(19)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(10)授權(quán)公告號(hào)CN222996525U(21)申請(qǐng)?zhí)?02520901033.7(73)專利權(quán)人北京昂瑞微電子技術(shù)股份有限公司地址100193北京市海淀區(qū)東北旺西路8號(hào)院23號(hào)樓5層101(72)發(fā)明人何世海許林健陳歡黃鑫孟浩錢永學(xué)(74)專利代理機(jī)構(gòu)北京市柳沈律師事務(wù)所專利代理師梁棟國(guó)(54)實(shí)用新型名稱用于基帶線性抵消的差分功率放大器本實(shí)用新型提供一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，包括驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器、第一變壓驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器，其被配置為接收差分信號(hào)并且將放大的第一差分信號(hào)提供給第一變壓器；第一變壓器，其被配置在驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器和功率級(jí)放大器配置為接收經(jīng)過驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器放大的第一差分信號(hào)，并且將該第一差分信號(hào)放大為輸出差分信號(hào)；以及基帶抵消模塊，其被配置在第一變壓器和功率級(jí)放大器之間，以對(duì)第一差分信號(hào)中的基消。““m.圣多21.一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，包括驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器、第一變壓器、基帶抵驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器，其被配置為接收差分信號(hào)并且將放大的第一差分信號(hào)提供給第一變壓第一變壓器，其被配置在驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器和功率級(jí)放大器之間，以提供級(jí)間阻抗匹配；功率級(jí)放大器，其被配置為接收經(jīng)過驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器放大的第一差分信號(hào)，并且將該第一差分信號(hào)放大為輸出差分信號(hào)；以及基帶抵消模塊，其被配置在第一變壓器和功率級(jí)放大器之間，以對(duì)放大的第一差分信號(hào)中的基帶分量進(jìn)行抵消；或者其被配置在功率級(jí)放大器之后，以對(duì)輸出差分信號(hào)中的基帶分量進(jìn)行抵消。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差分功率放大器，其特征在于，還包括單端-差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其被配置為接收單端輸入信號(hào)，并且將單端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差分功率放大器，其特征在于，還包括差分-單端信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其被配置為接收輸出差分信號(hào)，并且將輸出差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端的輸出信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的差分功率放大器，其特征在于，所述單端-差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器被配置為變壓器。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差分功率放大器，其特征在于，所述差分-單端信號(hào)轉(zhuǎn)換器被配置為變壓器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差分功率放大器，其特征在于，還包括共模抑制電容器，其被配置在輸出差分信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)線之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差分功率放大器，其特征在于，所述基帶抵消模塊包括第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的差分功率放大器，其特征在于，所述第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器被配置在所述放大的第一差分信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)線之間，第一低通濾波器被配置為連接在放大的第一差分信號(hào)中的第一信號(hào)線以及基帶抵消變壓器的初級(jí)線圈之間，第二低通濾波器被配置為連接在放大的第一差分信號(hào)中的第二信號(hào)線以及基帶抵消變壓器的次級(jí)線圈中的非同名端之間，以對(duì)放大的第一差分信號(hào)中的基帶分量進(jìn)行抵消。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的差分功率放大器，其特征在于，所述第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器被配置在所述輸出差分信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)線之間，第一低通濾波器被配置為連接在輸出差分信號(hào)中的第一信號(hào)線以及基帶抵消變壓器的初級(jí)線圈之間，第二低通濾波器被配置為連接在輸出差分信號(hào)中的第二信號(hào)線以及基帶抵消變壓器的次級(jí)線圈中的非同名端之間。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的差分功率放大器，其特征在于，所述第一低通濾波器和第二低通濾波器被配置為包括電感器和電容器的T型低通濾波器。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差分功率放大器，其特征在于，所述差分功率放大器包括3技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器。背景技術(shù)[0002]功率放大器是一種將電源所提供的能量提供給交流信號(hào)的器件，在現(xiàn)代通信中作為一個(gè)重要的元件被廣泛應(yīng)用在通信系統(tǒng)的前端當(dāng)中。隨著數(shù)據(jù)通信調(diào)制協(xié)議的改進(jìn)，以及系統(tǒng)帶寬不斷增加，基帶帶寬可高達(dá)100-200MHz,其對(duì)性能的影響也愈加嚴(yán)重。功率放大器(PA)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)久以來一直是多種因素之間的權(quán)衡，為了提升輸出帶寬以滿足這些新標(biāo)準(zhǔn)，其效率和線性度不可避免受到影響。為了減少能源需求并提升輸出功率和線性度，正在研究新的放大器設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能并減輕環(huán)境和經(jīng)濟(jì)影響。[0003]目前，隨著無線通信系統(tǒng)中對(duì)更高頻譜利用率、更低延遲、增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率和擴(kuò)展傳輸容量的需求不斷增加，對(duì)具有高線性和高效率的器件和電路的需求變得迫切。然而，發(fā)射機(jī)中使用的關(guān)鍵功率放大器(PAs)經(jīng)常面臨挑戰(zhàn)，因?yàn)榫€性度和效率是其至關(guān)重要的因素，而這兩者往往相互制約。[0004]盡管如此，無論是采用負(fù)載調(diào)制還是電源包絡(luò)調(diào)制，它們的架構(gòu)本身都相當(dāng)復(fù)雜，需要大量的芯片面積。此外，數(shù)字預(yù)失真(DPD)技術(shù)的加入顯著增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。目前，人們?cè)絹碓街匾曉诓灰蕾嘍PD的情況下，將功率放大器(PA)的線性度提升至盡可能高的水平，同時(shí)保持較良好的效率。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種通過改善差分放大器的基帶阻抗來提高其效率和線性度的差分功率放大器。[0006]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，包括驅(qū)動(dòng)級(jí)為接收差分信號(hào)并且將放大的第一差分信號(hào)提供給第一變壓器；第一變壓器，其被配置在驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器和功率級(jí)放大器之間，以提供級(jí)間阻抗匹配；功率級(jí)放大器，其被配置為接收經(jīng)過驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器放大的第一差分信號(hào)，并且將該第一差分信號(hào)放大為輸出差分信號(hào)；以及基帶抵消模塊，其被配置在第一變壓器和功率級(jí)放大器之間，以對(duì)第一差分信號(hào)中的基帶分量進(jìn)行抵消；或者其被配置在功率級(jí)放大器之后，以對(duì)輸出差分信號(hào)中的基帶分量進(jìn)行抵消。[0007]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，還包括，所述單端-差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其被配置為接收單號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。[0008]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，還包括，所述差分-單端信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其被配置為接收輸4號(hào)轉(zhuǎn)換為單端的輸出信號(hào)。[0009]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，所述單端-差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器或者所述差分-單端信號(hào)轉(zhuǎn)換器被配置為變壓器。[0010]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，還包括共模抑制電容器，其被配置在輸出差分信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)線之間。[0011]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，所述基帶抵消模塊包括第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器。[0012]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，所述第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器被配置在所述第一差分信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)線之間，第一低通濾波器被配置為連接在第一差分信號(hào)中的第一信號(hào)線以及基帶抵消變壓器的初級(jí)線圈之間，第二低通濾波器被配置為連接在第一差分信號(hào)中的第二信號(hào)線以及基帶抵消變壓器的次級(jí)線圈中的非同名端之間。[0013]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，所述第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器被配置在所述輸出差分信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)線之間，第一低通濾波器被配置為連接在輸出差分信號(hào)中的第一信號(hào)線以及基帶抵消變壓器的初級(jí)線圈之間，第二低通濾波器被配置為連接在輸出差分信號(hào)中的第二信號(hào)線以及基帶抵消變壓器的次級(jí)線圈中的非同名端之間。[0014]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，所述第一低通濾波器和第二低通濾波器被配置為包括電感器和電容器的T型低通濾波[0015]本實(shí)用新型的一方面提出一種用于基帶線性抵消的差分功率放大器，其特征在于，所述差分功率放大器包括CMOS、HBT或者SiGe工藝制造的差分功率放大器。附圖說明[0016]圖1是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的基于基帶線性抵消的差分功率放大器的示意圖；[0017]圖2是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的基帶抵消模塊的結(jié)構(gòu)的示意圖；以及[0018]圖3是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的基于基帶線性抵消的差分功率放大器的示意圖。具體實(shí)施方式[0019]在進(jìn)行下面的詳細(xì)描述之前，闡述貫穿本實(shí)用新型文件使用的某些單詞和短語的少一個(gè)操作的任何設(shè)備、系統(tǒng)或其一部分。這種控制器可以用硬件、或者硬件和軟件和/或5固件的組合來實(shí)施。與任何特定控制器相關(guān)聯(lián)的功能可以是集中式的或分布式的，無論是本地的還是遠(yuǎn)程的。短語“至少一個(gè)”,當(dāng)與項(xiàng)目列表一起使用時(shí)，的一個(gè)或多個(gè)的不同組合，并且可能只需要列表中的一個(gè)項(xiàng)目。[0020]貫穿本實(shí)用新型文件提供了其他特定單詞和短語的定義。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在許多情況下，即使不是大多數(shù)情況下，這種定義也適用于這樣定義的單詞和短語的先前和將來使用。[0021]在本實(shí)用新型文件中，電路塊的應(yīng)用組合以及子電路塊的劃分僅用于說明，在不脫離本公開的范圍內(nèi)，電路塊的應(yīng)用組合以及子電路塊的劃分可以具有不同的方式。[0022]以下討論的圖1至圖3以及用于描述本實(shí)用新型文檔中的本公開的原理的各種實(shí)施例僅作為說明，并且不應(yīng)以任何方式解釋為限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本公開的原理可以在任何適當(dāng)布置的系統(tǒng)或設(shè)備中實(shí)施。[0023]在5G通信標(biāo)準(zhǔn)中，信號(hào)帶寬不斷變寬，有源晶體管的記憶效應(yīng)變得更加明顯。由于實(shí)際元件的物理限制，采用常規(guī)方法，僅通過改進(jìn)偏置網(wǎng)絡(luò)來降低基帶阻抗可能變得非常困難。在本實(shí)用新型中，提供了一種降低基帶阻抗的替代結(jié)構(gòu)。通過在差分兩路PA之前連接一個(gè)濾波器網(wǎng)絡(luò)與變壓器，可以有效地抵消寬帶信號(hào)的基帶分量，從而極大地減少了偏置網(wǎng)絡(luò)對(duì)有效基帶阻抗的影響。通過抵消寬帶信號(hào)的基帶分量，差分放大器的飽和功率，效率和線性得到改善。[0024]圖1是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的基于基帶線性抵消的差分功率放大器的示意圖。[0025]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的差分功率放大器包括：?jiǎn)味?差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器、第一變壓器、基帶抵消模塊、功率級(jí)放大器、差分[0026]其中，單端輸入信號(hào)通過單端-差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器而被轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，單端-差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器被配置為變壓器，其中，作為單端信號(hào)的輸入信號(hào)被輸入到變壓器的初級(jí)線圈的一端，變壓器通過次級(jí)線圈的中心抽頭或?qū)ΨQ繞組結(jié)構(gòu)，將單端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為幅度相等、相位相反的兩路差分信號(hào)。通過變壓器來實(shí)現(xiàn)單端-差分轉(zhuǎn)換器，可以實(shí)現(xiàn)電氣隔離并且實(shí)現(xiàn)了共模抑制，此外，通過調(diào)整變壓器的初/次級(jí)線圈匝數(shù)比，還能夠?qū)崿F(xiàn)單端信號(hào)源阻抗與差分負(fù)載阻抗的匹配，減少信號(hào)反射，提升傳輸效率。[0027]驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器接收差分信號(hào)，并且輸出放大的第一差分信號(hào)。[0028]第一差分信號(hào)被提供到第一變壓器，所述第一變壓器被配置為在驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器和功率級(jí)放大器之間提供級(jí)間阻抗匹配。基帶抵消模塊被連接在第一變壓器和功率級(jí)放大器之間。第一差分信號(hào)經(jīng)過基帶抵消模塊之后被提供給功率級(jí)放大器，其中，第一差分信號(hào)的第一部分(工作信號(hào)頻率(FO)的相位為180度并且基帶信號(hào)相位為0度的信號(hào))被提供給第一功率級(jí)放大模塊，并且第一差分信號(hào)的第二部分(工作信號(hào)頻率(FO)的相位為0度并且基帶信號(hào)相位為0度的信號(hào))被提供給第二功率級(jí)放大模塊。[0029]第一差分信號(hào)經(jīng)過功率級(jí)放大器放大之后，通過差分-單端轉(zhuǎn)換器變換為單端輸出信號(hào)。該單端輸出信號(hào)通過輸出匹配電路而輸出到外部電路。[0030]其中，所述差分-單端轉(zhuǎn)換器被配置為輸出變壓器。6[0031]其中，所述功率級(jí)放大器的兩個(gè)輸出端之間還配置有電容器C,以進(jìn)一步抑制共模[0032]雖然根據(jù)圖1中所示的實(shí)施例中，第一差分信號(hào)在功率級(jí)放大器中通過兩路單獨(dú)的功率放大模塊來進(jìn)行放大，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，功率級(jí)放大器也可以被配置為單個(gè)的差分功率放大器。[0033]圖2是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的基帶抵消模塊的結(jié)構(gòu)的示意圖。[0034]如圖2所示，基帶抵消模塊的結(jié)構(gòu)包括第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器。[0035]其中，第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器被配置在第一差分信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)線之間；第一低通濾波器被連接在第一差分信號(hào)的第一部分和基帶抵消變壓器之間，并且第二低通濾波器被連接在第一差分信號(hào)的第二部分和基帶抵消變壓器之間。當(dāng)?shù)谝坏屯V波器被連接到基帶抵消變壓器的初級(jí)線圈時(shí)，第二低通濾波器被連接到基帶抵消變壓器的次級(jí)線圈的非同名端(非同極性端)。相反，當(dāng)?shù)谝坏屯V波器被連接到基帶抵消變壓器的次級(jí)線圈時(shí)，第二低通濾波器被連接到基帶抵消變壓器的初級(jí)線圈的非同名端(非同極性端)。[0036]第一低通濾波器被配置為包括電感器和電容器的T型低通濾波器。其中，并聯(lián)的第一電感器L1和第一電容器C1與并聯(lián)的第二電感器L2和第二電容器C2被串聯(lián)在第一差分信號(hào)的信號(hào)線和基帶抵消變壓器之間；串聯(lián)的第三電感器L3和第三電容器C3被連接在第一電容器C1和第二電容器C2的中間節(jié)點(diǎn)N1與接地節(jié)點(diǎn)之間。[0037]第二低通濾波器被配置為包括電感器和電容器的T型低通濾波器。其中，并聯(lián)的第四電感器L4和第四電容器C4與并聯(lián)的第五電感器L5和第五電容器C5被串聯(lián)在第一差分信號(hào)的信號(hào)線和基帶抵消變壓器之間；串聯(lián)的第六電感器L6和第六電容器C6被連接在第四電容器C4和第五電容器C5的中間節(jié)點(diǎn)N2與接地節(jié)點(diǎn)之間。[0038]通過在對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行放大的兩路PA之前連接濾波器網(wǎng)絡(luò)(低通濾波器)與基帶0度，而在節(jié)點(diǎn)B處，工作信號(hào)頻率和基帶信號(hào)的相位均為0度。工作信號(hào)頻率通常被設(shè)置為低通濾波網(wǎng)絡(luò)，有效隔離工作信號(hào)頻率。而在基帶抵消變壓器處，通過相位變換將節(jié)點(diǎn)A處信號(hào)包含的基帶信號(hào)相位進(jìn)行180度轉(zhuǎn)換，其與節(jié)點(diǎn)B處信號(hào)包含的基帶信號(hào)相互抵消。所以基帶抵消模塊可以有效地抵消寬帶信號(hào)的基帶分量，從而極大地減少了偏置網(wǎng)絡(luò)對(duì)有效基帶阻抗的影響。通過抵消寬帶信號(hào)的基帶分量，可以有效改善功率放大器記憶效應(yīng)，從而提高差分放大器的飽和功率，與此同時(shí)效率和線性也得到改善。此處基帶分量也稱之為包絡(luò)信號(hào)。[0039]圖3是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的基于基帶線性抵消的差分功率放大器的示意圖。[0040]如圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的差分功率放大器包括：?jiǎn)味?差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器、第一變壓器、基帶抵消模塊、功率級(jí)放大器、差分[0041]圖3中所示出的差分功率放大器與圖1所示的差分功率放大器的不同在于，基帶抵7消模塊被配置在功率放大器的輸出端。其中，第一差分信號(hào)被功率級(jí)放大器放大為輸出差分信號(hào)之后，通過基帶抵消模塊而被提供給差分-單端轉(zhuǎn)換器。[0042]其中，第一低通濾波器、第二低通濾波器以及基帶抵消變壓器被配置在輸出差分信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)線之間；第一低通濾波器被連接在輸出差分信號(hào)的第一部分(第一信號(hào)線)和基帶抵消變壓器之間，并且第