具有內(nèi)部功率放大器特征化的包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/800, 350號(hào)的權(quán)益， 其通過(guò)引用整體合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請(qǐng)總體上涉及包絡(luò)跟蹤功率放大器系統(tǒng)，更特別地，涉及具有改善的特性的 包絡(luò)跟蹤功率放大器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 包絡(luò)跟蹤（ET)系統(tǒng)可見于功率效率很重要的無(wú)線電諸如移動(dòng)電話中使用的蜂窩 無(wú)線電的射頻（RF)發(fā)射機(jī)部件中。典型的ET系統(tǒng)包括向功率放大器（PA)供應(yīng)動(dòng)態(tài)改變 的電源電壓的可變電源，該電源電壓跟蹤調(diào)制幅值。這種ET系統(tǒng)的目標(biāo)在于通過(guò)以低凈空 (headroom)操作PA來(lái)改善功率效率。
[0005] 電源電壓電平可利用查找表來(lái)確定，查找表將電源電壓值作為幅值的參考。圖7 示出了可用于查找表的選擇的本質(zhì)。作為示例，對(duì)于與22dBm的PA輸出功率對(duì)應(yīng)的幅值， 查找表可包含范圍為I. 2V到5V的PA電源電壓值?？梢栽O(shè)置該值的選擇以提供PA效率和 線性度之間的良好平衡。如果將PA電源電壓設(shè)置得過(guò)低，則PA以較低的凈空進(jìn)行操作，進(jìn) 而有較高的效率，但是有較高的失真。相反，如果將PA電源電壓設(shè)置得過(guò)高，則PA以較高 的凈空進(jìn)行操作，進(jìn)而有較低的效率，但是額外凈空允許較低的失真水平。
[0006] -般在工廠中通過(guò)在典型條件下對(duì)典型無(wú)線電裝置上的典型PA進(jìn)行特征化 (characterization)來(lái)確定查找表的值。該組初始值然后被復(fù)制到其它ET系統(tǒng)中。然而， 在其它ET系統(tǒng)的實(shí)際操作期間，取決于諸如PA加工和制造公差、電源電路變化、環(huán)境因素、 溫度、操作頻率調(diào)制格式和天線失配之類的因素，PA可能呈現(xiàn)出與典型PA的特征化期間的 那些特性不同的特性。因此，該組初始值可能無(wú)法以功率效率和失真的恰當(dāng)平衡來(lái)操作PA。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本申請(qǐng)的實(shí)施例包括生成其自身的本地特征化信息的RF PA系統(tǒng)。該RF PA系統(tǒng) 然后使用特征化信息來(lái)控制給PA的電源電壓。結(jié)果，該RF PA系統(tǒng)可以以更加準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn) 功率效率與失真之間的期望平衡的方式來(lái)控制電源電壓。
[0008] 在一實(shí)施例中，所述RF PA系統(tǒng)包括根據(jù)RF輸入信號(hào)生成RF輸出信號(hào)的PA，該P(yáng)A 由電源電壓供電。特征化塊生成特征化信息，所述特征化信息對(duì)應(yīng)于針對(duì)所述RF PA系統(tǒng) 的一個(gè)或多個(gè)操作條件（例如溫度、操作頻率、調(diào)制格式、天線失配等）的多個(gè)水平，所述電 源電壓與所述RF PA系統(tǒng)的性能（例如增益、功率效率、失真、接收頻帶噪聲）之間的關(guān)系。 幅值估算器塊估算所述RF輸入信號(hào)的幅值。電源控制炔基于所述特征化信息和所述RF輸 入信號(hào)的幅值生成電源電壓控制信號(hào)，所述電源電壓控制信號(hào)用于控制所述電源電壓。
[0009] 在一實(shí)施例中，一種RF PA系統(tǒng)中的操作方法包括：在所述RF PA系統(tǒng)中生成特征 化信息，所述特征化信息對(duì)應(yīng)于針對(duì)所述RF PA系統(tǒng)的操作條件的多個(gè)水平，PA的電源電 壓與所述PA的性能之間的關(guān)系，所述PA基于RF輸入信號(hào)生成RF輸出信號(hào)；在所述RF PA 系統(tǒng)中估算所述RF輸入信號(hào)的幅值；以及在所述RF PA系統(tǒng)中基于所述特征化信息和所述 RF輸入信號(hào)的幅值生成電源電壓控制信號(hào)，所述電源電壓控制信號(hào)用于控制所述PA的電 源電壓。
[0010] 在說(shuō)明書中描述的特征和優(yōu)點(diǎn)并非包括全部，特別地，鑒于附圖、說(shuō)明書和權(quán)利要 求書，許多附加特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是明顯的。而且應(yīng)注意到，已經(jīng) 主要出于可讀性和教導(dǎo)的目的而選擇了在說(shuō)明書中使用的語(yǔ)言，但是所述語(yǔ)言可能本不是 被選擇以用于描繪或界定本發(fā)明的主題。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 通過(guò)結(jié)合附圖考慮下面的詳細(xì)描述，可以容易地理解本發(fā)明的實(shí)施例的教導(dǎo)。
[0012] 圖1示出根據(jù)一實(shí)施例的RF PA系統(tǒng)。
[0013] 圖2示出根據(jù)一實(shí)施例的PA的RF輸入功率與電源電壓VCC之間的關(guān)系的曲線圖。
[0014] 圖3示出根據(jù)一實(shí)施例的圖1的RF PA系統(tǒng)的更詳細(xì)視圖。
[0015] 圖4示出根據(jù)一實(shí)施例在特征化期間對(duì)電源電壓VCC進(jìn)行調(diào)整的波形。
[0016] 圖5示出根據(jù)一實(shí)施例的RF PA系統(tǒng)中的操作方法。
[0017] 圖6示出根據(jù)另一實(shí)施例在特征化期間對(duì)電源電壓VCC的調(diào)整。
[0018] 圖7示出可用于查找表的選擇的本質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 現(xiàn)在將詳細(xì)參考本申請(qǐng)的若干實(shí)施例，其示例示于附圖中。注意，只要可行，相似 或相同的附圖標(biāo)記可用在附圖中并且可指示相似或相同的功能。附圖描繪本發(fā)明的實(shí)施例 僅用于示范。本領(lǐng)域技術(shù)人員將從下面的描述容易地認(rèn)識(shí)到，在不脫離這里描述的本發(fā)明 的原理的情況下，可以采用這里所示的結(jié)構(gòu)和方法的替代實(shí)施例。
[0020] 本申請(qǐng)的實(shí)施例包括RF PA系統(tǒng)，其使用來(lái)自該RF PA系統(tǒng)本身內(nèi)部的反饋生成 其自己的本地特征化信息。然后，該RF PA系統(tǒng)使用特征化信息來(lái)控制給PA的電源電壓。 結(jié)果，該RF PA系統(tǒng)可以以更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)功率效率與失真之間的期望平衡的方式來(lái)控制電 源電壓。在一實(shí)施例中，該RF PA系統(tǒng)可以在RF PA系統(tǒng)的正常發(fā)送操作期間執(zhí)行特征化， 而不中斷RF PA系統(tǒng)的操作。在另一實(shí)施例中，RF PA系統(tǒng)可以在離線校準(zhǔn)模式期間執(zhí)行 特征化。
[0021] 圖1示出根據(jù)本申請(qǐng)一實(shí)施例的RF PA系統(tǒng)。RF PA系統(tǒng)包括發(fā)送調(diào)制器10、幅 值估算器13、RF上變頻器2、功率放大器（PA) 3、天線4、雙工器5、反饋接收器24、特征化塊 102、特征化信息表33、電源控制塊104和包絡(luò)跟蹤（ET)電源8。附圖所示的每個(gè)塊可以實(shí) 施成電路系統(tǒng)或者電路系統(tǒng)和軟件的組合。RF PA系統(tǒng)可見于蜂窩電話、移動(dòng)熱點(diǎn)、平板計(jì) 算機(jī)、或支持無(wú)線通信的任何其它類型的計(jì)算裝置中。RF PA系統(tǒng)可以支持諸如3G、4G和長(zhǎng) 期演進(jìn)（LTE)之類的不同無(wú)線發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)，以將無(wú)線信號(hào)發(fā)送到遠(yuǎn)程裝置。為了簡(jiǎn)化附圖，在 圖1中僅示出用于發(fā)送外出信號(hào)的發(fā)送路徑，而在圖1中省略了用于接收進(jìn)入信號(hào)的接收 路徑。
[0022] 發(fā)送調(diào)制器10生成數(shù)字基帶信號(hào)I，其包括要作為無(wú)線電信號(hào)發(fā)送到遠(yuǎn)程裝置的 期望信息。RF上變頻器（up converter) 2對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)1進(jìn)行上變頻，以生成以特定RF 載頻進(jìn)行操作的RF輸入信號(hào)17?？梢酝ㄟ^(guò)一對(duì)上變頻混頻器（mixer)電路、其后的可變?cè)?益驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)可變?cè)鲆鍾F上變頻器2。發(fā)送調(diào)制器10通過(guò)增益控制信號(hào)16來(lái)控制可變 增益RF上變頻器2的增益?？梢猿鲇诟鞣N原因來(lái)調(diào)整可變?cè)鲆鍾F上變頻器2的增益，包 括發(fā)送功率控制和發(fā)送路徑中的噪聲優(yōu)化。
[0023] 可選的預(yù)失真塊（未示出）還可以在基帶信號(hào)1到達(dá)可變?cè)鲆鍾F上變頻器2之 前對(duì)基帶信號(hào)1進(jìn)行預(yù)失真。預(yù)失真塊可以從反饋接收器15接收反饋信號(hào)42,并且將該信 號(hào)15與基帶信號(hào)1進(jìn)行比較以更新其預(yù)失真參數(shù)。
[0024] PA 3接收并放大RF輸入信號(hào)17,以在PA 3的輸出處生成RF輸出信號(hào)12。RF輸 出信號(hào)12在經(jīng)過(guò)雙工濾波器5之后到達(dá)天線4,并且由天線4無(wú)線地發(fā)送到遠(yuǎn)程裝置。雙 工濾波器5提供RF輸出信號(hào)12與來(lái)自天線4的接收（RX)信號(hào)11之間的隔離，同時(shí)將RF 輸出信號(hào)12傳遞到天線4。PA 3由跟蹤RF輸入信號(hào)17的包絡(luò)