多赫尔蒂功率放大器 |
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| 申请号 | CN201380053793.7 | 申请日 | 2013-10-17 | 公开(公告)号 | CN104704740B | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 艾尔斯潘网络公司; | 发明人 | N.雅尼; | ||||
| 摘要 | 提供一种多赫尔蒂(Doherty)功率 放大器 ，包括主放大器、辅助放大器以及管理辅助放大器的操作的 控制器 ，该控制器进行操作以根据提供给 功率放大器 的输入 信号 电压 而在操作状态与非操作状态之间切换辅助放大器的操作状态，使得辅助放大器在输入电压低于输入电压 阈值 时不操作以及在输入电压高于输入电压阈值时进行操作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多赫尔蒂功率放大器，包括： |
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| 说明书全文 | 多赫尔蒂功率放大器发明内容 [0001] 本发明设法提供改进的多赫尔蒂功率放大器。因此，按照本发明的一优选实施例，提供一种多赫尔蒂功率放大器，其包括主放大器、辅助放大器以及管理辅助放大器的操作的控制器，该控制器进行操作以根据提供给功率放大器的输入信号电压在操作状态与非操作状态之间切换辅助放大器的操作状态，使得辅助放大器在输入电压低于输入电压阈值时不操作，而在输入电压高于输入电压阈值时进行操作。 [0002] 优选地，输入电压阈值为产生多赫尔蒂功率放大器的额定RMS输出功率水平的输入电压的至少120%(1.6 dB)。备选地，输入电压阈值为产生多赫尔蒂功率放大器的额定RMS输出功率水平的输入电压的至少250%(8 dB)。备选地，输入电压阈值为产生多赫尔蒂功率放大器的额定RMS输出功率水平的输入电压的至少300%(9.5 dB)。 [0003] 优选地，辅助放大器的工作特性是固定的，并且包括至少为π的导电角。优选地，输入电压阈值是可变的。 [0004] 优选地，主放大器和辅助放大器的放大信号输出经由对应输出匹配电路并且经由输出功率组合器来提供给负载。优选地，功率组合器是常规多赫尔蒂功率组合器。备选地，功率组合器是非常规多赫尔蒂功率组合器。优选地，功率组合器包括阻抗逆变器(其连接到主放大器)和两条传输线路(其将功率组合器连接到主放大器和辅助放大器)。 [0005] 优选地，主放大器和辅助放大器均经由输入功率分配器来接收公共分离信号。优选地，输入功率分配器是多赫尔蒂输入功率分配器。优选地，输入功率分配器还优选地对功率组合器提供90度补偿，由此在主放大器和辅助放大器均处于操作状态的同时进行操作以匹配在峰值功率下的主放大器和辅助放大器的相位。 [0007] 通过以下结合附图的详细描述，将会更全面地了解和理解本发明，附图包括： [0008] 图1是按照本发明的一优选实施例所构造并且进行操作的多赫尔蒂功率放大器的简化图。 具体实施方式[0009] 现在参照图1，图1是按照本发明的一优选实施例所构造并且进行操作的多赫尔蒂功率放大器100的简化图。如在图1中看到，多赫尔蒂功率放大器包括主功率放大器102和辅助功率放大器104，其均经由输入功率分配器106和相应输入匹配电路112、114来接收公共信号。控制器120管理辅助功率放大器104的操作。 [0010] 按照本发明的一优选实施例，控制器120进行操作以根据提供给功率放大器的输入信号电压(如输入功率分配器106处)在操作状态与非操作状态之间切换辅助放大器104的操作状态，使得辅助放大器104在输入电压低于输入电压阈值时不操作，而在所述输入电压高于输入电压阈值时进行操作。 [0011] 优选地，主放大器102和辅助放大器104的放大信号输出经由相应输出匹配电路122、124并且经由输出功率组合器126来提供给负载。 [0012] 功率组合器126优选地是常规多赫尔蒂功率组合器，其优选地包括阻抗逆变器(连接到主放大器102)和两条传输线路(将功率组合器126连接到放大器102和104的每个)。 [0013] 输入功率分配器106优选地是多赫尔蒂输入功率分配器，其还优选地对功率组合器126提供90度补偿，由此进行操作以在主放大器102和辅助放大器104均处于操作状态的同时匹配在峰值功率下的主放大器102和辅助放大器104的相位。 [0014] 按照本发明的一优选实施例，主放大器102和辅助放大器104均作为A/AB类放大器进行操作。 [0015] A类放大器的特征在于，它们具有2π的导电角θ。 [0016] AB类放大器的特征在于，导电角θ定义为：π≤θ≤2π。 [0017] B类放大器的特征在于，它们具有π的导电角θ。 [0018] 优选地，主放大器102和辅助放大器104均是晶体管放大器，例如采用FET或BJT组件的放大器。当采用FET组件时，放大器的操作状态通过对其输入的Vgs电压来管理，以及当采用BJT组件时，放大器的操作状态通过对其输入的Vbe电压来管理。 [0019] 此外，按照本发明的一优选实施例，输入匹配电路112和114对A/AB类操作进行调谐。要理解，主放大器102优选地通过匹配电路112来调谐来获得高效率输出，以及辅助放大器104优选地通过匹配电路114来调谐，以输出可用于P1dB或P3dB点的最大功率。 [0020] 另外，按照本发明的一优选实施例，输出匹配电路122和124对A/AB类操作进行调谐。 [0021] 控制器120可以是数字或模拟控制器，其接收对功率放大器的输入信号波形的输入指示，例如施加到输入功率分配器106的输入端的输入信号波形。控制器120优选地计算信号包络，将信号包络与优选预定义阈值进行比较，并且输出到Vgs/Vbe电压源管理电路130，Vgs/Vbe电压源管理电路130接收来自电源(未示出)的电压输入，并且按照从控制器 120所接收的控制输入向辅助放大器104输出Vgs或Vbe电压。 [0022] 本发明的具体特征在于，控制器120管理辅助放大器104的操作，使得辅助放大器104一直到对多赫尔蒂功率放大器的输入电压超过输入电压阈值时才操作，或者一直到输入信号包络超过优选预定义输入包络阈值时才操作，该预定义输入包络阈值是产生多赫尔蒂功率放大器的额定RMS输出功率水平的输入电压或输入信号的函数。 [0023] 按照本发明的一个实施例，输入电压阈值为产生多赫尔蒂功率放大器的额定RMS输出功率水平的输入电压的至少120%(1.6 dB)。 [0024] 按照本发明的另一个实施例，输入电压阈值为产生多赫尔蒂功率放大器的额定RMS输出功率水平的输入电压的至少250%(8 dB)。 [0025] 按照本发明的另一实施例，输入电压阈值为产生多赫尔蒂功率放大器的额定RMS输出功率水平的输入电压的至少300%(9.5 dB)。 [0026] 本发明的具体特征在于，电压源管理电路130产生如图1的放大部分A所示的电压模式，其特征在于Vgs或Vbe的立即激增。优选地，电压源管理电路130是双态开关。备选地，电压源管理电路130可以是任何其他适当装置，其提供与放大部分A所示相似的输入电压模式。 [0027] 放大部分A所示的输入电压模式产生来自辅助放大器104的电压输出模式，在放大部分B示出。 [0028] 要理解，本发明可适用于各种类型的多赫尔蒂功率放大器，例如在任何适当频带和任何适当功率水平进行操作的多赫尔蒂功率放大器。主放大器102和辅助放大器104可使用任何适当晶体管技术来实施。 |
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