提高放大器线性度的失真抵消偏置电路的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种偏置电路，特别涉及一种提高放大器线性度的失真抵消偏置电路 及提高线性度的方法，属于微电子技术领域。
【背景技术】
[0002] 高性能放大器作为子电路单元广泛应用于各种通信系统中。收发信机中，用于驱 动接收链路中模数转换器(AD)以及发射链路内功率放大器（PA)的放大器亦称驱动放大 器，此类放大器输出信号幅度较大，信号容易失真。为了不影响系统性能，对驱动放大器的 线性度指标有着较高的要求。用于提供功率放大器线性度的技术主要包括反馈、前馈、预失 真技术和自适应偏置等技术。这些技术大多需要片外器件或环路来完成，不适用于全集成 的放大器。用于全集成普通放大器（如运算放大器）的线性度提高技术主要包括反馈、局 部反馈、输入夸导失真抵消技术，这些技术确实能够在一定程度上提高放大器线性度。现代 无线通信系统(如无线线基站）对通信系统的线性度提出了越来越高的要求，现有的提高放 大器线性度的技术已难以满足系统要求。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问 题。
【发明内容】
[0003] 本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种提高放大器线性度的失真 抵消偏置电路，该偏置电路利用三极管的基极偏置电路提取三极管集电极电压引起的失真 电流，然后将提取到的失真电流按一定的比例反向馈送回三极管中，从而实现失真抵消。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，一种提高放大器线性度的失真 抵消偏置电路，其特征在于，所述失真抵消偏置电路由失真抵消偏置电路和三极管构成，所 述失真抵消偏置电路一端连接三极管的基极，另一端连接在三极管的发射极，所述失真抵 消偏置电路用于提取及移除三极管集电极电压变化引起的失真。
[0005] 作为本发明的一种改进，所述失真抵消偏置电路包括失真电流提取电路、失真电 流缩放电路和失真电流移除电路三个子单元，失真电流提取电路从三极管基极提取集电 极与基极间二极管D2引起的失真电流I;失真电流缩放电路对提取到的失真电流按比例 m，-10〈m〈10,进行缩放后送入失真电流移除电路；失真电流移除电路将经过缩放的失真电 流通过三极管的发射极送入三极管，从而在三极管的集电极获得近乎无失真的电流。需要 指出的是失真分量移除电路本身亦可以对失真电流进行缩放操作。所述失真抵消偏置电路 连接在三极管的基极与发射极，与集电极信号无直接联系。失真电流提取电路在三极管的 基极偏置电路中实现，而失真电流移除电路接入低阻抗的三极管发射极。
[0006] 作为本发明的一种改进，所述失真电流I流入NPN晶体管的发射极，然后 从NPN晶体管的集电极进入比例缩放电路102,102设置为m:l电流镜，电路102将经 过缩放后的失真电流送入失真电流移除电路103 ;失真电流移除电路103将接收到 的失真电流麵i再次缩放々倍后，将大小为i?i的失真电流送入三极管200的发射极， 完成失真电流的抵消工作；通过小信号分析推导出三极管200集电极小信号电流为 当晨圈=1+!!时,I3=U,该式表明三极管200集电极中已 无任何失真电流。三极管200的线性度得到了极大的提高。
[0007] 作为本发明的一种改进，失真电流%流入PNP晶体管的发射极，然后从PNP晶体的 集电极直接进入失真移除电路103中，由于失真移除电路103本身亦具有电流缩放能力，因 此本案例中的比例缩放电路102可以移除。失真电流移除电路103将接收到的失真电流^ 缩放A倍后，送入三极管200的发射极，完成失真电流的抵消工作；通过小信号分析推导出 三极管2〇〇集电极小信号电流为I3=參+藏)|-Ii= 表明三极管200集电极中已无任何失真电流。三极管200的线性度得到了极大的提高。
[0008] 作为本发明的一种改进，失真电流提取电路102与待抵消的三极管200均为失真 抵消电路103的一部分。其具体的失真抵消过程如下：失真电流I从NPN晶体管T2的发射 极流入，从T2的集电极流出进入m:l电流镜；m:l电流镜将失真电流I缩放m倍后送入晶体 管T1的集电极；晶体管TI、T2、T3以及电阻Rl、R2构成比例为々的电流镜，该电流镜将T1 集电极电路缩放々倍后镜像到晶体管T3的集电极；得出三极管200 (T3)集电极的小信号电 流:^=0+||^-.屬1|=(1+a繼当I1 = 1+跋时,I3=_,该式表明三极管2〇〇集电极中 已无任何失真电流。三极管200的线性度得到了极大的提高。
[0009] 作为本发明的一种改进，该方案充分利用了差分信号的互补特性，进一步简化了 失真抵消偏置电路的实现形式，其失真抵消过程如下：失真提取电路101通过晶体管T2、T5的发射极分别接收来自晶体管T3、T4的差分失真电流|与_|,然后将差分失真电流通过 T2、T5的集电极送入比例缩放电路102中；比例缩放电路102 -方面将来自T2集电极的失 真电流I转送入晶体管T6的集电极，另一方面将来自T5集电极的失真电流一i送入晶体管 T1的集电极；晶体管TI、T2、T3与电阻Rl、R2构成电流镜，该电流镜将T1集电极接收到的 源自于T4的失真电流1按比例左镜像到T3的集电极；晶体管T4、T5、T6与电阻R3、R4构 成另一组电流镜，该电流镜将T6集电极接收到的源自于T3的失真电流I按比例左镜像到T4 的集电极；得出晶体管T3的集电极电流= 卜= 晶体管T4的集电 极电流:?? = -|霉+1| = -〇+? 。当|?；|+||时，晶体管T3、T4集电极电流|| =U=I ，该式表明该电路中即使T3、T4的集电极已无失真电流分量。T3、T4的线性度得到了极大 的提商。
[0010] 采用上述电路提高放大器线性度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，1) 失真电流提取电路101从三极管200基极提取集电极与基极间二极管D2引起的失真电流 ^ ;2)失真电流缩放电路102对101提取到的失真电流按比例mm(-10〈m〈10)进行缩放后送 入失真电流移除电路；3)失真电流移除电路103将经过缩放的失真电流通过三极管200的 发射极送入三极管200,从而在三极管200的集电极获得近乎无失真的电流。
[0011] 相对于现有技术，本技术的优点如下：1)本发明的技术方案中所述的失真抵消偏 置电路包括失真电流提取，失真电流缩放和失真移除三个子单元，所述失真抵消技术工作 原理简单清晰；2)所述失真抵消偏置电路的工作过程为直接提取三极管中不希望的失真 电流|，再将提取到失真电流^按比例缩放，最后将缩放后的失真电流叠加到三极管的集电 极电流中；失真电流提取、缩放与移除动作均在三极管的基极偏置电路中完成，不影响三极 管本身的信号处理工作；3)所述失真抵消偏置技术直接提高了三极管本身的线性度，而 三极管是众多放大器电路的基本单元，因此所述失真抵消技术可广泛应用于各种放大器的 设计中。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明所述失真抵消偏置电路。
[0013] 图2a为实施例1电路原理图；
[0014] 图2b为实施例2电路原理图；
[0015] 图3为实施例3电路原理图；
[0016] 图4为实施例4电路原理图；
[0017] 图5-图7为NPN型晶体管电路原理图；
[0018] 图8a为现有技术折叠共集共基全差分放大器电路原理图；
[0019] 图8b为本发明方案替换后的电路原理图。
【具体实施方式】
[0020] 为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一 步描述和介绍。
[0021] 参见图1，一种提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，所述失真抵消偏置电路由 失真抵消偏置电路100和三极管200构成，所述失真抵消偏置电路100 -端连接三极管的 基极，另一端连接在三极管的发射极，所述失真抵消偏置电路100用于提取及移除由于三 极管集电极交流电压引起的失真，所述失真抵消偏置电路100由失真电流提取电路101、失 真电流缩放电路102和失真电流移除电路103构成，失真电流提取电路101从三极管200 基极提取集电极与基极间二极管D2引起的失真电流I;失真电流缩放电路102对101提取 到的失真电流按比例m(-10〈m〈10)进行缩放后送入失真电流移除电路；失真电流移除电路 103将经过缩放的失真电流通过三极管200的发射极送入三极管200,从而在三极管200的 集电极获得近乎无失真的电流。集电极存在大信号的三极管的主要失真源，如图1，D1为集 电极与基极反偏二极管、D2为集电极至衬底的寄生二极管；由于二极管为强非线性器件， 三极管T3集电极的大电压信号Vout在Dl、D2上产生严重的非线性电流4和I;由于I和I相位相近大小不同，可以假定^=<4,则在T3集电极由Vout引起的的小信号输出电流为 ^ = (1+11?本发明所述的失真抵消偏置技术即用于抵消或移除三极管集电极电流中的非 线性电流分量需要指出的是失真分量移除电路1〇3本身亦可以对失真电流 进行缩放操作。所述失真抵消偏置电路连接在三极管的基极与发射极，与集电极信号无直 接联系。失真电流提取电路101在三极管的基极偏置电路中实现，而失真电流移除电路103 接入低阻抗的三极管发射极。因此，所述的失真抵消偏置技术不会降低三极管的增益与频 率响应。
[0022] 实施例1 :参见图2a，作为本发明的一种改进，所述失真电流%流入NPN晶体管T2 的发射极，然后从NPN晶体管T2的集电极进入比例缩放电路102,102设置为m: 1电流镜， 电路102将经过缩放后的失真电流》*^送入失真电流移除电路103 ;失真电流移除电路103 将接收到的失真电流圍I再次缩放A倍后，将大小为的失真电流送入三极管200的发 射极，完成失真电流的抵消工作；对小信号分析推导得出三极管200集电极小信号电流为 当该式表明三极管200集电极中已 无任何失真电流。三极管200的线性度得到了极大的提高。
[0023] 实施例2:参见图2b，作为本发明的一种改进，失真电流I流入PN