專利名稱：具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放大器，具體涉及一種具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前數(shù)字預(yù)失真技術(shù)在無線通信基站系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用，然而前饋功率放大器在某些應(yīng)用場(chǎng)合還是被采用，傳統(tǒng)的基于主放大器和誤差放大器的前饋功放的缺點(diǎn)是，由于誤差放大器本身不對(duì)功放的輸出功率有貢獻(xiàn)，而誤差放大器本身又有功耗，因此導(dǎo)致傳統(tǒng)前饋功率放大器的效率比較低，即使采用了 Doherty技術(shù)，效率也只能達(dá)到22%左右。既然前饋功放在大功率基站覆蓋方面有一定的優(yōu)勢(shì)，因此進(jìn)一步研究相對(duì)于目前的前饋功放來說既能取得良好線性，又能提高效率的功放也是一個(gè)值得深入研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過兩路合路對(duì)消實(shí)現(xiàn)誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，該放大器能實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)通信頻段的射頻信號(hào)的高效率和高線性放大。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
提供一種具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其包括:第一功分器、驅(qū)動(dòng)放大器、參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路、第二功分器、第一末級(jí)放大電路、第一耦合器、第一延時(shí)器、減法器、誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路、末級(jí)延時(shí)與放大電路和功率合路器；
該高效率功率放大器包括參考信號(hào)鏈路、誤差提取鏈路、第一末級(jí)放大鏈路、第二末級(jí)放大鏈路和第一誤差信號(hào)鏈路；
參考信號(hào)鏈路中，參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路對(duì)第一功分器中的一個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行幅度、相位和時(shí)延的調(diào)節(jié)，并輸出到減法器的第一輸入端；
第一末級(jí)放大鏈路中，驅(qū)動(dòng)放大器對(duì)第一功分器的另一個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)經(jīng)第二功分器的第二輸出端的輸出信號(hào)經(jīng)第一末級(jí)放大電路進(jìn)行放大，并產(chǎn)生失真信號(hào)，被放大的信號(hào)和失真信號(hào)經(jīng)第一稱合器和第一延時(shí)器輸出到功率合路器的第一輸入端;
第二末級(jí)放大鏈路中，第二功分器的第一輸出端的輸出信號(hào)經(jīng)末級(jí)延時(shí)與放大電路進(jìn)行延時(shí)、放大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真信號(hào)，被延時(shí)放大的信號(hào)和失真信號(hào)通過末級(jí)延時(shí)與放大電路的輸出端輸出到功率合路器的第二輸入端；
誤差提取鏈路中，從第一稱合器的稱合端口輸出的信號(hào)輸入到減法器的第二輸入端，與輸入減法器的第一輸入端的信號(hào)通過減法器進(jìn)行相減得到誤差信號(hào)，并通過減法器的輸出端輸出；
第一誤差信號(hào)鏈路中，減法器的輸出端輸出的誤差信號(hào)經(jīng)誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路進(jìn)行誤差信號(hào)的幅度和相位的調(diào)節(jié)，并經(jīng)末級(jí)延時(shí)與放大電路輸出到功率合路器的第二輸入端，輸出到該功率合路器的第二輸入端的誤差信號(hào)與第一末級(jí)放大鏈路輸出的誤差信號(hào)幅度相等相位相反，在功率合路器處進(jìn)行誤差信號(hào)的抵消。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，減法器兩個(gè)輸入端的信號(hào)時(shí)延相等，主信號(hào)相位相反。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，末級(jí)延時(shí)與放大電路的兩個(gè)輸入端的信號(hào)時(shí)延相等，輸出的誤差信號(hào)的相位相反。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，第一末級(jí)放大鏈路和第二末級(jí)放大鏈路的輸出信號(hào)的時(shí)延相等，輸出主信號(hào)的相位相同。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，末級(jí)延時(shí)與放大電路包括第二延時(shí)器、第二末級(jí)放大電路和第二耦合器。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，在末級(jí)延時(shí)與放大電路中，第二延時(shí)器的輸出端連接第二末級(jí)放大電路的輸入端，第二末級(jí)放大電路的輸出端連接第二耦合器的輸入端。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，在末級(jí)延時(shí)與放大電路中，第二耦合器的輸出端連接第二末級(jí)放大電路的輸入端，第二末級(jí)放大電路的輸出端連接第二延時(shí)器的輸入端。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，驅(qū)動(dòng)放大器由單獨(dú)的放大管構(gòu)成，或者由N個(gè)放大管串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，其中N為大于I的自然數(shù)。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路輸出的誤差信號(hào)的幅度是第一末級(jí)放大電路和第二末級(jí)放大電路中誤差信號(hào)幅度的和。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，第一末級(jí)放大電路和第二末級(jí)放大電路由單獨(dú)的放大管構(gòu)成，或者由N個(gè)放大管串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，其中N為大于I的自然數(shù)。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，減法器為獨(dú)立3dB耦合器、微帶線耦合器或腔體合路器中的任意一種。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，第一延時(shí)器和第二延時(shí)器為延時(shí)線、集成的延時(shí)器或者空腔延時(shí)濾波器中的任意一種。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，第一耦合器和第二耦合器為微帶線定向耦合器和分離器器件耦合器中的任意一種。本發(fā)明所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器中，所述第一末級(jí)放大鏈路中各部分通過管芯進(jìn)行混合集成后統(tǒng)一封裝在一個(gè)集成IC模塊中。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明的功率放大器能夠無需增加額外的線性化電路，而是通過調(diào)整功率合路器處合路的兩路信號(hào)中的誤差信號(hào)的幅度和相位，使得在主信號(hào)合路的同時(shí)，誤差信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)消，相對(duì)于傳統(tǒng)的前饋功放來說既節(jié)省了硬件成本，同時(shí)又降低了功耗，使得功放廣品的效率有效提聞。_


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器的電路原理框圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中末級(jí)延時(shí)與放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中末級(jí)延時(shí)與放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖二；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路的結(jié)構(gòu)示意 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路的結(jié)構(gòu)示意 圖6是本發(fā)明實(shí)施例中第一末級(jí)放大電路或第二末級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖7是本發(fā)明實(shí)施例中第一末級(jí)放大電路或第二末級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖二；
圖8是本發(fā)明實(shí)施例中第一末級(jí)放大電路或第二末級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖三；
圖9為本發(fā)明較佳實(shí)施例前饋功率放大器的電路圖。圖中:
I一第一功分器，2—驅(qū)動(dòng)放大器，3—參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路，4一第二功分器，5—第一末級(jí)放大電路，6一第一稱合器，7—第一延時(shí)器,8—減法器,9一誤差/[目號(hào)調(diào)節(jié)電路，10一末級(jí)延時(shí)與放大電路，11 一功率合路器，12 一第二延時(shí)器，13 一第二末級(jí)放大電路，14 一第二I禹合器，15—第一調(diào)幅器，16—第一調(diào)相器，17—第三延時(shí)器，18—參考信號(hào)預(yù)放大器，19 一第二調(diào)幅器，20—第二調(diào)相器，21—誤差信號(hào)預(yù)放大器，22—第三功分器，23—第一放大器，24-第二放大器，25—第二合路器，26—第四功分器，27—第三放大器，28—第四放大器，29—第五放大器，30—第三合路器，31—第五功分器，32—第六放大器，33—第七放大器，34—第八放大器，35—第九放大器，36—第四合路器，37—第四耦合器，38—檢波器，39-微控制器。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器無需專用誤差放大器的前饋功率放大器，相對(duì)于傳統(tǒng)的前饋功放來說既節(jié)省了硬件成本，同時(shí)又降低了功耗，使得功放廣品的效率有效提聞。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器其包括:第一功分器I (功分器即功率分配器)、驅(qū)動(dòng)放大器2、參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3、第二功分器
4、第一末級(jí)放大電路5、第一耦合器6、第一延時(shí)器7、減法器8、誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9、末級(jí)延時(shí)與放大電路10和功率合路器11。其中，輸入到該功率放大器的射頻信號(hào)輸入到第一功分器I的輸入端Al,第一功分器I的第一輸出端A2連接驅(qū)動(dòng)放大器2的輸入端A3，驅(qū)動(dòng)放大器2的輸出端A4連接到第二功分器4的輸入端A5,第二功分器4的第一輸出端El連接到末級(jí)延時(shí)與放大電路10的輸入端E2，末級(jí)延時(shí)與放大電路10的輸出端E3連接功率合路器11的第一輸入端E4 ;第二功分器4的第二輸出端BI連接到第一末級(jí)放大電路5的輸入端B2,第一末級(jí)放大電路5的輸出端B3連接到第一I禹合器6的輸入端B4,第一f禹合器6的輸出端B5連接到第一延時(shí)器7的輸入端B6，第一延時(shí)器7的輸出端B7連接到功率合路器11的第二輸入端B8 ；第一功分器I的第二輸出端Cl連接到參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3的輸入端C2，參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3的輸出端C3連接到減法器8的第一輸入端C4，第一耦合器6的耦合端Dl連接到減法器8的第二輸入端D2，減法器8的輸出端Fl連接到誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9的輸入端F2，誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9的輸出端F3連接到末級(jí)延時(shí)與放大電路10的耦合端F4。本發(fā)明的實(shí)施例中，減法器8可為獨(dú)立3dB耦合器、微帶線耦合器或腔體合路器中的任意一種。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，末級(jí)延時(shí)與放大電路10包括第二延時(shí)器12、第二末級(jí)放大電路13和第二耦合器14。該末級(jí)延時(shí)與放大電路10有兩種實(shí)現(xiàn)方式，其中，實(shí)現(xiàn)方式之一如圖2所示，第二耦合器14的輸出端連接第二末級(jí)放大電路13的輸入端，第二末級(jí)放大電路13的輸出端連接第二延時(shí)器12的輸入端。實(shí)現(xiàn)方式之二如圖3所示，第二延時(shí)器12的輸出端連接第二末級(jí)放大電路13的輸入端，第二末級(jí)放大電路13的輸出端連接第二耦合器14的輸入端。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一延時(shí)器7和第二延時(shí)器12可為延時(shí)線、集成的延時(shí)器或者空腔延時(shí)濾波器中的任意一種。在本發(fā)明的實(shí)施例中,第一I禹合器6和第二I禹合器14可為微帶線定向I禹合器和分離器器件耦合器中的任意一種。具體地，該高效率功率放大器包括參考信號(hào)鏈路C、誤差提取鏈路D、第一末級(jí)放大鏈路B、第二末級(jí)放大鏈路E和第一誤差信號(hào)鏈路F ；
參考信號(hào)鏈路C中,信號(hào)從第一功分器I的輸入端Al輸入,從第一功分器I的第二輸出端Cl輸出到參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3的輸入端C2，從參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3的輸出端C3輸出到減法器8的第一輸入端C4。參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3主要對(duì)第一功分器中的一個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行幅度、相位和時(shí)延的調(diào)節(jié)；
第一末級(jí)放大鏈路B中，驅(qū)動(dòng)放大器2輸出的信號(hào)由第二功分器4的輸入端A5輸入，從第二功分器4的第二輸出端BI輸出到第一末級(jí)放大電路5的輸入端B2,第一末級(jí)放大電路5對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真信號(hào)，被放大的信號(hào)和失真信號(hào)從第一末級(jí)放大電路5的輸出端B3輸出到第一I禹合器6的輸入端B4,然后從第一f禹合器6的輸出端B5輸出到第一延時(shí)器7的輸入端B6,第一延時(shí)器7完成對(duì)信號(hào)的時(shí)延,經(jīng)時(shí)延后的信號(hào)從第一延時(shí)器7的輸出端B7輸出到功率合路器11的第一輸入端B8。第二末級(jí)放大鏈路E中,信號(hào)從第二功分器4的第一輸出端El輸出到末級(jí)延時(shí)與放大電路10的輸入端E2,末級(jí)延時(shí)與放大電路10對(duì)信號(hào)進(jìn)行延時(shí)、放大和誤差信號(hào)的注入，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真信號(hào)，被放大的信號(hào)和失真信號(hào)從末級(jí)延時(shí)與放大電路10的輸出端E3輸出到功率合路器11的第二輸入端E4。誤差提取鏈路D中，經(jīng)第一末級(jí)放大電路5產(chǎn)生的被放大的信號(hào)和失真信號(hào)通過第一稱合器6的稱合端Dl輸出到減法器8的第二輸入端D2,與輸入到減法器8的第一輸入端C4的信號(hào)通過減法器8相減得到誤差信號(hào)，并通過減法器8的輸出端Fl輸出；
第一誤差信號(hào)鏈路F中，從減法器8的輸出端Fl輸出的誤差信號(hào)輸入到誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9的輸入端F2，誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差信號(hào)的幅度和相位的調(diào)節(jié)，然后信號(hào)從誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9的輸出端F3輸出到末級(jí)延時(shí)與放大電路10的耦合端F4。末級(jí)延時(shí)與放大電路10對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行延時(shí)和放大，再從末級(jí)延時(shí)與放大電路10的輸出端E3輸出到功率合路器11的第二輸入端E4。第一末級(jí)放大鏈路B輸出到第一輸入端B8的信號(hào)中的誤差信號(hào)與第一誤差信號(hào)鏈路F輸出到第二輸入端E4信號(hào)中的誤差信號(hào)幅度相等相位相反，在功率合路器11的合路點(diǎn)A6進(jìn)行合路，可實(shí)現(xiàn)誤差信號(hào)的抵消。
本發(fā)明實(shí)施例中，為了得到誤差信號(hào)，減法器8兩個(gè)輸入端的信號(hào)時(shí)延相等，主信號(hào)相位相反；為了實(shí)現(xiàn)誤差信號(hào)在功率合路器11處的抵消，第一末級(jí)放大鏈路B和第二末級(jí)放大鏈路E的輸出信號(hào)的時(shí)延相等，即功率合路器I兩個(gè)輸入端信號(hào)的時(shí)延相等，且功率合路器11兩個(gè)輸入端信號(hào)中的誤差信號(hào)的相位相等，幅度相反，功率合路器11兩個(gè)輸入端信號(hào)中的主信號(hào)相位相同。第一末級(jí)放大鏈路B和第二末級(jí)放大鏈路E中的主信號(hào)具有幅度相等相位相同的特點(diǎn)，這兩路信號(hào)在功率合路器11處進(jìn)行合路，合路輸出的功率等于兩路功率之和。其中第一末級(jí)放大鏈路B中各部分通過管芯進(jìn)行混合集成后統(tǒng)一封裝在一個(gè)集成IC模塊中。如圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例的參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3的原理框圖，包括第一調(diào)幅器
15、第一調(diào)相器16、第三延時(shí)器17和參考信號(hào)預(yù)放大器18。其中參考信號(hào)輸入到第一調(diào)幅器15，第一調(diào)幅器15的輸出端連接第一調(diào)相器16的輸入端，第一調(diào)相器16的輸出端接第三延時(shí)器17的輸入端,第三延時(shí)器17的輸出端接參考信號(hào)預(yù)放大器18的輸入端,參考信號(hào)預(yù)放大器18輸出調(diào)節(jié)后的參考信號(hào)。其中輸入到參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3的參考信號(hào)為第一功分器I中的一個(gè)輸出信號(hào)，通過參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3對(duì)其進(jìn)行幅度、相位和時(shí)延的調(diào)節(jié)，并輸出到減法器8的第一輸入端C4。如圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9的原理框圖，該誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9包括第二調(diào)幅器19、第二調(diào)相器20和誤差信號(hào)預(yù)放大器21。其中經(jīng)減法器8相減后的誤差信號(hào)輸入到第二調(diào)幅器19進(jìn)行信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)，第二調(diào)幅器19的輸出端接第二調(diào)相器20的輸入端，第二調(diào)相器20對(duì)信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，第二調(diào)相器20的輸出端接誤差信號(hào)預(yù)放大器21的輸入端，誤差信號(hào)預(yù)放大器21的輸出端輸出經(jīng)過調(diào)節(jié)的誤差信號(hào)。誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9輸出的誤差信號(hào)的幅度是第一末級(jí)放大電路5和第二末級(jí)放大電路13中誤差信號(hào)幅度的和。本發(fā)明具有兩路合路對(duì)消功能的高效率功率放大器的工作方式是，被放大的射頻信號(hào)輸入到第一功分器I，將被放大信號(hào)分成兩路，其中一路信號(hào)進(jìn)入后面的驅(qū)動(dòng)放大電路2，另一路信號(hào)作為沒有失真的干凈信號(hào)經(jīng)過參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3后用來作為參考信號(hào)，與從第一末級(jí)放大電路5后提取的帶有失真的信號(hào)進(jìn)行等幅度和反相位的相減得到誤差信號(hào)，誤差信號(hào)通過誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9進(jìn)行幅度和相位的調(diào)整，然后與輸入到末級(jí)延時(shí)與放大電路10的稱合輸入端，該信號(hào)在末級(jí)延時(shí)與放大電路10中進(jìn)行放大和延時(shí)后輸入到功率合路器11 ;另一路的第一末級(jí)放大電路5輸出的信號(hào)經(jīng)過延時(shí)器7延時(shí)后輸入到功率合路器11內(nèi)，兩路合路信號(hào)中的誤差信號(hào)具有幅度相等相位相反的特點(diǎn)，因此誤差信號(hào)在功率合路器11處實(shí)現(xiàn)了相互抵消，兩路合路的主信號(hào)具有幅度相等相位相等的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了主信號(hào)的合路。在本方案的實(shí)施過程中，驅(qū)動(dòng)放大器2可根據(jù)實(shí)際的功放整機(jī)的增益需要選擇是由單個(gè)還是多個(gè)放大管串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，同理第一末級(jí)放大電路5、第二末級(jí)放大電路13也可以是由單個(gè)或者N個(gè)放大管并聯(lián)或者串聯(lián)構(gòu)成，其中N為大于I的自然數(shù)，具體實(shí)施要根據(jù)前饋功放的輸出功率要求，以及末級(jí)放大管的選型而定。如圖6、7和8所示，為第一末級(jí)放大電路5或第二末級(jí)放大電路13的三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6中，第一末級(jí)放大電路5或第二末級(jí)放大電路13包括并聯(lián)的第一放大器23和第二放大器24，其并聯(lián)的一端連接功分器22，另一端連接第二合路器25 ;圖7中，第一末級(jí)放大電路5或第二末級(jí)放大電路13包括并聯(lián)的第三放大器27、第四放大器28和第五放大器29，其并聯(lián)的一端連接功分器26，另一端連接第三合路器30 ;圖8中，第一末級(jí)放大電路5或第二末級(jí)放大電路13包括并聯(lián)的第六放大器32、第七放大器33、第八放大器34和第九放大器35，其并聯(lián)的一端連接功分器31，另一端連接第四合路器36。 由于驅(qū)動(dòng)放大器本身有足夠的回退且都工作在A類，因此線性失真基本可以忽略不計(jì)，另外第二末級(jí)放大電路13和第一末級(jí)放大電路5工作于相同的狀態(tài)，可以工作在A類、B類或AB類。在本發(fā)明的實(shí)施例中將第二末級(jí)放大電路13當(dāng)作誤差放大器使用，由于沒有專門的誤差放大器，因此相對(duì)于傳動(dòng)的前饋功放來說既節(jié)省了硬件成本，同時(shí)又降低了功耗，使得功放產(chǎn)品的效率有效提高。在第一末級(jí)放大電路5工作于C類放大器的條件下整機(jī)功放的效率根據(jù)信號(hào)峰均比的不同可以達(dá)到35-47%之間。 本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)基站功率放大器，如圖9所示，為應(yīng)用于GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基站功率放大器的一個(gè)較佳實(shí)施例。具體為GSM移動(dòng)通信通信網(wǎng)絡(luò)的基站功率放大器，最大載波數(shù)為6載波，額定輸出功率為120W ;工作頻段為935MHz — 960MHz，效率達(dá)到42%ο該實(shí)施例的功率放大器在圖1的基礎(chǔ)上，還包括微處理器電路37、檢波器38、第四耦合器39以及電源轉(zhuǎn)換電路(圖中未示出)。其中，微處理器電路37用來實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的采集以及對(duì)各調(diào)幅器、調(diào)相器控制信號(hào)的產(chǎn)生和輸出控制信號(hào)，檢波器38用來檢測(cè)誤差信號(hào)，第四耦合器39用來提取誤差信號(hào)用于檢測(cè)。其中，第四耦合器39的輸入端與誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9的輸出端連接，第四耦合器39的一個(gè)輸出端與檢波器38的一端連接，第四耦合器39的另一個(gè)輸出端與末級(jí)延時(shí)與放大電路10的一個(gè)輸入端連接；檢波器38的另一端與微控制器37的輸入端連接，微控制器37分別輸出控制信號(hào)至參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路3和誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路9。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，其包括:第一功分器(I)、驅(qū)動(dòng)放大器(2)、參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路(3)、第二功分器(4)、第一末級(jí)放大電路(5)、第一耦合器(6)、第一延時(shí)器(7)、減法器(8)、誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路(9)、末級(jí)延時(shí)與放大電路(10)和功率合路器(11)； 該高效率功率放大器包括參考信號(hào)鏈路、誤差提取鏈路、第一末級(jí)放大鏈路、第二末級(jí)放大鏈路和第一誤差信號(hào)鏈路； 參考信號(hào)鏈路中，參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路(3)對(duì)第一功分器(I)中的一個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行幅度、相位和時(shí)延的調(diào)節(jié)，并輸出到減法器(8)的第一輸入端； 第一末級(jí)放大鏈路中，驅(qū)動(dòng)放大器(2)對(duì)第一功分器(I)的另一個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)經(jīng)第二功分器(4)的第二輸出端的輸出信號(hào)經(jīng)第一末級(jí)放大電路(5)進(jìn)行放大，并產(chǎn)生失真信號(hào)，被放大的信號(hào)和失真信號(hào)經(jīng)第一稱合器(6)和第一延時(shí)器(7)輸出到功率合路器(11)的第一輸入端(B8)； 第二末級(jí)放大鏈 路中，第二功分器(4)的第一輸出端的輸出信號(hào)經(jīng)末級(jí)延時(shí)與放大電路(10)進(jìn)行延時(shí)、放大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真信號(hào)，被延時(shí)放大的信號(hào)和失真信號(hào)通過末級(jí)延時(shí)與放大電路(10)的輸出端輸出到功率合路器(11)的第二輸入端(E4)； 誤差提取鏈路中，從第一稱合器(6)的稱合端口輸出的信號(hào)輸入到減法器(8)的第二輸入端，與輸入減法器(8 )的第一輸入端的信號(hào)通過減法器(8 )進(jìn)行相減得到誤差信號(hào)，并通過減法器(8)的輸出端輸出； 第一誤差信號(hào)鏈路中，減法器(8)的輸出端輸出的誤差信號(hào)經(jīng)誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路(9)進(jìn)行誤差信號(hào)的幅度和相位的調(diào)節(jié)，并經(jīng)末級(jí)延時(shí)與放大電路(10)輸出到功率合路器(11)的第二輸入端，輸出到該功率合路器(11)的第二輸入端的誤差信號(hào)與第一末級(jí)放大鏈路輸出的誤差信號(hào)幅度相等相位相反，在功率合路器(11)處進(jìn)行誤差信號(hào)的抵消。
2.如權(quán)利要求1所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，減法器(8)兩個(gè)輸入端的信號(hào)時(shí)延相等，主信號(hào)相位相反。
3.如權(quán)利要求2所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，末級(jí)延時(shí)與放大電路(10)的兩個(gè)輸入端的信號(hào)時(shí)延相等，輸出的誤差信號(hào)的相位相反。
4.如權(quán)利要求2所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，第一末級(jí)放大鏈路和第二末級(jí)放大鏈路的輸出信號(hào)的時(shí)延相等，輸出主信號(hào)的相位相同。
5.如權(quán)利要求2所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，末級(jí)延時(shí)與放大電路(10)包括第二延時(shí)器(12)、第二末級(jí)放大電路(13)和第二耦合器(14)。
6.如權(quán)利要求5所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，在末級(jí)延時(shí)與放大電路(10)中，第二延時(shí)器(12)的輸出端連接第二末級(jí)放大電路(13)的輸入端，第二末級(jí)放大電路(13)的輸出端連接第二耦合器(14)的輸入端。
7.如權(quán)利要求5所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，在末級(jí)延時(shí)與放大電路(10)中，第二耦合器(14)的輸出端連接第二末級(jí)放大電路(13)的輸入端，第二末級(jí)放大電路(13)的輸出端連接第二延時(shí)器(12)的輸入端。
8.如權(quán)利要求1所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，驅(qū)動(dòng)放大器(2)由單獨(dú)的放大管構(gòu)成，或者由N個(gè)放大管串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，其中N為大于I的自然數(shù)。
9.如權(quán)利要求5所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路(9)輸出的誤差信號(hào)的幅度是第一末級(jí)放大電路(5)和第二末級(jí)放大電路(13)中誤差信號(hào)幅度的和。
10.如權(quán)利要求5所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，第一末級(jí)放大電路(5)和第二末級(jí)放大電路(13)由單獨(dú)的放大管構(gòu)成，或者由N個(gè)放大管串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，其中N為大于I的自然數(shù)。
11.如權(quán)利要求1所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，減法器(8)為獨(dú)立3dB耦合器、微帶線耦合器或腔體合路器中的任意一種。
12.如權(quán)利要求5所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，第一延時(shí)器(7)和第二延時(shí)器(12)為延時(shí)線、集成的延時(shí)器或者空腔延時(shí)濾波器中的任意一種。
13.如權(quán)利要求5所述的具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，第一耦合器(6 )和第二耦合器(14 )為微帶線定向耦合器和分離器器件耦合器中的任意一種。
14.如權(quán)利要求1所述的一種具有兩路合路對(duì)消功能的高效率功率放大器，其特征在于，所述第一末級(jí)放大鏈路中各部分通過管芯進(jìn)行混合集成后統(tǒng)一封裝在一個(gè)集成IC模塊中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有誤差信號(hào)對(duì)消功能的高效率功率放大器，其包括第一功分器、驅(qū)動(dòng)放大器、參考信號(hào)調(diào)節(jié)電路、第二功分器、第一末級(jí)放大電路、第一耦合器、第一延時(shí)器、減法器、誤差信號(hào)調(diào)節(jié)電路、末級(jí)延時(shí)與放大電路和功率合路器；本發(fā)明在其中一路末級(jí)放大的輸入或輸出端注入失真信號(hào)，該失真信號(hào)同另一路輸出端的失真信號(hào)相位相反，使得末級(jí)合路點(diǎn)的兩路主信號(hào)幅度相等相位相同、兩路失真信號(hào)具備幅度相等相位相差反的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)主信號(hào)的合路和失真信號(hào)在合路點(diǎn)對(duì)消，本發(fā)明無需額外的線性化電路就能使功放達(dá)到較好的線性效果，實(shí)現(xiàn)硬件成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能做到功放工作可靠、穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H03F1/02GK103219948SQ20131008136
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者孟慶南 申請(qǐng)人:武漢正維電子技術(shù)有限公司