[发明专利]多模多频功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及功能放大领域，特别是涉及一种多模多频功率放大器。

背景技术

物联网并没有一个严格的定义，有学者认为，它是一个通过射频信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它被认为是在继互联网之后在未来具有巨大应用前景的网络。而承载着无线传递信息功能的无线节点收发机的功耗问题成为影响物联网应用的关键因素之一，因此，为延长使用时间并避免频繁更换电池所带来的困扰，设计并实现超低功耗的无线节点成为迫切需要解决的问题。而功率放大器是构成无线节点发射机中最重要的部件，因此，设计高效率的功放成为实现低功耗的无线收发机核心问题。

为了保持电池较长的使用寿命，功率放大器（PA）必须能够在很广泛的输出功率范围内保持高效率。然而，通常功率放大器只能够在最大输出功率附近提供较高的效率，并且效率会随着输出功率的降低急剧下降。为了提高功率放大器在低输出功率下的效率，许多提高效率的技术已经被提出，例如电源调节技术，负载调制技术等。

然而，电源调节方法中使用的额外电源开关会增加管芯面积，并且电源调节技术会在功放和电源之间产生电阻，这会严重影响功放的效率。大尺寸的负载调制技术同样不适用于物联网节点的应用。

另一方面，随着CMOS工艺不断进步和成熟，器件、电路和系统结构不断创新，用低成本的CMOS来实现物联网单芯片多标准的无线节点收发机来满足多种应用场合的需要已经是一种趋势。因此，很多研究工作围绕着无线接收机中的多频带功放技术而展开。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能应用于多种场合的多模多频功率放大器。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多模多频功率放大器，其至少包括：

设置在芯片上的多级功率放大器；

控制单元，与所述多级功率放大器相连接，用于基于第一控制信号来启动相应级数的功率放大器；

阻抗匹配单元，与所述多级功率放大器相连接，用于基于所启动的功率放大器来提供相匹配的阻抗；

频段选择单元，连接所述阻抗匹配单元，用于选择被启动的功率放大器的工作频段。

优选地，所述控制单元也设置在所述芯片上；更为优选地，所述控制单元基于MOS管来实现。

优选地，所述阻抗匹配单元设置在所述芯片外；更为优选地，所述阻抗匹配单元基于第二控制信号来提供与所启动的功能放大器匹配的阻抗。

优选地，所述频段选择单元设置在所述芯片外；更为优选地，所述频段选择单元基于第三控制信号来选择被启动的功能放大器的工作频段；其中，所述工作频段优选包括600MHz和780MHz等。

如上所述，本发明的多模多频功率放大器，具有以下有益效果：不需要使用传统上的额外电源或者大尺寸的负载调制技术来实现输出的多模式化，而是采用内部控制电路和外部阻抗匹配相结合的方式实现在多个输出功率模式下保持高效率的工作；尤其能够在600MHz/780MHz双频段下良好工作。

附图说明

图1显示为本发明的多模多频功率放大器示意图。

图2显示为本发明的多模多频功率放大器的优选电路示意图。

图3a及3b显示为本发明的多模多频功率放大器的增益、效率、输出功率与输入功率的测试曲线示意图。

元件标号说明

1    多模多频功率放大器

11   多级功率放大器

111  调制电路

12   控制单元

13   阻抗匹配单元

14   频段选择单元

2    芯片

21   输入匹配网络

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。