集成有功率放大器的电路、发射机的制作方法

本发明涉及发射机设计，尤其涉及一种集成有功率放大器的电路、发射机。

背景技术：

1、近年来，窄带物联网(narrow band internet ofthings，nb-iot)快速发展。nb-iot是iot领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据电连接，也被叫作低功耗广域网(lpwan)。借鉴成熟的协议，把窄带信号应用于专网领域的需求也应运而生。专网的频段主要在223-235mhz、400-470mhz之间。所述band5的上行频率为824mhz-849mhz，所述band8的上行频率为880mhz-915mhz。专网的频段远低于一般公网的band5的上行频率、band8的上行频率，这给发射机的设计带来挑战。同时，专网有比nb-iot更加严格的邻道功率泄露(acp)指标。

2、功率放大器(power amplifier，pa)主要用于发射机中，处于发射端末级，用于放大发射信号。功率放大器主要有饱和功率、效率、线性度等指标。cmos的功率放大器往往饱和功率不够高、线性度不够好，所以大功率的功率放大器通常采用gaas等其它非cmos的工艺。

3、通常，发射机内设置有一个小功率的pa。如果有较大功率的要求的话，通常再外置功率放大器。这就增加了整个模组的成本，也给集成cmos功率放大器的发射机带来机遇和挑战。

4、因此，本发明提供了一种集成有功率放大器的电路、发射机，以提高所述发射机内部的功率放大器的饱和功率、线性度，以及降低所述发射机的邻道功率泄露。

技术实现思路

1、本发明提供了一种集成有功率放大器的电路、发射机，以解决现有技术中的cmos的功率放大器往往饱和功率不够高、线性度不够好以及发射机的邻道功率泄露不能满足专网的邻道功率泄露指标的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种集成有功率放大器的电路，包括：功率放大器、供电单元、隔直单元、差分转单端单元、阻抗转换单元；所述供电单元电连接所述功率放大器，用于给所述功率放大器供电；所述功率放大器还电连接所述隔直单元，所述隔直单元用于阻隔所述功率放大器的输出中的直流；所述差分转单端单元电连接所述隔直单元，用于将所述隔直单元的差分输出转换为单端输出、以及滤除谐波；所述差分转单端单元还通过所述阻抗转换单元电连接天线，所述阻抗转换单元用于调节所述差分转单端单元的输出的阻抗，以匹配所述天线的阻抗。

3、其有益效果在于：本发明所提供的集成有功率放大器的电路，能够在提高功率放大器的饱和功率、保证线性度的同时，无需再外置功率放大器，减少了功率的损耗，降低了成本。

4、可选地，所述供电单元包括第一电感和第二电感，所述第一电感的第一端连接电源、所述第二电感的第一端连接所述电源，所述第一电感的第二端连接所述功率放大器的第一输出端，所述的第二电感的第二端连接所述功率放大器的第二输出端。其有益效果在于：本发明所提供的所述供电单元的结构简单，所需占据的面积很小，降低了成本。

5、可选地，所述隔直单元包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端连接所述第一电感的第二端、所述功率放大器的第一输出端，所述第二电容的第一端连接所述第二电感的第二端、所述功率放大器的第二输出端；所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端均连接所述差分转单端单元。其有益效果在于：以提供简单易行的适用于连通差分功率放大器的隔直单元的设计。

6、可选地，所述差分转单端单元包括第三电容、第四电容、平衡-不平衡转换器，所述第三电容的第一端连接所述第一电容的第二端、所述平衡-不平衡转换器的第一输入端，所述第四电容的第一端连接所述第二电容的第二端、所述平衡-不平衡转换器的第二输入端，所述第三电容的第二端接地，所述第四电容的第二端接地；所述平衡-不平衡转换器的第一输出端连接所述阻抗转换单元、所述平衡-不平衡转换器的第二输出端接地。其有益效果在于：所述第三电容、第四电容用于调谐，以抑制谐波。

7、可选地，所述阻抗转换单元包括第三电感和第五电容，所述第三电感的第一端连接所述平衡-不平衡转换器的第一输出端，所述第三电感的第二端连接所述第五电容的第一端、天线，所述第五电容的第二端接地。其有益效果在于：通过所述阻抗转换单元包括所述第三电感和所述第五电容，能够降低所述集成有功率放大器的电路中的阻抗，并起到低通滤波器的作用。

8、第二方面，本发明提供一种发射机，包括：如第一方面中任一项所述的集成有功率放大器的电路、输入匹配单元、混频器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一数字模拟转换器、第二数字模拟转换器、数据处理模块、锁相环、电源管理单元；所述数据处理模块包括数字预失真处理单元；所述功率放大器、输入匹配单元、混频器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一数字模拟转换器、第二数字模拟转换器、数据处理模块、锁相环、电源管理单元均设置于所述发射机的芯片上，所述供电单元、隔直单元、差分转单端单元、阻抗转换单元设置于所述发射机的芯片外部；所述数据处理模块电连接所述第一数字模拟转换器、所述第二数字模拟转换器；所述第一数字模拟转换器还电连接所述第一低通滤波器；所述第二数字模拟转换器还电连接所述第二低通滤波器；所述第一低通滤波器还电连接所述混频器、所述第二低通滤波器还电连接所述混频器；所述混频器通过所述输入匹配单元电连接所述功率放大器，所述输入匹配单元用于阻抗匹配，以保证所述混频器的输出进入功率放大器；所述输入匹配单元还电连接所述电源管理单元；所述数字预失真处理单元用于与所述功率放大器配合，降低所述发射机的邻道功率泄露，以符合窄带专网的要求。

9、其有益效果在于：本发明所提供的发射机，在低成本的同时，提高了内部的功率放大器的饱和功率、线性度，以及降低了邻道功率泄露。

10、可选地，所述功率放大器包括第一n型晶体管、第二n型晶体管、第三n型晶体管、第四n型晶体管；所述第一n型晶体管的栅极连接所述输入匹配单元，所述第一n型晶体管的源极连接所述第二n型晶体管的源极，所述第一n型晶体管的漏极连接所述第三n型晶体管的源极；所述第二n型晶体管的栅极连接所述输入匹配单元，所述第二n型晶体管的漏极连接所述第四n型晶体管的源极；所述第三n型晶体管的栅极连接所述第四n型晶体管的栅极，所述第三n型晶体管的漏极连接所述第一电感的第二端、所述第一电容的第一端；所述第四n型晶体管的漏极连接所述第二电感的第二端、所述第二电容的第一端。其有益效果在于：本发明所提供的所述功率放大器采用差分结构，提高了输出电压的摆幅以及输出功率。

11、可选地，所述输入匹配单元包括第四电感、第六电容和第七电容，所述第四电感的第一端连接所述混频器的第一输出端、所述第六电容的第一端，所述第四电感的第二端连接所述混频器的第二输出端、所述第七电容的第一端，所述第四电感还连接所述电源管理单元；所述第六电容的第二端连接所述第一n型晶体管的栅极，所述第七电容的第二端连接所述第二n型晶体管的栅极。其有益效果在于：本发明所提供的所述输入匹配单元取缔了现有的发射机中的变压器，在减低输出信号频率的同时，占据更小的面积。