[发明专利]效率和线性度提高的功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种效率和线性度提高的功率放大器。

背景技术

对于无线通信装置，如由电池提供能量的蜂窝移动电话和寻呼机等便携式手持小型设备，电池的供电时间短已成为影响该类通信装置使用的重要因素。电池供电时间短主要是因为该类无线通信装置中功率放大器的工作效率低，其在放大信号时消耗掉电源提供的大量功率。另外，在使用通信设备接收信息时，若设备中的功率放大器线性度较差，则会使所接收到的信号波形发生幅度与相位上的失真，影响信息的准确传输。

现有的提高射频功率放大器效率的方法主要有LINC、EE&R、Doherty等。LINC技术是把一个调幅调相信号分解成两个恒包络的调相信号，然后使其分别通过两个特性相同的功放，最后将两路信号合成初始变包络信号输出。EE&R技术的基本原理是，中频输入信号通过包络检测器和限幅器，得到幅度和相位形式的输入信号。恒包络的输入信号经混频器变频后成为射频信号，送入非线性射频功放输出。分离后得到的中频包络信号对供给的电压信号进行调制，然后用所得的调制信号来控制功率放大器。Doherty结构由主功放和辅助功放2个功放组成，主功放工作在B类或者AB类，辅助功放工作在C类。两个功放不是轮流工作，而是主功放一直工作，辅助功放到设定的峰值才工作。Doherty功放虽然具有很高的效率，但其线性度较差。

现有的改善射频功率放大器线性度的技术主要有功率回退、负反馈、前馈等。功率回退法虽然实现简单，但其是牺牲了效率来换取线性度，因而不适合用于输出功率以及效率要求较高的功放系统中。负反馈技术是通过牺牲功放增益来达到抑制信号失真的目的，因此功率放大器必须提供足够高的增益才能得到较好的功率增益和线性度。前馈技术要求两通路中信号的幅度和相位特性完全匹配，因此最简单的前馈系统也远比负反馈系统复杂，因而不常被使用。

发明内容

本发明目的是：提供一种效率和线性度均提高的功率放大器，其在不增加功率放大器静态功耗的情况下，滤除了功率放大器中的N(N＞1)次谐波，显著提高了功率放大器的效率和线性度。

本发明的技术方案是：一种效率和线性度提高的功率放大器，所述功率放大器为由共射极晶体管与共基极晶体管串叠构成的Cascode结构，从所述共射极晶体管的集电极到地之间连接有抑制谐波信号的谐波滤除网络，通过改变该谐波滤除网络的LC串联谐振频率，可以达到滤除N(N＞1)次谐波信号的目的；同时，从所述共基极晶体管的基极到地之间连接有提高基频信号增益并抑制二次谐波信号输出的LC串并联谐振网络，通过所述LC串并联谐振网络，可以在滤除二次谐波信号的同时，又不影响基波信号的传输特性。

进一步的，在上述功率放大器中，所述谐波滤除网络包括从共射极晶体管的集电极到地之间并联的LC串联谐振网络和第三电感。

进一步的，在上述功率放大器中，所述LC串联谐振网络包括从共射极晶体管的集电极到地之间串联的第一电感和第一电容。

进一步的，在上述功率放大器中，所述串并联谐振网络包括从所述共基极晶体管的基极到地之间并联的第三电容和基频串联谐振网络。

进一步的，在上述功率放大器中，所述基频串联谐振网络包括从所述共基极晶体管的基极到地之间串联的第二电容和第二电感。

本发明的优点是：

1.本发明通过在Cascode结构功率放大器中共射极晶体管的集电极，以及共基极晶体管的基极加入谐波滤除网络，在不增加功率放大器静态功耗的情况下，有效滤除功率放大器中的N(N＞1)次谐波，显著地提高功率放大器的效率和线性度。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明具体实施例的电路结构示意图；

图2为本发明具体实施例的共基极晶体管基极所接LC串并联谐振网络的作用示意图。

其中：1谐波滤除网络；11LC串联谐振网络；2LC串并联谐振网络；21基频串联谐振网络；L1第一电感；L2第二电感；L3第三电感；C1第一电容；C2第二电容；C3第三电容；Q1共射极晶体管；Q2共基极晶体管。

具体实施方式