专利名称：偏置控制电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及控制放大器的偏置的偏置控制电路。
背景技术：
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)因为是利用了正交频率的多载波传送方式，所以频率利用效率高且在多路失真(multipath distortion)方面具有较强的特性。OFDM调制波因为具有高峰值因数，所以如果放大器的回退(back-off)不够充分，则会产生由于放大器的非线性失真而在传送质量方面发生劣化，或者由于频谱的旁瓣电平(sidelobe level)升高而邻接频道干扰量增加的问题。另外,在进行A级动作或者进行AB级动作的放大器中，因为如果回退，则放大器的效率降低，所以谋求即使在取得回退的动作点上也能够以效率不降低的形式进行控制的放大方式。作为这样的放大方式众所周知有包络线跟踪(envelope tracking)方式,例如在专利文献I的日本专利申请公开2010-206545号公报中有方案提出对输入信号的包络线进行检波并且根据包络线的电平是否超过阈值来变更放大器的偏置电压的方式。另外，在国际公开W002/003545号公报中有方案提出跟随输入信号的包络线的电平变动而由电流反射镜电路(current mirror circuit)来调整放大器的偏置电流的方式。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-206545号公报专利文献2:国际公开W002/003545号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题但是,关于在日本特开2010-206545号公报中所记载的放大方式,在放大器是由双极型晶体管(bipolar transistor)所构成的情况下,如果偏置电压的控制变得不连续，则集电极电流过剩地进行流动，其结果将会产生所谓放大器的线性劣化的问题。另外，抑制放大器的偏置电压的电路因为是由数字信号处理器所构成，所以电路结构复杂而且规模变大。另外，关于在国际公开W002/003545号公报中所记载的放大方式，如果输入信号的包络线的电平小，则因为被提供给放大器的偏置电流也变小，所以会产生所谓放大器的增益发生降低的问题。因此，本发明的目的在于提供一种既能够缓和放大器的失真特性，又能够抑制相对于低电平高频信号的增益降低的偏置控制电路。解决技术问题的手段为了解决上述技术问题，本发明所涉及的偏置控制电路是一种对放大高频信号的放大器的偏置进行控制的偏置控制电路，并具备对高频信号的包络线进行检波的检波器、将一定的偏置电流提供给放大器的第一偏置电路、将跟随高频信号的包络线的电平变动而变动的偏置电流提供给放大器的第二偏置电路。因为即使在高频信号电平小的情况下，也从第一偏置电路将一定的偏置电流提供给放大器，所以能够抑制放大器的增益降低并且能够确保稳定动作。另外，因为跟随高频信号的包络线的电平变动而变动的偏置电流从第二偏置电路被提供给放大器，所以能够缓和放大器的失真特性。优选为第一偏置电路将与高频信号的包络线的电平无关的一定的偏置电流提供给所述放大器。由此，因为即使在高频信号的电平为低的情况下，也将最低限的偏置电流提供给放大器，所以能够抑制放大器的增益降低并且能够确保稳定动作。优选为，第二偏置电路在高频信号的包络线的电平超过阈值的时候，将跟随包络线的电平变动而变动的偏置电流提供给放大器。由此，例如在放大器是由双极型晶体管所构成的情况下，能够抑制集电极电流相对于高频信号的包络线的电平变动发生急剧变化并且能够保持放大器的线性。偏置控制电路也可以进一步具备电流逆流防止电路，其被插入到用于从第一以及第二偏置电路将偏置电流提供给放大器的各个电流路径中。由此，就能够防止第一偏置电路与第二偏置电路之间的偏置电流的逆流。优选为，第一偏置电路为电流反射镜电路(current mirror circuit),其提供与高频信号的包络线的电平无关、将具有一定电流值的基准电流乘以第一镜比(mirrorratio)而得到的偏置电流；优选为，第二偏置电路为电流反射镜电路，其在高频信号的包络线的电平超过阈值的时候，提供将跟随包络线的电平变动而变动的基准电流乘以第二镜比而得到的偏置电流。根据电流反射镜电路，能够由晶体管的接合面积比、电源电压或者电流调整用电阻等来容易地生成跟随高频信号的包络线的电平变动而变动的偏置电流。检波器和第一偏置电路以及第二偏置电路优选为以与放大器并联连接的形式进行构成。像这样的电路结构，适宜于偏置控制电路的单芯片集成化。偏置控制电路也可以进一步具备将跟随高频信号的包络线的电平变动而变动的偏置电流提供给放大器的第三偏置电路。由此，能够精密地提供考虑了放大器的失真特性的偏置电流。发明效果根据本发明所涉及的偏置控制电路，既能够缓和放大器的失真特性，又能够有效地抑制相对于低电平高频信号的增益降低。
图1是表示实施例1所涉及的偏置控制电路结构的方块图。图2是表示实施例1所涉及的第一偏置电路结构的电路图。图3是表示实施例1所涉及的第二偏置电路结构的电路图。图4是表示实施例1所涉及的偏置控制电路的动作的图表。图5是表示实施例2所涉及的偏置控制电路结构的方块图。图6是表示实施例2所涉及的偏置控制电路动作的图表。
具体实施例方式以下是参照各附图并就本发明所涉及的实施例进行说明。对于相同电路标注相同符号并省略重复的说明。实施例1图1是表示实施例1所涉及的偏置控制电路10结构的方块图。放大器20是用于对被输入到输入端子71的高频信号(例如OFDM调制信号)实施电力放大并且将该放大结果输出至输出端子72的功率放大器。放大器20是由一个以上的双极型晶体管等所构成。在放大器20的前级设置有为了将输入信号源的阻抗匹配于放大器20的输入阻抗的匹配电路21，在放大器20的后级设置有用于将放大器20的输出阻抗匹配于负载阻抗的匹配电路22。偏置控制电路10是用于控制提供给放大器20的偏置电流的电路。偏置控制电路10具备对高频信号的包络线实施检波的检波器11、将一定的偏置电流提供给放大器20的第一偏置电路12、将跟随高频信号的包络线的电平变动(电压变动)而变动的偏置电流提供给放大器20的第二偏置电路14。检波器11和第一偏置电路12以及第二偏置电路14并联连接于放大器20，从而适宜于偏置控制电路10的单芯片集成化。检波器11是公知的包络线检波电路，例如是由二极管等检波元件以及电容器等平滑电路所构成。图2是表示第一偏置电路12结构的电路图。第一偏置电路12是具备输入晶体管31、输出晶体管32以及电阻元件33来进行构成的电流反射镜电路。如同图所示，输入晶体管31的栅极与输出晶体管32的栅极相连接，输入晶体管31的源极和输出晶体管32的源极被连接于共通电源。另外，输入晶体管31的栅极.漏极之间被短路，在该漏极上连接有电阻元件33。流过输入晶体管31的漏极的基准电流IMfl与高频信号的包络线的电平(电压)无关而为一定，该电流值由电源电压以及电阻元件33进行调整。流过输出晶体管32的漏极的电流I1具有基准电流Irefl乘以第一镜比而得到的电流值，并作为一定的偏置电流而被提供给放大器20。第一镜比能够由晶体管31，32的接合面积进行调整。图3是表示第二偏置电路14的结构的电路图。第二偏置电路14是具备输入晶体管41、输出晶体管42、开关晶体管43以及电阻元件44而构成的电流反射镜电路(currentmirror circuit)。如该图所示,开关晶体管43的集电极通过电阻元件44被连接于电源,其基极被连接于检波器11的输出，其发射极共通地连接于输入晶体管41的基极以及输出晶体管42的基极。另外，输入晶体管41的集电极被连接于开关晶体管43的基极，输出晶体管42的集电极被连接于电源。开关晶体管43在其基极被输入的高频信号的包络线的电平超过第一阈值电压Vthl的时候成为打开(on)状态，并且在高频信号的包络线的电平为第一阈值电压Vthl以下的时候成为关闭(off)状态。第一阈值电压Vthl的值优选为在放大器20的失真特性的劣化即将显现之前或者在比这更之前(I 3dB左右)，使开关晶体管43成为打开状态那样的值。如果开关晶体管43成为打开状态，则因为输入晶体管41的基极电流跟随高频信号的包络线的电平变动而发生变动，所以流过输入晶体管41的发射极的基准电流Iref2也跟随高频信号的包络线的电平变动而发生变动。流过输出晶体管42的发射极的电流I2具有基准电流Iref2乘以第二镜比而得到的电流值，并作为跟随高频信号的包络线的电平变动而发生变动的偏置电流被提供给放大器20。第二镜比能够由晶体管41，42的接合面积进行调整。图4是表示偏置控制电路10的动作的图表，其横轴表示高频信号的包络线的信号电平，其纵轴表示偏置电流。符号51，52分别是表示图2以及图3所记载的偏置电流I1, I2,符号53是表示从偏置控制电路10提供给放大器20的整体偏置电流。偏置电流53是两个偏置电流51，52相加的结果。如该图所示，因为在高频信号的包络线的电平为第一阈值电压Vthl以下的时候，一定的偏置电流51被稳定地提供给放大器20，所以既能够抑制相对于低电平高频信号的放大器20的增益降低又能够实现电力低消耗。另外，因为如果高频信号的包络线的电平超过第一阈值电压Vthl，则伴随于高频信号的包络线的电平增加而增加的偏置电流52被加在一定的偏置电流51上一起提供给放大器20，所以能够缓和放大器20的失真特性。另外，能够抑制放大器20的集电极电流对应于高频信号的包络线的电平变动而发生急剧变化，并且能够维持放大器20的线性。还有，如图1所示，优选将作为电路逆流防止电路的二极管13，15插入到用于从第一以及第二偏置电路12，14将偏置电流提供给放大器20的各个电流路径。由此，就能够防止第一偏置电路12与第二偏置电路14之间的偏置电流的逆流。电流逆流防止电路不限于二极管13，15也可以是晶体管。另外，第一以及第二偏置电路12，14并不限定于电流反射镜电路，例如也可以是发射极跟随器。实施例2图5是表示实施例2所涉及的偏置控制电路80结构的方块图。偏置控制电路80具备将跟随高频信号的包络线的电平变动而发生变动的偏置电流提供给放大器20的第三偏置电路16、被插入到用于从第三偏置电路16将偏置电流提供给放大器20的电流路径的、作为电流逆流防止电路的二极管17，在这一点上与实施例1所涉及的偏置控制电路10不同，其余各点与实施例1共通。第三偏置电路16是一种具有与第二偏置电路14相同的电路结构的电流反射镜电路。第三偏置电路16在高频信号的包络线的电平超过第二阈值电压Vth2的时候将偏置电流提供给放大器20，并且在高频信号的包络线的电平为第二阈值电压Vth2以下的时候停止将偏置电流提供给放大器20。第二阈值电压Vth2大于第一阈值电压Vthl，并且优选以在放大器20的失真特性即将显现劣化之前从第三偏置电路16将偏置电流提供给放大器20的形式进行设定。图6是表示偏置控制电路80的动作的图表，其横轴表示高频信号的包络线的信号电平，其纵轴表不偏置电流。符号61，62, 63分别是表不从第一、第二以及第三偏置电路12，14，16提供给放大器20的各个偏置电流，符号64是表示从偏置控制电路10提供给放大器20的整个偏置电流。偏置电流64是三个偏置电流61，62，63相加的结果。如该图所示，因为在高频信号的包络线的电平为第一阈值电压Vthl以下的时候，一定的偏置电流61被稳定地提供给放大器20，所以既能够抑制相对于低电平高频信号的放大器20的增益降低，又能够实现电力低消耗。另外，因为如果高频信号的包络线的电平超过第一阈值电压Vthl，则伴随于高频信号的包络线的电平增加而增加的偏置电流62被加在一定的偏置电流61上一起被提供给放大器20，所以能够缓和放大器20的失真特性。如果高频信号的包络线的电平超过第二阈值电压Vth2，则伴随于高频信号的包络线的电平增加而增加的偏置电流63被加在偏置电流61，62上一起被提供给放大器20。相对于高频信号的包络线的电平变动的偏置电流62，63的各个变化比例(图表曲线的倾斜)因为能够由第二以及第三偏置电路14，16各自的镜比(miiTor ratio)进行调整，所以更精密地提供考虑了放大器20的失真特性的偏置电流将成为可能。例如，能够较偏置电流62的变化比例更大地增大相对于高频信号的包络线的电平变动的偏置电流63的变化比例。以以上所述形式通过组合对于高频信号的包络线的电平变动的偏置电流的变化比例有所不同的多个偏置电路14，16，从而就能够将为了保持放大器20的线性而必要的理想偏置电流提供给放大器20。如此组合在仅有偏置电路14难以提供为了保持放大器20的线性而必要的理想偏置电流的情况下是有效的。还有，第三偏置电路16并不限定于电流反射镜电路，例如也可以是发射极跟随器。另外，偏置控制电路80也可以具备将跟随高频信号的包络线的电平变动而发生变动的偏置电流提供给放大器20的三个以上偏置电路。产业上的利用可能性本发明对于控制要求线性的放大器的偏置的电路来说是有用的。符号说明10.偏置控制电路11.检波器12.第一偏置电路13.二极管14.第二偏置电路15.二极管16.第三偏置电路17.二极管20.放大器21、22.匹配电路31.输入晶体管32.输出晶体管33.电阻元件41.输入晶体管42.输出晶体管43.开关晶体管44.电阻元件71.输入端子72.输出端子
权利要求
1.一种偏置控制电路，其特征在于: 是对放大高频信号的放大器的偏置进行控制的偏置控制电路， 具备: 对所述高频信号的包络线进行检波的检波器； 将一定的偏置电流提供给所述放大器的第一偏置电路； 将跟随所述包络线的电平变动而变动的偏置电流提供给所述放大器的第二偏置电路。
2.如权利要求1所述的偏置控制电路，其特征在于: 所述第一偏置电路将与所述包络线的电平无关的一定的偏置电流提供给所述放大器。
3.如权利要求1或者2所述的偏置控制电路，其特征在于: 在所述包络线的电平超过阈值时，所述第二偏置电路将跟随所述包络线的电平变动而变动的偏置电流提供给所述放大器。
4.如权利要求1 3中任意一项所述的偏置控制电路，其特征在于: 进一步具备电流回流防止电路，其被插入到用于从所述第一以及第二偏置电路将偏置电流提供给所述放大器的各个电流路径中。
5.如权利要求项I 4中任意一项所述的偏置控制电路，其特征在于: 所述第一偏置电路为电流反射镜电路，其提供与所述包络线的电平无关的、将具有一定的电流值的基准电流乘以第一镜比而得到的偏置电流， 所述第二偏置电路为电流反射镜电路，其在所述包络线的电平超过阈值时，提供将跟随所述包络线的电平变动而变动的基准电流乘以第二镜比而得到的偏置电流。
6.如权利要求项I 5中任意一项所述的偏置控制电路,其特征在于: 所述检波器、所述第一偏置电路以及所述第二偏置电路与所述放大器并联连接。
7.如权利要求项I 6中任意一项所述的偏置控制电路，其特征在于: 进一步具备将跟随所述包络线的电平变动而变动的偏置电流提供给所述放大器的第三偏置电路。
全文摘要
本发明所涉及的偏置控制电路既能够缓和放大器的失真特性，又能够抑制相对于低电平高频信号的增益降低。用于控制对高频信号实施放大的放大器(20)的偏置的偏置控制电路(10)具备对高频信号的包络线进行检波的检波器(11)、将一定的偏置电流提供给放大器(20)的第一偏置电路(12)、将跟随高频信号的包络线的电平变动而发生变动的偏置电流提供给放大器的第二偏置电路(14)。
文档编号H03F3/24GK103201951SQ201280003562
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月17日 优先权日2011年3月3日
发明者涩谷朝彦, 味冈厚, 积田淳史 申请人:Tdk株式会社