專(zhuān)利名稱：在閉合功率控制回路中用于電源電壓控制的功率放大器的雙電壓調(diào)節(jié)器的制作方法
在閉合功率控制回路中用于電源電壓控制的功率放大器的雙電壓調(diào)節(jié)器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及功率放大器控制。本發(fā)明尤其涉及在閉合功率控制回路中用于電源電壓控制的功率放大器的雙電壓調(diào)節(jié)器。
技術(shù)背景
隨著高效、低成本的電子模塊的可用性的日益增加，便攜式通 信設(shè)備變得越來(lái)越普遍。便攜式通信設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)功率放大 器，用于放大從便攜式通信設(shè)備發(fā)送的信號(hào)的功率。隨著日益增加的 可用率，低成本的電子模塊、便攜式通信設(shè)備變得越來(lái)越普遍。便攜 式通信設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)功率放大器，用于放大從該便攜式通信設(shè) 備發(fā)射的信號(hào)的功率。
隨著便攜式通信設(shè)備尺寸的日益減小，功率效率成為最重要的 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之一。降低功耗延長(zhǎng)了電源壽命并延長(zhǎng)了便攜式通信設(shè)備的 待機(jī)時(shí)間和通話時(shí)間。在使用非恒定幅度輸出的便攜式通信設(shè)備中 (即調(diào)制并放大相位分量和幅度分量的通信系統(tǒng))，通常使用線性功 率放大器。當(dāng)傳輸輸出功率從最大級(jí)降低時(shí)，功率放大器的效率快速 降低。這導(dǎo)致了一種兩難境地。為了減少功耗，當(dāng)條件允許時(shí)減少功 率放大器的功率輸出。不幸地，當(dāng)功率輸出減少時(shí)，功率放大器效率 快速降低，從而導(dǎo)致增加的功耗和降低的電源壽命。
—種功率放大器被稱為"電源電壓控制的"功率放大器。此功 率放大器方法通過(guò)控制到功率放大器的電源電壓來(lái)改變功率放大器 的功率輸出。電源電壓控制的功率放大器(PA)的輸出功率由施加 給功率放大器的一級(jí)或多級(jí)的雙極性晶體管的集極端(或若作為場(chǎng)效 應(yīng)晶體管(FET)實(shí)現(xiàn)時(shí)的漏極端)的經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓所確定。如果利 用雙極技術(shù)實(shí)現(xiàn)，則此功率放大器也被稱為集極電壓放大器控制(COVAC)功率放大器。
為了改善以低功率輸出級(jí)運(yùn)行的電源電壓控制的功率放大器 的效率，可以應(yīng)用開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器以給功率放大器提供電源電壓。不 幸地，開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器可能將噪聲和亂真部分(spurious component) 注入發(fā)射信號(hào)。開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器的控制帶寬必須還可以在發(fā)射信號(hào)的 帶寬上進(jìn)行操作。
因此，人們期望控制施加到功率放大器的電源控制端口的電 壓，以最小化噪聲、亂真信號(hào)的產(chǎn)生和開(kāi)關(guān)瞬態(tài)，從而最小化頻譜再 生。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例包括電源電壓控制的功率放大器，該電源電壓 控制的功率放大器包括功率放大器、用于產(chǎn)生功率控制信號(hào)的閉合功 率控制反饋回路和耦合到該功率控制反饋回路的雙電壓調(diào)節(jié)器，該雙 電壓調(diào)節(jié)器包括第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)和第二個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)，其中該閉合功率 控制回路最小化該第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)產(chǎn)生的噪聲。
本發(fā)明還提供相關(guān)的操作方法。在分析以下附圖和詳細(xì)描述之 后，對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，本發(fā)明的其它系統(tǒng)、方法、特征 和優(yōu)點(diǎn)變得顯而易見(jiàn)。所有此種的另外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)被 包括在此說(shuō)明書(shū)中、包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)并受到所附權(quán)利要求書(shū)的 保護(hù)。


參考以下附圖可以更好地理解本發(fā)明。附圖內(nèi)的各個(gè)部分不一 定是按比例繪制的，重點(diǎn)是為了清楚說(shuō)明本發(fā)明的原理。此外，在附 圖中，相同的參考符號(hào)表示不同圖中的對(duì)應(yīng)部分。
圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括功率放大器控制 元件的簡(jiǎn)化便攜式收發(fā)器的框圖2是說(shuō)明圖1的上變頻器、功率放大器控制元件和電源控制 元件的框圖3是說(shuō)明圖2的電源控制元件的實(shí)施例的框圖4是說(shuō)明雙電壓調(diào)節(jié)器操作的示例性傳輸包絡(luò)400的示意圖5是說(shuō)明功率放大器控制元件的實(shí)施例操作的流程圖。
具體實(shí)施方式
雖然是參考便攜式收發(fā)器進(jìn)行具體描述的，但功率放大器控制 元件可以在使用閉合反饋功率控制回路和電源電壓控制的功率放大 器的任何通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。
該功率放大器控制元件可以以硬件、軟件或硬件和軟件的組合 的方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)以硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，該功率放大器控制元件可以利用專(zhuān)用 硬件元件和邏輯元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)該功率放大器控制元件部分地以軟件 實(shí)現(xiàn)時(shí)，軟件部分可以用于控制該功率放大器控制元件中的部件，從 而各個(gè)操作方面可以是軟件控制的。軟件可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)并由適 當(dāng)?shù)闹噶顖?zhí)行系統(tǒng)(微處理器)執(zhí)行。該功率放大器控制元件的硬件 實(shí)現(xiàn)可以包括以下技術(shù)的任何一種或其組合，這些技術(shù)在所屬領(lǐng)域中 是公知的離散電子部件、具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯 門(mén)的離散邏輯電路、具有適當(dāng)邏輯門(mén)的專(zhuān)用集成電路、可編程門(mén)陣列 (PGA)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)等等。
功率放大器控制元件的軟件包括依序排列的用于實(shí)現(xiàn)邏輯功 能的可執(zhí)行指令，并可以包括在任何計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)中，該計(jì)算機(jī) 可讀取介質(zhì)由或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用，所述系統(tǒng)、裝 置或設(shè)備例如是基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)或可以從該指 令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備獲得指令并執(zhí)行指令的其它系統(tǒng)。
在本文的上下文中，"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"可以是以下任何裝置 可以包含、存儲(chǔ)、傳達(dá)、傳播或傳送由或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或 設(shè)備使用的程序。該計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)可以例如包括但不限于電的、 磁的、光學(xué)的、電磁的、紅多卜的或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置、設(shè)備或傳播 介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體(非詳盡列舉)的例子包括以下各 項(xiàng)具有一條或多條線的電連接(電的)、便攜式計(jì)算機(jī)磁盤(pán)(磁的)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦可編程只讀存 儲(chǔ)器(EPROM或閃存)(磁的)、光纖(光學(xué)的)和便攜式光盤(pán)只讀 存儲(chǔ)器(CDROM)(光學(xué)的)。需要注意的是，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)甚 至可以是其上印有程序的紙或其它適合的介質(zhì)，因?yàn)槌绦蚩梢越?jīng)由例 如對(duì)紙或其它介質(zhì)的光學(xué)掃描而被電子地獲取，然后被編輯、轉(zhuǎn)換或 在必要時(shí)以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行其他處理，然后存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。
圖1是說(shuō)明簡(jiǎn)化的便攜式收發(fā)器100的框圖，包括具有電源控 制元件的功率放大器控制元件的實(shí)施例。便攜式收發(fā)器100包括揚(yáng)聲 器102、顯示器104、鍵盤(pán)106和麥克風(fēng)108，其均都連接到基帶子 系統(tǒng)110。電源142 (其可以是直流(DC)電池或其它電源)也可以 經(jīng)由連接144連接到基帶子系統(tǒng)110，以給便攜式收發(fā)器100提供電 能。在特定的實(shí)施例中，便攜式收發(fā)器100例如可以是但不限于便攜 式電信設(shè)備，例如蜂窩型移動(dòng)電話。揚(yáng)聲器102和顯示器104分別經(jīng) 由連接112和114從基帶子系統(tǒng)110接收信號(hào)，這對(duì)于所屬領(lǐng)域的技 術(shù)人員是公知的。類(lèi)似地，鍵盤(pán)106和麥克風(fēng)108分別經(jīng)由連接116 和118提供信號(hào)給基帶子系統(tǒng)110?；鶐ё酉到y(tǒng)IIO包括經(jīng)由總線128 相通信的微處理器(pP) 120、存儲(chǔ)器122、模擬電路124和數(shù)字信 號(hào)處理器(DSP) 126。雖然顯示成單一的總線，但必要時(shí)可以將總 線128實(shí)現(xiàn)為在基帶子系統(tǒng)110內(nèi)的子系統(tǒng)之間連接的多條總線。
依賴于實(shí)現(xiàn)該功率放大器控制元件的方式，基帶子系統(tǒng)110還 可以包括專(zhuān)用集成電路(ASIC) 135和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA) 133。
微處理器120和存儲(chǔ)器122為便攜式收發(fā)器100提供信號(hào)計(jì) 時(shí)、處理和存儲(chǔ)功能。模擬電路124為基帶子系統(tǒng)110內(nèi)的信號(hào)提供 模擬處理功能?；鶐ё酉到y(tǒng)UO諸如經(jīng)由例如連接132為發(fā)射機(jī)150、 接收機(jī)160、功率放大器180和功率放大器控制元件285提供控制信 號(hào)。
基帶子系統(tǒng)110產(chǎn)生稱作為Vapc的功率控制信號(hào)，經(jīng)由連接 146將該功率控制信號(hào)提供給功率放大器控制元件285。信號(hào)Vapc由 基帶子系統(tǒng)110產(chǎn)生，并且通常通過(guò)以下描述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 136或138之一而轉(zhuǎn)換成模擬控制信號(hào)。自總線128提供所 示的功率控制信號(hào)Vapc，以指示信號(hào)可以以所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的不同方式產(chǎn)生。總的來(lái)說(shuō)，功率控制信號(hào)vapc作為在校準(zhǔn)期間確定的功率放大器的峰值電壓的函數(shù)來(lái)控制該功率放大器，并對(duì)應(yīng)于 功率放大器的輸出功率。
連接132和146處的控制信號(hào)可以來(lái)自DSP 126、 ASIC 135、 FPGA 133或來(lái)自微處理器1.20，并被提供給發(fā)射機(jī)150、接收機(jī)170、 功率放大器180和功率放大器控制元件285內(nèi)的多種連接。需要注意 的是，出于簡(jiǎn)化目的，在本文中僅說(shuō)明了便攜式收發(fā)器100的基本部 件。由基帶子系統(tǒng)IIO提供的控制信號(hào)控制便攜式收發(fā)器100內(nèi)的多 種部件。此外，可以將發(fā)射機(jī)150和接收機(jī)170的功能集成到收發(fā)器 中。
如果功率放大器控制元件285的一部分是由微處理器120執(zhí)行 的軟件實(shí)現(xiàn)的，則存儲(chǔ)器122還包括功率放大器控制軟件255。該功 率放大器控制軟件255包括一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行的代碼段，所述代碼段 可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并且可以在微處理器120中被執(zhí)行?？蛇x擇 地，可以將功率放大器控制軟件255的功能編碼進(jìn)ASIC 135中或可 以由FPGA 133或其它設(shè)備執(zhí)行。因?yàn)榇鎯?chǔ)器122可以重寫(xiě)，并且因 為FPGA 133是可重編程的，因此當(dāng)利用這些方法之一實(shí)現(xiàn)時(shí)，功率 放大器控制軟件255的更新可以遠(yuǎn)程發(fā)送并保存在便攜式收發(fā)器100 中。
基帶子系統(tǒng)110還包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 134和數(shù)字模 擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 136和138。雖然將DAC 136和138示為兩個(gè)單獨(dú) 的設(shè)備，需要理解的是，單一的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器可以用于執(zhí)行DAC 136和138的功能。ADC 134、 DAC 136和DAC 138還經(jīng)由總線128 與微處理器120、存儲(chǔ)器122、模擬電路124和DSP 126相通信。DAC 136將基帶子系統(tǒng)110內(nèi)的數(shù)字通信信息轉(zhuǎn)換成經(jīng)由連接140傳輸給 調(diào)制器152的模擬信號(hào)。連接140 (其被示為兩條有向的箭頭)包括 在從數(shù)字域轉(zhuǎn)換成模擬域之后由發(fā)射機(jī)150發(fā)射的信息。
發(fā)射機(jī)150包括調(diào)制器152，調(diào)制器152調(diào)制連接140上的模擬信息，并經(jīng)由連接158將調(diào)制信號(hào)提供給上變頻器154。上變頻器 154將連接158上的經(jīng)調(diào)制信號(hào)變換成適當(dāng)?shù)陌l(fā)射頻率，并經(jīng)由連接 184將上變頻信號(hào)提供給功率放大器180。功率放大器180將該信號(hào) 放大至適合該系統(tǒng)的功率電平，便攜式收發(fā)器100設(shè)計(jì)為在該系統(tǒng)中 操作。
調(diào)制器152和上變頻器154的細(xì)節(jié)已被省略，因?yàn)樗鼈儗?duì)于所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的。例如，連接140上的數(shù)據(jù)一般由基帶子 系統(tǒng)110格式化成同相(I)分量和正交(Q)分量。I和Q分量可以 采用不同的形式，并依據(jù)所使用的通信標(biāo)準(zhǔn)被不同地格式化。例如， 當(dāng)將功率放大器模塊用于等幅、等相(或等頻)調(diào)制應(yīng)用例如用于全 球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)時(shí)，由調(diào)制器152提供經(jīng)調(diào)相的信息。當(dāng) 將功率放大器模塊用于需要調(diào)相和調(diào)幅的應(yīng)用(例如被稱為EDGE 的GSM演進(jìn)的增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率)時(shí)，將發(fā)射信號(hào)的笛卡爾(cartesian) 同相(I)分量和正交(Q)分量轉(zhuǎn)換成它們的極化對(duì)等體的幅度和相 位。通過(guò)調(diào)制器152執(zhí)行調(diào)相，同時(shí)由功率放大器控制元件285執(zhí)行 調(diào)幅，其中幅度包絡(luò)由功率控制電壓Vpc限定，該功率控制電壓Vpc 由功率放大器控制元件285產(chǎn)生。功率放大器模塊180的瞬時(shí)功率電 平追蹤Vpc，從而產(chǎn)生具有相位分量和幅度分量的發(fā)射信號(hào)。已知為 極化調(diào)制技術(shù)的此種技術(shù)消除了功率放大器模塊對(duì)線性放大的需求， 允許使用更高效的操作飽和模式，同時(shí)提供調(diào)相和調(diào)幅。
功率放大器180經(jīng)由連接156提供經(jīng)放大的信號(hào)給前端模塊 162。該前端模塊包括天線系統(tǒng)接口，該天線系統(tǒng)接口可以包括諸如 雙工器(diplexer)，該雙工器具有允許同時(shí)通過(guò)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào) 的濾波器對(duì)，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的。將該發(fā)射信號(hào)從前端 模塊162提供給天線160。
利用由功率放大器控制元件285產(chǎn)生的功率控制信號(hào)Vpc，功 率放大器控制元件285確定功率放大器180可以操作來(lái)放大該發(fā)射信 號(hào)的適當(dāng)功率電平。當(dāng)調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)需要時(shí)，該功率控制信號(hào)Vpc還用于 提供包絡(luò)或幅度調(diào)制。功率放大器控制元件285還包括以下將描述的 電源控制元件300。功率放大器控制元件285經(jīng)由連接250為功率放大器180提供經(jīng)調(diào)節(jié)的電源電壓(被稱作為Vcc)，通過(guò)控制傳送給 功率放大器180的電源電壓，該功率放大器控制元件285確定該功率 放大器的輸出。該功率放大器控制元件285和該電源控制元件300在 以下將詳細(xì)描述。
天線160接收到的信號(hào)從該前端模塊162被指引到該接收機(jī) 170。該接收機(jī)170包括下變頻器172、濾波器182和解調(diào)器178。如 果利用直接變換接收器(DCR)實(shí)現(xiàn)，則下變頻器172將接收到的信 號(hào)從RF電平變換成基帶電平(DC)?？蛇x擇地，所接收的RF信號(hào) 可以被下變頻至中頻(IF)信號(hào)，這視應(yīng)用而定。將下變頻信號(hào)經(jīng)由 連接174發(fā)送到濾波器182。該濾波器包括至少一個(gè)濾波器級(jí)以過(guò)濾 所接收的下變頻信號(hào)，如所屬領(lǐng)域所公知的。
將經(jīng)過(guò)濾的信號(hào)經(jīng)由連接176從濾波器182發(fā)送到解調(diào)器178。 該解調(diào)器178恢復(fù)所發(fā)射的模擬信息，并經(jīng)由連接186將表示此信息 的信號(hào)提供給ADC 134。 ADC 134以基帶頻率將這些模擬信號(hào)變換 成數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)由總線128將該信號(hào)傳送至DSP 126以進(jìn)行進(jìn)一步 的處理。
圖2是說(shuō)明圖1的上變頻器154、功率放大器控制元件285和 電源控制元件300的框圖。以對(duì)功率放大器控制元件285的描述開(kāi)始， 其形成閉合功率控制回路265，或"AM控制回路"，在連接156上將 在功率放大器180的輸出處呈現(xiàn)的輸出功率的一部分由耦合器222通 過(guò)連接157轉(zhuǎn)移并輸入到混頻器226。該混頻器226還經(jīng)由連接198 從合成器148接收本地振蕩器(LO)信號(hào)。
該混頻器226將連接157上的RF信號(hào)下變頻至連接228上的 中頻(IF)信號(hào)。例如，該混頻器226獲得連接157上具有近似2千 兆赫(GHz)頻率的信號(hào)，并在連接228上將該信號(hào)下變頻至近似100 兆赫(MHz)的頻率用于輸入至可變?cè)鲆嬖?32。該可變?cè)鲆嬖?232可以是例如但不限于可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩p器。在這樣的布置中， 該可變?cè)鲆嬖?32可以具有近似70分貝(dB)(即+35dBA35dB) 的動(dòng)態(tài)范圍。該可變?cè)鲆嬖?32經(jīng)由連接234從放大器236的非反 相輸出接收控制信號(hào)輸入。經(jīng)由連接146從圖1的該基帶子系統(tǒng)110提供該輸入至放大器236。連接146上的信號(hào)是功率控制信號(hào)Vapc， 這是定義發(fā)射功率電平并提供功率分布的基準(zhǔn)電壓信號(hào)。將連接146 上的該信號(hào)提供給重建濾波器，該重建濾波器包括電阻器240和電容 器242。如此，經(jīng)由連接234將發(fā)射功率電平和功率分布的基準(zhǔn)電壓 提供給可變?cè)鲆嬖?32的控制輸入。
連接246上該可變?cè)鲆嬖?32的輸出是IF信號(hào)并包括具有 AM分量和PM分量的調(diào)制并被稱作為"功率測(cè)量信號(hào)"。該功率測(cè) 量信號(hào)與功率放大器180的絕對(duì)輸出功率相關(guān)，并包括與呈現(xiàn)在該信 號(hào)中的AM和PM分量相關(guān)的非常小的誤差。將連接246上可變?cè)鲆?元件232的輸出提供給功率檢測(cè)器262的輸入，而且也被提供給限幅 器248。連接246上的IF信號(hào)包括AM分量和PM分量。將連接246 上的該信號(hào)提供給功率檢測(cè)器262，該功率檢測(cè)器262在連接264上 提供表示呈現(xiàn)在連接246上的IF功率的瞬時(shí)電平的基帶信號(hào)。將連 接264上該功率檢測(cè)器262的輸出提供給放大器268的反相輸入。
該放大器268、電容器266和電容器270形成比較器284，該 比較器284經(jīng)由連接272提供用于控制該功率放大器180的誤差信 號(hào)。經(jīng)由連接138從調(diào)制器152的輸出通過(guò)功率檢測(cè)器276將非反相 輸入提供給放大器268。將連接138上的信號(hào)提供給該放大器268的 非反相輸入，該信號(hào)包含由調(diào)制器152產(chǎn)生的AM調(diào)制，用于輸入到 功率放大器180的控制端口 250。
該功率放大器控制元件285的增益放大了連接272上的信號(hào)， 使得輸入到放大器268的連接264上的信號(hào)和連接138上的信號(hào)之間 的差異產(chǎn)生了連接272上的誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)被用于控制功率放 大器180的輸出。將連接272上的誤差信號(hào)提供給可變?cè)鲆嬖?74， 該可變?cè)鲆嬖?74在結(jié)構(gòu)上可以類(lèi)似可變?cè)鲆嬖?32。然而，該 可變?cè)鲆嬖?74的功能與可變?cè)鲆嬖?32的功能相反。從放大器 236的反相輸出提供控制輸入到可變?cè)鲆嬖?74。如此，被提供給 功率放大器180的控制端口的連接250上的功率放大器控制信號(hào)驅(qū)動(dòng) 該功率放大器180在連接156上提供適當(dāng)?shù)妮敵觥?
連接264上的信號(hào)電平和連接138上的信號(hào)電平應(yīng)該相等。例如，如果可變?cè)鲆嬖?32的輸出電平增加10倍，則功率放大器180 的輸出電平應(yīng)相應(yīng)降低，以保持放大器268的輸入處的平衡。功率放 大器180的輸出變化以去除可變?cè)鲆嬖?32的增益變化。如此，連 接264上的信號(hào)的幅度保持與連接138上的信號(hào)的幅度相等。然而， 這意味連接228上的信號(hào)滯后于連接234上的信號(hào)，從而使得兩個(gè)信 號(hào)無(wú)法完全去除。如此，具有AM部分和PM部分的誤差信號(hào)在連接 246上被呈現(xiàn)。通過(guò)功率檢測(cè)器262將連接246上的信號(hào)從IF信號(hào)變 換成連接264上的基帶信號(hào)。通過(guò)放大器268和放大器274放大連接 264上的信號(hào)，并將該信號(hào)作為輸入在連接168上提供給電源控制元 件300。該電源控制元件300控制經(jīng)由連接250到功率放大器180的 電源電壓，從而在連接156上該功率放大器180的輸出處獲得期望的 信號(hào)。該功率放大器控制元件285具有足夠增益，從而可以保持連接 264上的誤差信號(hào)為小。在此情形下，可變?cè)鲆嬖?32和功率放大 器180的增益變化實(shí)質(zhì)上彼此相反。
除了放大連接264上的誤差信號(hào)之外，該放大器268還將連接 264上的功率測(cè)量信號(hào)與該調(diào)制器152提供的在連接138上包括AM 部分的基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行比較。連接138上的DC電壓電平影響該功 率放大器268的期望靜態(tài)輸出功率，不考慮AM調(diào)制。該放大器268 將連接264上的信號(hào)電平與連接138上的信號(hào)電平進(jìn)行比較，然后放 大差異，從而在連接272上提供功率控制信號(hào)。該比較器284作用為 積分器，其也是低通濾波器。或者，例如通過(guò)可變?cè)鲆嬖?32，可 以以其它方式將該信號(hào)的AM部分引入該功率放大器控制元件285。
連接272上的功率控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)可變?cè)鲆娣糯笃?74，其校正 可變?cè)鲆嬖?32關(guān)于功率放大器控制元件285的轉(zhuǎn)移函數(shù)的效果。 可變?cè)鲆嬖?32和可變?cè)鲆嬖?74的可變?cè)鲆孑^好 (complimentary)。由于連接264上呈現(xiàn)有功率測(cè)量信號(hào)，并且連接 138上呈現(xiàn)有AM誤差信號(hào)，因此放大器268提供雙重功能(1)其 放大連接138上的AM誤差信號(hào)，使得經(jīng)由連接250調(diào)制功率放大器 180的功率輸出，以具有正確的AM量；以及(2)其執(zhí)行平均功率 比較并放大結(jié)果，從而在連接272上提供控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)可變?cè)鲆娣糯笃?74。該可變?cè)鲆娣糯笃?74在連接168上提供 電壓信號(hào)VPC，該電壓信號(hào)VPC包括AM部分并驅(qū)動(dòng)電源控制元件300 以控制傳送至功率放大器180的電源電壓。該電源控制元件285驅(qū)動(dòng) 該功率放大器180至正確的平均功率輸出。如此來(lái)控制功率輸出，并 且將該信號(hào)期望的AM部分提供給功率放大器180的控制輸入250 并呈現(xiàn)于連接156的功率放大器輸出上?；祛l器226、可變?cè)鲆嬖?232、功率檢測(cè)器262、放大器268和可變?cè)鲆嬖?74提供連續(xù)閉 合功率控制回路265以控制功率放大器180的功率輸出，同時(shí)允許經(jīng) 由連接138引入發(fā)射信號(hào)的AM部分。
閉合功率控制回路265 —直允許校正由功率放大器180引起的 任何相移。鎖相回路220現(xiàn)在包括用于回送功率放大器180的輸出至 相位/頻率檢測(cè)器208的輸入的閉合功率控制反饋回路。由該功率放 大器180產(chǎn)生的任何不想要的相移將由該鎖相回路220進(jìn)行校正?？?變?cè)鲆嬖?32的輸出經(jīng)由連接246將呈現(xiàn)的任何相位失真?zhèn)魉徒o限 幅器24S，用于由鎖相回路220進(jìn)行校正。同樣，強(qiáng)制功率放大器180 的輸出相位跟隨連接155上的LO信號(hào)的相位。
為了從可變?cè)鲆嬖?32的輸出去除AM，該可變?cè)鲆嬖?32 經(jīng)由連接246和連接144連接到限幅器248的輸入。該限幅器248產(chǎn) 生僅包括連接258上的PM分量的本地振蕩器信號(hào)。此LO信號(hào)經(jīng)由 連接258被提供給除法器260，其將連接258上的信號(hào)除以數(shù)字"y"。 選擇數(shù)字"y"以最小化合成器148的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。將該除法器260 的輸出提供給該相位/頻率檢測(cè)器208。
經(jīng)由連接155將未被調(diào)制的輸入信號(hào)從合成器148提供給除法 器202。將該未被調(diào)制的輸入信號(hào)的頻率除以數(shù)字"x"，以在連接204 上提供具有適當(dāng)頻率的信號(hào)。選擇數(shù)字"x"以最小化該合成器148 的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，并且例如可以但不限于選擇以變換該合成器148的輸 出為100 MHz的頻率。連接204上除法器的輸出被提供給調(diào)制器152。 另外，分別經(jīng)由連接278和282將基帶I和Q信息信號(hào)提供給調(diào)制器 152。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能理解I和Q基帶信息信號(hào)接口。作 為調(diào)制器152操作的結(jié)果，連接252上的輸出是包括以AM基準(zhǔn)信號(hào)形式表示的AM分量和小PM誤差信號(hào)的中頻信號(hào)。經(jīng)由連接252 將調(diào)制器152的輸出提供給功率檢測(cè)器276。功率檢測(cè)器276的輸出 還包括想要的發(fā)射信號(hào)的AM部分。連接138上提供的信號(hào)是用于輸 入至該功率放大器控制元件285的基準(zhǔn)信號(hào)。因?yàn)樵摴β史糯笃骺刂?元件285的帶寬有限，因此優(yōu)選地，在連接138上出現(xiàn)調(diào)幅的速率處 于該功率控制反饋回路265的帶寬內(nèi)。
鎖相回路220內(nèi)的部件為連接258和調(diào)制器連接278及282上 的PM比較提供增益，從而在連接252上提供調(diào)制器152的相位誤差 輸出。然后將此相位誤差信號(hào)提供給限幅器248，該限幅器248在連 接258上輸出包含小PM相位誤差分量的信號(hào)。
當(dāng)該鎖相回路220的增益增加時(shí)，在連接252上包含相位誤差 的調(diào)制器152的誤差信號(hào)輸出越來(lái)越小。然而，總是存在一些誤差信 號(hào)，從而使得鎖相回路220實(shí)現(xiàn)鎖相。需要注意的是，即使在該功率 放大器180沒(méi)有操作時(shí)，也總是有一些少量泄漏通過(guò)功率放大器180 流到連接156上。此少量泄漏足以提供反饋信號(hào)通過(guò)可變?cè)鲆嬖?232并進(jìn)入鎖相回路220，可以僅利用功率放大器180的泄漏輸出來(lái) 鎖住該鎖相回路220。如此，可以將單反饋回路用于在從放大器關(guān)閉 時(shí)直到放大器i80提供全輸出功率時(shí)連續(xù)控制功率放大器180的輸出 功率。
將調(diào)制器152的輸出經(jīng)由連接252提供給限幅器249。該限幅 器249去除呈現(xiàn)在連接252上的AM分量，從而防止在該相位/頻率 檢測(cè)器208中發(fā)生任何AM至PM的變換。該相位/頻率檢測(cè)器208 從該限幅器249接收未被調(diào)制的輸入信號(hào)。該相位/頻率檢測(cè)器208 還經(jīng)由連接206接收除法器260的輸出。該相位/頻率檢測(cè)器208檢 測(cè)在連接256上的信號(hào)和連接206上的信號(hào)之間的任何相位差，并在 連接210上放置具有與該相位差成比例的幅度的信號(hào)。當(dāng)相位差達(dá)到 360°時(shí)，相位/頻率檢測(cè)器208在連接210上的輸出將與連接256和 206上的信號(hào)之間的頻率差成比例。
相位/頻率檢測(cè)器208在連接210上的輸出是具有值0或1的 數(shù)字信號(hào)，在兩個(gè)輸出狀態(tài)之間具有非常小的轉(zhuǎn)換時(shí)間。將連接210上的此信號(hào)提供給低通濾波器212，該低通濾波器212對(duì)連接210上 的該信號(hào)求積分并在連接214上放置DC信號(hào)，該DC信號(hào)控制發(fā)射 電壓控制振蕩器(TXVCO) 216的頻率。該TX VC0 216的輸出經(jīng) 由連接184被直接提供給該功率放大器180。如此，該合成器148、 限幅器248、調(diào)制器152、限幅器256、除法器260、除法器202、相 位/頻率檢測(cè)器208、低通濾波器212和TX VC0216形成鎖相回路 (PLL) 220，其被用于確定連接184上的發(fā)射頻率?；蛘撸撜{(diào)制 器152可位于該P(yáng)LL220外部。當(dāng)PLL220被固定或"鎖定"時(shí)，則 在連接256和206上進(jìn)入相位/頻率檢測(cè)器208的兩個(gè)信號(hào)實(shí)質(zhì)上具 有相同的相位和頻率，并且該相位/頻率檢測(cè)器208的輸出在連接210 上變成零。積分低通濾波器212的輸出在連接214上穩(wěn)定，產(chǎn)生在 TXVC0 216之外的固定頻率。例如，合成器148和混頻器226確保 來(lái)自TXVC0 216的信號(hào)輸出的頻率在連接184上追蹤由合成器148 提供的本地振蕩器信號(hào)的頻率和連接206上的IF頻率之和。
當(dāng)鎖相回路220被鎖定時(shí)，連接256上的信號(hào)的相位和連接 206上的信號(hào)的相位實(shí)質(zhì)上相等。因?yàn)檫B接206上的PM量可能非常 小，因此鎖相回路220中的增益必須足夠高以放大連接206上的誤差 信號(hào)至使得相位/頻率檢測(cè)器208可以進(jìn)行比較的電平。通過(guò)利用調(diào) 制器152以期望TX VCO的相位移動(dòng)的相反的方向?qū)B接204上的 信號(hào)施加I和Q信息信號(hào)，并且因?yàn)槠谕撴i相回路220保持鎖定， 所以來(lái)自TXVC0 216的信號(hào)輸出的相位在連接184上相對(duì)由調(diào)制器 152實(shí)施的相位移動(dòng)。如此，在連接206上呈現(xiàn)的PM誤差信號(hào)通過(guò) TX VCO 216的每一伏特很多MHz級(jí)的極高靈敏度而被最小化。
因?yàn)楣β史糯笃骺刂圃?85是用于連接138處的AM信號(hào)的 閉合回路，因此可以使用非線性并因此具有高效率的功率放大器180。 此外，由于放大器的相移的幅度依賴導(dǎo)致出現(xiàn)的不期望的和有害的 AM至PM變換由包括在鎖相回路220內(nèi)的功率放大器180校正。通 過(guò)分開(kāi)AM和PM調(diào)制，并且通過(guò)為AM和PM調(diào)制提供閉合回路控 制，可以使用非線性并因此具有高效率的功率放大器。電源控制元件 300 (以下將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述)提供信號(hào)的AM部分并以最小化低功率無(wú)效率的方式控制功率放大器180的輸出。
圖3是說(shuō)明圖2的電源控制元件300的實(shí)施例的框圖。在此實(shí) 施例中，該電源控制元件300被實(shí)現(xiàn)為雙電壓調(diào)節(jié)器310。將該雙電 壓調(diào)節(jié)器置于由功率放大器控制元件285創(chuàng)建的閉合功率控制回路 265內(nèi)。在此例子中，該功率放大器180包括在320共同表示的多級(jí) 功率放大器模塊。在此例子中，功率放大器級(jí)串聯(lián)排列。經(jīng)由連接 184提供射頻輸入信號(hào)(RFiN)，經(jīng)由連接156提供射頻輸出信號(hào) (RFOUT)。連接156上的信號(hào)是連接184上信號(hào)的放大形式。根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例，連接184上的輸入信號(hào)的電平并不與連接156上的輸 出信號(hào)的電平成比例。在此實(shí)施例中，該功率放大器180由被稱作為 Vcc的基準(zhǔn)信號(hào)控制，該基準(zhǔn)信號(hào)從該雙電壓調(diào)節(jié)器310在連接250 上提供。
該雙電壓調(diào)節(jié)器310包括線性電壓調(diào)節(jié)器322和開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié) 器324。在一個(gè)實(shí)施例中，該線性電壓調(diào)節(jié)器322和該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié) 器324可存在于相同的管芯中，并還可以與該功率放大器180存在于 相同的管芯或不同的管芯中。該功率放大器180內(nèi)的功率放大器模塊 320以飽和模式進(jìn)行操作，其中輸出功率并不與輸入功率線性相關(guān)。 當(dāng)飽和操作適當(dāng)偏壓(biased)時(shí)，連接156處的輸出功率與連接250 上的Vcc信號(hào)相關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，功率放大器模塊可以被實(shí)現(xiàn)為 一連串雙極晶體管，其中將連接上的電源電壓控制信號(hào)傳送給功率放 大器180中每一個(gè)雙極放大器模塊的集極端。這是一種可能的實(shí)施， 如圖3所示為其的例子。
該線性電壓調(diào)節(jié)器322包括運(yùn)算放大器(op amp) 326、 n型 場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NFET) 332和反饋連接335。該反饋連接通常包括功 率控制信號(hào)Vpc的轉(zhuǎn)移函數(shù)H。因?yàn)樵摴β史糯笃骺刂圃?85 (圖 2所示)用于提供調(diào)幅，因此該雙電壓調(diào)節(jié)器300的帶寬足以支持經(jīng) 調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)帶寬。將該運(yùn)算放大器326的反相輸入耦合到由該功 率放大器控制元件285 (圖2所示)產(chǎn)生的功率控制信號(hào)VPC?？蛇x 擇地，可以將電平位移器(shifter) 364實(shí)施在連接168和線性電壓 調(diào)節(jié)器322的輸入之間，以改變提供給該線性電壓調(diào)節(jié)器322的Vpc信號(hào)的電平。該運(yùn)算放大器326的非反相輸入經(jīng)由連接335接收反饋 網(wǎng)絡(luò)337的輸出(VFB)。將該運(yùn)算放大器326的輸出經(jīng)由連接328提 供給該晶體管332的柵極端。將該晶體管332的源極端耦合到電容 352。該晶體管332的漏極端在連接250上將該雙電壓調(diào)節(jié)器300的 輸出Vcr提供給該功率放大器180的集極端。該漏極端250的輸出也 被提供作為反饋路徑335的輸入。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該雙電壓調(diào)節(jié)器310包括開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié) 器324。該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324包括調(diào)節(jié)器部件336和晶體管338。 在此實(shí)施例中，該晶體管338被顯示為p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PFET)。 該調(diào)節(jié)器部件336經(jīng)由連接168接收Vpc信號(hào)并提供輸出到該晶體管 338的柵極端340。該晶體管338的源極端344在連接346上連接到 電池電壓VBATT。將該漏極端346耦合到負(fù)載電感348和負(fù)載電容352。
該晶體管332的源極端334也被耦合到該負(fù)載電感348和該負(fù) 載電容352。在此實(shí)施例中，該幵關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324高效工作以將電 池電壓從約4伏(V)的值降低到約0.8V的值。高電壓值和低電壓值可以不同于此處所述的值并一般通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)選擇。隨后，該線性電 壓調(diào)節(jié)器322將該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324的輸出電壓降低至該閉合功率控制回路265所指示的適當(dāng)電平。在此實(shí)施例中，該線性電壓調(diào)節(jié)器 322將連接334上的電壓降低至約0.5V，這是連接250上用于控制該 功率放大器180的輸出。將連接250上的Vcc信號(hào)提供給一個(gè)或多個(gè) 功率放大器模塊320的電源端。如果該功率放大器180利用雙極技術(shù) 在電源電壓控制的布置中實(shí)現(xiàn)，則該功率放大器180被稱作為"集極 電壓控制的"電源。
然而，該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324在具有高工作帶寬需求的系統(tǒng)中 相當(dāng)難以實(shí)現(xiàn)，例如在功率放大器控制元件285和閉合功率控制回路 265中。該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324具有約100千赫茲(kHz)的控制帶 寬，這對(duì)于具有約500 kHz開(kāi)關(guān)頻率的開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是適當(dāng)?shù)膸?寬。該線性電壓調(diào)節(jié)器322具有約5MHz至lOMHz的帶寬，而該閉 合功率控制回路265具有約1.8MHz的帶寬。該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324 的控制端口 (連接168)經(jīng)由連接168直接連接到功率控制信號(hào)Vpc。如上所述，在該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324的輸入處通過(guò)電平位移器364提 供額外的電壓位移(shift)。該電平位移器364在該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器 324和該線性電壓調(diào)節(jié)器322之間提供電壓偏移(offset)。
當(dāng)如圖3所示實(shí)施時(shí)，便攜式通信設(shè)備100的傳輸鏈中的部件 與雙電壓調(diào)節(jié)器310不包括開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324時(shí)的作用相同。由于 調(diào)幅原因，該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324在連接346上的輸出粗略跟隨包絡(luò) 變化，從而最小化橫跨該線性電壓調(diào)節(jié)器322的壓降。在連接250之 上經(jīng)由電源電壓控制信號(hào)將準(zhǔn)確的調(diào)幅傳送給功率放大器180。實(shí)質(zhì) 上，該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324最小化用于該線性電壓調(diào)節(jié)器322準(zhǔn)確工 作的電壓余量(voltage headroom)。該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324提供粗略 的電壓調(diào)整，而該線性電壓調(diào)節(jié)器322提供精細(xì)的電壓調(diào)整，并且該 功率放大器控制元件285和閉合功率控制回路265提供額外的精細(xì)電 壓調(diào)整。該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324和該線性電壓調(diào)節(jié)器322基于該功率 放大器控制元件285提供的功率控制信號(hào)Vpc的值是動(dòng)態(tài)可調(diào)整的。
該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324具有相對(duì)較窄的帶寬，而該線性電壓調(diào) 節(jié)器322具有相對(duì)較寬的帶寬。因此，雖然該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324粗 略跟隨該輸入信號(hào)VPC，但其無(wú)法復(fù)制輸入信號(hào)中的高頻變化。該線 性電壓調(diào)節(jié)器322的帶寬比該輸入信號(hào)Vpc中變化的帶寬要寬得多， 因此可以跟隨該輸入信號(hào)Vpc中的變化。有目的地選擇該開(kāi)關(guān)電壓調(diào) 節(jié)器324的帶寬使其較小以減少其輸出中的任何電壓波紋。有目的地 選擇該線性電壓調(diào)節(jié)器322的帶寬使其較大以過(guò)濾該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié) 器324的輸出中的噪聲和波紋，并可以跟隨該輸入信號(hào)Vpc。通過(guò)由 該功率放大器控制元件285執(zhí)行的閉合AM功率控制來(lái)實(shí)現(xiàn)減少該開(kāi) 關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324和該線性電壓調(diào)節(jié)器322的輸出中的噪聲和波紋。
由于該功率放大器控制元件285的閉合回路操作，所以在該閉 合回路架構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324和該線性電壓調(diào)節(jié)器322的 控制。因此，該雙電壓調(diào)節(jié)器310的控制比利用開(kāi)環(huán)功率控制系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)的控制更準(zhǔn)確。另外，在閉合功率控制回路中實(shí)現(xiàn)該雙電壓調(diào)節(jié)器 310使得該雙電壓調(diào)節(jié)器容許廣泛的參數(shù)變化，并在其回路帶寬內(nèi)提 供誤差(包括來(lái)自該開(kāi)關(guān)電ffi調(diào)節(jié)器324和線性電壓調(diào)節(jié)器322的噪聲，以及未能由該線性電壓調(diào)節(jié)器322補(bǔ)償?shù)脑撻_(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324 的任何殘留物)校正。
圖4是說(shuō)明該雙電壓調(diào)節(jié)器310的操作的示例性傳輸包絡(luò)400 的示意圖。橫軸402表示時(shí)間，縱軸404表示該功率放大器180的控 制端上的電壓。線406表示電池電壓。曲線410說(shuō)明該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié) 器324的操作，藉此該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324執(zhí)行由422指示的區(qū)域說(shuō) 明的主要電壓調(diào)節(jié)。在此實(shí)例中，主要的電壓調(diào)節(jié)由該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié) 器324執(zhí)行，這比該線性電壓調(diào)節(jié)器322有效的多。曲線420說(shuō)明該 線性電壓調(diào)節(jié)器322的操作，并說(shuō)明由該線性電壓調(diào)節(jié)器322執(zhí)行的 精細(xì)電壓調(diào)整。區(qū)域424指示由該線性電壓調(diào)節(jié)器422執(zhí)行的電壓調(diào) 節(jié)。
圖5是說(shuō)明功率放大器控制元件的實(shí)施例操作的流程圖。流程 圖中的方框可以以所示的順序執(zhí)行、不以所示的順序執(zhí)行或并行地執(zhí) 行。在方框502中，該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324從該功率放大器控制元件 285接收Vpc信號(hào)。在方框504中，該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324粗略調(diào)整 電池電壓。該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324提供的電壓調(diào)節(jié)的實(shí)例是將電池電 壓從約4V調(diào)節(jié)至約0.8V，如圖4中的區(qū)域422所示。該開(kāi)關(guān)電壓調(diào) 節(jié)器以約90%的效率提供此調(diào)節(jié)。
在方框506中，該線性電壓調(diào)節(jié)器322從該功率放大器控制元 件285接收Vpc信號(hào)。在方框508中，該線性電壓調(diào)節(jié)器322精細(xì)調(diào) 整電池電壓。該線性電壓調(diào)節(jié)器322提供的電壓調(diào)節(jié)的實(shí)例是將該開(kāi) 關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324的輸出從約0.8V調(diào)節(jié)至約0.5V，如圖4中的區(qū)域 424所示。該線性電壓調(diào)節(jié)器322以比該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324低的效 率提供此調(diào)節(jié)，但因?yàn)樵摼€性電壓調(diào)節(jié)器322提供的調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)上小于 該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324提供的調(diào)節(jié)，因此該雙電壓調(diào)節(jié)器310的總效 率提供有效的電壓調(diào)節(jié)。通過(guò)該功率放大器控制元件285的AM功率 控制提供的校正，該線性電壓調(diào)節(jié)器322減少該開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器324 的輸出中的噪聲和波紋。
在方框512中，通過(guò)提供持續(xù)調(diào)整的Vpc功率控制信號(hào)，該閉 合功率控制回路265中的功率放大器控制元件285的操作持續(xù)精細(xì)調(diào)整該雙電壓調(diào)節(jié)器310的輸出。
在方框514中，該雙電壓調(diào)節(jié)器310通過(guò)控制傳送給該功率放 大器180的電源電壓Vcc來(lái)控制該功率放大器180的輸出功率。
雖然己描述了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，但對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員而言顯而易見(jiàn)的是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以實(shí)現(xiàn)更多的實(shí)施例和 實(shí)現(xiàn)方案。因此，本發(fā)明僅受所附權(quán)利要求和其等同物的限制。
權(quán)利要求
1、一種動(dòng)態(tài)控制功率放大器的功率輸出的方法，包括提供射頻(RF)信號(hào)給功率放大器；在閉合功率控制回路中產(chǎn)生功率控制信號(hào)；提供所述功率控制信號(hào)給第一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器；以及提供所述功率控制信號(hào)給第二個(gè)電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述閉合功率控制回路最小化由所述第一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的噪聲。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法， 實(shí)現(xiàn)為開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法， 實(shí)現(xiàn)為線性電壓調(diào)節(jié)器。
4、 如權(quán)利要求2所述的方法， 動(dòng)態(tài)控制所述開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。
5、 如權(quán)利要求3所述的方法， 動(dòng)態(tài)控制所述線性電壓調(diào)節(jié)器。還包括將所述第一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器 還包括將所述第二個(gè)電壓調(diào)節(jié)器 還包括利用所述功率控制信號(hào)來(lái) 還包括利用所述功率控制信號(hào)來(lái)
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述功率控制信號(hào)用于對(duì) 所述線性電壓調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行精細(xì)控制。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述第一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器 和所述第二個(gè)電壓調(diào)節(jié)器置于閉合功率控制反饋回路中。
8、 如權(quán)利要求6所述的方法，還包括 過(guò)濾所述開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器的輸出處的電壓波紋；以及 利用所述功率控制信號(hào)控制所述過(guò)濾步驟。
9、 一種電源電壓控制的功率放大器，包括 功率放大器；閉合功率控制反饋回路，用于產(chǎn)生功率控制信號(hào)；以及 雙電壓調(diào)節(jié)器，耦合到所述功率控制反饋回路，所述雙電壓調(diào)節(jié)器包括第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)和第二個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)，其中，所述閉合功率控制回路最小化由所述第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)產(chǎn)生的噪聲。
10、 如權(quán)利要求9所述的電源電壓控制的功率放大器，其中，所 述第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)是具有窄帶寬的開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。
11、 如權(quán)利要求IO所述的電源電壓控制的功率放大器，其中， 所述第二個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)是具有寬帶寬的線性電壓調(diào)節(jié)器。
12、 如權(quán)利要求IO所述的電源電壓控制的功率放大器，其中， 所述功率控制信號(hào)動(dòng)態(tài)控制所述開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。
13、 如權(quán)利要求11所述的電源電壓控制的功率放大器，其中， 所述功率控制信號(hào)動(dòng)態(tài)控制所述線性電壓調(diào)節(jié)器。
14、 如權(quán)利要求13所述的電源電壓控制的功率放大器，其中， 所述功率控制信號(hào)用于對(duì)所述線性電壓調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行精細(xì)控制。
15、 如權(quán)利要求9所述的電源電壓控制的功率放大器，其中，將 所述第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)和所述第二個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)置于所述閉合功率控制 反饋回路中。
16、 如權(quán)利要求14所述的電源電壓控制的功率放大器，其中， 所述線性電壓調(diào)節(jié)器過(guò)濾所述開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器的輸出處的電壓波紋， 所述過(guò)濾步驟由所述功率控制信號(hào)控制。
17、 一種便攜式收發(fā)器，.包括 收發(fā)器，用于收發(fā)射頻(RF)信號(hào)； 功率放大器；閉合功率控制反饋回路，用于產(chǎn)生功率控制信號(hào)；以及 雙電壓調(diào)節(jié)器，耦合到所述功率控制反饋回路，所述雙電壓調(diào)節(jié)器包括第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)和第二個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)，其中，所述閉合功率控制回路最小化由所述第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)產(chǎn)生的噪聲。
18、 如權(quán)利要求17所述的便攜式收發(fā)器，其中，所述第一個(gè)調(diào) 節(jié)器級(jí)是具有窄帶寬的開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。
19、 如權(quán)利要求17所述的便攜式收發(fā)器，其中，所述第二個(gè)調(diào) 節(jié)器級(jí)是具有寬帶寬的線性電壓調(diào)節(jié)器。
20、 如權(quán)利要求18所述的便攜式收發(fā)器，其中，所述功率控制 信號(hào)動(dòng)態(tài)控制所述開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。
21、 如權(quán)利要求19所述的便攜式收發(fā)器，其中，所述功率控制 信號(hào)動(dòng)態(tài)控制所述線性電壓調(diào)節(jié)器。
22、 如權(quán)利要求21所迷的便攜式收發(fā)器，其中，所述功率控制 信號(hào)用于對(duì)所述線性電壓調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行精細(xì)控制。
23、 如權(quán)利要求17所述的便攜式收發(fā)器，其中，將所述第一個(gè) 調(diào)節(jié)器級(jí)和所述第二個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)置于所述閉合功率控制反饋回路中。
24、 如權(quán)利要求22所述的便攜式收發(fā)器，其中，所述線性電壓 調(diào)節(jié)器過(guò)濾所述開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器的輸出處的電壓波紋，所述過(guò)濾步驟 由所述功率控制信號(hào)控制。
25、 一種便攜式收發(fā)器，包括 用于收發(fā)射頻(RF)信號(hào)的模塊； 用于放大所述RF信號(hào)的放大模塊； 用于產(chǎn)生功率控制信號(hào)的模塊；以及用于調(diào)節(jié)所述放大模塊的輸出的調(diào)節(jié)模塊，其中，所述用于產(chǎn)生 功率控制信號(hào)的模塊最小化由所述調(diào)節(jié)模塊產(chǎn)生的噪聲，并且其中， 所述調(diào)節(jié)模塊包括第一個(gè)調(diào)節(jié)模塊和第二個(gè)調(diào)節(jié)模塊。
26、 如權(quán)利要求25所述的便攜式收發(fā)器，其中，所述調(diào)節(jié)模塊 還包括開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)模塊；以及線性調(diào)節(jié)模塊，其中，所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)模塊粗略調(diào)整電壓信號(hào)，所 述線性調(diào)節(jié)模塊精細(xì)調(diào)整所述電壓信號(hào)，以及所述用于產(chǎn)生功率控制 信號(hào)的模塊精細(xì)調(diào)整所述第一個(gè)和第二個(gè)調(diào)節(jié)模塊。
27、 如權(quán)利要求26所述的便攜式收發(fā)器，其中，所述線性調(diào)節(jié) 模塊過(guò)濾所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)模塊的輸出處的電壓波紋，所述過(guò)濾步驟由所 述功率控制信號(hào)控制。
全文摘要
一種電源電壓控制的功率放大器包括功率放大器、用于產(chǎn)生功率控制信號(hào)的閉合功率控制反饋回路以及耦合到該功率控制反饋回路的雙電壓調(diào)節(jié)器，該雙電壓調(diào)節(jié)器包括第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)和第二個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)，其中該閉合功率控制回路最小化由該第一個(gè)調(diào)節(jié)器級(jí)產(chǎn)生的噪聲。
文檔編號(hào)H04B15/00GK101228720SQ200680026817
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者D·羅森布利特, T·索拉提 申請(qǐng)人:天工方案公司