CN118092562A - 一种超宽带有源偏置控制器电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超宽带有源偏置控制器电路包括：所述第一电容分别连接RF_DC端口和RFOUT端口，所述RF_DC端口和所述第一电容之间以及所述有源偏置控制器和第二电阻之间，依次通过所述第一电感、第二电感和第三电感电性连接；所述第二电感和所述第三电感之间连接第二电容，所述第二电容另一端通过第一电阻连接到地；所述有源偏置控制器通过第二电阻连接第三电容，所述第三电容连接到地，所述有源偏置控制器通过第三电阻连接到地；本发明可解决有源偏置控制器对宽带放大器器件提供电压时序时，供电电压与信号输出共用输出管脚而影响射频主路信号的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种超宽带有源偏置控制器电路。
背景技术
超宽带有源偏置控制器电路是一种用于超宽带通信***的电子电路，能够为超宽带放大器提供稳定的偏置电压和电压控制时序，以确保放大器在各种工作条件下都能保持最佳性能。超宽带技术是一种无线通信技术，其特点是能够在非常宽的频率范围内传输数据，通常从几百兆赫兹到几吉赫兹。由于超宽带信号的频率范围非常广，因此要求放大器具有超宽带宽、低噪声、高线性度等特性。为了实现这些特性，需要采用专门的偏置控制电路来管理放大器的偏置条件。
有源偏置控制器是一种电子器件，它可以自动调整外部放大器的栅极电压，从而实现恒定的偏置电流，有源偏置控制器主要给放大器器件提供一个电压的时序(栅极、漏极的上电时序)，提供正负电压，从而为放大器提供稳定、可靠的偏置，保证放大器正常工作。
现在有越来越多的宽带放大器器件也需要提供电压控制时序，同时供电电压与信号输出共用输出管脚，但是当供电电压与信号输出共用同一个输出管脚时，由于供电电压的波动或纹波可能会耦合到射频信号中，导致信号的失真或噪声增加，或者供电电路中的开关操作或瞬态电流，均会对射频主路的信号产生干扰，影响整个射频***的性能。
鉴于此，本申请提供一种超宽带有源偏置控制器电路，实现对宽带放大器器件的电压时序控制及信号输出管脚供电的功能。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种超宽带有源偏置控制器电路。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案包括：RF_DC端口、RFOUT端口、第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和有源偏置控制器；
其中，所述第一电容分别连接RF_DC端口和RFOUT端口，所述RF_DC端口和所述第一电容之间以及所述有源偏置控制器和第二电阻之间，依次通过所述第一电感、第二电感和第三电感电性连接；所述第二电感和所述第三电感之间连接第二电容，所述第二电容另一端通过第一电阻连接到地；所述有源偏置控制器通过第二电阻连接第三电容，所述第三电容连接到地，所述有源偏置控制器通过第三电阻连接到地。
本申请通过在超宽带电路上配置源偏置控制器，使得有源偏置控制器在单独作为偏置控制器使用时，能够为放大器提供稳定、准确的偏置电压，并且能够精确地控制电压时序，确保放大器的性能稳定和可靠，但并不直接影响射频主路信号；同时，当有源偏置控制器单独作为偏置器向放大器射频电路提供供电，不会对射频主路信号产生干扰或影响，提高射频主路信号的稳定性。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第一电容为0.1μF。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第二电容为100pF。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第三电容为10nF。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第一电感为270nH。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第二电感为270nH。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第三电感为1.5μH。
需要说明的是，上述第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感和第三电感给出的值仅做一实施例示例，具体范围值仍可根据实际工作需要进行调整。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第一电阻为320Ω。第一电阻的值可根据工作情况进行调整。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第二电阻为0Ω。第二电阻的值可根据工作情况进行调整。需要说明的是，第二电容、第一电阻、第三电容、第二电阻在超宽带有源偏置控制器电路中为辅助作用，用于降低第三电感高频寄生参数对主传输线的影响，降低整个频带电抗，提高超宽带有源偏置控制器电路的性能和稳定性。
在上述超宽带有源偏置控制器电路的优选技术方案中，所述第三电阻为940Ω。
本发明的有益效果是，通过在超宽带电路上配置有源偏置控制器，使得有源偏置控制器在单独作为偏置控制器使用时，能够为放大器提供稳定、准确的偏置电压，并且能够精确地控制电压时序，确保放大器的性能稳定和可靠，但并不直接影响射频主路信号；同时，当有源偏置控制器单独作为偏置器向放大器射频电路提供供电，不会对射频主路信号产生干扰或影响，提高射频主路信号的稳定性。
附图说明
图1为超宽带有源偏置控制器电路示意图；
图2为超宽带有源偏置控制器电路对放大器供电的实施例；
图3为超宽带有源偏置控制器电路插损仿真结果示意图；
图4为超宽带有源偏置控制器电路驻波仿真结果示意图；
图中：第一电感101、第二电感102、第三电感103、第一电容201、第二电容202、第三电容203、第一电阻301、第二电阻302、第三电阻303、有源偏置控制器401。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图4所示，本发明的超宽带有源偏置控制器电路包括：RF_DC端口、RFOUT端口、第一电感101、第二电感102、第三电感103、第一电容201、第二电容202、第三电容203、第一电阻301、第二电阻302、第三电阻303和有源偏置控制器401；
其中，所述第一电容201分别连接RF_DC端口和RFOUT端口，所述RF_DC端口和所述第一电容201之间以及所述有源偏置控制器401和第二电阻302之间，依次通过所述第一电感101、第二电感102和第三电感103电性连接；所述第二电感102和所述第三电感103之间连接第二电容202，所述第二电容202另一端通过第一电阻301连接到地；所述有源偏置控制器401通过第二电阻302连接第三电容203，所述第三电容203连接到地，所述有源偏置控制器401通过第三电阻303连接到地。
参见图1，有源偏置控制器401是一种电子器件，有源偏置控制器401可以自动调整外部放大器的栅极电压，从而实现恒定的偏置电流，有源偏置控制器401通常被用于为放大器提供合适的偏置，以保证其正常工作和性能稳定。本申请中的有源偏置控制器401的型号为HMC980，在其他可能的实施方式中，也可选用其他型号的有源偏置控制器401进行替换；本申请的有源偏置控制器401具有Rset端口、Vdrain端口、VG2端口、VGATE端口和Vin端口，其中，Vdrain端口通过线路与第三电感103的端口电性连接，Vdrain端口通过超宽带有源偏置控制器电路转换到VDD给放大器供电，Rset端口通过第三电阻303连接到地，第三电阻303根据放大器的Idd电流进行计算配置，Vin端口为超宽带有源偏置控制器401电路电压的输入，VG2端口及VGATE端口为放大器提供电压输出。
RFOUT端口用于输出射频(RF)信号。在超宽带有源偏置控制器电路中，RFOUT端口是射频信号的输出通道，用于将经过放大器处理的射频信号传输到下一级电路或天线。
RF_DC端口能够实现超宽带放大器在射频(RF)和直流(DC)方面的需求；RF_DC端口同时具备传输射频信号和直流偏置信号的功能。在超宽带有源偏置控制器电路中，RF_DC端口用于同时提供直流偏置和射频信号，以实现更复杂的电路控制和信号处理。
第一电感101和第二电感102主要用于提高高频频率性能。通过合理选择第一电感101和第二电感102的电感量，可以实现对特定频率范围的信号进行滤波或抑制，进一步增强高频频率性能的稳定性。
需要说明的是，在高频时，由于寄生参数的影响，电感器的性能会受到一定的影响，寄生参数包括寄生电容和寄生电感，它们会对电感器的感抗和品质因数产生影响，此外，在扩展低频频率方面，通过合理选择电感值和封装形式，可以减小寄生参数对电感器性能的影响。因此，第三电感103为DC偏置电感，一般选用0805大封装，大电感值，在高频时寄生参数大，主要用于扩展低频频率。
具体的，第一电感101、第二电感102和第三电感103的价格要低于传统超宽带有源偏置控制器电路中使用的超宽带偏置器芯片，同时安装的简易程度同样低于传统的锥形电感，便于焊接。
第二电容202、第一电阻301、第三电容203、第二电阻302在超宽带有源偏置控制器电路中为辅助作用，用于降低第三电感103高频寄生参数对主传输线的影响，降低整个频带电抗，提高超宽带有源偏置控制器电路的性能和稳定性。第一电容201、第二电容202、第三电容203采用AVX的560L系列Ultra Broadband电容器。
参见图3，在超宽带有源偏置控制器为放大器供电的一个实施例中，有源偏置控制器401的VG2端口和VGATE端口均连接放大器的输入端，放大器的输出端连接超宽带有源偏置控制器电路的RF_DC端口，有源偏置控制器401的Vdrain端口电性连接第三电感103的端口，Vdrain端口通过超宽带有源偏置控制器电路转换到VDD给放大器供电，Rset端口通过第三电阻303连接到地，Vin端口则为电压输入端口；通过该种设置，使得有源偏置控制器401单独作为偏置控制器使用时，其主要目的是为放大器提供稳定、准确的偏置电压，并且能够精确地控制这些电压的时序，在这个过程中，它确保放大器的性能稳定和可靠，但并不直接影响射频主路信号；同样地，当有源偏置控制器401单独作为偏置器向放大器射频电路提供供电，且不会对射频主路信号产生干扰或影响。
在一种具体的实施方式中，有源偏置控制器Vin设置为8.5V，VGATE配置为-2V，VG2配置为1.5V，Vdrain输出为8V，并提升VGATE使放大器工作在Idd状态；第一电容201的大小为0.1μF；第二电容202的大小为100pF；第三电容203的大小为10nF；第一电感101的大小为270nH；第二电感102的大小为270nH；第三电感103的大小为1.5μH；第一电阻301的大小为320Ω；第二电阻302的大小为0Ω；第三电阻303的大小为940Ω。
图3为RF_DC端到RF端的***损耗曲线，图4为RF_DC端口驻波曲线和RFOUT端口驻波曲线，图3、图4中表明，在10-20000MHz工作频段范围内，RF_DC端到RF端的***损耗＜0.45dB，RF_DC端口和RFOUT端口驻波＜-15dB，由此可知，本申请的超宽带有源偏置控制器电路具有较高的传输质量和可靠性，且具有较高的信号传输效率和稳定性。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于，包括：RF_DC端口、RFOUT端口、第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和有源偏置控制器；
其中，所述第一电容分别连接RF_DC端口和RFOUT端口，所述RF_DC端口和所述第一电容之间以及所述有源偏置控制器和第二电阻之间，依次通过所述第一电感、第二电感和第三电感电性连接；
所述第二电感和所述第三电感之间连接第二电容，所述第二电容另一端通过第一电阻连接到地；
所述有源偏置控制器通过第二电阻连接第三电容，所述第三电容连接到地，所述有源偏置控制器通过第三电阻连接到地。
2.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第一电容为0.1μF。
3.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第二电容为100pF。
4.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第三电容为10nF。
5.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第一电感为270nH。
6.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第二电感为270nH。
7.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第三电感为1.5μH。
8.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第一电阻为320Ω。
9.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第二电阻为0Ω。
10.根据权利要求1所述的超宽带有源偏置控制器电路，其特征在于：所述第三电阻为940Ω。
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