一种射频放大电路及其功率限制模块制造技术

本发明专利技术提供一种射频放大电路及其功率限制模块。该射频放大电路包括：开关元件，其控制端经由第一隔直电容耦接至输入端，其第一端经由第二隔直电容电性耦接至输出端；偏置电阻，其一端耦接至开关元件的控制端；第一偏置电源，用于提供开关元件的控制端与第二端间的偏置电压；第二偏置电源，用于提供开关元件的第一端与第二端间的偏置电压；以及功率限制模块，包括二极管、电阻、控制开关以及电压限制源，二极管的阳极耦接至开关元件的控制端，电阻的一端串接至二极管的阴极，控制开关的第二端与电压限制源的一端相连。相比于现有技术，本发明专利技术可有效地控制射频功率放大器的增益特性，同时不影响其基本特性，并且具有简单易行和小型化的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种射频放大电路及其功率限制模块
本专利技术涉及一种射频信号的功率放大技术，尤其涉及一种具有功率限制功能的射频放大电路以及用于该射频放大电路的功率限制模块。
技术介绍
射频功率放大器(RadioFrequencyPowerAmplifier，RFPA)是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够大的射频功率以后，方可馈送到天线上并辐射出去。而为了获得满足规格的射频输出功率，就必须采用射频功率放大器。对于射频功率放大器来说，其功率增益是指放大器的输出功率与输入功率的比值，单位常用dB(分贝)来表示。在现有技术中，随着输入的射频信号增大，经过射频放大之后的输出信号也随之上升。然而，当射频输入信号超过其所能承受的安全工作区域时，如果不对其输入功率进行限制，往往会导致集成电路的使用寿命严重下降，更有甚者会造成集成电路的永久破坏。此外，在某些应用场合，如果不对射频放大电路的功率予以限制，就难以满足射频通信的各项指标。现有技术中的一种功率限制方案是在于，使用类似静电放电保护电路中的非堆叠/堆叠二极管结构，使其功率被限制在单一数值。然而，该电路的限制功率大小取决于二极管的堆叠数量，此外该电路还起到静电放电保护功能，布板面积较大，形成的寄生电容会影响到匹配电路。因此，该电路的超大、非线性寄生电容会严重影响到射频信号的线性度，而在当今的高速通讯系统中，射频信号的线性度是一个重要指标。另一种功率限制方案包括3个部分：检波电路、开关电路和偏置电路。电路正常工作时，当检波电路的输出电压低于设定阈值时，偏置电路会控制开关电路提供较低的衰减；当检波电路的输出电压高于设定阈值时，偏置电路会控制开关电路提供较高的衰减。但是，这种功率限制电路需要较复杂的功率检波电路和开关控制时序。有鉴于此，如何对射频功率放大电路的功率进行限制，以保护集成电路并减小布板面积以及寄生电容造成的非线性效应，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
技术实现思路
针对现有技术中的射频放大电路所存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种具有功率限制功能的射频放大电路以及用于该射频放大电路的功率限制模块。依据本专利技术的一个方面，提供了一种具有功率限制功能的射频放大电路，该射频放大电路包括：开关元件，其控制端经由第一隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输入端，该开关元件的第一端电性耦接一电感且经由第二隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输出端，该开关元件的第二端电性耦接至接地端；偏置电阻，其一端电性耦接至所述开关元件的控制端；第一偏置电源，设置于所述偏置电阻的另一端与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的控制端与第二端之间的偏置电压；第二偏置电源，设置于所述电感与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的第一端与第二端之间的偏置电压；以及功率限制模块，包括二极管、电阻、控制开关以及电压限制源，其中所述二极管的阳极耦接至所述开关元件的控制端，所述电阻的一端串联连接至所述二极管的阴极，所述控制开关的第一端与所述电阻的另一端相连，所述控制开关的第二端与所述电压限制源的一端相连，所述电压限制源的另一端与所述接地端相连。在其中的一实施例，所述控制开关为金属氧化物半导体场效应管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor,MOSFET)或晶体管。在其中的一实施例，所述功率限制模块的所述电阻为外加电阻或所述二极管的寄生电阻。在其中的一实施例，当控制开关断开时，所述功率限制模块处于禁能状态(disabled)；当控制开关导通时，所述功率限制模块处于使能状态(enabled)。在其中的一实施例，当来自所述输入端的射频信号的峰值摆幅小于所述电压限制源与所述二极管的阈值电压之和时，所述二极管保持高阻且所述功率限制模块关闭；当来自所述输入端的射频信号的峰值摆幅大于或等于所述电压限制源与所述二极管的阈值电压之和时，所述二极管导通且所述功率限制模块开启。在其中的一实施例，所述射频信号的峰值电压被箝位于所述电压限制源与所述二极管的阈值电压之和。依据本专利技术的另一个方面，提供了一种具有功率限制功能的射频放大电路，该射频放大电路包括：开关元件，其控制端经由第一隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输入端，该开关元件的第一端电性耦接一电感且经由第二隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输出端，该开关元件的第二端电性耦接至接地端；偏置电阻，其一端电性耦接至所述开关元件的控制端；第一偏置电源，设置于所述偏置电阻的另一端与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的控制端与第二端之间的偏置电压；第二偏置电源，设置于所述电感与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的第一端与第二端之间的偏置电压；以及功率限制模块，包括串联连接的二极管和电阻，其中，所述二极管的阳极耦接至所述开关元件的控制端，所述电阻的一端连接至所述二极管的阴极，所述电阻的另一端连接至所述第一偏置电源和所述偏置电阻。在其中的一实施例，所述开关元件为金属氧化物半导体场效应管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor,MOSFET)或晶体管。在其中的一实施例，所述功率限制模块的所述电阻为外加电阻或所述二极管的寄生电阻。在其中的一实施例，当所述二极管关闭时，所述功率限制模块处于禁能状态(disabled)；当二极管导通时，所述功率限制模块处于使能状态(enabled)。在其中的一实施例，当所述开关元件的控制端的电压与所述第一偏置电源之间的差值小于所述二极管的阈值电压时，所述二极管保持高阻且所述功率限制模块关闭；当所述开关元件的控制端的电压与所述第一偏置电源之间的差值大于或等于所述二极管的阈值电压时，所述二极管导通以建立从所述开关元件的控制端到所述第一偏置电源之间的通路，以降低所述开关元件的控制端的电压。依据本专利技术的再一个方面，提供了一种用于射频放大电路的功率限制模块，所述射频放大电路包括一开关元件，其控制端经由第一隔直电容电性耦接至射频输入端，其第一端经由第二隔直电容电性耦接至射频输出端，其第二端电性耦接至接地端，该功率限制模块包括：二极管，其阳极电性耦接至所述开关元件的控制端；电阻，与所述二极管的阴极串联耦接；以及电压限制源，其第一端电性耦接至所述电阻且经由一偏置电阻耦接至所述开关元件的控制端，所述电压限制源的第二端电性耦接至所述接地端。在其中的一实施例，所述功率限制模块的电阻为外加电阻或所述二极管的寄生电阻。在其中的一实施例，当二极管关闭时，所述功率限制模块处于禁能状态(disabled)；当二极管导通时，所述功率限制模块处于使能状态(enabled)。在其中的一实施例，当所述开关元件的控制端的电压与所述电压限制源之间的差值小于所述二极管的阈值电压时，所述二极管保持高阻且所述功率限制模块关闭；当所述开关元件的控制端的电压与所述电压限制源之间的差值大于或等于所述二极管的阈值电压时，所述二极管导通以建立从所述开关元件的控制端到所述电压限制源之间的通路，以降低所述开关元件的控制端的电压。在其中的一实施例，所述功率限制模块还包括一控制开关，藉由所述控制开关的导通或断开对应地使能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有功率限制功能的射频放大电路，其特征在于，所述射频放大电路包括：开关元件，其控制端经由第一隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输入端，该开关元件的第一端电性耦接一电感且经由第二隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输出端，该开关元件的第二端电性耦接至接地端；偏置电阻，其一端电性耦接至所述开关元件的控制端；第一偏置电源，设置于所述偏置电阻的另一端与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的控制端与第二端之间的偏置电压；第二偏置电源，设置于所述电感与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的第一端与第二端之间的偏置电压；以及功率限制模块，包括二极管、电阻、控制开关以及电压限制源，其中所述二极管的阳极耦接至所述开关元件的控制端，所述电阻的一端串联连接至所述二极管的阴极，所述控制开关的第一端与所述电阻的另一端相连，所述控制开关的第二端与所述电压限制源的一端相连，所述电压限制源的另一端与所述接地端相连。

【技术特征摘要】
1.一种具有功率限制功能的射频放大电路，其特征在于，所述射频放大电路包括：开关元件，其控制端经由第一隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输入端，该开关元件的第一端电性耦接一电感且经由第二隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输出端，该开关元件的第二端电性耦接至接地端；偏置电阻，其一端电性耦接至所述开关元件的控制端；第一偏置电源，设置于所述偏置电阻的另一端与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的控制端与第二端之间的偏置电压；第二偏置电源，设置于所述电感与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的第一端与第二端之间的偏置电压；以及功率限制模块，包括二极管、电阻、控制开关以及电压限制源，其中所述二极管的阳极耦接至所述开关元件的控制端，所述电阻的一端串联连接至所述二极管的阴极，所述控制开关的第一端与所述电阻的另一端相连，所述控制开关的第二端与所述电压限制源的一端相连，所述电压限制源的另一端与所述接地端相连。2.根据权利要求1所述的射频放大电路，其特征在于，所述功率限制模块的所述电阻为外加电阻或所述二极管的寄生电阻。3.根据权利要求1所述的射频放大电路，其特征在于，当来自所述输入端的射频信号的峰值摆幅小于所述电压限制源与所述二极管的阈值电压之和时，所述二极管保持高阻且所述功率限制模块关闭；当来自所述输入端的射频信号的峰值摆幅大于或等于所述电压限制源与所述二极管的阈值电压之和时，所述二极管导通且所述功率限制模块开启。4.根据权利要求3所述的射频放大电路，其特征在于，所述射频信号的峰值电压被箝位于所述电压限制源与所述二极管的阈值电压之和。5.一种具有功率限制功能的射频放大电路，其特征在于，所述射频放大电路包括：开关元件，其控制端经由第一隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输入端，该开关元件的第一端电性耦接一电感且经由第二隔直电容电性耦接至所述射频放大电路的输出端，该开关元件的第二端电性耦接至接地端；偏置电阻，其一端电性耦接至所述开关元件的控制端；第一偏置电源，设置于所述偏置电阻的另一端与所述接地端之间，用于提供所述开关元件的控制端与第二端之间的偏置电压；第二偏置电源，设置于所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：何山暐，
申请(专利权)人：何山暐，
类型：发明
国别省市：上海;31