專利名稱：使用有源分相器的多赫蒂放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多赫蒂放大器，更具體地說，涉及用于補(bǔ)償多赫蒂放大器相位的裝置。
背景技術(shù)：
多赫蒂放大器是在用于大功率發(fā)射機(jī)的高效率調(diào)制方法中使用的放大器之一，多赫蒂放大器主要通過B級(jí)放大器、C級(jí)放大器、以及阻抗變換電路的組合來(lái)提高效率。
圖1是傳統(tǒng)多赫蒂放大器的方框圖。參閱圖1，傳統(tǒng)多赫蒂放大器包括90°分相器110、載波放大器120、峰值(或峰化)放大器130、以及四分之一波長(zhǎng)變換器140。
多赫蒂放大器采用的方法是使用四分之一波長(zhǎng)變換器140(λ/4線路)將載波放大器120和峰值放大器130并聯(lián)。峰值放大器130作為負(fù)載輸出的電流量根據(jù)功率電平而各不相同。相應(yīng)地，通過調(diào)節(jié)載波放大器120的負(fù)載阻抗，就可提高效率。
在90°分相器110中，分相器將輸入信號(hào)分成兩個(gè)信號(hào)，以便使一個(gè)信號(hào)輸入到載波放大器120中，另一信號(hào)輸入到峰值放大器130中。輸入到峰值放大器130中的信號(hào)被延遲90°，以便補(bǔ)償與輸入到載波放大器120的信號(hào)的延遲時(shí)間差。
雖然90°的相位補(bǔ)償在理論上是可能的，但在實(shí)際電路中，由于電路中存在有各種構(gòu)成組件，延遲時(shí)間不是準(zhǔn)確的90°，對(duì)等效于所述實(shí)際差異的相位須進(jìn)行補(bǔ)償。
90°分相器110主要用無(wú)源器件以及使用3dB混合耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
載波放大器120以及峰值放大器130包括輸入匹配、驅(qū)動(dòng)端晶體管、級(jí)間匹配、輸出端晶體管以及輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。
但是，用無(wú)源器件構(gòu)成的90°分相器110需要在較低頻率實(shí)現(xiàn)的大尺寸無(wú)源器件，因而它們的集成不容易。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述和/或其它問題，本發(fā)明提供使用有源分相器的多赫蒂放大器，所述多赫蒂放大器能夠僅僅使用有源器件來(lái)補(bǔ)償相位，而且，能夠通過添加電感器L和/或電容器C來(lái)精細(xì)地補(bǔ)償相位。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，一種使用有源分相器的多赫蒂放大器，其中使用四分之一波長(zhǎng)變換器(λ/4線路)將載波放大器和峰值放大器并聯(lián)，所述多赫蒂放大器包括有源分相器，其中所述有源分相器包括緩沖放大器，所述緩沖放大器將輸入信號(hào)分成第一路線和第二路線并補(bǔ)償相位差，緩沖放大器的基極端子連接到輸入信號(hào)端子，使得緩沖放大器的集電極端子的輸出形成第一路線，而緩沖放大器的發(fā)射極端子的輸出形成第二路線，并且從第一路線輸出的信號(hào)輸入到載波放大器，從第二路線輸出的信號(hào)輸入到緩沖放大器。
按照本發(fā)明的另一方面，一種使用有源分相器的多赫蒂放大器，其中使用四分之一波長(zhǎng)變換器(λ/4線路)將載波放大器和峰值放大器并聯(lián)，所述多赫蒂放大器包括有源分相器，其中所述有源分相器包括第一晶體管和第二晶體管，以便將輸入信號(hào)分成第一路線和第二路線并補(bǔ)償相位差，第一晶體管和第二晶體管具有差分對(duì)結(jié)構(gòu)，第一晶體管集電極端子的輸出形成第一路線，而第二晶體管集電極端子的輸出形成第二路線，并且從第一路線輸出的信號(hào)輸入到載波放大器，而從第二路線輸出的信號(hào)輸入到緩沖放大器。
按照本發(fā)明的另一方面，一種使用有源分相器的多赫蒂放大器，其中使用四分之一波長(zhǎng)變換器(λ/4線路)將載波放大器和峰值放大器并聯(lián)，所述多赫蒂放大器包括有源分相器，其中所述有源分相器包括第一晶體管和第二晶體管，以便將輸入信號(hào)分成第一路線和第二路線并補(bǔ)償相位差并且所述有源分相器具有由共基極放大器和共發(fā)射極放大器形成的結(jié)構(gòu)，在共基極放大器中輸入信號(hào)端子連接到第一晶體管的發(fā)射極端子，而在共發(fā)射極放大器中輸入信號(hào)端子連接到第二晶體管的基極端子，第一晶體管集電極端子的輸出形成第一路線，而第二晶體管集電極端子的輸出形成第二路線，并且從第一路線輸出的信號(hào)輸入到載波放大器，而從第二路線輸出的信號(hào)輸入到緩沖放大器。


圖1是傳統(tǒng)多赫蒂放大器的方框圖；圖2是按照本發(fā)明實(shí)施例的使用有源分相器的多赫蒂放大器的方框圖；圖3A到3D是按照本發(fā)明實(shí)施例的有源分相器的電路圖；圖4A到4D是按照本發(fā)明另一實(shí)施例的有源分相器的電路圖；圖4A到4D是按照本發(fā)明另一實(shí)施例的有源分相器的電路圖；以及圖5A到5D是按照本發(fā)明又一實(shí)施例的有源分相器的電路圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式圖2是按照本發(fā)明實(shí)施例使用有源分相器的多赫蒂放大器方框圖。參閱圖2，使用有源分相器的多赫蒂放大器包括有源分相器210、載波放大器220、峰值放大器230、以及四分之一波長(zhǎng)變換器240。
有源分相器210在緩沖放大器的基礎(chǔ)上形成，并可添加電感器L和/或電容器C，以便進(jìn)行精細(xì)的相位補(bǔ)償或產(chǎn)生所需程度的相位差。通常，緩沖放大器可以用來(lái)代替由兩個(gè)或多個(gè)放大級(jí)組成的載波放大器220和峰值放大器230的第一級(jí)。
僅僅使用緩沖放大器的配置或使用緩沖放大器以及L和/或C的配置都是可以在其中實(shí)現(xiàn)高頻單片微波電路(MMIC)并能減小放大器尺寸的結(jié)構(gòu)。
有源分相器210將輸入信號(hào)分成兩個(gè)輸出信號(hào)，使得第一路線上的輸出信號(hào)輸入到載波放大器220，而第二路線上的另一輸出信號(hào)輸入到峰值放大器230。輸入到峰值放大器230的信號(hào)被延遲90°，以便補(bǔ)償與輸入到載波放大器220的信號(hào)的延遲時(shí)間差。
另一方面，由有源分相器210分成的兩個(gè)信號(hào)中，可以將第一路線上的輸出信號(hào)輸入到峰值放大器230，而將第二路線上的輸出信號(hào)輸入到載波放大器220。此處，將有源分相器210設(shè)計(jì)成使輸入到峰值放大器230中的信號(hào)和輸入到載波放大器220中的信號(hào)具有大約90°的相位差。
圖3A到3D是按照本發(fā)明實(shí)施例的有源分相器的電路圖。圖3A示出用于補(bǔ)償相位的具有單一器件結(jié)構(gòu)的電路，即僅僅使用晶體管Q30(這是一個(gè)有源器件)。在輸出到晶體管Q30的集電極端子(或第一路線)和發(fā)射極端子(或第二路線)的兩個(gè)信號(hào)中，第一路線上的輸出信號(hào)連接到圖2的接觸點(diǎn)35并輸入到載波放大器220，而第二路線上的輸出信號(hào)連接到圖2的接觸點(diǎn)45并輸入到峰值放大器230。
另一方面，第一路線上的輸出信號(hào)可以連接到圖2的接觸點(diǎn)45并輸入到峰值放大器230，而第二路線上的輸出信號(hào)可以連接到圖2的接觸點(diǎn)35并輸入到載波放大器220。
圖3B示出用于補(bǔ)償相位的電路，它使用晶體管Q30(這是個(gè)有源器件)以及電感器L1和電容器C1。在所述電路中，L1和C1都連接到晶體管Q30的集電極端子，以便能進(jìn)行較精細(xì)的相位補(bǔ)償或產(chǎn)生所需程度的相位差。必要時(shí)，可以僅僅使用L1和C1之一。
圖3C示出的電路中將電感器L2和電容器C2加到有源器件晶體管Q30的發(fā)射極端子，以便進(jìn)行精細(xì)的相位補(bǔ)償或產(chǎn)生所需程度的相位差。必要時(shí)，可以僅僅添加L2和C2之一以補(bǔ)償相位差。
圖3D示出用于補(bǔ)償相位的電路，使用有源器件晶體管Q30、L1和C1、以及L2和C2。L1和C1連接到晶體管Q30的集電極端子，而L2和C2連接到其發(fā)射極端子，以便有可能進(jìn)行較精細(xì)的相位補(bǔ)償或產(chǎn)生所需程度的相位差。
就是說，連接到晶體管Q30的集電極端子的L1和C1串聯(lián)到接觸點(diǎn)35，而連接到晶體管Q30的發(fā)射極端子的L2和C2串聯(lián)到接觸點(diǎn)45。通過調(diào)節(jié)L1和C1以及L2和C2的值，可以在輸入到載波放大器220和峰值放大器230的信號(hào)之間產(chǎn)生90°的相位差。
在圖3B到3D中，每個(gè)電路都是通過將電感器和電容器連接到有源器件晶體管Q30而組成。在目前的實(shí)施例中，基本上是使用電感器和電容器之一。但可以使用電感器和電容器二者，或再添加電感器和電容器。
圖4A到4D示出按照本發(fā)明另一實(shí)施例的有源分相器的電路圖。圖4A示出用于補(bǔ)償相位的具有差分放大結(jié)構(gòu)的電路，它使用第一晶體管Q41和第二晶體管Q42。在輸入到第一晶體管Q41的集電極端子(或第一路線)和第二晶體管Q42的集電極端子(或第二路線)的兩個(gè)信號(hào)中，第一路線上的輸出信號(hào)連接到接觸點(diǎn)35并輸入到載波放大器220，而第二路線上的輸出信號(hào)連接到接觸點(diǎn)45并輸入到峰值放大器230。
另一方面，第一路線上的輸出信號(hào)可以連接到接觸點(diǎn)45并輸入到峰值放大器230，而第二路線上的輸出信號(hào)可以連接到接觸點(diǎn)35并輸入到載波放大器220。
圖4B示出的電路中僅將電感器L1和電容器C1連接到第一晶體管Q41的集電極端子，以進(jìn)行較精細(xì)的相位補(bǔ)償或產(chǎn)生所需程度的相位差。
圖4C示出的電路中僅將電感器L2和電容器C2連接到第二晶體管Q42的集電極端子，以進(jìn)行較精細(xì)的相位補(bǔ)償或產(chǎn)生所需程度的相位差。
圖4D示出的電路中將L1和C1連接到第一晶體管Q41的集電極端子，并將L2和C2連接到第二晶體管Q42的集電極端子，以進(jìn)行較精細(xì)的相位補(bǔ)償或產(chǎn)生所需程度的相位差。
就是說，連接到第一晶體管Q41集電極端子的L1和C1串聯(lián)到接觸點(diǎn)35，而連接到第二晶體管Q42發(fā)射極端子的L2和C2串聯(lián)到接觸點(diǎn)45。通過調(diào)節(jié)L1和C1以及L2和C2的值，可以在輸入到載波放大器220和峰值放大器230的信號(hào)之間產(chǎn)生90°的相位差。
在圖4B到4D中，每個(gè)電路都是通過將電感器和電容器連接到有源器件晶體管Q41和/或Q42而組成。在目前的實(shí)施例中，基本上是使用電感器和電容器之一。但可以使用電感器和電容器二者，或再添加電感器和電容器。
圖5A到5D是按照本發(fā)明又一實(shí)施例的有源分相器的電路圖。圖5A示出具有共基極CB/共發(fā)射極CE結(jié)構(gòu)的電路，其中，共基極放大器上連接有輸入信號(hào)端子10和第一晶體管Q51的發(fā)射極端子，共基極放大器的第一路線上的輸出信號(hào)連接到接觸點(diǎn)35并輸入到載波放大器220。共發(fā)射極放大器上連接有輸入信號(hào)端子10和第二晶體管Q52的基極端子，共發(fā)射極放大器的第二路線上的輸出信號(hào)連接到接觸點(diǎn)45并輸入到峰值放大器230。
同樣，可以這樣設(shè)計(jì)所述電路，使得第一路線上的輸出信號(hào)連接到接觸點(diǎn)45并輸入到峰值放大器230，而第二路線上的輸出信號(hào)連接到接觸點(diǎn)35并輸入到載波放大器220。
當(dāng)僅僅用有源器件產(chǎn)生相位差還不足時(shí)，或?yàn)榱烁_地補(bǔ)償相位差，如圖5B所示，可以僅在輸入信號(hào)端子10和第一晶體管Q51的發(fā)射極端子之間連接電感器L1和/或電容器C1。
同樣，當(dāng)僅僅用有源器件產(chǎn)生相位差還不足時(shí)，或?yàn)榱烁_的補(bǔ)償相位差，如圖5C所示，可以僅在輸入信號(hào)端子10和第二晶體管Q52的基極端子之間連接電感器L2和/或電容器C2。
圖5D示出的電路中，L1和/或C1連接在輸入信號(hào)端子10和第一晶體管Q51的發(fā)射極端子之間，并且L2和C2連接在輸入信號(hào)端子10和第二晶體管Q52的基極端子之間，以便產(chǎn)生較精細(xì)的相位差，或產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)人員所需的相位差。
L1和/或C1串聯(lián)在輸入信號(hào)端子10和第一晶體管Q51的發(fā)射極端子之間并連接到接觸點(diǎn)35，而L2和/或C2串聯(lián)在輸入信號(hào)端子10和第二晶體管Q52的基極端子之間并連接到接觸點(diǎn)45。
通過調(diào)節(jié)L1和C1以及L2和C2的值，可以在輸入到載波放大器220和峰值放大器230的信號(hào)之間產(chǎn)生90°的相位差。
在圖5B到5D中，每個(gè)電路都是通過將電感器和電容器連接到有源器件晶體管Q51和/或Q52而組成。在目前的實(shí)施例中，基本上是使用電感器和電容器之一。但可以使用電感器和電容器二者，或再添加電感器和電容器。
雖然已參閱優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了具體圖示和說明，但是本專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)理解在不背離所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，對(duì)本發(fā)明可以作各種形式上和細(xì)節(jié)上的改變。
工業(yè)應(yīng)用如上述，按照本發(fā)明，由于相位補(bǔ)償電路是使用有源器件構(gòu)成，相位補(bǔ)償電路所占用的體積大大減小，這樣相位補(bǔ)償電路就可集成到高頻單片微波電路(MMIC)中。而且，由于構(gòu)成相位補(bǔ)償電路的有源器件可以代替第一級(jí)的載波放大器和峰值放大器，可以容易地設(shè)計(jì)載波放大器和峰值放大器。
權(quán)利要求
1.一種使用有源分相器的多赫蒂放大器，其中使用四分之一波長(zhǎng)變換器(λ/4線路)將載波放大器和峰值放大器并聯(lián)，所述多赫蒂放大器包括有源分相器，其中所述有源分相器包括緩沖放大器，所述緩沖放大器將輸入信號(hào)分成第一路線和第二路線并補(bǔ)償相位差，所述緩沖放大器的基極端子連接到輸入信號(hào)端子，使得所述緩沖放大器的集電極端子的輸出形成第一路線，而所述緩沖放大器的發(fā)射極端子的輸出形成第二路線，并且從所述第一路線輸出的信號(hào)輸入到所述載波放大器，而從所述第二路線輸出的信號(hào)輸入到所述緩沖放大器。
2.如權(quán)利要求1所述的多赫蒂放大器，其中所述有源分相器代替所述載波放大器和所述峰值放大器中每一個(gè)的第一級(jí)，因?yàn)樗鼍彌_放大器具有增益。
3.如權(quán)利要求1所述的多赫蒂放大器，其中將電感器L和/或電容器C連接到所述緩沖放大器的所述集電極端子和發(fā)射極端子中的至少一個(gè)，并通過調(diào)節(jié)所述電感器L和/或所述電容器C來(lái)補(bǔ)償相位差。
4.如權(quán)利要求1所述的多赫蒂放大器，其中，在所述有源分相器中，切換所述第一路線的輸出信號(hào)和所述第二路線的輸出信號(hào)，以便用作所述載波放大器和所述峰值放大器的輸入信號(hào)。
5.一種使用有源分相器的多赫蒂放大器，其中使用四分之一波長(zhǎng)變換器(λ/4線路)將載波放大器和峰值放大器并聯(lián)，所述多赫蒂放大器包括有源分相器，其中所述有源分相器包括第一晶體管和第二晶體管，以便將輸入信號(hào)分成第一路線和第二路線并補(bǔ)償相位差，所述第一晶體管和所述第二晶體管具有差分對(duì)結(jié)構(gòu)，所述第一晶體管集電極端子的輸出形成所述第一路線，而所述第二晶體管集電極端子的輸出形成所述第二路線，并且從所述第一路線輸出的信號(hào)輸入到所述載波放大器，而從所述第二路線輸出的信號(hào)輸入到所述緩沖放大器。
6.如權(quán)利要求5所述的多赫蒂放大器，其中所述有源分相器代替所述載波放大器和所述峰值放大器中每一個(gè)的第一級(jí)，因?yàn)榫哂胁罘謱?duì)結(jié)構(gòu)的所述第一晶體管和所述第二晶體管具有增益。
7.如權(quán)利要求5所述的多赫蒂放大器，其中將電感器L和/或電容器C連接到所述第一晶體管的所述集電極端子和所述第二晶體管的所述發(fā)射極端子中的至少一個(gè)，并且通過調(diào)節(jié)所述電感器L和/或所述電容器C來(lái)補(bǔ)償相位差。
8.如權(quán)利要求5所述的多赫蒂放大器，其中，在所述有源分相器中，切換所述第一路線和輸出信號(hào)和所述第二路線的輸出信號(hào)，以便用作所述載波放大器和所述峰值放大器的輸入信號(hào)。
9.一種使用有源分相器的多赫蒂放大器，其中使用四分之一波長(zhǎng)變換器(λ/4線路)將載波放大器和峰值放大器并聯(lián)，所述多赫蒂放大器包括有源分相器，其中所述有源分相器包括第一晶體管和第二晶體管，以便將輸入信號(hào)分成第一路線和第二路線并補(bǔ)償相位差，所述有源分相器還具有由共基極放大器和共發(fā)射極放大器形成的結(jié)構(gòu)，在共基極放大器中輸入信號(hào)端子連接到所述第一晶體管的發(fā)射極端子，在共發(fā)射極放大器中輸入信號(hào)端子連接到所述第二晶體管的基極端子，所述第一晶體管集電極端子的輸出形成所述第一路線而所述第二晶體管集電極端子的輸出形成所述第二路線，并且從所述第一路線輸出的信號(hào)輸入到所述載波放大器，而從所述第二路線輸出的信號(hào)輸入到所述緩沖放大器。
10.如權(quán)利要求9所述的多赫蒂放大器，其中所述有源分相器代替所述載波放大器和所述峰值放大器中每一個(gè)的第一級(jí)，因?yàn)榫哂泄不鶚O和共發(fā)射極放大器結(jié)構(gòu)的所述第一晶體管和所述第二晶體管具有增益。
11.如權(quán)利要求9所述的多赫蒂放大器，其中將電感器L和/或電容器C連接到所述第一晶體管的所述輸入信號(hào)端子和所述發(fā)射器端子之間的部分或所述第二晶體管的所述輸入信號(hào)端子和所述基極端子之間的部分中的至少一個(gè)，并且通過調(diào)節(jié)所述電感器L和/或所述電容器C來(lái)補(bǔ)償相位差。
12.如權(quán)利要求9所述的多赫蒂放大器，其中，在所述有源分相器中，切換所述第一路線和輸出信號(hào)和所述第二路線的輸出信號(hào)，以便用作所述載波放大器和所述峰值放大器的輸入信號(hào)。
全文摘要
提供一種使用有源分相器的多赫蒂放大器，其中使用四分之一波長(zhǎng)變換器 (λ/4線路)將載波放大器和峰值放大器并聯(lián)。多赫蒂放大器包括有源分相器。有源分相器包括第一晶體管和第二晶體管，以便將輸入信號(hào)分成第一路線和第二路線并補(bǔ)償相位差，多赫蒂放大器還具有由共基極放大器和共發(fā)射極放大器形成的結(jié)構(gòu)，在共基極放大器中輸入信號(hào)端子連接到第一晶體管的發(fā)射極端子，在共發(fā)射極放大器中輸入信號(hào)端子連接到第二晶體管的基極端子。第一晶體管集電極端子的輸出形成第一路線，第二晶體管集電極端子的輸出形成第二路線。從第一路線輸出的信號(hào)輸入到載波放大器，而從第二路線輸出的信號(hào)輸入到緩沖放大器。
文檔編號(hào)H03F1/07GK1947331SQ200480040047
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月11日
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