运算放大器及包络跟踪电路的制作方法

本技术涉及电子电路领域，具体涉及一种运算放大器及包络跟踪电路。

背景技术：

1、功率放大器(pa)的效率是决定发射机性能的一个关键指标。包络跟踪(et)系统是目前提高功率放大器效率最有效的方法之一。包络跟踪系统基于随时间变化的信号包络，为功率放大器提供动态变化的电源，这能让功率放大器始终工作在饱和状态，使其效率得到提高。

2、现有的包络跟踪系统主要有传统的基于混合电源调制的包络跟踪系统，以及改进的使用栅格搜索(ts)的包络跟踪系统和基于级联混合放大器的包络跟踪系统。

3、其中，基于混合电源调制的包络跟踪系统包含一个ab类运算放大器、一个高效率d类放大器和一个迟滞控制器(hc)组成。ab类放大器和d类放大器共同为功率放大器(pa)供电，包络跟踪系统效率由两个放大器的效率共同决定，整个包络跟踪系统的效率受到限制。

4、使用栅格搜索(ts)的包络跟踪系统使用一个栅格搜索模块替换了基于混合电源调制的包络跟踪系统中的迟滞控制器模块，使得d类放大器能够在保证效率的同时提供更多的功率。由于通常情况下，d类放大器的效率比ab类运算放大器的效率要高很多，因此这种结构能够对整个包络跟踪系统的效率进行提升。这种结构的缺点是d类放大器通路的效率受其输出信号频率限制，对于更高带宽的包络信号，更多的功率还是需要通过ab类运算放大器输出，此时系统的效率就会受到ab类运算放大器的限制，此外，栅格搜索模块是基于dsp实现的控制模块，其设计复杂度和对芯片算力的要求都较高，实现难度较大。

5、基于级联混合放大器的包络跟踪系统，在运算放大器的电源上增加了一个开关式放大器，使得运算放大器的电源能够随包络变化，由于这个开关式放大器输出带宽很窄，因此它不需要额外的运算放大器控制，只需要工作在pwm模式，因此该电路效率较高，进而达到了提高运算放大器效率的效果。这种系统的缺点是额外增加的开关式放大器需要增加一个片外电感，这会增大pcb的面积和设计难度，进而限制芯片的应用场景。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种运算放大器及包络跟踪电路，能够用较为简单的实现方式，提高运算放大器的效率，进而提高包络跟踪电路的效率。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种运算放大器，包括：

3、放大级，包括第一输入端、第二输入端，所述第一输入端作为所述运算放大器的同相输入端，用于输入包络信号，所述第二输入端作为所述运算放大器的反相输入端；

4、输出级，包括若干输出电路单元，若干所述输出电路单元的输入端分别与所述放大级的输出端连接，若干所述输出电路单元的输出端相互连接后作为所述运算放大器的输出端；

5、所述运算放大器能够根据所述包络信号的幅值来动态控制所述输出级中所述输出电路单元的导通数量，以改变所述运算放大器的输出端的输出信号的电流大小。

6、在本技术的一可选实施例中，每个所述输出电路单元的电路结构相同。

7、在本技术的一可选实施例中，还包括选择模块，所述选择模块与每个所述输出电路单元连接，所述选择模块用于根据所述包络信号的幅值来动态控制所述输出级中所述输出电路单元的导通数量，以改变所述输出级的输出电流的大小。

8、在本技术的一可选实施例中，所述选择模块包括片选信号生成模块和译码器，所述片选信号生成模块与所述译码器连接；

9、所述片选信号生成模块用于根据所述包络信号的幅值变化动态生成片选信号；

10、所述译码器用于根据所述片选信号动态改变所述输出级中所述输出电路单元的导通数量，以改变所述运算放大器的输出端的输出信号的电流大小。

11、在本技术的一可选实施例中，所述译码器为n线-2n线译码器；所述输出级包括2n个所述输出电路单元，n为大于等于1的正整数。

12、在本技术的一可选实施例中，所述译码器集成于所述运算放大器内。

13、在本技术的一可选实施例中，所述片选信号生成模块包括微处理器、模数转换电路或多路比较器电路。

14、在本技术的一可选实施例中，所述输出电路单元包括依次串接于电源正极vdd和电源负极vss之间的第一p型晶体管、第二p型晶体管、第二n型晶体管及第一n型晶体管；

15、所述第二p型晶体管与所述第二n型晶体管的连接点作为所述输出电路单元的输出端；

16、所述第二p型晶体管的控制端通过反相器与所述选择模块的一路输出端连接，所述第二n型晶体管的控制端与所述选择模块的同一路输出端连接；

17、所述第一p型晶体管的控制端和所述第一n型晶体管的控制端中的其中一个与所述放大级的输出端连接，另一个接偏置电压。

18、在本技术的一可选实施例中，还包括偏置电路，所述偏置电路用于向所述放大级和所述输出级提供静态工作电流。

19、为实现上述目的及其他相关目的，本技术还提供一种包络跟踪电路，包括：

20、第一运算放大器，用于基于包络信号输出随所述包络信号动态变化的第一输出信号；

21、电容，所述电容的第一端与所述第一运算放大器的输出端连接，第二端与所述包络跟踪电路的输出端连接；

22、电感；

23、直流变换电路，所述直流变换电路的两个输入端分别与所述电容的两端连接，所述直流变换电路的输出端通过所述电感分别与所述包络跟踪电路的输出端、所述电容的第二端连接；

24、所述直流变换电路用于控制所述电容两端的电压差为一固定值，并基于所述电容两端的电压进行直流电压变换以向所述电感提供第二输出信号，所述第二输出信号经所述电感后一部分输出至所述包络跟踪电路的输出端，另一部分反馈至所述电容的第二端。

25、在本技术的一可选实施例中，所述第一运算放大器包括：

26、放大级，包括第一输入端、第二输入端，所述第一输入端作为所述第一运算放大器的同相输入端，用于输入所述包络信号，所述第二输入端作为所述第一运算放大器的反相输入端；

27、输出级，包括若干输出电路单元，若干所述输出电路单元的输入端分别与所述放大级的输出端连接，若干所述输出电路单元的输出端相互连接后作为所述第一运算放大器的输出端；

28、所述第一运算放大器能够根据所述包络信号的幅值来动态控制所述输出级中所述输出电路单元的导通数量，以改变所述第一输出信号的输出电流的大小。

29、在本技术的一可选实施例中，每个所述输出电路单元的电路结构相同。

30、在本技术的一可选实施例中，所述第一运算放大器还包括选择模块，所述选择模块与每个所述输出电路单元连接，所述选择模块用于根据所述包络信号的幅值来动态控制所述输出级中所述输出电路单元的导通数量，以改变所述输出级的输出电流的大小。

31、在本技术的一可选实施例中，所述选择模块包括片选信号生成模块和译码器，所述片选信号生成模块与所述译码器连接；

32、所述片选信号生成模块用于根据所述包络信号的幅值变化动态生成片选信号；

33、所述译码器用于根据所述片选信号动态改变所述输出级中所述输出电路单元的导通数量，以改变所述第一运算放大器的输出端的输出信号的电流大小。

34、在本技术的一可选实施例中，所述输出级包括2n个所述输出电路单元，所述译码器为n线-2n线译码器，n为大于等于1的正整数。

35、在本技术的一可选实施例中，所述译码器集成于所述第一运算放大器内。

36、在本技术的一可选实施例中，所述片选信号生成模块包括微处理器、模数转换电路或多路比较器电路。

37、在本技术的一可选实施例中，所述输出电路单元包括依次串接于电源正极vdd和电源负极vss之间的第一p型晶体管、第二p型晶体管、第二n型晶体管及第一n型晶体管；

38、所述第二p型晶体管与所述第二n型晶体管的连接点作为所述输出电路单元的输出端；

39、所述第二p型晶体管的控制端通过反相器与所述选择模块的一路输出端连接，所述第二n型晶体管的控制端与所述选择模块的同一路输出端连接；

40、所述第一p型晶体管的控制端和所述第一n型晶体管的控制端中的其中一个与所述放大级的输出端连接，另一个接偏置电压。

41、在本技术的一可选实施例中，所述第一运算放大器还包括偏置电路，所述偏置电路用于向所述放大级和所述输出级提供静态工作电流。

42、在本技术的一可选实施例中，还包括反馈回路，所述反馈回路的一端与所述包络跟踪电路的输出端连接，另一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接。

43、在本技术的一可选实施例中，所述反馈回路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述包络跟踪电路的输出端连接，另一端分别于所述第一运算放大器的反相输入端及所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地。

44、在本技术的一可选实施例中，所述直流变换电路包括第二运算放大器和dc-dc电路：

45、所述第二运算放大器的同相输入端与所述电容的第一端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与所述电容的第二端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述dc-dc电路的反馈端口连接；

46、所述dc-dc电路的输出端通过所述电感分别与所述包络跟踪电路的输出端、所述电容的第二端连接。

47、本技术的运算放大器及包络跟踪电路，能够根据包络信号的幅值来动态控制输出级中输出电路单元的导通数量，以改变运算放大器的输出端的输出信号的电流大小，使得输出级电路始终工作在较高效率的状态下，达到了提高运算放大器效率和包络跟踪电路效率的目的。

48、本技术的运算放大器及包络跟踪电路，结构简单，电路复杂度低，易于实现。