用于包絡(luò)跟蹤的可編程rf陷波濾波器的制造方法
【專利說(shuō)明】用于包絡(luò)跟蹤的可編程RF陷波濾波器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求2012年7月26日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/675，898號(hào)的權(quán)益，所述臨時(shí)專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。
[0002]公開(kāi)領(lǐng)域
本公開(kāi)涉及直流至直流(DC)-DC轉(zhuǎn)換器以及使用DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路。
[0003]背景
DC-DC轉(zhuǎn)換器常常包括開(kāi)關(guān)電源，其可以基于開(kāi)關(guān)DC電壓源與地面之間的儲(chǔ)能元件(如電感器)的至少一端。結(jié)果，來(lái)自DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，可以具有從與儲(chǔ)能元件相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)中而產(chǎn)生的紋波電壓。通常，紋波電壓是不合需要的，而且在尺寸和成本允許的情況盡可能地最小化。因此，需要使用最小化尺寸和成本的技術(shù)來(lái)使紋波電壓最小化。
[0004]概述
本文公開(kāi)一種并聯(lián)放大器、一種開(kāi)關(guān)電源和一種射頻(RF)陷波濾波器。所述并聯(lián)放大器具有并聯(lián)放大器輸出，從而使得所述開(kāi)關(guān)電源耦合到所述并聯(lián)放大器輸出。此外，所述RF陷波濾波器耦合于所述并聯(lián)放大器輸出與地面之間。所述RF陷波濾波器具有可選陷波頻率，其基于RF雙工頻率。
[0005]在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述并聯(lián)放大器和所述開(kāi)關(guān)電源聯(lián)合提供第一包絡(luò)電源信號(hào)給RF功率放大器(PA)，從而使得所述第一包絡(luò)電源信號(hào)對(duì)所述RF PA所提供的RF發(fā)射信號(hào)，至少部分地進(jìn)行包絡(luò)跟蹤。在所述RF陷波濾波器的一個(gè)實(shí)施方案中，所述RF陷波濾波器減小所述第一包絡(luò)電源信號(hào)引入到RF接收電路中的噪音。同樣地，所述可選陷波頻率被選擇來(lái)將特定接收頻率設(shè)為目標(biāo)。
[0006]本領(lǐng)域技術(shù)人員在結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述之后，將了解本公開(kāi)的范圍并且認(rèn)識(shí)到其額外方面。
[0007]附圖簡(jiǎn)述
并入且形成本說(shuō)明書一部分的附圖示出本公開(kāi)的幾個(gè)方面，并且連同描述內(nèi)容一起用來(lái)解釋本公開(kāi)的原理。
[0008]圖1展示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案的直流至直流(DC)-DC轉(zhuǎn)換器。
[0009]圖2展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的替代實(shí)施方案的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0010]圖3為根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的額外實(shí)施方案的圖表，其示出圖1所示的射頻(RF)陷波濾波器的頻率響應(yīng)。
[0011]圖4展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的另一實(shí)施方案的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0012]圖5展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的又一實(shí)施方案的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0013]圖6展示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案的射頻(RF)通信系統(tǒng)。
[0014]圖7展示根據(jù)RF通信系統(tǒng)的替代實(shí)施方案的RF通信系統(tǒng)。
[0015]圖8展示根據(jù)RF通信系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的RF通信系統(tǒng)。
[0016]圖9展示根據(jù)RF通信系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的RF通信系統(tǒng)。
[0017]圖10展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施方案的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0018]圖11展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的替代實(shí)施方案的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0019]圖12展示根據(jù)RF通信系統(tǒng)的替代實(shí)施方案的RF通信系統(tǒng)。
[0020]圖13展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施方案的、圖12所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器的詳
1同O
[0021]圖14展示根據(jù)RF陷波濾波器的一個(gè)實(shí)施方案的、用于圖13所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器中的RF陷波濾波器的詳情。
[0022]圖15展示根據(jù)RF陷波濾波器的替代實(shí)施方案的、用于圖13所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器中的RF陷波濾波器的詳情。
[0023]圖16展示根據(jù)RF陷波濾波器的另一實(shí)施方案的、用于圖13所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器中的RF陷波濾波器的詳情。
[0024]圖17為根據(jù)RF通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的圖表，其示出圖12所示的RF通信系統(tǒng)的頻率行為。
[0025]詳述
下文闡明的實(shí)施方案代表使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本公開(kāi)的必需信息，并且示出實(shí)施本公開(kāi)的最佳模式。在鑒于附圖來(lái)閱讀以下描述之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解本公開(kāi)的概念，并且認(rèn)識(shí)到在本文中未具體提出的這些概念的應(yīng)用。應(yīng)了解，這些概念和應(yīng)用屬于本公開(kāi)和隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
[0026]圖1展示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案的直流至直流(DC) -DC轉(zhuǎn)換器10。DC-DC轉(zhuǎn)換器10包括開(kāi)關(guān)電源12、并聯(lián)放大器14和射頻(RF)陷波濾波器18。開(kāi)關(guān)電源12包括開(kāi)關(guān)電路16和第一電感元件LI。并聯(lián)放大器14具有反饋輸入FBI和并聯(lián)放大器輸出PAO。一般而言，開(kāi)關(guān)電源12親合到并聯(lián)放大器輸出PAO。開(kāi)關(guān)電路16具有開(kāi)關(guān)電路輸出SCO。第一電感元件LI耦合于開(kāi)關(guān)電路輸出SCO與反饋輸入FBI之間。RF陷波濾波器18耦合于并聯(lián)放大器輸出PAO與地面之間。在DC-DC轉(zhuǎn)換器10的一個(gè)實(shí)施方案中，并聯(lián)放大器輸出PAO直接耦合到反饋輸入FBI，正如圖中所示。
[0027]在DC-DC轉(zhuǎn)換器10的一個(gè)實(shí)施方案中，并聯(lián)放大器14基于電壓設(shè)定點(diǎn)而通過(guò)并聯(lián)放大器輸出ΡΑ0，來(lái)部分地提供第一電源輸出信號(hào)PS1。開(kāi)關(guān)電源12通過(guò)第一電感元件LI而部分地提供第一電源輸出信號(hào)PSl。與并聯(lián)放大器14相比，開(kāi)關(guān)電源12可以更有效地提供電力。然而，與開(kāi)關(guān)電源12相比，并聯(lián)放大器14可以更精確地提供第一電源輸出信號(hào)PSl的電壓。同樣地，在DC-DC轉(zhuǎn)換器10的一個(gè)實(shí)施方案中，并聯(lián)放大器14基于第一電源輸出信號(hào)PSl的電壓設(shè)定點(diǎn)，來(lái)調(diào)節(jié)第一電源輸出信號(hào)PSl的電壓，稱為第一電壓VI。此夕卜，開(kāi)關(guān)電源12調(diào)節(jié)第一電源輸出信號(hào)PS1，而使來(lái)自并聯(lián)放大器14的輸出電流(稱為并聯(lián)放大器輸出電流IP)最小化，進(jìn)而使效率最大化。在這方面，并聯(lián)放大器14充當(dāng)電壓源，而開(kāi)關(guān)電源12充當(dāng)電流源。另外，開(kāi)關(guān)電路16通過(guò)開(kāi)關(guān)電路輸出SC0，而將開(kāi)關(guān)輸出電壓VS和電感電流IL提供給第一電感元件LI。
[0028]在DC-DC轉(zhuǎn)換器10的一個(gè)實(shí)施方案中，DC-DC轉(zhuǎn)換器10接收DC源信號(hào)VDC，從而使得并聯(lián)放大器14使用DC源信號(hào)VDC來(lái)部分地提供第一電源輸出信號(hào)PSl，并且開(kāi)關(guān)電源12使用DC源信號(hào)VDC來(lái)部分地提供第一電源輸出信號(hào)PSl。
[0029]圖2展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器10的替代實(shí)施方案的DC-DC轉(zhuǎn)換器10。圖2所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10類似于圖1所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10，除了圖2所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10還包括電源控制電路20，而且開(kāi)關(guān)電源12還包括濾波器電容元件CF。濾波器電容元件CF耦合于并聯(lián)放大器輸出PAO與地面之間。同樣地，濾波器電容元件CF可以顯著減小來(lái)自第一電源輸出信號(hào)PSl的有害噪音、紋波或同時(shí)減小這兩者。電源控制電路20接收DC源信號(hào)VDC，并且耦合到并聯(lián)放大器14和開(kāi)關(guān)電路16。
[0030]圖3為根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器10的另一實(shí)施方案的圖表，其示出圖1所示的RF陷波濾波器18(圖1)的頻率響應(yīng)22。RF陷波濾波器18(圖1)具有頻率響應(yīng)22，其中RF陷波24處于RF陷波頻率RNF上。因此，RF陷波濾波器18 (圖1)基于頻率響應(yīng)22來(lái)過(guò)濾第一電源輸出信號(hào)PSl (圖1)。同樣地，RF陷波濾波器18 (圖1)可以顯著減小RF陷波頻率RNF上來(lái)自第一電源輸出信號(hào)PSl (圖1)的有害噪音、紋波，或同時(shí)減小這兩者。在RF陷波濾波器18(圖1)的一個(gè)實(shí)施方案中，RF陷波濾波器18(圖1)為可編程RF陷波濾波器，從而使得RF陷波頻率RNF為可選陷波頻率。在RF陷波濾波器18 (圖1)的替代實(shí)施方案中，RF陷波濾波器18 (圖1)為固定RF陷波濾波器，從而使得RF陷波頻率RNF并不為可選陷波頻率。
[0031]在頻率響應(yīng)22的第一實(shí)施方案中，RF陷波頻率RNF約等于10兆赫。在頻率響應(yīng)22的第二實(shí)施方案中，RF陷波頻率RNF約等于20兆赫。在頻率響應(yīng)22的第三實(shí)施方案中，RF陷波頻率RNF約等于30兆赫。在頻率響應(yīng)22的第四實(shí)施方案中，RF陷波頻率RNF約等于40兆赫。在頻率響應(yīng)22的第五實(shí)施方案中，RF陷波頻率RNF約等于50兆赫。
[0032]圖4展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器10的另一實(shí)施方案的DC-DC轉(zhuǎn)換器10。圖4所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10類似于圖2所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10，除了圖4所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10還包括耦合于并聯(lián)放大器輸出PAO與反饋輸入FBI之間的偏移電容元件CO。同樣地，開(kāi)關(guān)電源12通過(guò)偏移電容元件CO而耦合到并聯(lián)放大器輸出ΡΑ0，并且RF陷波濾波器18通過(guò)偏移電容元件CO而耦合到并聯(lián)放大器輸出ΡΑ0。另外，RF陷波濾波器18包括串聯(lián)耦合的陷波濾波器電容元件CT和陷波濾波器電感元件LT。陷波濾波器電容元件CT和陷波濾波器電感元件LT形成具有諧振頻率的諧振電路。RF陷波頻率RNF (圖3)是基于諧振頻率。RF陷波頻率RNF(圖3)附近的頻率響應(yīng)22(圖3)的形狀可以基于諧振電路的Q系數(shù)。
[0033]并聯(lián)放大器14基于電壓設(shè)定點(diǎn)，而通過(guò)并聯(lián)放大器輸出PAO和偏移電容元件CO，來(lái)部分地提供第一電源輸出信號(hào)PS1。偏移電容元件CO允許第一電壓Vl高于并聯(lián)放大器輸出PAO上的電壓。結(jié)果，即使第一電壓Vl大于并聯(lián)放大器輸出PAO上來(lái)自并聯(lián)放大器14的最大輸出電壓，并聯(lián)放大器14也可以恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第一電壓VI。在圖4所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10的實(shí)施方案中，濾波器電容元件CF通過(guò)偏移電容元件CO而耦合于并聯(lián)放大器輸出PAO與地面之間。在DC-DC轉(zhuǎn)換器10的替代實(shí)施方案中，省略偏移電容元件CO。
[0034]圖5展示根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器10的又一實(shí)施方案的DC-DC轉(zhuǎn)換器10。圖5所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10類似于圖4所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10，除了在圖5所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10中，RF陷波濾波器18包括串聯(lián)耦合的陷波濾波器電容元件CT、陷波濾波器電感元件LT和陷波濾波器電阻元件RT。陷波濾波器電容元件CT、陷波濾波器電感元件LT和陷波濾波器電阻元件RT形成具有諧振頻率的諧振電路。RF陷波頻率RNF(圖3)是基于諧振頻率。RF陷波頻率RNF(圖3)附近的頻率響應(yīng)22(圖3)的形狀可以基于諧振電路的Q系數(shù)。
[0035]圖6展示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案的射頻(RF)通信系統(tǒng)26。RF通信系統(tǒng)26包括RF發(fā)射器電路28、RF系統(tǒng)控制電路30、RF前端電路32、RF天線34和DC電力源36。RF發(fā)射器電路28包括發(fā)射器控制電路38、RF功率放大器(PA) 40、DC-DC轉(zhuǎn)換器10和PA偏置電路42。DC-DC轉(zhuǎn)換器10作用是包絡(luò)跟蹤電源