專利名稱：：高效率調(diào)制rf放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制的高效率調(diào)制RF放大器。本發(fā)明還涉及一種包括高效率調(diào)制RF放大器的極性發(fā)射機(jī)以及一種包括極性發(fā)射機(jī)的設(shè)備。這種設(shè)備的例子有移動(dòng)電話和無(wú)線接口。
背景技術(shù)：
：US6816016公開(kāi)了一種使用高效率調(diào)制RF放大器的極性發(fā)射機(jī)。所述高效率調(diào)制RF放大器包括由量值驅(qū)動(dòng)器供電的放大器，該量值驅(qū)動(dòng)器控制該放大器的輸出功率。數(shù)據(jù)信號(hào)被施加到調(diào)制編碼器，該調(diào)制編碼器產(chǎn)生量值和相位信號(hào)。所述量值信號(hào)被施加到所述量值驅(qū)動(dòng)器，該量值驅(qū)動(dòng)器提供用于所述放大器的操作電壓。所述量值驅(qū)動(dòng)器還接收功率控制信號(hào)。作為響應(yīng)，所述量值驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生被施加到所述放大器的操作電壓。所述量值驅(qū)動(dòng)器包括開(kāi)關(guān)模式調(diào)節(jié)器的串聯(lián)耦合，該調(diào)節(jié)器把DC電壓高效地逐步調(diào)低到接近所期望的放大器操作電平的電壓。線性調(diào)節(jié)器對(duì)所述開(kāi)關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的輸出執(zhí)行濾波功能。通過(guò)直接地或有效地改變所述放大器上的操作電壓而實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制，同時(shí)在把初級(jí)DC功率轉(zhuǎn)換成經(jīng)過(guò)幅度調(diào)制的輸出信號(hào)時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率。增強(qiáng)高效率從而也允許所述開(kāi)關(guān)模式DC-DC轉(zhuǎn)換器改變其輸出電壓，從而把所述線性調(diào)節(jié)器兩端的電壓降保持在相對(duì)恒定的低電平。上述做法的一個(gè)缺陷在于，在所述量值驅(qū)動(dòng)器上合并所述功率包絡(luò)調(diào)制會(huì)使得設(shè)計(jì)復(fù)雜化，這是因?yàn)楸仨毷沟盟鲩_(kāi)關(guān)模式調(diào)節(jié)器和所述線性調(diào)節(jié)器對(duì)所述量值信號(hào)做出響應(yīng)。上述做法的另一個(gè)缺陷在于，盡管其設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，但是在需要放大諸如WLANOFDM發(fā)射信號(hào)之類的快速改變的信號(hào)的情況下，所述效率增強(qiáng)受到限制?，F(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)模式電源的帶寬不足以適應(yīng)諸如WLAN標(biāo)準(zhǔn)之類的標(biāo)準(zhǔn)的帶寬要求。因此，在所公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)突發(fā)開(kāi)始時(shí)，所述開(kāi)關(guān)模式調(diào)節(jié)器斜升到一個(gè)固定電平，同時(shí)所述線性調(diào)節(jié)器則在所述突發(fā)期間控制功率包絡(luò)調(diào)制。但是這樣會(huì)增大所述線性調(diào)節(jié)器中的功率損失。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有筒化的設(shè)計(jì)的高效率調(diào)制RF放大器。所述目的是通過(guò)如權(quán)利要求1所限定的高效率調(diào)制RF放大器而實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明的高效率調(diào)制RF放大器包括調(diào)制器以及用于為該調(diào)制器提供操作電壓的電源。與其中所述高效率調(diào)制RF放大器包括用于接收相位信息信號(hào)的放大器和用于調(diào)制該放大器的操作供電電壓的量值驅(qū)動(dòng)器的現(xiàn)有技術(shù)不同，根據(jù)本發(fā)明的高效率調(diào)制RF放大器包括調(diào)制器，該調(diào)制器接收包絡(luò)信號(hào)和相位信息信號(hào)并且在所述包絡(luò)信號(hào)的控制下提供對(duì)所述輸出信號(hào)的幅度調(diào)制。為了提高所述調(diào)制器的效率，把由所述電源提供的該調(diào)制器的操作電壓調(diào)節(jié)到所述輸出信號(hào)的幅度。在本發(fā)明中，多個(gè)電源級(jí)當(dāng)中的每一個(gè)獨(dú)立于所述包絡(luò)信號(hào)提供供電電壓。通過(guò)令僅僅其中一個(gè)所述供電開(kāi)關(guān)導(dǎo)通從所述多個(gè)電源級(jí)當(dāng)中選擇所述操作電壓，由此所述導(dǎo)通的供電開(kāi)關(guān)是由所述包絡(luò)信號(hào)決定的。因此，所述高效率調(diào)制RF放大器的設(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。如權(quán)利要求2所限定的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，所述輸出信號(hào)的瞬時(shí)幅度由多個(gè)幅度開(kāi)關(guān)和多個(gè)電流源在所述包絡(luò)信號(hào)的控制下決定。由所述各電流源給出的電流取決于所述相位信息信號(hào)。所述包絡(luò)信號(hào)可以是包括多個(gè)比特的數(shù)字信號(hào)。決述多個(gè)比特當(dāng)中的一個(gè)或多;比特的控制之下，從:進(jìn)一步簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。在根據(jù)權(quán)利要求3的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)所述電流源包括第一晶體管。每一個(gè)第一晶體管在第一與第二主電極之間提供一條主電流路徑。每一個(gè)所述幅度開(kāi)關(guān)包括第二晶體管，由此每一個(gè)第二晶體管在第一與第二主電極之間提供一條主電流路徑。每一個(gè)所述電流源通過(guò)幅度開(kāi)關(guān)耦合到所述高效率調(diào)制RF放大器的輸出端。通過(guò)把第一和第二晶體管的兩條主電流路徑串聯(lián)耦合成使得所述兩條主電流路徑形成一條更長(zhǎng)的主電流路徑而產(chǎn)生了一個(gè)調(diào)制器，該調(diào)制器的優(yōu)點(diǎn)在于，其可以被設(shè)計(jì)用于場(chǎng)效應(yīng)晶體管技術(shù)或者可以被設(shè)計(jì)用于另一種技術(shù)。該調(diào)制器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其非常簡(jiǎn)單，從而可以筒化所述高效率調(diào)制RF放大器的設(shè)計(jì)。在根據(jù)權(quán)利要求4的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)供電開(kāi)關(guān)當(dāng)中的每一個(gè)包括第三晶體管，并且每一個(gè)所述第二晶體管和每一個(gè)所述第三晶體管包括用于接收所述包絡(luò)代碼的控制電極。通過(guò)把所述包絡(luò)代碼提供到每一個(gè)所述第二和第三晶體管的控制電極，以一種簡(jiǎn)單的方式為所述第二和第三晶體管給出了數(shù)字開(kāi)關(guān)功能。在根據(jù)權(quán)利要求5的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)第一晶體管還包括用于接收所述相位信息信號(hào)的控制電極。通過(guò)把所述相位信息提供到每一個(gè)第一晶體管的控制電極，以一種簡(jiǎn)單的方式為所述第一晶體管給出了電流源或放大功能。在根據(jù)權(quán)利要求6的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例中，為每一個(gè)所述第一晶體管的第一主電極提供所述相位信息信號(hào)，從而以簡(jiǎn)單的方式為每一個(gè)第一晶體管給出了電流源或放大功能。在根據(jù)權(quán)利要求7的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例中，所述阻抗網(wǎng)絡(luò)包括電阻器、電感器和電容器的并聯(lián)耦合。所述電^息信號(hào)^的頻率為f。的:號(hào)的電阻性上拉:一'所述阻抗網(wǎng)絡(luò)將衰減:有除f。之外的其他頻率的信號(hào)。這樣就給出了以下優(yōu)點(diǎn)所述相位信息信號(hào)被濾波，并且頻率為f。的信號(hào)將在輸出端處具有最大幅度。根據(jù)權(quán)利要求8的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，所述效率被進(jìn)一步提高。所述電源包括至少一個(gè)電源級(jí)，其效率由于使用了開(kāi)關(guān)技術(shù)而得到提高。這種電源級(jí)的一個(gè)例子是DC-DC轉(zhuǎn)換器。在根據(jù)權(quán)利要求9的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例中，所述電源包括升壓轉(zhuǎn)換器。這樣就給出了以下優(yōu)點(diǎn)在電池供電的應(yīng)用中可以為所述調(diào)制器提供高于所述電池電壓的操作供電電壓，從而可以提高所述高效率調(diào)制RF放大器的最大輸出電壓擺動(dòng)和輸出功率。根據(jù)本發(fā)明的極性發(fā)射機(jī)被限定為包括根據(jù)本發(fā)明的高效率調(diào)制RF放大器并且包括用于生成相位/頻率信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)的電路，所述極信號(hào)的振蕩器。包括根據(jù)權(quán)利要求1-7當(dāng)中的任一條的所述高效率調(diào)制RF放大器的根據(jù)權(quán)利要求10的極性發(fā)射機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于其具有簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)。包括根據(jù)權(quán)利要求8的所述高效率調(diào)制RF放大器的根據(jù)權(quán)利要求10的極性發(fā)射機(jī)的該實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其效率得到提高。包括根據(jù)權(quán)利要求9的所述高效率調(diào)制RF放大器的根據(jù)權(quán)利要求10的極性發(fā)射機(jī)的該實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其輸出功率得到提高。在如權(quán)利要求11所限定的一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備包括如權(quán)利要求9或10所限定的極性發(fā)射機(jī)。這種設(shè)備的例子有移動(dòng)電話和無(wú)線接口。由于這些設(shè)備可以是電池供電的，因此使用效率得到提高的極性發(fā)射機(jī)在操作時(shí)間方面是有利的。所述高效率調(diào)制RF放大器的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)還提供了一種降低成本的措施。參照下文中描述的實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方面將變得顯而易見(jiàn)。在附圖中圖1示意性地示出了極性發(fā)射機(jī)體系結(jié)構(gòu)；圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的高效率調(diào)制RF放大器的一個(gè)實(shí)施例；圖3示意性地示出了時(shí)域內(nèi)的發(fā)射信號(hào)；圖4示意性地示出了圖3的信號(hào)的累積包絡(luò)分布；圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例；圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例；圖7示意性地示出了包括根據(jù)本發(fā)明的極性發(fā)射機(jī)的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。具體實(shí)施例方式對(duì)于信號(hào)發(fā)射存在幾種已知的體系結(jié)構(gòu)，其中一種是極性發(fā)射。7在極性發(fā)射的情況下，用極性信號(hào)的形式來(lái)表示將被發(fā)射的信號(hào)，所述極性信號(hào)即包絡(luò)信號(hào)r(t)2和相位信息信號(hào)phi(t)1。所述包絡(luò)信號(hào)r(t。)提供t^。處的瞬時(shí)幅度，所述相位信息信號(hào)phi(t。)則給出t=t。處的瞬時(shí)相位。所發(fā)射的信號(hào)可以被寫(xiě)成如下形式圖1示出了所述極性發(fā)射機(jī)體系結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖。所述極性發(fā)射機(jī)體系結(jié)構(gòu)包括壓控振蕩器和/或鎖相環(huán)路100以及調(diào)制RF放大器10。通過(guò)被提供到所述壓控振蕩器和/或鎖相環(huán)路100的相位信號(hào)4的調(diào)制獲得所述相位信息信號(hào)phi(t)1,并且將其耦合到所述調(diào)制RF放大器10的輸入端。所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2被耦合到所述調(diào)制RF放大器的另一個(gè)輸入端。在所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2的控制下對(duì)所述相位信息信號(hào)phi(t)l的幅度進(jìn)行調(diào)制，從而得到在天線130處被輻射的經(jīng)過(guò)幅度調(diào)制的輸出信號(hào)。實(shí)施所述幅度調(diào)制的一種已知的方式是通過(guò)控制所述調(diào)制RF放大器10的供電電壓。為了提高功率效率，可以由開(kāi)關(guān)模式電源在所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2的控制下提供所述供電電壓。所述功率效率被定義為在所述RF放大器的輸出端處提供的RF輸出功率與從所述電源取得的輸入功率之間的比值。根據(jù)本發(fā)明的高效率調(diào)制RF放大器可以被用在極性發(fā)射機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，并且具有設(shè)計(jì)得到筒化的優(yōu)點(diǎn)。申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，由于所發(fā)射的信號(hào)的幅度取決于所述包絡(luò)信號(hào)r(t)，因此圖1中的調(diào)制RF放大器提供幅度調(diào)制功能并且可以利用調(diào)制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述調(diào)制器的功率效率可以得到提高，從而提供一種高效率調(diào)制RF放大器。為了提高功率效率，所述極性發(fā)射機(jī)體系結(jié)構(gòu)中的調(diào)制RF放大器可以包括-能夠操作在多個(gè)供電電壓下的調(diào)制器；-為所述調(diào)制器提供所述多個(gè)供電電壓的電源；以及-用來(lái)根據(jù)所述包絡(luò)信號(hào)r(t)從所述多個(gè)供電電壓當(dāng)中選擇供電電壓的裝置。圖2示出了高效率調(diào)制RF放大器10的一個(gè)實(shí)施例，其用于對(duì)由相位信息信號(hào)1和包絡(luò)信號(hào)2定義的信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制。所述高效率調(diào)制RF放大器10包括被設(shè)置成在所述包絡(luò)信號(hào)2的控制下提供操作電壓的電源30，其特征在于-所述高效率調(diào)制RF放大器IO還包括調(diào)制器20，其用于接收所述相位信息信號(hào)l、所述包絡(luò)信號(hào)2以及所述操作電壓；-所述調(diào)制器20被設(shè)置成提供輸出信號(hào)，其幅度在所述包絡(luò)信號(hào)2的控制下被調(diào)制；-所述電源30包括多個(gè)電源級(jí)40以及耦合在所述多個(gè)電源級(jí)40與所述調(diào)制器20之間的多個(gè)供電開(kāi)關(guān)50;-所述電源30被設(shè)置成在所述包絡(luò)信號(hào)2的控制下選擇其中一個(gè)所述電源級(jí)40來(lái)提供所述操作電壓。下面將解釋所述高效率調(diào)制RF放大器10的操作。所述調(diào)制器20接收所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2和所述相位信息信號(hào)phi(t)1,并且在所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2的控制下提供所述輸出信號(hào)的幅度調(diào)制，其中所述輸出信號(hào)是在輸出端3處提供的。為了提高所述調(diào)制器20的效率，把由所述電源30提供的該調(diào)制器的操作電壓調(diào)節(jié)到所述輸出信號(hào)的幅度。所述多個(gè)電源級(jí)40當(dāng)中的每一個(gè)獨(dú)立于所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2提供供電電壓。通過(guò)令僅僅其中一個(gè)所述供電開(kāi)關(guān)50導(dǎo)通從所述多個(gè)電源級(jí)40當(dāng)中選擇所述操作電壓，由此所述導(dǎo)通的供電開(kāi)關(guān)50是由所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2決定的。根據(jù)本發(fā)明的高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，利用符合諸如IEEE802.lla之類的WLAN標(biāo)準(zhǔn)的所發(fā)射的信號(hào)提高了功率效率。在符合WLAN標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)中，對(duì)應(yīng)于特定分組的發(fā)射功率可以與信道改變(即802.lla)、國(guó)家改變(即802.11b/g)或者制造商的選擇有關(guān)。由于現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)模式電源的帶寬限制，對(duì)于符合所述WLAN標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)的發(fā)射來(lái)說(shuō)，通過(guò)利用開(kāi)關(guān)模式電源控制供電電壓的方式來(lái)進(jìn)行幅度調(diào)制是不可能的。在圖3中，在時(shí)域內(nèi)給出了利用OFDM調(diào)制方案的WLAN發(fā)射信號(hào)的一個(gè)例子。在圖4中示出了所述信號(hào)的累積包絡(luò)分布。利用所述WLANOFDM發(fā)射信號(hào)的累積包絡(luò)分布可以獲得表1中給出的數(shù)據(jù)9發(fā)射信號(hào)的幅度r(t)的幅度范圍[V]r(t)落在所述幅度范圍內(nèi)的時(shí)間的百分比<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表1根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，由所述調(diào)制RF放大器10提供給耦合到所述輸出端3的負(fù)載的所發(fā)射的信號(hào)僅僅在很小的時(shí)間百分比內(nèi)具有較大幅度。功率效率低下的一個(gè)主要原因是耗散在所述RF放大器的輸出級(jí)中的功率。在本領(lǐng)域內(nèi)公知的是，所述輸出級(jí)中的一個(gè)主要的耗散源是由于流經(jīng)耦合到所述輸出端3的輸出晶體管的電流和所述輸出晶體管兩端的電壓的同時(shí)出現(xiàn)而導(dǎo)致的。因此，可以通過(guò)把所述輸出晶體管兩端的電壓調(diào)節(jié)到在所述輸出端處提供的發(fā)射信號(hào)的幅度來(lái)提高所述RF放大器的效率。從表l中可以得知，通過(guò)以下措施可以大大提高所述效率具有多個(gè)供電電壓(例如四個(gè))，其中每一個(gè)所述供電電壓適于令所述RF放大器10處理所述發(fā)射信號(hào)的幅度的四個(gè)幅度范圍的其中之一。把由所述電源30提供的所述調(diào)制器20的操作電壓調(diào)節(jié)到所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2。有利的是，所述電源30在根據(jù)所述包絡(luò)信號(hào)r(t)2調(diào)節(jié)所述操作電壓方面允許納秒數(shù)量級(jí)的較短反應(yīng)時(shí)間。這樣就允許在諸如50ms數(shù)量級(jí)的UMTS時(shí)隙之類的較短時(shí)隙內(nèi)調(diào)節(jié)所述調(diào)制器20的操作電壓，從而在所述時(shí)隙內(nèi)提供高效率。圖5示出了根據(jù)權(quán)利要求1的高效率調(diào)制RF放大器10的一個(gè)實(shí)施例，其中所述調(diào)制器20還包括-耦合在所述電源30與所述輸出端3之間的阻抗網(wǎng)絡(luò)60;-耦合在所述輸出端3與多個(gè)電流源80之間的多個(gè)幅度開(kāi)關(guān)70，每一個(gè)所述幅度開(kāi)關(guān)70處在所述包絡(luò)信號(hào)2的控制下，并且每一個(gè)所述電流源80被設(shè)置成根據(jù)所述相位信息信號(hào)1提供電流。提供在輸出端3處的輸出信號(hào)的瞬時(shí)幅度由多個(gè)幅度開(kāi)關(guān)70和多個(gè)電流源80在所述包絡(luò)信號(hào)2的控制下決定。由所述各電流源80給出的電流取決于所述相位信息信號(hào)1。在本實(shí)施例中，所述包絡(luò)信號(hào)r(t)控制所述各幅度開(kāi)關(guān)70，所述幅度開(kāi)關(guān)決定提供在所述輸出端3處的輸出信號(hào)的瞬時(shí)幅度以及由所述各供電開(kāi)關(guān)50提供給所述調(diào)制器20的操作電壓。這樣，在發(fā)射幀或分組內(nèi)，把所述操作電壓調(diào)節(jié)到所述輸出信號(hào)的瞬時(shí)幅度，從而相應(yīng)地提高了所述功率效率。所述包絡(luò)信號(hào)2可以是包括多個(gè)比特的數(shù)字信號(hào)。于是決定所述瞬時(shí)操作電壓的所述多個(gè)供電開(kāi)關(guān)50以及所述多個(gè)幅度開(kāi)關(guān)70都處在所述多個(gè)比特當(dāng)中的一個(gè)或多個(gè)比特的控制之下，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。作為一個(gè)例子，假設(shè)一個(gè)8比特?cái)?shù)字包絡(luò)信號(hào)b7…b0，其中b0是LSB。此外假設(shè)所述電源30包括提供通過(guò)四個(gè)供電開(kāi)關(guān)50耦合到所述調(diào)制器20的供電電壓0.25V、0.5V、0.75V和1V的四個(gè)電源級(jí)40。于是根據(jù)表2可以通過(guò)所述包絡(luò)信號(hào)r(t)的兩個(gè)最高有效位來(lái)控制所述四個(gè)供電開(kāi)關(guān)，從而允許對(duì)所述包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行筒單的解碼，以便獲得對(duì)應(yīng)于所述四個(gè)供電開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。b7b6被提供到調(diào)制器的操作電壓000.25V010.5V100.75V111.OV表2與現(xiàn)有技術(shù)不同的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，不需要包絡(luò)檢測(cè)器和供電調(diào)制器。在本申請(qǐng)中，利用簡(jiǎn)單的邏輯對(duì)從所述數(shù)字包絡(luò)信號(hào)2獲得的信息進(jìn)行解碼，以便獲得對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)供電開(kāi)關(guān)50的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這樣就筒化了所述高效率調(diào)制RF放大器的設(shè)計(jì)。圖6示出了根據(jù)權(quán)利要求3的高效率調(diào)制RF放大器10的一個(gè)實(shí)施例，其中每一個(gè)所述電流源80包括第一晶體管85,并且每一個(gè)所述幅度開(kāi)關(guān)70包括第二晶體管75。所述第一和第二晶體管85、75分別包括第一和第二主電極。每一個(gè)所述第二晶體管75的第一主電極耦合到其中一個(gè)所述第一晶體管85的第二主電極。每一個(gè)所述第二晶體管75的第二主電極耦合到所述輸出端3。每一個(gè)第一晶體管在笫一與第二主電極之間提供一條主電流路徑。每一個(gè)所述幅度開(kāi)關(guān)70包括第二晶體管75，由此每一個(gè)第二晶體管75在第一與第二主電極之間提供一條主電流路徑。每一個(gè)所述電流源80通過(guò)幅度開(kāi)關(guān)70耦合到所述高效率調(diào)制RF放大器的輸出端3。通過(guò)把第一和第二晶體管85、75的兩條主電流路徑串聯(lián)耦合成使得所述兩條主電流路徑形成一條更長(zhǎng)的主電流路徑而產(chǎn)生了調(diào)制器20，該調(diào)制器的優(yōu)點(diǎn)在于，其可以被設(shè)計(jì)用于場(chǎng)效應(yīng)晶體管技術(shù)或者可以被設(shè)計(jì)用于另一種技術(shù)。該調(diào)制器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其是筒單的，從而可以簡(jiǎn)化所述高效率調(diào)制RF放大器的設(shè)計(jì)。圖6還示出了如權(quán)利要求4所限定的高效率調(diào)制RF放大器10的一個(gè)實(shí)施例，其中所述多個(gè)供電開(kāi)關(guān)50當(dāng)中的每一個(gè)包括第三晶體管55。所述第二和第三晶體管75、55還包括被設(shè)置成處于所述包絡(luò)信號(hào)2的控制之下的控制電極76、56。通過(guò)把所述包絡(luò)代碼2提供到每一個(gè)所述第二和第三晶體管75、55的控制電極76、56，以一種簡(jiǎn)單的方式為所述第二和第三晶體管給出了數(shù)字開(kāi)關(guān)功能。對(duì)所述各幅度開(kāi)關(guān)70的控制取決于所述包絡(luò)信號(hào)2。導(dǎo)通的幅度開(kāi)關(guān)70越多，所生成的輸出信號(hào)就越大。因此，由所述各電流源80提供到所述輸出端3的電流的數(shù)量與所述包絡(luò)信號(hào)2相關(guān)。由于所述電流數(shù)量與提供在所述輸出端3處的輸出信號(hào)的幅度相關(guān)，因此有一個(gè)較小的輸出信號(hào)就有少量電流導(dǎo)通，從而提高了所述調(diào)制器20的功率效率。在圖6中，所述各供電開(kāi)關(guān)50被實(shí)現(xiàn)為MOST。在理想情況下，所述供電開(kāi)關(guān)50沒(méi)有電阻，但是在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方式中，每一個(gè)所述供電開(kāi)關(guān)都將具有一定電阻。由于每一個(gè)所述電源級(jí)40所提供的功率可能是不同的，因此充當(dāng)供電開(kāi)關(guān)的所述MOST的定標(biāo)也可能不同。與給出較低供電電壓的電源級(jí)相比，給出更高供電電壓的電源級(jí)40可能需要更小的串聯(lián)電阻，從而需要更大定標(biāo)的MOST。可以利用PMOST設(shè)備或麗OST設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)包括所述第三晶體管55的所述各供電開(kāi)關(guān)50。在提供較低供電電壓的電源級(jí)40的情況下可以使用NMOST設(shè)備，在提供較高供電電壓的電源級(jí)40的情況下則可以使用PMOST設(shè)備。在這些情況下，可以由用來(lái)驅(qū)動(dòng)每一個(gè)所述第三晶體管55的柵極電極56的可用電壓來(lái)決定關(guān)于NMOST或PMOST設(shè)備的選擇。所述供電開(kāi)關(guān)50還可以包括一個(gè)或多個(gè)PMOST以及/或者一個(gè)或多個(gè)NMOST設(shè)備的并聯(lián)組合。圖6還示出了根據(jù)權(quán)利要求5的高效率調(diào)制RF放大器10的一個(gè)實(shí)施例，其中所述第一晶體管85還包括用于接收所述相位信息信號(hào)1的控制電極86。通過(guò)把所述相位信息提供到每一個(gè)第一晶體管85的控制電極86,以一種筒單的方式為所述第一晶體管給出了電流源或放大功能。如圖6中所示的調(diào)制器20最初看起來(lái)可能類似于本領(lǐng)域內(nèi)已知的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)。在數(shù)字包絡(luò)信號(hào)2的情況下，所述各幅度開(kāi)關(guān)70處于該數(shù)字包絡(luò)信號(hào)中的各比特的控制之下。但是與本領(lǐng)域內(nèi)已知的DAC的一個(gè)不同之處在于，所述各電流源80取決于所述相位信息信號(hào)1。在圖中未示出的另一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)制器20還包括另一個(gè)輸出端，所述輸出端和所述另一個(gè)輸出端提供平衡的輸出信號(hào)。所述輸出端和所述另一個(gè)輸出端可以利用BALUN網(wǎng)絡(luò)耦合到天線。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，由于所述各供電開(kāi)關(guān)50的開(kāi)關(guān)而導(dǎo)致的并且作為所述輸出端和所述另一個(gè)輸出端上的共模電壓出現(xiàn)的波紋電壓對(duì)于被提供到所述調(diào)制器20的操作電壓的影響將被抑制。在圖中未示出的根據(jù)權(quán)利要求6的高效率調(diào)制RF放大器10的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一晶體管85的第一主電極被設(shè)置成接收所述相位信息信號(hào)1。從而以簡(jiǎn)單的方式為每一個(gè)笫一晶體管85給出了電流源或放大功能。由所述第一晶體管85提供的電流的加權(quán)可以是二進(jìn)制的，其優(yōu)點(diǎn)在于，每一個(gè)所述第二晶體管75處于所述數(shù)字包絡(luò)信號(hào)2中的比特的控制之下。此外，每一個(gè)所述第一晶體管85可以具有相等的定標(biāo)并且提供相等的電流，其中所述多個(gè)第二晶體管75由溫度計(jì)代碼(thermometercode)控制，所述溫度計(jì)代碼取決于所述包絡(luò)信號(hào)2。圖6還示出了根據(jù)權(quán)利要求7的高效率調(diào)制RF放大器10的一個(gè)實(shí)施例，其中所述相位信息信號(hào)1包括頻率為f。的信號(hào)。所述阻抗網(wǎng)說(shuō)明書(shū)第11/12頁(yè)絡(luò)60包括電阻器、具有一定電感的電感器以及具有一定電容的電容器的并聯(lián)耦合。所述電感和電容的值取決于所述頻率f。。所述電感值和息信號(hào)中的頻率為f。的信號(hào)的電阻性上拉。所述阻抗網(wǎng)絡(luò)60將衰減具有除f。之外的其他頻率的信號(hào)。這樣就給出了以下優(yōu)點(diǎn)所述相位信息信號(hào)被濾波，并且所述頻率為f。的信號(hào)將在輸出端處具有最大幅度。在根據(jù)權(quán)利要求8的所述高效率調(diào)制RF放大器10的另一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)電源級(jí)40的至少其中之一是利用開(kāi)關(guān)技術(shù)的高效率電源級(jí)。這種電源級(jí)的一個(gè)例子是DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器。在根據(jù)權(quán)利要求9的所述高效率調(diào)制RF放大器的另一個(gè)實(shí)施例中，所述電源30包括一個(gè)或多個(gè)DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器。這樣就給出了以下優(yōu)點(diǎn)在電池供電的應(yīng)用中可以為所述調(diào)制器20提供高于所述電池電壓的操作供電電壓，從而可以提高所述高效率調(diào)制RF放大器的最大輸出電壓擺動(dòng)和輸出功率。DC-DC轉(zhuǎn)換器在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的。在將要提供的所需功率較低時(shí)可以利用開(kāi)關(guān)電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換器。對(duì)于更高功率電平，包括LC濾波器裝置的脈沖寬度調(diào)制DC-DC轉(zhuǎn)換器可能更加適用。圖7示出了如權(quán)利要求10所限定的極性發(fā)射機(jī)110的一個(gè)實(shí)施例，其包括如權(quán)利要求1-9當(dāng)中的任一條所限定的高效率調(diào)制RF放大器10。所述極性發(fā)射機(jī)IIO還包括-用于生成相位/頻率信號(hào)以及包絡(luò)信號(hào)2的電路90;所述極性發(fā)射機(jī)還包括-用于接收所述相位/頻率信號(hào)并且用于生成所述相位信息信號(hào)1的振蕩器100。所述電路90例如包括數(shù)字CORDIC,其例如用于接收數(shù)字同相和模擬正交信息并且用于生成數(shù)字相位/頻率信號(hào)4和數(shù)字包絡(luò)信號(hào)2。所述振蕩器100可以是鎖相環(huán)路的一部分，并且被設(shè)置成接收所述數(shù)字相位/頻率信號(hào)4以及生成所述相位信息信號(hào)1。在所述電路90是諸如模擬CORDIC的模擬電路的情況下，其生成在被提供到所述振蕩器100和高效率調(diào)制RF放大器10之前可能需要被低通濾波及數(shù)字化的模擬相位/頻率信號(hào)4和模擬包絡(luò)信號(hào)2。所述高效率RF放大器的輸出端3例如可能通過(guò)一個(gè)或多個(gè)組件耦合到天線。包括根據(jù)權(quán)利要求8的所述高效率調(diào)制RF放大器的根據(jù)權(quán)利要求10的極性發(fā)射機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于其效率得到提高。包括根據(jù)權(quán)利要求9的所述高效率調(diào)制RF放大器的根據(jù)權(quán)利要求10的極性發(fā)射機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于其輸出功率得到提高。如權(quán)利要求11所限定的設(shè)備包括如權(quán)利要求9或10所限定的極性發(fā)射機(jī)。這種設(shè)備的例子有移動(dòng)電話和無(wú)線接口。由于這些設(shè)備可以是電池供電的，因此使用效率得到提高的極性發(fā)射機(jī)在操作時(shí)間方面是有利的。所述高效率調(diào)制RF放大器的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)還提供了一種降低成本的措施。權(quán)利要求1、一種高效率調(diào)制RF放大器(10)，其用于對(duì)由相位信息信號(hào)(1)和包絡(luò)信號(hào)(2)定義的信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制，所述高效率調(diào)制RF放大器(10)包括被設(shè)置成在所述包絡(luò)信號(hào)(2)的控制下提供操作電壓的電源(30)，其特征在于所述高效率調(diào)制器RF放大器還包括調(diào)制器(20)，其用于接收所述相位信息信號(hào)(1)、所述包絡(luò)信號(hào)(2)以及所述操作電壓；所述調(diào)制器(20)被設(shè)置成提供輸出信號(hào)，其幅度在所述包絡(luò)信號(hào)(2)的控制下被調(diào)制；所述電源(30)包括多個(gè)電源級(jí)(40)以及耦合在所述多個(gè)電源級(jí)(40)與所述調(diào)制器(20)之間的多個(gè)供電開(kāi)關(guān)(50)；所述電源(30)被設(shè)置成在所述包絡(luò)信號(hào)(2)的控制下選擇其中一個(gè)電源級(jí)(40)來(lái)提供所述操作電壓。2、根據(jù)權(quán)利要求1的高效率調(diào)制RF放大器(10),其中，所述調(diào)制器(20)還包括耦合在所述電源(30)與放大器輸出端(3)之間的阻抗網(wǎng)絡(luò)(60),并且所述調(diào)制器(20)還包括耦合在所述放大器輸出端(3)與多個(gè)電流源(80)之間的多個(gè)幅度開(kāi)關(guān)(70)，每一個(gè)所述幅度開(kāi)關(guān)(70)處于所述包絡(luò)信號(hào)(2)的控制之下，并且每一個(gè)所述電流源(80)被設(shè)置成根據(jù)所述相位信息信號(hào)(1)提供電流。3、根據(jù)權(quán)利要求2的高效率調(diào)制RF放大器(10)，其中，每一個(gè)所述電流源(80)包括第一晶體管(85)，每一個(gè)所述幅度開(kāi)關(guān)(70)包括第二晶體管(75)，所述第一和第二晶體管(85，75)的每一個(gè)均包括第一和第二主電極，每一個(gè)所述第二晶體管(75)的第一主電極耦合到其中一個(gè)所述第一晶體管(85)的第二主電極，每一個(gè)所述笫二晶體管(75)的第二主電極耦合到所述放大器輸出端(3)。4、根據(jù)權(quán)利要求3的高效率調(diào)制RF放大器(10),其中，所述多個(gè)供電開(kāi)關(guān)(50)當(dāng)中的每一個(gè)包括第三晶體管(55)，所述第二和笫三晶體管(75，55)還包括被設(shè)置成處于所述包絡(luò)信號(hào)(2)的控制之下的控制電極(76，56)。5、根據(jù)權(quán)利要求4的高效率調(diào)制RF放大器(10)，其中，所述第一晶體管(85)還包括用于接收所述相位信息信號(hào)(1)的控制電極(86)。6、根據(jù)權(quán)利要求5的高效率調(diào)制RF放大器(10),其中，所述第一晶體管(85)的第一主電極被設(shè)置成接收所述相位信息信號(hào)(1)。7、根據(jù)權(quán)利要求5或6的高效率調(diào)制RF放大器(10)，其中，所述相位信息信號(hào)(l)包括頻率為f。的信號(hào)，所述阻抗網(wǎng)絡(luò)(60)包括電阻器、具有一定電感的電感器以及具有一定電容的電容器的并聯(lián)耦合，所述電感和電容的值取決于所述頻率f。。8、根據(jù)權(quán)利要求1-7當(dāng)中的任一條的高效率調(diào)制RF放大器(10)，其中，所述多個(gè)電源級(jí)(40)的至少其中之一是利用開(kāi)關(guān)技術(shù)的高效率電源級(jí)。9、根據(jù)權(quán)利要求8的高效率調(diào)制RF放大器(10)，其中，所述高效率電源級(jí)是升壓轉(zhuǎn)換器。10、一種包括如權(quán)利要求1-9當(dāng)中的任一條所限定的高效率調(diào)制RF放大器(10)的極性發(fā)射機(jī)(110),其中所述極性發(fā)射機(jī)(110)還包括用于生成相位/頻率信號(hào)(4)以及包絡(luò)信號(hào)(2)的電路(90)，所述極性發(fā)射機(jī)還包括用于接收所述相位/頻率信號(hào)(4)并且用于生成相位信息信號(hào)(1)的振蕩器(100)。11、一種包括如權(quán)利要求10所限定的極性發(fā)射機(jī)(110)的設(shè)備(120)。全文摘要本發(fā)明涉及一種高效率調(diào)制RF放大器(10)，其用于對(duì)由相位信息信號(hào)(1)和包絡(luò)信號(hào)(2)定義的信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制，所述高效率調(diào)制RF放大器(10)包括被設(shè)置成在所述包絡(luò)信號(hào)(2)的控制下提供操作電壓的電源(30)。所述電源(30)包括多個(gè)電源級(jí)(40)以及耦合在所述多個(gè)電源級(jí)(40)與所述調(diào)制器(20)之間的多個(gè)供電開(kāi)關(guān)(50)。所述電源(30)被設(shè)置成在所述包絡(luò)信號(hào)(2)的控制下選擇其中一個(gè)所述電源級(jí)(40)來(lái)提供所述操作電壓。所述高效率調(diào)制器RF放大器還包括調(diào)制器(20)，其用于接收所述相位信息信號(hào)(1)、所述包絡(luò)信號(hào)(2)以及所述操作電壓。所述調(diào)制器(20)被設(shè)置成提供輸出信號(hào)，其幅度在所述包絡(luò)信號(hào)(2)的控制下被調(diào)制。文檔編號(hào)H03F1/02GK101558556SQ200780046089公開(kāi)日2009年10月14日申請(qǐng)日期2007年12月5日優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日發(fā)明者M(jìn)·科拉多斯阿森西奧,P·T·M·范澤爾申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司