一種高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，包括高速串并轉(zhuǎn)換器、高速并串轉(zhuǎn)換器和M個相互并聯(lián)設(shè)置的功率放大器，每個功率放大器的輸入端與高速串并轉(zhuǎn)換器連接、其輸出端與高速并串轉(zhuǎn)換器連接，每個功率放大器上連接有用以提供功率放大器的工作電壓的電壓控制模塊，所述電壓控制模塊的輸入端與所對應(yīng)的高速串并轉(zhuǎn)換器的輸出串口連接，其中M為4的正整數(shù)倍的數(shù)值。本發(fā)明高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置的效率高，線性特性優(yōu)良，功率放大器的供電電壓能隨輸入信號的幅度同步變化，在保證了信號放大的同時，降低了功率放大器的功耗，減少了功率放大器的發(fā)熱量。
【專利說明】
一種高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種功率放大裝置，具體涉及一種高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信實現(xiàn)了數(shù)據(jù)吞吐量的空前增長。現(xiàn)階段通信行業(yè)對發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率的要求也越來越高，而當(dāng)前通信速率越來越高，這對發(fā)射機(jī)功率放大裝置的響應(yīng)速度和效率提出了更高的要求；同時，非線性是發(fā)射機(jī)功率放大裝置面臨的另一個問題。在輸入端加載大功率信號時，發(fā)射機(jī)功率放大裝置若不能線性將該信號放大，可能出現(xiàn)增益飽和以及失真的情況;另外，發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號中，部分信號的電平保持在較低值，只有部分信號電平達(dá)到峰值功率，因此，功率放大器只能在達(dá)到峰值功率時提供最高效率，大部分時間中，功率放大器都無法有效利用輸入的功率，無用功率會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑢?dǎo)致電能的浪費。
[0003]功率放大器的線性度和效率是設(shè)計功率放大器的重點。目前，是通過Doherty技術(shù)來解決發(fā)射機(jī)功率放大裝置的效率問題。Doherty的一般結(jié)構(gòu)由2個功放組成:一個主功放、一個輔助功放，在主功放的輸出端連接有90°四分之一波長阻抗變換器、在輔助功放的輸入端連接有90°四分之一波長阻抗變換器。主功放工作在B類或者AB類，輔助功放工作在C類。兩個功放不是輪流工作，而是主功放一直工作，輔助功放到設(shè)定的峰值才工作(這個功放也叫作peak ampl1-fier)。采用Doherty功率放大器雖然可以讓發(fā)射機(jī)功率放大裝置在較大的動態(tài)范圍內(nèi)保持較高效率，但其線性度較差，在傳輸高速率數(shù)據(jù)時，其響應(yīng)速度很慢、無法滿足高速率數(shù)據(jù)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，該功率放大裝置對高速率數(shù)據(jù)信號具有良好的時間響應(yīng)能力和輸出效率。
[0005 ]為解決上述問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，包括高速串并轉(zhuǎn)換器、高速并串轉(zhuǎn)換器和M個相互并聯(lián)設(shè)置的功率放大器，每個功率放大器的輸入端與高速串并轉(zhuǎn)換器連接、其輸出端與高速并串轉(zhuǎn)換器連接，每個功率放大器上連接有用以提供功率放大器的工作電壓的電壓控制模塊，所述電壓控制模塊的輸入端與所對應(yīng)的高速串并轉(zhuǎn)換器的輸出串口連接，其中M為4的正整數(shù)倍的數(shù)值。
[0007]上述方案中，所述電壓控制裝置包括解調(diào)器、D/A轉(zhuǎn)換器和電壓放大器，所述解調(diào)器的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與電壓放大器的輸入端連接，電壓放大器的輸出端與功率放大器的主電源D連接。
[0008]上述方案中，進(jìn)一步地，所述電壓控制裝置還包括電壓檢測模塊、處理芯片和控制開關(guān)，所述電壓檢測模塊的輸入端與電壓放大器的輸出端連接，所述處理芯片的輸入端與電壓檢測模塊的輸出端連接、處理芯片的輸出端與控制開關(guān)連接，所述接觸開關(guān)的輸出端與一備用電源S連接，該備用電源S與功率放大器連接。
[0009]上述方案中，各功率放大器包括三功分器、載波放大器和2個相互并聯(lián)設(shè)置的峰值放大器，所述載波放大器的輸入端與三功分器的輸出端連接、其輸出端連接有一個四分之一波長阻抗變換器且該四分之一波長阻抗變換器與信號輸出端連接，每個峰值放大器的輸入端與三功分器的輸出端連接、其輸出端通過一個四分之一波長阻抗變換器后與信號輸出端連接。
[0010]上述方案中，M為可以4、8或16中的任意數(shù)值。
[0011]本發(fā)明的工作原理為:
[0012]I)本發(fā)明通過高速串并轉(zhuǎn)換器將高速串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成多路低速并行數(shù)字信號，多路低速并行數(shù)字信號分別輸入對應(yīng)的功率放大器進(jìn)行功率放大，放大后的信號輸入高速并串轉(zhuǎn)換器，將信號恢復(fù)成串行信號；
[0013]2)在進(jìn)行I)中的串并轉(zhuǎn)換后，本發(fā)明通過電壓控制模塊同時對功率放大器的供電電壓進(jìn)行控制，即通過解調(diào)器將接收到的并行數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)出原始數(shù)字信號，通過D/A轉(zhuǎn)換器將原始數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成模擬電壓信號，再通過電壓放大器將模擬電壓信號進(jìn)行功率放大后為所述功率放大器供電，功率放大器工作。由于功率放大器的供電電壓波形與并行數(shù)字信號的“包絡(luò)”的波形相同，因此所述功率放大器的供電電壓將根據(jù)該并行信號(即輸入信號)的幅度同步變化，當(dāng)信號達(dá)到功率峰值時，所述功率放大器的供電電壓也達(dá)到峰值，信號的功率較低時，所述功率放大器的供電電壓也保持較低。這樣既能保證了信號的功率正常放大，同時也降低了所述功率放大器的供電電壓，節(jié)省了電能，還減少了功率放大器的發(fā)熱量，保證了功率放大器不會由于過熱而損壞。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
[0015]1、本發(fā)明采用的功率放大器為新型結(jié)構(gòu)的三路Doherty電路，與傳統(tǒng)三路Doherty電路相比，它能在更大回退范圍內(nèi)獲得高效率的放大倍數(shù)。
[0016]2、本高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置將高速率信號變成多路低速率信號，而放大器對低速率信號的放大的線性程度以及時間響應(yīng)速度，均遠(yuǎn)高于對高速率信號的放大的線性程度以及時間響應(yīng)速度，通過將高速信號降為低速信號后進(jìn)行功率放大后再還原的方式，提高了放大器的效率以及時間響應(yīng)速度，并且使放大器在較大的范圍內(nèi)也能保持良好的線性特性。
[0017]3、本高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置將發(fā)射機(jī)發(fā)來的數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)，得到原始數(shù)字信號后進(jìn)行電壓放大，為所述功率放大器供電，實現(xiàn)了功率放大器的供電電壓能跟隨輸入信號的幅度同步變化，在保證了信號放大的同時，降低了功率放大器的功耗，節(jié)省了電能，還減少了功率放大器的發(fā)熱量，保證功率放大器不會因為過熱而停止工作。
【附圖說明】
[0018]圖1為本高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置的組成結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖2為每個電壓控制模塊的組成連接框圖。
[0020]圖3為每個功率放大器的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的解釋說明，但不用以限制本發(fā)明。
[0022]如圖1所示，一種高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，包括高速串并轉(zhuǎn)換器、高速并串轉(zhuǎn)換器和M個相互并聯(lián)設(shè)置的功率放大器，每個功率放大器的輸入端與高速串并轉(zhuǎn)換器連接、其輸出端與高速并串轉(zhuǎn)換器連接，每個功率放大器上連接有用以提供功率放大器的工作電壓的電壓控制模塊，所述電壓控制模塊的輸入端與所對應(yīng)的高速串并轉(zhuǎn)換器的輸出串口連接，其中M為4的正整數(shù)倍的數(shù)值1為4、8或16中的任意數(shù)值，本實施例中崩8，即所述高速串并轉(zhuǎn)換器輸出的并行信號為8路。
[0023]如圖2所示，所述電壓控制裝置包括解調(diào)器、D/A轉(zhuǎn)換器和電壓放大器，所述解調(diào)器的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與電壓放大器的輸入端連接，電壓放大器的輸出端與功率放大器的主電源D連接。通過所述電壓控制裝置能夠使每個功率放大器的供電電壓隨輸入的并行信號的變化而同步變化，即高信號或低信號時，主電源D有電壓產(chǎn)生，為功率放大器供電、則功率放大器工作;而無信號時，主電源D沒有電壓產(chǎn)生、功率放大器不工作。
[0024]為防止由于輸入的信號太弱，即經(jīng)電壓放大器放大后也不能達(dá)到功率放大器的啟動電壓，造成零信號輸出的情況。本實施例中，所述電壓控制裝置還包括電壓檢測模塊、處理芯片和控制開關(guān)，所述電壓檢測模塊的輸入端與電壓放大器的輸出端連接，所述處理芯片的輸入端與電壓檢測模塊的輸出端連接、處理芯片的輸出端與控制開關(guān)連接，所述接觸開關(guān)的輸出端與一備用電源S連接，該備用電源S與功率放大器連接。通過電壓檢測模塊采集電壓放大器輸出端的模擬電壓信號、并發(fā)送給處理芯片，所述處理芯片將該電壓信號與設(shè)定的工作電壓值相比較:當(dāng)該電壓信號低于設(shè)定的工作電壓值時，向控制開關(guān)發(fā)出啟動備用電源S的指令，此時功率放大器也能正常工作;而當(dāng)該電壓信號高于設(shè)定的工作電壓值時，向控制開關(guān)發(fā)出關(guān)閉備用電源S的指令，此時由主電源D供電即可。
[0025]如圖3所示，各功率放大器包括三功分器、載波放大器和2個相互并聯(lián)設(shè)置的峰值放大器，所述載波放大器的輸入端與三功分器的輸出端連接、其輸出端連接有一個四分之一波長阻抗變換器且該四分之一波長阻抗變換器與信號輸出端連接，每個峰值放大器的輸入端與三功分器的輸出端連接、其輸出端通過一個四分之一波長阻抗變換器后與信號輸出端連接。
[0026]以上僅為說明本發(fā)明的實施方式，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，其特征在于:包括高速串并轉(zhuǎn)換器、高速并串轉(zhuǎn)換器和M個相互并聯(lián)設(shè)置的功率放大器，每個功率放大器的輸入端與高速串并轉(zhuǎn)換器連接、其輸出端與高速并串轉(zhuǎn)換器連接，每個功率放大器上連接有用以提供功率放大器的工作電壓的電壓控制模塊，所述電壓控制模塊的輸入端與所對應(yīng)的高速串并轉(zhuǎn)換器的輸出串口連接，其中M為4的正整數(shù)倍的數(shù)值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，其特征在于:所述電壓控制裝置包括解調(diào)器、D/A轉(zhuǎn)換器和電壓放大器，所述解調(diào)器的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與電壓放大器的輸入端連接，電壓放大器的輸出端與功率放大器的主電源D連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，其特征在于:所述電壓控制裝置還包括電壓檢測模塊、處理芯片和控制開關(guān)，所述電壓檢測模塊的輸入端與電壓放大器的輸出端連接，所述處理芯片的輸入端與電壓檢測模塊的輸出端連接、處理芯片的輸出端與控制開關(guān)連接，所述接觸開關(guān)的輸出端與一備用電源S連接，該備用電源S與功率放大器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，其特征在于:各功率放大器包括三功分器、載波放大器和2個相互并聯(lián)設(shè)置的峰值放大器，所述載波放大器的輸入端與三功分器的輸出端連接、其輸出端連接有一個四分之一波長阻抗變換器且該四分之一波長阻抗變換器與信號輸出端連接，每個峰值放大器的輸入端與三功分器的輸出端連接、其輸出端通過一個四分之一波長阻抗變換器后與信號輸出端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速率數(shù)字信號發(fā)射機(jī)功率放大裝置，其特征在于:M為4、8或16中的任意數(shù)值。
【文檔編號】H03F1/32GK105897181SQ201610351571
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】劉煥煊, 韓紅兵, 馬朝麗, 舒良仁, 干學(xué)謙, 陽志發(fā)
【申請人】桂林市思奇通信設(shè)備有限公司