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脉冲放大器无效专利 发明

具体技术细节

能够以任何的宽度及占空比,传送具有锐转变且具有高效率的峰值限制电 压脉冲的示范方法及电路被披露。举例而言,在50%的占空比,输出电压波形 可能像正方形。此一电路是适合作为许多不同类型的RF放大器的驱动级,且 在一实施例中,其被使用作为DE类放大器的驱动级。
根据本发明的某些实施例,这一电路可被设计成以高DC对RF转换效率 在RF频率操作。这一电路可使用但不限于下列技术实现:硅双极晶体管、CMOS 晶体管、GaAs MESFETs、GaAs HBTs、GaAs PHEMTs。这一电路可与上述技 术的各种IC制造工艺兼容,并可产生一个单片式方案。
根据一实施例,电路可包括推挽式放大器,其具有被连接其输出的调谐负 载网络。该推挽式放大器可具有一个或多个切换装置。该调谐负载网络可穿过 输出被并联连接,且可配置成使得切换装置在实质上零电压及/或零斜率切换条 件下操作。也可配置成使得推挽式放大器的输出未被过滤及/或保持更高阶的谐 波,包括足以产生梯形、正方形波,或任何其他非正弦波的谐波。
另一实施例涉及一种电路,包括调谐D类放大器,其接收输入信号并且响 应于所述输入信号产生脉冲RF输出信号。所述脉冲RF输出信号具有的功率比 所述输入信号的功率大。
另一实施例涉及一种用于放大信号的电路。该电路包括D类放大器及输入 电路。所述输入电路提供脉冲输入信号以驱动所述D类放大器。该脉冲输入信 号中的至少两个具有不同的占空比。
另一实施例涉及一种操作D类推挽式放大器以产生脉冲输出信号的方法。 所述D类推挽式放大器包括推式晶体管及挽式晶体管。以具有第一占空比的第 一输入信号驱动所述推式晶体管。以具有第二占空比的第二输入信号驱动所述 挽式晶体管。控制所述第一及第二输入信号的所述第一及第二占空比,使得所 述脉冲输出信号具有期望的占空比。

法律保护范围

涉及权利要求数量43:其中独权3项,从权-3项

1.一种电路,包括:
调谐D类放大器,所述放大器接收至少一个输入信号并且响应于所述至少 一个输入信号产生脉冲RF输出信号,所述脉冲RF输出信号具有的功率比所述 至少一个输入信号的功率大。
2.如权利要求1所述的电路,其中,所述调谐D类放大器包括推挽式放 大器。
3.如权利要求2所述的电路,其中,所述推挽式放大器包括反相器。
4.如权利要求3所述的电路,其中,所述反相器包括被耦合至第一供应电 压的第一晶体管及被耦合至第二供应电压的第二晶体管。
5.如权利要求4所述的电路,其中,所述第一及第二晶体管彼此互补。
6.如权利要求4所述的电路,其中,所述第一晶体管是PMOS晶体管且所 述第二晶体管是NMOS晶体管。
7.如权利要求1所述的电路,还包括负载网络,所述负载网络被耦合至所 述调谐的D类放大器的输出并且具有阻抗,所述阻抗被选择为使得所述调谐D 类放大器被调谐成以DE类模式操作。
8.如权利要求7所述的电路,其中,所述电路具有至少70%的效率,其中, 所述效率是输入功率对输出功率的比率。
9.如权利要求7所述的电路,其中,所述负载网络包括至少一个分流元件。
10.如权利要求9所述的电路,其中,所述至少一个分流元件包括第一分 流元件,第一分流元件包括电感器。
11.如权利要求10所述的电路,其中,所述电感器被耦合至终端,所述终 端在所述电路操作期间被接地。
12.如权利要求11所述的电路,其中,所述终端是虚接地,使得所述终端 未直接耦合至真正的地。
13.如权利要求12所述的电路,还包括旁路电容器,所述旁路电容器将所 述终端耦合至真正的地。
14.如权利要求13所述的电路,其中,所述终端是经由与另一放大器对应 终端的连接被虚接地,所述另一放大器相对于所述调谐D类放大器被差动地操 作。
15.如权利要求10所述的电路,还包括与电感器串联的电容器,其中,所 述电容器是第一电容器,且其中,所述至少一个分流元件还包括与所述第一分 流元件并联的第二分流元件,其中,所述第二分流元件包括第二电容器。
16.如权利要求1所述的电路,其中,所述调谐D类放大器包括至少一个 晶体管,且其中,所述负载网络被调谐,使得所述至少一个晶体管仅在零电压 及/或零电流切换条件下切换。
17.如权利要求1所述的电路,其中,所述脉冲RF输出信号实质上是未 过滤的。
18.如权利要求1所述的电路,其中,所述脉冲RF输出信号包括正方形 或梯形的波型。
19.如权利要求1所述的电路,其中,所述电路是以CMOS构建。
20.如权利要求1所述的电路,其中,所述调谐D类放大器包括推挽式放 大器,所述推挽式放大器具有接收第一输入信号的推式晶体管及接收第二输入 信号的挽式晶体管,其中所述第一及第二输入信号是脉宽调制信号,其中,所 述第一输入信号具有第一占空比且所述第二输入信号具有不同于所述第一占 空比的第二占空比。
21.如权利要求20所述的电路,其中,可对所述第一及第二占空比进行选 择,使得所述电路的效率被最大化,其中,效率是输入功率对输出功率的比率。
22.如权利要求20所述的电路,其中,可对所述第一及第二占空比进行选 择,使得所述脉冲RF输出信号具有期望的占空比。
23.如权利要求22所述的电路,还包括:
输入波型发生器,所述发生器控制所述第一及第二占空比,使得所述脉冲 RF输出信号的占空比改变,但所述第一及第二占空比的总和至少实质上未改 变。
24.一种操作D类推挽式放大器以产生脉冲输出信号的方法,所述D类推 挽式放大器包括推式晶体管及挽式晶体管,该方法包括:
以具有第一占空比的第一输入信号驱动所述推式晶体管;
以具有第二占空比的第二输入信号驱动所述挽式晶体管;及
控制所述第一及第二输入信号的所述第一及第二占空比,使得所述脉冲输 出信号具有期望的占空比。
25.如权利要求24所述的方法,其中,所述第一及第二占空比彼此不同。
26.如权利要求25所述的方法,其中,所述第一及第二占空比中的一个小 于50%且所述第一及第二占空比中的另一个大于50%。
27.如权利要求24所述的方法,其中,对所述第一及第二占空比进行选择, 使得对于所述脉冲输出信号的给定占空比,所述D类推挽式放大器的效率被最 大化,其中,所述效率是输入功率对输出功率的比率。
28.如权利要求27所述的方法,还包括以DE类操作模式操作所述D类推 挽式放大器。
29.如权利要求28所述的方法,其中,所述效率至少为70%。
30.如权利要求24所述的方法,其中,所述第一及第二输入信号是脉宽调 制信号。
31.如权利要求24所述的方法,其中,所述D类推挽式放大器的所述输 出包括正方形或梯形的波型。
32.如权利要求24所述的方法,其中,控制所述第一及第二占空比包括增 加所述第一及第二占空比中的一个并且减小所述第一及第二占空比中的另一 个,使得所述第一及第二占空比的总和至少实质上被保持为一常数。
33.如权利要求32所述的方法,其中,所述常数是小于一。
34.一种用于放大信号的电路,该电路包括:
D类放大器;及
至少一个输入电路,所述输入电路提供至少两个脉冲输入信号至所述D类 放大器以驱动所述D类放大器,该至少两个脉冲输入信号具有不同的占空比。
35.如权利要求34所述的电路,其中,所述D类放大器包括推挽式放大 器,所述推挽式放大器包括挽式晶体管及推式晶体管,且其中,所述至少两个 脉冲输入信号包括:
第一脉冲输入信号,具有第一占空比;及
第二脉冲输入信号,具有第二占空比;
其中,所述第一脉冲输入信号驱动所述推式晶体管且所述第二脉冲输入信 号驱动所述挽式晶体管。
36.如权利要求35所述的电路,其中,对所述第一及第二占空比进行选择, 使得所述电路的效率被最大化,其中,效率是输入功率对输出功率的比率。
37.如权利要求34所述的电路,其中,所述D类放大器是以DE类模式被 操作。
38.如权利要求37所述的电路,其中,所述电路是以至少70%的效率操作, 其中,效率是输入功率对输出功率的比率。
39.如权利要求35所述的电路,其中,对所述第一及第二占空比进行选择, 使得所述输出信号具有期望的占空比。
40.如权利要求39所述的电路,其中,所述输出信号是脉冲信号。
41.如权利要求40所述的电路,其中,所述脉冲信号包括正方形或梯形的 波型。
42.如权利要求34所述的电路,其中,所述D类放大器产生实质上未过 滤的输出,该输出驱动另一放大器。
43.如权利要求34所述的电路,其中,所述至少一个输入电路包括至少一 脉宽调制器。

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