專利名稱：有選擇地控制放大器性能的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及放大器。具體地說，本發(fā)明涉及通過有選擇地控制功率放大器性能改進(jìn)無(wú)線電話和相關(guān)蜂窩通信系統(tǒng)的性能并延長(zhǎng)無(wú)線電話電池的壽命的系統(tǒng)和方法。
II.相關(guān)技術(shù)說明蜂窩電信系統(tǒng)的特點(diǎn)是多個(gè)移動(dòng)收發(fā)信機(jī)，諸如移動(dòng)電話(也稱為無(wú)線電話，移動(dòng)臺(tái)，或蜂窩電話)，與1個(gè)或多個(gè)基站通信。
無(wú)線電話包含具有發(fā)送部分和接收部分的收發(fā)信機(jī)。在典型的收發(fā)信機(jī)的接收部分中，模擬射頻(RF)信號(hào)經(jīng)天線接收并由RF部分下變頻到中頻(IF)。信號(hào)處理電路完成噪聲濾波并經(jīng)模擬自動(dòng)增益控制(AGC)電路調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值。之后，IF部分對(duì)信號(hào)混頻，降到基帶，將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)再輸入到基帶處理器，對(duì)信號(hào)進(jìn)一步處理，以輸出語(yǔ)音或數(shù)據(jù)。
與此相似，發(fā)送部分接收基帶處理器來的數(shù)字輸入并將該輸入變換為模擬信號(hào)。然后對(duì)該信號(hào)濾波，經(jīng)IF級(jí)上變頻到中頻。調(diào)節(jié)該發(fā)送信號(hào)的增益，把IF信號(hào)上變頻到超高頻，為無(wú)線發(fā)送作好準(zhǔn)備。
無(wú)線電話經(jīng)基站和/或移動(dòng)交換中心在其他無(wú)線電話間或地面電話間傳輸語(yǔ)音或數(shù)據(jù)信號(hào)。公共交換電話網(wǎng)(PSTN)與基站或移動(dòng)交換中心通信，促進(jìn)地面電話和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)間的信號(hào)路由選擇。大的基站可管理1個(gè)區(qū)域，該區(qū)域分成幾個(gè)小區(qū)，每個(gè)網(wǎng)格與一基站收發(fā)信機(jī)子系統(tǒng)(BTS)相聯(lián)?；蛘?，單個(gè)基站可以管理與給定地理區(qū)域關(guān)聯(lián)的特定小區(qū)。
基站或BTS與移動(dòng)臺(tái)間的通信鏈路(前向或反向鏈路)是衰落信道，是一種激烈降級(jí)的信道。這種衰退源于許多影響，包含多徑衰落、經(jīng)過大氣和陸地表面的結(jié)構(gòu)和物體來的對(duì)發(fā)送信號(hào)反射的多徑接收引起的嚴(yán)重衰減，這種衰退還源自該通信系統(tǒng)中其它用戶產(chǎn)生的干擾。其它導(dǎo)致衰落信道產(chǎn)生的影響有接收機(jī)相對(duì)于發(fā)射機(jī)的運(yùn)動(dòng)引起的多普勒偏移，以及加性噪聲。
在有噪聲或衰落環(huán)境中有效工作的能力在碼分多址(CDMA)無(wú)線通信系統(tǒng)中特別重要，在CDMA系統(tǒng)，雷萊衰落(Raleigh-faded)信號(hào)環(huán)境和其它用戶來的共信道干擾是共同的。雷萊衰落源自由于移動(dòng)站的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的接收信號(hào)中的多普勒頻率偏移。當(dāng)CDMA通信系統(tǒng)維持多個(gè)系統(tǒng)用戶時(shí)產(chǎn)生同信道干擾，各附加用戶遞增同信道干擾。同信道干擾典型地比諸如附加的白高斯噪聲(AWGN)等的其它形式的信道噪聲大。
在雷萊衰落信號(hào)環(huán)境中，發(fā)射的通信信號(hào)的功率電平隨雷萊分布而波動(dòng)。這種功率波動(dòng)典型地在10dB-50dB的范圍。衰落期是移動(dòng)站(即蜂窩電話)的速度、分配給移動(dòng)站的頻道和整個(gè)信號(hào)環(huán)境的函數(shù)。當(dāng)移動(dòng)單元的速度上升，衰落期下降，產(chǎn)生較短的突發(fā)差錯(cuò)。當(dāng)移動(dòng)單元的速度下降，衰落期上升，產(chǎn)生較長(zhǎng)的突發(fā)差錯(cuò)。
當(dāng)無(wú)線電話發(fā)送例如語(yǔ)音信號(hào)的信號(hào)到基站時(shí)，所需發(fā)送信號(hào)的功率取決于信道的干擾特性，這常常隨無(wú)線電話至相關(guān)基站的相對(duì)接近程度而變，當(dāng)接近基站時(shí)，無(wú)線電話要求較低功率與相關(guān)基站有效通信。
無(wú)線電話發(fā)送信號(hào)所需功率電平隨噪聲和信道衰落特性的變化而變。某些無(wú)線電話技術(shù)不考慮功率需要的變化，而是全功率連續(xù)播發(fā)。這導(dǎo)致電池壽命縮短和可能增加信道干擾。
許多傳統(tǒng)的無(wú)線電話為了考慮變化的功率電平，采用了自動(dòng)增益控制電路以調(diào)節(jié)發(fā)送部分中信號(hào)的增益。這種電話可在高和低功率模式間轉(zhuǎn)接，取決于電話相對(duì)發(fā)送基站的接近程度和/或基站與無(wú)線電話間信道的干擾特性。當(dāng)無(wú)線電話接近基站時(shí)，該信道對(duì)發(fā)送信號(hào)引入較低的干擾，因而發(fā)送信號(hào)的功率電平可降低，以便節(jié)省電力，延長(zhǎng)電池壽命，增加無(wú)線電話的通話時(shí)間。
遺憾的是，單獨(dú)使用傳統(tǒng)的自動(dòng)增益控制電路不足以使電話的性能和功耗達(dá)最佳。無(wú)線電話包含附加功率放大器和濾波器，它們的性能和功耗隨溫度及信號(hào)工作環(huán)境而變?，F(xiàn)有的系統(tǒng)未有效地控制這些附加放大器的功耗和性能和未有效地調(diào)節(jié)溫度變化使電話的性能和電池壽命達(dá)最佳。無(wú)線電話常包含功率放大器，它的有效性能對(duì)于延長(zhǎng)電池壽命和相關(guān)的通話時(shí)間特別重要。
因此，在本領(lǐng)域中需要一種有效的系統(tǒng)和方法使無(wú)線電話的性能達(dá)最佳和延長(zhǎng)電話電池的壽命和通話時(shí)間。還需要一種有效系統(tǒng)用于控制說明溫度變化的原因的無(wú)線電話中功率放大器的功耗。
發(fā)明概述本發(fā)明的延長(zhǎng)無(wú)線電話電池壽命的系統(tǒng)滿足本領(lǐng)域中的該需要。在說明的實(shí)施例中，本發(fā)明系統(tǒng)適用于碼分多址(CDMA)的收發(fā)信機(jī)，該系統(tǒng)包含提供控制信號(hào)表明無(wú)線電話模式的第1電路。第2電路提供發(fā)送信號(hào)。第3電路放大該發(fā)送信號(hào)，為發(fā)送作好準(zhǔn)備。第3電路需要偏置信號(hào)。第4電路響應(yīng)控制信號(hào)有選擇地改變偏置信號(hào)而有選擇地改變第3電路的功耗。
在特定實(shí)施例中，第4電路包含確定控制信號(hào)所指示的系統(tǒng)理想工作模式的電路。第4電路稱為效能電路，還包含按照系統(tǒng)的理想工作模式調(diào)節(jié)偏置信號(hào)的電路。效能電路中的分壓電路有一節(jié)點(diǎn)，在第1阻抗電路與第2阻抗電路之間。第1阻抗電路包含按照理想工作模式改變第1阻抗電路的阻抗用的開關(guān)。第1阻抗電路包含與第2電阻并聯(lián)的第1電阻。開關(guān)是晶體管，用于按照理想工作模式將第1電阻或第2電阻與分壓器隔離。
提供控制信號(hào)的第1電路包含數(shù)字芯片或電話調(diào)制解調(diào)器。數(shù)字芯片執(zhí)行軟件，對(duì)無(wú)線電話和所在系統(tǒng)的工作環(huán)境檢測(cè)作出響應(yīng)，以確立控制信號(hào)。接收機(jī)為軟件提供信息，幫助確定工作模式。按照信息指示，該模式分別為與電噪聲信號(hào)環(huán)境或電的話終信號(hào)(clear signal)環(huán)境相關(guān)的高功率模式或低功率模式。
第2電路有發(fā)送路徑，包含與自動(dòng)增益控制電路相連的數(shù)字芯片，自動(dòng)增益控制電路與連接射頻混頻電路的中頻電路相連，該混頻電路連接濾波器部分，濾波器部分輸出發(fā)送信號(hào)。
本發(fā)明單獨(dú)的效能電路有助于本發(fā)明的新穎設(shè)計(jì)。效能電路根據(jù)無(wú)線電話的功率模式、信號(hào)工作環(huán)境、和/或溫度，有選擇地控制有關(guān)作功率放大器用的第3電路的溫度的功耗、增益、和/或性能。結(jié)果，增強(qiáng)了對(duì)第3電路性能的全面控制，從而改進(jìn)了電話電池的壽命和通話時(shí)間，以及改進(jìn)了有關(guān)溫度變化的性能。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是具有按照本發(fā)明構(gòu)成的效能電路的無(wú)線電話收發(fā)信機(jī)的原理圖。
圖2是圖1中效能電路的較詳細(xì)的原理圖。
圖3是圖2中效能電路的可選實(shí)施例。
發(fā)明描述這里雖然結(jié)合說明性特定應(yīng)用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但應(yīng)當(dāng)看到本發(fā)明不限定于此。本領(lǐng)域中具有普通常識(shí)和閱讀這里提供的說明的人員能在這里揭示范圍和本發(fā)明具有重大實(shí)用性的附加領(lǐng)域內(nèi)作出修改、應(yīng)用和其它實(shí)施例。
圖1是具有按照本發(fā)明構(gòu)成的效能電路12的無(wú)線電話收發(fā)信機(jī)10的原理圖。為了清楚起見，圖1中省略了某些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，諸如揚(yáng)聲器、傳聲器、聲碼器、時(shí)鐘電路、基準(zhǔn)振蕩器和收發(fā)信機(jī)的10中的其它電路。按照本發(fā)明的說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員會(huì)知道這些附加電路設(shè)置在何處和怎樣實(shí)施它們。
收發(fā)信機(jī)10實(shí)施為無(wú)線碼分多址(CDMA)電話，包含電池14，給收發(fā)信機(jī)10提供功率。收發(fā)信機(jī)10包含發(fā)送通道16和接收通道18。發(fā)送通道16從左至右包含數(shù)字控制芯片20，自動(dòng)增益控制(AGC)電路22，中頻(IF)至射頻(RF)的混頻器24，驅(qū)動(dòng)器28，功率放大器(PA)32，隔離器33，雙工器34和天線36。接收通道18也包含天線36，雙工器34，數(shù)字控制芯片20，還包含連接在雙工器34和數(shù)字控制芯片20間的接收部分38。
電池14連接到數(shù)字控制芯片20，AGC22，混頻器24，接收部分38，驅(qū)動(dòng)器28，功率放大器32和效能電路12。效能電路12的輸出連接到功率放大器32的偏置輸入。
工作中，雙工器34在分別通過發(fā)送通道16和接收通道18實(shí)行的發(fā)送功能和接收功能之間共享天線資源。隔離器33將功率放大器32與天線36和雙工器34隔離開，防止功率反射從天線36返回到功率放大器32。
天線36接收到的信號(hào)經(jīng)雙工器34傳送到接收部分38。接收部分38包含濾波器，和信號(hào)混頻及下變頻電路(未圖示)，該變頻電路為接收信號(hào)經(jīng)包含在數(shù)字控制芯片20中的基帶處理器(未圖示)進(jìn)行處理作好準(zhǔn)備。本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員能很容易設(shè)計(jì)和實(shí)施接收部分38以適合給定應(yīng)用的需要。天線36、雙工器34、接收部分38和數(shù)字控制芯片20構(gòu)成無(wú)線電話收發(fā)信機(jī)10的接收部分。
數(shù)字控制芯片20包含稱為基帶處理器(未圖示)的數(shù)字信號(hào)處理器，移動(dòng)站調(diào)制解調(diào)器，和運(yùn)行軟件和控制無(wú)線電話10工作用的其它處理電路。數(shù)字控制芯片20包含將接收通道來的模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)用的模擬數(shù)字變換器(ADC)(未圖示)，還包含將基帶處理器來的數(shù)字信號(hào)變換成模擬信號(hào)為經(jīng)發(fā)送通道16發(fā)送作好準(zhǔn)備用的數(shù)字模擬變換器(DAC)(未圖示)。
數(shù)字控制芯片20來的模擬發(fā)送信號(hào)輸入到AGC22，如下文充分討論，發(fā)送信號(hào)的增益在這里按照數(shù)字控制芯片20中經(jīng)軟件或硬件確定的收發(fā)信機(jī)10的功率模式進(jìn)行調(diào)節(jié)。發(fā)送信號(hào)再經(jīng)作為混頻器的上變頻器24變換成模擬UHF信號(hào)，經(jīng)振蕩器(未圖示)同步到適當(dāng)?shù)腢HF頻率。該上變頻信號(hào)經(jīng)第1濾波器26、驅(qū)動(dòng)器28和第2濾波器30濾波和標(biāo)定，濾除噪聲并準(zhǔn)備發(fā)送信號(hào)用于發(fā)送。濾波后的發(fā)送信號(hào)由功率放大器32放大，放大器32的增益和功耗受效能電路12的控制，效能電路12響應(yīng)從數(shù)字控制芯片20接收到的控制信號(hào)有選擇地改變至功率放大器32的偏置信號(hào)42。效能電路12也響應(yīng)溫度變化有選擇地改變偏置信號(hào)42，使放大器32的性能相對(duì)于溫度是穩(wěn)定的。效能電路12在-30℃至110℃范圍穩(wěn)定放大器32的性能。
數(shù)字控制芯片20包含基帶處理器(未圖示)，執(zhí)行傳統(tǒng)軟件或硬件算法，測(cè)定信號(hào)幅值或強(qiáng)度，并對(duì)此作出響應(yīng)，提供接收信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)。數(shù)字控制芯片20響應(yīng)RSSI測(cè)量向效能電路12提供控制信號(hào)40。如果RSSI比預(yù)定閾值高，則數(shù)字控制芯片20向效能電路12發(fā)出控制信號(hào)40和向AGC電路22提供增益調(diào)節(jié)參數(shù)，從而將收發(fā)信機(jī)10設(shè)置在低功率模式。同樣，如果RSSI低，則數(shù)字控制芯片20將收發(fā)信機(jī)設(shè)置在高功率模式。在低功率模式下，從數(shù)字控制芯片20經(jīng)發(fā)送通道16發(fā)送的信號(hào)功率下降，按照高RSSI測(cè)量構(gòu)成高質(zhì)量的信道。同樣，在高功率模式下，收發(fā)信機(jī)10從電池14提取更多功率加以發(fā)送。預(yù)定閾值是一種隨應(yīng)用的規(guī)定，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員能很方便調(diào)節(jié)它，以滿足給定應(yīng)用的需要。
效能電路12控制偏置信號(hào)42，以調(diào)節(jié)放大器32的增益和合成輸出信號(hào)功率。在當(dāng)前的具體實(shí)施例中，當(dāng)控制信號(hào)40處于低電壓狀態(tài)時(shí)，偏置信號(hào)42的幅值增大，從而增大放大器32的增益和功耗。同樣，當(dāng)控制信號(hào)40處于高電壓狀態(tài)時(shí)，偏置信號(hào)42的幅值減小。
當(dāng)功率放大器32是異質(zhì)結(jié)雙極結(jié)型晶體管(HBT)放大器時(shí)，偏置信號(hào)42是電流信號(hào)。當(dāng)功率放大器是GaAs場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大器(GaAsFET)時(shí)，偏置信號(hào)42是電壓信號(hào)。
圖2為圖1中效能電路12的較詳細(xì)的原理圖。圖1中電池14向調(diào)節(jié)器43提供變化的電池電壓(Vcc)，調(diào)節(jié)器43調(diào)節(jié)該變化電壓Vcc，在連接第1電阻R1第1端和第2電阻R2第1端的節(jié)點(diǎn)13上提供近似不變的電壓(Vreg)。第1電阻R1的第2端連接運(yùn)算放大器50的負(fù)輸入端和P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)52的源極。P溝道MOSFET 52的柵極連接運(yùn)算放大器50的輸出。P溝道MOSFET 52的漏極連接功率放大器32并向功率放大器32的偏置端提供偏置信號(hào)Iref42。在該具體實(shí)施例中，功率放大器32構(gòu)成HBT放大器。
運(yùn)算放大器50經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電路(未圖示)偏置，該標(biāo)準(zhǔn)電路按照本領(lǐng)域中已知方法工作。運(yùn)算放大器50的正輸入端連接節(jié)點(diǎn)15，該節(jié)點(diǎn)15連接第2電阻R2的第2端，第4電阻R4的第1端，和第5電阻R5的第1端。第5電阻R5的第2端接地。第4電阻R4的第2端連接pnp雙極結(jié)型晶體管(BJT)54的發(fā)射極。pnp BJT 54的集電極接地。圖1中數(shù)字控制芯片20來的控制信號(hào)40(Vcontrol)加到第3電阻R3的第1端。第3電阻R3的第2端連接pnp BJT 54的基極。
pnp BJT 54作為開關(guān)，響應(yīng)控制信號(hào)(Vcontrol)經(jīng)電阻R3加給pnp BJT 54的基極的低電壓狀態(tài)有選擇地將第4電阻R4的第2端接地。晶體管54可用另一類型的開關(guān)替代而不脫離本發(fā)明的范圍。
效能電路12的工作是這樣的，當(dāng)控制信號(hào)Vcontrol 40處于低電壓狀態(tài)(例如0伏)時(shí)，基準(zhǔn)信號(hào)Iref為圖1中調(diào)節(jié)器43提供的不變電壓Vreg的函數(shù)，如下面等式描述的那樣Iref=R2R1R2+R4||R5Vreg---(1)]]>其中，R4//R5為并聯(lián)運(yùn)算，定義為如下等式R4||R5=R4R5R4+R5----(2)]]>對(duì)電阻R1、R2、R4和R5值的選擇屬于具體應(yīng)用，可由本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員很容易進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足給定應(yīng)用的需要。在本實(shí)施例中，R1＝27.0Ω，R2＝392.0Ω，R3＝10.0KΩ，R4＝36.0KΩ，和R5＝18.0KΩ，和Vreg＝3.0V。
Vcc表示圖1中電池14輸出的電壓，它在電池14的整個(gè)充電周期可變化，Vreg表示電壓調(diào)節(jié)器43輸出的不變DC基準(zhǔn)電壓。
當(dāng)控制信號(hào)Vcontrol 40處于高電壓狀態(tài)(例如5伏)時(shí)，基準(zhǔn)信號(hào)Iref為不變電壓Vreg的函數(shù)，如下面等式描述的那樣Iref=R2R1R2+R5Vres---(3)]]>R5＞R4//R5，因而經(jīng)pnp BJT 54切斷R4的作用，控制信號(hào)40使偏置電流Iref下降。
當(dāng)控制信號(hào)40處于高電壓狀態(tài)時(shí)，控制信號(hào)40有選擇地將R4與效能電路12隔離開。缺少R4的作用，使得運(yùn)算放大器50的正輸入端的電壓(V+)和負(fù)輸入端的電壓(V-)增加。該增加的電壓減小了通過第1電阻R1(按照歐姆定律)因而通過P溝道MOSFET 52的源極和漏極流動(dòng)的電流。結(jié)果電流Iref減小。本領(lǐng)域中公知，對(duì)運(yùn)算放大器而言，V+＝V-和I+＝I-＝0。
第4電阻R4和第5電阻R5構(gòu)成第1阻抗電路57，在節(jié)點(diǎn)15連接第2阻抗電路59。第2阻抗電路59包含第1電阻R1、第2電阻R2、和兩者間的節(jié)點(diǎn)13。第1阻抗電路57的電阻值通過晶體管54和控制信號(hào)40有選擇地變化。當(dāng)晶體管54導(dǎo)通時(shí)，阻抗電路57的電阻值由等式(2)近似計(jì)算。當(dāng)晶體管54截止時(shí)，第4電阻R4被隔離，第1阻抗電路57的電阻值或阻抗值等于第5電阻R5的電阻值。通過經(jīng)控制信號(hào)40和晶體管54有選擇地控制第1阻抗電路57的阻抗值，可控制偏置信號(hào)42，即傳遞給功率放大器32的電流Iref。
P溝道MOSFET 52的電阻值隨溫度而變，有利于穩(wěn)定最終以溫度極端為特征的工作環(huán)境中的放大器32的性能。P溝道MOSFET 52可用另一類型的晶體管或可變電阻來代替而不脫離本發(fā)明的范圍。
使pnp BJT 54導(dǎo)通和截止分別要求控制信號(hào)40的低和高電壓狀態(tài)，控制信號(hào)40的低和高電壓狀態(tài)取決于晶體管的參數(shù)，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可對(duì)其進(jìn)行選擇以滿足給定應(yīng)用的需要。
傳統(tǒng)無(wú)線電話的收發(fā)信機(jī)沒有效能電路12，不能響應(yīng)收發(fā)信機(jī)功率模式的變化或溫度變化而精確地控制功率放大器32的性能。沒有效能電路12，功率放大器32的性能可隨溫度而變，使收發(fā)信機(jī)10在冷熱環(huán)境中或在電噪聲或原發(fā)信號(hào)環(huán)境中的性能明顯下降，引起超功耗和/或不希望的收發(fā)信機(jī)性能。
本領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，效能電路12或擴(kuò)展到調(diào)節(jié)兩個(gè)以上的收發(fā)信機(jī)功率模式而不脫離本發(fā)明的范圍。
各種放大器32和50、電阻R1到R5、和晶體管52和54可從標(biāo)準(zhǔn)電子供應(yīng)商那里購(gòu)得。
圖3是圖1中效能電路12的變換例60。圖1中電池14來的電壓Vcc加到電壓反相器64，運(yùn)算放大器50的第1偏置端，和精確基準(zhǔn)電壓發(fā)生器66的輸出。反相器64的輸出連接運(yùn)算放大器50的第2偏置端。精密基準(zhǔn)電壓發(fā)生器66的輸出連接第6電阻R6的第1端和第7電阻R7的第1端，提供精密基準(zhǔn)電壓Vref。
第6電阻R6的第2端連接開關(guān)68，開關(guān)68可由n溝道FET構(gòu)成。第6電阻R6的第2端連接開關(guān)68的第1端(例如連接到n溝道FET的漏極)。控制信號(hào)40加到開關(guān)68的控制端(例如n溝道FET的柵極)，以響應(yīng)該控制信號(hào)40有選擇地將第6電阻R6的第2端連接到節(jié)點(diǎn)69。節(jié)點(diǎn)69連接運(yùn)算放大器50的負(fù)輸入端，第7電阻R7的第2端，和第8電阻R8的第1端。節(jié)點(diǎn)69還連接開關(guān)68的第2端(例如，n溝道FET的源極(S))。第8電阻R8的第2端連接運(yùn)算放大器50的輸出端和金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MESFET)放大器32’的偏置端，在該具體實(shí)施例中，放大器32’是GaAs FET放大器。運(yùn)算放大器50的正輸入端接地。
精確電壓Vref是常量電壓，該電壓的值與具體應(yīng)用相關(guān)，可以等于或不等于圖2中電壓調(diào)節(jié)器43輸出的圖2中常量電壓Vreg。Vref和Vreg是高穩(wěn)定高精度的DC基準(zhǔn)電壓預(yù)定值。本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員能很容易地確定合適的Vref或Vreg值以滿足給定應(yīng)用的要求。精密基準(zhǔn)電壓發(fā)生器66可由本領(lǐng)域中熟練人員根據(jù)電壓調(diào)節(jié)器、電壓標(biāo)定電路或其它類似電路構(gòu)成。
工作中，圖1中電池14提供的電壓Vcc加到運(yùn)算放大器50的第1偏置端和反相器64。反相器64將電壓+Vcc反相，將負(fù)電池電壓-Vcc加到運(yùn)算放大器50的第2偏置端。
基準(zhǔn)電壓Vref是高穩(wěn)定高精度的DC電壓預(yù)定值。該預(yù)定電壓值與具體應(yīng)用相關(guān)，可由本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員很容易地確定以滿足給定應(yīng)用的需要。
分別響應(yīng)由控制信號(hào)40加到開關(guān)68的控制端的高電壓狀態(tài)或低電壓狀態(tài)，接通或切斷第6電阻R6對(duì)效能電路60的作用。開關(guān)68可用諸如FET的晶體管構(gòu)成。
當(dāng)控制信號(hào)40為高電壓狀態(tài)時(shí)，偏置信號(hào)，即加到GaAs FET放大器32’的電壓(Vgg)是精密基準(zhǔn)電壓Vref的函數(shù)，如下面等式描述的那樣Vgg=R8R6||R7Vref---(4)]]>其中，并聯(lián)運(yùn)算如上面所述。在本實(shí)施例中，R8＝16.2Ω，R6＝340.0KΩ，R7＝13.3KΩ，Vcc＝4.1V到3.2V。
當(dāng)控制信號(hào)40為低電壓狀態(tài)時(shí)，開關(guān)68截止，第6電阻R6隔離。這使得偏置電壓Vgg較正(設(shè)R7＞R6//R7)，如下面等式描述的那樣Vgg=-RsR7Vref---(5)]]>第6電阻R6和第2電阻R7是第1阻抗電路57’的部分。第8電阻R8代表第2阻抗電路59’，59’在節(jié)點(diǎn)69連接第1阻抗電路57’。第1阻抗電路57’通過開關(guān)68和控制信號(hào)40有選擇地改變它的電阻值。當(dāng)開關(guān)68接通時(shí)，第1阻抗電路57’的電阻值近似為R6//R7。當(dāng)開關(guān)68斷開時(shí)，第6電阻R6被隔離，第1阻抗電路57’的電阻值等于第7電阻R7的電阻值。通過控制信號(hào)40和開關(guān)68有選擇地控制第2阻抗電路59’的阻抗，從而控制加到功率放大器32’的偏置信號(hào)Vgg。
這里參照特定應(yīng)用的特定實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了說明。但本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員根據(jù)這里的揭示，能在本發(fā)明范圍內(nèi)作出附加修改、應(yīng)用和其它實(shí)施例。
因此，申請(qǐng)人用所附權(quán)利要求書來涵蓋本發(fā)明范圍內(nèi)任何的和全部的應(yīng)用、修改和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種延長(zhǎng)無(wú)線電話中電池壽命的系統(tǒng)，其特征在于，包含提供表明所述無(wú)線電話工作模式的控制信號(hào)的裝置；提供發(fā)送信號(hào)的裝置；放大所述發(fā)送信號(hào)為發(fā)送作好準(zhǔn)備的裝置，該放大裝置要求偏置信號(hào)；和響應(yīng)所述控制信號(hào)有選擇地改變所述偏置信號(hào)從而有選擇地改變所述放大裝置功耗的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述有選擇改變裝置包含確定由所述控制信號(hào)指示的所述無(wú)線電話的理想工作模式的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述有選擇改變裝置包含根據(jù)所述理想工作模式調(diào)節(jié)所述偏置信號(hào)的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述調(diào)節(jié)裝置包含在第1阻抗電路和第2阻抗電路間具有節(jié)點(diǎn)的分壓電路。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述第1阻抗電路包含根據(jù)所述理想工作模式改變所述第1阻抗電路的阻抗的開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述第1阻抗電路包含與第2電阻并聯(lián)的第1電阻。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述開關(guān)是根據(jù)所述理想工作模式將所述第1電阻或所述第2電阻與所述分壓電路隔離開的晶體管。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述提供控制信號(hào)的裝置包含數(shù)字芯片。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述數(shù)字芯片包含響應(yīng)對(duì)所述無(wú)線電話的工作環(huán)境檢測(cè)以建立所述控制信號(hào)的軟件。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含接收機(jī)，所述接收機(jī)向所述軟件提供信息幫助設(shè)定所述模式。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述模式如所述信息指明的分別為與電噪聲信號(hào)環(huán)境或原發(fā)電信號(hào)環(huán)境相關(guān)的高功率模式或低功率模式。
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述提供發(fā)送信號(hào)的裝置包含與自動(dòng)增益控制電路相連的數(shù)字芯片，所述自動(dòng)增益控制電路連接中頻到射頻的混頻電路，所述混頻電路連接濾波器部分，所述濾波器部分的輸出代表所述發(fā)送信號(hào)。
13.一種延長(zhǎng)無(wú)線電話中電池壽命的系統(tǒng)，其特征在于，包含提供表明低功率模式的第1控制信號(hào)狀態(tài)和表明高功率模式的第2控制信號(hào)狀態(tài)的裝置；提供發(fā)送信號(hào)的裝置；按預(yù)定系數(shù)放大所述發(fā)送信號(hào)為發(fā)送作好準(zhǔn)備的裝置；以及響應(yīng)所述第1控制信號(hào)減小所述增益系數(shù)和響應(yīng)所述低功率模式增大所述增益系數(shù)以有選擇地改變所述放大裝置功耗的裝置。
14.一種改進(jìn)功率放大器效率的系統(tǒng)，其特征在于，包含確定所述功率放大器的理想工作模式并提供控制信號(hào)響應(yīng)該模式的第1裝置；向所述功率放大器提供偏置信號(hào)的第2裝置；和響應(yīng)所述控制信號(hào)有選擇地改變所述偏置信號(hào)的第3裝置。
15.一種有效的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，包含接收第1信號(hào)且測(cè)量該信號(hào)的預(yù)定特征并響應(yīng)該特征提供控制信號(hào)的第1裝置；響應(yīng)所述控制信號(hào)有選擇地將所述收發(fā)信機(jī)的狀態(tài)設(shè)定到預(yù)定收發(fā)信機(jī)狀態(tài)的第2裝置；提供第2射頻信號(hào)的第3裝置；用增益系數(shù)/偏置放大所述第2射頻信號(hào)的第4裝置；響應(yīng)所述預(yù)定收發(fā)信機(jī)模式有選擇地改變所述增益系數(shù)/偏置的第5裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述第5裝置還包含限制所述增益系數(shù)/偏置的由溫度引起的變化的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述限制所述增益系數(shù)/偏置的溫度變化的裝置包含運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器有一輸出連接晶體管的基極或柵極。
18.如權(quán)利要求17所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述晶體管是p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
19.如權(quán)利要求15所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述預(yù)定收發(fā)信機(jī)模式是低功率模式或高功率模式。
20.如權(quán)利要求15所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述第1信號(hào)的預(yù)定特征是所述第1信號(hào)中干擾分量的幅值。
21.如權(quán)利要求15所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述第4裝置包含功率放大器。
22.如權(quán)利要求15所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述第4裝置包含異質(zhì)結(jié)雙極晶體管放大器。
23.如權(quán)利要求15所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述第4裝置包含金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大器。
24.如權(quán)利要求15所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大器是GaAs場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述第1接收裝置包含接收機(jī)和數(shù)字芯片。
25.如權(quán)利要求24所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述數(shù)字芯片執(zhí)行軟件，該軟件用于計(jì)算所述第1信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度并響應(yīng)該信號(hào)強(qiáng)度提供所述控制信號(hào)。
26.如權(quán)利要求25所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述第2裝置包含響應(yīng)高信號(hào)強(qiáng)度將所述收發(fā)信機(jī)設(shè)定到低功率模式的裝置。
27.如權(quán)利要求26所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，其中，所述第2裝置包含響應(yīng)低信號(hào)強(qiáng)度將所述收發(fā)信機(jī)設(shè)定到高功率模式的裝置。
28.一種有效的發(fā)射機(jī)，其特征在于，包含提供中頻信號(hào)和模式設(shè)定信號(hào)的數(shù)字芯片；將所述中頻信號(hào)放大到預(yù)定電平并對(duì)放大作出響應(yīng)提供放大后的中頻信號(hào)的自動(dòng)增益控制電路；將所述放大后的中頻信號(hào)變換到射頻信號(hào)的頻率變換電路；對(duì)所述射頻信號(hào)進(jìn)行濾波并對(duì)濾波作出響應(yīng)提供濾波后的射頻信號(hào)的濾波器；放大所述射頻信號(hào)作好發(fā)送準(zhǔn)備并響應(yīng)該射頻信號(hào)放大提供放大后的射頻信號(hào)的功率放大器；響應(yīng)所述模式設(shè)定信號(hào)有選擇地調(diào)節(jié)所述功率放大器的功耗的功耗控制電路；和發(fā)送所述放大后的射頻信號(hào)的天線。
29.一種延長(zhǎng)無(wú)線電話中電池壽命的方法，其特征在于，包含下列步驟產(chǎn)生表明所述無(wú)線電話模式的控制信號(hào)；提供發(fā)送信號(hào)；放大所述發(fā)送信號(hào)為發(fā)送作好準(zhǔn)備，所述放大裝置要求偏置信號(hào)；和響應(yīng)所述控制信號(hào)有選擇地改變所述偏置信號(hào)從而有選擇地改變所述放大步驟中的功耗。
全文摘要
一種延長(zhǎng)無(wú)線電話電池壽命的系統(tǒng),具有4個(gè)電路。第1電路(20)提供控制信號(hào)(40),指示無(wú)線電話的模式。第2電路(20),可與第1電路相同,提供發(fā)送信號(hào)(Tx)。第3電路(32)接收偏置信號(hào)(42)并放大發(fā)送信號(hào),為發(fā)送作好準(zhǔn)備。第4電路(12)響應(yīng)控制信號(hào)有選擇地改變偏置信號(hào),從而有選擇地改變第3電路消耗的功率。
文檔編號(hào)H04B1/04GK1352826SQ00807791
公開日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2000年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月16日
發(fā)明者R·J·法伊, C·B·馬丁, P·S·坎特三世 申請(qǐng)人:高通股份有限公司