功放電路及其印刷電路板的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種功放電路及其印刷電路板，包括射頻放大電路，射頻放大電路包括串聯(lián)的前級放大電路和末級放大電路、合路電路和反饋輸出電路，其特征在于：末級放大電路包括并聯(lián)的主放大管和輔助放大管，輔助放大管之前接有λ/4的第一傳輸線，主放大管之后接有λ/4的第二傳輸線；功放電路還包括監(jiān)控控制電路和供電電路，監(jiān)控控制電路與射頻放大電路的各模塊保持通信連接用于監(jiān)控及控制射頻放大電路的運行；監(jiān)控控制電路包括MCU主監(jiān)控模塊，供電電路與MCU主監(jiān)控模塊相連，為各電路供電；監(jiān)控控制電路還包括溫度檢測電路，溫度檢測電路與MCU主監(jiān)控模塊相連接，用于檢測溫度。實施本實用新型，可使功放在輸出功率相同的情況下能耗大大降低。
【專利說明】功放電路及其印刷電路板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及通信領(lǐng)域，具體的，涉及功放電路及其印刷電路板。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通訊技術(shù)，特別是CDMA第三代通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，運營商以及用戶對覆蓋要求越來越高。為了滿足用戶的需求，實現(xiàn)更廣泛的覆蓋，同時減少基站的數(shù)量以降低運營成本，就要求有更高的功率以覆蓋更廣的地方。但是高功率的產(chǎn)品也帶來了高能耗，高能耗又會引發(fā)基站老化速度快、故障率高等問題。在一個典型的直放站系統(tǒng)中包括濾波器、LNA以及功率放大器，其中功率放大器是直放站后端最重要的部件，它消耗了直放站絕大部分功率，因此對于一個直放站來說，如果降低了功率放大器的功耗，也就降低了整機的功耗。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中,Doherty功放技術(shù)由于設(shè)計簡單、對功放效率改善明顯而越來越受到業(yè)界的青睞。Doherty功放技術(shù)是通過使用兩個不同類型的功放部件分別承擔(dān)不同的輸入信號功率，盡可能保證兩個功放部件都工作在各自的飽和區(qū)中，從而保證整個功放裝置在盡量大的輸入信號功率范圍內(nèi)都保持有較高的信號功率。然而在達到高功率效果的同時，仍然要考慮到犧牲的能耗，現(xiàn)有的傳統(tǒng)功放技術(shù)不能很好地解決能耗過高的問題，因此，亟需一種可以降低功放能耗同時又保證足夠高功率的功率放大裝置。
實用新型內(nèi)容
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中能耗過高的問題，本實用新型提出了相應(yīng)的解決方案，本實用新型主要提供一種聞功率、低能耗的功放電路。
[0005]本實用新型提供的技術(shù)方案是:
[0006]一種功放電路，包括射頻放大電路，所述射頻放大電路包括串聯(lián)的前級放大電路和末級放大電路、合路電路和反饋輸出電路，其特征在于:所述末級放大電路包括并聯(lián)的主放大管和輔助放大管，所述輔助放大管之前接有λ/4的第一傳輸線，所述主放大管之后接有λ /4的第二傳輸線；所述功放電路還包括監(jiān)控控制電路和供電電路，所述監(jiān)控控制電路與所述射頻放大電路的各模塊保持通信連接用于監(jiān)控及控制所述射頻放大電路的運行；所述監(jiān)控控制電路包括MCU主監(jiān)控模塊，所述供電電路與所述MCU主監(jiān)控模塊相連，為各電路供電；所述監(jiān)控控制電路還包括溫度檢測電路，所述溫度檢測電路與所述MCU主監(jiān)控模塊相連接，用于檢測溫度。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，所述主放大管與所述輔助放大管并聯(lián)后接入λ /4的第三傳輸線；所述供電電路包括降壓轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述前級放大電路包括串接的第一級放大電路、第二級放大電路、第三級放大電路；在信號輸入端口至第一級放大電路前依次串接有ALC控制電路和ATT數(shù)控衰減電路；所述監(jiān)控控制電路還包括用于檢測電流大小的電流檢測電路，所述電流檢測電路一端連接所述MCU主監(jiān)控模塊，另一端連接所述供電電路；所述MCU主監(jiān)控模塊與ALC控制電路相連接，用于控制功放在不同溫度環(huán)境下保持固定的最大輸出功率；所述MCU主監(jiān)控模塊與ATT數(shù)控衰減電路相連接，用于控制ATT數(shù)控衰減電路的衰減值；在所述第一級放大電路與所述第二級放大電路之間串接有增益溫度補償電路；所述MCU主監(jiān)控模塊與所述增益溫度補償電路相連接。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，在前級放大電路和末級放大電路之間串接有隔離器，在末級放大電路與信號輸出端口之間串接有合路電路和環(huán)形器；所述監(jiān)控控制電路還包括反向功率檢測電路，所述反向功率檢測電路一端連接環(huán)形器，另一端連接MCU主監(jiān)控模塊，用于檢測輸出口的反射功率；所述監(jiān)控控制電路還包括正向功率檢測電路，所述正向功率檢測電路一端與所述環(huán)形器相連，另一端連接所述MCU主監(jiān)控模塊，用于檢測輸出口的輸出功率的大?。凰龇答佪敵鲭娐?、所述正向功率檢測電路與MCU主監(jiān)控模塊相連，用于提取輸出信號完整。
[0010]作為一種優(yōu)選方法，所述反向功率檢測電路包括峰值檢波管；所述正向功率檢測電路包括均值檢波管。
[0011]本實用新型還提供一種功放電路的印刷電路板:
[0012]包括射頻放大模塊，所述射頻放大模塊包括串聯(lián)的前級放大模塊和末級放大模塊、合路模塊和反饋輸出模塊，其特征在于:所述末級放大模塊包括并聯(lián)的主放大管和輔助放大管，所述輔助放大管之前接有λ/4的第一傳輸線，所述主放大管之后接有λ/4的第二傳輸線；所述功放電路還包括監(jiān)控控制模塊和供電模塊，所述監(jiān)控控制模塊與所述射頻放大模塊的各模塊保持通信連接用于監(jiān)控及控制所述射頻放大模塊的運行；所述監(jiān)控控制模塊包括MCU主監(jiān)控模塊，所述供電模塊與所述MCU主監(jiān)控模塊相連，為各模塊供電；所述監(jiān)控控制模塊還包括溫度檢測模塊，所述溫度檢測模塊與所述MCU主監(jiān)控模塊相連接，用于檢測溫度。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述主放大管與所述輔助放大管并聯(lián)后接入λ/4的第三傳輸線；所述供電電路包括降壓轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述前級放大模塊包括串接的第一級放大模塊、第二級放大模塊、第三級放大模塊；在信號輸入端口至第一級放大模塊前依次串接有ALC控制模塊和ATT數(shù)控衰減模塊；所述監(jiān)控控制模塊還包括用于檢測電流大小的電流檢測模塊，所述電流檢測模塊一端連接所述MCU主監(jiān)控模塊，另一端連接所述供電模塊；所述MCU主監(jiān)控模塊與ALC控制模塊相連接，用于控制功放在不同溫度環(huán)境下保持固定的最大輸出功率；所述MCU主監(jiān)控模塊與ATT數(shù)控衰減模塊相連接，用于控制ATT數(shù)控衰減模塊的衰減值；在所述第一級放大模塊與所述第二級放大模塊之間串接有增益溫度補償模塊；所述MCU主監(jiān)控模塊與所述增益溫度補償模塊相連接。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述第一級放大模塊包括第一放大管，用于補償信號從信號輸入端到信號輸出端所產(chǎn)生的各級損耗；所述第二級放大模塊包括第二放大管；所述第三級放大模塊包括第三放大管，所述第三放大管為高增益放大管；所述ALC控制電路包括兩個壓控二極管；所述ATT數(shù)控衰減模塊包括衰減器串行芯片；在第一級放大模塊與第二級放大模塊之間連接有增益溫度補償模塊；所述MCU主監(jiān)控模塊與所述增益溫度補償模塊相連接；所述增益溫度補償模塊包括反饋芯片。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，，所述電路板具有信號層和鋪地層，射頻鏈路的走線設(shè)置在所述信號層；所述印刷板包括若干獨立的腔體。[0017]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型至少具有以下有益效果:
[0018]由于本實用新型選用了 Doherty合路器,將兩個場效應(yīng)管經(jīng)過Doherty合路器合路，可以在輸出功率保持不變的情況下使功放功耗大大降低，如在射頻輸出功率達到80W時功放功耗僅有250W左右。本實用新型還增加了監(jiān)控控制電路，更高效地監(jiān)控每一環(huán)節(jié)的運行情況并做出相應(yīng)調(diào)整，提高了功放電路的效率，減少了不必要的功耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型提供的一種功放電路的原理圖；
[0020]圖2是圖1所示功放電路的合路電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本實用新型提供的一種印刷電路板的腔體分布示意圖。
【具體實施方式】
[0022]參考圖1、圖2，本實用新型所提供的功放電路，主要包括:射頻放大電路、監(jiān)控控制電路和供電電路。其中，射頻放大電路包括若干串聯(lián)的前級放大電路和末級放大電路27、合路電路29和反饋輸出電路47。監(jiān)控控制電路與射頻放大電路的各模塊保持通信連接，用于監(jiān)控及控制射頻放大電路的運行。監(jiān)控控制電路包括MCU主監(jiān)控模塊39、ALC控制電路13、ATT數(shù)控衰減電路15、電流檢測電路37、反向功率檢測電路43、正向功率檢測電路41、溫度檢測電路45。主監(jiān)控模塊39接收電流檢測電路37、溫度檢測電路45、反向功率檢測電路43、正向功率檢測電路41的信號。供電電路35與MCU主監(jiān)控模塊39相連，為各電路供電。前級放大電路包括串接的第一級放大電路17、第二級放大電路21、第三級放大電路23。射頻信號通過信號輸入端(RFIN) 11進入ALC控制電路13，ALC控制電路13用于穩(wěn)定信號，當(dāng)外部環(huán)境變化時，ALC控制電路13會自動感應(yīng)外部環(huán)境的變化從而對輸入信號進行調(diào)整，自動糾正便宜的電平回到要求的數(shù)值，使信號保持穩(wěn)定。之后信號進入ATT數(shù)控衰減電路15，ATT數(shù)控衰減電路15在在無衰減時提供一個通路，如果需要功放的增益降低時MCU主監(jiān)控模塊39可以發(fā)送指令使ATT數(shù)控衰減電路15衰減到指定值。信號經(jīng)過ATT數(shù)控衰減電路15后進入第一級放大模塊17，第一級放大模塊17包括第一放大管，第一放大管主要用來補償信號在之前電路中的各級損耗。之后信號進入增益溫度補償電路19，增益溫度補償電路19用于保證在不同溫度下功放的增益穩(wěn)定，具體來講就是在不同溫度下提供不同的衰減量來保證功放增益穩(wěn)定在指標(biāo)范圍內(nèi)。經(jīng)過增益溫度補償電路19后信號進入第二級放大電路21，第二級放大電路21包括第二放大管。第二放大電路21主要作為第三級放大電路23的推動電路，之后信號進入第三級放大電路23，第三級放大電路23包括一個IC類的高增益放大管，增益為30dB，Pl在46dBm，這樣它就有足夠的余量為后級功率放大模塊提供穩(wěn)定的信號，且工作頻率在2000至2200MHz范圍。經(jīng)過第三級放大電路23的信號進入隔離器25，為了隔離前后級起到匹配作用。
[0023]之后信號進入末級放大電路27，末級放大電路27包括兩個并聯(lián)的放大管，其中一個為主放大管271，另一個為輔助放大管273，單管Pl可到182W，設(shè)計帶寬在
2.llGHz-2.17GHz從而保證在模塊的設(shè)計帶寬在2.13GHz-2.16GHz范圍內(nèi)帶內(nèi)波動和線性滿足要求。輔助放大管273之前接有λ /4的第一傳輸線277，所述主放大管271之后接有λ /4的第二傳輸線275，主放大管271與輔助放大管273并聯(lián)后連接第三傳輸線279。末級放大電路27還包括功分器272，信號通過功分器272后進入主放大管271和輔助放大管273。
[0024]最后信號經(jīng)過環(huán)行器31到達信號輸出端33，從信號輸出端33輸出。經(jīng)過環(huán)行器31的信號還通過耦合器分成兩路，一路至正向功率檢測電路41，用于檢測輸出功率的大??；另一路輸出至反饋輸出電路47，用于提取輸出信號作為DH)校準(zhǔn)的一個參考。該信號的線性狀態(tài)和主信號越接近，Dro校準(zhǔn)效果便會越好。圖中所示反向功率檢測電路43，用于判斷模塊和外面連接其他器件時的狀態(tài)；溫度檢測電路45與MCU主監(jiān)控模塊39連接，用于檢測模塊供作時的實際溫度，起到保護作用。
[0025]供電電路24用于為整個功放的有源器件提供電源。電流檢測電路37用于檢測模塊工作時的實際電流。
[0026]參考圖1-圖3，本實用新型還提供一種功放電路的印刷電路板。該印刷電路板的原理如上所述。印刷電路板主要包括:射頻放大模塊、監(jiān)控控制模塊和供電模塊36。其中，射頻放大模塊包括若干串聯(lián)的前級放大模塊和末級放大模塊28、合路模塊30和反饋輸出模塊80，監(jiān)控控制模塊與射頻放大模塊的各模塊保持通信連接，用于監(jiān)控及控制所述射頻放大模塊的運行。監(jiān)控控制模塊主要包括:MCU主監(jiān)控模塊39、ALC控制模塊14、ATT數(shù)控衰減模塊16、電流檢測模塊、反向功率檢測模塊44、正向功率檢測模塊42、溫度檢測模塊。供電模塊36與MCU主監(jiān)控模塊相連，為各模塊供電。前級放大模塊包括串接的第一級放大模塊、第二級放大模塊和第三級放大模塊。在本實施例中，印刷電路板的平面尺寸為200mm*140mm，具有兩層板。上層為信號層，銅箔厚度為0.035mm,主要用于射頻鏈路的走線，底層主要是鋪地層，銅箔厚度為0.035mm。整個印刷電路板分為11個獨立的腔體，第一腔體71內(nèi)置MCU主監(jiān)控模塊39、供電模塊36、電流檢測模塊38以及溫度檢測模塊46，第二腔體72內(nèi)置ALC控制模塊14、ATT數(shù)控衰減模塊16、第一級放大模塊18。第三腔體73內(nèi)置增益溫度補償模塊20、第二級放大模塊22。第四腔體74為預(yù)留腔體。第五腔體75內(nèi)置第三級放大模塊24。第六腔體76和第七腔體77內(nèi)置末級放大模塊28、合路模塊30、隔離器25，第六腔體76和第七腔體77相互貫穿，其中，第六腔體76內(nèi)置有輔助放大管273，第七腔體77內(nèi)置有主放大管271，在第六 腔體76和第七腔體77之間設(shè)有合路模塊30和隔離器25。第八腔體78內(nèi)置環(huán)行器32、信號輸出端口 34。第九腔體79內(nèi)置正向功率檢測電路42。第十腔體80內(nèi)置反向功率檢測電路44。第H^一腔體81內(nèi)置反饋輸出電路48。
[0027]對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種功放電路，包括射頻放大電路，所述射頻放大電路包括串聯(lián)的前級放大電路和末級放大電路、合路電路和反饋輸出電路，其特征在于: 所述末級放大電路包括并聯(lián)的主放大管和輔助放大管，所述輔助放大管之前接有λ /4的第一傳輸線，所述主放大管之后接有λ/4的第二傳輸線； 所述功放電路還包括監(jiān)控控制電路和供電電路，所述監(jiān)控控制電路與所述射頻放大電路的各模塊保持通信連接用于監(jiān)控及控制所述射頻放大電路的運行； 所述監(jiān)控控制電路包括MCU主監(jiān)控模塊，所述供電電路與所述MCU主監(jiān)控模塊相連，為各電路供電； 所述監(jiān)控控制電路還包括溫度檢測電路，所述溫度檢測電路與所述MCU主監(jiān)控模塊相連接，用于檢測溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的功放電路，其特征在于:所述主放大管與所述輔助放大管并聯(lián)后接入λ /4的第三傳輸線； 所述供電電路包括降壓轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求1所述的功放電路，其特征在于: 所述前級放大電路包括串接的第一級放大電路、第二級放大電路、第三級放大電路；在信號輸入端口至第一級放大電路前依次串接有ALC控制電路和ATT數(shù)控衰減電路； 所述監(jiān)控控制電路還包括用于檢測電流大小的電流檢測電路，所述電流檢測電路一端連接所述MCU主監(jiān)控模塊， 另一端連接所述供電電路； 所述MCU主監(jiān)控模塊與ALC控制電路相連接，用于控制功放在不同溫度環(huán)境下保持固定的最大輸出功率；所述MCU主監(jiān)控模塊與ATT數(shù)控衰減電路相連接，用于控制ATT數(shù)控衰減電路的裳減值； 在所述第一級放大電路與所述第二級放大電路之間串接有增益溫度補償電路；所述MCU主監(jiān)控模塊與所述增益溫度補償電路相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的功放電路，其特征在于，在前級放大電路和末級放大電路之間串接有隔離器，在末級放大電路與信號輸出端口之間串接有合路電路和環(huán)形器；所述監(jiān)控控制電路還包括反向功率檢測電路，所述反向功率檢測電路一端連接環(huán)形器，另一端連接MCU主監(jiān)控模塊，用于檢測輸出口的反射功率；所述監(jiān)控控制電路還包括正向功率檢測電路，所述正向功率檢測電路一端與所述環(huán)形器相連，另一端連接所述MCU主監(jiān)控模塊，用于檢測輸出口的輸出功率的大小；所述反饋輸出電路、所述正向功率檢測電路與MCU主監(jiān)控模塊相連，用于提取輸出信號完整。
5.如權(quán)利要求4所述的功放電路，其特征在于，所述反向功率檢測電路包括峰值檢波管；所述正向功率檢測電路包括均值檢波管。
6.一種功放電路的印刷電路板，包括射頻放大模塊，所述射頻放大模塊包括串聯(lián)的前級放大模塊和末級放大模塊、合路模塊和反饋輸出模塊，其特征在于: 所述末級放大模塊包括并聯(lián)的主放大管和輔助放大管，所述輔助放大管之前接有λ /4的第一傳輸線，所述主放大管之后接有λ /4的第二傳輸線； 所述功放電路還包括監(jiān)控控制模塊和供電模塊，所述監(jiān)控控制模塊與所述射頻放大模塊的各模塊保持通信連接用于監(jiān)控及控制所述射頻放大模塊的運行； 所述監(jiān)控控制模塊包括MCU主監(jiān)控模塊，所述供電模塊與所述MCU主監(jiān)控模塊相連，為各模塊供電； 所述監(jiān)控控制模塊還包括溫度檢測模塊，所述溫度檢測模塊與所述MCU主監(jiān)控模塊相連接，用于檢測溫度。
7.如權(quán)利要求6所述的功放電路的印刷電路板，其特征在于:所述主放大管與所述輔助放大管并聯(lián)后接入λ/4的第三傳輸線；所述供電電路包括降壓轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
8.如權(quán)利要求6所述的功放電路的印刷電路板，其特征在于，所述前級放大模塊包括串接的第一級放大模塊、第二級放大模塊、第三級放大模塊；在信號輸入端口至第一級放大模塊前依次串接有ALC控制模塊和ATT數(shù)控衰減模塊； 所述監(jiān)控控制模塊還包括用于檢測電流大小的電流檢測模塊，所述電流檢測模塊一端連接所述MCU主監(jiān)控模塊，另一端連接所述供電模塊； 所述MCU主監(jiān)控模塊與ALC控制模塊相連接，用于控制功放在不同溫度環(huán)境下保持固定的最大輸出功率；所述MCU主監(jiān)控模塊與ATT數(shù)控衰減模塊相連接，用于控制ATT數(shù)控衰減模塊的衰減值； 在所述第一級放大模塊與所述第二級放大模塊之間串接有增益溫度補償模塊；所述MCU主監(jiān)控模塊與所述增益溫度補償模塊相連接。
9.如權(quán)利要求8所述的功放電路的印刷電路板，其特征在于，所述第一級放大模塊包括第一放大管，用于補償信號從信號輸入端到信號輸出端所產(chǎn)生的各級損耗；所述第二級放大模塊包括第二放大管；所述第三級放大模塊包括第三放大管，所述第三放大管為高增益放大管；所述ALC控制電路包括兩個壓控二極管；所述ATT數(shù)控衰減模塊包括衰減器串行芯片；在第一級放大模塊與第二級放大模塊之間連接有增益溫度補償模塊；所述MCU主監(jiān)控模塊與所述增益溫度補償模塊相連接；所述增益溫度補償模塊包括反饋芯片。
10.如權(quán)利要求6至9中任意一項所述的功放電路的印刷電路板，其特征在于，所述電路板具有信號層和鋪地層，射頻鏈`路的走線設(shè)置在所述信號層；所述印刷板包括若干獨立的腔體。
【文檔編號】H03F1/07GK203596798SQ201320823966
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】江征群 申請人:深圳國人通信股份有限公司