專利名稱：一種硅功放模塊電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及CATV寬帶通信傳輸領域，尤其涉及一種硅功放模塊電路。
背景技術：
近年來CATV (Community Antenna Television,電纜電視系統)事業在 全國以及世界都得到了廣泛的發展，然而在傳輸過程的功率放大部分，始終都 是由菲利浦、PDI等一些國外公司的產品占主流地位，特別是硅推挽功率放大 模塊，國產品一直保持較大差距。從產品的設計上雙方電路都具有其合理性。 菲利浦和摩托羅拉等公司的電路形式主要采用單級或多級復合推挽電路組成。 國產產品由于制造工藝及原材料的特點， 一般采用雙級或多級單推挽電路。
通過多年來行業技術人員的不斷改進、提高，很多技術性能指標都能達到 或優于國外的同類產品。如頻寬、頻響、增益、回波損耗和斜率等等，但是 最重要的非線性技術指標CTB (組合三階差拍)、CSO (組合二階干擾)和 最大輸出電平等等都比國外同類產品相差較遠。目前只有國產的砷化鎵功率模 塊能與國外的同類產品相提并論。但這種模塊的成本較高，不利于節約的精神。 經過多年的技術實踐和在砷化鎵模塊開發過程中所取得的成功經驗，發現現有 硅推挽功放模塊中放大電路之間的耦合存在不合理性。目前市場上的硅推挽模 塊內部的放大級之間采用的是普通高頻變壓器的耦合方式如圖1，這種高頻變 壓器的最佳工作頻率是幾十兆，雖采用良好的高頻磁芯使變壓器頻率特性加 寬，但由于線圈漏感和區間分布電容作用，工作頻率更高時(如幾百兆)，其耦 合功率損耗將急劇上升，從而影響模塊的輸出電平。為提高最大輸出電平就必 須調高RF (RadioFrequency,射頻)晶體管的工作點，增大晶體管功率損耗， 使CSO、 CTB等非線性指標下降。
綜上可知，所述現有技術的硅推挽功放模塊中的級間耦合方式，在實際應 用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。
實用新型內容
針對上述的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種硅功放模塊電路，其可 以提高硅功放電路的最大輸出電平，并進一步提高硅功放電路的非線性指標
CSO禾卩CTB。
為了實現上述目的，本實用新型提供一種硅功放模塊電路，所述硅功放模 塊電路包括若干級放大電路，所述各級放大電路與其前置級放大電路和/或后 置級放大電路均采用傳輸線變壓器進行耦接；所述各級放大電路組成推挽放大 電路結構。
優選地，所述傳輸線變壓器為寬帶傳輸線變壓器。
優選地，所述硅功放模塊電路包括三級放大電路，第一級放大電路和第二 級放大電路具有相同的電路結構。
優選地，所述第二級放大電路包括第一三極管和第二三極管，第三級放大 電路包括第三三極管和第四三極管；所述第一三極管、第二三極管、第三三極 管和第四三極管的集電極均通過一電感與固定偏置電源連接。
優選地，所述電感均為高頻隔離電感。
優選地，所述第一三極管的集電極和第三三極管的基極間依次連接有用于 耦合的傳輸線變壓器和一耦合電容；所述第二三極管的集電極和第四三極管的 基極間依次連接有用于耦合的傳輸線變壓器和一耦合電容。
優選地，所述第一三極管和第二三極管的發射極間接有至少一旁路電容和 若干電阻；所述第三三極管和第四三極管的發射極間接有至少一旁路電容和若 干電阻。
優選地，所述第二級放大電路包括至少一濾波電路，所述濾波電路接于所 述第一三極管或第二三極管的基極和集電極間。
優選地，所述第三級放大電路包括至少一反饋電路，所述反饋電路接于所 述第三三極管或第四三極管的基極和集電極間。
優選地，所述第一三極管和第二三極管的基極均連接一耦合電容。
本實用新型硅功放模塊電路各放大級間的耦合方式采用傳輸線變壓器進 行耦合，用這種級間耦合方式組成推挽放大電路，使硅功放模塊電路的最高工 作頻率大大的提高，從而可以實現寬頻帶傳輸，寬頻功率損耗的減少，提高了模塊的最大輸出電平，借此大大提高了硅功放模塊電路的非線性指標cso和
CTB。
圖1是國產產品的硅推挽功放模塊的級間耦合電路圖2是本實用新型提供的硅功放模塊電路的結構圖3是本實用新型硅功放模塊電路一具體實施例的電路結構圖4是本實用新型硅功放模塊電路一具體實施例的電路圖5是本實用新型硅功放模塊電路的的等效電路圖6是本實用新型硅功放模塊電路的耦合電路的等效電路圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖 及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體 實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
圖2示出了本實用新型硅功放模塊電路的基本結構，該硅功放模塊電路 100包括若干級放大電路，每級放大電路與其前置級和/或后置級放大電路均采 用傳輸線變壓器進行耦接，且各部分電路組成推挽電路放大模塊。信號由輸入 端輸入后經第一級放大電路10放大后再經過傳輸線變壓器的耦合輸送到下級 放大電路，這樣依次傳送信號至輸出端。更好的是，本實用新型硅功放模塊電 路100可以根據不同的需求將放大電路的級數設為二級、三級或更多級。
在本實用新型提供的一個具體的實施例中，硅功放模塊電路100的輸入和 輸出均采用傳輸線變壓器耦合的方式輸入和\或輸出。優選的是，本實用新型 提供的硅功放模塊電路100所采用的傳輸線變壓器為寬帶傳輸線變壓器。寬帶 傳輸線變壓器的等效電路如圖6所示，這種寬帶傳輸線變壓器，線間的分布電 容不是影響高頻能量傳輸的不利因素，反而是電磁轉換的必不可少的條件，即 電磁波賴以傳播的重要因素。此外，電磁波主要是在導線間的介質中傳播的。 因此，磁芯的鐵磁損耗對信號輸的影響就大大減少，傳輸線變壓器的最高工作 頻率就可以大大的提高，從而可以實現寬頻帶傳輸的目的，寬頻功率損耗的減 少，提高了模塊的最大輸出電平，也相應的提高了非線性指標CSO和CTB。圖3是本實用新型硅功放模塊電路一具體實施例的電路結構圖，包括第一 級放大電路IO、第二級放大電路20、第三級放大電路30耦合電路40。其中， 耦合電路40是一寬帶傳輸線變壓器，第一級放大電路10和第二級放大電路 20具有相同的電路結構。圖4是圖3中第二級放大電路20和第三級放大電路 30的一具體電路圖，圖5是該電路的等效電路。
根據圖4，第二級放大電路20中包括兩個極性相同的第一三極管Q3和第 二三極管Q4，其中，第一三極管Q3的集電極和基極間接有一濾波電路，該 濾波電路依次包括至少一電阻R13和一電容的并聯結構、 一電阻R17和一電 感L3，該濾波電路可以濾掉尖峰，通過對這這幾個器件進行不同的參數設置， 該電路還可以有反饋調節的作用。第一三極管Q3的集電極通過一電感與固定 偏置電源V連接，優選的是，該電感是一高頻隔離電感，在電路處于低頻輸 入時，可以使晶體管處于低功耗狀態。第一三極管Q3的基極連接一接地的電 阻R12。第二三極管Q4基極和集電極的電路結構與第一三極管Q3基極和集 電極的電路結構相同。第一三極管Q3和第二三極管Q4的射極間接有一旁路 電容CIO，且每個三極管的射極均通過一電阻接地，優選的，旁路電容C10 還并聯一電阻R16。旁路電容C10對高頻的容抗較小，與發射極電阻并聯可以 減少高頻負反饋。優選的，第一三極管Q3的基極接有一耦合電容C8，第二 三極管Q4的基極接有一耦合電容Cll，耦合電容C8和耦合電容Cll可以濾 掉輸入信號的直流分量。
在上述第二級放大電路20中，經第一級放大電路10放大后的信號從a、 b端經過電容C8和電容C11的耦合輸入到第二級放大電路20，輸入信號經第 二級放大電路20的放大后由第一三極管Q3和第二三極管Q4的集電極輸出， 然后經過耦合電路40的耦合輸入到第三級放大電路30。
根據圖4，第三級放大電路30包括兩個極性相同的第三三極管Q5和第四 三極管Q6。其中，第三三極管Q5的集電極和基極間接有一反饋電路，該反 饋電路依次包括一電阻R22和電容C16的并聯結構、 一電阻R25，該反饋電 路具有穩定閉環增益的作用，因而對頻率增大或減小引起的放大倍數的變化， 同樣具有穩定作用。它能減小頻率變化對閉環增益的影響，從而展寬閉環增益 的頻率。第三三極管Q5的集電極通過一電感與固定偏置電源V連接，該電感 為高頻隔離電感，在電路處于低頻輸入時，可以使晶體管處于低功耗狀態。第四三極管Q6基極和集電極的電路結構與第三三極管Q5基極和集電極的電路 結構相同。第三三極管Q5和第四三極管Q6的基極通過電阻R21和電阻R23 相連，第三三極管Q5和第四三極管Q6的射極間接有一旁路電容C1，且每個 三極管的射極均通過一電阻與接地電容連接，優選的，旁路電容C1還并聯一 電阻R30，接地電容并聯接一電阻R27。旁路電容C1對高頻的容抗較小，與 發射極電阻并聯可以減少高頻負反饋。在信號的傳輸過程中，經第二級放大電 路20放大后的信號經耦合電路40輸入到第三級放大電路30，信號經過第三 級放大電路30放大后從第三三極管Q5和第四三極管Q6的集電極輸出，從集 電極輸出的信號再經過下一耦合電路40的耦合直接送到輸出端輸出。本實施 例中的硅功放模塊電路100采用各級推挽的放大電路結構，并且各級放大電路 間采用寬帶傳輸線變壓器進行耦合，大大提高了硅功放模塊電路100的最大輸 出電平。
本實用新型提供的硅功放模塊電路通過四川九洲集團、浙江廣電技術研究 所、杭州萬隆等單位的測試，硅功放模塊電路的非線性技術指標已達到或優于 國外同類產品。
綜上所述，本實用新型硅功放模塊電路各放大級間的耦合方式采用傳輸線 變壓器進行耦合，用這種級間耦合方式組成推挽放大電路，使硅功放模塊電路 的最高工作頻率大大的提高，從而可以實現寬頻帶傳輸，寬頻功率損耗的減少， 提高了模塊的最大輸出電平，借此大大提高了硅功放模塊電路的非線性指標 CSO禾口CTB。
當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其 實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改 變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保 護范圍。
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權利要求1、一種硅功放模塊電路，所述硅功放模塊電路包括若干級放大電路，其特征在于，所述各級放大電路與其前置級放大電路和/或后置級放大電路均采用傳輸線變壓器進行耦接；所述各級放大電路組成推挽放大電路結構。
2、 根據權利要求1所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述傳輸線變 壓器為寬帶傳輸線變壓器。
3、 根據權利要求1或2所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述硅功 放模塊電路包括三級放大電路，第一級放大電路和第二級放大電路具有相同的 電路結構。
4、 根據權利要求3所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述第二級放 大電路包括第一三極管和第二三極管，第三級放大電路包括第三三極管和第四 三極管；所述第一三極管、第二三極管、第三三極管和第四三極管的集電極均 通過一 電感與固定偏置電源連接。
5、 根據權利要求4所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述電感均為 高頻隔離電感。
6、 根據權利要求4所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述第一三極 管的集電極和第三三極管的基極間依次連接有用于耦合的傳輸線變壓器和一 耦合電容；所述第二三極管的集電極和第四三極管的基極間依次連接有用于耦 合的傳輸線變壓器和一耦合電容。
7、 根據權利要求4所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述第一三極 管和第二三極管的發射極間接有至少一旁路電容和若干電阻；所述第三三極管 和第四三極管的發射極間接有至少一旁路電容和若干電阻。
8、 根據權利要求4所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述第二級放 大電路包括至少一濾波電路，所述濾波電路接于所述第一三極管或第二三極管 的基極和集電極間。
9、 根據權利要求4所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述第三級放大電路包括至少一反饋電路，所述反饋電路接于所述第三三極管或第四三極管 的基極和集電極間。
10、 根據權利要求4所述的硅功放模塊電路，其特征在于，所述第一三極管和第二三極管的基極均連接一耦合電容'
專利摘要本實用新型公開了一種硅功放模塊電路，所述硅功放模塊電路包括若干級放大電路，其特征在于，所述各級放大電路與其前置級放大電路和/或后置級放大電路均采用傳輸線變壓器進行耦接；所述各級放大電路組成推挽放大電路結構。用傳輸線變壓器進行級間耦合，硅功放模塊電路的最高工作頻率可以大大的提高，從而可以實現寬頻帶傳輸，寬頻功率損耗的減少，提高了模塊的最大輸出電平，借此提高電路模塊的非線性指標CSO和CTB。
文檔編號H03G3/26GK201393205SQ200920135668
公開日2010年1月27日 申請日期2009年3月17日 優先權日2009年3月17日
發明者琦 陳 申請人:琦 陳