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信号放大电路

阅读:283发布:2024-02-18

专利汇可以提供信号放大电路专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 信号 放大 电路 ,该信号放大电路包括稳定电路,稳定电路包括带外信号抑制电路、射频选频装置和阻抗变换器;阻抗变换器的第一端呈现高阻抗,阻抗变换器的第二端与射频选频装置的一端连接,射频选频装置相对阻抗变换器的另一端接地;带外信号抑制电路的两端分别与射频选频装置的两端连接;阻抗变换器的第一端与输入匹配电路的输出端和所述 放大器 的输入端连接或者阻抗变换器的第一端与放大器的输出端和输出匹配电路的输入端连接或者阻抗变换器的第一端与所述输入匹配电路的输入端及用于 输入信号 的射频输入 端子 连接或者阻抗变换器与输出匹配电路的输出端及用于 输出信号 的射频输出端子连接。本发明提高了信号放大电路的 稳定性 。,下面是信号放大电路专利的具体信息内容。

1.一种信号放大电路,其特征在于,包括输入匹配电路、输出匹配电路和用于放大输入信号放大器;其中,所述输入匹配电路和所述输出匹配电路用于执行阻抗匹配,所述输入匹配电路的输出端与所述放大器的输入端连接,所述放大器的输出端与所述输出匹配电路的输入端连接;
所述信号放大电路还包括稳定电路,所述稳定电路包括带外信号抑制电路、射频选频装置和阻抗变换器;所述阻抗变换器的第一端呈现高阻抗,所述阻抗变换器的第二端与所述射频选频装置的一端连接,所述射频选频装置相对阻抗变换器的另一端接地;所述带外信号抑制电路的两端分别与射频选频装置的两端连接;
所述阻抗变换器的第一端与所述输入匹配电路的输出端和所述放大器的输入端连接或者所述阻抗变换器的第一端与所述放大器的输出端和所述输出匹配电路的输入端连接或者所述阻抗变换器的第一端与所述输入匹配电路的输入端及用于输入信号的射频输入端子连接或者所述阻抗变换器与所述输出匹配电路的输出端及用于输出信号的射频输出端子连接。
2.如权利要求1所述的信号放大电路,其特征在于,所述信号放大电路还包括偏置电源输入端、电源输入端、栅极馈电电路和漏极馈电电路;所述栅极馈电电路的一端与所述放大器的输入端连接,所述栅极馈电电路的一端与所述偏置电源输入端连接;所述漏极馈电电路的一端与所述电源输入端连接,所述漏极馈电电路的另一端与所述放大器的输出端连接。
3.如权利要求2所述的信号放大电路,其特征在于,所述稳定电路的第一端设置在所述栅极馈电电路与所述放大器的输入端之间。
4.如权利要求2所述的信号放大电路,其特征在于,所述稳定电路的第一端设置在所述放大器的输出端与所述漏极馈电电路之间。
5.如权利要求1所述的信号放大电路,其特征在于,所述阻抗变换器和所述射频选频装置的工作频率与所述放大器的工作频率相同。
6.如权利要求5所述的信号放大电路,其特征在于,所述射频选频装置是与所述放大器工作频率对应的微波电容。
7.如权利要求1所述的信号放大电路,其特征在于,所述阻抗变换器是长度等于所述信号的中心波长的四分之一的传输线路。
8.如权利要求7所述的信号放大电路,其特征在于,所述传输线路为微带线或带状线
9.如权利要求1-8任一项所述的信号放大电路,其特征在于,所述带外信号抑制电路包括电阻和滤波电容,所述电阻的一端与所述阻抗变换器连接,所述电阻的另一端与所述滤波电容的一端连接,所述滤波电容的另一端接地。
10.如权利要求1-8任一项所述的信号放大电路,其特征在于,所述放大器为功率放大器

说明书全文

信号放大电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电路领域,尤其涉及信号放大电路。

背景技术

[0002] 随着系统集成技术的发展,多级放大器被广泛使用。为了提高此类多级放大电路的稳定性,通常是在多级放大器的输入端串联电阻或接入带外衰减网络,但当多级放大器的输入端串联电阻或带外衰减网络时,其只能作用在多级放大器的前级小信号放大器的输入端,封装的多级放大器其他区域没有作用,因此此种方法对提升电路稳定性能的效果不突出。

发明内容

[0003] 本发明的主要目的在于提供一种信号放大电路,旨在解决在多级放大器的输入端串联电阻或带外衰减网络对于提高放大电路稳定性效果不突出的问题。
[0004] 为了实现上述目的,本发明提供一种信号放大电路,包括输入匹配电路、输出匹配电路和用于放大输入信号的放大器;其中,所述输入匹配电路和所述输出匹配电路用于执行阻抗匹配,所述输入匹配电路的输出端与所述放大器的输入端连接,所述放大器的输出端与所述输出匹配电路的输入端连接;
[0005] 所述信号放大电路还包括稳定电路,所述稳定电路包括带外信号抑制电路、射频选频装置和阻抗变换器;所述阻抗变换器的第一端呈现高阻抗,所述阻抗变换器的第二端与所述射频选频装置的一端连接,所述射频选频装置相对阻抗变换器的另一端接地;所述带外信号抑制电路的两端分别与射频选频装置的两端连接;
[0006] 所述阻抗变换器的第一端与所述输入匹配电路的输出端和所述放大器的输入端连接或者所述阻抗变换器的第一端与所述放大器的输出端和所述输出匹配电路的输入端连接或者所述阻抗变换器的第一端与所述输入匹配电路的输入端及用于输入信号的射频输入端子连接或者所述阻抗变换器与所述输出匹配电路的输出端及用于输出信号的射频输出端子连接。
[0007] 优选地,所述信号放大电路还包括偏置电源输入端、电源输入端、栅极馈电电路和漏极馈电电路;所述栅极馈电电路的一端与所述放大器的输入端连接,所述栅极馈电电路的一端与所述偏置电源输入端连接;所述漏极馈电电路的一端与所述电源输入端连接,所述漏极馈电电路的另一端与所述放大器的输出端连接。
[0008] 优选地,所述稳定电路的第一端设置在所述栅极馈电电路与所述放大器的输入端之间。
[0009] 优选地,所述稳定电路的第一端设置在所述放大器的输出端与所述漏极馈电电路之间。
[0010] 优选地,所述阻抗变换器和所述射频选频装置的工作频率与所述放大器的工作频率相同。
[0011] 优选地,所述射频选频装置是与所述放大器工作频率对应的微波电容。
[0012] 优选地,所述阻抗变换器是长度等于所述信号的中心波长的四分之一的传输线路。
[0013] 优选地,所述传输线路为微带线或带状线
[0014] 优选地,所述带外信号抑制电路包括电阻和滤波电容,所述电阻的一端与所述阻抗变换器连接,所述电阻的另一端与所述滤波电容的一端连接,所述滤波电容的另一端接地。
[0015] 优选地,所述放大器为功率放大器
[0016] 本发明的技术方案中,在信号放大电路中设置了稳定电路,所述稳定电路通过阻抗变换器、射频选频装置与带外信号抑制电路结合,在带外信号抑制电路对工作频段外的信号进行抑制,提升电路的稳定性的同时,通过阻抗变换器呈现高阻,防止了放大器工作频段信号泄露,使带外信号抑制电路不影响工作频段信号的放大。此外,还提供了多种稳定电路的设置位置,方便设计与布局。附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0018] 图1为本发明信号放大电路实施例中稳定电路的结构示意图;
[0019] 图2为本发明信号放大电路一实施例的电路结构框图
[0020] 图3为本发明信号放大电路另一实施例的电路结构框图;
[0021] 图4为本发明信号放大电路又一实施例的电路结构框图;
[0022] 图5为本发明信号放大电路又一实施例的电路结构框图;
[0023] 图6为本发明信号放大电路又一实施例的电路结构框图;
[0024] 图7为本发明信号放大电路又一实施例的电路结构框图。
[0025] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
[0026] 附图标号说明:
[0027]标号 名称 标号 名称
10 输入匹配电路 43 带外信号抑制电路
20 放大器 R 电阻
30 输出匹配电路 C 滤波电容
40 稳定电路 RFIN 射频输入端子
50 栅极馈电电路 RFOUT 射频输出端子
60 漏极馈电电路 BIASIN 偏置电源输入端
41 阻抗变换器 VCCIN 电源输入端
42 射频选频装置    

具体实施方式

[0028] 应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0030] 需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0031] 另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
[0032] 本发明提供一种信号放大器。
[0033] 请一并参照图1至图5,该信号放大电路包括输入匹配电路10、用于放大输入信号的放大器20和输出匹配电路30;其中,所述输入匹配电路10和所述输出匹配电路30用于执行阻抗匹配,所述输入匹配电路10的输出端与所述放大器20的输入端连接,所述放大器20的输出端与所述输出匹配电路30的输入端连接;
[0034] 所述信号放大电路还包括稳定电路40,其中图1是信号放大电路中稳定电路40的具体结构示意图,所述稳定电路40包括阻抗变换器41、射频选频装置42和带外信号抑制电路43;所述阻抗变换器41的第一端呈现高阻抗,所述阻抗变换器41的第二端与所述射频选频装置42的一端连接,所述射频选频装置42相对阻抗变换器41的另一端接地;所述带外信号抑制电路43的两端分别与射频选频装置42的两端连接;
[0035] 所述阻抗变换器41的第一端与所述输入匹配电路10的输出端和所述放大器20的输入端连接或者所述阻抗变换器41的第一端与所述放大器20的输出端和所述输出匹配电路30的输入端连接或者所述阻抗变换器41的第一端与所述输入匹配电路10的输入端及用于输入信号的射频输入端子RFIN连接或者所述阻抗变换器41与所述输出匹配电路30的输出端及用于输出信号的射频输出端子RFOUT连接。
[0036] 在该信号放大电路中,放大器20可以根据实际需要进行设置,按放大器20的类型划分,上述放大器20可以是MOS管或三极管;以三极管为例,可以是所述三极管的基极作为放大器20的输入端,三极管的集电极作为放大器20的输出端,另外三极管的发射极接地。按放大器20的功能划分,上述放大器20可以是功率放大器,用于在给定失真率条件下,产生最大功率输出。可选地,所述放大器20为多级放大器,即内部封装两个或两个以上放大器的电子元件。
[0037] 在本发明实施例中,除输入匹配电路10、输出匹配电路30和放大器20之外还设置了稳定电路40,所述稳定电路40用于在不影响放大器20工作频段特性的同时提高所述信号放大电路的稳定性,所述稳定电路40中射频选频装置42和所述阻抗变换器41的工作频率可以与所述放大器20的工作频率一致。其中,上述射频选频装置42可以是与所述放大器20的工作频率对应的微波电容;可以理解地是,上述射频选频装置42还可以采用其他的射频选频装置,例如微带线,在此不进行穷举。具体稳定电路40的实现方法是通过设置带外信号抑制电路43、射频选频装置42和阻抗变换器41,所述阻抗变换器41的一端作为稳定电路40的输出端呈现高阻抗,即从放大器20所在射频通路与稳定电路40的接入点看进去,对应的工作频段信号电路阻抗为高阻,从而达到防止工作频段信号泄露,带外信号抑制电路43不会对放大器20的工作频段特性产生影响的效果。在不影响放大器20正常工作的前提下,可以通过电阻R和滤波电容C串联组成带外信号抑制电路43,利用电阻R的阻尼作用提升电路的稳定性,滤波电容C的隔直通交特性避免在电阻R上形成大的直流功率使电阻R烧毁,对除工作频段外的信号进行了抑制,因此本发明实施例的技术方案提高了信号放大电路的稳定性,效果明显,抗干扰能强。
[0038] 此外,由于稳定电路对外呈现高阻抗,其具体位置的设定可以根据实际需要进行设定,不需要将稳定电路40设置在固定位置,只要在放大器20的射频通路上并联所述稳定电路40,即可实现提高信号放大电路的稳定性等的效果,方便了电路的布局与设计。
[0039] 进一步地,所述阻抗变换器41的具体结构可以根据实际需要进行设置,可以是长度等于所述信号的中心波长的四分之一的传输线路,该传输线路可以是微带线可以是带状线。需要说明的是,该四分之一波长的阻抗变换器41可以看作是一段有限长的传输线关于具有终端电压电流以及终端负载阻抗进行变换的作用,能起到很好的回波抑制或抵消的作用。
[0040] 上述电阻R和滤波电容C组成的带外信号抑制电路43的电路结构为,所述电阻R的一端与所述阻抗变换器41连接,所述电阻R的另一端与所述滤波电容C的一端连接,所述滤波电容C的另一端接地。
[0041] 进一步地,请一并参照图6和图7,上述信号放大电路还包括偏置电源输入端BIASIN、电源输入端VCCIN、栅极馈电电路50和漏极馈电电路60;所述栅极馈电电路50的一端与所述放大器20的输入端连接,所述栅极馈电电路50的另一端与所述偏置电源输入端BIASIN连接;所述漏极馈电电路60的一端与所述电源输入端VCCIN连接,所述漏极馈电电路60的另一端与所述放大器20的输出端连接。此时,所述稳定电路40的第一端还可以设置在所述栅极馈电电路50与所述放大器20的输入端之间或者设置在所述放大器20的输出端与所述漏极馈电电路60之间。
[0042] 需要说明的是,为了使放大器20工作正常,还必须要为所述放大器20设置供电端,在本技术方案中,结合偏置电源输入端BIASIN和电源输入端VCCIN分别设置了栅极馈电电路50和漏极馈电电路60,为放大器20的所在射频通路供电。同时将稳定电路40并联地设置在栅极馈电电路50与所述放大器20的输入端之间或并联地设置在漏极馈电电路60与所述放大器20的输出端之间,使从稳定电路40与放大器20主回路的连接点看过去,对应的工作频段信号电路阻抗呈现高阻抗,避免了稳定电路40中带外信号抑制电路43影响放大器20的工作频段特性。
[0043] 下列以具体实施例进行说明,以3.5G Hz Doherty功率放大器为例,该功率放大器的供电源为28V,在输出匹配电路的输入端与放大器的输出端之间接入稳定电路,阻抗变化器选择为四分之一波长微带线,长度为12.7mm,宽度0.5mm,射频选频装置选择5.6pf微波电容。带外信号抑制电路中的电阻阻值为50欧姆,滤波电容为0.1UF的电容。该信号放大器电路在未接入所述稳定电路前,低频有比主信号低-10dB的异常信号,加入该稳定电路后,异常信号消失,且该放大器从输出端子输出信号时的功放输出功率和效率没有显著变化。
[0044] 以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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