多模功率放大器、多模切換方法及其移動(dòng)終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多模功率放大器，同時(shí)也公開了該多模功率放大器實(shí)現(xiàn)不同工作模式切換的方法以及使用該多模功率放大器的移動(dòng)終端。該多模功率放大器包括至少兩級放大電路，各級放大電路之間采用級聯(lián)方式連接；每一級放大電路中具有至少一個(gè)基本放大單元陣列，該基本放大單元陣列由多個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成。各基本放大單元陣列的偏置電壓分別獨(dú)立進(jìn)行控制。通過靈活配置偏置電壓，該多模功率放大器可以實(shí)現(xiàn)飽和模式和線性模式的切換，從而滿足多種通信制式的實(shí)際需求。另外，該多模功率放大器還具有成本較低、電路簡單靈活、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】多模功率放大器、多模切換方法及其移動(dòng)終端
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功率放大器，尤其涉及一種可以兼容飽和模式和線性模式，從而適應(yīng)多種通信制式的多模功率放大器，同時(shí)也涉及該多模功率放大器實(shí)現(xiàn)不同工作模式切換的方法以及使用該多模功率放大器的移動(dòng)終端，屬于功率放大器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3G)的大規(guī)模部署，2G、3G制式將在很長一段時(shí)間內(nèi)共存。這樣，通信運(yùn)營商既可以保證投入到2G的資源不被浪費(fèi)，同時(shí)也可以做到向3G平滑過渡并降低成本。目前在中國市場上，同時(shí)有TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA3種制式的3G技術(shù)共存。另外，W1-Fi和WiMax作為3G-LTE的補(bǔ)充技術(shù)，也有其適宜生長的一片土壤。因此，多通信制式共存的市場環(huán)境對移動(dòng)終端的多模化能力提出了新的要求。
[0003]多模技術(shù)包括通信基站的多模化和移動(dòng)終端的多?；渲幸苿?dòng)終端的多?；蛛x不開多模功率放大器。多模功率放大器一般包括兩種類型的功率放大器:飽和模式功率放大器和線性模式功率放大器。在GSM通信系統(tǒng)中，需要使用飽和模式功率放大器。它采用GMSK調(diào)制方式，其射頻信號的幅度中不包含調(diào)制信息，因此允許幅度壓縮。而在基于碼分多址的3G系統(tǒng)，例如EDGE、TD-S CDMA,TD-LTE和CDMA2000等，則要求采用線性模式功率放大器。
[0004]飽和模式的特點(diǎn)是在一定范圍的輸入功率內(nèi)，功率放大器的輸出功率與輸入功率無關(guān)，而由功率放大器輸出級的供電和負(fù)載阻抗決定。線性模式下，功率放大器的輸出功率與輸入功率成一定的比例關(guān)系。即使在需要使用線性模式功率放大器的不同通信制式中，例如EDGE、TD-SCDMA, TD-LTE, WCDMA等，也會因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)不同而對線性模式功率放大器有不同的要求，如輸出功率、增益、電流等。從以上分析可以看出，飽和模式功率放大器和線性模式功率放大器需要采用完全不同的設(shè)計(jì)方法，滿足電路要求的晶體管參數(shù)和工作電流也將存在很多差異。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中，為了滿足不同通信制式下的功率放大器要求，通常采用幾個(gè)單模功率放大器加上選通開關(guān)來實(shí)現(xiàn)多模功率放大器，但這樣大大提高了成本。例如在申請?zhí)枮?01110346135.X的中國專利申請中，公開了一種功率放大模塊、多模射頻收發(fā)器、射頻前端模塊、多模終端模塊和多模終端發(fā)送信號的方法。其中包括兩種工作模式:第一模式信號為GSM信號，第二模式信號為TD-SCDMA信號。當(dāng)控制信號為第一模式低頻信號時(shí)，控制器向低頻放大器發(fā)送飽和模式信號?？刂菩盘枮榈谝荒Ｊ礁哳l信號時(shí)，向高頻放大器發(fā)送飽和模式信號?？刂菩盘枮榈诙Ｊ綍r(shí)，向高頻放大器發(fā)送線性模式信號。在韓國專利申請KR 10-2010-0051808中，公開了一種通過在支持多模式的移動(dòng)終端中將功率放大單元集成到一個(gè)模塊中來節(jié)省移動(dòng)終端的空間并減少制造成本的裝置和方法。該移動(dòng)終端的功率放大器包括第一放大單元和第二放大單元。第一放大單元將GSM四頻段的頻率定義為低頻段和高頻段，然后放大GSM四頻段的低頻段的信號。第二放大單元放大GSM四頻段的高頻段的信號和TD-SCDMA頻段的信號。對于GSM高頻段和TD-SCDMA頻段信號的選擇是由TD-SCDMA控制轉(zhuǎn)換單元實(shí)現(xiàn)的。另外，美國專利US 09/455,813介紹了一種用于多模式移動(dòng)通信設(shè)備的功率放大器，包括一個(gè)載波放大器和一個(gè)峰值放大器。峰值放大器具有一個(gè)可調(diào)節(jié)的偏壓電平，并且根據(jù)所選擇的通信模式，由調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)到預(yù)定電平。只要通信模式相同，峰值放大器上的偏壓電平就保持不變。通過調(diào)節(jié)與通信模式選擇相關(guān)的峰值放大器的偏壓點(diǎn)，可以優(yōu)化對于特定通信模式的調(diào)制效率和線性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題在于提供一種多模功率放大器。該多模功率放大器可以兼容飽和模式和線性模式，從而適應(yīng)多種通信制式的要求。
[0007]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供上述多模功率放大器實(shí)現(xiàn)不同工作模式切換的方法。
[0008]本發(fā)明所要解決的又一技術(shù)問題在于提供使用上述多模功率放大器的移動(dòng)終端。
[0009]為解決上述的問題，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案:
[0010]一種多模功率放大器，其特征在于:
[0011]所述多模功率放大器包括至少兩級放大電路，各級放大電路之間采用級聯(lián)方式連接;
[0012]每一級放大電路中具有至少一個(gè)基本放大單元陣列，該基本放大單元陣列由多個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成；
[0013]每個(gè)基本放大單元分別包括電容、放大晶體管和電阻，其中所述電容一方面連接射頻信號輸入端，另一方面連接所述放大晶體管的基極；所述電阻一方面連接偏置電壓端口，另一方面連接所述放大晶體管的基極，所述放大晶體管的集電極連接供電電壓端口。
[0014]其中較優(yōu)地，前一級放大電路的供電電壓端口將射頻信號耦合到下一級放大電路的射頻信號輸入端。
[0015]其中較優(yōu)地，在前一級放大電路的供電電壓端口與下一級放大電路的射頻信號輸入端之間設(shè)置有電感。
[0016]其中較優(yōu)地，在基本放大單元中，所述放大晶體管的射極連接參考電壓。
[0017]其中較優(yōu)地，各基本放大單元陣列的偏置電壓分別獨(dú)立進(jìn)行控制。
[0018]一種多模切換方法，基于上述的多模功率放大器實(shí)現(xiàn)，其特征在于:
[0019]在多模功率放大器的各級放大電路中，各基本放大單元陣列的偏置電壓分別獨(dú)立進(jìn)行控制；
[0020]當(dāng)多模功率放大器需要處于飽和模式時(shí)，調(diào)整各基本放大單元陣列的偏置電壓，使全部放大晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)；
[0021]當(dāng)多模功率放大器需要處于線性模式時(shí)，調(diào)整各基本放大單元陣列的偏置電壓，使部分放大晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0022]其中較優(yōu)地，在不同線性模式下，通過配置偏置電壓來控制開啟預(yù)定的基本放大單元，同時(shí)通過對偏置電壓的調(diào)整實(shí)現(xiàn)不同線性模式下的性能指標(biāo)優(yōu)化。
[0023]其中較優(yōu)地，當(dāng)多模功率放大器需要覆蓋不同的通信制式或是在某一通信制式下滿足不同功率模式時(shí)，通過調(diào)整處于截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的數(shù)目以及調(diào)整處于導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的偏置電壓來實(shí)現(xiàn)；或者，將預(yù)定的基本放大單元陣列分解成更小的基本放大單元陣列，分別調(diào)整各更小的基本放大單元陣列的偏置電壓。
[0024]另外，本發(fā)明還包括一種移動(dòng)終端，該移動(dòng)終端具有上述的多模功率放大器。
[0025]利用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明所提供的多模功率放大器可以靈活配置偏置電壓，實(shí)現(xiàn)各種飽和模式和線性模式的組合，從而滿足EDGE、TD-SCDMA, TD-LTE和CDMA2000等多種通信制式的實(shí)際需求。另外，該多模功率放大器還具有成本較低、電路簡單靈活、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為多模功率放大器中一個(gè)基本放大單元的電路原理圖；
[0027]圖2為由多個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成的基本放大單元陣列的示意圖；
[0028]圖3為圖2所示的基本放大單元陣列的簡化示意圖；
[0029]圖4為具有兩級放大電路的多模功率放大器的電路原理圖；
[0030]圖5為具有三級放大電路的多模功率放大器的電路原理圖；
[0031]圖6為具有四級放大電路的多模功率放大器的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0033]前已述及，多模功率放大器一般包括兩種基本類型的功率放大器:飽和模式功率放大器和線性模式功率放大器。在線性模式下工作的功率放大器常常需要覆蓋不同通信制式，例如EDGE、TD_SCDMA、WCDMA、TD_LTE等；而在某一通信制式(例如WCDMA)下工作的線性模式功率放大器也常常需要擁有不同功率(也可以稱為不同增益)的模式，例如高功率(高增益)模式、中等功率(中等增益)模式、低功率(低增益)模式。
[0034]為了滿足上述需求，本發(fā)明所提供的多模功率放大器由X (X是正整數(shù))個(gè)基本放大單元以并聯(lián)與級聯(lián)相結(jié)合的方式組成。這些基本放大單元可以利用偏置電壓來開啟和關(guān)閉，并進(jìn)行不同功率模式的選擇，因此不再需要選通開關(guān)。它們可以在不同通信模式下重復(fù)利用。通過調(diào)整優(yōu)化不同通信模式下的偏置電壓，達(dá)到優(yōu)化電流和電路性能的目的。下面對此展開詳細(xì)的說明。
[0035]圖1為多模功率放大器中一個(gè)基本放大單元的電路原理圖。該基本放大單元用于完成多模功率放大器的基本放大功能，包括電容105、放大晶體管106和電阻107，其中電容105 一方面連接射頻信號輸入端以接收輸入的射頻信號101，另一方面連接放大晶體管106的基極，從而將射頻信號101通過電容105耦合到放大晶體管106的基極；電阻107 —方面連接偏置電壓端口以接收偏置電壓102，另一方面也連接放大晶體管106的基極，從而使偏置電壓102通過電阻107為放大晶體管106提供直流電源。放大晶體管106的集電極連接供電電壓端口 103，通過電感將供電電壓耦合到放大晶體管106的集電極上。放大晶體管106的射極連接參考電壓104。上述偏置電壓的調(diào)整都可以由CMOS電路實(shí)現(xiàn)。這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都能掌握的常規(guī)設(shè)計(jì)，在此就不詳細(xì)說明了。
[0036]圖2為由X個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成的基本放大單元陣列的示意圖。在圖2所示的基本放大單元陣列中，示出了其中的三個(gè)基本放大單元，其他基本放大單元省略了。如圖2所示，射頻信號輸入端口 201分別連接到X個(gè)基本放大單元的射頻信號輸入端口(如圖2中的205、209、213);偏置電壓端口 202分別連接到X個(gè)基本放大單元的偏置電壓端口(如圖2中的206、210、214 );供電電壓端口 203分別連接到X個(gè)基本放大單元的供電電壓端口(如圖2中的207、211、215);參考電壓端口 204分別連接到X個(gè)基本放大單元的參考電壓端口(如圖2中的208、212、216)。圖3為圖2所示的基本放大單元陣列的簡化示意圖，將在圖4中使用。在圖3中，M = X，表示基本放大單元陣列由X個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成。
[0037]圖4為具有兩級放大電路的多模功率放大器的電路原理圖。在該多模功率放大器中，射頻信號輸入端口 401連接第一級放大電路404，第一級放大電路404和第二級放大電路413采用級聯(lián)方式進(jìn)行連接。第一級放大電路404由基本放大單元陣列405和基本放大單元陣列407并聯(lián)組成，其中基本放大單元陣列405是由A (A是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成，基本放大單元陣列407是由B (B是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成。偏置電壓406為基本放大單元陣列405提供直流偏置，偏置電壓408為基本放大單元陣列407提供直流偏置。相應(yīng)地，參考電壓409為基本放大單元陣列404提供參考電位,參考電壓418為基本放大單元陣列413提供參考電位。第一級放大電路404的供電電壓端口 402通過電感403將射頻信號耦合到第二級放大電路413的射頻信號輸入端410。第二級放大電路413由基本放大單元陣列414和基本放大單元陣列416并聯(lián)組成，其中基本放大單元陣列414是由C (C是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成，基本放大單元陣列416是由D (D是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成。偏置電壓415為基本放大單元陣列414提供直流偏置，偏置電壓417為基本放大單元陣列416提供直流偏置。第二級放大電路413通過電感412連接到供電電壓端口 411，同時(shí)在節(jié)點(diǎn)419處將射頻信號耦合到輸出匹配網(wǎng)絡(luò)420，在射頻信號輸出端口 421處完成信號輸出。
[0038]圖4所示多模功率放大器的顯著特點(diǎn)在于通過靈活配置偏置電壓，開啟或關(guān)閉預(yù)定的基本放大單元，也就是說使一些基本放大單元處于正常工作(放大或飽和)或截止?fàn)顟B(tài)，參與或不參與放大功能。例如對于雙極性晶體管而言，通過偏置電壓的調(diào)整使發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于反向偏置，則該晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)；通過偏置電壓的調(diào)整使發(fā)射結(jié)正向偏置而集電結(jié)反向偏置，則該晶體管處于放大狀態(tài)；通過偏置電壓的調(diào)整使發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置，則該晶體管處于飽和狀態(tài)。對于場效應(yīng)晶體管而言，偏置電壓與工作狀態(tài)的調(diào)整也是類似的，具體參數(shù)可以查閱相應(yīng)的產(chǎn)品手冊，在此就不詳述了。這樣，無論是在飽和模式還是線性模式下，基本放大單元都可以實(shí)現(xiàn)共用，并可以在一個(gè)多模功率放大器中實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同飽和模式和多個(gè)不同線性模式的組合。在不同模式轉(zhuǎn)換時(shí)，多模功率放大器不需要引入選通開關(guān)，也不需要增加額外的放大電路。并且，在各種不同的模式下，各基本放大單元可以擁有不同的工作電流，以便進(jìn)一步優(yōu)化不同工作模式下的性能指標(biāo)。
[0039]舉例來說，當(dāng)多模功率放大器處于飽和模式時(shí)，一般輸出功率比較大，這時(shí)處于正常工作狀態(tài)的基本放大單元總數(shù)量最大，電路的工作電流最大。例如在圖4所示的多模功率放大器工作于飽和模式時(shí)，所有的基本放大單兀陣列405、407、414、416都將處于導(dǎo)通狀態(tài)。通過調(diào)整優(yōu)化這些基本放大單元陣列中各基本放大單元的數(shù)目A、B、C、D和偏置電壓406、408、415、417的大小，可以達(dá)到飽和模式下的指標(biāo)要求。
[0040]當(dāng)多模功率放大器處于線性模式時(shí)，相應(yīng)處于正常工作狀態(tài)的基本放大單元總數(shù)應(yīng)較飽和模式減少，工作電流也遠(yuǎn)少于飽和模式。在此情況下，可以通過控制偏置電壓來關(guān)掉一些基本放大單元。例如在圖4所示的多模功率放大器中，通過控制偏置電壓406、415，使基本放大單元陣列405和414中的基本放大單元處于截止?fàn)顟B(tài)；通過控制偏置電壓408和417，使基本放大單元陣列407和416中的基本放大單元處于導(dǎo)通狀態(tài)。在此情況下，可以通過調(diào)整優(yōu)化基本放大單元陣列407和416中基本放大單元的數(shù)目B和D，即B和D的數(shù)值以及偏置電壓408、417以達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)要求，其中數(shù)目A應(yīng)該大于等于零且小于A + B，數(shù)目C應(yīng)該大于等于零且小于C + D。
[0041]進(jìn)一步地，如果存在多個(gè)不同的線性模式，仍然可以通過配置偏置電壓來控制開啟預(yù)定的基本放大單元，同時(shí)通過對偏置電壓的調(diào)整優(yōu)化實(shí)現(xiàn)不同線性模式下的性能指標(biāo)優(yōu)化。例如多模功率放大器在線性模式下工作時(shí)，需要覆蓋不同的通信制式(例如EDGE、WCDMA、TD_SCDMA、TD_LTE等)或是在某一通信制式下需要滿足不同功率(增益)模式，可以通過進(jìn)一步把基本放大單元陣列407和416 (或其它基本放大單元陣列)分解成更小的基本放大單元陣列，分別調(diào)整這些更小的基本放大單元陣列的偏置電壓，或者通過調(diào)整優(yōu)化處于截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的數(shù)目以及調(diào)整優(yōu)化處于導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的偏置電壓來實(shí)現(xiàn)。
[0042]圖5為具有三級放大電路的多模功率放大器的電路原理圖。這三級放大電路分別是第一級放大電路505、第二級放大電路510和第三級放大電路519，它們之間采用級聯(lián)方式進(jìn)行連接。其中第一級放大電路為基本放大單元陣列505，該基本放大單元陣列505由E(E是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成。射頻信號輸入端501連接基本放大單元陣列505。供電電壓端口 502通過電感503將射頻信號耦合到第二級放大電路510的射頻信號輸入端504。偏置電壓506為基本放大單元陣列505提供直流偏置。參考電壓507為基本放大單元陣列505提供參考電位。第二級放大電路510由基本放大單元陣列511和基本放大單元陣列513并聯(lián)組成，其中基本放大單元陣列511是由F (F是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成，基本放大單元陣列513是由G (G是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成。偏置電壓512為基本放大單元陣列511提供直流偏置，偏置電壓514為基本放大單元陣列513提供直流偏置。參考電壓515分別為基本放大單元陣列511和基本放大單元陣列513提供參考電位。第二級放大電路510的供電電壓端508通過電感509將射頻信號耦合到第三級放大電路519的射頻信號輸入端。第三級放大電路519由基本放大單元陣列520和基本放大單元陣列522并聯(lián)組成，其中基本放大單元陣列520是由H (H是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成，基本放大單元陣列522是由I (I是正整數(shù))個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成。偏置電壓521為基本放大單元陣列520提供直流偏置，偏置電壓523為基本放大單元陣列522提供直流偏置。參考電壓524分別為基本放大單元陣列520和基本放大單元陣列522提供參考電位。在節(jié)點(diǎn)525上，第三級放大電路519通過電感518連接到供電電壓端517，同時(shí)將射頻信號I禹合到輸出匹配網(wǎng)絡(luò)526,在射頻信號輸出端527處完成信號輸出。
[0043]當(dāng)圖5所示的多模功率放大器工作在飽和模式時(shí)，各基本放大單元陣列505、511、513、520和522中的基本放大單元都處于導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)，可以通過調(diào)整優(yōu)化各基本放大單元陣列中基本放大單元的數(shù)目E、F、G、H和I的數(shù)值和相應(yīng)的偏置電壓506、512、514、521和523以達(dá)到具體的指標(biāo)要求。在這種情況下，第一級放大電路505、第二級放大電路510和第三級放大電路519中的所有基本放大單元都將正常工作。基本放大單元陣列505、基本放大單元陣列511 +基本放大單元陣列513、基本放大單元陣列520 +基本放大單元陣列522的偏置電壓506、512、514、521和523可以根據(jù)放大晶體管的技術(shù)指標(biāo)要求予以確定。
[0044]當(dāng)圖5所示的多模功率放大器工作在線性模式時(shí)，通過控制偏置電壓512和521，使基本放大單元陣列511和520中的基本放大單元處于截止?fàn)顟B(tài)；通過控制偏置電壓506、514和523，使基本放大單元陣列505、513和522中的基本放大單元處于導(dǎo)通狀態(tài)，可以通過調(diào)整優(yōu)化基本放大單元陣列513和522中基本放大單元的數(shù)目，即G和I的數(shù)值以及偏置電壓506、514和523以達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)要求。其中數(shù)目G大于等于零且小于F + G，數(shù)目I大于等于零且小于H+ I。如果在線性模式下工作時(shí)，需要覆蓋不同的通信制式(例如EDGE、WCDMA、TD_SCDMA、TD_LTE等)或是在某一通信制式下需要不同的功率(增益)模式，可以通過進(jìn)一步把基本放大單元陣列513和522 (或其它基本放大單元陣列)分解為更小的基本放大單元陣列，分別調(diào)整這些更小的基本放大單元陣列的偏置電壓，并通過調(diào)整優(yōu)化處于截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的數(shù)目以及調(diào)整優(yōu)化處于導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的偏置電壓來實(shí)現(xiàn)。
[0045]通常情況下，第一級放大電路一般不去改變，因?yàn)樾枰紤]到輸入阻抗的影響，但還是可以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整偏置電壓506來實(shí)現(xiàn)性能的優(yōu)化，例如讓偏置電壓512、521為零電平，則可以關(guān)掉第二級放大電路510中的基本放大單元陣列511和第三級放大電路519中的基本放大單元陣列520。另外，基本放大單元陣列513中的參數(shù)G和基本放大單元陣列522中的參數(shù)I的數(shù)值和偏置電壓514、523的大小可以根據(jù)線性模式下的具體指標(biāo)要求予以確定。
[0046]圖6為具有四級放大電路的多模功率放大器的電路原理圖。在該多模功率放大器中，第一級放大電路605、第二級放大電路610和第三級放大電路619的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理與圖5所示的多模功率放大器基本相同，在此不予累述。第四級放大電路628采用級聯(lián)方式與第三級放大電路619連接，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理也與第三級放大電路619是一致的。當(dāng)圖6所示的多模功率放大器工作在飽和模式時(shí)，所有基本放大單元陣列605、611、613、620、622、629和631中的基本放大單元都將處于導(dǎo)通狀態(tài)，可以通過調(diào)整優(yōu)化其中基本放大單元的數(shù)目J、K、L、M、N、0、P (均為正整數(shù))的具體數(shù)值和偏置電壓606、612、614、621,623,630和632的具體大小來達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)要求。當(dāng)圖6所示的多模功率放大器處于線性模式下，可以通過控制偏置電壓612、621、630，使基本放大單元陣列611、620和629中的基本放大單元處于截止?fàn)顟B(tài)；通過控制偏置電壓606、614、623、632，使基本放大單元陣列605、613、622和631中的基本放大單元處于導(dǎo)通狀態(tài)。在此情況下，可以通過調(diào)整優(yōu)化基本放大單元陣列613、622和631中的基本放大單元的數(shù)目，即L、N、P的數(shù)值以及偏置電壓606、614、623和632使其達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)要求，其中L大于等于零且小于F + L，N大于等于零且小于M + N，P大于等于零且小于O + P。另外，如果在線性模式下工作，需要覆蓋不同的通信制式(例如EDGE、WCDMA，TD_SCDMA、TD_LTE等)或是在某一通信制式下需要不同的功率(增益)模式，也可以通過將基本放大單元陣列613、622和631 (或其它基本放大單元陣列)進(jìn)一步分解成更小的基本放大單元陣列，調(diào)整優(yōu)化處于截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的數(shù)目和處于正常工作的基本放大單元的偏置電壓來實(shí)現(xiàn)。
[0047]圖4?圖6分別顯示了具有兩級、三級和四級放大電路的多模功率放大器的不同實(shí)施例，但該多模功率放大器并不限于上述的放大級數(shù)。事實(shí)上，每一級放大電路由至少一個(gè)圖2所示的基本放大單元陣列組成，各級放大電路之間采用級聯(lián)方式連接，就可以組成任意放大級數(shù)的多模功率放大器，從而適應(yīng)不同通信制式和不同功率(增益)模式的要求。
[0048]上述多模功率放大器可以用在移動(dòng)終端中，作為射頻電路的重要組成部分。這里所說的移動(dòng)終端指可以在移動(dòng)環(huán)境中使用、支持EDGE、WCDMA, TD_SCDMA、TD_LTE等多種通信制式的計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括移動(dòng)電話、筆記本電腦、平板電腦、車載電腦等。此外，該多模功率放大器也適用于其他多模技術(shù)應(yīng)用的場合，例如兼容多種通信制式的通信基站等，在此就不 詳述了。
[0049]上面對本發(fā)明所提供的多模功率放大器、多模切換方法及其移動(dòng)終端進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動(dòng)，都將構(gòu)成對本發(fā)明專利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
【權(quán)利要求】
1.一種多模功率放大器,其特征在于: 所述多模功率放大器包括至少兩級放大電路，各級放大電路之間采用級聯(lián)方式連接； 每一級放大電路中具有至少一個(gè)基本放大單元陣列，該基本放大單元陣列由多個(gè)基本放大單元并聯(lián)組成； 每個(gè)基本放大單元分別包括電容、放大晶體管和電阻，其中所述電容一方面連接射頻信號輸入端，另一方面連接所述放大晶體管的基極；所述電阻一方面連接偏置電壓端口，另一方面連接所述放大晶體管的基極，所述放大晶體管的集電極連接供電電壓端口。
2.如權(quán)利要求1所述的多模功率放大器，其特征在于: 前一級放大電路的供電電壓端口將射頻信號耦合到下一級放大電路的射頻信號輸入端。
3.如權(quán)利要求2所述的多模功率放大器，其特征在于: 在前一級放大電路的供電電壓端口與下一級放大電路的射頻信號輸入端之間設(shè)置有電感。
4.如權(quán)利要求1所述的多模功率放大器，其特征在于: 在基本放大單元中，所述放大晶體管的射極連接參考電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的多模功率放大器，其特征在于: 各基本放大單元陣列的偏置電壓分別獨(dú)立進(jìn)行控制。
6.一種多模切換方法，基于權(quán)利要求1所述的多模功率放大器實(shí)現(xiàn)，其特征在于: 在多模功率放大器的各級放大電路中，各基本放大單元陣列的偏置電壓分別獨(dú)立進(jìn)行控制； 當(dāng)多模功率放大器需要處于飽和模式時(shí)，調(diào)整各基本放大單元陣列的偏置電壓，使全部放大晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)多模功率放大器需要處于線性模式時(shí)，調(diào)整各基本放大單元陣列的偏置電壓，使部分放大晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6所述的多模切換方法，其特征在于: 在不同線性模式下，通過配置偏置電壓來控制開啟預(yù)定的基本放大單元，同時(shí)通過對偏置電壓的調(diào)整實(shí)現(xiàn)不同線性模式下的性能指標(biāo)優(yōu)化。
8.如權(quán)利要求6所述的多模切換方法，其特征在于: 當(dāng)多模功率放大器需要覆蓋不同的通信制式或是在某一通信制式下滿足不同功率模式時(shí)，通過調(diào)整處于截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的數(shù)目以及調(diào)整處于導(dǎo)通狀態(tài)的基本放大單元的偏置電壓來實(shí)現(xiàn)。
9.如權(quán)利要求6所述的多模切換方法，其特征在于: 當(dāng)多模功率放大器需要覆蓋不同的通信制式或是在某一通信制式下滿足不同功率模式時(shí)，將預(yù)定的基本放大單元陣列分解成更小的基本放大單元陣列，分別調(diào)整各更小的基本放大單元陣列的偏置電壓。
10.一種移動(dòng)終端，其特征在于所述移動(dòng)終端具有如權(quán)利要求1?5中任意一項(xiàng)所述的多模功率放大器。
【文檔編號】H03G3/20GK103633949SQ201210298572
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月21日
【發(fā)明者】白云芳 申請人:唯捷創(chuàng)芯(天津)電子技術(shù)有限公司