效率優(yōu)化的多爾蒂放大器的制造方法
【專利摘要】放大器包括主放大器電路（41）、輔助放大器電路（42）和信號發(fā)生裝置（40）。主放大器電路（41）和輔助放大器電路（42）的輸出端根據(jù)多爾蒂原理連接。信號發(fā)生裝置（40）用于直接生成主放大器信號作為主放大器電路（41）的輸入信號并直接生成輔助放大器信號作為輔助放大器電路（42）的輸入信號。
【專利說明】效率優(yōu)化的多爾蒂放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種放大器,尤其是多爾蒂放大器(Doherty amplifier)。
【背景技術(shù)】
[0002]多爾蒂放大器通常包括兩個放大器支路，主放大器和輔助放大器。主放大器和輔助放大器的兩個輸出通過主放大器支路中的λ/4線結(jié)合。
[0003]因此，主放大器和輔助放大器上的負(fù)載阻抗被動態(tài)地變換，使效率提高。在這種情況下，要放大的輸入信號通過信號分路器供給主放大器和輔助放大器。所分離的主放大器和輔助放大器輸入信號的相移為90ο，從而通過設(shè)置在輸出的必需的λ /4線變換補(bǔ)償主放大器支路中的相移。
[0004]歐洲專利ΕΡ1609239Β1公開了這種多爾蒂放大器。所公開的多爾蒂放大器的缺點是，由于各個放大器的信號分離和容差，主放大器和輔助放大器之間不會出現(xiàn)優(yōu)化信號的分離。這會導(dǎo)致效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)高效率的放大器。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有獨立權(quán)利要求1的特征的放大器實現(xiàn)。有益的進(jìn)一步改進(jìn)形成引用權(quán)利要求1的從屬權(quán)利要求的主題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的放大器包括主放大器電路、輔助放大器電路和信號發(fā)生裝置。主放大器電路和輔助放大器電路的輸出端根據(jù)多爾蒂原理連接。信號發(fā)生裝置用于直接生成主放大器信號作為主放大器電路的輸入信號，以及直接生成輔助放大器信號作為輔助放大器電路的輸入信號。以這種方式獲得具有非常高的效率的放大器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]基于示出本發(fā)明的有益的示例性實施例的附圖，通過舉例描述本發(fā)明。附圖中:
[0009]圖1是示例性的多爾蒂放大器；
[0010]圖2是第一示例性效率曲線；
[0011]圖3是第二示例性效率曲線；
[0012]圖4是根據(jù)本發(fā)明的放大器的第一示例性實施例；
[0013]圖5是根據(jù)本發(fā)明的放大器的示例性實施例情形中的第一效率曲線；
[0014]圖6是根據(jù)本發(fā)明的放大器的第二示例性實施例；以及
[0015]圖7是根據(jù)本發(fā)明的放大器的示例性實施例情形中的第二效率曲線。
【具體實施方式】
[0016]首先參照圖1至3解釋本發(fā)明要解決的技術(shù)問題。根據(jù)本發(fā)明的放大器的各個示例性實施例的結(jié)構(gòu)和功能隨后參照圖4至7給出。類似附圖中的相同元件的介紹和說明在一些實例中沒有重復(fù)。
[0017]圖1示出示例性的多爾蒂放大器。信號分路器10連接到主放大器電路11和輔助放大器電路12。主放大器電路11進(jìn)一步連接到λ/4線13。輔助放大器電路12和λ/4線13連接到另外的λ/4線14。
[0018]要放大的輸入信號提供給信號分路器10。信號分路器10將它分離為主放大器信號和輔助放大器信號。主放大器信號和輔助放大器信號在此具有90ο相位偏移。主放大器信號對應(yīng)于要放大的信號。在這種情況下，輔助放大器信號對應(yīng)于這些信號峰值。主放大器電路11放大主放大器信號，而輔助放大器電路12放大輔助放大器信號。
[0019]主放大器路徑中的λ/4線13執(zhí)行線變換。結(jié)果是，發(fā)生負(fù)載阻抗的動態(tài)變換，使得主放大器電路11在通常為6dB的閾值處達(dá)到飽和。隨著功率的進(jìn)一步增加，輔助放大器電路也對輸出功率作貢獻(xiàn)，使主放大器電路11的負(fù)載阻抗動態(tài)減少。以滿功率驅(qū)動時，每個放大器提供50%的總功率。
[0020]根據(jù)圖1的多爾蒂放大器可以獲得圖2示出的理論效率曲線21。主放大器電路在調(diào)節(jié)的閾值20處達(dá)到飽和。到達(dá)該點之前，輔助放大器電路不對輸出功率作貢獻(xiàn)。作為比較，這里還示出B類放大器的效率曲線26。
[0021]因為在輸入進(jìn)行信號分路、各個放大器的容差、放大器的不同偏置電流設(shè)置等等，無法實現(xiàn)主放大器電路和輔助放大器電路之間的優(yōu)化信號分路。盡管主放大器電路還沒有達(dá)到飽和，輔助放大器電路已經(jīng)提供一部分功率。
[0022]因此，沒有可靠地實現(xiàn)閾值區(qū)域中的峰值效率。這在圖3中示出。效率曲線31對應(yīng)于圖2的效率曲線21。還示出了實際上可實現(xiàn)的效率曲線33。而且，作為比較還示出了傳統(tǒng)的B類放大器的效率曲線36。然而，通過與這個B類放大器對比，實際的多爾蒂放大器的效率曲線33仍舊能夠繼續(xù)實現(xiàn)顯著更高的平均效率。
[0023]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的放大器的第一示例性實施例。信號發(fā)生裝置40連接到主放大器電路41和輔助放大器電路42。主放大器電路41進(jìn)一步連接到λ/4線43。λ/4線43和輔助放大器電路42連接到另外的λ/4線44。信號發(fā)生裝置40進(jìn)一步連接到控制裝置46。
[0024]與圖1的信號分路器10執(zhí)行的將要放大的模擬信號分路為主放大器信號和輔助放大器信號不同，在這種情況下，由信號發(fā)生裝置40生成主放大器信號和輔助放大器信號。因此，該信號可以由要放大的數(shù)字信號生成。有利的是直接在這里執(zhí)行信號生成。信號發(fā)生裝置優(yōu)選為調(diào)制裝置或控制發(fā)射器。此處的主放大器信號和輔助放大器信號已經(jīng)由信號發(fā)生裝置40生成，并具有90ο相位偏移。
[0025]控制裝置46控制信號發(fā)生裝置40。因此，它調(diào)節(jié)閾值，在該閾值處，信號發(fā)生裝置40將要放大的信號分路為主放大器信號和輔助放大器信號?？刂蒲b置46由此根據(jù)該閾值調(diào)節(jié)不同的效率曲線。下面根據(jù)圖5對其進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0026]圖5示出根據(jù)幾個不同的閾值53、54、55得出的幾個效率曲線50、51、52。通過調(diào)節(jié)這些閾值53、54、55，圖4的控制裝置46還同時調(diào)節(jié)相應(yīng)的效率曲線50、51、52。作為比較還在此繪出了傳統(tǒng)的B類放大器的效率曲線56。
[0027]通過省去模擬信號分路器，由此可以實現(xiàn)效率的顯著改進(jìn)。在理論上最大的可獲得效率曲線附近設(shè)置可獲得效率曲線50、51、52。此外，調(diào)節(jié)閾值還允許當(dāng)前要放大的信號的優(yōu)化。由此，對于與例如9-12dB，優(yōu)選地IOdB的平均信號值相比具有非常高的峰值的信號，可以調(diào)節(jié)效率曲線50。在信號具有比例如7-9dB，優(yōu)選地SdB的平均信號值更高的峰值的情況下，可以調(diào)節(jié)效率曲線51。在與例如5-7dB，優(yōu)選地6dB的平均信號值相比具有較低峰值的信號的情況下，可以調(diào)節(jié)效率曲線52。
[0028]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的放大器的第二示例性實施例。該示例性放大器大部分對應(yīng)于圖4的放大器。附圖標(biāo)記60-64以及66對應(yīng)于圖4的附圖標(biāo)記40-44以及46。因此,這里示出的放大器包括偏置電流發(fā)生裝置65。偏置電流發(fā)生裝置65連接到控制裝置66、主放大器電路61和輔助放大器電路62。在這種情況下，偏置電流發(fā)生裝置65生成主放大器電路61的偏置電流主偏置和輔助放大器電路62的偏置電流輔偏置。根據(jù)信號分路所需的閾值，在此實施偏置電流主偏置和輔偏置的生成。還由控制裝置66實施生成偏置電流主偏置和輔偏置的判斷。以這種方式使得效率曲線更接近理論上最大的可獲得效率曲線。
[0029]圖4和圖6示出的放大器特別有利于數(shù)字調(diào)制(例如，QAM-0FDM、C0FDM等)信號的放大。這些數(shù)字調(diào)制類型用于許多應(yīng)用中。這里通過舉例給出DVB-T，DVB-H, DVB-T2, MediaFlo, ISDB-T, ATSC, CMMB, CDMA, WCDMA, GSM等。這些調(diào)制類型提供不同波峰因數(shù)或各自不同的信號統(tǒng)計。這些信號的信號統(tǒng)計是已知的，或者可以在信號生成的情況下測量或計算出。由此可以計算主放大器信號和輔助放大器信號，使得具有最高峰值效率的點優(yōu)化地調(diào)到信號統(tǒng)計，從而以這種方式實現(xiàn)放大器布置的最大整體效率。這在圖7中示出。相應(yīng)地，曲線71示出所使用的調(diào)制方法的統(tǒng)計的幅度分布。由圖4或圖6相應(yīng)的控制裝置46或66調(diào)節(jié)的效率曲線70使得要廣播的發(fā)送符號的平均整體效率最大化。
[0030]可以通過連續(xù)監(jiān)測要廣播的信號的統(tǒng)計和要調(diào)節(jié)的效率曲線的匹配實現(xiàn)平均效率的稍微進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0031]本發(fā)明不限于給出的示例性實施例。除了已經(jīng)提到的調(diào)制方法，還能夠想出其他的發(fā)送方法。上文描述的或圖中示出的所有特征可以有利地在本發(fā)明的框架內(nèi)按照需要彼此結(jié)合。
【權(quán)利要求】
1.一種具有主放大器電路(41、61)和輔助放大器電路(42、62)的放大器，其中所述主放大器電路(41、61)和輔助放大器電路(42、62)的輸出端根據(jù)多爾蒂原理連接， 其特征在于 所述放大器還包括信號發(fā)生裝置(40、60)，用于直接生成主放大器信號作為所述主放大器電路(41、61)的輸入信號并直接生成輔助放大器信號作為所述輔助放大器電路(42、62)的輸入信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大器， 其特征在于 所述主放大器信號對應(yīng)于要放大的信號，以及 所述輔助放大器信號對應(yīng)于要放大的信號的信號峰值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放大器， 其特征在于 相移所述主放大器信號和所述輔助放大器信號，尤其是相移90ο。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的放大器， 其特征在于 所述信號發(fā)生裝置(40、60)用于通過調(diào)制和/或要發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)生成所述主放大器信號和所述輔助放大器信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的放大器， 其特征在于 所述信號發(fā)生裝置(40、60)是調(diào)制器或控制發(fā)射器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的放大器， 其特征在于 所述放大器還包括控制裝置(46、66)，以及 所述控制裝置(46、66 )用于控制所述信號發(fā)生裝置(40、60 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放大器， 其特征在于 所述控制裝置(46、66)用于根據(jù)要放大的信號確定閾值(53、54、55),從而確定所述主放大器信號和所述輔助放大器信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放大器， 其特征在于 所述控制裝置(46、66)用于基于與要放大的信號相關(guān)的預(yù)先統(tǒng)計信息以效率優(yōu)化的方式調(diào)節(jié)所述閾值(53、54、55)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的放大器， 其特征在于 所述放大器還包括偏置電流發(fā)生裝置(65)，所述偏置電流發(fā)生裝置(65)用于生成所述主放大器電路(61)和輔助放大器電路(62 )的偏置電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的放大器， 其特征在于 所述控制裝置(66 )用于控制所述偏置電流發(fā)生裝置(65 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的放大器， 其特征在于 所述控制裝置(66)用于基于與要放大的信號相關(guān)的預(yù)先統(tǒng)計信息以效率優(yōu)化的方式調(diào)節(jié)所述主放大器電路(61)和輔助放大器電路(62)的所述偏置電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一項所述的放大器， 其特征在于 所述控制裝置(46、66)用于最大化對于要發(fā)送的發(fā)送符號的整體的平均效率。
【文檔編號】H03F1/02GK103477555SQ201280018680
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】烏韋·達(dá)利斯達(dá), 彼得·米爾巴赫爾 申請人:羅德與施瓦茲兩合公司