CN106803747B - 多模功率放大器模组、芯片及通信终端 - Google Patents
多模功率放大器模组、芯片及通信终端 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106803747B CN106803747B CN201510870113.1A CN201510870113A CN106803747B CN 106803747 B CN106803747 B CN 106803747B CN 201510870113 A CN201510870113 A CN 201510870113A CN 106803747 B CN106803747 B CN 106803747B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- power amplifier
- signal
- low
- control circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 101100208110 Arabidopsis thaliana TRX4 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100208111 Arabidopsis thaliana TRX5 gene Proteins 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100425275 Dictyostelium discoideum trxC gene Proteins 0.000 description 1
- 101100425276 Dictyostelium discoideum trxD gene Proteins 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100022102 Histone-lysine N-methyltransferase 2B Human genes 0.000 description 1
- 102100029234 Histone-lysine N-methyltransferase NSD2 Human genes 0.000 description 1
- 101001045848 Homo sapiens Histone-lysine N-methyltransferase 2B Proteins 0.000 description 1
- 101100461042 Homo sapiens NSD2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101000795897 Homo sapiens Thioredoxin domain-containing protein 8 Proteins 0.000 description 1
- 101100154863 Mus musculus Txndc2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100101240 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) txl1 gene Proteins 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150096347 TRX3 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100031740 Thioredoxin domain-containing protein 8 Human genes 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多模功率放大器模组、芯片及通信终端，包括：低频功放通路、高频功放通路、控制电路和收发开关；高低频功放通路，分别包括顺序串联的输入匹配网络、功率放大器和输出匹配网络；控制电路，接入控制电源、基带信号和工作模式选择信号；根据基带信号和工作模式选择信号，向功率放大器发送放大器控制信号，以控制功率放大器进行放大；同时控制电路控制收发开关，以选择相应的通路打开；收发开关，与控制电路、低频输出匹配网络和高频输出匹配网络分别连接。本发明根据不同模式对功放通路进行复用，使得高低频段的不同工作模式可以在控制电路的调整下共用功放通路，从而简化了功率放大器模组的设计复杂度，降低了相关设计实现的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种多模功率放大器模组，同时也涉及包括该多模功率放大器模组的芯片及通信终端，属于无线通信技术领域。
背景技术
2014年，国内4G LTE通信网络逐步从实验阶段走向商用，2015年起4G LTE将逐步进入规模推广阶段。但实现VoLTE的全覆盖即移动宽带语音应用，而让传统的CS(CircuitsSwitch)电路交换退出历史舞台，却是个相当长的过程。这是因为一方面，VoLTE涉及较多新技术，需要必要的测试和试验；另一方面，IMS(IP多媒体子系统)的部署和集成需要一定的时间，现有网络的设备也需要逐步升级和改造。
在相当长的一段时间段里，语音部分将采用CSFB(Circuit Switched Fallback，电路域回落)或双待机解决方案，其中CSFB是在用户需要进行语音业务的时候，从LTE网络回落到3G/2G的电路域重新接入，并按照电路域的业务流程发起或接听语音业务；而双待机通信终端的语音解决方案是同时待机在LTE网络和3G/2G网络里，而且可以同时从LTE和3G/2G网络接收和发送信号。双待机通信终端在拨打电话时，可以自动选择从3G/2G模式下进行语音通信。这两种语音解决方案都是手机通信终端利用3G/2G网络接听和拨打电话；而利用LTE网络进行数据业务。
综上所述，相当长一段时间内LTE网络本身仍不能提供语音业务，语音部分需要利用3G/2G网络，又因为3G WCDMA/CDMA涉及到高通的专利费用问题，所以平台厂商例如联发科，展讯，联芯科技都推出的是语音部分应用2G的方案。所以2G GSM在4G通信中，在相当长的一段时间内是必不可少的。
现在，移动运营商正在推广的是三模和五模的方案，三模主要指的GSM/TD_SCDMA/TDD_LTE三种制式，五模主要指GSM/TD_SCDMA/TDD_LTE/WCDMA/FDD_LTE，不难看出无论是三模还是五模都离不开GSM/EDGE/TD_SCDMA/TDD_LTE几种模式。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种多模功率放大器模组。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种包括该多模功率放大器模组的芯片及通信终端。
为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：
一种多模功率放大器模组，包括：低频功放通路、高频功放通路、控制电路和收发开关；
所述低频功放通路，包括顺序串联的低频输入匹配网络、低频功率放大器和低频输出匹配网络；所述低频输入匹配网络，用于接入低频射频信号，实现阻抗匹配；所述低频功率放大器，用于实现对所述低频射频信号的放大；所述低频输出匹配网络，用于实现低频的阻抗转换，以根据放大后的低频射频信号输出低频输出功率；
所述高频功放通路，包括顺序串联的高频输入匹配网络、高频功率放大器和高频输出匹配网络；所述高频输入匹配网络，用于接入高频射频信号，实现阻抗匹配；所述高频功率放大器，用于实现对所述高频射频信号的放大；所述高频输出匹配网络，用于实现高频的阻抗转换，以根据放大后的高频射频信号输出高频输出功率；
所述控制电路，接入控制电源Vbat、基带信号Vramp和工作模式选择信号；所述控制电路，根据所述基带信号Vramp和工作模式选择信号，向所述低频功率放大器或高频功率放大器发送放大器控制信号，以控制所述低频功率放大器或高频功率放大器对所接入的低频射频信号或高频射频信号进行放大；
所述收发开关，与所述控制电路、低频输出匹配网络和高频输出匹配网络分别连接；所述收发开关，用于根据所述工作模式选择信号，选择对应的工作模式进行发射或接收。
其中较优地，所述多模功率放大器模组支持GSM、EDGE、TD_SCDMA和/或TDD_LTE工作模式；
所述低频输入匹配网络，用于接入低频GSM信号或低频EDGE信号；
所述高频输入匹配网络，用于接入高频GSM信号、高频EDGE信号、TD_SCDMA信号或TDD_LTE信号。
其中较优地，所述控制电路向所述低频功率放大器或高频功率放大器发送的放大器控制信号包括：逻辑信号Vmode、偏置信号Reg和/或集电极电压Vcc。
其中较优地，所述低频功率放大器或高频功率放大器中设有反馈电路；所述逻辑信号Vmode，用于控制所述反馈电路上的反馈开关打开或闭合；
当所述逻辑信号Vmode控制所述反馈开关打开时，所述低频功率放大器或高频功率放大器工作在高增益模式下；
当所述逻辑信号Vmode控制所述反馈开关闭合时，所述低频功率放大器或高频功率放大器工作在低增益模式下。
其中较优地，所述集电极电压Vcc用于对所述低频功率放大器或高频功率放大器进行供电，以控制所述低频功率放大器或高频功率放大器放大后的低频射频信号或高频射频信号的输出功率；
所述控制电路，根据所述工作模式选择信号选择对应的基准电压，并根据所述基准电压生成所述集电极电压Vcc。
其中较优地，当所述工作模式选择信号为GSM模式时，所述控制电路选择所述基带信号Vramp作为所述基准电压，以生成所述集电极电压Vcc；
当所述工作模式选择信号为EDGE、TD_SCDMA或TDD_LTE模式时，所述控制电路选择参考电压Vref作为所述基准电压，以生成所述集电极电压Vcc；其中，所述参考电压Vref与所述控制电源Vbat呈线性变化。
其中较优地，所述偏置信号Reg，用于对所述低频功率放大器或高频功率放大器电流进行调整；
所述控制电路，根据所述工作模式选择信号闭合偏置信号开关组中对应的开关，以生成对应工作模式的偏置信号Reg；所述偏置信号开关组中设置有对应于各个工作模式的开关。
其中较优地，所述控制电路中包括有偏置信号生成电路；所述偏置信号生成电路，包括：运算放大器、P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS)以及所述偏置信号开关组；
所述运算放大器的正输入端接入参考电压Vref；所述运算放大器的输出端与P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS)的栅极相连；所述PMOS的源极接入所述控制电源Vbat；所述PMOS的漏极为偏置信号生成电路的输出端，用于输出所述偏置信号Reg；
所述偏置信号开关组接于所述运算放大器的负输入端与电阻之间；在所述偏置信号开关组中的各个开关之间串接有电阻。
其中较优地，所述GSM、EDGE、TDD_LTE、TD_SCDMA工作模式下所对应的偏置信号Reg依序减小。
其中较优地，所述偏置信号Reg接入功率放大器的偏置电路；所述偏置电路包括R71，D71，D72和Q71双极晶体管的集电极；所述二极管D71，D72和电阻R71用于分压产生电压V71；所述电压V71经过压降产生电压V72；根据V72与V73实现对双极性晶体管Q72的电流控制；所述双极性晶体管Q72为功率放大器的功率放大管。
其中较优地，所述收发开关位于天线端；所述收发开关为SPXT，其中X大于4。
一种具有多模功率放大器模组的芯片，所述芯片中包括有前述任意一种多模功率放大器模组。
一种具有多模功率放大器模组的通信终端，所述芯片中包括有前述任意一种多模功率放大器模组。
与现有技术相比较，本发明所提供的多模功率放大器模组、芯片及通信终端，根据通信协议中不同模式下的频段特点，对功放通路进行充分的复用，使得高低频段的不同工作模式可以在控制电路的调整下共用功放通路，从而简化了功率放大器模组的设计复杂度，降低了相关设计实现的成本。
附图说明
图1是实施例示出的多模功率放大器模组的结构框图；
图2是实施例示出的多模功率放大器模组的电路图；
图3是实施例示出的根据逻辑信号控制功率放大器增益电路图示意图；
图4是实施例示出的集电极电压生成电路示意图；
图5是实施例示出的参考电压生成电路示意图；
图6是实施例示出的偏置信号生成电路示意图；
图7是实施例示出的偏置信号对功率放大器中的一级的电流调整电路示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容做进一步的详细说明。
首先需要说明的是，在本发明的各个实施例中，所涉及的通信终端指可以在移动环境中使用，支持GSM，EDGE、TD_SCDMA、TDD_LTE，FDD_LTE等多种通信制式的计算机设备，包括移动电话、笔记本电脑、平板电脑、车载电脑等。此外，该多模功率放大器模组也适用于其他多模技术应用的场合，例如兼容多种通信制式的通信基站等。
如背景技术所述，无论移动推出的三模还是五模方案都包括GSM/TD_SCDMA/TDD_LTE三种模式，又由于LTE网络覆盖的有限性，目前的三模五模方案中，仍然要求兼容EDGE模式，其中高频GSM中PCS段的频率是1850MHz～1910MHz，TD_SCDMA的频段是1880MHz～1920MHz，2010MHz～2025MHz，TDD_LTE的B39频段是1880MHz～1920MHz，从频率上看这三个模式下的频率是比较接近的，另外GSM和EDGE的频段是完全重合的，这些为电路复用提供了必要的可能性。功率放大器模组在不同模式下工作，对输出功率，增益，线性度和工作电流的要求是不一样的。而功率放大器模组的如上指标是由模组中的功率放大器决定，所以通过对功率放大器的增益网络和集电极电压和偏置电压(电流)在不同模式下的进行优化得以实现输出功率，增益，电流和线性的优化。
图1是实施例示出的多模功率放大器模组的结构框图。如图所示，所述多模功率放大器模组，包括：低频功放通路、高频功放通路、控制电路和收发开关。
所述低频功放通路，包括顺序串联的低频输入匹配网络、低频功率放大器和低频输出匹配网络。所述低频输入匹配网络，设有低频输入端，用于接入低频射频信号，实现阻抗匹配。所述低频功率放大器，接入低频输入匹配网络输出的低频射频信号，用于实现对所述低频射频信号的放大。所述低频输出匹配网络，用于实现低频的阻抗转换，以根据放大后的低频射频信号输出低频输出功率。
所述高频功放通路，包括顺序串联的高频输入匹配网络、高频功率放大器和高频输出匹配网络。所述高频输入匹配网络，设有高频输入端，用于接入高频射频信号，实现阻抗匹配。所述高频功率放大器，接入高频输入匹配网络输出的高频射频信号，用于实现对所述高频射频信号的放大。所述高频输出匹配网络，用于实现高频的阻抗转换，以根据放大后的高频射频信号输出高频输出功率。
所述控制电路为该多模功率放大器模组的核心控制部件。该控制电路设有至少三个输入端，分别用于接入控制电源Vbat、基带信号Vramp和工作模式选择信号。控制电路分别与所述低频功率放大器和高频功率放大器相连，根据所述基带信号Vramp和工作模式选择信号，向所述低频功率放大器或高频功率放大器发送放大器控制信号。通过该控制信号，以控制所述低频功率放大器或高频功率放大器对所接入的低频射频信号或高频射频信号进行放大和优化。
所述收发开关，与所述控制电路、低频输出匹配网络和高频输出匹配网络分别连接；所述收发开关，用于根据所述工作模式选择信号，选择对应的工作模式进行发射或接收。
上述多模功率放大器模组，根据通信协议中不同模式下的频段特点，对功放通路进行充分的复用，使得高低频段的不同工作模式可以在控制电路的调整下共用功放通路，从而简化了功率放大器模组的设计复杂度，降低了相关设计实现的成本，并且具有简单灵活，易于实现等优点。
图2是实施例示出的多模功率放大器模组的电路图。如图所示，本实施例所示出的多模功率放大器模组，设计工作在GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)、EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM演进技术)、TD_SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)、TDD_LTE(Time Division Long Term Evolution，分时长期演进)模式下。基于前面的分析，GSM模式和EDGE模式中又分别包括高频模式和低频模式。因此，将该两种模式划分为低频GSM模式、高频GSM模式和低频EDGE模式和高频EDGE模式。
如图所示，在本实施例中，该多模功率放大器模组其对外引脚包括：109为低频功放通路的低频输入端，用于接入低频GSM/EDGE射频信号。110为控制电路104的控制电源电源接入端，用于接入控制电源Vbat。111为TX_enble接口，用于为控制电路接入TX的使能信号。113/114/115为逻辑信号B0/B1/B2接口，用于为控制电路接入B0/B1/B2逻辑信号。该B0/B1/B2三个逻辑信号和TX的使能信号共同构成了所述控制电路的工作模式选择信号，一起控制多模功率放大器模组进行工作模式的选择。112为控制电路的基带信号接口，用于接入基带信号Vramp。该基带信号Vramp可以是0～1.8V的任意值，GSM工作时，通过设置不同的vramp，来调整功率放大器的输出功率。116为低频功放通路的高频输入端，用于接入高频GSM/EDGE/TD_SCDMA/TDD_LTE射频信号。117为收发开关，位于天线端。118/119/120/121/122/123，对应于TR1，TRX2，TRX3，TRX4，TRX5和TRX6，是六个收发端口，可以用作发射端口也可以用作输出端口。
如图2所示，在本实施例中，该多模功率放大器模组，包括：低频输入匹配网络101，用于接入低频GSM/EDGE射频信号，实现到50Ohm阻抗的匹配。低频功率放大器102，用于实现对所接入低频GSM/EDGE射频信号(824MHz～849MHz；880MHz～915MHz)的放大。低频输出匹配网络103，用于实现低频的阻抗转换，以输出所希望的输出功率。控制电路104，可以采用CMOS实现，这主要是从设计的灵活度和成本才考虑的。该控制电路104主要是根据所述基带信号Vramp和工作模式选择信号，为低频功率放大器103和高频功率放大器106提供放大器控制信号。该放大器控制信号包括：逻辑信号Vmode、偏置信号Reg和/或集电极电压Vcc。同时该控制电路104也为收发开关108，提供电源电压和逻辑电压。高频输入匹配网络105，用于接入高频GSM/EDGE信号、TD_SCDMA信号和TDD_LTE信号，以实现到50Ohm的匹配。高频功率放大器106，实现对所接入高频GSM/EDGE射频信号、TD_SCDMA信号和TDD_LTE信号(1710MHz～2025MHz)的放大。高频输出网络107，用于实现高频的阻抗转换，以输出所希望的输出功率。收发开关108，位于天线端，分别连接发射的输出和接收的输入。其中，图2所示实施例中收发开关108为SP8T。该收发开关也可以根据需要扩展为任意SPXT，一般在手机天线端应用，X大于4。例如3模5频需要的SP8T，5模12频需要的是SP16T，也有些应用是SP10T，SP12T或SP14T的。
如前所述，所述多模功率放大模组中控制电路，根据所述基带信号Vramp和工作模式选择信号，为功率放大器提供放大器控制信号，以控制功率放大器进行放大调整。该多模功率放大器模组，正是根据通过这一方式，对功放通路进行充分的复用，使得高低频段的不同工作模式可以在控制电路的调整下共用功放通路的。所述放大器控制信号包括：逻辑信号Vmode、偏置信号Reg和/或集电极电压Vcc。
下面通过几个具体的实施例，来说明控制电路是如何通过放大器控制信号对功率放大器进行放大调整的。
图3为根据逻辑信号控制功率放大器增益电路图示意图。图中所示功率放大器即可以是所述低频功率放大器，也可以是所述高频功率放大器。如图所示，该功率放大器的集电极由控制电路输出的集电极电压Vcc供电。所述功率放大器中设有反馈电路。图中，该功率放大器的反馈电路由相互串联的电容C30、C31和R30构成。控制电路输出的逻辑信号Vmode(例如，0或者Vbat)，用于控制所述反馈电路上的反馈开关打开或闭合。
当所述逻辑信号Vmode控制所述反馈开关打开时，该反馈电路处于断开工作状态，此时功率放大器由于没有反馈电路起作用，因此处于高增益模式下。一般在GSM工作模式下，系统要求功率放大器模组的输出功率最高，所以当控制电路处于该工作模式下时，即可输出逻辑信号Vmode以控制功率放大器工作在高增益模式下。
当所述逻辑信号Vmode控制所述反馈开关闭合时，该反馈电路处于导通工作状态，此时功率放大器由于有反馈电路起作用，因此处于低增益模式下。一般当EDGE/TD_SCDMA/TDD_LTE模式下，由于系统要求功率放大器模组的输出功率相对低，当控制电路处于该工作模式下时，即可输出逻辑信号Vmode以控制功率放大器工作在低增益模式下。
可见，在本实施例中，控制电路可以根据工作模式选择信号确定当前所处于的工作模式，进而确定功率放大器应该处于高增益模式或是低增益模式，从而向功率放大器输出对应的逻辑信号Vmode。
如前所述，控制电路输出的集电极电压Vcc用于作为集电极电压为对应的功率放大器供电，从而对功率放大器的输出功率进行调整。因此，控制电路根据当前工作模式的不同，对功率放大器输出不同的集电极电压Vcc，可以起到对功率放大器输出进行调整的作用。
图4是集电极电压生成电路示意图。所述集电极电压生成电路位于控制电路中。所述控制电路根据所述工作模式选择信号确定当前处于的工作模式。根据当前所处于的工作模式选择对应的基准电压，以基于该基准电压生成所述集电极电压Vcc。
如图4所示，该集电极电压生成电路中设有运算放大器。该运算放大器的输出端与一绝缘栅双极晶体管的栅极相连。所述绝缘栅双极晶体管的发射极接入所述控制电源Vbat。所述绝缘栅双极晶体管的集电极为集电极电压Vcc的输出端，用于输出所述集电极电压Vcc。在该运算放大器的负输入端与集电极电压Vcc的输出端之间设有电压R41。在该运算放大器的负输入端与接地之间设有电压R42。所述运算放大器的正输入端为基准电压输入端，用于输入控制电路所选择的基准电压。如图所示，该基准电压输入端，通过不同的开关选择接入不同的基准电压。
当所述工作模式选择信号为GSM模式时，图4中GSM_enble开关闭合，所述控制电路选择所述基带信号Vramp作为所述基准电压，以生成所述集电极电压Vcc。其中，
通过基带不同的Vramp值得到不同的Vcc值，由于Vcc是功率放大器集电极的供电电压，输出功率P和Vcc存在如下的对应关系：其中RL为功率放大器的负载，由输出匹配网络决定。因此，控制电路可以通过不同的基带信号Vramp来调整功率放大器的输出功率。
当所述工作模式选择信号为EDGE、TD_SCDMA或TDD_LTE模式时，图4中EDGE/TD_SCDMA/TDD_LTE_enble开关闭合，所述控制电路选择参考电压Vref作为所述基准电压，以生成所述集电极电压Vcc。此时，功率放大器模组处于线性工作模式，输出功率的改变是通过改变输入信号的变化来实现的。其中
通过选择合适的参考电压Vref，使得集电极电压VCC＝Vbat-VDS，其中VDS为M41源漏级的饱和电压差，一般为0.15V～0.2V。
其中Vref4由图5的电路原理图产生，在图5中
VBES3为双极晶体管Q53基极到发射极的电压差，在硅工艺中一般为0.7V，n为Q52与Q51发射极面积之比，VT为热电压，为0.026V。
所述偏置信号Reg，用于对所述功率放大器电流进行调整。所述控制电路，根据所述工作模式选择信号控制闭合偏置信号开关组中对应的开关，以生成对应工作模式的偏置信号Reg。所述偏置信号开关组中设置有对应于各个工作模式的开关。该偏置信号可以是电压信号，也可以电流信号。
图6是偏置信号生成电路示意图。所述偏置信号生成电路位于控制电路中。所述控制电路根据所述工作模式选择信号确定当前处于的工作模式。根据当前所处于的工作模式选择控制闭合偏置信号开关组中对应的开关，以生成对应工作模式的偏置信号Reg。
如图6所示，所述偏置信号生成电路，包括：运算放大器、绝缘栅双极晶体管以及所述偏置信号开关组。
所述运算放大器的正输入端接入参考电压Vref；所述参考电压Vref根据所述偏置信号Reg确定。在不同模式中需要不同的偏执信号Reg，所述Reg和Vref符合一定的公式；所述运算放大器的输出端与所述PMOS金属绝缘半导体场效应管的栅极相连。所述PMOS的源极接入所述控制电源Vbat。所述PMOS的漏极为偏置信号生成电路的输出端，用于输出所述偏置信号Reg。其中，参考电压Vref基于前述图5所示电路生成，在此就不再熬述。
所述偏置信号开关组接于所述运算放大器的负输入端与所述绝缘栅双极晶体管的集电极之间。在所述偏置信号开关组中的各个开关之间串接有电阻。
如图6所示，该偏置信号开关组中设有：TDD_SCDMA_enble开关、TDD_LTE_enble开关、EDGE_enble开关、GSM_enble开关。依据图6所示，在各个开关之间分别串接有电阻R61、R62、R63、R64、R65。所述控制电路根据所述工作模式选择信号确定当前处于的工作模式。根据当前所处于的工作模式选择控制闭合偏置信号开关组中对应的开关。例如，当前处于TDD_LTE模式下时，则选择闭合TDD_LTE_enble开关，其他开关保持断开状态。基于此生成偏置信号Reg。
一般在GSM模式下，偏置信号Reg高些，EDGE/TD_SCDMA依次减小，而TDD_LTE模式下
的偏置电压处于两者之间，主要是平衡功耗和线性。基于图6所给出的偏置信号生成电路，
在GSM模式下
EDGE模式下
TDD_SCDMA模式下
TD_LTE模式下可以看出，所述GSM、EDGE、TD_SCDMA、TDD_LTE工作
模式下所对应的偏置信号Reg是依序减小的，这里所述的一般的设计，也包括TD_SDMA和
TDD_LTE共用一个Reg，或是TDD_LTE的偏置信号大于TD_SCDMA的。
当然，所述偏置信号开关组中具体开关的设置，可以根据多模功率放大器模组所支持的具体工作模式类型而对应调整。但是，其基本的设计原理是一样的。本领域一般技术人员，基于本实施例所给出的技术启示，对该偏置信号开关组所做任何调整，均应视为在本发明的保护范围之内。
该偏置信号通过图7来实现对功率放大器电流的调整。图7为偏置信号控制功率放大器中的一级的原理图，实际设计中，功率放大器可以是两级或三级，每一级都可以用图7中偏置电路部分进行控制。图7中，
其中RD1，RD2为二极管D1和D2的导通电阻，选定二极管D1和D2后，该RD1，RD2为定值。
V72＝V71-VBEQ71，V73＝VBEQ72，
其中VBEQ71，VBEQ72为异质结双极晶体管(HBT)Q71、Q72基极与发射极的电压差，以砷化镓HBT为例，VBE＝1.3V。IBQ72为Q72异质结双极晶体管的基极电流，β为放大倍数，一般从60～160不等主要取决于异质结双极晶体管的工艺制成。
如上所述，所述偏置信号Reg接入功率放大器的偏置电路，偏置电路包括R71，D71，D72和Q71双极晶体管的集电极，其中二极管D71，D72和R71分压产生V71，V71经过一个VBE压降，产生了V72，V72与V73的压差决定了通过R72的电流即Q72双极性晶体管的基极电流，从而实现了对Q72的电流控制，这里的Q72为功率放大器的功率放大管。其中Q71的集电极也可以直接接Vbat。
上述实施例中所示出的多模功率放大器模组可以被用在芯片中。对该芯片中的多模功率放大器模组结构，在此就不再一一详述了。
另外，上述多模功率放大器模组还可以被用在通信终端中，作为射频电路的重要组成部分。这里所说的通信终端指可以在移动环境中使用、支持GSM，EDGE、TD_SCDMA、TDD_LTE、FDD_LTE等多种通信制式的计算机设备，包括但不限于移动电话、笔记本电脑、平板电脑、车载电脑等。此外，该多模功率放大器模组也适用于其他多模技术应用的场合，例如兼容多种通信制式的通信基站等，在此就不一一详述了。
上面对本发明所提供的多模功率放大器模组、芯片及通信终端进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
Claims (11)
1.一种多模功率放大器模组，其特征在于包括低频功放通路、高频功放通路、控制电路和收发开关；
所述低频功放通路，包括顺序串联的低频输入匹配网络、低频功率放大器和低频输出匹配网络；所述低频输入匹配网络，用于接入低频射频信号，实现阻抗匹配；所述低频功率放大器，用于实现对所述低频射频信号的放大；所述低频输出匹配网络，用于实现低频的阻抗转换，以根据放大后的低频射频信号输出低频输出功率；
所述高频功放通路，包括顺序串联的高频输入匹配网络、高频功率放大器和高频输出匹配网络；所述高频输入匹配网络，用于接入高频射频信号，实现阻抗匹配；所述高频功率放大器，用于实现对所述高频射频信号的放大；所述高频输出匹配网络，用于实现高频的阻抗转换，以根据放大后的高频射频信号输出高频输出功率；
所述控制电路，接入控制电源Vbat、基带信号Vramp和工作模式选择信号；所述控制电路根据所述基带信号Vramp和所述工作模式选择信号，向所述低频功率放大器或高频功率放大器发送放大器控制信号，以控制所述低频功率放大器或高频功率放大器对所接入的低频射频信号或高频射频信号进行放大；其中，
所述控制电路中包括偏置信号生成电路；所述偏置信号生成电路包括：运算放大器、PMOS场效应晶体管以及偏置信号开关组；
所述运算放大器的正输入端接入参考电压Vref；所述参考电压Vref根据偏置信号Reg确定；所述运算放大器的输出端与所述PMOS场效应晶体管的栅极相连；所述PMOS场效应晶体管的源极接入所述控制电源Vbat；所述PMOS场效应晶体管的漏极为偏置信号生成电路的输出端，用于输出所述偏置信号Reg；所述偏置信号开关组接于所述运算放大器的负输入端与双极晶体管的集电极之间，在所述偏置信号开关组中的各个开关之间串接有电阻；
所述收发开关，与所述控制电路、低频输出匹配网络和高频输出匹配网络分别连接；所述收发开关，用于根据所述工作模式选择信号，选择对应的工作模式进行发射或接收。
2.如权利要求1所述的功率放大器模组，其特征在于：所述多模功率放大器模组支持GSM、EDGE、TDD_LTE和/或TD_SCDMA工作模式；
所述低频输入匹配网络，用于接入低频GSM信号或低频EDGE信号；
所述高频输入匹配网络，用于接入高频GSM信号、高频EDGE信号、TDD_LTE信号或TD_SCDMA信号。
3.如权利要求1所述的功率放大器模组，其特征在于：所述控制电路向所述低频功率放大器或高频功率放大器发送的放大器控制信号包括：逻辑信号Vmode、偏置信号Reg和/或集电极电压Vcc。
4.如权利要求3所述的功率放大器模组，其特征在于：所述低频功率放大器或高频功率放大器中设有反馈电路；所述逻辑信号Vmode用于控制所述反馈电路上的反馈开关打开或闭合；
当所述逻辑信号Vmode控制所述反馈开关打开时，所述低频功率放大器或高频功率放大器工作在高增益模式下；
当所述逻辑信号Vmode控制所述反馈开关闭合时，所述低频功率放大器或高频功率放大器工作在低增益模式下。
5.如权利要求3所述的功率放大器模组，其特征在于：所述集电极电压Vcc用于对所述低频功率放大器或高频功率放大器进行供电，以控制所述低频功率放大器或高频功率放大器放大后的低频射频信号或高频射频信号的输出功率；
所述控制电路，根据所述工作模式选择信号选择对应的基准电压，并根据所述基准电压生成所述集电极电压Vcc。
6.如权利要求5所述的功率放大器模组，其特征在于：
当所述工作模式选择信号为GSM模式时，所述控制电路选择所述基带信号Vramp作为所述基准电压，以生成所述集电极电压Vcc；
当所述工作模式选择信号为EDGE、TD_SCDMA或TDD_LTE模式时，所述控制电路选择参考电压Vref作为所述基准电压，以生成所述集电极电压Vcc；其中，所述参考电压Vref根据所述偏置信号Reg确定。
7.如权利要求3所述的功率放大器模组，其特征在于：所述偏置信号Reg，用于对所述低频功率放大器或高频功率放大器的电流进行调整；
所述控制电路，根据所述工作模式选择所述偏置信号开关组中对应的开关，以生成对应工作模式的偏置信号Reg。
8.如权利要求2所述的功率放大器模组，其特征在于：在GSM、EDGE、TDD_LTE、TD_SCDMA工作模式下，所对应的偏置信号Reg依序减小。
9.如权利要求1所述的功率放大器模组，其特征在于：所述收发开关位于天线端；所述收发开关为SPXT，其中X大于4。
10.一种具有多模功率放大器模组的芯片，其特征在于：所述芯片中包括有所述权利要求1～9中任意一种多模功率放大器模组。
11.一种具有多模功率放大器模组的通信终端，其特征在于：所述通信终端中包括有所述权利要求1～9中任意一种多模功率放大器模组。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510870113.1A CN106803747B (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 多模功率放大器模组、芯片及通信终端 |
| US15/780,241 US10637407B2 (en) | 2015-12-01 | 2016-12-01 | Multimode power amplifier module, chip and communication terminal |
| PCT/CN2016/108305 WO2017092705A1 (zh) | 2015-12-01 | 2016-12-01 | 多模功率放大器模组、芯片及通信终端 |
| EP23206865.0A EP4293900A3 (en) | 2015-12-01 | 2016-12-01 | Multimode power amplifier module, chip and communication terminal |
| EP16870015.1A EP3386101A4 (en) | 2015-12-01 | 2016-12-01 | MULTIMODAL POWER AMPLIFIER MODULE, CHIP AND COMMUNICATION TERMINAL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510870113.1A CN106803747B (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 多模功率放大器模组、芯片及通信终端 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106803747A CN106803747A (zh) | 2017-06-06 |
| CN106803747B true CN106803747B (zh) | 2020-03-03 |
Family
ID=58976065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510870113.1A Active CN106803747B (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 多模功率放大器模组、芯片及通信终端 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106803747B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200034551A (ko) | 2018-09-21 | 2020-03-31 | 엘지전자 주식회사 | 다중 송신 시스템 구조 및 이를 구비하는 이동 단말기 |
| CN109787570B (zh) * | 2019-01-23 | 2020-10-13 | 曹秀妹 | 一种输出匹配电路和由其构成的功率放大器 |
| CN110912576B (zh) * | 2019-11-22 | 2022-05-13 | 维沃移动通信有限公司 | 一种射频结构及通信终端 |
| CN111711423B (zh) * | 2020-06-03 | 2024-02-02 | 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 | 射频功率放大器、射频前端模块及通信终端 |
| CN115149912A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-04 | 普源精电科技股份有限公司 | 模拟前端芯片、模拟前端电路及信号处理装置 |
| CN114978074B (zh) * | 2022-07-25 | 2022-11-11 | 成都嘉纳海威科技有限责任公司 | 一种三通道收发放大芯片 |
| CN115632645B (zh) * | 2022-12-08 | 2023-04-14 | 杭州地芯科技有限公司 | 射频开关组件、运算放大模组及射频通信设备 |
| CN116094530A (zh) * | 2023-02-06 | 2023-05-09 | 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 | 一种集成多功能电源的发射前端模组及通信终端 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1838530A (zh) * | 2005-03-22 | 2006-09-27 | 株式会社瑞萨科技 | 高频功率放大器电路 |
| CN1846185A (zh) * | 2003-09-08 | 2006-10-11 | 斯盖沃克斯瑟路申斯公司 | 用于高功率放大器的静态电流控制电路 |
| CN101902243A (zh) * | 2010-07-28 | 2010-12-01 | 锐迪科创微电子（北京）有限公司 | 可配置多模式射频前端模块及具有该模块的移动终端 |
| CN102055491A (zh) * | 2010-04-14 | 2011-05-11 | 锐迪科创微电子（北京）有限公司 | 射频前端模块及具有该模块的移动通信装置 |
| CN102404022A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-04-04 | 中兴通讯股份有限公司 | 功率放大模块、射频前端模块和多模终端 |
| CN102510297A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 功率放大模块、多模射频收发器、双工器和多模终端 |
| CN102510270A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 双工器、射频前端模块、多模终端和双工器的滤波方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8565694B2 (en) * | 2010-04-20 | 2013-10-22 | Rf Micro Devices, Inc. | Split current current digital-to-analog converter (IDAC) for dynamic device switching (DDS) of an RF PA stage |
-
2015
- 2015-12-01 CN CN201510870113.1A patent/CN106803747B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1846185A (zh) * | 2003-09-08 | 2006-10-11 | 斯盖沃克斯瑟路申斯公司 | 用于高功率放大器的静态电流控制电路 |
| CN1838530A (zh) * | 2005-03-22 | 2006-09-27 | 株式会社瑞萨科技 | 高频功率放大器电路 |
| CN102055491A (zh) * | 2010-04-14 | 2011-05-11 | 锐迪科创微电子（北京）有限公司 | 射频前端模块及具有该模块的移动通信装置 |
| CN101902243A (zh) * | 2010-07-28 | 2010-12-01 | 锐迪科创微电子（北京）有限公司 | 可配置多模式射频前端模块及具有该模块的移动终端 |
| CN102404022A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-04-04 | 中兴通讯股份有限公司 | 功率放大模块、射频前端模块和多模终端 |
| CN102510297A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 功率放大模块、多模射频收发器、双工器和多模终端 |
| CN102510270A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 双工器、射频前端模块、多模终端和双工器的滤波方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 面向TD-SCDMA/TD-LTE/TD-LTE-A的多模可重构射频功率放大器研究;耿翠萍;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20140615(第6期);I135-253 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106803747A (zh) | 2017-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106803747B (zh) | 多模功率放大器模组、芯片及通信终端 | |
| US10886953B2 (en) | Devices and methods related to multi-band power amplifier | |
| WO2017092705A1 (zh) | 多模功率放大器模组、芯片及通信终端 | |
| US10673384B2 (en) | Power amplifier, radio remote unit, and base station | |
| CN103633949B (zh) | 多模功率放大器、多模切换方法及其移动终端 | |
| US11681316B2 (en) | Pre-charged fast wake up low-dropout regulator | |
| CN107112954A (zh) | 射频功率放大器的可重构偏置和供给驱动器 | |
| CN106208983B (zh) | 面向时分复用的多模功率放大器模组、芯片及通信终端 | |
| US10312871B2 (en) | Power amplifier configurations with power density matching | |
| US7859333B2 (en) | Power amplifier with reconfigurable direct current coupling | |
| US8324967B2 (en) | System and method for controlling a power amplifier using a programmable ramp circuit | |
| US11277165B2 (en) | Radio frequency front-end transmission module, chip, and communications terminal | |
| CN103249135A (zh) | 无线通信装置 | |
| US9270305B2 (en) | Method and system for multi-mode signal transmission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |