高效率開關增益功率放大器的製作方法
2023-05-05 00:57:36
專利名稱：高效率開關增益功率放大器的製作方法
技術領域：
本發明涉及功率放大器的功率增益控制，尤其涉及諸如CDMA無線電話等無線通信器件。
背景技術：
在許多電子環境中，諸如包括碼分多址(CDMA)或任何形式的時分多址(TDMA)技術的大多數手持式通信系統，來自移動單元的RF功率輸出的動態範圍變化很大。在CDMA無線電話系統中，在同一頻率下同時發送多個信號。這些信號以不同的數字代碼擴展繼而允許檢測想要的信號，而不想要的信號作為接收機的噪聲或幹擾的形式出現。擴展頻譜系統可承受某些幹擾，由每個新的移動站所添加的幹擾增加了每個區站中的整個幹擾。每個移動站引入一獨有的幹擾電平，它與移動站在區站處接收到的功率電平有關。
CDMA系統使用功率控制把相互幹擾減到最少。為了避免過量地發送信號功率(這是促成系統的整個幹擾的原因)，精確的功率控制是重要的。各移動站的功率隨移動站與基站之間的距離以及該基站或扇區中其它用戶移動站的數目而變化。
在典型的手持式無線單元中，把功率放大器偏置AB級，以減少低發送功率期間的功耗，但功率仍在不斷地被消耗。通常，使用隔離器來隔離放大器與後級中負載阻抗的影響。避免連續用電的一個方法是利用開關繞過放大器的手段，然後從放大器中移去DC功率。該方法如圖7所示。所示的功率放大器電路8具有功率放大器32和一隔離器55。具有待放大的RF信號的RF輸入12連到第一開關20的一個電極。在放大器導通時，開關20經由路徑28把RF輸入12連到功率放大器32的輸入。放大該RF信號並輸出到隔離器55，然後通過第二開關42把該信號發送到功率放大器電路8的RF輸出54。為了繞過功率放大器32，第一開關20把RF輸入12連到旁路路徑30，第二開關42把該信號發送到RF輸出54。這一技術的缺點是放大器必須克服在需要較高發送功率時所增加的開關損耗。這可能導致抵銷旁路的得益。此外，使用開關和隔離器需要更多的操作功率，且製造起來成本更大。
圖6示出一種已有技術的功率放大器電路。通過一帶通濾波器298把一模擬信號從激勵放大器280饋送到第一開關20。開關20在旁路路徑30與放大器路徑28之間更迭，其中功率放大器32放大該信號。第二開關42把來自旁路路徑30或放大器32的輸出的模擬信號連到循環器55，該循環器55按路由把該信號發送至RF輸出埠54。
發明內容
本領域需要一種功率放大器電路，該電路通過更好地利用隔離器使得節約較多的功率且製造起來不太複雜也不太昂貴，從而允許除去位於功率放大器後面的第二開關。
本發明的一個目的是通過把隔離器的末端埠用作旁路網絡、功率放大器輸出與RF輸出埠的組合機構，來增加功率放大器的使用效率。由此結構，輸出開關變得不再必要。
本發明的另一個目的是提供一種改進的功率放大器，該放大器需要較少的部件且製造起來不太複雜。
本發明的再一個目的是提供一種改進的功率放大器，該放大器的製造成本較少。
可通過這裡所揭示的本發明來實現這些和其它目的。在功率放大器電路中，設置旁路網絡，以在不需要放大器增益時繞過電路中的功率放大器。在這些低功率操作期間，斷開放大器。該旁路網絡由旁路路徑和衰減路徑構成。衰減路徑通過使用外部電阻器允許可變性，旁路路徑不允許可變性。開關用來控制至放大器或通過旁路路徑或衰減路徑的信號流動。來自旁路網絡的信號輸入到循環器，循環器按路由把該信號發送到與功率放大器的輸出相連的埠。由於功率放大器在旁路使用期間斷開，所以放大器對該信號表現出非常高的阻抗。大多數輸入功率信號被反射回循環器，而從RF輸出埠正常輸出。使用外部電阻器與衰減路徑相結合，以給可獲得的增益步長提供靈活性。
在本發明的另一個方面，帶通濾波器置於放大路徑中，從而在功率放大器被繞過時濾波被繞過。這減少了把模式從放大變為旁路時的增益步長大小。因此，激勵放大器變為輸出放大器，放大器電路以後的濾波器用來除去任何不想要的分支。
在本發明的再一個方面，在繞過功率放大器時，更難於激勵激勵放大器，因而給選擇增益步長提供更大的靈活性。
附圖概述從以下結合附圖所進行的詳細描述，將使本發明的特徵和優點變得更加明顯起來，圖中，相同的標號給出相應的表示，其中
圖1是本發明第一實施例的平面圖；圖2提供了其中可結合本發明的高效功率放大器的移動站擴展頻譜發射機的方框示意圖；圖3示出包含在圖2的擴展頻譜發射機的RF發射機的示例實現；圖4是本發明第二實施例的平面圖；圖5是本發明第三實施例的平面圖；圖6是已有技術的放大器電路的平面圖；以及圖7是已有技術的功率放大器電路的平面圖。
本發明的較佳實施方式圖1是示出本發明的概括性概念的示意圖。總的由標號10所指示的功率放大器電路包括功率放大器32、循環器52、一系列開關20、24和42和功率放大器32周圍的旁路路徑34和36。具有待放大的RF信號的RF輸入12連到第一開關20的一個電極。當功率放大器導通且需要功率放大時，開關20經由路徑28把RF輸入12連到功率放大器32的輸入。放大RF信號並把該信號從功率放大器向循環器52輸出。循環器52按路由把該信號發送到功率放大器電路10的RF輸出54的埠。
在不需要功率放大器且它斷開時，開關20把信號路徑切換到包括旁路路徑36和衰減路徑34的旁路網絡48。網絡通過旁路路徑36發送信號，開關24和42切換到第一位置，從而信號流過旁路路徑36。開關24和42還可把信號切換到流過衰減路徑34。從開關42，信號被發送到循環器52的輸入。循環器52按路由把該信號發送到與功率放大器32的輸出50相連的埠。功率放大器50的輸出對該信號表現出高阻抗，因而信號被反射回循環器52，循環器按路由把該信號發送到放大器電路10的RF輸出54的埠。
圖2是示出在移動站的信號處理電路中使用本發明的功率放大器的示意圖。在示例的CDMA系統中，利用正交信令在移動站一基站鏈路或「反向」信道上提供適當的信噪比。把例如由被聲碼器轉換成數據的聲音(voice)構成的數據位200提供給編碼器202，在這裡對這些位進行卷積編碼。在數據的位速率小於編碼器202的位處理速率時，可使用代碼碼元重複，從而編碼器202重複輸入數據位200，以便產生位速率與編碼器202的操作速率匹配的重複數據流。在一示例實施例中，編碼器202以11.6千位/秒的額定位速率(Rb)接收數據位200，產生的Rb/r＝34.8碼元/秒，這裡，「r」代表編碼器202的代碼速率(例如，1/3)。然後，把經編碼的數據提供給塊交織器204，在這裡進行塊交織。
使用64元正交調製器206，把這些碼元組成包含log264＝6個碼元的速率為(1/r)(Rb/log264)＝5,800個字符/秒的字符，有64個可能的字符。在一較佳實施例，把每個字符編碼成為長度為64的Walsh序列。即，每個Walsh序列包括64個二進位位或「碼片」，有一組長度為64的64個Walsh碼。這64個正交碼對應於64乘64的Hadamard矩陣中的Walsh碼，其中一個Walsh碼為該矩陣的單行或列。
把調製器206所產生的Walsh序列提供給異或組合器208，這裡，在一組合器處給該序列「覆蓋(cover)」專用於一特定移動站的PN碼或與該PN碼相乘。這一「長」的PN碼是由PN長碼發生器210依據用戶PN長碼掩碼以速率Rc產生的。在一示例實施例中，長碼發生器210以1.2288Mhz的示例碼片速率Rc進行操作，從而每個Walsh碼片產生四個PN碼片。異或組合器208的輸出被分成相同的信號A和B。把信號A和B輸入到下述圖3的異或組合器256和254。
圖3是示出移動站中的RF發射機250的示例實現的示意圖。在CDMA擴展頻譜應用中，由PNI發生器252和PNQ發生器254把一對短的PN序列(PNI和PNQ)與來自圖2的異或組合器208的輸出A和B一起分別提供給異或組合器256和258。PNI和PNQ序列分別涉及同相(I)和正交相(Q)通信信道，它們的長度(32,768個碼片)一般比每個用戶長PN碼的長度短得多。然後，使獲得的I信道代碼擴展序列260和Q信道代碼擴展序列262分別通過基帶濾波器264和266。
設置數字-模擬(D/A)轉換器270和272，以把數字I信道和Q信道信息分別轉換成模擬形式。把D/A轉換器270和272所產生的模擬波形分別與本機振蕩器(LO)載波頻率信號Cos(2πft)和Sin(2πft)分別提供給混頻器288和290，在這裡對這些信號進行混頻並提供給加法器292。正交相載波信號Sin(2πft)和Cos(2πft)是由適當的頻率源(未示出)提供的。在加法器292中把這些經混頻的IF信號相加，並提供給混頻器294。
混頻器294把相加的信號與來自頻率合成器296的RF頻率混頻，從而對RF頻帶提供上變頻。然後，可對此RF進行帶通濾波298並提供給本發明的高效平行級(parallel stage)RF放大器10。濾波器298除去上變頻296而引起的不想要的分支。類似的濾波器(未示出)可位於放大器電路後，以除去電路以旁路模式進行操作時的不想要的分支。在旁路模式中，先前的激勵放大器變為輸出放大器，可能需要濾波來防止把額外的分支混入放大器的非線性中。此濾波可通過類似的濾波器(未示出)來實現，因而可把帶通濾波器298置於以下所推論的圖4和5中所示的放大路徑中。這也增加了選擇增益步長的靈活性。
圖4是本發明的第二實施例，其中模擬信號在旁路路徑30和放大器路徑28之間切換20。然而，帶通濾波298僅發生在放大器路徑28中。相應地，對該信號進行帶通濾波298並饋送到功率放大器32，進行放大並發送到循環器55，循環器55按路由把該信號向RF輸出埠54發送。當第一開關20指揮模擬信號通過放大器路徑時，循環器55通過開關43和電阻器45接地並連到電路的輸出埠54。相應地，由此結構，當被反射或返回的RF信號從RF輸出埠54的方向進入循環器55時，循環器55按路由把被反射的信號按路由發送到地。當第一開關20把該模擬信號切換到旁路路徑30時，第二開關43把旁路路徑30連到循環器55，按路由把該信號向放大器的輸出發送。這將表現為高阻抗，從而通過隔離器55把信號反射回到RF輸出埠54。
在不需要高的輸出功率時，功率放大器32斷開，且第一開關20切換到旁路路徑30，從而繞過功率放大器32，且激勵放大器280用作功率放大器。第二開關43把旁路路徑30連到循環器55。通過旁路路徑30把此模式的輸入信號按路由發送到循環器55。循環器把該信號按路由發送到功率放大器32的輸出，該信號通過隔離器55反射回到RF輸出埠54。
圖5示出本發明的第三實施例，在第一開關20前有激勵放大器280和對經放大的信號進行濾波的帶通濾波器298。在放大器路徑28與旁路路徑30之間切換的第一開關20切換來自帶通濾波器298的輸出。放大器路徑中的功率放大器32對信號進行放大並把該信號發送到循環器55，循環器55按路由把該信號向RF輸出埠54發送。第一開關20在把經濾波的信號發送到放大器路徑28或旁路路徑30之間更迭。旁路路徑中包括第二開關43，在第一模式中第二開關43通過電阻器45使循環器55接地，在第二模式中第二開關43把循環器55連到旁路路徑30。電阻器45可具有例如50歐姆的值。
當第二開關43處於第二模式時，把來自RF輸出埠54的任何反饋或返回信號按路由發送到地。當處於第一模式時，開關20把該信號發送到旁路路徑30，開關43把來自旁路路徑30的信號發送到循環器55。循環器55按路由把該信號發送到功率放大器的輸出，功率放大器表現出大的阻抗並把該信號的大部分反射回循環器55。然後，按路由把該信號向RF輸出埠54發送。相應地，由於信號不可能被切換到衰減路徑這一事實，所以開關43加上隔離。本實施例在僅想要一個增益步長時也可適用。
先前提供了對較佳實施例的描述，以使本領域中的任何技術人員可利用本發明。對實施例的各種修改將對本領域內的技術人員變得明顯起來，可把這裡所述的普遍原理應用於其它實施例而不使用創造性。因而，本發明將不限於這裡所示的實施例，而將依據符合這裡所揭示的原理和新特徵的最寬範圍。
權利要求
1.一種功率放大器電路布局，包括具有一輸入和一輸出的功率放大器；RF輸入埠；RF輸出埠；通過一旁路網絡繞過功率放大器的裝置；把來自RF輸入埠的RF信號在旁路網絡與放大器的輸入之間切換的第一裝置；以及連接旁路網絡、功率放大器的輸出以及RF輸出埠的循環器，從而把從旁路網絡輸入到循環器的RF信號按路由發送到功率放大器的輸出，並把從功率放大器的輸出輸入到循環器中的RF信號按路由發送到RF輸出埠。
2.如權利要求1所示的功率放大器電路，其特徵在於當功率放大器被斷電時，第一切換裝置把RF信號切換到旁路網絡，從而RF信號繞過功率放大器，通過循環器按路由向功率放大器的輸出發送，被功率放大器反射，並通過循環器按路由發送到RF輸出埠。
3.如權利要求1所示的功率放大器電路，其特徵在於旁路網絡包括一旁路路徑和一衰減路徑以及在旁路路徑與衰減路徑之間切換的第二裝置。
4.如權利要求3所示的功率放大器電路，其特徵在於衰減路徑包括接地以允許提供增益步長的靈活性的外部電阻器。
5.如權利要求3所示的功率放大器電路，其特徵在於當功率放大器被斷電且第一切換裝置把RF輸入埠連到旁路網絡時，以及當第一切換裝置切換到旁路路徑時，RF信號經過旁路路徑，通過循環器按路由向功率放大器的輸出發送，被功率放大器反射並通過循環器按路由發送到RF輸出埠。
6.如權利要求3所示的功率放大器電路，其特徵在於當功率放大器被斷電且第一切換裝置把RF輸入埠連到旁路網絡時，以及當第二切換裝置切換到衰減路徑時，RF信號經過衰減路徑，通過循環器按路由向功率放大器的輸出發送，被功率放大器反射並通過循環器按路由發送到RF輸出埠。
7.如權利要求4所示的功率放大器電路，其特徵在於當功率放大器被上電且第一切換裝置把RF輸入埠連到功率放大器的輸入時，第二切換裝置把衰減路徑切換到循環器，以使反向隔離最大並防止振蕩。
8.如權利要求4所示的功率放大器電路，其特徵在於外部電阻器是增益調節用可變電阻器。
9.在一具有RF輸入埠和一RF輸出埠、旁路網絡、連到該旁路網絡、功率放大器的輸出以及RF輸出的循環器的功率放大器電路中，一種使動態範圍最大的方法包括以下步驟使功率放大器斷電；把RF信號從RF輸入埠切換到旁路網絡；通過循環器把來自旁路路徑的RF信號按路由向功率放大器發送；把入射到功率放大器輸出的RF信號的實質性部分反射回循環器；通過循環器按路由把反射的RF信號發送到RF輸出埠。
10.一種功率放大器電路布局，包括用於發送RF模擬信號的激勵放大器；把所述RF模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間切換的第一裝置；位於所述放大器路徑中的帶通濾波器，所述帶通濾波器對所述RF模擬信號進行濾波並產生經濾波的信號；位於所述放大器路徑中的功率放大器，所述功率放大器對所述經濾波的信號進行放大以產生經放大的信號；循環器，按路由把所述經放大的信號發送到RF輸出埠；當所述第一切換裝置切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出連到所述循環器，其中所述旁路路徑連到所述循環器，從而把從所述旁路路徑至所述循環器的所述RF模擬信號輸入按路由發送到所述功率放大器；位於所述旁路路徑中的第二切換裝置，所述第二切換裝置把至所述循環器的連接在所述旁路路徑和通過電阻器到地之間切換，從而當所述第二切換裝置接地時，把從RF輸出埠的方向返回到該電路的功率按路由發送到地，以隔離所述功率放大器電路布局。
11.一種功率放大器電路布局，包括用於發送RF模擬信號的激勵放大器；被定位的用於對所述RF模擬信號進行濾波並產生經濾波的信號的帶通濾波器；把所述經濾波的信號在旁路路徑和放大器路徑之間切換的第一裝置；位於所述放大器路徑中的功率放大器，所述功率放大器對所述經濾波的信號進行放大以產生經放大的信號；循環器，按路由把所述經放大的信號發送到RF輸出埠；當所述第一切換裝置切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述帶通濾波器的輸出連到所述循環器，其中所述旁路路徑連到所述循環器，從而把從所述旁路路徑至所述循環器的所述經濾波的信號輸入按路由發送到所述功率放大器；位於所述旁路路徑中的第二切換裝置，所述第二切換裝置把至所述循環器的連接在所述旁路路徑和通過電阻器到地之間切換，從而當所述第二切換裝置接地時，把從RF輸出埠的方向返回到該電路的功率按路由發送到地，以隔離所述功率放大器電路布局。
12.如權利要求11所述的功率放大器電路布局，其特徵在於還包括控制所述第一和第二切換裝置的裝置。
13.如權利要求11所述的功率放大器電路布局，其特徵在於所述電阻器近似於50歐姆。
14.如權利要求10所述的功率放大器電路布局，其特徵在於當所述功率放大器被關斷時，所述第一切換裝置切換到所述旁路路徑。
15.如權利要求11所述的功率放大器電路布局，其特徵在於當所述功率放大器被關斷時，所述第一切換裝置切換到所述旁路路徑。
16.一種功率放大器電路布局，包括用於發送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波並產生經濾波的信號的帶通濾波器；接收經濾波的信號並產生經放大的信號的功率放大器；第一混合電路，把經放大的信號分成同相信號和正交信號；以及第二混合電路，反轉同相信號以產生經反轉的信號，並對經反轉的信號與正交信號求和以產生求和信號，當所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離埠相連，從而從所述激勵放大器發送的模擬信號將被反射離所述功率放大器並按路由發送到一輸出埠 。
17.如權利要求1所述的電路布局，其特徵在於還包括位於所述旁路路徑中的第二開關；以及連到所述第二開關的一個電極的終接電阻器，所述第二開關把所述第二混合電路的隔離埠與所述第一開關或所述終接電阻器選擇性地相連。
18.如權利要求1所述的電路布局，其特徵在於模擬信號為射頻模擬信號。
19.如權利要求1所述的功率放大器電路布局，其特徵在於當所述功率放大器被關斷時，所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑。
20.一種功率放大器電路布局，包括用於發送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波並產生經濾波的信號的帶通濾波器；接收經濾波的信號並產生經放大的信號的功率放大器；第一混合電路，把經放大的信號分成同相信號和正交信號；以及第二混合電路，反轉正交信號以產生經反轉的信號，並對經反轉的信號與同相信號求和以產生求和信號，當所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離埠相連，從而從所述激勵放大器發送的模擬信號將被反射離所述功率放大器並按路由發送到一輸出埠。
21.如權利要求5所述的電路布局，其特徵在於還包括位於所述旁路路徑中的第二開關；以及連到所述第二開關的一個電極的終接電阻器，所述第二開關把所述第二混合電路的隔離埠與所述第一開關或所述終接電阻器選擇性地相連。
22.如權利要求5所述的電路布局，其特徵在於模擬信號為射頻模擬信號。
23.如權利要求3所述的功率放大器電路布局，其特徵在於當所述功率放大器被關斷時，所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑。
24.一种放大在具有激勵放大器、放大器路徑和旁路路徑的電路中的信號的方法，所述放大器路徑包括第一開關、帶通濾波器、功率放大器、第一混合電路和第二混合電路，所述旁路路徑把所述第二混合電路的隔離埠連到第一開關，所述方法包括(A)從激勵放大器產生激勵信號；(B)使用第一開關把激勵信號在放大器路徑和旁路路徑之間選擇性地切換，其中當在所述切換步驟中把激勵信號切換到放大器路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)由帶通濾波器對激勵信號進行帶通濾波以產生經濾波的信號；(b)由功率放大器對經濾波的信號進行放大以產生經放大的信號；(c)在第一混合電路中把經放大的信號分成同相信號和正交信號；(d)在第二混合電路中反轉同相信號以產生經反轉的信號；以及(e)在第二混合電路中對經反轉的信號和正交信號求和以產生求和信號，其中當在所述切換步驟中把激勵信號切換到旁路路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)使功率放大器關斷；(b)把激勵信號發送到第二混合電路的隔離埠；(c)把激勵信號反射離功率放大器的輸出而至一輸出埠。
25.如權利要求9所述的方法，其特徵在於該電路還包括位於旁路路徑中的第二開關，所述方法還包括把第二開關在把第二混合電路的隔離埠連到終接電阻器與把第二混合電路的隔離埠連到第一開關之間選擇性地切換。
26.如權利要求9所述的信號放大方法，其特徵在於激勵信號為射頻模擬信號。
27.一种放大在具有激勵放大器、放大器路徑和旁路路徑的電路中的信號的方法，所述放大器路徑包括第一開關、帶通濾波器、功率放大器、第一混合電路和第二混合電路，所述旁路路徑把所述第二混合電路的隔離埠連到第一開關，所述方法包括(A)從激勵放大器產生激勵信號；(B)使用第一開關把激勵信號在放大器路徑和旁路路徑之間選擇性地切換，其中當在所述切換步驟中把激勵信號切換到放大器路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)由帶通濾波器對激勵信號進行帶通濾波以產生經濾波的信號；(b)由功率放大器對經濾波的信號進行放大以產生經放大的信號；(c)在第一混合電路中把經放大的信號分成同相信號和正交信號；(d)在第二混合電路中反轉同相信號以產生經反轉的信號；以及(e)在第二混合電路中對經反轉的信號和正交信號求和以產生求和信號，其中當在所述切換步驟中把激勵信號切換到旁路路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)使功率放大器關斷；(b)把激勵信號發送到第二混合電路的隔離埠；(c)把激勵信號反射離功率放大器的輸出而至一輸出埠。
28.如權利要求12所述的方法，其特徵在於該電路還包括位於旁路路徑中的第二開關，所述方法還包括把第二開關在把第二混合電路的隔離埠連到終接電阻器與把第二混合電路的隔離埠連到第一開關之間選擇性地切換。
29.如權利要求12所述的信號放大方法，其特徵在於激勵信號為射頻模擬信號。
30.一種功率放大器電路布局，包括用於發送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波並產生經濾波的信號的帶通濾波器；第一混合電路，把經濾波的信號分成同相信號和正交信號；對同相信號進行放大以產生第一放大信號的第一功率放大器；對正交信號進行放大以產生第二放大信號的第二功率放大器；以及第二混合電路，反轉第一放大信號以產生經反轉的信號，並對經反轉的信號與第二放大信號求和，當所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離埠相連。
31.一種功率放大器電路布局，包括用於發送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波並產生經濾波的信號的帶通濾波器；第一混合電路，把經濾波的信號分成同相信號和正交信號；對同相信號進行放大以產生第一放大信號的第一功率放大器；對正交信號進行放大以產生第二放大信號的第二功率放大器；以及第二混合電路，反轉第二放大信號以產生經反轉的信號，並對經反轉的信號與第一放大信號求和，當所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離埠相連。
32.如權利要求15所述的功率放大器電路布局，其特徵在於模擬信號為射頻模擬信號。
33.如權利要求16所述的功率放大器電路布局，其特徵在於模擬信號為射頻模擬信號。
34.如權利要求15所述的功率放大器電路布局，其特徵在於當功率放大器被關斷時，所述開關切換到所述旁路路徑。
35.如權利要求16所述的功率放大器電路布局，其特徵在於當功率放大器被關斷時，所述開關切換到所述旁路路徑。
36.如權利要求15所述的電路布局，其特徵在於還包括位於所述旁路路徑中的第二開關；以及連到所述第二開關的一個電極的終接電阻器，所述第二開關把所述第二混合電路的隔離埠與所述第一開關或所述終接電阻器選擇性地相連。
37.如權利要求16所述的電路布局，其特徵在於還包括位於所述旁路路徑中的第二開關；以及連到所述第二開關的一個電極的終接電阻器，所述第二開關把所述第二混合電路的隔離埠與所述第一開關或所述終接電阻器選擇性地相連。
38.如權利要求15所述的電路布局，其特徵在於還包括位於所述第一功率放大器與所述第二混合電路之間的第一分流開關；以及位於所述第二功率放大器與所述第二混合電路之間的第二分流開關；所述第一和第二分流開關用來在使用所述旁路路徑時分別把所述第一和第二功率放大器的輸出分流。
39.如權利要求16所述的電路布局，其特徵在於還包括位於所述第一功率放大器與所述第二混合電路之間的第一分流開關；以及位於所述第二功率放大器與所述第二混合電路之間的第二分流開關；所述第一和第二分流開關用來在使用所述旁路路徑時分別把所述第一和第二功率放大器的輸出分流。
40.一种放大在具有激勵放大器、放大器路徑和旁路路徑的電路中的信號的方法，所述放大器路徑包括第一開關、帶通濾波器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一混合電路和第二混合電路，所述旁路路徑把所述第二混合電路的隔離埠與第一開關相連，所述方法包括(A)從激勵放大器產生激勵信號；(B)使用第一開關把激勵信號在放大器路徑和旁路路徑之間選擇性地切換，其中當在所述切換步驟中把激勵信號切換到放大器路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)由帶通濾波器對激勵信號進行帶通濾波以產生經濾波的信號；(b)在第一混合電路中把經濾波的信號分成同相信號和正交信號；(c)由第一功率放大器對同相信號進行放大以產生經放大的同相信號；(d)由第二功率放大器對正交信號進行放大以產生經放大的正交信號；(e)在第二混合電路中反轉經放大的同相信號以產生經反轉的信號；以及(f)在第二混合電路中對經反轉的信號和經放大的正交信號求和以產生求和信號，其中當在所述切換步驟中把激勵信號切換到旁路路徑時，所述方法還包括(a)使第一功率放大器和第二功率放大器關斷；(b)把激勵信號發送到第二混合電路的隔離埠；(c)在第二混合電路中把激勵信號分成同相信號和正交信號；(d)把同相信號反射離第一放大器信號；(e)把正交信號反射離第二功率放大器；(f)在第二混合電路中反轉經反射的同相信號以產生經反轉的信號；(g)在第二混合電路中對經反轉的信號和正交信號求和以產生求和信號；以及(h)把求和信號輸出到一輸出埠。
41.一种放大在具有激勵放大器、放大器路徑和旁路路徑的電路中的信號的方法，所述放大器路徑包括第一開關、帶通濾波器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一混合電路和第二混合電路，所述旁路路徑把所述第二混合電路的隔離埠與第一開關相連，所述方法包括(A)從激勵放大器產生激勵信號；(B)使用第一開關把激勵信號在放大器路徑和旁路路徑之間選擇性地切換，其中當在所述切換步驟中把激勵信號切換到放大器路徑時，所述方法還包括以下步驟(a)由帶通濾波器對激勵信號進行帶通濾波以產生經濾波的信號；(b)在第一混合電路中把經濾波的信號分成同相信號和正交信號；(c)由第一功率放大器對同相信號進行放大以產生經放大的同相信號；(d)由第二功率放大器對正交信號進行放大以產生經放大的正交信號；(e)在第二混合電路中反轉經放大的正交信號以產生經反轉的信號；以及(f)在第二混合電路中對經反轉的信號和經放大的同相信號求和以產生求和信號，其中當在所述切換步驟中把激勵信號切換到旁路路徑時，所述方法還包括(a)使第一功率放大器和第二功率放大器關斷；(b)把激勵信號發送到第二混合電路的隔離埠；(c)在第二混合電路中把激勵信號分成同相信號和正交信號；(d)把同相信號反射離第一放大器信號；(e)把正交信號反射離第二功率放大器；(f)在第二混合電路中反轉經反射的正交信號以產生經反轉的信號；(g)在第二混合電路中對經反轉的信號和同相信號求和以產生求和信號；以及(h)把求和信號輸出到一輸出埠。
42.如權利要求25所述的信號放大方法，其特徵在於激勵信號為射頻模擬信號。
43.如權利要求26所述的信號放大方法，其特徵在於激勵信號為射頻模擬信號。
44.如權利要求25所述的方法，其特徵在於該電路還包括位於旁路路徑中的第二開關，所述方法還包括把第二開關在把第二混合電路的隔離埠連到終接電阻器與把第二混合電路的隔離埠連到第一開關之間選擇性地切換。
45.如權利要求26所述的方法，其特徵在於該電路還包括位於旁路路徑中的第二開關，所述方法還包括把第二開關在把第二混合電路的隔離埠連到終接電阻器與把第二混合電路的隔離埠連到第一開關之間選擇性地切換。
46.一種移動通信單元，具有電源、數字處理器、接收鏈、發送鏈、雙工器、天線和用戶接口裝置，所述移動通信單元包括所述發送鏈中的功率放大器電路布局，所述功率放大器電路布局包括用於發送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波並產生經濾波的信號的帶通濾波器；接收經濾波的信號並產生經放大的信號的功率放大器；第一混合電路，把經放大的信號分成同相信號和正交信號；以及第二混合電路，反轉同相信號以產生經反轉的信號，並對經反轉的信號與正交信號求和以產生求和信號，當所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離埠相連，從而從所述激勵放大器發送的模擬信號將被反射離所述功率放大器並按路由發送到一輸出埠。
47.如權利要求31所述的移動通信單元，其特徵在於所述功率放大器電路布局還包括位於所述旁路路徑中的第二開關；以及連到所述第二開關的一個電極的終接電阻器，所述第二開關把所述第二混合電路的隔離埠與所述第一開關或所述終接電阻器選擇性地相連。
48.如權利要求31所述的移動通信單元，其特徵在於在所述功率放大器被關斷時，所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑。
49.一種移動通信單元，具有電源、數字處理器、接收鏈、發送鏈、雙工器、天線和用戶接口裝置，所述移動通信單元包括所述發送鏈中的功率放大器電路布局，所述功率放大器電路布局包括用於發送模擬信號的激勵放大器；把模擬信號在旁路路徑和放大器路徑之間選擇性地切換的第一開關，所述放大器路徑包括對所述模擬信號進行濾波以產生經濾波的信號的帶通濾波器；第一混合電路，把經濾波的信號分成同相信號和正交信號；對同相信號進行放大以產生第一放大信號的第一功率放大器；對正交信號進行放大以產生第二放大信號的第二功率放大器；以及第二混合電路，反轉第一放大信號以產生經反轉的信號，並對經反轉的信號與第二放大信號求和，當所述第一開關把模擬信號切換到所述旁路路徑時，所述旁路路徑把所述激勵放大器的輸出與所述第二混合電路的隔離埠相連。
50.如權利要求34所述的移動通信單元，其特徵在於所述功率放大器電路布局還包括位於所述旁路路徑中的第二開關；以及連到所述第二開關的一個電極的終接電阻器，所述第二開關把所述第二混合電路的隔離埠與所述第一開關或所述終接電阻器選擇性地相連。
51.如權利要求34所述的移動通信單元，其特徵在於所述功率放大器電路布局還包括位於所述第一功率放大器與所述第二混合電路之間的第一分流開關；以及位於所述第二功率放大器與所述第二混合電路之間的第二分流開關；所述第一和第二分流開關用來在使用所述旁路路徑時分別把所述第一和第二功率放大器的輸出分流。
全文摘要
一種功率放大器電路布局,包括激勵放大器、開關、具有帶通濾波器和功率放大器的放大器路徑以及在不需要過量的增益和輸出功率時繞過功率放大器的旁路路徑。當把來自激勵放大器的RF模擬信號切換到放大器路徑時,對該信號進行帶通濾波和放大。然後,把該信號分成同相和正交信號。反轉同相或正交信號並與同相或正交信號中的另一個求和,使功率放大器關斷,旁路路徑把信號指向功率放大器的輸出,功率放大器對該信號表現為高阻抗。信號反射離功率放大器而到達輸出埠。
文檔編號H03G1/00GK1326614SQ99813495
公開日2001年12月12日 申請日期1999年9月22日 優先權日1998年9月22日
發明者R·考夫曼, D·亨哲克, R·J·卡馬裡羅 申請人:誇爾柯姆股份有限公司