一種自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，諸如3G、4G通信以及無線局域網(wǎng)中的射頻發(fā)射機(jī)，尤其是一種自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)，是射頻發(fā)射機(jī)中的重要電路模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]3G、4G移動通信以及無線局域網(wǎng)等高速無線通信技術(shù)都采用了高峰均比的調(diào)制信號，這導(dǎo)致功率放大器需要回退大量的功率才能滿足上述信號的線性度要求。功率回退又導(dǎo)致了功率放大器絕大多數(shù)時間都工作在較小輸出功率的狀態(tài)下，因此效率非常低。
[0003]為解決該問題，學(xué)術(shù)界提出了幾種基于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的方案，包括包絡(luò)跟蹤方案、包絡(luò)消除與恢復(fù)方案、LINC方案等，其中包絡(luò)跟蹤方案被認(rèn)為是最具有可行性的，如圖1所示。該包絡(luò)跟蹤方案需要在經(jīng)典射頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增加包絡(luò)調(diào)制器(EnvelopeModulator)，基帶輸出合適的包絡(luò)波形，利用包絡(luò)調(diào)制器進(jìn)行包絡(luò)跟蹤并為功率放大器(PA)供電，同時基帶還要通過前饋校正包絡(luò)信號與射頻信號的延時。包絡(luò)跟蹤技術(shù)通過調(diào)節(jié)功率放大器的電源波形以提高其效率，因此在移動通信領(lǐng)域可以延長電池壽命。目前，使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)后，使用4G LTE制式的手機(jī)電池壽命可延長約50%。
[0004]然而目前的包絡(luò)跟蹤技術(shù)的應(yīng)用存在以下問題。由于包絡(luò)跟蹤技術(shù)使用了前饋，前饋路徑的延時對包絡(luò)跟蹤功率放大器的性能影響很大。為校正該延時，包絡(luò)跟蹤功率放大器需要基帶算法的支持，因此系統(tǒng)十分復(fù)雜，也大大降低了系統(tǒng)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]針對以上難點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)，以在包絡(luò)跟蹤技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用有鎖相環(huán)電路和濾波器電路組成的自動對齊模塊通過負(fù)反饋來自動校正前饋支路的延時。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)，該包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)是在包絡(luò)跟蹤功率放大器的基礎(chǔ)上增加依次連接的輸入信號包絡(luò)檢波器、包絡(luò)產(chǎn)生模塊和自動延時對齊模塊，使該包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)構(gòu)成前饋通路；其中，該自動延時對齊模塊包括鎖相環(huán)電路和可變帶寬濾波器，用以校正該前饋通路的延時。
[0009]上述方案中，所述自動延時對齊模塊與所述包絡(luò)跟蹤功率放大器中的包絡(luò)調(diào)制器構(gòu)成反饋環(huán)路，用以校正包絡(luò)調(diào)制器所產(chǎn)生的延時，其中該鎖相環(huán)電路用以感應(yīng)延時的大小并控制該可變帶寬濾波器，該可變帶寬濾波器連接于所述包絡(luò)產(chǎn)生模塊與該包絡(luò)調(diào)制器之間，用于產(chǎn)生相位差從而抵消該包絡(luò)調(diào)制器所產(chǎn)生的延時。
[0010]上述方案中，所述鎖相環(huán)電路采樣該包絡(luò)調(diào)制器的輸出信號和該包絡(luò)產(chǎn)生模塊的輸出信號并進(jìn)行相位比較，相位比較后輸出的信號用以控制該可變帶寬濾波器，從而在該輸入信號包絡(luò)檢波器與該包絡(luò)調(diào)制器之間產(chǎn)生相位差，進(jìn)而由該相位差抵消該包絡(luò)調(diào)制器所產(chǎn)生的延時。其中，所述前饋通路的延時主要由該包絡(luò)調(diào)制器所產(chǎn)生，因而抵消該包絡(luò)調(diào)制器的延時就是消除了前饋通路的延時。
[0011]上述方案中，當(dāng)輸入信號帶寬變化時，該包絡(luò)調(diào)制器的延時也會變化，因此該鎖相環(huán)電路的兩個輸入端信號的相位會不相同，從而導(dǎo)致該鎖相環(huán)電路的輸出變化，使得該可變帶寬濾波器的相位超前量變化，最終抵消該包絡(luò)調(diào)制器變化的延時。
[0012]上述方案中，輸入信號被分為兩路，一路輸入信號連接于該包絡(luò)跟蹤功率放大器中功率放大器的輸入端，另一路輸入信號連接于該輸入信號包絡(luò)檢波器；進(jìn)入該輸入信號包絡(luò)檢波器的該路輸入信號被該輸入信號包絡(luò)檢波器進(jìn)行包絡(luò)檢波，得到的包絡(luò)由該包絡(luò)產(chǎn)生模塊進(jìn)行包絡(luò)整形，整形后的包絡(luò)經(jīng)該自動延時對齊模塊中的可變帶寬濾波器電路進(jìn)行相位超前，之后輸出給該包絡(luò)跟蹤功率放大器中的包絡(luò)調(diào)制器進(jìn)行包絡(luò)跟蹤，該包絡(luò)調(diào)制器的輸出端為該包絡(luò)跟蹤功率放大器中功率放大器供電。
[0013]上述方案中，所述輸入信號包絡(luò)檢波器包括全波整流電路和低通濾波器，分別對進(jìn)入該輸入信號包絡(luò)檢波器的該路輸入信號進(jìn)行全波整流及低通濾波。
[0014](三)有益效果
[0015]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]1、本發(fā)明提供的自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)，片上實現(xiàn)了延時的自動對齊，不需要復(fù)雜的基帶算法的支持，大大降低了包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了可靠性。
[0017]2、本發(fā)明提供的自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)是在功率放大器的電源調(diào)制的基礎(chǔ)上引入了自動對齊，所以該結(jié)構(gòu)在輸出調(diào)制信號下效率優(yōu)于傳統(tǒng)的固定電源電壓功率放大器。
[0018]3、本發(fā)明提供的自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)是基于對功率放大器進(jìn)行電源調(diào)制的，所以在未來調(diào)制信號峰均比越來越高，大多數(shù)時間里輸入信號都比較小的趨勢下該結(jié)構(gòu)仍能保證較高的效率。
[0019]4、本發(fā)明提供的自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)，由于包絡(luò)波形可在包絡(luò)產(chǎn)生模塊中自定義產(chǎn)生，所以通過對該模塊的優(yōu)化獲得更高的輸出線性度。
【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中包絡(luò)跟蹤方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明提供的自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023]如圖2所示，圖2是本發(fā)明提供的自動對齊的包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)的框圖，該包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)是在現(xiàn)有包絡(luò)跟蹤功率放大器的基礎(chǔ)上增加依次連接的輸入信號包絡(luò)檢波器(Envelope Detector)、包絡(luò)產(chǎn)生模塊(Envelope Generator)和自動延時對齊模塊(Timing Aligner)，使該包絡(luò)跟蹤功率放大器結(jié)構(gòu)構(gòu)成前饋通路；其中，該自動延時對齊模塊包括鎖相環(huán)電路(Phase Lock Loop)和可變帶寬濾波器(Variable HPF)，用以校正該前饋通路的延時。
[0024]現(xiàn)有包絡(luò)跟蹤功率放大器包括功率放大器(PA)和包絡(luò)調(diào)制器(EnvelopeModulator)，包絡(luò)調(diào)制器連接于功率放大器的電源端。
[0025]請參照圖2，自動延時對齊模塊與所述包絡(luò)跟蹤功率放大器中的包絡(luò)調(diào)制器構(gòu)成反饋環(huán)路，用以校正包絡(luò)調(diào)制器所產(chǎn)生的延時，其中該鎖相環(huán)電路用以感應(yīng)延時的大小并控制該可變帶寬濾波器，該可變帶寬濾