CN214900806U - 推挽功率放大电路、射频前端模组及通信终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于放大电路技术领域，尤其涉及一种推挽功率放大电路、射频前端模组及通信终端，所述推挽功率放大电路包括初级放大电路，级间匹配电路，次级差分放大电路和调节电路；初级放大电路的输出端耦合至级间匹配电路的输入端；级间匹配电路的输出端连接次级差分放大电路的输入端；调节电路的第一端连接至级间匹配电路，调节电路的第二端接地；调节电路包括串联连接的第一电容和第一电阻。本实用新型引入包含串联连接的第一电容和第一电阻的调节电路，提高了推挽功率放大电路的稳定性，改善其线性度。

Description

推挽功率放大电路、射频前端模组及通信终端

技术领域

本实用新型属于放大电路领域，尤其涉及一种推挽功率放大电路、射频前端模组及通信终端。

背景技术

随着移动通讯技术的发展，对通讯***中的功率放大器要求越来越高。推挽功率放大电路在通讯***中核心的射频单元担任重要的角色，其性能特性对整个***指标有较大的影响，特别是其频率和带宽的特性，影响通讯***的传输容量。

目前，推挽功率放大电路在实际应用过程中，要求工作频段更宽，才能够支持更宽的宽带信号，但推挽功率放大电路由于其自身的器件特性，其线性度和带宽受到各器件的限制，使其推挽功率放大电路的线性度不佳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：解决了推挽功率放大电路在对高频段射频信号进行放大处理的过程中线性度不佳的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种推挽功率放大电路，包括初级放大电路，级间匹配电路，次级差分放大电路和调节电路；

所述初级放大电路的输出端耦合至所述级间匹配电路的输入端；

所述级间匹配电路的输出端连接所述次级差分放大电路的输入端；

所述调节电路的第一端连接至所述级间匹配电路，所述调节电路的第二端接地；

所述调节电路包括串联连接的第一电容和第一电阻。

可选地，所述级间匹配电路包括级间巴伦，所述级间巴伦包括第一巴伦输入端、第二巴伦输入端、第一巴伦输出端和第二巴伦输出端；所述第一巴伦输入端与供电电源端或接地端连接，所述第二巴伦输入端与所述初级放大电路的输出端连接，所述第一巴伦输出端和所述第二巴伦输出端分别连接至所述次级差分放大电路的输入端。

可选地，所述调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输入端；或者，所述调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输入端；或者，所述调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输出端；或者，所述调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输出端。

可选地，所述调节电路包括第一调节电路、第二调节电路、第三调节电路和第四调节电路中的任意至少两个；所述第一调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输入端；所述第二调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输入端；所述第三调调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输出端；所述第四调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输出端。

可选地，所述级间匹配电路包括级间电容和级间电感，所述级间电容的第一端与所述初级放大电路的输出端连接，所述级间电容的第二端分别所述次级差分放大电路的输入端和所述级间电感的第一端连接，所述级间电感的第二端接地。

可选地，所述调节电路的第一端连接在所述级间电容的第一端；或者，所述调节电路的第一端连接在所述级间电容的第二端。

可选地，所述调节电路包括第一调节电路和第二调节电路；所述第一调节电路的第一端连接在所述级间电容的第一端；所述第二调节电路的第一端连接在所述级间电容的第二端。

可选地，所述初级放大电路包括第一初级放大晶体管，所述次级差分放大电路包括第一次级放大晶体管和第二次级放大晶体管，所述第一初级放大晶体管的输出端耦合至所述级间匹配电路的输入端，所述级间匹配电路的输出端分别连接所述第一次级放大晶体管的输入端和所述第二次级放大晶体管的输入端。

可选地，所述初级放大电路包括第一初级放大晶体管和第二初级放大晶体管，所述次级差分放大电路包括第一次级放大晶体管和第二次级放大晶体管，所述第一初级放大晶体管的输出端和所述第二初级放大晶体管的输出端分别耦合至所述级间匹配电路的输入端，所述级间匹配电路的输出端分别连接所述第一次级放大晶体管的输入端和所述第二次级放大晶体管的输入端。

可选地，所述调节电路还包括与所述第一电容和所述第一电阻串联的第一电感。

本实用新型还提供一种推挽功率放大电路，包括初级放大电路，级间匹配电路，次级差分放大电路和调节电路；所述初级放大电路的输出端耦合至所述级间匹配电路的输入端；所述级间匹配电路的输出端连接所述次级差分放大电路的输入端；所述调节电路的第一端连接至所述级间匹配电路，所述调节电路的第二端接地；所述调节电路包括串联连接的第一电容和第一电阻。本实用新型在推挽功率放大电路中引入包含串联连接的第一电容和第一电阻的调节电路，从而实现在宽频带内的阻抗匹配，增宽了可适配的频带宽范围，以及进一步改善推挽功率放大电路的幅度失调和相位失调，从而改善了推挽功率放大电路的线性度，提高推挽功率放大电路的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的推挽功率放大电路的结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例提供的推挽功率放大电路的结构示意图；

图3是本实用新型第三实施例提供的推挽功率放大电路的结构示意图；

图4是本实用新型第四实施例提供的推挽功率放大电路的结构示意图；

图5是本实用新型第五实施例提供的推挽功率放大电路的结构示意图；

图6是本实用新型第六实施例提供的推挽功率放大电路的结构示意图；

图7是本实用新型第七实施例提供的推挽功率放大电路的结构示意图；

图8是本实用新型第八实施例提供的推挽功率放大电路的结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、初级放大电路；11、第一初级放大晶体管；12、第二初级放大晶体管；2、级间匹配电路；21、级间巴伦；22、级间电容；23、级间电感；3、次级差分放大电路；31、第一次级放大晶体管；32、第二次级放大晶体管；4、调节电路；41、第一电容；42、第一电阻；43、第一电感。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型一实施例提供了一种推挽功率放大电路，所述推挽功率放大电路包括初级放大电路1，级间匹配电路2，次级差分放大电路3和调节电路4。

所述初级放大电路1的输出端耦合至所述级间匹配电路2的输入端，可理解地，所述初级放大电路1的输入端接收射频信号，所述射频信号的频段可以为N77频段、N79频段等等，所述初级放大电路1对接收的所述射频信号进行放大处理，将放大处理后的所述射频信号通过所述初级放大电路1的输出端传输至所述级间匹配电路2的输入端，所述初级放大电路1用于放大接收到的射频信号，所述初级放大电路1可以根据需求设置，比如所述初级放大电路1为NPN型的三极管或者PNP型的三级管等等。

所述级间匹配电路2的输出端连接所述次级差分放大电路3的输入端，可理解地，所述级间匹配电路2用于实现所述初级放大电路1和所述次级差分放大电路3的阻抗转换，所述级间匹配电路2可以根据需求设置，比如级间匹配电路2可以选择匹配元器件或者包括匹配元器件的匹配电路的拓扑结构，其中，匹配元器件可以为巴伦、电容、电感等等。本实施例不对级间匹配电路2的具体结构做具体限制，可适用于任意一种匹配电路。

所述调节电路4的第一端连接至所述级间匹配电路2上，所述调节电路4的第二端接地。具体地，所述调节电路4的第一端连接至所述级间匹配电路2可以为：所述级间匹配电路的输入端，或者，所述级间匹配电路的输出端等。需要说明的是，本实用新型一实施例提供的调节电路4包括可以包括一个或者多个。比如：调节电路4包括第一调节电路和第二调节电路。其中第一调节电路接入在所述级间匹配电路的输入端，第二调节电路接入在所述级间匹配电路的输出端。可理解地，所述调节电路4包括第一端和第二端，所述调节电路4能够使所述级间匹配电路2对射频信号进行阻抗转换过程中更加收敛，即能够让所述初级放大电路1输出的阻抗呈现容性而非感性，以及能够让所述次级放大电路接收到的输入的阻抗呈现容性而非感性，因为容性更加适配于射频电路中，能够更好的传输射频信号，因此，能够被配置为带宽的阻抗转换，从而实现了更宽的宽频带内的阻抗匹配。

所述调节电路4包括串联连接的第一电容41和第一电阻42，可理解地，所述调节电路4为RC电路，所述第一电容41和所述第一电阻42的串联方式不做限定，所述第一电容41的容值和所述第一电阻42的阻值可以根据需求设定，比如第一电容41的容值为10pF、0.1μF等等，第一电阻42的阻值为1欧、10欧等等，通过所述调节电路4的能够消耗射频信号在传输过程出现的反射功率，使射频信号通过所述级间巴伦21进行平滑转换，根据哈特莱定理，减少了时移和频移的路径。

本实用新型的推挽功率放大电路，包括初级放大电路1，级间匹配电路2，次级差分放大电路3和调节电路4；所述初级放大电路1的输出端耦合至所述级间匹配电路2的输入端；所述级间匹配电路2的输出端连接所述次级差分放大电路3的输入端；所述调节电路4的第一端连接至所述级间匹配电路2上，所述调节电路4的第二端接地；所述调节电路4包括串联连接的第一电容41和第一电阻42，如此，本实用新型在推挽功率放大电路中引入包含串联连接的第一电容41和第一电阻42的调节电路4，从而实现在宽频带内的阻抗匹配，增宽了可适配的频带宽范围，以及进一步改善推挽功率放大电路的幅度失调和相位失调，从而改善了推挽功率放大电路的线性度，提高推挽功率放大电路的稳定性。

在一实施例中，如图2所示，所述级间匹配电路2包括级间巴伦21，所述级间巴伦21包括第一巴伦输入端、第二巴伦输入端、第一巴伦输出端和第二巴伦输出端；所述第一巴伦输入端与供电电源端或接地端连接，所述第二巴伦输入端与所述初级放大电路1的输出端连接，所述第一巴伦输出端和所述第二巴伦输出端分别连接至所述次级差分放大电路3的输入端。

可理解地，所述供电电源端与提供给所述推挽功率放大电路的供电电源连接，所述供电电源的电压值可以根据需求设定，比如：供电电源的电压值为3.4V、4.2V、或者3～6V等等。所述级间巴伦21为通过将匹配输入转换为差分输出而实现平衡传输线电路与不平衡传输线电路的连接的用于宽带射频传输的电子元器件或电路，所述级间巴伦21的功能能够使推挽功率放大电路具有不同阻抗或者兼容所述次级差分放大电路3以将单端的射频信号转换成双端的射频信号，通过所述第二巴伦输入端接收来自所述初级放大电路1的输出端输出的射频信号，通过所述级间巴伦21转换成双端的射频信号，分别通过所述第一巴伦输出端和所述第二巴伦输出端输出至所述次级差分放大电路3的输入端。

在一实施例中，如图2-5所述，所述调节电路4的第一端连接在所述第一巴伦输入端，或者，所述调节电路4的第一端连接在所述第二巴伦输入端，或者，所述调节电路4的第一端连接在所述第一巴伦输出端；或者，所述调节电路4的第一端连接在所述第二巴伦输出端。

在另一实施例中，所述调节电路4包括第一调节电路、第二调节电路、第三调节电路和第四调节电路中的任意至少两个；所述第一调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输入端；所述第二调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输入端；所述第三调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输出端；所述第四调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输出端。

可理解地，所述推挽功率放大电路包括的所述调节电路4的数量可以至少为一个，比如：所述调节电路包括第一调节电路、第二调节电路、第三调节电路和第四调节电路，任一个所述调节电路4的第一端可以连接在所述第一巴伦输入端、所述第二巴伦输入端、所述第一巴伦输出端或者所述第二巴伦输出端上，通过所述调节电路4的能够消耗射频信号在传输过程出现的反射功率，使射频信号通过所述级间巴伦21进行平滑转换，根据哈特莱定理，减少了时移和频移的路径，提高了所述推挽功率放大电路的稳定性，从而进一步改善推挽功率放大电路的幅度失调和相位失调，最终改善了推挽功率放大电路的线性度。

在一实施例中，如图6所示，所述级间匹配电路2包括级间电容22和级间电感23，所述级间电容22的第一端与所述初级放大电路1的输出端连接，所述级间电容22的第二端分别所述次级差分放大电路3的输入端和所述级间电感23的第一端连接，所述级间电感23的第二端接地，可理解地，通过所述级间电容22和所述级间电感23构成LC电路，通过该LC电路实现的阻抗转换，能够减少电路布局空间，节省了基板及布线成本，简化了所述级间匹配电路2。

在一实施例中，所述调节电路4的第一端连接在所述级间电容22的第一端；或者，所述调节电路4的第一端连接在所述级间电容22的第二端。

在另一实施例中，所述推挽功率放大电路包括第一调节电路和第二调节电路；所述第一调节电路的第一端连接在所述级间电容的第一端；所述第二调节电路的第一端连接在所述级间电容的第二端。

可理解地，通过所述调节电路4的能够消耗射频信号在所述级间电容22和所述级间电感23的传输过程出现的反射功率，使射频信号进行平滑转换，根据哈特莱定理，减少了时移和频移的路径，提高了所述推挽功率放大电路的稳定性，从而进一步改善推挽功率放大电路的幅度失调和相位失调，最终改善了推挽功率放大电路的线性度。

在一实施例中，如图1所示，所述初级放大电路1包括第一初级放大晶体管11，所述次级差分放大电路3包括第一次级放大晶体管31和第二次级放大晶体管32，所述第一初级放大晶体管11的输出端耦合至所述级间匹配电路2的输入端，所述级间匹配电路2的输出端分别连接所述第一次级放大晶体管31的输入端和所述第二次级放大晶体管32的输入端。

可理解地，所述第一初级放大晶体管11可以根据需求设定，比如第一初级放大晶体管11为NPN型晶体三极管、PNP型晶体三极管等等，在一实施例中，所述第一初级放大晶体管11为NPN型晶体三极管，所述第一初级放大晶体管11的集电极与所述级间匹配电路2的输入端连接，所述第一初级放大晶体管11的基极接收射频信号，所述第一初级放大晶体管11的发射极接地，所述第一次级放大晶体管31和所述第二次级放大晶体管32可以根据需求设定，比如第一次级放大晶体管31为NPN型晶体三极管，第二次级放大晶体管32为PNP型晶体三极管；第一次级放大晶体管31为PNP型晶体三极管，第二次级放大晶体管32为NPN型晶体三极管，在一实施例中，所述第一次级放大晶体管31为NPN型晶体三极管，所述第二次级放大晶体管32为PNP型晶体三极管，所述第一次级放大晶体管31的基极和所述第二次级放大晶体管32的基极分别与所述级间匹配电路2的输出端连接，所述第一次级放大晶体管31的发射极接地，所述第二次级放大晶体管32的集电极接地，通过所述第一次级放大晶体的集电极和所述第二次级放大晶体管32的发射极输出双端的射频信号，如此，实现了将单端的射频信号转换成双端的射频信号，而且减少了电子元器件，节省了电路板的成本，以及通过调节电路提高了所述推挽功率放大电路的稳定性，从而进一步改善推挽功率放大电路的幅度失调和相位失调，最终改善了推挽功率放大电路的线性度。

在一实施例中，如图8所示，所述初级放大电路1包括第一初级放大晶体管11和第二初级放大晶体管12，所述次级差分放大电路3包括第一次级放大晶体管31和第二次级放大晶体管32，所述第一初级放大晶体管11的输出端和所述第二初级放大晶体管12的输出端分别耦合至所述级间匹配电路2的输入端，所述级间匹配电路2的输出端分别连接所述第一次级放大晶体管31的输入端和所述第二次级放大晶体管32的输入端。

可理解地，所述第一初级放大晶体管11和所述第二初级放大晶体管12可以根据需求设定，比如第一初级放大晶体管11和第二初级放大晶体管12均为NPN型晶体三极管或者PNP型晶体三极管等等，通过所述第一初级放大晶体管11和所述第二初级放大晶体管12对输入的射频信号进行放大，能够提高放大增益，以及增宽带宽，提高了推挽功率放大电路的性能，在一实施例中，所述第一初级放大晶体管11和所述第二初级放大晶体管12均为NPN型晶体三极管，所述第一初级放大晶体管11的集电极与所述级间匹配电路2的输入端连接，所述第二初级放大晶体管12的集电极与所述级间匹配电路2的输入端连接，所述第一初级放大晶体管11的发射极和所述第二初级放大晶体管12的发射极接地。

其中，所述第一次级放大晶体管31和所述第二次级放大晶体管32可以根据需求设定，比如第一次级放大晶体管31为NPN型晶体三极管，第二次级放大晶体管32为PNP型晶体三极管；第一次级放大晶体管31为PNP型晶体三极管，第二次级放大晶体管32为NPN型晶体三极管，在一实施例中，所述第一次级放大晶体管31为NPN型晶体三极管，所述第二次级放大晶体管32为PNP型晶体三极管，所述第一次级放大晶体管31的基极和所述第二次级放大晶体管32的基极分别与所述级间匹配电路2的输出端连接，所述第一次级放大晶体管31的发射极接地，所述第二次级放大晶体管32的集电极接地，通过所述第一次级放大晶体的集电极和所述第二次级放大晶体管32的发射极输出双端的射频信号，如此，通过所述调节电路提高了所述推挽功率放大电路的稳定性，从而进一步改善推挽功率放大电路的幅度失调和相位失调，最终改善了推挽功率放大电路的线性度。。

在一实施例中，如图7所示，所述调节电路4还包括与所述第一电容41和所述第一电阻42串联的第一电感43，可理解地，所述第一电感43的电感值可以根据需求设定，在一实施例中，所述第一电容41的一端与所述调节电路4的第一端连接，所述第一电容41的另一端与所述第一电感43的一端连接，所述第一电感43的另一端与所述第一电阻42的一端连接，所述第一电阻42的另一端接地，如此，所述第一电感43和所述第一电容41构成LC电路，通过LC振荡电路，能够稳定调制带宽，提高推挽功率放大电路的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种推挽功率放大电路，其特征在于，包括初级放大电路，级间匹配电路，次级差分放大电路和调节电路；

所述初级放大电路的输出端耦合至所述级间匹配电路的输入端；

所述级间匹配电路的输出端连接所述次级差分放大电路的输入端；

所述调节电路的第一端连接至所述级间匹配电路，所述调节电路的第二端接地；

所述调节电路包括串联连接的第一电容和第一电阻。

2.如权利要求1所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述级间匹配电路包括级间巴伦，所述级间巴伦包括第一巴伦输入端、第二巴伦输入端、第一巴伦输出端和第二巴伦输出端；所述第一巴伦输入端与供电电源端或接地端连接，所述第二巴伦输入端与所述初级放大电路的输出端连接，所述第一巴伦输出端和所述第二巴伦输出端分别连接至所述次级差分放大电路的输入端。

3.如权利要求2所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输入端；或者，所述调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输入端；或者，所述调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输出端；或者，所述调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输出端。

4.如权利要求2所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述调节电路包括第一调节电路、第二调节电路、第三调节电路和第四调节电路中的任意至少两个；

所述第一调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输入端；

所述第二调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输入端；

所述第三调节电路的第一端连接在所述第一巴伦输出端；

所述第四调节电路的第一端连接在所述第二巴伦输出端。

5.如权利要求1所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述级间匹配电路包括级间电容和级间电感，所述级间电容的第一端与所述初级放大电路的输出端连接，所述级间电容的第二端分别所述次级差分放大电路的输入端和所述级间电感的第一端连接，所述级间电感的第二端接地。

6.如权利要求5所述的推挽功率放大电路，其特征在于，

所述调节电路的第一端连接在所述级间电容的第一端；或者，所述调节电路的第一端连接在所述级间电容的第二端。

7.如权利要求5所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述调节电路包括第一调节电路和第二调节电路；

所述第一调节电路的第一端连接在所述级间电容的第一端；

所述第二调节电路的第一端连接在所述级间电容的第二端。

8.如权利要求1所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述初级放大电路包括第一初级放大晶体管，所述次级差分放大电路包括第一次级放大晶体管和第二次级放大晶体管，所述第一初级放大晶体管的输出端耦合至所述级间匹配电路的输入端，所述级间匹配电路的输出端分别连接所述第一次级放大晶体管的输入端和所述第二次级放大晶体管的输入端。

9.如权利要求1所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述初级放大电路包括第一初级放大晶体管和第二初级放大晶体管，所述次级差分放大电路包括第一次级放大晶体管和第二次级放大晶体管，所述第一初级放大晶体管的输出端和所述第二初级放大晶体管的输出端分别耦合至所述级间匹配电路的输入端，所述级间匹配电路的输出端分别连接所述第一次级放大晶体管的输入端和所述第二次级放大晶体管的输入端。

10.如权利要求1-9任一项所述的推挽功率放大电路，其特征在于，所述调节电路还包括与所述第一电容和所述第一电阻串联的第一电感。

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