用于功率放大器中的相位補償?shù)难b置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及電子系統(tǒng)，并且具體涉及用于射頻(RF)電子設(shè)備的功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]功率放大器可以被包括在移動設(shè)備中以放大用于經(jīng)由天線發(fā)送的射頻(RF)信號。例如，在具有例如在全球移動通信系統(tǒng)(GSM)中發(fā)現(xiàn)的時分多址(TDMA)架構(gòu)、碼分多址(CDMA)和寬帶碼分多址(W-CDMA)系統(tǒng)的移動設(shè)備中，功率放大器可以用于放大具有相對低功率的RF信號。管理RF信號的放大可能是重要的，因為希望的發(fā)送功率電平可以取決于用戶離基站多遠和/或移動環(huán)境。還可以采用功率放大器以幫助隨時間調(diào)整RF信號的功率電平，以便在分配的接收時隙期間防止來自發(fā)送的信號干擾。
[0003]功率放大器的功率消耗可以是重要的考慮。一種用于減少功率放大器的功率消耗的技術(shù)是包絡(luò)跟蹤，其中關(guān)于RF信號的包絡(luò)控制功率放大器的電源的電壓電平。因此，當RF信號的包絡(luò)增大時，可以增大供應給功率放大器的電壓。同樣，當RF信號的包絡(luò)減小時，可以減小供應給功率放大器的電壓以減少功率消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在某些實施例中，本公開涉及在功率放大器系統(tǒng)中的相位補償?shù)姆椒?。該方法包括利用功率放大器的第一放大級放大輸入射頻(RF)信號以產(chǎn)生第一放大RF信號，利用包絡(luò)跟蹤器產(chǎn)生功率放大器電源電壓(supply voltage)，利用該包絡(luò)跟蹤器基于該輸入RF信號的包絡(luò)控制功率放大器電源電壓的電壓電平，利用來自包絡(luò)跟蹤器的功率放大器電源電壓為功率放大器的第二放大級供電，利用第二放大級放大第一放大RF信號以產(chǎn)生第二放大信號，以及利用補償電路補償?shù)诙糯蠹壍妮斎胱杩沟淖兓?，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0005]在一些實施例中，該方法進一步包括利用補償電路提供在第一和第二放大級之間的、在大約60Ω到大約70Ω范圍內(nèi)的匹配阻抗。
[0006]在多個實施例中，放大第一放大RF信號以產(chǎn)生第二放大信號包括在雙極型晶體管的基極接收第一放大RF信號，在該雙極型晶體管的集電極產(chǎn)生第二放大RF信號。在各種實施例中，該方法進一步包括利用補償電路補償在雙極型晶體管的基極和集電極之間的寄生電容的變化，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0007]根據(jù)若干實施例，該方法進一步包括利用收發(fā)器產(chǎn)生RF信號和該RF信號的包絡(luò)。
[0008]在某些實施例中，本公開涉及功率放大器系統(tǒng)。該功率放大器系統(tǒng)包括第一功率放大器級，該第一功率放大器級包含被配置為接收輸入RF信號的輸入端和被配置為產(chǎn)生第一放大RF信號的輸出端。功率放大器系統(tǒng)進一步包括包絡(luò)跟蹤器，該包絡(luò)跟蹤器被配置為產(chǎn)生功率放大器電源電壓，并基于輸入RF信號的包絡(luò)控制功率放大器電源電壓的電壓電平。功率放大器系統(tǒng)進一步包含第二功率放大器級，該第二功率放大器級包括被配置為接收第一放大RF信號的輸入端和被配置為產(chǎn)生第二放大RF信號的輸出端。該第二功率放大器級被配置為由來自于包絡(luò)跟蹤器的功率放大器電源電壓供電。功率放大器系統(tǒng)進一步包括電連接在第一功率放大器級的輸出端與第二功率放大器級的輸入端之間的補償電路。該補償電路被配置為補償?shù)诙β史糯笃骷壍妮斎胱杩沟淖兓?，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0009]在一些實施例中，補償電路被配置為提供在第一和第二功率放大器級之間的、在大約60Ω到大約70 Ω的范圍內(nèi)的匹配阻抗。
[0010]在各個實施例中，第二功率放大器級包括雙極型晶體管，該雙極型晶體管包含被配置為接收第一放大RF信號的基極和被配置為產(chǎn)生第二放大RF信號的集電極。根據(jù)若干實施例，補償電路被配置為補償雙極型晶體管的基極和集電極之間的寄生電容的變化，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0011 ] 在某些實施例中，補償電路包括電連接在第二功率放大器級的輸入端和第一功率放大器級的輸出端之間的第一補償電容器。
[0012]在若干實施例中，補償電路進一步包括電連接在第一功率放大器級的輸出端與輸入級電源之間的第一補償電感器。根據(jù)多個實施例，補償電路進一步包括電連接在第一補償電感器和輸入級電源之間的第二補償電感器，并且第一和第二補償電容器電連接在第一節(jié)點處。在各個實施例中，補償電路進一步包括串聯(lián)電連接在第一節(jié)點和低電源(powerlow supply)之間的第三補償電感器和第二補償電感器。
[0013]根據(jù)一些實施例，功率放大器系統(tǒng)進一步包括被配置為向第二功率放大器級的輸入端提供偏置電流的輸出級偏置電流產(chǎn)生電路。在幾個實施例中，補償電路進一步包括偏置電感器，該偏置電感器被配置為向第二功率放大器級的輸入端提供來自于輸出級偏置電流產(chǎn)生電路的偏置電流，并且該偏置電感器被配置為向輸出級偏置電流產(chǎn)生電路提供第一放大RF信號的一部分，以提供相位補償。
[0014]在某些實施例中，本公開涉及移動設(shè)備。該移動設(shè)備包括被配置為產(chǎn)生RF信號以及對應于該RF信號的包絡(luò)的包絡(luò)信號的收發(fā)器、被配置為產(chǎn)生功率放大器電源電壓并基于該包絡(luò)信號控制功率放大器電源電壓的電壓電平的包絡(luò)跟蹤器、以及包含第一功率放大器級和第二功率放大器級的多個功率放大器級。該第一功率放大器級包括被配置為接收該RF信號的輸入端和被配置為產(chǎn)生第一放大RF信號的輸出端。該第二功率放大器級包括被配置為接收該第一放大RF信號的輸入端和被配置為產(chǎn)生第二放大RF信號的輸出端，并且該第二功率放大器級進一步被配置為由來自于該包絡(luò)跟蹤器的功率放大器電源電壓供電。該移動設(shè)備進一步包括電連接在該第一功率放大器級的輸出端與該第二功率放大器級的輸入端之間的補償電路。該補償電路被配置為補償該第二功率放大器級的輸入阻抗的變化，該變化與該功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0015]在一些實施例中，該補償電路被配置為提供在該第一和第二功率放大器級之間的、在大約60Ω到大約70Ω的范圍內(nèi)的匹配阻抗。
[0016]在多個實施例中，該第二功率放大器級包括雙極型晶體管，該雙極型晶體管包括被配置為接收該第一放大RF信號的基極以及被配置為產(chǎn)生該第二放大RF信號的集電極。在各個實施例中，該補償電路被配置為補償該雙極型晶體管的基極與集電極之間的寄生電容的變化，該變化與功率放大器電源電壓的電壓電平的改變相關(guān)聯(lián)。
[0017]在一些實施例中，該收發(fā)器包括用于將包絡(luò)信號整形以控制與該包絡(luò)跟蹤器相關(guān)聯(lián)的增益壓縮的包絡(luò)整形塊。
【附圖說明】
[0018]圖1是用于放大射頻(RF)信號的功率放大器模塊的示意圖。
[0019]圖2是可包括圖1的一個或多個功率放大器模塊的示例無線設(shè)備的示意方框圖。
[0020]圖3是包含包絡(luò)跟蹤器的功率放大器系統(tǒng)的一個示例的示意方框圖。
[0021]圖4A和4B是示出與時間相對的功率放大器電源電壓的兩個示例的曲線圖。
[0022]圖5是包含包絡(luò)跟蹤器的功率放大器系統(tǒng)的一個實施例的電路圖。
[0023]圖6是包含包絡(luò)跟蹤器的功率放大器系統(tǒng)的另一個實施例的電路圖。
[0024]圖7是包含包絡(luò)跟蹤器的功率放大器系統(tǒng)的另一個實施例的電路圖。
[0025]圖8A和8B是與輸出功率相對的阻抗的實部和虛部的一個示例的曲線圖。
[0026]圖9A和9B是與輸出功率相對的阻抗的實部和虛部的另一個示例的曲線圖。
[0027]圖1OA和1B是示出與輸出功率相對的AM/PM的兩個示例的曲線圖。
【具體實施方式】
[0028]這里提供的標題(若有)僅為了方便，而不一定影響所要求保護的發(fā)明的范圍或含義。
[0029]可包括補償電路的功率放大器系統(tǒng)的概覽
[0030]圖1是用于放大射頻(RF)信號的功率放大器模塊10的示意圖。所圖示的功率放大器模塊10可被配置為放大RF信號RF_IN，以產(chǎn)生放大的RF信號RF_OUT。如這里所描述的那樣，該功率放大器模塊10可包括一個或多個根據(jù)這里的教導而實現(xiàn)的功率放大器。
[0031]圖2是可包括圖1的一個或多個功率放大器模塊10的示例無線設(shè)備11的示意方框圖。該無線設(shè)備11可包括實現(xiàn)本公開的一個或多個特征的功率放大器。
[0032]圖2所描述的示例無線設(shè)備11可以表示諸如多頻帶/多模式移動電話的多頻帶和/或多模式設(shè)備。作為示例，全球移動通信系統(tǒng)(GSM)標準是在世界上的許多地方利用的數(shù)字蜂窩通信的模式。GSM模式移動電話可以在以下四個頻帶中的一個或多個上工作:850MHz (大約 824-849MHz 用于 T