专利名称：射频功率放大器效率的增强方法及其效率增强电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种射频功率放大器的效率增强方法，本发明还涉及一 种射频功率放大器的效率增强电路。
背景技术：
射频功率放大器广泛应用在各种无线通讯设备及电子系统中，例如 手机、移动终端等，它是实现无线传输的关键部件，用于将已调制的射 频信号放大到一定的功率值，再传输给天线发射出去。射频功率放大器 作为无线收发机中功耗最大的模块，它的效率就决定了整个收发机的效 率，对于像手机这种手持设备来说，射频功率放大器的效率就直接决定 了手机电池的使用时间。射频功率放大器的效率一般用功率附加效率
(Power Anded Efficiency, PAE，本发明所述的效率均为功率附加效率) 来表征，它定义为输出功率P。ut与输入功率Pin的差值与电源消耗功率 Pdc的比，即層=尸。"'—《"。
在3G通信系统中，由于采用的是非恒定包络调制，信号在幅度上包 含信息，这就要求射频功率放大器是一个线性功率放大器，因而通常都 让其偏置于高线性度的A类或AB类放大状态，在最大输出功率Pout 二 28dBm时，这类射频功率放大器的效率只有35%，输出功率较低时效率更 低。因此在需要数据高速传送的3G通信系统中，提高射频功率放大器的 效率对于延长电池的使用时间更显得尤为关键。现有的提高射频功率放大器效率的方法主要通过改变射频功率放大 器的偏置状态和在射频功率放大器输出端增加谐振网络改变输出谐波阻 抗来实现。
首先，由于3G通信系统要求射频功率放大器是一个线性放大器，使 得射频功率放大器通常都偏置于高线性度的A类或AB类放大状态，因而 通过改变射频功率放大器偏置状态的方法在保证线性度的前提下对效率 的提高非常有限。
其次，在射频功率放大器的输出端加LC谐振网络，通过调节射频功 率放大器的谐波阻抗，使得当功率放大器中的晶体管上的电压达到最大值 时而流过其上面的电流祯控制到最小值，这样可以减小晶体管自身的功率 损耗，从而达到提高功率放大器效率的目的。采用现有提高效率的方法对 于应用于3G系统的射频功率放大器来说还是不够的，因为对于非恒定包 络信号，线性射频功率放大器不能被推至压縮区，而必须采用功率回退法 使射频功率放大器工作于线性区，回退越多，线性越好，但射频功率放大 器的效率也越低，通常回退后的线性效率降到30%左右，这使得仅采用现 有技术很难满足3G标准对射频功率放大器效率的要求。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种射频功率放大器的效率增强方法，以满 足3G标准对射频功率放大器的要求，同时，本发明还提供一种射频功率 放大器的效率增强电路。
为了兼顾效率与线性度，射频功率放大器通常偏置于AB类工作状态， 针对AB类工作状态的特点，随着输入功率的增加，输出功率与直流电流同步增加，由效率公式^￡ =P。w-&可知，控制直流功耗有助于提高射频 功率放大器的效率。
基于上述描述，本发明提出了一种射频功率放大器效率的增强方法， 该方法利用一个检测电路来检测电流或功率，然后通过一个控制电路产生 一个控制信号来调节射频功率放大器的偏置电路，用以逐步减缓射频功率 放大器的电流随输入功率的增加，或者，当电流或输入功率达到一定值时 再减缓电流随输入功率的增加。
为实现本发明的第二发明目的，本发明提供了一种射频功率放大器的 效率增强电路，该电路包括，
一个检测电路，用以检测所述功率放大器的电流或功率，
一个控制电路，该控制电路连于所述检测电路和下述的偏置电路之 间，用以根据检测电路来产生控制信号，
一个偏置电路，与所述射频功率放大器相连，能被前级的控制信号所 调节，用以逐步减缓射频功率放大器的电流随输入功率的增加，或者，当 电流或输入功率达到一定值时再减缓电流随输入功率的增加。
在本发明的一个实施例中，所述检测电路用以检测射频功率放大器的 电流。
在本发明的一个实施例中，所述的射频功率放大器具有第一级放大器 和第二级放大器，所述的检测电路用以检测第一级放大器的电流，所述的 偏置电路为第二放大器的偏置电路。该电路能够逐步减缓射频功率放大器 的电流随输入功率的增加，或者，当电流达到一定值时再减缓其随输入功 率的增加，以达到提高射频功率放大器效率的目的。基于同样的原理，也可以将该效率增强电路设置为，通过检测第二级放大器的电流来控制第一 级放大器的偏置电路，或通过检测整个射频功率放大器的电流来控制其中 一级的偏置电路。
在本发明的一个实施例中，所述的检测电路用以检测射频功率放大器 的输出功率，从而逐步减缓射频功率放大器的电流随输入功率的增加，或 者，当输出功率达到一定值时再减缓电流随输入功率的增加。
在本发明的一个实施例中，所述的射频功率放大器具有第一级放大器 和第二级放大器，所述的检测电路用以检测第一级放大器的输出功率，所 述的偏置电路为第二放大器的偏置电路。该电路能够逐步减缓射频功率放 大器的电流随输入功率的增加，或者，当输入功率达到一定值时再减缓电 流随输入功率的增加。
与以往技术相比，本发明有以下优点1、本发明通过检测射频功率 放大器的电流或功率来调节偏置电路以提高射频功率放大器效率的方法 在提高射频功率放大器效率的同时，也能有效的改善射频功率放大器的 线性度。2、本发明提出的效率增强技术能很好的与现有效率增强技术相 结合使用，以更好地提高射频功率放大器的效率。
图1为第1实施例的电路图，其通过检测电流来调节偏置电路；
图2为第2实施例的电路图，其通过检测第一级放大器的电流来调 节第二级放大器的偏置电路。
图3为第3实施例的电路图，其通过检测输出功率来调节偏置电路;
图4为第4实施例的电路图，其通过检测输入功率，或者是前一级放大器的输出功率来调节偏置电路。
具体实施例方式
图l为本发明第l实施例的电路图。如图，射频功率放大器PA连于 输入信号RFin与输出信号RFout之间，并与电流检测电路的输入端和偏 置电路的输出端相连，电流检测电路的输出端与控制电路的输入端相连， 控制电路的输出端则与偏置电路输入端相连，电感Ll分别与PA的输出 端和电源VCC相连。该实施例的实现方式是首先利用电流检测电路检测 射频功率放大器的电流，然后传递给控制电路产生一个控制信号，再由 控制信号调节偏置电路，从而逐歩减缓射频功率放大器的电流随输入功 率的增加，或者是，当电流达到一定值时再减缓其随输入功率的增加， 以达到提高射频功率放大器效率的目的。
图2为本发明第2实施例的电路图。如图，射频功率放大器的第一 级PA1与第二级PA2串接于输入信号RFin与输出信号RFout之间，电感 Ll连接于射频功率放大器的PA1输出端与电源VCC1之间，电感L2连接 于PA2的输出端与电源VCC2之间，电流检测电路的输入端与PA1相连， 输出端与控制电路的输入端相连，控制电路的输出端与偏置电路的输入 端相连，偏置电路的输出端再与PA2相连。该实施例的实现方式为先利 用电流检测电路检测第一级放大器的电流，然后传递给控制电路产生一 个控制信号，再由控制信号调节第二级放大器的偏置电路，从而逐步减 缓射频功率放大器的电流随输入功率的增加，或者是，当电流达到一定 值时再减缓其随输入功率的增加，以达到提高射频功率放大器效率的目 的。基于同样的原理也可以检测第二级放大器的电流来控制第一级放大 器的偏置电路，或者是，检测整个射频功率放大器的电流来控制其中某一级的偏置电路，以达到提高整个射频功率放大器效率的目的。
图3为本发明第3实施例的电路图。如图，射频功率放大器PA接于 输入信号RFin与功率检测电路之间，功率检测电路再分别与控制电路的 输入端、电感Ll和输出信号RFout相连，控制电路的输出端与偏置电路 的输入端相连，而偏置电路的输出端再与PA相连，射频功率放大器的扼 流电感L1另一端与电源vccii接。该实施例的实现方式为首先利用功率 检测电路检测输出功率，然后传递给控制电路产生一个控制信号，再由 控制信号调节偏置电路，从而逐步减缓射频功率放大器的电流随输入功 率的增加，或者是，当输出功率达到一定值时再减缓电流随输入功率的 增加，以达到提高射频功率放大器效率的目的。
图4为本发明第4种实施例的电路图。如图，射频功率放大器PA接 于功率检测电路和输出信号RFout之间，功率检测电路又分别与输入信 号RFin和控制电路的输入端相连，控制电路的输出端与偏置电路的输入 端相连，偏置电路的输出端再与PA相连，电感L1分别与PA的输出端与 电源VCC相连。该实施例的实现方式为先利用功率检测电路检测射频功 率放大器的输入功率，或者是前一级放大器的输出功率，然后其传递给 控制电路产生一个控制信号，再由控制信号调节射频功率放大器的偏置 电路，从而逐步减缓射频功率放大器的电流随输入功率的增加，或者是， 当输入功率达到一定值时再减缓电流随输入功率的增加，以达到提高射 频功率放大器效率的目的。
以上所述仅为本发明较佳的实施方案，需说明的是，在未脱离本发明 构思前提下对其所做的任何微小变化及等同替换，均应属于本发明的保护 范围。
权利要求
1、一种射频功率放大器效率的增强方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)通过一个检测电路来检测电流或功率；(2)当电流或功率达到一定值时，通过一个控制电路产生一个控制信号来调节射频功率放大器的偏置电路，从而逐步减缓射频功率放大器的电流随输入功率的增加，或者，当电流或功率达到一定值时再减缓电流随输入功率的增加。
2、 一种射频功率放大器的效率增强电路，其特征在于，所述效率增强电 路包括，一个检测电路，用以检测所述功率放大器的电流或功率；一个控制电路，该控制电路连于所述检测电路和下述的偏置电路之 间，用以根据检测电路的状态来产生控制信号；一个偏置电路，与所述射频功率放大器相连，能被所述控制电路产生 的控制信号所调节，用以逐步减缓射频功率放大器的电流随输入功率的增 加，或者，当电流或输入功率达到一定值时再减缓电流随输入功率的增加。
3、 如权利要求2所述的射频功率放大器的效率增强电路，其特征在于， 所述检测电路用以检测射频功率放大器的电流。
4、 如权利要求2所述的射频功率放大器的效率增强电路，其特征在于， 所述的射频功率放大器具有第一级放大器和第二级放大器，所述的检测电 路用以检测第一级放大器的电流，所述的偏置电路为第二放大器的偏置电 路。
5、 如权利要求2所述的射频功率放大器的效率增强电路，其特征在于， 所述的检测电路用以检测射频功率放大器的输出功率。
6、 如权利要求2所述的射频功率放大器的效率增强电路，其特征在于， 所述的射频功率放大器具有第一级放大器和第二级放大器，所述的检测电 路用以检测第一级放大器的输出功率，所述的偏置电路为第二放大器的偏
全文摘要
一种射频功率放大器的效率增强方法及其效率增强电路，该方法利用一个检测电路来检测电流或功率，然后通过一个控制电路产生一个控制信号来调节射频功率放大器的偏置电路，从而逐步减缓射频功率放大器的电流随输入功率的增加，或者，当电流或功率达到一定值时再减缓电流随输入功率的增加；本发明在提高射频功率放大器效率的同时，也能有效地改善射频功率放大器的线性度，而且本发明能够能很好的与现有效率增强技术相结合使用，以更好地提高射频功率放大器的效率。
文档编号H04B7/005GK101651477SQ20091019210
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者彭凤雄 申请人:惠州市正源微电子有限公司