[发明专利]射频功率放大器的功率控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及射频功率放大器，特别是一种射频功率放大器的功率控制电路。

背景技术

常规的GSM功率放大器的功率控制，如图1，图2和图3所示。通常功率放大器和控制器由不同工艺实现。功率放大器通常由GaAs工艺实现，控制器通常由CMOS工艺实现。

图1的控制原理为开环控制。GSM功率放大器的输出功率随电源电压增加而增加；控制器为功率放大器提供电源，其输出电压为功率放大器的电源电压；控制器的输出电压随输入vramp电压增加而增加；所以功率放大器的输出功率随控制器输入电压增加而增加。其缺点是控制器和输出器件的尺寸大，成本高，并且功率管的压降也会降低放大器的整体效率。

图2的控制原理为闭环控制，其功率检测通过检测功率放大器输出管的电流来检测输出功率。检测电流的办法是在射频功率放大器输出管的电源上串联一个resense小电阻，功率控制通过检测电阻上的电压，并与vramp电压来比较，比较结果通过反馈控制环路来调整放大器的偏置电压或电流来实现。其优点是由于电源上串联电阻阻值小，减少了电源上的压降，使得整体效率有提高。缺点是需要精确的串联电阻，造成封装的尺寸和成本问题。

图3的控制原理也是闭环控制，其主要特点是功率检测通过功率耦合器和高频检测电路来直接检测输出功率。其缺点是功率检测的高频电路设计对工艺有较高要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种射频功率放大器的功率控制电路，该功率控制电路应具有成本低，尺寸小和效率高的优点。

本发明的技术解决方案如下：

一种射频功率放大器的功率控制电路，其特点在于，包括与该射频功率放大器依次连接的电流电压转换器和控制环路。

所述的控制环路的第一输入端口经所述的电流电压转换器接所述的射频功率放大器的末级功率放大管的基级，所述的控制环路的第二输入端口接控制电压，所述的控制环路的输出端接所述的末级功率放大管的基级连接。

所述的控制环路的第一输入端口接所述的射频功率放大器的末级功率放大管的基级，所述的控制环路的第一输入端口经所述的电流电压转换器接控制电压，所述的控制环路的输出端接所述的末级功率放大管的基级连接。

上述射频功率放大器的功率控制电路具体包括第4功率放大管、第1Mos场效应晶体管、第2Mos场效应晶体管、第3Mos场效应晶体管、第4电阻、第5电阻和第4电容，上述元部件的连接关系如下：

在所述的射频功率放大器的末级功率放大管设置第4功率放大管，所述的第4功率放大管是末级功率放大管的镜像器件，所述的第4功率放大管的基极和末级功率放大管的基极相连，第4功率放大管的发射极和末级功率放大管的发射极相连，所述的第4功率放大管的集电极和第1Mos场效应晶体管的漏极相连，所述的第1Mos场效应晶体管是第2Mos场效应晶体管为镜像电流源，第1Mos场效应晶体管的栅极和第2Mos场效应晶体管的栅极相连，第1Mos场效应晶体管的栅极和漏极相连，第2Mos场效应晶体管的漏极接第4电阻，作为电流电压转换器，第2Mos场效应晶体管的漏极和第4电阻的节点与放大器的正向输入端相连，该放大器的反向输入端与控制电压相连，该放大器的输出端接第3Mos场效应晶体管的栅极，该第3Mos场效应晶体管的栅极经第5电阻、第4电容接第3Mos场效应晶体管的漏极，该漏极经所述的射频功率放大器的末级接第4功率放大管的基级，所述的第1Mos场效应晶体管、第2Mos场效应晶体管和第3Mos场效应晶体管的源极接电源。

本发明的主要工作原理是通过检测射频功率放大器输出管的镜像器件的电流来检测输出功率。由于功率放大器的平均电流随输出功率增加而增加，其镜像器件的电流也会随输出功率增加而增加，如图5所示。检测到的电流可以转换为电压，并和输入控制电压vramp相比，比较的结果通过闭环控制电路来调整放大器的偏置电压或电流，来达到功率控制的目的。具体地说，本发明控制电路将流经第4电阻的电流转换为电压输入所述的放大器正向输入端和经所述的放大器反向输入端的输入控制电压vramp相比较将差值从放大器的输出端输入所述的第3Mos场效应晶体管的栅极，该第3Mos场效应晶体管放大后输出电流输入第3功率放大管的基级作为放大器输出级的偏置电流，作为负反馈控制射频功率放大器的输出功率。

本发明的技术效果如下：