一种放大器系统及设备的制造方法

文档序号:8415193阅读:264来源:国知局
一种放大器系统及设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域,特别涉及一种放大器系统及设备。
【背景技术】
[0002]随着移动通讯的飞速发展,功率放大电路在基站、移动终端中的应用越来越广,级联应用场合愈来愈多,效率和线性指标要求越来越高。如何满足放大电路的线性要求并不断提升效率已经成为功放设计新的挑战。
[0003]作为目前业界主流的器件,横向扩散金属氧化物半导体LDMOS场效应管凭借其良好的性能指标、可靠的稳定性等优势已经得到了广泛的应用。而LDMOS场效应管的工作特性之一,是LDMOS的增益特性会随着静态工作电流的变化而变化,即LDMOS场效应管的静态工作电流决定增益形状。图1和图2为不同功率等级的LDMOS场效应管的典型增益曲线。
[0004]由LDMOS场效应管增益曲线可以看出,LDMOS场效应管的静态工作电流对其放大特性均有显著的影响,特别是当输入功率较小时。同时,该特性不随LDMOS场效应管功率等级的不同而变化。
[0005]目前业界常采用级联LDMOS场效应管以实现功率放大,并对每一级LDMOS场效应管按照推荐静态工作电流设置,以保证各级LDMOS场效应管的大小信号增益一致。虽然此种方式能保证级联放大器的良好线性,但整体链路的效率不高。

【发明内容】

[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种放大器系统及设备,在保证功放链路线性的条件下,提闻功放效率。
[0007]为解决上述技术问题,本发明的实施例提供一种放大器系统,包括:
[0008]顺序连接的至少两级放大器,其中,所述至少两级放大器中第N级放大器的静态工作电流值为第一值调小第一预设倍数后的值,且第N-1级放大器的静态工作电流值为第二值调大第二预设倍数后的值;
[0009]所述第一值为所述第N级放大器对应的静态工作电流推荐值,N为大于或者等于2的任一整数;
[0010]所述第二值为所述第N-1级放大器对应的静态工作电流推荐值。
[0011]其中,所述第N放大器为所述至少两级放大器中功率容量最大的放大器。
[0012]其中,所述第N级放大器为所述至少两级放大器中位于最后一级的放大器。
[0013]其中,所述至少两级放大器均工作在AB类。
[0014]其中,所述至少两级放大器均为应用横向扩散金属氧化物半导体LDMOS场效应管的放大器。
[0015]其中,所述第一预设倍数及所述第二预设倍数均为0.4至0.6之间的任一数值。
[0016]其中,上述放大器系统还包括:
[0017]与所述至少两级放大器一一对应连接,用于控制所述放大器稳定性工作的至少两个偏置电路。
[0018]其中,所述偏置电路包括:
[0019]用于调整所述放大器栅极电压的电压调整单元;
[0020]与所述电压调整单元相连的温度补偿单元;
[0021]及与所述温度补偿单元相连的稳定性电阻。
[0022]其中,上述放大器系统还包括:
[0023]与所述至少两级放大器及所述至少两个偏置电路分别连接,用于给所述放大器及所述偏置电路供电的供电网络。
[0024]为解决上述技术问题,本发明的实施例还提供一种设备,包括:如上所述的放大器系统。
[0025]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0026]本发明实施例的放大器系统,包括顺序连接的至少两级放大器,其中,第N级放大器的静态工作电流值为第一值调小第一预设倍数后的值,第N-1级放大器的静态工作电流值为第二值调大第二预设倍数后的值,其中第一值为第N级放大器对应的静态工作电流推荐值,第二值为第N-1级放大器对应的静态工作电流推荐值,N为大于或者等于2的任一整数。通过灵活配置级联放大器的各级静态工作电流,在保证功放链路线性的条件下,提高了功放效率。
【附图说明】
[0027]图1为现有技术中LDMOS场效应管的典型增益曲线一;
[0028]图2为现有技术中LDMOS场效应管的典型增益曲线二 ;
[0029]图3为本发明放大器系统的结构示意图;
[0030]图4为现有技术中一放大器系统各级放大器的增益曲线;
[0031]图5为现有技术中一放大器系统各级放大器级联后的增益曲线;
[0032]图6为本发明放大器系统一具体实施例各级放大器的增益曲线;
[0033]图7为本发明放大器系统一具体实施例各级放大器级联后的增益曲线;
[0034]图8为本发明放大器系统一具体实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0036]如图3所示,本发明实施例的放大器系统,包括:
[0037]顺序连接的至少两级放大器,其中,所述至少两级放大器中第N级放大器的静态工作电流值为第一值调小第一预设倍数后的值,且第N-1级放大器的静态工作电流值为第二值调大第二预设倍数后的值;
[0038]所述第一值为所述第N级放大器对应的静态工作电流推荐值,N为大于或者等于2的任一整数;
[0039]所述第二值为所述第N-1级放大器对应的静态工作电流推荐值。
[0040]本发明实施例的放大器系统,其中第N级放大器的静态工作电流值Cl为第一值X调小第一预设倍数W后的值,第N-1级放大器的静态工作电流值C2为第二值Y调大第二预设倍数Z后的值,具体为C1=X-X*W,C2=Y+Y*Z,其中第一值X为第N级放大器对应的静态工作电流推荐值,第二值Y为第N-1级放大器对应的静态工作电流推荐值,N为大于或者等于2的任一整数。通过灵活配置级联放大器的各级静态工作电流,在保证功放链路线性的条件下,提闻了功放效率。
[0041]其中,所述第N级放大器为所述至少两级放大器中功率容量最大的放大器。
[0042]此时,第N级放大器的静态功耗在整个放大链路中的静态功耗中占比最高,通过调小第N级放大器的静态工作电流,能够降低第N级放大器的静态功耗,从而有效提高放大链路的功放效率。同时通过调大第N-1级放大器的静态工作电流,保证了放大链路总体增益在大小信号时基本一致,保证了放大链路的线性条件。
[0043]其中,大小信号是相对于放大器的动态范围来说的信号分类,是两个不同层面或角度上对放大器特性的描述。任何实际器件都不是理想线性的,特别是在其整个动态范围内。如果将信号的范围限制在整个动态范围中相对较小且近似线性的范围内,剥离直流偏置取其微分特性,就得到一个近似的线性模型一即小信号模型,这将有利于分析和设计。但如果信号范围比较大(如接近器件的动态范围),小信号模型就不再奏效,而需考虑大信号(满功率)下的器件特性,大小信号是两个不同场合下使用的参数,两者有一定的关联。
[0044]其中,所述第N级放大器为所述至少两级放大器中位于最后一级的放大器,此时,默认情况下第N级放大器的功率容量最大,静态功耗在整个放大链路中的静态功耗中占比最高,通过调小第N级放大器的静态工作电流,能够有效提高放大链路的功放效率。
[0045]另外,工作在A类(甲类)的放大器,是指电流连续地流过所有输出器件的一种放大器。工作在B类(乙类)的放大器,是指器件的导通时间为50%的一种放大器。而工作在AB类(甲乙类)的放大器,是指器件的导通时间介于50%到100%之间的一种放大器,因此AB类(甲乙类)工作状态的线性和效率状态介于A类和B类工作状态之间。由于不同的静态工作点可以决定放大器不同的工作状态,因此通过适当调整器件本身的静态工作电流,就可以改变场效应管的工作状态,以达到放大器不同工作状态的变化。
[0046]具体的,所述至少两级放大器均工作在AB类。
[0047]进一步的,所述至少两级放大器均为应用横向扩散金属氧化物半导体LDMOS场效应管的放大器。
[0048]此时,通过调整放大器的静态工作电流,能在各级LDMOS场效应管的大小信号增益一致的条件下,提高功放效率,增加了设备的实用性。且通过合理配置各级增益,能够保证功率的有效传输,减小由于不良匹配导致的功率损耗。
[0049]进一步的,所述至少两级放大器中除第N级放大器及第N-1级放大器外的其余各级放大器均工作在各自对应的静态工作电流推荐值下。
[0050]此时,在静态工作电流推荐值下,各级放大器的大小信号放大特性一致,级联后的放大特性也一致,保证了整体链路的放大特性不随信号的幅度改变而改变,保证了整体链路的良好线性。
[0051]优选的,所述第一预设倍数及所述第二预设倍数均为0.4至0.6之间的任一数值。
[0052]此时,假定第N级放大器的静态工作电流推荐值为B毫安,第N-1级放大器的静态工作电流推荐
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