本技術(shù)屬于高功率激光器，更具體地，涉及一種偏置電路及射頻功率放大器。

背景技術(shù)：

1、射頻功率放大器是高功率激光器的重要組成部分，其核心在于功率放大芯片。功率放大芯片的工作狀態(tài)需要通過偏置電壓來調(diào)節(jié)，在沒有偏置電壓控制的情況下，功率放大芯片可能會(huì)進(jìn)入飽和或截止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致輸出信號(hào)的失真或丟失，而在偏置電壓的調(diào)節(jié)作用下可實(shí)現(xiàn)對激光輸出的精確控制。因此，研究一種用于控制高功率激光器激光輸出的偏置電路存在重要意義。

2、現(xiàn)有的偏置電路往往基于數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和大量分立元件來實(shí)現(xiàn)，整個(gè)電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且當(dāng)功率放大芯片發(fā)生變化時(shí)，可能需要對數(shù)模轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行相應(yīng)的更換和調(diào)整、或者設(shè)計(jì)復(fù)雜的自動(dòng)校準(zhǔn)電路，才能優(yōu)化電路參數(shù)，減小控制誤差，靈活性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種偏置電路及射頻功率放大器，其目的在于，在保證穩(wěn)定精確的前提下，降低偏置電路的復(fù)雜度、且提高偏置電路的靈活性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本實(shí)用新型提供了一種偏置電路，包括：可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、濾波電容c1、濾波電容c2、穩(wěn)壓電感l(wèi)1、分壓電阻r7、分壓電阻r8和分壓電阻r9；

3、可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸入信號(hào)端接入待進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)，使能信號(hào)端分別與濾波電容c1、濾波電容c2、穩(wěn)壓電感l(wèi)1的一端相連；濾波電容c1和濾波電容c2的另一端接地；穩(wěn)壓電感l(wèi)1的另一端接入外部使能信號(hào)；

4、可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與分壓電阻r8的一端相連，分壓電阻r8的另一端分別與分壓電阻r7和分壓電阻r9的一端相連；分壓電阻r7的另一端接地；分壓電阻r9的另一端作為偏置電路的輸出端，用于輸出偏置電壓。

5、進(jìn)一步優(yōu)選地，上述偏置電路還包括：用于控制可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊工作或不工作的開關(guān)控制電路；開關(guān)控制電路的輸入端接入外部控制信號(hào)，輸出端與分壓電阻r7的與分壓電阻r8相連的一端相連；

6、當(dāng)外部控制信號(hào)為高電平時(shí)，可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處于工作狀態(tài)；

7、當(dāng)外部控制信號(hào)為低電平時(shí)，可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處于停止工作狀態(tài)。

8、進(jìn)一步優(yōu)選地，開關(guān)控制電路包括：分壓電阻r5、分壓電阻r6和功率開關(guān)管；

9、分壓電阻r5的一端接入外部控制信號(hào)，另一端通過分壓電阻r6接地；

10、功率開關(guān)管的信號(hào)輸入端連接在分壓電阻r5和分壓電阻r6的連接點(diǎn)處，接地端接地，輸出端作為開關(guān)控制電路的輸出端；

11、當(dāng)外部控制信號(hào)為高電平時(shí)，功率開關(guān)管導(dǎo)通，可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處于工作狀態(tài)；

12、當(dāng)外部控制信號(hào)為低電平時(shí)，功率開關(guān)管關(guān)斷，可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處于停止工作狀態(tài)。

13、進(jìn)一步優(yōu)選地，功率開關(guān)管為mos管。

14、進(jìn)一步優(yōu)選地，可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊為可編程多路并行dac模塊。

15、進(jìn)一步優(yōu)選地，可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊為mcp4726a2t-e/ch芯片。

16、第二方面，本實(shí)用新型提供了一種射頻功率放大器，包括：n個(gè)級聯(lián)的放大芯片和與n個(gè)放大芯片一一對應(yīng)相連的n個(gè)控制電路；n≥1；

17、控制電路包括級聯(lián)的偏置電路和電壓跟隨器電路；

18、其中，偏置電路為本實(shí)用新型第一方面所提供的偏置電路。

19、進(jìn)一步優(yōu)選地，上述控制電路還包括：連接在偏置電路輸出端的分壓式偏置放大電路。

20、進(jìn)一步優(yōu)選地，分壓式偏置放大電路包括：分壓電阻r12、分壓電阻r13、分壓電阻r14、分壓電阻r15、耦合電容c3和三極管q2；

21、分壓電阻r12和分壓電阻r13串聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)支路；耦合電容c3并聯(lián)在串聯(lián)支路兩端；串聯(lián)支路的一端分別與分壓電阻r14的一端、分壓電阻r15一端、以及三極管q2的集電極相連；分壓電阻r14的另一端接入外部電源信號(hào)；分壓電阻r15的另一端作為分壓式偏置放大電路的輸出端；三極管q2的基極連接在分壓電阻r12與分壓電阻r13的連接點(diǎn)處，發(fā)射極接地。

22、進(jìn)一步優(yōu)選地，電壓跟隨器電路包括：運(yùn)算放大器、電容c4、電容c5、電容c6和穩(wěn)壓電感l(wèi)2；

23、運(yùn)算放大器的正向輸入端接入偏置電路輸出的偏置電壓，反向輸入端與運(yùn)算放大器的輸出端相連；運(yùn)算放大器的電源正極通過穩(wěn)壓電感l(wèi)2接入外部使能電壓信號(hào)，電源負(fù)極接地；

24、電容c4的一端與運(yùn)算放大器的正向輸入端相連，另一端接地；

25、電容c5的一端與運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端相連，另一端接地；

26、電容c6的一端與運(yùn)算放大器的輸出端相連，另一端接地；

27、運(yùn)算放大器輸出端輸出的信號(hào)與電容c6并聯(lián)濾波后輸出至對應(yīng)的放大芯片中。

28、總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，能夠取得以下有益效果：

29、1、本實(shí)用新型提供了一種偏置電路，包括可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的使能信號(hào)端分別與濾波電容c1、濾波電容c2、穩(wěn)壓電感l(wèi)1的一端相連，且濾波電容c1和濾波電容c2的另一端接地，外部使能信號(hào)通過穩(wěn)壓電感l(wèi)1的另一端接入外部使能信號(hào)；外部使能信號(hào)經(jīng)電壓穩(wěn)壓和電容濾波后輸入至可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，能夠?qū)删幊虜?shù)模轉(zhuǎn)換模塊信號(hào)輸出端輸出的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，保證數(shù)模轉(zhuǎn)換的精度要求，實(shí)現(xiàn)對所需偏置電壓的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而保證偏置電路輸出的偏置電壓的穩(wěn)定性和精確性，且整個(gè)電路的復(fù)雜度較低。與此同時(shí)，當(dāng)功率放大芯片發(fā)生變化時(shí)，也可對可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的參數(shù)進(jìn)行靈活調(diào)整，無需設(shè)計(jì)復(fù)雜的自動(dòng)校準(zhǔn)電路即可優(yōu)化電路參數(shù)。基于此，本實(shí)用新型能夠在保證穩(wěn)定精確的前提下，降低偏置電路的復(fù)雜度、且提高偏置電路的靈活性。

30、2、進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所提供的偏置電路，還包括開關(guān)控制電路，通過外部控制信號(hào)能夠方便有效地控制可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的工作狀態(tài)。

31、3、進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所提供的偏置電路，可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊為可編程多路并行dac模塊，通過對輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行并行的多路數(shù)模轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步提高了數(shù)模轉(zhuǎn)換的精度，進(jìn)而提高偏置電壓的精度。

32、4、本實(shí)用新型提供了一種射頻功率放大器，采用本實(shí)用新型第一方面所提供的偏置電路為放大芯片提供的偏置電壓，在保證穩(wěn)定精確的前提下，能夠以較低的電路復(fù)雜度、較高的靈活性，使放大芯片工作在線性增益區(qū)。

33、與此同時(shí)，本實(shí)用新型采用電壓跟隨器電路，可以提高驅(qū)動(dòng)功率和電流的增益，并且不會(huì)增強(qiáng)或減弱輸入信號(hào)的幅度。在有較高輸入阻抗的電路中，通過采用電壓跟隨器電路后，可以使負(fù)載阻抗較小的電路，產(chǎn)生較大的瞬時(shí)電流和持續(xù)電流，電壓跟隨器電路能夠?yàn)檫@些電路提供較大的電流，且不會(huì)影響到輸入電路。

34、5、進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所提供的射頻功率放大器，進(jìn)一步采用了分壓式偏置放大電路，來降低由于元器件發(fā)熱等因素所導(dǎo)致偏壓電路電壓不穩(wěn)定的因素，從而提高了偏置電路的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了射頻功率放大器的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種偏置電路，其特征在于，包括：可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、濾波電容c1、濾波電容c2、穩(wěn)壓電感l(wèi)1、分壓電阻r7、分壓電阻r8和分壓電阻r9；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏置電路，其特征在于，還包括：開關(guān)控制電路；所述開關(guān)控制電路的輸入端接入外部控制信號(hào)，輸出端與所述分壓電阻r7的與所述分壓電阻r8相連的一端相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏置電路，其特征在于，所述開關(guān)控制電路包括：分壓電阻r5、分壓電阻r6和功率開關(guān)管；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏置電路，其特征在于，所述功率開關(guān)管為mos管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的偏置電路，其特征在于，所述可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊為可編程多路并行dac模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的偏置電路，其特征在于，所述可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊為mcp4726a2t-e/ch芯片。

7.一種射頻功率放大器，其特征在于，包括：n個(gè)級聯(lián)的放大芯片和與n個(gè)放大芯片一一對應(yīng)相連的n個(gè)控制電路；n≥1；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻功率放大器，其特征在于，所述控制電路還包括：連接在所述偏置電路的輸出端的分壓式偏置放大電路。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的射頻功率放大器，其特征在于，所述分壓式偏置放大電路包括：分壓電阻r12、分壓電阻r13、分壓電阻r14、分壓電阻r15、耦合電容c3和三極管q2；

10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任意一項(xiàng)所述的射頻功率放大器，其特征在于，所述電壓跟隨器電路包括：運(yùn)算放大器、電容c4、電容c5、電容c6和穩(wěn)壓電感l(wèi)2；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種偏置電路及射頻功率放大器，屬于高功率激光器技術(shù)領(lǐng)域；偏置電路包括可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，該模塊的使能信號(hào)端分別與濾波電容C<subgt;1</subgt;、C<subgt;2</subgt;、穩(wěn)壓電感L<subgt;1</subgt;的一端相連，且濾波電容C<subgt;1</subgt;、C<subgt;2</subgt;的另一端接地，外部使能信號(hào)通過穩(wěn)壓電感L<subgt;1</subgt;的另一端接入外部使能信號(hào)；外部使能信號(hào)經(jīng)電壓穩(wěn)壓和電容濾波后輸入至可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，能夠?qū)υ撃K的輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，保證數(shù)模轉(zhuǎn)換的精度要求，實(shí)現(xiàn)對所需偏置電壓的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而保證偏置電壓的穩(wěn)定性和精確性。與此同時(shí)，當(dāng)功率放大芯片發(fā)生變化時(shí)，也可對可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的參數(shù)進(jìn)行靈活調(diào)整。基于此，本技術(shù)能夠在保證穩(wěn)定精確的前提下，降低偏置電路的復(fù)雜度、且提高偏置電路的靈活性。

技術(shù)研發(fā)人員：唐霞輝,彭浩,徐志超,劉彥,趙子豪,鄭毅,李玉潔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林省永利激光科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240620
技術(shù)公布日：2025/4/28