专利名称：高效率开关增益功率放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及功率放大器的功率增益控制，尤其涉及诸如CDMA无线电话等无线通信器件。
背景技术：
在许多电子环境中，诸如包括码分多址(CDMA)或任何形式的时分多址(TDMA)技术的大多数手持式通信系统，来自移动单元的RF功率输出的动态范围变化很大。在CDMA无线电话系统中，在同一频率下同时发送多个信号。这些信号以不同的数字代码扩展继而允许检测想要的信号，而不想要的信号作为接收机的噪声或干扰的形式出现。扩展频谱系统可承受某些干扰，由每个新的移动站所添加的干扰增加了每个区站中的整个干扰。每个移动站引入一独有的干扰电平，它与移动站在区站处接收到的功率电平有关。
CDMA系统使用功率控制把相互干扰减到最少。为了避免过量地发送信号功率(这是促成系统的整个干扰的原因)，精确的功率控制是重要的。各移动站的功率随移动站与基站之间的距离以及该基站或扇区中其它用户移动站的数目而变化。
在典型的手持式无线单元中，把功率放大器偏置AB级，以减少低发送功率期间的功耗，但功率仍在不断地被消耗。通常，使用隔离器来隔离放大器与后级中负载阻抗的影响。避免连续用电的一个方法是利用开关绕过放大器的手段，然后从放大器中移去DC功率。该方法如图7所示。所示的功率放大器电路8具有功率放大器32和一隔离器55。具有待放大的RF信号的RF输入12连到第一开关20的一个电极。在放大器导通时，开关20经由路径28把RF输入12连到功率放大器32的输入。放大该RF信号并输出到隔离器55，然后通过第二开关42把该信号发送到功率放大器电路8的RF输出54。为了绕过功率放大器32，第一开关20把RF输入12连到旁路路径30，第二开关42把该信号发送到RF输出54。这一技术的缺点是放大器必须克服在需要较高发送功率时所增加的开关损耗。这可能导致抵销旁路的得益。此外，使用开关和隔离器需要更多的操作功率，且制造起来成本更大。
图6示出一种已有技术的功率放大器电路。通过一带通滤波器298把一模拟信号从激励放大器280馈送到第一开关20。开关20在旁路路径30与放大器路径28之间更迭，其中功率放大器32放大该信号。第二开关42把来自旁路路径30或放大器32的输出的模拟信号连到循环器55，该循环器55按路由把该信号发送至RF输出端口54。
发明内容
本领域需要一种功率放大器电路，该电路通过更好地利用隔离器使得节约较多的功率且制造起来不太复杂也不太昂贵，从而允许除去位于功率放大器后面的第二开关。
本发明的一个目的是通过把隔离器的末端端口用作旁路网络、功率放大器输出与RF输出端口的组合机构，来增加功率放大器的使用效率。由此结构，输出开关变得不再必要。
本发明的另一个目的是提供一种改进的功率放大器，该放大器需要较少的部件且制造起来不太复杂。
本发明的再一个目的是提供一种改进的功率放大器，该放大器的制造成本较少。
可通过这里所揭示的本发明来实现这些和其它目的。在功率放大器电路中，设置旁路网络，以在不需要放大器增益时绕过电路中的功率放大器。在这些低功率操作期间，断开放大器。该旁路网络由旁路路径和衰减路径构成。衰减路径通过使用外部电阻器允许可变性，旁路路径不允许可变性。开关用来控制至放大器或通过旁路路径或衰减路径的信号流动。来自旁路网络的信号输入到循环器，循环器按路由把该信号发送到与功率放大器的输出相连的端口。由于功率放大器在旁路使用期间断开，所以放大器对该信号表现出非常高的阻抗。大多数输入功率信号被反射回循环器，而从RF输出端口正常输出。使用外部电阻器与衰减路径相结合，以给可获得的增益步长提供灵活性。
在本发明的另一个方面，带通滤波器置于放大路径中，从而在功率放大器被绕过时滤波被绕过。这减少了把模式从放大变为旁路时的增益步长大小。因此，激励放大器变为输出放大器，放大器电路以后的滤波器用来除去任何不想要的分支。
在本发明的再一个方面，在绕过功率放大器时，更难于激励激励放大器，因而给选择增益步长提供更大的灵活性。
附图概述从以下结合附图所进行的详细描述，将使本发明的特征和优点变得更加明显起来，图中，相同的标号给出相应的表示，其中
图1是本发明第一实施例的平面图；图2提供了其中可结合本发明的高效功率放大器的移动站扩展频谱发射机的方框示意图；图3示出包含在图2的扩展频谱发射机的RF发射机的示例实现；图4是本发明第二实施例的平面图；图5是本发明第三实施例的平面图；图6是已有技术的放大器电路的平面图；以及图7是已有技术的功率放大器电路的平面图。
本发明的较佳实施方式图1是示出本发明的概括性概念的示意图。总的由标号10所指示的功率放大器电路包括功率放大器32、循环器52、一系列开关20、24和42和功率放大器32周围的旁路路径34和36。具有待放大的RF信号的RF输入12连到第一开关20的一个电极。当功率放大器导通且需要功率放大时，开关20经由路径28把RF输入12连到功率放大器32的输入。放大RF信号并把该信号从功率放大器向循环器52输出。循环器52按路由把该信号发送到功率放大器电路10的RF输出54的端口。
在不需要功率放大器且它断开时，开关20把信号路径切换到包括旁路路径36和衰减路径34的旁路网络48。网络通过旁路路径36发送信号，开关24和42切换到第一位置，从而信号流过旁路路径36。开关24和42还可把信号切换到流过衰减路径34。从开关42，信号被发送到循环器52的输入。循环器52按路由把该信号发送到与功率放大器32的输出50相连的端口。功率放大器50的输出对该信号表现出高阻抗，因而信号被反射回循环器52，循环器按路由把该信号发送到放大器电路10的RF输出54的端口。
图2是示出在移动站的信号处理电路中使用本发明的功率放大器的示意图。在示例的CDMA系统中，利用正交信令在移动站一基站链路或“反向”信道上提供适当的信噪比。把例如由被声码器转换成数据的声音(voice)构成的数据位200提供给编码器202，在这里对这些位进行卷积编码。在数据的位速率小于编码器202的位处理速率时，可使用代码码元重复，从而编码器202重复输入数据位200，以便产生位速率与编码器202的操作速率匹配的重复数据流。在一示例实施例中，编码器202以11.6千位/秒的额定位速率(Rb)接收数据位200，产生的Rb/r＝34.8码元/秒，这里，“r”代表编码器202的代码速率(例如，1/3)。然后，把经编码的数据提供给块交织器204，在这里进行块交织。
使用64元正交调制器206，把这些码元组成包含log264＝6个码元的速率为(1/r)(Rb/log264)＝5,800个字符/秒的字符，有64个可能的字符。在一较佳实施例，把每个字符编码成为长度为64的Walsh序列。即，每个Walsh序列包括64个二进制位或“码片”，有一组长度为64的64个Walsh码。这64个正交码对应于64乘64的Hadamard矩阵中的Walsh码，其中一个Walsh码为该矩阵的单行或列。
把调制器206所产生的Walsh序列提供给异或组合器208，这里，在一组合器处给该序列“覆盖(cover)”专用于一特定移动站的PN码或与该PN码相乘。这一“长”的PN码是由PN长码发生器210依据用户PN长码掩码以速率Rc产生的。在一示例实施例中，长码发生器210以1.2288Mhz的示例码片速率Rc进行操作，从而每个Walsh码片产生四个PN码片。异或组合器208的输出被分成相同的信号A和B。把信号A和B输入到下述图3的异或组合器256和254。
图3是示出移动站中的RF发射机250的示例实现的示意图。在CDMA扩展频谱应用中，由PNI发生器252和PNQ发生器254把一对短的PN序列(PNI和PNQ)与来自图2的异或组合器208的输出A和B一起分别提供给异或组合器256和258。PNI和PNQ序列分别涉及同相(I)和正交相(Q)通信信道，它们的长度(32,768个码片)一般比每个用户长PN码的长度短得多。然后，使获得的I信道代码扩展序列260和Q信道代码扩展序列262分别通过基带滤波器264和266。
设置数字-模拟(D/A)转换器270和272，以把数字I信道和Q信道信息分别转换成模拟形式。把D/A转换器270和272所产生的模拟波形分别与本机振荡器(LO)载波频率信号Cos(2πft)和Sin(2πft)分别提供给混频器288和290，在这里对这些信号进行混频并提供给加法器292。正交相载波信号Sin(2πft)和Cos(2πft)是由适当的频率源(未示出)提供的。在加法器292中把这些经混频的IF信号相加，并提供给混频器294。
混频器294把相加的信号与来自频率合成器296的RF频率混频，从而对RF频带提供上变频。然后，可对此RF进行带通滤波298并提供给本发明的高效平行级(parallel stage)RF放大器10。滤波器298除去上变频296而引起的不想要的分支。类似的滤波器(未示出)可位于放大器电路后，以除去电路以旁路模式进行操作时的不想要的分支。在旁路模式中，先前的激励放大器变为输出放大器，可能需要滤波来防止把额外的分支混入放大器的非线性中。此滤波可通过类似的滤波器(未示出)来实现，因而可把带通滤波器298置于以下所推论的图4和5中所示的放大路径中。这也增加了选择增益步长的灵活性。
图4是本发明的第二实施例，其中模拟信号在旁路路径30和放大器路径28之间切换20。然而，带通滤波298仅发生在放大器路径28中。相应地，对该信号进行带通滤波298并馈送到功率放大器32，进行放大并发送到循环器55，循环器55按路由把该信号向RF输出端口54发送。当第一开关20指挥模拟信号通过放大器路径时，循环器55通过开关43和电阻器45接地并连到电路的输出端口54。相应地，由此结构，当被反射或返回的RF信号从RF输出端口54的方向进入循环器55时，循环器55按路由把被反射的信号按路由发送到地。当第一开关20把该模拟信号切换到旁路路径30时，第二开关43把旁路路径30连到循环器55，按路由把该信号向放大器的输出发送。这将表现为高阻抗，从而通过隔离器55把信号反射回到RF输出端口54。
在不需要高的输出功率时，功率放大器32断开，且第一开关20切换到旁路路径30，从而绕过功率放大器32，且激励放大器280用作功率放大器。第二开关43把旁路路径30连到循环器55。通过旁路路径30把此模式的输入信号按路由发送到循环器55。循环器把该信号按路由发送到功率放大器32的输出，该信号通过隔离器55反射回到RF输出端口54。
图5示出本发明的第三实施例，在第一开关20前有激励放大器280和对经放大的信号进行滤波的带通滤波器298。在放大器路径28与旁路路径30之间切换的第一开关20切换来自带通滤波器298的输出。放大器路径中的功率放大器32对信号进行放大并把该信号发送到循环器55，循环器55按路由把该信号向RF输出端口54发送。第一开关20在把经滤波的信号发送到放大器路径28或旁路路径30之间更迭。旁路路径中包括第二开关43，在第一模式中第二开关43通过电阻器45使循环器55接地，在第二模式中第二开关43把循环器55连到旁路路径30。电阻器45可具有例如50欧姆的值。
当第二开关43处于第二模式时，把来自RF输出端口54的任何反馈或返回信号按路由发送到地。当处于第一模式时，开关20把该信号发送到旁路路径30，开关43把来自旁路路径30的信号发送到循环器55。循环器55按路由把该信号发送到功率放大器的输出，功率放大器表现出大的阻抗并把该信号的大部分反射回循环器55。然后，按路由把该信号向RF输出端口54发送。相应地，由于信号不可能被切换到衰减路径这一事实，所以开关43加上隔离。本实施例在仅想要一个增益步长时也可适用。
先前提供了对较佳实施例的描述，以使本领域中的任何技术人员可利用本发明。对实施例的各种修改将对本领域内的技术人员变得明显起来，可把这里所述的普遍原理应用于其它实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而将依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。
权利要求
1.一种功率放大器电路布局，包括具有一输入和一输出的功率放大器；RF输入端口；RF输出端口；通过一旁路网络绕过功率放大器的装置；把来自RF输入端口的RF信号在旁路网络与放大器的输入之间切换的第一装置；以及连接旁路网络、功率放大器的输出以及RF输出端口的循环器，从而把从旁路网络输入到循环器的RF信号按路由发送到功率放大器的输出，并把从功率放大器的输出输入到循环器中的RF信号按路由发送到RF输出端口。
2.如权利要求1所示的功率放大器电路，其特征在于当功率放大器被断电时，第一切换装置把RF信号切换到旁路网络，从而RF信号绕过功率放大器，通过循环器按路由向功率放大器的输出发送，被功率放大器反射，并通过循环器按路由发送到RF输出端口。
3.如权利要求1所示的功率放大器电路，其特征在于旁路网络包括一旁路路径和一衰减路径以及在旁路路径与衰减路径之间切换的第二装置。
4.如权利要求3所示的功率放大器电路，其特征在于衰减路径包括接地以允许提供增益步长的灵活性的外部电阻器。
5.如权利要求3所示的功率放大器电路，其特征在于当功率放大器被断电且第一切换装置把RF输入端口连到旁路网络时，以及当第一切换装置切换到旁路路径时，RF信号经过旁路路径，通过循环器按路由向功率放大器的输出发送，被功率放大器反射并通过循环器按路由发送到RF输出端口。
6.如权利要求3所示的功率放大器电路，其特征在于当功率放大器被断电且第一切换装置把RF输入端口连到旁路网络时，以及当第二切换装置切换到衰减路径时，RF信号经过衰减路径，通过循环器按路由向功率放大器的输出发送，被功率放大器反射并通过循环器按路由发送到RF输出端口。
7.如权利要求4所示的功率放大器电路，其特征在于当功率放大器被上电且第一切换装置把RF输入端口连到功率放大器的输入时，第二切换装置把衰减路径切换到循环器，以使反向隔离最大并防止振荡。
8.如权利要求4所示的功率放大器电路，其特征在于外部电阻器是增益调节用可变电阻器。
9.在一具有RF输入端口和一RF输出端口、旁路网络、连到该旁路网络、功率放大器的输出以及RF输出的循环器的功率放大器电路中，一种使动态范围最大的方法包括以下步骤使功率放大器断电；把RF信号从RF输入端口切换到旁路网络；通过循环器把来自旁路路径的RF信号按路由向功率放大器发送；把入射到功率放大器输出的RF信号的实质性部分反射回循环器；通过循环器按路由把反射的RF信号发送到RF输出端口。
10.一种功率放大器电路布局，包括用于发送RF模拟信号的激励放大器；把所述RF模拟信号在旁路路径和放大器路径之间切换的第一装置；位于所述放大器路径中的带通滤波器，所述带通滤波器对所述RF模拟信号进行滤波并产生经滤波的信号；位于所述放大器路径中的功率放大器，所述功率放大器对所述经滤波的信号进行放大以产生经放大的信号；循环器，按路由把所述经放大的信号发送到RF输出端口；当所述第一切换装置切换到所述旁路路径时，所述旁路路径把所述激励放大器的输出连到所述循环器，其中所述旁路路径连到所述循环器，从而把从所述旁路路径至所述循环器的所述RF模拟信号输入按路由发送到所述功率放大器；位于所述旁路路径中的第二切换装置，所述第二切换装置把至所述循环器的连接在所述旁路路径和通过电阻器到地之间切换，从而当所述第二切换装置接地时，把从RF输出端口的方向返回到该电路的功率按路由发送到地，以隔离所述功率放大器电路布局。
11.一种功率放大器电路布局，包括用于发送RF模拟信号的激励放大器；被定位的用于对所述RF模拟信号进行滤波并产生经滤波的信号的带通滤波器；把所述经滤波的信号在旁路路径和放大器路径之间切换的第一装置；位于所述放大器路径中的功率放大器，所述功率放大器对所述经滤波的信号进行放大以产生经放大的信号；循环器，按路由把所述经放大的信号发送到RF输出端口；当所述第一切换装置切换到所述旁路路径时，所述旁路路径把所述带通滤波器的输出连到所述循环器，其中所述旁路路径连到所述循环器，从而把从所述旁路路径至所述循环器的所述经滤波的信号输入按路由发送到所述功率放大器；位于所述旁路路径中的第二切换装置，所述第二切换装置把至所述循环器的连接在所述旁路路径和通过电阻器到地之间切换，从而当所述第二切换装置接地时，把从RF输出端口的方向返回到该电路的功率按路由发送到地，以隔离所述功率放大器电路布局。
12.如权利要求11所述的功率放大器电路布局，其特征在于还包括控制所述第一和第二切换装置的装置。
13.如权利要求11所述的功率放大器电路布局，其特征在于所述电阻器近似于50欧姆。
14.如权利要求10所述的功率放大器电路布局，其特征在于当所述功率放大器被关断时，所述第一切换装置切换到所述旁路路径。
15.如权利要求11所述的功率放大器电路布局，其特征在于当所述功率放大器被关断时，所述第一切换装置切换到所述旁路路径。
16.一种功率放大器电路布局，包括用于发送模拟信号的激励放大器；把模拟信号在旁路路径和放大器路径之间选择性地切换的第一开关，所述放大器路径包括对所述模拟信号进行滤波并产生经滤波的信号的带通滤波器；接收经滤波的信号并产生经放大的信号的功率放大器；第一混合电路，把经放大的信号分成同相信号和正交信号；以及第二混合电路，反转同相信号以产生经反转的信号，并对经反转的信号与正交信号求和以产生求和信号，当所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径时，所述旁路路径把所述激励放大器的输出与所述第二混合电路的隔离端口相连，从而从所述激励放大器发送的模拟信号将被反射离所述功率放大器并按路由发送到一输出端口 。
17.如权利要求1所述的电路布局，其特征在于还包括位于所述旁路路径中的第二开关；以及连到所述第二开关的一个电极的终接电阻器，所述第二开关把所述第二混合电路的隔离端口与所述第一开关或所述终接电阻器选择性地相连。
18.如权利要求1所述的电路布局，其特征在于模拟信号为射频模拟信号。
19.如权利要求1所述的功率放大器电路布局，其特征在于当所述功率放大器被关断时，所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径。
20.一种功率放大器电路布局，包括用于发送模拟信号的激励放大器；把模拟信号在旁路路径和放大器路径之间选择性地切换的第一开关，所述放大器路径包括对所述模拟信号进行滤波并产生经滤波的信号的带通滤波器；接收经滤波的信号并产生经放大的信号的功率放大器；第一混合电路，把经放大的信号分成同相信号和正交信号；以及第二混合电路，反转正交信号以产生经反转的信号，并对经反转的信号与同相信号求和以产生求和信号，当所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径时，所述旁路路径把所述激励放大器的输出与所述第二混合电路的隔离端口相连，从而从所述激励放大器发送的模拟信号将被反射离所述功率放大器并按路由发送到一输出端口。
21.如权利要求5所述的电路布局，其特征在于还包括位于所述旁路路径中的第二开关；以及连到所述第二开关的一个电极的终接电阻器，所述第二开关把所述第二混合电路的隔离端口与所述第一开关或所述终接电阻器选择性地相连。
22.如权利要求5所述的电路布局，其特征在于模拟信号为射频模拟信号。
23.如权利要求3所述的功率放大器电路布局，其特征在于当所述功率放大器被关断时，所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径。
24.一种放大在具有激励放大器、放大器路径和旁路路径的电路中的信号的方法，所述放大器路径包括第一开关、带通滤波器、功率放大器、第一混合电路和第二混合电路，所述旁路路径把所述第二混合电路的隔离端口连到第一开关，所述方法包括(A)从激励放大器产生激励信号；(B)使用第一开关把激励信号在放大器路径和旁路路径之间选择性地切换，其中当在所述切换步骤中把激励信号切换到放大器路径时，所述方法还包括以下步骤(a)由带通滤波器对激励信号进行带通滤波以产生经滤波的信号；(b)由功率放大器对经滤波的信号进行放大以产生经放大的信号；(c)在第一混合电路中把经放大的信号分成同相信号和正交信号；(d)在第二混合电路中反转同相信号以产生经反转的信号；以及(e)在第二混合电路中对经反转的信号和正交信号求和以产生求和信号，其中当在所述切换步骤中把激励信号切换到旁路路径时，所述方法还包括以下步骤(a)使功率放大器关断；(b)把激励信号发送到第二混合电路的隔离端口；(c)把激励信号反射离功率放大器的输出而至一输出端口。
25.如权利要求9所述的方法，其特征在于该电路还包括位于旁路路径中的第二开关，所述方法还包括把第二开关在把第二混合电路的隔离端口连到终接电阻器与把第二混合电路的隔离端口连到第一开关之间选择性地切换。
26.如权利要求9所述的信号放大方法，其特征在于激励信号为射频模拟信号。
27.一种放大在具有激励放大器、放大器路径和旁路路径的电路中的信号的方法，所述放大器路径包括第一开关、带通滤波器、功率放大器、第一混合电路和第二混合电路，所述旁路路径把所述第二混合电路的隔离端口连到第一开关，所述方法包括(A)从激励放大器产生激励信号；(B)使用第一开关把激励信号在放大器路径和旁路路径之间选择性地切换，其中当在所述切换步骤中把激励信号切换到放大器路径时，所述方法还包括以下步骤(a)由带通滤波器对激励信号进行带通滤波以产生经滤波的信号；(b)由功率放大器对经滤波的信号进行放大以产生经放大的信号；(c)在第一混合电路中把经放大的信号分成同相信号和正交信号；(d)在第二混合电路中反转同相信号以产生经反转的信号；以及(e)在第二混合电路中对经反转的信号和正交信号求和以产生求和信号，其中当在所述切换步骤中把激励信号切换到旁路路径时，所述方法还包括以下步骤(a)使功率放大器关断；(b)把激励信号发送到第二混合电路的隔离端口；(c)把激励信号反射离功率放大器的输出而至一输出端口。
28.如权利要求12所述的方法，其特征在于该电路还包括位于旁路路径中的第二开关，所述方法还包括把第二开关在把第二混合电路的隔离端口连到终接电阻器与把第二混合电路的隔离端口连到第一开关之间选择性地切换。
29.如权利要求12所述的信号放大方法，其特征在于激励信号为射频模拟信号。
30.一种功率放大器电路布局，包括用于发送模拟信号的激励放大器；把模拟信号在旁路路径和放大器路径之间选择性地切换的第一开关，所述放大器路径包括对所述模拟信号进行滤波并产生经滤波的信号的带通滤波器；第一混合电路，把经滤波的信号分成同相信号和正交信号；对同相信号进行放大以产生第一放大信号的第一功率放大器；对正交信号进行放大以产生第二放大信号的第二功率放大器；以及第二混合电路，反转第一放大信号以产生经反转的信号，并对经反转的信号与第二放大信号求和，当所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径时，所述旁路路径把所述激励放大器的输出与所述第二混合电路的隔离端口相连。
31.一种功率放大器电路布局，包括用于发送模拟信号的激励放大器；把模拟信号在旁路路径和放大器路径之间选择性地切换的第一开关，所述放大器路径包括对所述模拟信号进行滤波并产生经滤波的信号的带通滤波器；第一混合电路，把经滤波的信号分成同相信号和正交信号；对同相信号进行放大以产生第一放大信号的第一功率放大器；对正交信号进行放大以产生第二放大信号的第二功率放大器；以及第二混合电路，反转第二放大信号以产生经反转的信号，并对经反转的信号与第一放大信号求和，当所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径时，所述旁路路径把所述激励放大器的输出与所述第二混合电路的隔离端口相连。
32.如权利要求15所述的功率放大器电路布局，其特征在于模拟信号为射频模拟信号。
33.如权利要求16所述的功率放大器电路布局，其特征在于模拟信号为射频模拟信号。
34.如权利要求15所述的功率放大器电路布局，其特征在于当功率放大器被关断时，所述开关切换到所述旁路路径。
35.如权利要求16所述的功率放大器电路布局，其特征在于当功率放大器被关断时，所述开关切换到所述旁路路径。
36.如权利要求15所述的电路布局，其特征在于还包括位于所述旁路路径中的第二开关；以及连到所述第二开关的一个电极的终接电阻器，所述第二开关把所述第二混合电路的隔离端口与所述第一开关或所述终接电阻器选择性地相连。
37.如权利要求16所述的电路布局，其特征在于还包括位于所述旁路路径中的第二开关；以及连到所述第二开关的一个电极的终接电阻器，所述第二开关把所述第二混合电路的隔离端口与所述第一开关或所述终接电阻器选择性地相连。
38.如权利要求15所述的电路布局，其特征在于还包括位于所述第一功率放大器与所述第二混合电路之间的第一分流开关；以及位于所述第二功率放大器与所述第二混合电路之间的第二分流开关；所述第一和第二分流开关用来在使用所述旁路路径时分别把所述第一和第二功率放大器的输出分流。
39.如权利要求16所述的电路布局，其特征在于还包括位于所述第一功率放大器与所述第二混合电路之间的第一分流开关；以及位于所述第二功率放大器与所述第二混合电路之间的第二分流开关；所述第一和第二分流开关用来在使用所述旁路路径时分别把所述第一和第二功率放大器的输出分流。
40.一种放大在具有激励放大器、放大器路径和旁路路径的电路中的信号的方法，所述放大器路径包括第一开关、带通滤波器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一混合电路和第二混合电路，所述旁路路径把所述第二混合电路的隔离端口与第一开关相连，所述方法包括(A)从激励放大器产生激励信号；(B)使用第一开关把激励信号在放大器路径和旁路路径之间选择性地切换，其中当在所述切换步骤中把激励信号切换到放大器路径时，所述方法还包括以下步骤(a)由带通滤波器对激励信号进行带通滤波以产生经滤波的信号；(b)在第一混合电路中把经滤波的信号分成同相信号和正交信号；(c)由第一功率放大器对同相信号进行放大以产生经放大的同相信号；(d)由第二功率放大器对正交信号进行放大以产生经放大的正交信号；(e)在第二混合电路中反转经放大的同相信号以产生经反转的信号；以及(f)在第二混合电路中对经反转的信号和经放大的正交信号求和以产生求和信号，其中当在所述切换步骤中把激励信号切换到旁路路径时，所述方法还包括(a)使第一功率放大器和第二功率放大器关断；(b)把激励信号发送到第二混合电路的隔离端口；(c)在第二混合电路中把激励信号分成同相信号和正交信号；(d)把同相信号反射离第一放大器信号；(e)把正交信号反射离第二功率放大器；(f)在第二混合电路中反转经反射的同相信号以产生经反转的信号；(g)在第二混合电路中对经反转的信号和正交信号求和以产生求和信号；以及(h)把求和信号输出到一输出端口。
41.一种放大在具有激励放大器、放大器路径和旁路路径的电路中的信号的方法，所述放大器路径包括第一开关、带通滤波器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一混合电路和第二混合电路，所述旁路路径把所述第二混合电路的隔离端口与第一开关相连，所述方法包括(A)从激励放大器产生激励信号；(B)使用第一开关把激励信号在放大器路径和旁路路径之间选择性地切换，其中当在所述切换步骤中把激励信号切换到放大器路径时，所述方法还包括以下步骤(a)由带通滤波器对激励信号进行带通滤波以产生经滤波的信号；(b)在第一混合电路中把经滤波的信号分成同相信号和正交信号；(c)由第一功率放大器对同相信号进行放大以产生经放大的同相信号；(d)由第二功率放大器对正交信号进行放大以产生经放大的正交信号；(e)在第二混合电路中反转经放大的正交信号以产生经反转的信号；以及(f)在第二混合电路中对经反转的信号和经放大的同相信号求和以产生求和信号，其中当在所述切换步骤中把激励信号切换到旁路路径时，所述方法还包括(a)使第一功率放大器和第二功率放大器关断；(b)把激励信号发送到第二混合电路的隔离端口；(c)在第二混合电路中把激励信号分成同相信号和正交信号；(d)把同相信号反射离第一放大器信号；(e)把正交信号反射离第二功率放大器；(f)在第二混合电路中反转经反射的正交信号以产生经反转的信号；(g)在第二混合电路中对经反转的信号和同相信号求和以产生求和信号；以及(h)把求和信号输出到一输出端口。
42.如权利要求25所述的信号放大方法，其特征在于激励信号为射频模拟信号。
43.如权利要求26所述的信号放大方法，其特征在于激励信号为射频模拟信号。
44.如权利要求25所述的方法，其特征在于该电路还包括位于旁路路径中的第二开关，所述方法还包括把第二开关在把第二混合电路的隔离端口连到终接电阻器与把第二混合电路的隔离端口连到第一开关之间选择性地切换。
45.如权利要求26所述的方法，其特征在于该电路还包括位于旁路路径中的第二开关，所述方法还包括把第二开关在把第二混合电路的隔离端口连到终接电阻器与把第二混合电路的隔离端口连到第一开关之间选择性地切换。
46.一种移动通信单元，具有电源、数字处理器、接收链、发送链、双工器、天线和用户接口装置，所述移动通信单元包括所述发送链中的功率放大器电路布局，所述功率放大器电路布局包括用于发送模拟信号的激励放大器；把模拟信号在旁路路径和放大器路径之间选择性地切换的第一开关，所述放大器路径包括对所述模拟信号进行滤波并产生经滤波的信号的带通滤波器；接收经滤波的信号并产生经放大的信号的功率放大器；第一混合电路，把经放大的信号分成同相信号和正交信号；以及第二混合电路，反转同相信号以产生经反转的信号，并对经反转的信号与正交信号求和以产生求和信号，当所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径时，所述旁路路径把所述激励放大器的输出与所述第二混合电路的隔离端口相连，从而从所述激励放大器发送的模拟信号将被反射离所述功率放大器并按路由发送到一输出端口。
47.如权利要求31所述的移动通信单元，其特征在于所述功率放大器电路布局还包括位于所述旁路路径中的第二开关；以及连到所述第二开关的一个电极的终接电阻器，所述第二开关把所述第二混合电路的隔离端口与所述第一开关或所述终接电阻器选择性地相连。
48.如权利要求31所述的移动通信单元，其特征在于在所述功率放大器被关断时，所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径。
49.一种移动通信单元，具有电源、数字处理器、接收链、发送链、双工器、天线和用户接口装置，所述移动通信单元包括所述发送链中的功率放大器电路布局，所述功率放大器电路布局包括用于发送模拟信号的激励放大器；把模拟信号在旁路路径和放大器路径之间选择性地切换的第一开关，所述放大器路径包括对所述模拟信号进行滤波以产生经滤波的信号的带通滤波器；第一混合电路，把经滤波的信号分成同相信号和正交信号；对同相信号进行放大以产生第一放大信号的第一功率放大器；对正交信号进行放大以产生第二放大信号的第二功率放大器；以及第二混合电路，反转第一放大信号以产生经反转的信号，并对经反转的信号与第二放大信号求和，当所述第一开关把模拟信号切换到所述旁路路径时，所述旁路路径把所述激励放大器的输出与所述第二混合电路的隔离端口相连。
50.如权利要求34所述的移动通信单元，其特征在于所述功率放大器电路布局还包括位于所述旁路路径中的第二开关；以及连到所述第二开关的一个电极的终接电阻器，所述第二开关把所述第二混合电路的隔离端口与所述第一开关或所述终接电阻器选择性地相连。
51.如权利要求34所述的移动通信单元，其特征在于所述功率放大器电路布局还包括位于所述第一功率放大器与所述第二混合电路之间的第一分流开关；以及位于所述第二功率放大器与所述第二混合电路之间的第二分流开关；所述第一和第二分流开关用来在使用所述旁路路径时分别把所述第一和第二功率放大器的输出分流。
全文摘要
一种功率放大器电路布局,包括激励放大器、开关、具有带通滤波器和功率放大器的放大器路径以及在不需要过量的增益和输出功率时绕过功率放大器的旁路路径。当把来自激励放大器的RF模拟信号切换到放大器路径时,对该信号进行带通滤波和放大。然后,把该信号分成同相和正交信号。反转同相或正交信号并与同相或正交信号中的另一个求和,使功率放大器关断,旁路路径把信号指向功率放大器的输出,功率放大器对该信号表现为高阻抗。信号反射离功率放大器而到达输出端口。
文档编号H03G1/00GK1326614SQ99813495
公开日2001年12月12日 申请日期1999年9月22日 优先权日1998年9月22日
发明者R·考夫曼, D·亨哲克, R·J·卡马里罗 申请人:夸尔柯姆股份有限公司