WO2014023251A1 - 一种多路功放装置及其实现方法 - Google Patents

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tube
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陈化璋
安晋元
王刚
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    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0288—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers
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    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only

Definitions

  • Multi-channel power amplifier device and implementation method thereof
  • the present invention relates to the technical field of RF power amplifier circuit design, and in particular, to a multi-channel power amplifier device and an implementation method thereof. Background technique
  • a conventional three-way Doherty power amplifier as shown in Fig. 1, three power amplifier tubes main (carrier amplifier), peak (peak amplifier) 1, and peak2 are discrete devices, but this is composed of discrete devices.
  • the three-way doherty power amplifier has the following defects or shortcomings: design and debugging are relatively complicated and time-consuming, mass production consistency is difficult to control, and PCB (Printed Circuit Board) layout has a large footprint and limited layout space. Summary of the invention
  • the invention provides a multi-channel power amplifier device and an implementation method thereof, which can improve the consistency of production, at the same time make design and debugging more convenient, and is beneficial to PCB layout.
  • the present invention provides a multi-channel power amplifier device for use in an N-way Doherty circuit.
  • the apparatus includes a carrier frequency main tube including (N-1) input pins and (N-1) output pins, and a multi-terminal device, and the multi-terminal device is used instead of the (N-1) peak amplifier tubes of the N-way Doherty circuit;
  • N is a positive integer greater than or equal to 3.
  • the device also includes a power distribution device and a power synthesis device, The device is applied to a three-way Doherty circuit,
  • the multi-terminal device is a push-pull double-ended device, and the dies of the first peak tube and the second peak tube of the three-way Doherty circuit use the same wafer.
  • the dies of the first peak tube and the second peak tube in the three-way Doherty circuit are disposed on the same flange.
  • the present invention also provides a method for implementing a multi-channel power amplifier device, comprising: replacing a (N-1) peak tube in an N-way doherty circuit with a multi-terminal device;
  • the multi-terminal device includes (N-1) input pins and (N-1) output pins, wherein (N-1) inputs, where N is a positive integer greater than or equal to 3.
  • the (N-1) input pins of the multi-terminal device are also coupled to a power distribution device, and the (N-1) output pins of the multi-terminal device are also coupled to a power combining device.
  • the multi-terminal device is a push-pull double-ended device, and the die of the first peak tube and the second peak tube in the N-way Doherty circuit are the same Wafer.
  • the dies of the first peak tube and the second peak tube in the N-way Doherty circuit are disposed on the same flange.
  • the invention improves the consistency of production by introducing a push-pull (push-pull) double-ended device instead of two separate peak power amplifier tubes in the design of the three-way doherty circuit, and at the same time makes design and debugging more convenient, and more Conducive to PCB layout.
  • 1 is a schematic diagram of a conventional three-way Doherty power amplifier
  • 2 is a schematic diagram of a three-way Doherty power amplifier according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiment provides a multi-channel power amplifier device, which replaces a plurality of discrete devices in a multi-channel doherty with a multi-terminal device to reduce the number of discrete devices in the multi-channel doherty, thereby improving production consistency and further laying out space. It is also more convenient to reduce, design and debug.
  • the (N-1) peak tubes in the N-way Doherty circuit are replaced by multi-terminal devices;
  • the multi-terminal device includes (N-1) input pins and (N-1) output pins, and the (N-1) input pins and the (N-1) output pins respectively Connected to both ends of the (N-1) peak tubes of the N-way Doherty circuit;
  • N is a positive integer greater than or equal to 3.
  • the multi-way doherty in the present invention may be three-way doherty, four-way doherty or more doherty.
  • the multi-terminal device is a Push-pull double-ended device, and the push-pull pair of tubes in the tube is fabricated by the same wafer and in the same batch, so that the two parameters of the tube are consistent. Sex will be greatly improved; at the same time, these dies are placed on the same flange, which also makes the temperature characteristics more consistent, and the consistency of the phase and amplitude of the two tubes in the mass production will be greatly improved.
  • a multi-channel power amplifier device is provided. As shown in FIG. 2, a three-way doherty power amplifier is taken as an example.
  • the device mainly includes two discrete devices main tube 1 and push-pull pair tube 2;
  • the pair of tubes 2 of the Push-pull structure replaces the two discrete devices peak1 and peak2 as shown in Fig. 1; further, the device further comprises a power distribution device 3 at the input and a power combining device 4 at the output, through the power distribution device 3
  • the input power Rfm is distributed to the main tube and the peakl tube and the peak2 tube in the push-pull pair tube, and the power synthesizing device 4 places the main tube and the push-pull pair in the tube.
  • the power amplification signals of peakl and peak2 are combined and output power Rfout.
  • the present invention replaces two separate peak power amplifier tubes by introducing a push-pull double-ended device in a three-way doherty circuit design, since only two power amplifier tubes are used to form a three-way doherty, not only in the large
  • the efficiency of the retreat is better than that of the two-way doherty, and the consistency of its production is consistent with the two-way doherty. Therefore, the consistency of the three-way doherty in mass production is greatly improved, and the design and debugging are more convenient.
  • the PCB occupies a smaller area, which is more conducive to the layout of the whole board.
  • the push-pull pair tube is used instead of the peakl tube and the peak 2 tube in the conventional three-way.
  • the solution of the present invention is not limited to three-way doherty, and can be applied to four-way or more channels.
  • a push-pull structure of a pair of tubes can be replaced by a three-terminal device, and the three-terminal device is used instead. Peakl, peak2, peak3, in this way, the main tube plus this three-terminal device just constitutes four paths.
  • modules or steps of the present invention can be implemented by a general-purpose computing device, which can be concentrated on a single computing device or distributed over a network composed of multiple computing devices. Alternatively, they may be implemented by program code executable by the computing device, such that they may be stored in the storage device by the computing device and, in some cases, may be different from the order herein.
  • the steps shown or described are performed, or they are separately fabricated into individual integrated circuit modules, or a plurality of modules or steps are fabricated as a single integrated circuit module.
  • the invention is not limited to any particular combination of hardware and software.
  • the present invention improves the consistency of production by introducing a push-pull (push-pull) double-ended device in the design of a three-way doherty circuit, thereby improving the design and design. Debugging is more convenient and more conducive to PCB layout.

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Abstract

一种多路功放装置及其实现方法，应用于N路多赫蒂电路，多路功放装置包括载频放大器管和多端器件，该多端器件包括（N-1）个输入管脚和（N-1）个输出管脚，并且所述多端器件用来代替N路多赫蒂电路的（N-1）个峰值放大器管；其中，N为大于等于3的正整数。采用本发明，能够提高生产的一致性，同时使设计与调试更方便，且有利于PCB布局。

Description

一种多路功放装置及其实现方法
技术领域
本发明涉及射频功率放大器电路设计技术领域， 尤其涉及一种多路功放 装置及其实现方法。 背景技术
随着基站产品的竟争越来越激烈， 客户提出来许多新的需求， 比如峰均 比进一步增大、 机顶功率的进一步提升等， 这就体现出了多路 doherty (多赫 蒂）功率放大器的优势， 比如大回退 12dB (分贝） 时， 三路 doherty功率放 大器相比两路 doherty功率放大器， 具有更高的效率。
以传统的三路 Doherty功率放大器为例， 如图 1所示， 其中三只功放管 main (载频放大器） 、 peak (峰值放大器） 1、 peak2 均为分立器件， 但是这 种由分立器件组成的三路 doherty功率放大器存在如下缺陷或不足：设计和调 试相对复杂耗时， 批量生产一致性难以控制， 且 PCB ( Printed Circuit Board ) 布局占用面积大， 布局空间也会受限。 发明内容
本发明提供一种多路功放装置及其实现方法， 能够提高生产的一致性， 同时使设计与调试更方便， 且有利于 PCB布局。
为解决上述技术问题， 本发明提供了一种多路功放装置， 应用于 N路多 赫蒂 (Doherty)电路，
所述装置包括载频放大器 (main)管和多端器件， 所述多端器件包括 (N-1) 个输入管脚和 (N-1)个输出管脚，并且所述多端器件用来代替所述 N路 Doherty 电路的 (N-1)个峰值放大器 (peak)管；
其中， N为大于等于 3的正整数。
所述装置还包括功率分配装置和功率合成装置， 所述装置应用于三路 Doherty电路，
所述多端器件为推挽式 (push-pull)双端器件， 所述三路 Doherty电路中的 第一 peak管和第二 peak管的管芯釆用相同的晶片。
所述三路 Doherty电路中的所述第一 peak管和所述第二 peak管的管芯设 在同一个法兰上。
为解决上述技术问题， 本发明还提供了一种实现多路功放装置的方法， 包括： 利用多端器件代替 N路 doherty电路中的 (N-1)个 peak管；
所述多端器件包括 (N-1)个输入管脚和 (N-1)个输出管脚，所述 (N-1)个输入 其中， N为大于等于 3的正整数。
所述多端器件的所述 (N-1)个输入管脚还与功率分配装置相连， 所述多端 器件的所述 (N-1)个输出管脚还与功率合成装置相连。
所述 N路 Doherty电路为三路 Doherty电路时，所述多端器件为 push-pull 双端器件，且所述 N路 Doherty电路中的第一 peak管和第二 peak管的管芯釆 用相同的晶片。
所述 N路 Doherty电路中的所述第一 peak管和所述第二 peak管的管芯 设在同一个法兰上。
本发明通过在三路 doherty电路设计中， 引入 push-pull (推挽式）双端器 件来代替两个分立的 peak功放管， 提高了生产的一致性， 同时使设计与调试 更方便， 且更有利于 PCB布局。 附图概述
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部 分， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的 不当限定。 在附图中：
图 1为传统的三路 Doherty功率放大器的示意图； 图 2为本发明实施例的三路 Doherty功率放大器的示意图。
本发明的较佳实施方式
本实施方式提供一种多路功放装置，用一个多端器件代替多路 doherty中 的多个分立器件， 以减少多路 doherty中分立器件的个数， 从而能够提高生产 的一致性， 且布局空间进一步缩小， 设计和调试也会更方便。
进一步地， 针对 N路 Doherty电路， 利用多端器件代替该 N路 Doherty 电路中的 (N-1)个 peak管；
所述的多端器件包括 (N-1)个输入管脚和 (N-1)个输出管脚，所述 (N-1)个输 入管脚和所述 (N-1)个输出管脚分别与所述 N路 Doherty电路的 (N-1)个 peak 管的两端相连；
其中， N为大于等于 3的正整数。
具体而言， 本发明中的多路 doherty可是三路 doherty、 四路 doherty或更 多路 doherty等。
优选地， 针对三路 Doherty电路， 所述多端器件为 Push-pull双端器件， 且此 Push-pull对管中的管芯用相同的晶片， 同一批次制造， 因而对管两路参 数的一致性将会大幅度提高； 同时这些管芯放置在同一个法兰上， 也使得温 度特性更一致， 并且批量生产中该对管两路的相位和幅度的一致性也会大幅 提高。
为了便于阐述本发明， 以下将结合附图及具体实施例对本发明技术方案 的实施作进一步详细描述。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的 实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施例中提供了一种多路功放装置， 如图 2所示， 以三路 doherty 功率放大器为例，该装置主要包括两个分立器件 main管 1和 push-pull对管 2; 通过使用 Push-pull结构的对管 2来代替如图 1中所示的两个分立器件 peakl 和 peak2; 此外，该装置还包括输入端的功率分配装置 3和输出端的功率合成 装置 4,通过功率分配装置 3将输入功率 Rfm分配到 main管和 push-pull对管 中的 peakl管和 peak2管， 功率合成装置 4将 main管和 push-pull对管中的 peakl、 peak2的功率放大信号进行合成后输出功率 Rfout。
综上所述，本发明通过在三路 doherty电路设计中， 引入 push-pull的双端 器件来代替两个分立的 peak 功放管， 由于是仅用两只功放管组成三路 doherty, 不仅在大回退时效率优于两路 doherty夕卜， 并且其生产的一致性与两 路 doherty—致， 因此， 大大提高了三路 doherty在大规模生产时的一致性问 题， 并且使设计与调试更方便， PCB所占用面积更小， 更有利于整板布局。
需要说明的是， 对于三路 doherty来说， 由于 main管是独立的管子， 因 此， 就用 push-pull对管来代替传统三路中的 peakl管和 peak2管。 但本发明 方案并不仅限于三路 doherty, 对于四路或者更多路同样可以适用， 如针对四 路 doherty, push-pull结构的对管就可用三端器件来代替， 这个三端器件用来 代替 peakl、 peak2、 peak3 , 这样， main管加上这个三端器件正好构成四路。
以上仅为本发明的优选实施案例而已， 并不用于限制本发明， 本发明还 可有其他多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的情况下， 熟悉本领域 的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形， 但这些相应的改变和 变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步骤可 以用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布 在多个计算装置所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程 序代码来实现， 从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行， 并 且在某些情况下， 可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤， 或者 将它们分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或步骤制作 成单个集成电路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特定的硬件和软件 结合。
工业实用性
与有关技术相比， 本发明通过在三路 doherty电路设计中， 引入 push-pull (推挽式）双端器件来代替两个分立的 peak功放管， 提高了生产的一致性， 同时使设计与调试更方便， 且更有利于 PCB布局。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种多路功放装置， 其特征在于， 应用于 N路多赫蒂 (Doherty)电路， 所述装置包括载频放大器 (main)管和多端器件， 所述多端器件包括 (N-1) 个输入管脚和 (N-1)个输出管脚，并且所述多端器件用来代替所述 N路 Doherty 电路的 (N-1)个峰值放大器 (peak)管；
其中， N为大于等于 3的正整数。
2、 如权利要求 1所述的装置， 还包括功率分配装置和功率合成装置，
3、 如权利要求 1或 2所述的装置， 其中， 所述装置应用于三路 Doherty 电路，
所述多端器件为推挽式 (push-pull)双端器件， 所述三路 Doherty电路中的 第一 peak管和第二 peak管的管芯釆用相同的晶片。
4、 如权利要求 3所述的装置， 其中，
所述三路 Doherty电路中的所述第一 peak管和所述第二 peak管的管芯设 在同一个法兰上。
5、 一种多路功放装置的实现方法， 包括：
利用多端器件代替 N路 doherty电路中的 (N-1)个峰值放大器（peak )管； 其中，
所述多端器件包括 (N-1)个输入管脚和 (N-1)个输出管脚，所述 (N-1)个输入 其中， N为大于等于 3的正整数。
6、 如权利要求 5所述的方法， 其中，
所述多端器件的所述 (N-1)个输入管脚还与功率分配装置相连， 所述多端 <L件的所述 (N-1)个输出管脚还与功率合成装置相连。
7、 如权利要求 5或 6所述的方法， 其中， 所述 N路 Doherty电路为三路 Doherty电路时， 所述多端器件为推挽式 ( ush-pull )双端器件，且所述三路 Doherty电路中的第一 peak管和第二 peak 管的管芯釆用相同的晶片。
8、 如权利要求 7所述的方法， 其中，
所述三路 Doherty电路中的所述第一 peak管和所述第二 peak管的管芯设 在同一个法兰上。
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