用于功率放大器中的相位補(bǔ)償?shù)难b置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及電子系統(tǒng)，并且具體涉及用于射頻(RF)電子設(shè)備的功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]功率放大器可以被包括在移動(dòng)設(shè)備中以放大用于經(jīng)由天線發(fā)送的射頻(RF)信號(hào)。例如，在具有例如在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)中發(fā)現(xiàn)的時(shí)分多址(TDMA)架構(gòu)、碼分多址(CDMA)和寬帶碼分多址(W-CDMA)系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備中，功率放大器可以用于放大具有相對(duì)低功率的RF信號(hào)。管理RF信號(hào)的放大可能是重要的，因?yàn)橄Ｍ陌l(fā)送功率電平可以取決于用戶離基站多遠(yuǎn)和/或移動(dòng)環(huán)境。還可以采用功率放大器以幫助隨時(shí)間調(diào)整RF信號(hào)的功率電平，以便在分配的接收時(shí)隙期間防止來自發(fā)送的信號(hào)干擾。
[0003]功率放大器的功率消耗可以是重要的考慮。一種用于減少功率放大器的功率消耗的技術(shù)是包絡(luò)跟蹤，其中關(guān)于RF信號(hào)的包絡(luò)控制功率放大器的電源的電壓電平。因此，當(dāng)RF信號(hào)的包絡(luò)增大時(shí)，可以增大供應(yīng)給功率放大器的電壓。同樣，當(dāng)RF信號(hào)的包絡(luò)減小時(shí)，可以減小供應(yīng)給功率放大器的電壓以減少功率消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在某些實(shí)施例中，本公開涉及在功率放大器系統(tǒng)中的相位補(bǔ)償?shù)姆椒?。該方法包括利用功率放大器的第一放大?jí)放大輸入射頻(RF)信號(hào)以產(chǎn)生第一放大RF信號(hào)，利用包絡(luò)跟蹤器產(chǎn)生功率放大器電源電壓(supply voltage)，利用該包絡(luò)跟蹤器基于該輸入RF信號(hào)的包絡(luò)控制功率放大器電源電壓的電壓電平，利用來自包絡(luò)跟蹤器的功率放大器電源電壓為功率放大器的第二放大級(jí)供電，利用第二放大級(jí)放大第一放大RF信號(hào)以產(chǎn)生第二放大信號(hào)，以及利用補(bǔ)償電路補(bǔ)償?shù)诙糯蠹?jí)的輸入阻抗的變化，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0005]在一些實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括利用補(bǔ)償電路提供在第一和第二放大級(jí)之間的、在大約60Ω到大約70Ω范圍內(nèi)的匹配阻抗。
[0006]在多個(gè)實(shí)施例中，放大第一放大RF信號(hào)以產(chǎn)生第二放大信號(hào)包括在雙極型晶體管的基極接收第一放大RF信號(hào)，在該雙極型晶體管的集電極產(chǎn)生第二放大RF信號(hào)。在各種實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括利用補(bǔ)償電路補(bǔ)償在雙極型晶體管的基極和集電極之間的寄生電容的變化，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0007]根據(jù)若干實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括利用收發(fā)器產(chǎn)生RF信號(hào)和該RF信號(hào)的包絡(luò)。
[0008]在某些實(shí)施例中，本公開涉及功率放大器系統(tǒng)。該功率放大器系統(tǒng)包括第一功率放大器級(jí)，該第一功率放大器級(jí)包含被配置為接收輸入RF信號(hào)的輸入端和被配置為產(chǎn)生第一放大RF信號(hào)的輸出端。功率放大器系統(tǒng)進(jìn)一步包括包絡(luò)跟蹤器，該包絡(luò)跟蹤器被配置為產(chǎn)生功率放大器電源電壓，并基于輸入RF信號(hào)的包絡(luò)控制功率放大器電源電壓的電壓電平。功率放大器系統(tǒng)進(jìn)一步包含第二功率放大器級(jí)，該第二功率放大器級(jí)包括被配置為接收第一放大RF信號(hào)的輸入端和被配置為產(chǎn)生第二放大RF信號(hào)的輸出端。該第二功率放大器級(jí)被配置為由來自于包絡(luò)跟蹤器的功率放大器電源電壓供電。功率放大器系統(tǒng)進(jìn)一步包括電連接在第一功率放大器級(jí)的輸出端與第二功率放大器級(jí)的輸入端之間的補(bǔ)償電路。該補(bǔ)償電路被配置為補(bǔ)償?shù)诙β史糯笃骷?jí)的輸入阻抗的變化，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0009]在一些實(shí)施例中，補(bǔ)償電路被配置為提供在第一和第二功率放大器級(jí)之間的、在大約60Ω到大約70 Ω的范圍內(nèi)的匹配阻抗。
[0010]在各個(gè)實(shí)施例中，第二功率放大器級(jí)包括雙極型晶體管，該雙極型晶體管包含被配置為接收第一放大RF信號(hào)的基極和被配置為產(chǎn)生第二放大RF信號(hào)的集電極。根據(jù)若干實(shí)施例，補(bǔ)償電路被配置為補(bǔ)償雙極型晶體管的基極和集電極之間的寄生電容的變化，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0011 ] 在某些實(shí)施例中，補(bǔ)償電路包括電連接在第二功率放大器級(jí)的輸入端和第一功率放大器級(jí)的輸出端之間的第一補(bǔ)償電容器。
[0012]在若干實(shí)施例中，補(bǔ)償電路進(jìn)一步包括電連接在第一功率放大器級(jí)的輸出端與輸入級(jí)電源之間的第一補(bǔ)償電感器。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，補(bǔ)償電路進(jìn)一步包括電連接在第一補(bǔ)償電感器和輸入級(jí)電源之間的第二補(bǔ)償電感器，并且第一和第二補(bǔ)償電容器電連接在第一節(jié)點(diǎn)處。在各個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)償電路進(jìn)一步包括串聯(lián)電連接在第一節(jié)點(diǎn)和低電源(powerlow supply)之間的第三補(bǔ)償電感器和第二補(bǔ)償電感器。
[0013]根據(jù)一些實(shí)施例，功率放大器系統(tǒng)進(jìn)一步包括被配置為向第二功率放大器級(jí)的輸入端提供偏置電流的輸出級(jí)偏置電流產(chǎn)生電路。在幾個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)償電路進(jìn)一步包括偏置電感器，該偏置電感器被配置為向第二功率放大器級(jí)的輸入端提供來自于輸出級(jí)偏置電流產(chǎn)生電路的偏置電流，并且該偏置電感器被配置為向輸出級(jí)偏置電流產(chǎn)生電路提供第一放大RF信號(hào)的一部分，以提供相位補(bǔ)償。
[0014]在某些實(shí)施例中，本公開涉及移動(dòng)設(shè)備。該移動(dòng)設(shè)備包括被配置為產(chǎn)生RF信號(hào)以及對(duì)應(yīng)于該RF信號(hào)的包絡(luò)的包絡(luò)信號(hào)的收發(fā)器、被配置為產(chǎn)生功率放大器電源電壓并基于該包絡(luò)信號(hào)控制功率放大器電源電壓的電壓電平的包絡(luò)跟蹤器、以及包含第一功率放大器級(jí)和第二功率放大器級(jí)的多個(gè)功率放大器級(jí)。該第一功率放大器級(jí)包括被配置為接收該RF信號(hào)的輸入端和被配置為產(chǎn)生第一放大RF信號(hào)的輸出端。該第二功率放大器級(jí)包括被配置為接收該第一放大RF信號(hào)的輸入端和被配置為產(chǎn)生第二放大RF信號(hào)的輸出端，并且該第二功率放大器級(jí)進(jìn)一步被配置為由來自于該包絡(luò)跟蹤器的功率放大器電源電壓供電。該移動(dòng)設(shè)備進(jìn)一步包括電連接在該第一功率放大器級(jí)的輸出端與該第二功率放大器級(jí)的輸入端之間的補(bǔ)償電路。該補(bǔ)償電路被配置為補(bǔ)償該第二功率放大器級(jí)的輸入阻抗的變化，該變化與該功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0015]在一些實(shí)施例中，該補(bǔ)償電路被配置為提供在該第一和第二功率放大器級(jí)之間的、在大約60Ω到大約70Ω的范圍內(nèi)的匹配阻抗。
[0016]在多個(gè)實(shí)施例中，該第二功率放大器級(jí)包括雙極型晶體管，該雙極型晶體管包括被配置為接收該第一放大RF信號(hào)的基極以及被配置為產(chǎn)生該第二放大RF信號(hào)的集電極。在各個(gè)實(shí)施例中，該補(bǔ)償電路被配置為補(bǔ)償該雙極型晶體管的基極與集電極之間的寄生電容的變化，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0017]在一些實(shí)施例中，該收發(fā)器包括用于將包絡(luò)信號(hào)整形以控制與該包絡(luò)跟蹤器相關(guān)聯(lián)的增益壓縮的包絡(luò)整形塊。
【附圖說明】
[0018]圖1是用于放大射頻(RF)信號(hào)的功率放大器模塊的示意圖。
[0019]圖2是可包括圖1的一個(gè)或多個(gè)功率放大器模塊的示例無線設(shè)備的示意方框圖。
[0020]圖3是包含包絡(luò)跟蹤器的功率放大器系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意方框圖。
[0021]圖4A和4B是示出與時(shí)間相對(duì)的功率放大器電源電壓的兩個(gè)示例的曲線圖。
[0022]圖5是包含包絡(luò)跟蹤器的功率放大器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
[0023]圖6是包含包絡(luò)跟蹤器的功率放大器系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
[0024]圖7是包含包絡(luò)跟蹤器的功率放大器系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
[0025]圖8A和8B是與輸出功率相對(duì)的阻抗的實(shí)部和虛部的一個(gè)示例的曲線圖。
[0026]圖9A和9B是與輸出功率相對(duì)的阻抗的實(shí)部和虛部的另一個(gè)示例的曲線圖。
[0027]圖1OA和1B是示出與輸出功率相對(duì)的AM/PM的兩個(gè)示例的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]這里提供的標(biāo)題(若有)僅為了方便，而不一定影響所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍或含義。
[0029]可包括補(bǔ)償電路的功率放大器系統(tǒng)的概覽
[0030]圖1是用于放大射頻(RF)信號(hào)的功率放大器模塊10的示意圖。所圖示的功率放大器模塊10可被配置為放大RF信號(hào)RF_IN，以產(chǎn)生放大的RF信號(hào)RF_OUT。如這里所描述的那樣，該功率放大器模塊10可包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)這里的教導(dǎo)而實(shí)現(xiàn)的功率放大器。
[0031]圖2是可包括圖1的一個(gè)或多個(gè)功率放大器模塊10的示例無線設(shè)備11的示意方框圖。該無線設(shè)備11可包括實(shí)現(xiàn)本公開的一個(gè)或多個(gè)特征的功率放大器。
[0032]圖2所描述的示例無線設(shè)備11可以表示諸如多頻帶/多模式移動(dòng)電話的多頻帶和/或多模式設(shè)備。作為示例，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)是在世界上的許多地方利用的數(shù)字蜂窩通信的模式。GSM模式移動(dòng)電話可以在以下四個(gè)頻帶中的一個(gè)或多個(gè)上工作:850MHz (大約 824-849MHz 用于 T