CN104849543A - 一种射频功率检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频功率检测电路，该射频功率检测电路包括偏置电路、整流电路和直流电压放大电路，输入射频信号为RFIN，输出检测电压VOUT，其中：偏置电路，用于确定整流电路的静态工作点；整流电路，用于将射频信号转变为直流电压信号；直流电压放大电路，用于对直流电压信号进行放大处理，使得输出检测电压范围满足指标要求。本发明在二极管整流结构的传统功率检测器基础上增加了直流电压放大电路，当信号输入功率较小时也能输出符合系统要求的直流电压，降低了检测电路的输入功率要求，减小其对放大器的功率损耗。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统中的射频功率检测，尤其是一种射频功率检测电路。
背景技术
无线通信系统中，射频功率放大器通常集成了射频功率检测电路，用于准确检测射频功率放大器的输出端功率的大小，使系统能够进行精确的功率水平控制。该射频功率检测电路需要有较大的功率检测范围，即需要有较宽的射频信号的功率检测范围和较宽的射频信号频率范围。
目前，射频功率放大器大多采用异质结晶体管(Hetero junction BipolarTransistor，HBT)工艺制成，在HBT工艺制成的射频功率放大器芯片内部采用二极管整流器电路作为射频功率检测电路来检测输出端功率的大小。如图1所示，图1为现有的射频功率检测电路的电路图，现有的射频功率检测电路包括：第一电容C1，第一二极管D1，第一电阻R1和第二电容C2；输入射频信号为RFIN，输出检测电压VOUT。
第一电容C1具有射频信号耦合和隔直的作用；第一二极管D1对射频信号进行整流，其偏置电压由Vb提供，使其处于正向导通状态；第一电阻R1和第二电容C2对整流后的射频信号做低通滤波，并且为VOUT设置直流基准电压点。
第一电容C1的一端与输射频入信号相连，另一端与第一二极管D1的正极相连；偏置电压Vb连接至第一二极管D1的正极；第一二极管D1负极与第一电阻R1一端相连，第一电阻R1的另一端接地。第二电容C2一端与第一二极管D1负极与第一电阻R1一端相连，另一端接地。输出电压节点位于第一二极管D1负极与第一电阻R1和第一电容C1的连接点。
射频功率检测电路的输出电压范围是其关键性能指标。在现有的射频功率检测电路中，输入信号功率越大，输出检测电压的变化越大。输入信号的功率大小从根本上决定了输出检测电压范围。
由此可见，现有的射频功率检测电路的输出检测电压受限于输入信号功率。只有当输入信号功率的变化范围足够大时，电路才能输出符合系统要求的检测电压变化范围。因此，通常射频功率检测电路需要置于放大器的输出端，以获得足够高的输入功率。这种方案会对放大器形成一定的功率损失，同时检测电压也易受到输出阻抗失配的影响。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种射频功率检测电路，使得当信号输入功率较小时也能输出符合要求的直流电压。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种射频功率检测电路，该射频功率检测电路包括偏置电路1、整流电路2和直流电压放大电路3，输入射频信号为RFIN，输出检测电压VOUT，其中：偏置电路1，用于确定整流电路2的静态工作点；整流电路2，用于将射频信号转变为直流电压信号；直流电压放大电路3，用于对直流电压信号进行放大处理，使得输出检测电压范围满足指标要求。
上述方案中，所述偏置电路1由第一电阻R1、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2构成，其中：第一电阻R1和第一晶体管Q1、第二晶体管Q2形成串联分压关系，共同确定了输出电压，使得整流电路2中第一二极管D1处于正向导通状态；第一电阻R1的一端连接电源VCC，另一端连接第一晶体管Q1的基极、集电极和整流电路2；第一晶体管Q1发射极连接至第二晶体管Q2的基极和集电极，第二晶体管Q2的发射极接地。
上述方案中，所述整流电路2由第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二电阻R2构成，其中，第一电容C1具有耦合射频信号和隔直的作用；第一二极管D1对射频信号进行整流；第二电阻R2和第二电容C2对整流后的射频信号做低通滤波，形成直流电压，为直流电压放大电路提供静态偏置点，使得第三晶体管Q3工作在放大区。
上述方案中，所述第一电容C1的一端与输射频入信号RFIN相连接，另一端与第一二极管D1的正极和偏置电路相连接；第一二极管D1负极与第二电阻R2一端相连接，第二电阻R2的另一端接地；第二电容C2一端接地，另一端与第一二极管D1负极和直流电压放大电路相连接。
上述方案中，所述直流电压放大电路3由第三电阻R3、第四电阻R4、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4连接构成，其中：第三晶体管Q3放大了整流电路的输出直流电压；第三电阻R3和第三晶体管Q3共同确定了第四晶体管Q4的静态工作点；第四晶体管Q4进一步做了直流电压放大；第四电阻R4和第四晶体管Q4共同确定了输出直流电压的偏置点。
上述方案中，所述第三晶体管Q3的基极与整流电路的输出相连接，发射极接地，集电极通过第三电阻R3连接至电源VCC，同时集电极也与第四晶体管Q4的基极相连接；第三电阻R3串联在第三晶体管Q3的集电极和电源VCC之间；第四晶体管Q4的发射极接地，集电极通过第四电阻R4连接至电源VCC，同时集电极连接至直流电压放大其的输出；第四电阻R4串联在第四晶体管Q4的集电极和电源VCC之间。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出的这种射频功率检测电路，在二极管整流结构的基础上增加了直流电压放大电路，使得当信号输入功率较小时也能输出符合要求的直流电压。该方法降低了射频功率检测电路从射频功率放大器所获取的射频信号功率，使得更多的射频信号功率能够传输至天线，从而减小射频功率检测电路带来的功率损失，提高了射频功率放大器放大器的效率。
2、本发明提出的这种射频功率检测电路，在二极管整流结构的传统功率检测器基础上增加了直流电压放大电路，当信号输入功率较小时也能输出符合系统要求的直流电压。因此射频功率放大器中间增益级所具有的信号功率水平也能够满足射频功率检测电路的要求。射频功率检测电路可以从射频功率检测电路的末级移至中间增益级，从而消除了射频功率放大器输出阻抗失配对检测电压的影响，也避免了检测电路对射频功率放大器输出功率的影响。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1为现有的射频功率检测电路的电路图；
图2为本发明提供的射频功率检测电路的电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的射频功率检测电路如图2所示，该射频功率检测电路包括偏置电路1、整流电路2和直流电压放大电路3，输入射频信号为RFIN，输出检测电压VOUT，其中：偏置电路1，用于确定整流电路2的静态工作点；整流电路2，用于将射频信号转变为直流电压信号；直流电压放大电路3，用于对直流电压信号进行放大处理，使得输出检测电压范围满足指标要求。
偏置电路1由第一电阻R1、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2构成。第一电阻R1和第一晶体管Q1、第二晶体管Q2形成串联分压关系，共同确定了输出电压，使得整流电路2中第一二极管D1处于正向导通状态。第一电阻R1的一端连接电源VCC，另一端连接第一晶体管Q1的基极、集电极和整流电路2；第一晶体管Q1发射极连接至第二晶体管Q2的基极和集电极，第二晶体管Q2的发射极接地。
整流电路2由第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二电阻R2构成。第一电容C1具有耦合射频信号和隔直的作用；第一二极管D1对射频信号进行整流；第二电阻R2和第二电容C2对整流后的射频信号做低通滤波，形成直流电压，为直流电压放大电路提供静态偏置点，使得第三晶体管Q3工作在放大区。
第一电容C1的一端与输射频入信号RFIN相连接，另一端与第一二极管D1的正极和偏置电路相连接；第一二极管D1负极与第二电阻R2一端相连接，第二电阻R2的另一端接地；第二电容C2一端接地，另一端与第一二极管D1负极和直流电压放大电路相连接。
直流电压放大电路由第三电阻R3、第四电阻R4、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4连接构成。第三晶体管Q3放大了整流电路的输出直流电压；第三电阻R3和第三晶体管Q3共同确定了第四晶体管Q4的静态工作点；第四晶体管Q4进一步做了直流电压放大；第四电阻R4和第四晶体管Q4共同确定了输出直流电压的偏置点。
第三晶体管Q3的基极与整流电路的输出相连接，发射极接地，集电极通过第三电阻R3连接至电源VCC，同时集电极也与第四晶体管Q4的基极相连接。第三电阻R3串联在第三晶体管Q3的集电极和电源VCC之间。第四晶体管Q4的发射极接地，集电极通过第四电阻R4连接至电源VCC，同时集电极连接至直流电压放大其的输出。第四电阻R4串联在第四晶体管Q4的集电极和电源VCC之间。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种射频功率检测电路，其特征在于，该射频功率检测电路包括偏置电路(1)、整流电路(2)和直流电压放大电路(3)，输入射频信号为RFIN，输出检测电压VOUT，其中：
偏置电路(1)，用于确定整流电路(2)的静态工作点；
整流电路(2)，用于将射频信号转变为直流电压信号；
直流电压放大电路(3)，用于对直流电压信号进行放大处理，使得输出检测电压范围满足指标要求。
2.根据权利要求1所述的射频功率检测电路，其特征在于，所述偏置电路(1)由第一电阻(R1)、第一晶体管(Q1)、第二晶体管(Q2)构成，其中：
第一电阻(R1)和第一晶体管(Q1)、第二晶体管(Q2)形成串联分压关系，共同确定了输出电压，使得整流电路(2)中第一二极管(D1)处于正向导通状态；第一电阻(R1)的一端连接电源(VCC)，另一端连接第一晶体管(Q1)的基极、集电极和整流电路(2)；第一晶体管(Q1)发射极连接至第二晶体管(Q2)的基极和集电极，第二晶体管(Q2)的发射极接地。
3.根据权利要求1所述的射频功率检测电路，其特征在于，所述整流电路(2)由第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一二极管(D1)、第二电阻(R2)构成，其中，第一电容(C1)具有耦合射频信号和隔直的作用；第一二极管(D1)对射频信号进行整流；第二电阻(R2)和第二电容(C2)对整流后的射频信号做低通滤波，形成直流电压，为直流电压放大电路提供静态偏置点，使得第三晶体管(Q3)工作在放大区。
4.根据权利要求3所述的射频功率检测电路，其特征在于，所述第一电容(C1)的一端与输射频入信号(RFIN)相连接，另一端与第一二极管(D1)的正极和偏置电路相连接；第一二极管(D1)负极与第二电阻(R2)一端相连接，第二电阻(R2)的另一端接地；第二电容(C2)一端接地，另一端与第一二极管(D1)负极和直流电压放大电路相连接。
5.根据权利要求1所述的射频功率检测电路，其特征在于，所述直流电压放大电路(3)由第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第三晶体管(Q3)、第四晶体管(Q4)连接构成，其中：第三晶体管(Q3)放大了整流电路的输出直流电压；第三电阻(R3)和第三晶体管(Q3)共同确定了第四晶体管(Q4)的静态工作点；第四晶体管(Q4)进一步做了直流电压放大；第四电阻(R4)和第四晶体管(Q4)共同确定了输出直流电压的偏置点。
6.根据权利要求5所述的射频功率检测电路，其特征在于，所述第三晶体管(Q3)的基极与整流电路的输出相连接，发射极接地，集电极通过第三电阻(R3)连接至电源(VCC)，同时集电极也与第四晶体管(Q4)的基极相连接；第三电阻(R3)串联在第三晶体管(Q3)的集电极和电源(VCC)之间；第四晶体管(Q4)的发射极接地，集电极通过第四电阻(R4)连接至电源(VCC)，同时集电极连接至直流电压放大其的输出；第四电阻(R4)串联在第四晶体管(Q4)的集电极和电源(VCC)之间。
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