通過功率放大器電壓調(diào)整的壓縮控制的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2014年12月30日提交的發(fā)明名稱為"COMPRESSION CONTROL THROUGH POWER AMPLIFIER LOAD ADJUSTEMENT(通過功率放大器負(fù)載調(diào)整的壓縮控制）"的美國臨 時(shí)申請(qǐng)第62/097, 877號(hào)、2014年12月30日提交的發(fā)明名稱為"COMPRESSION CONTROL THROUGH AMPLITUDE ADJUSTMENT OF A RADIO FREQUENCY INPUT SIGNAL (通過射頻輸入信 號(hào)的幅度調(diào)整的壓縮控制）"的美國臨時(shí)申請(qǐng)第62/097, 899號(hào)、2014年12月30日提交的 發(fā)明名稱為"COMPRESSION CONTROL THROUGH POWER AMPLIFIER VOLTAGE ADJUSTMENT(通 過功率放大器電壓調(diào)整的壓縮控制）"的美國臨時(shí)申請(qǐng)第62/097, 941號(hào)的優(yōu)先權(quán)，特此通 過引用而將其每一個(gè)的公開內(nèi)容明確地全部合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請(qǐng)一般涉及具有共射共基（cascode，或共源共柵）功率放大器的無線通信系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 許多無線裝置包括一個(gè)或多個(gè)線性功率放大器。為了便于功率放大器準(zhǔn)確地放大 所接收的信號(hào)，期望避免信號(hào)的壓縮。當(dāng)功率放大器壓縮信號(hào)時(shí)，功率放大器輸出可能不再 與其輸入線性相關(guān)，并且所調(diào)制的波形可能變得失真。此外，信號(hào)頻譜可能改變并且開始劣 化，使得頻譜擴(kuò)展到頻帶的相鄰區(qū)域中并違反系統(tǒng)規(guī)范。頻譜擴(kuò)展到相鄰信道中可能干擾 其它無線裝置，由此對(duì)其它無線裝置產(chǎn)生負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)一些實(shí)施方式，本申請(qǐng)涉及一種功率放大器模塊，包括功率放大器。所述功率 放大器包括共射共基晶體管對(duì)。所述共射共基晶體管對(duì)包括第一晶體管和第二晶體管。所 述功率放大器模塊包括功率放大器偏置控制器。所述功率放大器偏置控制器包括電流比較 器，所述電流比較器被配置為比較所述第一晶體管的第一基極電流與所述第二晶體管的第 二基極電流，以獲得比較值。所述功率放大器模塊包括飽和控制器，被配置為基于所述比較 值來向阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)提供基準(zhǔn)信號(hào)。所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)被配置為至少部分基于所述基準(zhǔn)信 號(hào)來更改與所述功率放大器電通信的負(fù)載線的負(fù)載阻抗。
[0006] 在一些實(shí)施例中，所述第一晶體管可以是共基極晶體管，而所述第二晶體管可以 是共發(fā)射極晶體管。
[0007] 在一些實(shí)施例中，所述負(fù)載線可以與天線進(jìn)行電通信，并且所述負(fù)載線可以電氣 地位于所述功率放大器與所述天線之間。
[0008] 在一些實(shí)施例中，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可以是動(dòng)態(tài)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
[0009] 在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器還可以被配置為通過更改所述負(fù)載線的負(fù)載阻 抗來減少所述功率放大器的壓縮。
[0010] 在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器還可以包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器和斜波發(fā)生器。在一些 實(shí)施例中，所述斜波發(fā)生器可以被配置為向所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供計(jì)數(shù)值，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器 可以被配置為至少部分基于所述計(jì)數(shù)值來生成所述基準(zhǔn)信號(hào)。
[0011] 在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器可以包括與所述功率放大器偏置控制器進(jìn)行電 通信的下拉電阻器、電壓輸入/輸出管腳和斜波時(shí)鐘發(fā)生器。所述斜波時(shí)鐘發(fā)生器可以被 配置為基于跨所述下拉電阻器的電壓來檢測(cè)所述第一晶體管是否操作在飽和區(qū)域中。所述 電壓可以至少部分基于所述比較值。響應(yīng)于檢測(cè)到所述第一晶體管操作在所述飽和區(qū)域 中，所述斜波時(shí)鐘發(fā)生器可以被配置為使得所述斜波發(fā)生器更改所述計(jì)數(shù)值。
[0012] 在一些實(shí)施例中，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器還可以被配置為至少部分基于平均功率跟蹤值 來生成所述基準(zhǔn)信號(hào)，所述平均功率跟蹤值基于從基站接收到的目標(biāo)功率信號(hào)來確定。
[0013] 在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器還可以包括RF前端，被配置為從飽和數(shù)據(jù)管腳 接收默認(rèn)數(shù)據(jù)值。所述計(jì)數(shù)值可以初始地對(duì)應(yīng)于所述默認(rèn)數(shù)據(jù)值。在一些實(shí)施例中，所述 默認(rèn)數(shù)據(jù)值可以是多個(gè)默認(rèn)數(shù)據(jù)值之一，并且可以基于目標(biāo)電壓來選擇。在一些實(shí)施例中， 所述目標(biāo)電壓可以至少部分基于從基站接收到的目標(biāo)功率信號(hào)來確定。
[0014] 在一些實(shí)施例中，所述功率放大器模塊還可以包括：升壓轉(zhuǎn)換器，被配置為調(diào)節(jié)向 所述功率放大器提供的供電電壓。在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器還可以被配置為通過 以下操作的組合來減少所述功率放大器的壓縮：向所述升壓轉(zhuǎn)換器提供第二基準(zhǔn)信號(hào)以增 加所述供電電壓；以及通過向所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)提供所述基準(zhǔn)信號(hào)來更改所述負(fù)載線的負(fù) 載阻抗。
[0015] 根據(jù)一些實(shí)施方式，本申請(qǐng)涉及一種收發(fā)機(jī)，包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。所述阻抗匹配 網(wǎng)絡(luò)被配置為基于基準(zhǔn)信號(hào)來更改與功率放大器和天線進(jìn)行電通信的負(fù)載線的負(fù)載阻抗。 所述收發(fā)機(jī)還包括功率放大器模塊，包括功率放大器、功率放大器偏置控制器、和飽和控制 器。所述功率放大器包括共射共基晶體管對(duì)。所述共射共基晶體管對(duì)包括第一晶體管和第 二晶體管。所述功率放大器偏置控制器包括電流比較器，所述電流比較器被配置為比較所 述第一晶體管的基極電流與所述第二晶體管的基極電流，以獲得比較值。所述飽和控制器 被配置為至少部分基于所述比較值來生成所述基準(zhǔn)信號(hào)并且向所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)提供所 述基準(zhǔn)信號(hào)。
[0016] 在一些實(shí)施例中，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可以是動(dòng)態(tài)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
[0017] 在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器還可以包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器和斜波發(fā)生器。在一些 實(shí)施例中，所述斜波發(fā)生器可以被配置為向所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供計(jì)數(shù)值，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器 可以被配置為至少部分基于所述計(jì)數(shù)值來生成所述基準(zhǔn)信號(hào)。
[0018] 在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器可以包括與所述功率放大器偏置控制器進(jìn)行電 通信的下拉電阻器、電壓輸入/輸出管腳、和斜波時(shí)鐘發(fā)生器。所述斜波時(shí)鐘發(fā)生器可以 被配置為基于跨所述下拉電阻器的電壓來檢測(cè)所述第一晶體管是否操作在飽和區(qū)域中，所 述電壓至少部分基于所述比較值，并且響應(yīng)于檢測(cè)到所述第一晶體管操作在所述飽和區(qū)域 中，所述斜波時(shí)鐘發(fā)生器被配置為使得所述斜波發(fā)生器更改所述計(jì)數(shù)值。
[0019] 在一些實(shí)施例中，所述收發(fā)機(jī)還包括：升壓轉(zhuǎn)換器，被配置為調(diào)節(jié)向所述功率放大 器提供的供電電壓。在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器還被配置為通過以下操作的組合來 減少所述功率放大器的壓縮：向所述升壓轉(zhuǎn)換器提供第二基準(zhǔn)信號(hào)以增加所述供電電壓； 以及通過向所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)提供所述基準(zhǔn)信號(hào)來更改所述負(fù)載線的負(fù)載阻抗。
[0020] 根據(jù)一些實(shí)施方式，本申請(qǐng)涉及一種無線裝置，包括天線，所述天線被配置為至少 發(fā)射來自收發(fā)機(jī)的信號(hào)，所述信號(hào)至少部分基于向所述收發(fā)機(jī)的功率放大器提供的射頻輸 入信號(hào)。所述收發(fā)機(jī)包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和功率放大器模塊。所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)被配置為基 于基準(zhǔn)信號(hào)來更改與所述功率放大器和所述天線進(jìn)行電通信的負(fù)載線的負(fù)載阻抗。所述功 率放大器模塊包括功率放大器、功率放大器偏置控制器、和飽和控制器。所述功率放大器包 括共射共基晶體管對(duì)。所述共射共基晶體管對(duì)包括第一晶體管和第二晶體管。所述功率放 大器偏置控制器包括電流比較器，所述電流比較器被配置為比較所述第一晶體管的基極電 流與所述第二晶體管的基極電流，以獲得比較值。所述飽和控制器被配置為至少部分基于 所述比較值來生成所述基準(zhǔn)信號(hào)并且向所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)提供所述基準(zhǔn)信號(hào)。
[0021] 根據(jù)一些實(shí)施方式，本申請(qǐng)涉及一種功率放大器模塊，包括功率放大器。所述功率 放大器包括共射共基晶體管對(duì)。所述共射共基晶體管對(duì)包括第一晶體管和第二晶體管。所 述功率放大器模塊包括功率放大器偏置控制器。所述功率放大器偏置控制器包括電流比較 器、飽和控制器、和射頻（RF)衰減器。所述電流比較器被配置為比較所述第一晶體管的第 一基極電流與所述第二晶體管的第二基極電流，以獲得比較值。所述飽和控制器被配置為 基于所述比較值來向所述RF衰減器提供基準(zhǔn)信號(hào)。所述RF衰減器被配置為至少部分基于 所述基準(zhǔn)信號(hào)來更改向所述功率放大器提供的RF輸入信號(hào)的幅度。
[0022] 在一些實(shí)施例中，所述RF衰減器可以是數(shù)字衰減器，被配置為至少部分基于衰減 值來更改所述RF輸入信號(hào)的幅度。在一些實(shí)施例中，所述衰減值可以是從多個(gè)離散衰減值 中選擇的離散衰減值。所述離散衰減值的選擇可以至少部分基于所述基準(zhǔn)信號(hào)。
[0023] 在一些實(shí)施例中，所述RF衰減器可以是模擬衰減器，被配置為至少部分基于衰 減值來更改所述RF輸入信號(hào)的幅度。在一些實(shí)施例中，所述衰減值可以基于模擬電壓， 所述模擬電壓被持續(xù)地更改，直到所述基準(zhǔn)信號(hào)指示所述功率放大器并非操作在飽和狀 態(tài)中為止。在一些實(shí)施例中，所述模擬衰減器可以至少部分基于所述模擬衰減器的極性 (polarity)來確定是否通過增加所述模擬電壓或降低所述模擬電壓來更改所述模擬電壓。
[0024] 在一些實(shí)施例中，所述第一晶體管可以是共基極晶體管，而所述第二晶體管可以 是共發(fā)射極晶體管。
[0025] 在一些實(shí)施例中，所述功率放大器模塊還包括：升壓轉(zhuǎn)換器，被配置為調(diào)節(jié)向所述 功率放大器提供的供電電壓。
[0026] 在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器還可以包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器和斜波發(fā)生器。所述斜 波發(fā)生器可以被配置為向所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供計(jì)數(shù)值。所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以被配置為至少 部分基于所述計(jì)數(shù)值來生成所述基準(zhǔn)信號(hào)。
[0027] 在一些實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)信號(hào)可以是8位字，用于指定用于所述RF衰減器的衰 減值。所述RF衰減器可以至少部分基于所述衰減值來更改所述RF輸入信號(hào)的幅度。
[0028] 在一些實(shí)施例中，所述飽和控制器可以包括與所述功率放大器偏置控制器進(jìn)行電 通信的下拉電阻器、電壓輸入/輸出管腳、和斜波時(shí)鐘發(fā)生器。所述斜波時(shí)鐘發(fā)生器可以被 配置為基于跨所述下拉電阻器的電壓來檢測(cè)所述第一晶體管是否操作在飽和區(qū)域中。所述 電壓可以至少部分基于所述比較值。響應(yīng)于檢測(cè)到所述第一晶體管操作在所述飽和區(qū)域 中，所述斜波時(shí)鐘發(fā)生器可以被配置為使得所述斜波發(fā)生器更改所述計(jì)數(shù)值。
[0029] 根據(jù)一些實(shí)施方式，本申請(qǐng)涉及一種收發(fā)機(jī)，包括接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。所述發(fā)射機(jī)包 括功率放大器模塊。所述功率放大器模塊包括功率放大器和功率放大器偏置控制器。所述 功率放大器包括共射共基晶體管對(duì)。所述共射共基晶體管對(duì)包括第一晶體管和第二晶體 管。所述功率放大器偏置控制器包括電流比較器、飽和控制器、和射頻（RF)衰減器。所述電 流比較器被配置為比較所述第一晶體管的基極電流與所述第二晶體管的基極電流，以獲得 比較值。所述飽和控制器被配置為基于所述比較值來向所述RF衰減器提供基準(zhǔn)信號(hào)。所 述RF衰減器被配置為至少部分基于所述基準(zhǔn)信號(hào)來更改向所述功率放大器提供的RF輸入 信號(hào)的幅度。
[0030] 在一些實(shí)施例中，所述RF衰減器可以是數(shù)字衰減器，被配置為至少部分基于衰減 值來更改所述RF輸入信號(hào)的幅度。在一些實(shí)施例中，所述衰減值可以是從多個(gè)離散衰減值 中選擇的離散衰減值。所述離散衰減值的選擇可以至少部分基于所述基準(zhǔn)信號(hào)。
[0031] 在一些實(shí)施例中，所述RF衰減器可以是模擬衰減器，被配置為至少部分基于衰減 值來更改所述RF輸入信號(hào)的幅度。在一些實(shí)施例中，所述衰減值可以至少部分基于模擬電 壓，所述模擬電壓被持續(xù)地更改，直到所述基準(zhǔn)信號(hào)指示所述功率放大器并非操作在飽和 狀態(tài)中為止。在一些實(shí)施例中，所述模擬衰減器可以至少部分基于所述模擬衰減器的極性 來確定是否通過增加所述模擬電壓或降低所述模擬電壓來更改所述模擬電壓。
[0032] 根據(jù)一些實(shí)施方式，本申請(qǐng)涉及一種無線裝置，包括天線，所述天線被配置為至少 發(fā)射來自發(fā)射機(jī)的信號(hào)，所述信號(hào)至少部分基于向所述發(fā)射機(jī)的功率放大器提供的射頻輸 入信號(hào)。所述發(fā)射機(jī)包括功率放大器模塊。所述功率放大器模塊包括所述功率放大器和功 率放大器偏置控制器。所述功率放大器包括共射共基晶體管對(duì)。所述共射共基晶體管對(duì)包 括第一晶體管和第二晶體管。所述功率放大器偏置控制器包括電流比較器、飽和控制器、和 RF衰減器。所述電流比較器被配置為比較所述第一晶體管的基極電流與所述第二晶體管的 基極電流，以獲得比較值。所述飽和控制器被配置為基于所述比較值來向所述RF衰減器提 供基準(zhǔn)信號(hào)。所述RF衰減器被配置為至少部分基于所述基準(zhǔn)信號(hào)來更改所述RF輸入信號(hào) 的幅度。
[0033] 在一些實(shí)施例中，所述RF衰減器可以是數(shù)字衰減器，被配置為至少部分基于離散 衰減值來更改所述RF輸入信號(hào)的幅度，所述離散衰減值是從多個(gè)離散衰減值中選擇的。所 述離散衰減值的選擇可以至少部分基于所述基準(zhǔn)信號(hào)。
[0034] 在一些實(shí)施例中，所述RF衰減器可以是模擬衰減器，被配置為至少部分基于衰減 值來更改所述RF輸入信號(hào)的幅度。所述衰減值可以至少部分基于模擬電壓，所述模擬電壓 被持續(xù)地更改，直到所述基準(zhǔn)信號(hào)指示所述功率放大器并非操作在飽和狀態(tài)中為止。
[0035] 根據(jù)一些實(shí)施方式，本申請(qǐng)涉及一種功率放大器模塊，包括功率放大器。所述功率 放大器包括共射共基晶體管對(duì)。所述共射共基晶體管對(duì)包括第一晶體管和第二晶體管。所 述功率放大器模塊包括功率放大器偏置控制器。所述功率放大器偏置控制器包括電流比較 器，所述電流比較