專利名稱：一種快速響應(yīng)開(kāi)關(guān)功放實(shí)現(xiàn)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及線性功率放大器領(lǐng)域，主要是一種快速響應(yīng)開(kāi)關(guān)功放實(shí)現(xiàn)的裝置。
技術(shù)背景線性功率放大器在現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)中的重要性越來(lái)越大。特別是在數(shù)字通訊體制的移動(dòng)通信系統(tǒng) 中，線性功率放大器已經(jīng)是必不可少的重要部件?，F(xiàn)在移動(dòng)通信多種體制共存，對(duì)功率放大器的要求越來(lái) 越高，這就給開(kāi)發(fā)人員及用戶帶來(lái)了諸多不便。功率放大器的主要功能是將前級(jí)的小信號(hào)進(jìn)行功率放大，使得發(fā)射信號(hào)不僅輸出功率能滿足通訊系統(tǒng) 的要求，同時(shí)產(chǎn)生的失真也要足夠小，以便不改變調(diào)制信號(hào)的頻譜形狀。因此要求整個(gè)發(fā)信通道保持嚴(yán)格 的線性，不允許有非線性失真因素存在。作為發(fā)信通道末端的功率放大器，通常要使用線性優(yōu)良的甲類放 大器，由于甲類功率放大器的工作效率很低，功放工作的電流很大，功放的功耗很大，且大部分功耗用來(lái) 產(chǎn)生熱量，使得功放的散熱又成為問(wèn)題。在以往技術(shù)中，在系統(tǒng)的接收時(shí)隙時(shí)將線性功放的電源進(jìn)行關(guān)閉。這種做法雖然提商了隔離度，但由 于是對(duì)線性功放管理電源的源級(jí)進(jìn)行電源管理，而源級(jí)上一般都有較大電容，電壓極髙，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)響應(yīng)控 制信號(hào)的時(shí)間很長(zhǎng)。而且現(xiàn)有系統(tǒng)一般在主線性功放前還會(huì)有前級(jí)功放對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大，以往技術(shù)對(duì)這 些前級(jí)功放未加管理，使得整個(gè)系統(tǒng)效率很低，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述技術(shù)的不足，而提供一種快速響應(yīng)開(kāi)關(guān)功放實(shí)現(xiàn)的裝置，通過(guò)對(duì)線性功 放及其前級(jí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行電源管理，使得線性功放系統(tǒng)在TDD工作方式下，提高收發(fā)通道的隔離度，縮短了 系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的時(shí)間響應(yīng)，并大大減少了系統(tǒng)的功耗。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案這種快速響應(yīng)開(kāi)關(guān)功放實(shí)現(xiàn)的裝置，包括線性功率放大 器，用于將射頻信號(hào)進(jìn)行線性放大，使得被調(diào)制的射頻信號(hào)經(jīng)放大后達(dá)到系統(tǒng)的電平要求；前級(jí)驅(qū)動(dòng)，用 于將射頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大，使得射頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)線性功率放大器后達(dá)到系統(tǒng)的電平要求；射頻開(kāi)關(guān)，用于 在收發(fā)時(shí)隙時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)的需要完成收發(fā)通路的轉(zhuǎn)換；該裝置還包括線性功放的電源管理電路，用于對(duì) 供給線性功放的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)管理，使得線性功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時(shí)隙進(jìn)行工作，即在接收時(shí)隙時(shí)，將 線性功放的電源進(jìn)行關(guān)閉，減小系統(tǒng)的功耗，同時(shí)增加系統(tǒng)的收發(fā)隔離度。前級(jí)驅(qū)動(dòng)的電源管理電路'用 于對(duì)供給前級(jí)驅(qū)動(dòng)各級(jí)功放的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)管理，使得前級(jí)驅(qū)動(dòng)各功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時(shí)隙進(jìn)行工作，在接收時(shí)隙時(shí)，將前級(jí)驅(qū)動(dòng)各功放的電源進(jìn)行關(guān)閉。本賣用新型中所述線性功放的電源管理電路由兩路控制或門組成，控制或門的輸出由來(lái)自基帶板的 TTL電平控制，其相應(yīng)輸出直接控制功放電源的開(kāi)關(guān)。所述或門采用74AHC1G32。本實(shí)用新型中所述兩路控制或門接收來(lái)自基帶板TTL的電平的邏輯相反，每一路TTL電平的高低， 控制一路或門的輸出，再通過(guò)電阻輸出，控制線性功放柵級(jí)的電壓，從而控制其源級(jí)至漏級(jí)的導(dǎo)通或截止。本實(shí)用新型中所述前級(jí)驅(qū)動(dòng)的電源管理電路由一路控制MOS場(chǎng)效應(yīng)管、 一路控制穩(wěn)壓管組成；控制 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的通斷由來(lái)自基帶板的TTL電平控制，其導(dǎo)通時(shí)相應(yīng)輸出為穩(wěn)壓管的輸出，穩(wěn)壓管的輸出 控制前級(jí)驅(qū)動(dòng)電源的開(kāi)關(guān)，減小系統(tǒng)的功耗，同時(shí)增加系統(tǒng)的收發(fā)隔離度。所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管采用 FDC642P;所述穩(wěn)壓管采用LM2940IMP-5。本實(shí)用新型有益的效果是1、由于對(duì)線性功放及其前級(jí)驅(qū)動(dòng)的電源同時(shí)采用了電源管理的方式，當(dāng)系統(tǒng)工作在接收或關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，所有功放都停止工作，線性功放及其前級(jí)驅(qū)動(dòng)均不產(chǎn)生雜散信號(hào)，而且可以對(duì)功放輸入端的發(fā)信雜散信號(hào)進(jìn)行一定的衰減，從而可以大大增加發(fā)射和接收的隔離度；2、本實(shí)用新 型對(duì)功放的柵級(jí)進(jìn)行電源管理，電源管理電路加在線性功放柵級(jí)上來(lái)加快時(shí)間響應(yīng)，發(fā)射部分的線性功放 和接收部分的低噪放可以設(shè)計(jì)在同一個(gè)單板上，使得系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加容易；同時(shí)可以降低系統(tǒng)成本，增加 熱效的同時(shí)還大大縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。3、本實(shí)用新型由于線性功放及其前級(jí)驅(qū)動(dòng)在接收狀態(tài)時(shí)停止 工作，功放工作電流大大降低，從而可以降低系統(tǒng)的功耗，進(jìn)而進(jìn)一步簡(jiǎn)化功放的熱設(shè)計(jì)和電源部分的設(shè) 計(jì)難度，而實(shí)時(shí)工作的功放由于工作的電流很大，功耗很大，對(duì)系統(tǒng)的散熱和功放的結(jié)構(gòu)就提出了更高的 要求。4、實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型所述具有線性開(kāi)關(guān)功能的功率放大功能，不僅能使得功率放大器滿足系統(tǒng)的要 求，更主要的是在滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，將功率放大器及其前級(jí)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)成開(kāi)關(guān)式的，適合TDD 工作環(huán)境下的系統(tǒng)，在TDD工作的通訊系統(tǒng)中將能得到廣泛應(yīng)用。采用本實(shí)用新型提供的方法及裝置， 不僅能使技術(shù)難度降低，研發(fā)周期縮短，而且開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本也會(huì)大幅減少，生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)、簡(jiǎn)單，有利 于大規(guī)模批量生產(chǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型中電源管理電路的原理框圖；圖3是本實(shí)用新型的線性功放、前級(jí)驅(qū)動(dòng)、電源管理電路及射頻開(kāi)關(guān)之間的連接示意圖； 圖4是本實(shí)用新型中實(shí)施例1的線性功放電源管理或門控制電路的電路原理示意圖； 圖5是本實(shí)用新型中實(shí)施例2的線性功放電源管理或門控制電路的電路原理示意圖圖6是本實(shí)用新型中前級(jí)驅(qū)動(dòng)電源管理電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)用新型所實(shí)現(xiàn)的快速響應(yīng)開(kāi)關(guān)功放的方法和裝置，是針對(duì)TDD工作方式的系統(tǒng)的，由于系統(tǒng)的 功耗的要求比較髙。而本實(shí)用新型是在線性功放的基礎(chǔ)上進(jìn)行電源管理，使得線性功放工作在TDD模式 的系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)工作在接收狀態(tài)時(shí)，整個(gè)發(fā)送部分停止工作，因此可以降低系統(tǒng)的功耗。因此系統(tǒng)中的 線性功放在滿足系統(tǒng)線性指標(biāo)的前提下采用開(kāi)關(guān)工作形式，從而大大降低了系統(tǒng)的功耗，并且在系統(tǒng)實(shí)際 工作中可提高收發(fā)的隔離度。如圖l所示圖中[101]為線性開(kāi)關(guān)功放前級(jí)驅(qū)動(dòng)的電源管理部分，是對(duì)前級(jí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行電湄控制，使得 前級(jí)驅(qū)動(dòng)工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。[1021為線性功放的前級(jí)驅(qū)動(dòng)，是對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大處理。103]為線性功放 的電源管理部分，是對(duì)線性功放進(jìn)行電源管理，使得線性功放工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。[1041為線性功放，使得射 頻信號(hào)滿足系統(tǒng)的要求。[105I為功放射頻輸出的射頻開(kāi)關(guān)，主要是進(jìn)行功放的發(fā)射和低噪放接收的切換， 屬于本實(shí)用新型的附屬部分。D06]為射頻信號(hào)輸出端。[107]為當(dāng)射頻開(kāi)關(guān)切換到接收狀態(tài)時(shí)的接收通路。如圖2所示由基帶來(lái)的信號(hào)[201]控制或門[202]的輸出，當(dāng)或門輸出為一高電平時(shí)，線性功放[203]柵級(jí)導(dǎo)通而存 在電壓，使得線性功放[203]的源級(jí)和漏級(jí)導(dǎo)通，線性功放開(kāi)始上電。由基帶來(lái)的信號(hào)[205]控制MOS場(chǎng)效應(yīng)管[206]的開(kāi)關(guān)，當(dāng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管[206導(dǎo)通時(shí)，穩(wěn)壓管[204的 輸出通過(guò)MOS場(chǎng)效應(yīng)管[2061加到前級(jí)驅(qū)動(dòng)?xùn)偶?jí)上，前級(jí)驅(qū)動(dòng)開(kāi)始上電。當(dāng)系統(tǒng)工作在發(fā)信狀態(tài)時(shí)，基帶部分輸出電源管理控制信號(hào)和射頻開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，在電源管理信號(hào)的 控制下，電源管理電路使功放及其前級(jí)驅(qū)動(dòng)上電，同時(shí)射頻收發(fā)開(kāi)關(guān)在射頻開(kāi)關(guān)控制信號(hào)作用下完成工作 狀態(tài)的切換，使其工作在發(fā)信狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使線性功放、前級(jí)驅(qū)動(dòng)和射頻開(kāi)關(guān)建立起穩(wěn)定的工作狀 態(tài)后，由射頻信號(hào)輸入電路輸入被放大的射頻信號(hào)，此時(shí)功放已能完成正常的放大功能，放大后的射頻信 號(hào)通過(guò)射頻開(kāi)關(guān)輸出。當(dāng)系統(tǒng)完成發(fā)信功能將要切換至收信狀態(tài)時(shí)，射頻輸入電路關(guān)斷射頻輸入信號(hào)，基帶部分輸出電源管 理控制信號(hào)和射頻開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，在電源管理信號(hào)的控制下.電源管理電路關(guān)斷線性功放及其前級(jí)驅(qū)動(dòng)的 電源，同時(shí)射頻收發(fā)開(kāi)關(guān)在射頻開(kāi)關(guān)控制信號(hào)作用下完成工作狀態(tài)的切換，使射頻收發(fā)開(kāi)關(guān)處于收信狀態(tài)。如圖3所示由前端來(lái)的射頻信號(hào)RF in經(jīng)[302前級(jí)驅(qū)動(dòng)]和[304線性功放放大后'經(jīng)[305射頻開(kāi) 關(guān)]控制送入夭線進(jìn)行發(fā)射。在工作過(guò)程中，301前級(jí)驅(qū)動(dòng)電源管理]、[303線性功放電源管理]和[305射 頻開(kāi)關(guān)]同步工作。當(dāng)模塊(在本實(shí)用新型中，所述模塊是指線性功放和低噪放接收合在一起的統(tǒng)稱)工作在發(fā)射時(shí)隙時(shí)，[301前級(jí)驅(qū)動(dòng)電源管理]和[303線性功放電源管理]分別打開(kāi)[302前級(jí)驅(qū)動(dòng)]和[304線性功 放]的電源，[302前級(jí)驅(qū)動(dòng)]和[304線性功放]工作，同時(shí)[305射頻開(kāi)關(guān)]工作在發(fā)射狀態(tài)，這樣將完成射頻 信號(hào)的放大傳輸工作。當(dāng)模塊工作在接收時(shí)隙時(shí)，[301前級(jí)驅(qū)動(dòng)電源管理]和[303線性功放電源管理]將分 別關(guān)閉[302前級(jí)驅(qū)動(dòng)]和[304線性功放]的電源，達(dá)到系統(tǒng)節(jié)電的目的，并且將大大增加收發(fā)的隔離度。同 時(shí)，[305射頻開(kāi)關(guān)]工作在接收狀態(tài)。如圖4所示其工作方式為以或門74AHC1G32 2U15為例，從基帶板輸出的TXON信號(hào)控制或門 74AHC1G32 2U15的輸出。當(dāng)1處輸入的TXON為高電平時(shí)，4處輸出的VG21也為高電平，此時(shí)線性 功放柵極導(dǎo)通而存在電壓，功放開(kāi)始上電。當(dāng)TXON為低電平時(shí)，線性功放柵極不導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了主功放的 關(guān)斷功能，因此可以通過(guò)TXON高低電平的變化，實(shí)現(xiàn)了主功放電源的開(kāi)關(guān)功能。如圖S所示或門74AHC1G32 2U14的工作原理與圖4基本相同，只是控制信號(hào)TXON的邏輯與 2U15相反。如圖6所示其工作方式為給定一+5.7V電壓，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓管LM2940IMP-5 2U12后，供給MOS 場(chǎng)效應(yīng)管FDC642P 2U11源極(S)的電壓為+5V。從基帶板輸出的TXON信號(hào)控制MOS場(chǎng)效應(yīng)管FDC642P 2U11的輸出。當(dāng)TXON輸入為高電平時(shí)，MOS場(chǎng)效應(yīng)管FDC642P 2U11柵極(G)上有電壓，源極至 漏極(D)導(dǎo)通，MOS場(chǎng)效應(yīng)管FDC642P 2U11源極上的電壓+5V通過(guò)漏極加到前級(jí)驅(qū)動(dòng)的柵極上，前 級(jí)驅(qū)動(dòng)開(kāi)始上電。當(dāng)輸入為低電平時(shí)，MOS場(chǎng)效應(yīng)管FDC642P 2U11源極至漏極不導(dǎo)通，漏極上無(wú)電壓， 所以前級(jí)驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O上也沒(méi)有電壓，前級(jí)驅(qū)動(dòng)上無(wú)電流從而實(shí)現(xiàn)了前級(jí)驅(qū)動(dòng)的關(guān)斷功能，因此可以通過(guò) TXON高低電平的變化，實(shí)現(xiàn)了前級(jí)功放電源的開(kāi)關(guān)功能。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案， 均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種快速響應(yīng)開(kāi)關(guān)功放實(shí)現(xiàn)的裝置，該裝置包括線性功率放大器，用于將射頻信號(hào)進(jìn)行線性放大；前級(jí)驅(qū)動(dòng)，用于將射頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大；射頻開(kāi)關(guān)，用于在收發(fā)時(shí)隙時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)的需要完成收發(fā)通路的轉(zhuǎn)換；其特征在于該裝置還包括線性功放的電源管理電路，用于對(duì)供給線性功放的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)管理，使得線性功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時(shí)隙進(jìn)行工作，即在接收時(shí)隙時(shí)，將線性功放的電源進(jìn)行關(guān)閉；線性功放的電源管理電路由兩路控制或門組成，控制或門的輸出由來(lái)自基帶板的TTL電平控制，其相應(yīng)輸出直接控制功放電源的開(kāi)關(guān)；前級(jí)驅(qū)動(dòng)的電源管理電路，用于對(duì)供給前級(jí)驅(qū)動(dòng)各級(jí)功放的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)管理，使得前級(jí)驅(qū)動(dòng)各功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時(shí)隙進(jìn)行工作，在接收時(shí)隙時(shí)，將前級(jí)驅(qū)動(dòng)各功放的電源進(jìn)行關(guān)閉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)開(kāi)關(guān)功放實(shí)現(xiàn)的裝置，其特征是所述前級(jí)驅(qū)動(dòng)的電源管理電路 由一路控制MOS場(chǎng)效應(yīng)管、 一路控制穩(wěn)壓管組成；控制MOS場(chǎng)效應(yīng)管的通斷由來(lái)自基帶板的TTL電平 控制，其導(dǎo)通時(shí)相應(yīng)輸出為穩(wěn)壓管的輸出，穩(wěn)壓管的輸出控制前級(jí)驅(qū)動(dòng)電源的開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種快速響應(yīng)開(kāi)關(guān)功放實(shí)現(xiàn)的裝置，包括線性功率放大器，前級(jí)驅(qū)動(dòng)和射頻開(kāi)關(guān)，該裝置還包括線性功放的電源管理電路，用于對(duì)供給線性功放的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)管理，使得線性功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時(shí)隙進(jìn)行工作，即在接收時(shí)隙時(shí)，將線性功放的電源進(jìn)行關(guān)閉，減小系統(tǒng)的功耗，同時(shí)增加系統(tǒng)的收發(fā)隔離度。前級(jí)驅(qū)動(dòng)的電源管理電路，用于對(duì)供給前級(jí)驅(qū)動(dòng)各級(jí)功放的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)管理，使得前級(jí)驅(qū)動(dòng)各功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時(shí)隙進(jìn)行工作，在接收時(shí)隙時(shí)，將前級(jí)驅(qū)動(dòng)各功放的電源進(jìn)行關(guān)閉。本實(shí)用新型有益的效果是增加發(fā)射和接收的隔離度；降低了系統(tǒng)成本，增加熱效，縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。
文檔編號(hào)H03F3/20GK201113927SQ20072011057
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者俞海明, 周葉茂, 王學(xué)富, 舒曉軍 申請(qǐng)人:浙江三維通信股份有限公司