一种PA芯片的偏置控制环路转让专利
申请号 : CN202111495728.2
文献号 : CN113900471B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 张孟文
申请人 : 深圳市时代速信科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述PA芯片的偏置控制环路包括:控制芯片与PA芯片;
所述控制芯片设有相互连接的偏置波形发生电路和电流电压控制电路,所述PA芯片设有传感器管,所述传感器管的基极端和集电极端连接;
所述电流电压控制电路分别与所述传感器管的射极端以及所述传感器管的基极端和集电极端的连接端连接,并从所述传感器管的射极端采集电压,将采集电压转换成电流后发送至所述传感器管的基极端和集电极端的连接端,以构成环形控制电路。
2.根据权利要求1所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述电流电压控制电路,包括:第一误差放大器、第一MOS管、第二MOS管和第三电阻;
其中,所述第一MOS管的栅极端和所述电流电压控制电路的偏置电压输入端连接,所述第一MOS管的源极端和所述第二MOS管的源极端连接,所述第一MOS管和所述第二MOS管的连接端与电源端连接,所述第一MOS管的漏极端分别和所述第一误差放大器的负极端以及所述第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端与接地端连接,所述第一误差放大器的输出端和所述第二MOS管的栅极端连接,所述第二MOS管的漏极端与所述电流电压控制电路的电流输出端连接,所述第一误差放大器的正极端与所述电流电压控制电路的电压采集端连接。
3.根据权利要求2所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述偏置波形发生电路,包括:第三MOS管,第一开关、第二开关、第三开关和第一电容;
所述第一MOS管的漏极端和所述第一开关连接,所述第一开关和所述第二开关连接,所述第二开关和所述第三MOS管的漏极端连接,所述第一开关和所述第二开关的连接端分别与所述第一误差放大器的负极端、所述第三开关以及所述第一电容的一端连接,所述第三开关与所述第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端、所述第一电容的另一端以及第三MOS管的源极端分别与接地端连接。
4.根据权利要求1所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述电流电压控制电路,包括:第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第四电阻和第五电阻;
所述第六MOS管、所述第七MOS管和所述第八MOS管的栅极端分别与所述电流电压控制电路的偏置电压输入端连接,所述第六MOS管、所述第七MOS管和所述第八MOS管的源极端分别与电源端连接,所述第六MOS管的漏极端分别与所述第四MOS管的漏极端、所述第四MOS管的栅极端以及所述第五MOS管的栅极端连接;
所述第四MOS管的源极端与所述第四电阻的一端连接,所述第五MOS管的漏极端分别与所述第七MOS管的漏极端以及所述第九MOS管的栅极端连接,所述第五MOS管的源极端和所述第五电阻的一端连接,所述第五MOS管和所述第五电阻的连接端与所述电流电压控制电路的电压采集端连接;
所述第八MOS管的漏极端和所述第九MOS管的漏极端连接,所述第八MOS管和所述第九MOS管的连接端与所述电流电压控制电路的电流输出端连接,所述第九MOS管的源极端、第四电阻的另一端以及所述第五电阻的另一端分别与接地端连接。
5.根据权利要求4所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述偏置波形发生电路,包括:第六电阻、第四开关和第二电容;
所述第六电阻的一端和所述第二电容的一端与所述第五电阻和所述第五MOS管的连接端连接,所述第六电阻的另一端与所述第四开关连接,所述第四开关的另一端和所述第二电容的另一端分别与所述接地端连接。
6.根据权利要求4或5任意一项所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述第六MOS管和所述第七MOS管的面积比例为1:1;
所述第七MOS管和所述第八MOS管的面积比例为1:M;
所述第四MOS管和所述第五MOS管的面积比例为1:1;
所述第四电阻和所述第五电阻的阻值比为1:1。
7.根据权利要求1所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述电流电压控制电路,包括:第二误差放大器、第十MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管、第七电阻和第八电阻;
所述第十二MOS管、所述第十三MOS管和第十四MOS管的源极端分别与电源端连接,所述第十二MOS管的漏极端、所述第十二MOS管的栅极端和所述第十三MOS管的栅极端分别与所述第十MOS管的漏极端连接,所述第十MOS管的栅极端和所述第十一MOS管的栅极端分别与所述第二误差放大器的输出端连接,所述第二误差放大器的正极端和所述电流电压控制电路的偏置电压输入端连接,所述第二误差放大器的负极端分别与所述第十MOS管的源极端和所述第七电阻的一端连接,所述第十一MOS管的漏极端分别与所述第十三MOS管的漏极端以及第十五MOS管的栅极端连接,所述第十五MOS管的漏极端和所述第十四MOS管的漏极端连接,所述第十五MOS管和所述第十四MOS管的连接端与所述电流电压控制电路的电流输出端连接,所述第十四MOS管的栅极端与所述电流电压控制电路的偏置电压输入端连接,所述第十一MOS管的源极端与所述第八电阻的一端连接,所述第十一MOS管与所述第八电阻的连接端与所述电流电压控制电路的电压采集端连接,所述第十五MOS管的源极端、所述第七电阻的另一端和所述第八电阻的另一端分别与接地端连接。
8.根据权利要求7所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述第十MOS管和所述第十一MOS管的面积比例为1:1;
所述第七电阻和所述第八电阻的阻值比为1:1。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、7或8任意一项所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述PA芯片,还包括:功率管、隔离电路、第一电阻和第二电阻;
所述传感器管的基极端与所述隔离电路的一端连接,所述隔离电路的另一端与所述功率管的基极端连接,所述功率管的基极端接收射频输入,所述第一电阻的一端与所述传感器管的射极端连接,所述第二电阻的一端与所述功率管的射极端连接,所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的另一端分别与接地端连接。
10.根据权利要求9所述的PA芯片的偏置控制环路,其特征在于,所述第一电阻与所述第二电阻的阻值比为N:1;
所述传感器管和所述功率管的面积比例为1:N。
说明书 :
一种PA芯片的偏置控制环路
技术领域
背景技术
率放大器的电流增益等参数有关,而这些参数都与温度相关。为了让功率放大器的输出功
率能够快速稳定,一般需要对功率放大器的电流进行控制。
该三极管放在功率放大器的功率管边,用于检测功率放大器的功率管的温度,并且镜像功
率管的电流。控制电路通过取样传感器集电极的电压、电流特性,产生传感器基极的控制电
压,从而控制功率放大器的功率管的电流大小。
PA的特性,还需要加入合适的电流补偿波形,导致电路非常复杂,而且集成电路中想要直接
得到积分电流波形比较困难,必须先得到积分电压波形,再把积分电压波形转换为积分电
流波形,而为了得到最终的控制电压,还需要先将电流积分产生积分电压,然后再将积分电
压转换成积分电流,与采样到的电流进行运算,最后转换为控制电压。如此电压、电流的频
繁转换需要额外增设转换电路,使得电路非常复杂,增加电路成本,而且转换过程中电压或
电流可能出现误差和损失,也容易降低控制的精准度。
发明内容
极和基极,减少电压与电流的转换,达到简化电路的效果。
流后发送至所述传感器管的基极端和集电极端的连接端,以构成环形控制电路。
的连接端与电源端连接,所述第一MOS管的漏极端分别和所述第一误差放大器的负极端以
及所述第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端与接地端连接,所述第一误差放大器
的输出端和所述第二MOS管的栅极端连接,所述第二MOS管的漏极端与所述电流电压控制电
路的电流输出端连接,所述第一误差放大器的正极端与所述电流电压控制电路的电压采集
端连接。
分别与所述第一误差放大器的负极端、所述第三开关以及所述第一电容的一端连接,所述
第三开关与所述第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端、所述第一电容的另一端以
及第三MOS管的源极端分别与接地端连接。
端分别与电源端连接,所述第六MOS管的漏极端分别与所述第四MOS管的漏极端、所述第四
MOS管的栅极端以及所述第五MOS管的栅极端连接;
和所述第五电阻的一端连接,所述第五MOS管和所述第五电阻的连接端与所述电流电压控
制电路的电压采集端连接;
端、第四电阻的另一端以及所述第五电阻的另一端分别与接地端连接。
第二电容的另一端分别与所述接地端连接。
七电阻和第八电阻;
与所述第十MOS管的漏极端连接,所述第十MOS管的栅极端和所述第十一MOS管的栅极端分
别与所述第二误差放大器的输出端连接,所述第二误差放大器的正极端和所述电流电压控
制电路的偏置电压输入端连接,所述第二误差放大器的负极端分别与所述第十MOS管的源
极端和所述第七电阻的一端连接,所述第十一MOS管的漏极端分别与所述第十三MOS管的漏
极端以及第十五MOS管的栅极端连接,所述第十五MOS管的漏极端和所述第十四MOS管的漏
极端连接,所述第十五MOS管和所述第十四MOS管的连接端与所述电流电压控制电路的电流
输出端连接,所述第十四MOS管的栅极端与所述电流电压控制电路的偏置电压输入端连接,
所述第十一MOS管的源极端与所述第八电阻的一端连接,所述第十一MOS管与所述第八电阻
的连接端与所述电流电压控制电路的电压采集端连接,所述第十五MOS管的源极端、所述第
七电阻的另一端和所述第八电阻的另一端分别与接地端连接。
传感器管的射极端连接,所述第二电阻的一端与所述功率管的射极端连接,所述第一电阻
的另一端和所述第二电阻的另一端分别与接地端连接。
反馈波形的运算,最后将运算后的电压信号转换成偏置电流并直接传输给传感器管的集电
极和基极以提供偏置电流,形成简单的闭环控制电路,从而简化控制电路的结构,降低电路
成本,而且整个控制过程仅需要进行一次电压和电流的转换,可以减少因转换造成的电流
损失,从而提高控制的精度。
附图说明
具体实施方式
本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例,都属于本发明保护的范围。
性,还需要加入合适的电流补偿波形,导致电路非常复杂,而且集成电路中想要直接得到积
分电流波形比较困难,必须先得到积分电压波形,再把积分电压波形转换为积分电流波形,
而为了得到最终的控制电压,还需要先将电流积分产生积分电压,然后再将积分电压转换
成积分电流,与采样到的电流进行运算,最后转换为控制电压。如此电压、电流的频繁转换
需要额外增设转换电路,使得电路非常复杂,增加电路成本,而且转换过程中电压或电流可
能出现误差和损失,也容易降低控制的精准度。
流后发送至所述传感器管的基极端和集电极端的连接端,以构成环形控制电路。
流,将转换后的反馈电流传输至PA芯片集电极端和基极端里,使得控制芯片与PA芯片形成
一个闭合的环形电路。而且反馈后的电流同时输入至PA芯片集电极端和基极端,可以控制
PA芯片启动工作,以形成一个控制PA芯片的闭环控制电路。
述传感器管的射极端连接,所述第二电阻R2的一端与所述功率管的射极端连接,所述第一
电阻R1的另一端和所述第二电阻R2的另一端分别与接地端连接。
取为N:1,从而使得传感器管与功率管之间的电压比为1:1,使得两者可以同时在相同的电
压下工作,实现互为镜像的效果。
第二MOS管M2的连接端与电源端连接,所述第一MOS管M1的漏极端分别和所述第一误差放大
器的负极端以及所述第三电阻R3的一端连接,所述第三电阻R3的另一端与接地端连接,所
述第一误差放大器的输出端和所述第二MOS管M2的栅极端连接,所述第二MOS管M2的漏极端
与所述电流电压控制电路的电流输出端连接,所述第一误差放大器的正极端与所述电流电
压控制电路的电压采集端连接。
第一MOS管M1可以作为电流源直接给传感器管中的射极供电,可以令第三电阻R3与第一电
阻R1的阻值成比例。具体地,第三电阻R3与第一电阻R1的阻值比为1:1。
放大器的正极输入端与负极输入端相当于一条通电导线,使得第一MOS管M1可以直接给传
感器管的射极供电。由于第三电阻R3的一端连接误差放大器的负极输入端,另一端接地,而
第一电阻R1的一端连接误差放大器的正极输入端,另一端也节点。在第一MOS管M1通电时,
在第三电阻R3与第一电阻R1的阻值相同的情况下,第三电阻R3与第一电阻R1上的压降一
致,可以使得误差放大器的运放虚短,可以让第一MOS管M1直接给传感器管中的射极供电,
同时传感器管中的射极的电压也等于第一电阻R1、第三电阻R3和误差放大器连接端电压。
另外,由于第三电阻R3是可调电阻,当需要调整传感器管中的射极的电压时,可以第三电阻
R3的阻值与第一电阻R1的阻值进行等比例的调整,以改变传感器管中的射极的电压大小。
二开关S2的连接端分别与所述第一误差放大器的负极端、所述第三开关S3以及所述第一电
容C1的一端连接,所述第三开关S3与所述第三电阻R3的一端连接,所述第三电阻R3的另一
端、所述第一电容C1的另一端以及第三MOS管M3的源极端分别与接地端连接。
二开关S2共同构成的电荷泵。
关闭,第一误差放大器的负输入开始下降。当电压下降至特定的电压后,第三开关S3打开。
这个过程中,PA芯片的偏置电流经过先上升再下降到一个稳定值,从而实现了动态EVM的补
偿。
电容C1的不同放电方式。
独闭合第二开关S2,第三MOS管M3和第一电容C1同时为误差放大器进行线性供电。在第一开
关S1断开的情况下,单独闭合第三开关S3,第一电容C1单独为误差放大器供电进行指数型
放电。
MOS管M8的源极端分别与电源端连接,所述第六MOS管M6的漏极端分别与所述第四MOS管M4
的漏极端、所述第四MOS管M4的栅极端以及所述第五MOS管M5的栅极端连接;
管M5的源极端和所述第五电阻R5的一端连接,所述第五MOS管M5和所述第五电阻R5的连接
端与所述电流电压控制电路的电压采集端连接;
M9的源极端、第四电阻R4的另一端以及所述第五电阻R5的另一端分别与接地端连接。
第四电阻R4相互镜像,若流过第五电阻R5的电压与第四电阻R4的电压一样,那么第五MOS管
M5的漏电流就与第四MOS管M4、第六MOS管M6和第七MOS管M7一致。由于第五MOS管M5、第九
MOS管M9与传感器管共同形成负反馈,最终使得第五MOS管M5和第七MOS管M7的静态电流一
致,反过来说第五电阻R5与第四电阻R4的电流相同。
器管之间形成负反馈,需要让第九MOS管M9处于偏置饱和的状态,即第九MOS管M9的栅极端
的电流不为零,因此,第七MOS管M7分别与第五MOS管M5的电流相同。
让第四MOS管M4的漏极端电压和第五MOS管M5的漏极端的电压相同,而第四MOS管M4与第六
MOS管连接,使得第四MOS管M4的电流等于第七MOS管M7的电流,也等于第五MOS管M5的电流,
即第四MOS管M4与第五MOS管M5的电流比为1:1。同时第四MOS管M4的漏极端连接第四电阻
R4,第五MOS管M5的漏极端连接第五电阻R5连接,第四电阻R4和第五电阻R5的另一端均接
地,当第四电阻R4和第五电阻R5的电阻比为1:1时,就可以使第四MOS管M4的漏极端电压和
第五MOS管M5的漏极端的电压相同。
的另一端和所述第二电容C2的另一端分别与所述接地端连接。
使得第五MOS管M5和第二电容C2同时给传感器管的射极供电,使得传感器管可以形成指数
型波形。
时间。参照图5可知,在一实施例中,所述第六MOS管M6和所述第七MOS管M7的面积比例为1:
1;
电阻R7和第八电阻R8;
管M13的栅极端分别与所述第十MOS管M10的漏极端连接,所述第十MOS管M10的栅极端和所
述第十一MOS管M11的栅极端分别与所述第二误差放大器的输出端连接,所述第二误差放大
器的正极端和所述电流电压控制电路的偏置电压输入端连接,所述第二误差放大器的负极
端分别与所述第十MOS管M10的源极端和所述第七电阻R7的一端连接,所述第十一MOS管M11
的漏极端分别与所述第十三MOS管M13的漏极端以及第十五MOS管M15的栅极端连接,所述第
十五MOS管M15的漏极端和所述第十四MOS管M14的漏极端连接,所述第十五MOS管M15和所述
第十四MOS管M14的连接端与所述电流电压控制电路的电流输出端连接,所述第十四MOS管
M14的栅极端与所述电流电压控制电路的偏置电压输入端连接,所述第十一MOS管M11的源
极端与所述第八电阻R8的一端连接,所述第十一MOS管M11与所述第八电阻R8的连接端与所
述电流电压控制电路的电压采集端连接,所述第十五MOS管M15的源极端、所述第七电阻R7
的另一端和所述第八电阻R8的另一端分别与接地端连接。
第十二MOS管M12的漏极电流。同样,第十一MOS管M11和第十五MOS管M15与传感器管形成负
反馈,稳定后第十三MOS管M13与第十一MOS管M11的漏极电流一致,第七电阻R7和第八电阻
R8的电流等于第十MOS管M10和第十一MOS管M11的漏电流,R1的电流与第七电阻R7和第八电
阻R8成比例。
R7和第八电阻R8变化,因此偏置电压VB2的波形即为传感器管、功率管的电流波形。
即第十五MOS管M15的栅极端的电流不为零,由于第十二MOS管M12和第十三MOS管M13变成了
电流镜,第十二MOS管M12与第十MOS管M10连接,第十三MOS管M13与第十一MOS管M11连接,使
得第十MOS管M10、第十一MOS管M11、第十二MOS管M12和第十三MOS管M13的电流相同。
像,所以需要让第十MOS管M10的漏极端电压和第十一MOS管M11的漏极端的电压相同。同时
第十MOS管M10的漏极端连接第七电阻R7,第十一MOS管M11的漏极端连接第八电阻R8连接,
第七电阻R7和第八电阻R8的另一端均接地,当第七电阻R7和第八电阻R8的电阻比为1:1时,
就可以使第十MOS管M10的漏极端电压和第十一MOS管M11的漏极端的电压相同。
馈波形进行运算,最后将运算后的电压信号转换成偏置电流并直接传输给传感器管的集电
极和基极以提供偏置电流,形成简单的闭环控制电路,从而简化控制电路的结构,降低电路
成本,而且整个控制过程仅需要进行一次电压和电流的转换,可以减少因转换造成的电流
损失,从而提高控制的精度。
本发明的保护范围。