中的误差信号相位相反，幅度不等，第一末级放大器5输出的误差信号的幅度略大，实现在第一合路器15处误差信号的第一次对消。进一步地，在上述实施例中，第二合路器16的两个输入端的输入信号时延相等，且输入信号中的误差信号相位相反，幅度相等，最终实现误差信号的第二次对消。进一步地，在上述实施例中，如图4所示，第一末级延时与放大电路13或者第二末级延时与放大电路14包括依次连接的第二延时器17、第二耦合器19和第二末级放大器18。即第二延时器17的输出端连接第二耦合器19的输入端，第二耦合器19的输出端连接第二末级放大器18的输入端。进一步地，在上述实施例中，如图5所示，第一末级延时与放大电路13或者第二末级延时与放大电路14包括依次连接的第三延时器20、第三末级放大器21和第三耦合器22，即第三延时器20的输出端连接第三末级放大器21的输入端，第三末级放大器21的输出端第三耦合器22的输入端。进一步地，上述实施例中误差信号提取电路提取的经放大的信号也可以从第二末级放大器18或者第三末级放大器21中提取。进一步地，上述实施例中驱动放大器2包括N个放大管，其中N为自然数。进一步地，上述实施例中第一延时器7、第二延时器17和第三延时器20为延时线、集成的延时器或者延时滤波器中的任何一种。进一步地，上述实施例中第一末级放大器5、第二末级放大器18或者第三末级放大器21包括N个串联或者并联的放大管，其中N为自然数。
如图6所示为本发明中的参考信号调节电路3的原理框图，参考信号调节电路包括第一调幅器23、第一调相器24、第四延时线25和第一预放大器26。从第一功分器I的输出端Cl输出的主信号输入到第一调幅器23的输入端进行调幅，第一调幅器23的输出端连接到第一调相器24的输入端，第一调相器24对输入的信号进行调相，第一调相器24的输出端连接到第四延时线25的输入端，第三延时线25对输入的信号进行时延，第三延时线25的输出端连接到第一预放大器26的输入端，第一预放大器26对输入的信号进行放大，并通过输出端输出被放大的信号。如图7所示为本发明中的第一误差信号调节电路10和第二误差信号调节电路11的原理框图，包括第二调幅器27、第二调相器28和第二预放大器29。经第三功分器9输出的误差信号输入到第二调幅器27的输入端，第二调幅器27对误差信号进行调幅，第二调幅器27的输出端连接到第二调相器28的输入端，第二调相器28对输入的信号进行调相，第二调相器28的输出端连接到第二预放大器29的输入端，第二预放大器29对输入的信号进行放大，第二预放大器29的输出端输出误差调节信号。如图8、9、10所示，为第一末级放大器5、第二末级放大器18或第三末级放大器21的三种实施例的结构示意图。图8中，第一末级放大器5、第二末级放大器18或第三末级放大器21包括并联的放大器23和放大器24，其并联的一端连接功分器28，另一端连接合路器31 ;图9中，第一末级放大器5、第二末级放大器18或第三末级放大器21包括并联的放大器33、放大器34和放大器35，其并联的一端连接功分器32，另一端连接合路器36 ;图10中，第一末级放大器5、第二末级放大器18或第三末级放大器21包括并联的放大器38、放大器39、放大器40和放大器41，其并联的一端连接功分器37，另一端连接合路器42。在本发明的实施过程中，驱动放大器2可根据实际的功放整机的增益需要选择是由单个还是多个放大管串联构成，同理第一末级放大器5、第二末级放大器18或者第三末级放大器21可以是独立的单个放大管构成，也可以是由N个放大管合路构成，其中N大于等于2，具体实施要根据前馈功放的输出功率要求，以及末级放大管的选型而定。由于驱动放大器2本身有足够的回退且都工作在A类，因此线性失真基本可以忽略不计，另外第一末级放大器5、第一末级延时放大电路13和第二末级延时放大电路14中的放大器在进行设计时也是工作在A类或者AB类，因此放大器本身产生的线性失真也相对较小，第一末级放大电路可根据需要工作在不同的状态，可以是AB类也可以是C类，当第一末级放大器工作在C类时和第一末级延时放大电路13和第二末级延时放大电路14中的放大器构成一个Doherty放大电路。在本方案的实施过程中将第一末级延时放大电路13和第二末级延时放大电路14当作误差放大器使用，由于没有专门的误差放大器，因此相对于传统的前馈功放来说既节省了硬件成本，同时又降低了功耗，使得功放产品的效率有效提高。在第一末级放大器5工作于C类放大器的条件下整机功放的效率根据信号峰均比的不同可以达到40-50%之间。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，包括三路末放大电路、参考信号电路、误差信号提取电路、第一合路器(15)和第二合路器(16);所述三路末放大电路包括第一末级放大电路、第二末级放大电路和第三末级放大电路； 所述参考信号电路对无失真主信号进行幅度和相位调节得到参考信号； 所述误差信号提取电路提取任意一路末级放大电路中经放大的信号，该经放大的信号含有失真信号和主信号，所述第一误差信号提取电路再将该经放大的信号与所述参考信号相减，并对相减后得到的误差信号分别进行幅度和相位调节，得到第一误差调节信号和第二误差调节信号，并分别输入到另外两路末级放大电路中； 所述第一合路器对其中两路末级放大电路的输出信号进行第一次误差信号抵消； 所述第二合路器对所述第一合路器的输出信号和另外一路末级放大电路的输出信号进行第二次误差信号抵消。
2.根据权利要求1所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，其中: 所述第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器(I)、驱动放大电路(2)、第二功分器(4)、第一末级放大器(5)、第一稱合器(6)和第一延时器(7);所述第一功分器(I)的输入端接入主信号；所述第一延时器(7)的输出端连接所述第一合路器(15)的一个输入端； 所述参考信号电路包括参考信号调节电路(3)和减法器(8)，所述参考信号调节电路(3)的输入端连接第一功分器(I)的一个输出端，所述减法器(8)的两个输入端分别连接所述参考信号调节电路(3)的输出端和第一稱合器(6)的一个稱合端； 所述误差信号提取电路包括第三功分器(9)、第一误差信号调节电路(10)和第二误差信号调节电路(11)，所述第三功分器(9)的输入端连接减法器(8)的输出端，所述第一误差信号调节电路(10)的输入端连接所述第三功分器(9)的一个输出端，所述第一误差信号调节电路(10)的输出端输出第二误差调节信号；所述第二误差信号调节电路(11)的输入端连接所述第三功分器(9)的另一个输出端，所述第二误差信号调节电路(11)的输出端输出第一误差调节信号； 所述第二末级放大电路包括第四功分器(12)和第一末级延时与放大电路(13)，所述第四功分器(12)的输入端连接所述第二功分器(4)的一个输出端，所述第一末级延时与放大电路(13)的一个输入端连接所述第四功分器(12)的一个输出端,所述第一末级延时与放大电路(13)的另一个输入端接入所述第一误差调节信号，所述第一末级延时与放大电路(13)的输出端连接所述第一合路器(15)的另一个输入端； 所述第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路(14)，所述第二末级延时与放大电路(14)的一个输入端连接所述第四功分器(12)的另一个输出端，所述第二末级延时与放大电路(14)的另一个输入端接入第二误差调节信号；所述第二末级延时与放大电路(14)的输出端连接第二合路器(16)的一个输入端；所述第二合路器(16)的另一个输入端连接所述第一合路器(15)的输出端。
3.根据权利要求1所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，其中: 所述第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器(1)、驱动放大电路(2)、第二功分器(4)、第四功分器(12)、第一末级放大器(5)、第一耦合器(6)和第一延时器(7);所述第一功分器(I)的输入端接入主信号；所述第一延时器(7)的输出端连接所述第一合路器(15)的一个输入端； 所述参考信号电路包括参考信号调节电路(3)和减法器(8)，所述参考信号调节电路(3)的输入端连接第一功分器(I)的一个输出端，所述减法器(8)的两个输入端分别连接所述参考信号调节电路(3)的输出端和第一稱合器(6)的一个稱合端； 所述误差信号提取电路包括第三功分器(9)、第一误差信号调节电路(10)和第二误差信号调节电路(11)，所述第三功分器(9)的输入端连接减法器(8)的输出端，所述第一误差信号调节电路(10)的输入端连接所述第三功分器(9)的一个输出端，所述第一误差信号调节电路(10)的输出端输出第二误差调节信号；所述第二误差信号调节电路(11)的输入端连接所述第三功分器(9)的另一个输出端，所述第二误差信号调节电路(11)的输出端输出第一误差调节信号； 所述第二末级放大电路包括第一末级延时与放大电路(13)，所述第一末级延时与放大电路(13)的一个输入端连接所述第二功分器(4)的一个输出端,所述第一末级延时与放大电路(13)的另一个输入端接入所述第一误差调节信号，所述第一末级延时与放大电路(13)的输出端连接所述第一合路器(15)的另一个输入端； 所述第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路(14)，所述第二末级延时与放大电路(14)的一个输入端连接所述第四功分器(12)的一个输出端，所述第二末级延时与放大电路(14)的另一个输入端接入第二误差调节信号；所述第二末级延时与放大电路(14)的输出端连接第二合路器(16)的一个输入端；所述第二合路器(16)的另一个输入端连接所述第一合路器(15)的输出端。
4.根据权利要求1所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，其中: 所述第一末级放大电路包括依次连接的第一功分器(I)、驱动放大电路(2)、第二功分器(4)、第四功分器(12)、第一末级放大器(5)、第一耦合器(6)和第一延时器(7);所述第一功分器(I)的输入端接入主信号；所述第一延时器(7)的输出端连接所述第二合路器(16)的一个输入端；所述第二合路器(16)的另一个输入端连接所述第一合路器(15)的输出端； 所述参考信号电路包括参考信号调节电路(3)和减法器(8)，所述参考信号调节电路(3)的输入端连接第一功分器(I)的一个输出端，所述减法器(8)的两个输入端分别连接所述参考信号调节电路(3)的输出端和第一稱合器(6)的一个稱合端； 所述误差信号提取电路包括第三功分器(9)、第一误差信号调节电路(10)和第二误差信号调节电路(11)，所述第三功分器(9)的输入端连接减法器(8)的输出端，所述第一误差信号调节电路(10)的输入端连接所述第三功分器(9)的一个输出端，所述第一误差信号调节电路(10)的输出端输出第二误差调节信号；所述第二误差信号调节电路(11)的输入端连接所述第三功分器(9)的另一个输出端，所述第二误差信号调节电路(11)的输出端输出第一误差调节信号； 所述第二末级放大电路包括第一末级延时与放大电路(13)，所述第一末级延时与放大电路(13)的一个输入端连接所述第四功分器(12)的一个输出端，所述第一末级延时与放大电路(13)的另一个输入端接入第二误差调节信号；所述第一末级延时与放大电路(13)的输出端连接第一合路器(15)的一个输入端；所述第三末级放大电路包括第二末级延时与放大电路(14)，所述第二末级延时与放大电路(14)的一个输入端连接所述第二功分器(4)的一个输出端，所述第二末级延时与放大电路(14)的另一个输入端接入所述第一误差调节信号，所述第二末级延时与放大电路(14)的输出端连接所述第一合路器(15)的另一个输入端。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，所述减法器(8)两个输入端的输入信号时延相等，且输入信号中的误差信号相位相反，幅度相等。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，所述第一末级延时与放大电路(13)的两个输入端的输入信号时延相等，相位相同。
7.根据权利要求2-4中任一项所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，所述第二末级延时与放大电路(14)的两个输入端的输入信号时延相等，相位相同。
8.根据权利要求2-4中任一项所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，所述第一合路器(15)的两个输入端的输入信号时延相等,且输入信号中的误差信号相位相反，幅度不等。
9.根据权利要求2-4中任一项所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，所述第二合路器(16)的两个输入端的输入信号时延相等，且输入信号中的误差信号相位相反，幅度相等。
10.根据权利要求2-4中任一项所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于， 所述第一末级延时与放大电路(13)或所述第二末级延时与放大电路(14)包括依次连接的第二延时器(17)、第二耦合器(19)和第二末级放大器(18)。
11.根据权利要求2-4中任一项所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，所述第一末级延时与放大电路(13)或所述第二末级延时与放大电路(14)包括依次连接的第三延时器(20)、第三末级放大器(21)和第三耦合器(22)。
12.根据权利要求2-4中任一项所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，所述驱动放大器(2)包括N个放大管，其中N为自然数。
13.根据权利要求11中所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，第三延时器(20)为延时线、集成的延时器或者延时滤波器中的任何一种。
14.根据权利要求12中所述的具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，其特征在于，第一末级放大器(5)或第三末级放大器(21)包括N个串联或者并联的放大管，其中N为自然数。
全文摘要
本发明公开了一种具有三路合路二次对消功能的高效率功率放大电路，包括三路末放大电路、参考信号电路、误差信号提取电路、第一合路器和第二合路器；三路末放大电路包括第一末级放大电路、第二末级放大电路和第三末级放大电路；本发明通过从三路末级放大电路中的任意一路提取经放大的信号，并与无失真的主信号进行相减得到误差信号，将误差信号分两路进行调节并分别输入到另外两路末级放大电路中，第一合路器对其中两路末级放大电路的输出信号进行第一次抵消；第二合路器对第一合路器的输出信号和另外一路末级放大电路的输出信号进行第二次抵消。经过两次抵消后功放所产生的失真信号都被消除，获得了良好的线性效果。
文档编号H03F1/07GK103219950SQ201310081299
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者孟庆南 申请人:武汉正维电子技术有限公司