專利名稱：一種快速響應(yīng)開關(guān)功放實現(xiàn)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及線性功率放大器領(lǐng)域，主要是一種快速響應(yīng)開關(guān)功放實現(xiàn)的裝置。
技術(shù)背景線性功率放大器在現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)中的重要性越來越大。特別是在數(shù)字通訊體制的移動通信系統(tǒng) 中，線性功率放大器已經(jīng)是必不可少的重要部件?，F(xiàn)在移動通信多種體制共存，對功率放大器的要求越來 越高，這就給開發(fā)人員及用戶帶來了諸多不便。功率放大器的主要功能是將前級的小信號進行功率放大，使得發(fā)射信號不僅輸出功率能滿足通訊系統(tǒng) 的要求，同時產(chǎn)生的失真也要足夠小，以便不改變調(diào)制信號的頻譜形狀。因此要求整個發(fā)信通道保持嚴格 的線性，不允許有非線性失真因素存在。作為發(fā)信通道末端的功率放大器，通常要使用線性優(yōu)良的甲類放 大器，由于甲類功率放大器的工作效率很低，功放工作的電流很大，功放的功耗很大，且大部分功耗用來 產(chǎn)生熱量，使得功放的散熱又成為問題。在以往技術(shù)中，在系統(tǒng)的接收時隙時將線性功放的電源進行關(guān)閉。這種做法雖然提商了隔離度，但由 于是對線性功放管理電源的源級進行電源管理，而源級上一般都有較大電容，電壓極髙，導(dǎo)致開關(guān)響應(yīng)控 制信號的時間很長。而且現(xiàn)有系統(tǒng)一般在主線性功放前還會有前級功放對信號進行預(yù)放大，以往技術(shù)對這 些前級功放未加管理，使得整個系統(tǒng)效率很低，增加了系統(tǒng)設(shè)計難度。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述技術(shù)的不足，而提供一種快速響應(yīng)開關(guān)功放實現(xiàn)的裝置，通過對線性功 放及其前級驅(qū)動進行電源管理，使得線性功放系統(tǒng)在TDD工作方式下，提高收發(fā)通道的隔離度，縮短了 系統(tǒng)開關(guān)的時間響應(yīng)，并大大減少了系統(tǒng)的功耗。本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案這種快速響應(yīng)開關(guān)功放實現(xiàn)的裝置，包括線性功率放大 器，用于將射頻信號進行線性放大，使得被調(diào)制的射頻信號經(jīng)放大后達到系統(tǒng)的電平要求；前級驅(qū)動，用 于將射頻信號進行預(yù)放大，使得射頻信號再經(jīng)過線性功率放大器后達到系統(tǒng)的電平要求；射頻開關(guān)，用于 在收發(fā)時隙時，根據(jù)系統(tǒng)的需要完成收發(fā)通路的轉(zhuǎn)換；該裝置還包括線性功放的電源管理電路，用于對 供給線性功放的電源進行實時開關(guān)管理，使得線性功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時隙進行工作，即在接收時隙時，將 線性功放的電源進行關(guān)閉，減小系統(tǒng)的功耗，同時增加系統(tǒng)的收發(fā)隔離度。前級驅(qū)動的電源管理電路'用 于對供給前級驅(qū)動各級功放的電源進行實時開關(guān)管理，使得前級驅(qū)動各功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時隙進行工作，在接收時隙時，將前級驅(qū)動各功放的電源進行關(guān)閉。本賣用新型中所述線性功放的電源管理電路由兩路控制或門組成，控制或門的輸出由來自基帶板的 TTL電平控制，其相應(yīng)輸出直接控制功放電源的開關(guān)。所述或門采用74AHC1G32。本實用新型中所述兩路控制或門接收來自基帶板TTL的電平的邏輯相反，每一路TTL電平的高低， 控制一路或門的輸出，再通過電阻輸出，控制線性功放柵級的電壓，從而控制其源級至漏級的導(dǎo)通或截止。本實用新型中所述前級驅(qū)動的電源管理電路由一路控制MOS場效應(yīng)管、 一路控制穩(wěn)壓管組成；控制 MOS場效應(yīng)管的通斷由來自基帶板的TTL電平控制，其導(dǎo)通時相應(yīng)輸出為穩(wěn)壓管的輸出，穩(wěn)壓管的輸出 控制前級驅(qū)動電源的開關(guān)，減小系統(tǒng)的功耗，同時增加系統(tǒng)的收發(fā)隔離度。所述MOS場效應(yīng)管采用 FDC642P;所述穩(wěn)壓管采用LM2940IMP-5。本實用新型有益的效果是1、由于對線性功放及其前級驅(qū)動的電源同時采用了電源管理的方式，當系統(tǒng)工作在接收或關(guān)斷狀態(tài)時，所有功放都停止工作，線性功放及其前級驅(qū)動均不產(chǎn)生雜散信號，而且可以對功放輸入端的發(fā)信雜散信號進行一定的衰減，從而可以大大增加發(fā)射和接收的隔離度；2、本實用新 型對功放的柵級進行電源管理，電源管理電路加在線性功放柵級上來加快時間響應(yīng)，發(fā)射部分的線性功放 和接收部分的低噪放可以設(shè)計在同一個單板上，使得系統(tǒng)的設(shè)計更加容易；同時可以降低系統(tǒng)成本，增加 熱效的同時還大大縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時間。3、本實用新型由于線性功放及其前級驅(qū)動在接收狀態(tài)時停止 工作，功放工作電流大大降低，從而可以降低系統(tǒng)的功耗，進而進一步簡化功放的熱設(shè)計和電源部分的設(shè) 計難度，而實時工作的功放由于工作的電流很大，功耗很大，對系統(tǒng)的散熱和功放的結(jié)構(gòu)就提出了更高的 要求。4、實現(xiàn)本實用新型所述具有線性開關(guān)功能的功率放大功能，不僅能使得功率放大器滿足系統(tǒng)的要 求，更主要的是在滿足系統(tǒng)指標要求的基礎(chǔ)上，將功率放大器及其前級驅(qū)動設(shè)計成開關(guān)式的，適合TDD 工作環(huán)境下的系統(tǒng)，在TDD工作的通訊系統(tǒng)中將能得到廣泛應(yīng)用。采用本實用新型提供的方法及裝置， 不僅能使技術(shù)難度降低，研發(fā)周期縮短，而且開發(fā)和生產(chǎn)成本也會大幅減少，生產(chǎn)工藝標準、簡單，有利 于大規(guī)模批量生產(chǎn)。


圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型中電源管理電路的原理框圖；圖3是本實用新型的線性功放、前級驅(qū)動、電源管理電路及射頻開關(guān)之間的連接示意圖； 圖4是本實用新型中實施例1的線性功放電源管理或門控制電路的電路原理示意圖； 圖5是本實用新型中實施例2的線性功放電源管理或門控制電路的電路原理示意圖圖6是本實用新型中前級驅(qū)動電源管理電路的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。本實用新型所實現(xiàn)的快速響應(yīng)開關(guān)功放的方法和裝置，是針對TDD工作方式的系統(tǒng)的，由于系統(tǒng)的 功耗的要求比較髙。而本實用新型是在線性功放的基礎(chǔ)上進行電源管理，使得線性功放工作在TDD模式 的系統(tǒng)中，當系統(tǒng)工作在接收狀態(tài)時，整個發(fā)送部分停止工作，因此可以降低系統(tǒng)的功耗。因此系統(tǒng)中的 線性功放在滿足系統(tǒng)線性指標的前提下采用開關(guān)工作形式，從而大大降低了系統(tǒng)的功耗，并且在系統(tǒng)實際 工作中可提高收發(fā)的隔離度。如圖l所示圖中[101]為線性開關(guān)功放前級驅(qū)動的電源管理部分，是對前級驅(qū)動進行電湄控制，使得 前級驅(qū)動工作在開關(guān)狀態(tài)。[1021為線性功放的前級驅(qū)動，是對射頻信號進行預(yù)放大處理。103]為線性功放 的電源管理部分，是對線性功放進行電源管理，使得線性功放工作在開關(guān)狀態(tài)。[1041為線性功放，使得射 頻信號滿足系統(tǒng)的要求。[105I為功放射頻輸出的射頻開關(guān)，主要是進行功放的發(fā)射和低噪放接收的切換， 屬于本實用新型的附屬部分。D06]為射頻信號輸出端。[107]為當射頻開關(guān)切換到接收狀態(tài)時的接收通路。如圖2所示由基帶來的信號[201]控制或門[202]的輸出，當或門輸出為一高電平時，線性功放[203]柵級導(dǎo)通而存 在電壓，使得線性功放[203]的源級和漏級導(dǎo)通，線性功放開始上電。由基帶來的信號[205]控制MOS場效應(yīng)管[206]的開關(guān)，當MOS場效應(yīng)管[206導(dǎo)通時，穩(wěn)壓管[204的 輸出通過MOS場效應(yīng)管[2061加到前級驅(qū)動?xùn)偶壣?，前級?qū)動開始上電。當系統(tǒng)工作在發(fā)信狀態(tài)時，基帶部分輸出電源管理控制信號和射頻開關(guān)控制信號，在電源管理信號的 控制下，電源管理電路使功放及其前級驅(qū)動上電，同時射頻收發(fā)開關(guān)在射頻開關(guān)控制信號作用下完成工作 狀態(tài)的切換，使其工作在發(fā)信狀態(tài)，經(jīng)過一段時間使線性功放、前級驅(qū)動和射頻開關(guān)建立起穩(wěn)定的工作狀 態(tài)后，由射頻信號輸入電路輸入被放大的射頻信號，此時功放已能完成正常的放大功能，放大后的射頻信 號通過射頻開關(guān)輸出。當系統(tǒng)完成發(fā)信功能將要切換至收信狀態(tài)時，射頻輸入電路關(guān)斷射頻輸入信號，基帶部分輸出電源管 理控制信號和射頻開關(guān)控制信號，在電源管理信號的控制下.電源管理電路關(guān)斷線性功放及其前級驅(qū)動的 電源，同時射頻收發(fā)開關(guān)在射頻開關(guān)控制信號作用下完成工作狀態(tài)的切換，使射頻收發(fā)開關(guān)處于收信狀態(tài)。如圖3所示由前端來的射頻信號RF in經(jīng)[302前級驅(qū)動]和[304線性功放放大后'經(jīng)[305射頻開 關(guān)]控制送入夭線進行發(fā)射。在工作過程中，301前級驅(qū)動電源管理]、[303線性功放電源管理]和[305射 頻開關(guān)]同步工作。當模塊(在本實用新型中，所述模塊是指線性功放和低噪放接收合在一起的統(tǒng)稱)工作在發(fā)射時隙時，[301前級驅(qū)動電源管理]和[303線性功放電源管理]分別打開[302前級驅(qū)動]和[304線性功 放]的電源，[302前級驅(qū)動]和[304線性功放]工作，同時[305射頻開關(guān)]工作在發(fā)射狀態(tài)，這樣將完成射頻 信號的放大傳輸工作。當模塊工作在接收時隙時，[301前級驅(qū)動電源管理]和[303線性功放電源管理]將分 別關(guān)閉[302前級驅(qū)動]和[304線性功放]的電源，達到系統(tǒng)節(jié)電的目的，并且將大大增加收發(fā)的隔離度。同 時，[305射頻開關(guān)]工作在接收狀態(tài)。如圖4所示其工作方式為以或門74AHC1G32 2U15為例，從基帶板輸出的TXON信號控制或門 74AHC1G32 2U15的輸出。當1處輸入的TXON為高電平時，4處輸出的VG21也為高電平，此時線性 功放柵極導(dǎo)通而存在電壓，功放開始上電。當TXON為低電平時，線性功放柵極不導(dǎo)通，實現(xiàn)了主功放的 關(guān)斷功能，因此可以通過TXON高低電平的變化，實現(xiàn)了主功放電源的開關(guān)功能。如圖S所示或門74AHC1G32 2U14的工作原理與圖4基本相同，只是控制信號TXON的邏輯與 2U15相反。如圖6所示其工作方式為給定一+5.7V電壓，經(jīng)過穩(wěn)壓管LM2940IMP-5 2U12后，供給MOS 場效應(yīng)管FDC642P 2U11源極(S)的電壓為+5V。從基帶板輸出的TXON信號控制MOS場效應(yīng)管FDC642P 2U11的輸出。當TXON輸入為高電平時，MOS場效應(yīng)管FDC642P 2U11柵極(G)上有電壓，源極至 漏極(D)導(dǎo)通，MOS場效應(yīng)管FDC642P 2U11源極上的電壓+5V通過漏極加到前級驅(qū)動的柵極上，前 級驅(qū)動開始上電。當輸入為低電平時，MOS場效應(yīng)管FDC642P 2U11源極至漏極不導(dǎo)通，漏極上無電壓， 所以前級驅(qū)動?xùn)艠O上也沒有電壓，前級驅(qū)動上無電流從而實現(xiàn)了前級驅(qū)動的關(guān)斷功能，因此可以通過 TXON高低電平的變化，實現(xiàn)了前級功放電源的開關(guān)功能。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案， 均落在本實用新型要求的保護范圍。
權(quán)利要求1. 一種快速響應(yīng)開關(guān)功放實現(xiàn)的裝置，該裝置包括線性功率放大器，用于將射頻信號進行線性放大；前級驅(qū)動，用于將射頻信號進行預(yù)放大；射頻開關(guān)，用于在收發(fā)時隙時，根據(jù)系統(tǒng)的需要完成收發(fā)通路的轉(zhuǎn)換；其特征在于該裝置還包括線性功放的電源管理電路，用于對供給線性功放的電源進行實時開關(guān)管理，使得線性功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時隙進行工作，即在接收時隙時，將線性功放的電源進行關(guān)閉；線性功放的電源管理電路由兩路控制或門組成，控制或門的輸出由來自基帶板的TTL電平控制，其相應(yīng)輸出直接控制功放電源的開關(guān)；前級驅(qū)動的電源管理電路，用于對供給前級驅(qū)動各級功放的電源進行實時開關(guān)管理，使得前級驅(qū)動各功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時隙進行工作，在接收時隙時，將前級驅(qū)動各功放的電源進行關(guān)閉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)開關(guān)功放實現(xiàn)的裝置，其特征是所述前級驅(qū)動的電源管理電路 由一路控制MOS場效應(yīng)管、 一路控制穩(wěn)壓管組成；控制MOS場效應(yīng)管的通斷由來自基帶板的TTL電平 控制，其導(dǎo)通時相應(yīng)輸出為穩(wěn)壓管的輸出，穩(wěn)壓管的輸出控制前級驅(qū)動電源的開關(guān)。
專利摘要本實用新型涉及一種快速響應(yīng)開關(guān)功放實現(xiàn)的裝置，包括線性功率放大器，前級驅(qū)動和射頻開關(guān)，該裝置還包括線性功放的電源管理電路，用于對供給線性功放的電源進行實時開關(guān)管理，使得線性功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時隙進行工作，即在接收時隙時，將線性功放的電源進行關(guān)閉，減小系統(tǒng)的功耗，同時增加系統(tǒng)的收發(fā)隔離度。前級驅(qū)動的電源管理電路，用于對供給前級驅(qū)動各級功放的電源進行實時開關(guān)管理，使得前級驅(qū)動各功放隨系統(tǒng)的收發(fā)時隙進行工作，在接收時隙時，將前級驅(qū)動各功放的電源進行關(guān)閉。本實用新型有益的效果是增加發(fā)射和接收的隔離度；降低了系統(tǒng)成本，增加熱效，縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時間。
文檔編號H03F3/20GK201113927SQ20072011057
公開日2008年9月10日 申請日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者俞海明, 周葉茂, 王學(xué)富, 舒曉軍 申請人:浙江三維通信股份有限公司