包絡(luò)跟蹤放大器以及具有該包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種包絡(luò)跟蹤放大器以及具有該包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路，所述包絡(luò)跟蹤放大器包括：線性級(jí)、感應(yīng)級(jí)以及開(kāi)關(guān)級(jí)，其中，線性級(jí)用于對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，以輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電壓，感應(yīng)級(jí)用于根據(jù)線性級(jí)輸出的電壓產(chǎn)生控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)級(jí)用于根據(jù)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生的控制信號(hào)輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電流，其中，線性級(jí)與開(kāi)關(guān)級(jí)并聯(lián)以向外部提供與包絡(luò)信號(hào)呈線性關(guān)系的輸出。采用上述包絡(luò)跟蹤放大器能夠改善其輸出，以向外提供一個(gè)具有良好線性度且高效的電源。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
包絡(luò)跟蹤放大器以及具有該包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體說(shuō)來(lái)涉及射頻通信的集成電路領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種包絡(luò)跟蹤放大器以及具有該包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在射頻通信中，為了克服遠(yuǎn)距離傳輸造成的信號(hào)衰減，也為了使接收機(jī)獲得更好的SNR(信噪比)以減輕接收機(jī)的設(shè)計(jì)難度，一般都需要發(fā)射機(jī)特別是功率放大器能夠提供較高的輸出功率。
[0003]為此，一般要求功率放大器具有較好的線性度和高效率，S卩，當(dāng)功率放大器的輸出功率較大時(shí)，其相應(yīng)的電源電壓較高，當(dāng)功率放大器的輸出功率較小時(shí)，其相應(yīng)的電源電壓較低。
[0004]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般為功率放大器提供恒定的電源電壓，S卩，不論功率放大器的輸出功率是大是小，其電源電壓均是處于較高的狀態(tài)，這就導(dǎo)致了功率放大器在低輸出功率的情況下的效率低，不僅大量能量轉(zhuǎn)化成熱量白白損耗掉，而且還提高了芯片的溫度，同時(shí)減少了電源和芯片的使用壽命。另外，隨著通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展和演變，有限頻帶內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率越來(lái)越高，信號(hào)峰均比隨之也越來(lái)越高，這對(duì)功率放大器的線性度都提出很高要求。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中一般采用功率回退的方式，S卩，將功率放大器的輸入功率從IdB壓縮點(diǎn)向后回退6-10dB，使功率放大器遠(yuǎn)離飽和區(qū)，進(jìn)入線性工作區(qū)以滿足線性度要求。
[0006]雖然利用功率回退的方式來(lái)改善放大器的線性度簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，且不需要增加任何附加設(shè)備，但是這種方式會(huì)大大降低功率放大器的效率。另外，當(dāng)輸入功率回退到一定程度時(shí)，繼續(xù)回退將不再改善功率放大器的線性度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的示例性實(shí)施例在于提供一種能夠向外部提供具有良好線性度的輸出并具有高效率的包絡(luò)跟蹤放大器以及具有該包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路，將該輸出提供給功率放大器，可對(duì)功率放大器的電源進(jìn)行改善，以解決功率放大器的低效率問(wèn)題。
[0008]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的一方面，提供一種包絡(luò)跟蹤放大器，所述包絡(luò)跟蹤放大器包括:線性級(jí)、感應(yīng)級(jí)以及開(kāi)關(guān)級(jí)，其中，線性級(jí)用于對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，以輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電壓，感應(yīng)級(jí)用于根據(jù)線性級(jí)輸出的電壓產(chǎn)生控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)級(jí)用于根據(jù)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生的控制信號(hào)輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電流，其中，線性級(jí)與開(kāi)關(guān)級(jí)并聯(lián)以向外部提供與包絡(luò)信號(hào)呈線性關(guān)系的輸出。
[0009]可選地，線性級(jí)可包括線性運(yùn)算放大器、第一偏置電源、第二偏置電源、第一 MOS管以及第二 MOS管，其中，線性運(yùn)算放大器用于對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，第一偏置電源用于調(diào)節(jié)線性運(yùn)算放大器的輸出電壓，并將調(diào)節(jié)后的輸出電壓發(fā)送給第一 MOS管的柵極，第二偏置電源用于調(diào)節(jié)線性運(yùn)算放大器的輸出電壓，并將調(diào)節(jié)后的輸出電壓發(fā)送給第二MOS管的柵極，第一 MOS管的漏極連接到電源，第一 MOS管的源極連接到第二 MOS管的源極和作為線性級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)，第二 MOS管的漏極接地。
[0010]可選地，當(dāng)包絡(luò)信號(hào)的幅值大于等于第一設(shè)定閾值時(shí)，第一 MOS管導(dǎo)通，第二 MOS管截止，作為線性級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)可通過(guò)與第一 MOS管的漏極相連接的電源來(lái)提供電壓，當(dāng)包絡(luò)信號(hào)的幅值小于第一設(shè)定閾值時(shí)，第一 MOS管截止，第二 MOS管導(dǎo)通，所述節(jié)點(diǎn)可通過(guò)與第二 MOS管的漏極相連接的地進(jìn)行放電。
[0011]可選地，線性級(jí)可還包括第一電阻器以及第二電阻器，其中，線性運(yùn)算放大器的正向輸入端接收包絡(luò)信號(hào)，線性運(yùn)算放大器的輸出端與第一 MOS管的柵極之間串聯(lián)連接第一偏置電源，線性運(yùn)算放大器的輸出端與第二 MOS管的柵極之間串聯(lián)連接第二偏置電源，第一電阻器的一端連接到作為線性級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)，第一電阻器的另一端連接到線性運(yùn)算放大器的反向輸入端，第二電阻器的一端連接到線性運(yùn)算放大器的反向輸入端，第二電阻器的另一端接地。
[0012]可選地，感應(yīng)級(jí)可包括感應(yīng)電阻、差分放大器、磁滯比較器以及數(shù)字隔離器，其中，感應(yīng)電阻的一端連接到作為線性級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)，感應(yīng)電阻的另一端連接到作為開(kāi)關(guān)級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)，差分放大器用于對(duì)從感應(yīng)電阻兩端檢測(cè)出的電壓值進(jìn)行放大，磁滯比較器用于將差分放大器輸出的電壓值與第二設(shè)定閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生所述控制信號(hào)，并將產(chǎn)生的所述控制信號(hào)經(jīng)由數(shù)字隔離器發(fā)送給開(kāi)關(guān)級(jí)。
[0013]可選地，所述控制信號(hào)可包括第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，其中，當(dāng)差分放大器輸出的電壓值大于等于第二設(shè)定閾值時(shí)，磁滯比較器產(chǎn)生第一控制信號(hào)，當(dāng)差分放大器輸出的電壓值小于第二設(shè)定閾值時(shí)，磁滯比較器產(chǎn)生第二控制信號(hào)。
[0014]可選地，開(kāi)關(guān)級(jí)可包括開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器、第三MOS管、第四MOS管以及電感，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器可用于對(duì)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生的所述控制信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的控制信號(hào)發(fā)送給第三MOS管的柵極和第四MOS管的柵極，第三MOS管的漏極連接到電源，第三MOS管的源極連接到第四MOS管的漏極和電感的一端，第四MOS管的源極接地，電感的另一端連接到作為開(kāi)關(guān)級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)。
[0015]可選地，感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生的控制信號(hào)可包括第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，其中，當(dāng)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生第一控制信號(hào)時(shí)，第三MOS管導(dǎo)通，第四MOS管截止，當(dāng)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生第二控制信號(hào)時(shí)，第三MOS管截止，第四MOS管導(dǎo)通。
[0016]可選地，第一 MOS管、第三MOS管、第四MOS管可為NMOS管，第二 MOS管可為PMOS管。
[0017]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的另一方面，提供一種具有上述的包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路，所述放大電路包括:耦合器、包絡(luò)檢波器以及上述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，耦合器從射頻芯片接收射頻信號(hào)，并對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行功率分配，以將部分功率的射頻信號(hào)發(fā)送給包絡(luò)檢波器，包絡(luò)檢波器從接收到的部分功率的射頻信號(hào)中解調(diào)出包絡(luò)信號(hào)，并將所述包絡(luò)信號(hào)發(fā)送給包絡(luò)跟蹤放大器，包絡(luò)跟蹤放大器對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，以向外部提供與包絡(luò)信號(hào)呈線性關(guān)系的輸出。
[0018]采用上述包絡(luò)跟蹤放大器以及具有該包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路，能夠有效改善包絡(luò)跟蹤放大器的輸出，以向外提供一個(gè)具有高效率且良好線性度的電源。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器的電路圖；
[0021]圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有圖1所示的包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終指的是相同的部件。
[0023]圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器包括線性級(jí)10、感應(yīng)級(jí)20以及開(kāi)關(guān)級(jí)30。
[0025]具體說(shuō)來(lái)，線性級(jí)10用于對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，并輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電壓?？蛇x地，可利用現(xiàn)有的各種裝置或方法來(lái)從射頻芯片發(fā)出的射頻信號(hào)中獲得包絡(luò)信號(hào)。這里，由于包絡(luò)信號(hào)遺傳了由射頻芯片發(fā)出的射頻信號(hào)的全部特征，很好地反應(yīng)了射頻信號(hào)峰值的變化規(guī)律，因此可將包絡(luò)信號(hào)用于對(duì)包絡(luò)跟蹤放大器進(jìn)行控制。
[0026]這里，線性級(jí)10可使輸出的電壓與包絡(luò)信號(hào)幅值之間呈線性變化，即，當(dāng)包絡(luò)信號(hào)的幅值增大時(shí)輸出的電壓值也隨之增大，當(dāng)包絡(luò)信號(hào)的幅值減小時(shí)輸出的電壓值也隨之減小。
[0027]感應(yīng)級(jí)20用于根據(jù)線性級(jí)10輸出的電壓產(chǎn)生控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)與輸出的電壓的大小有關(guān)。
[0028]開(kāi)關(guān)級(jí)30用于根據(jù)感應(yīng)級(jí)20產(chǎn)生的控制信號(hào)輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電流。這里，線性級(jí)10與開(kāi)關(guān)級(jí)30并聯(lián)向外部提供與包絡(luò)信號(hào)呈線性關(guān)系的輸出。可選地，當(dāng)線性級(jí)10輸出的電壓值增大時(shí)，開(kāi)關(guān)級(jí)30輸出的電流根據(jù)感應(yīng)級(jí)20產(chǎn)生的控制信號(hào)也隨之增大，當(dāng)線性級(jí)10輸出的電壓值減小時(shí)，開(kāi)關(guān)級(jí)30輸出的電流根據(jù)感應(yīng)級(jí)20產(chǎn)生的控制信號(hào)也隨之減小。
[0029]采用本發(fā)明示例性實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器使得包絡(luò)信號(hào)的幅值增大時(shí)，所述包絡(luò)跟蹤放大器可提升向外部提供的輸出(即，同時(shí)提高線性級(jí)10輸出的電壓值和開(kāi)關(guān)級(jí)30輸出的電流)，包絡(luò)信號(hào)的幅值減小時(shí)，所述包絡(luò)跟蹤放大器可降低向外部提供的輸出(即，同時(shí)減小線性級(jí)10輸出的電壓值和開(kāi)關(guān)級(jí)30輸出的電流)，以實(shí)現(xiàn)向外部提供具有良好線性度的的輸出，并同時(shí)提高包絡(luò)跟蹤放大器的效率。
[0030]下面結(jié)合圖2來(lái)詳細(xì)描述包絡(luò)跟蹤放大器的電路原理。
[0031]圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器的電路圖。
[0032]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器包括線性級(jí)10、感應(yīng)級(jí)20以及開(kāi)關(guān)級(jí)30。這里，線性級(jí)10可充當(dāng)電壓源來(lái)提供電壓，開(kāi)關(guān)級(jí)30可充當(dāng)電流源來(lái)提供電流，線性級(jí)10與開(kāi)關(guān)級(jí)30并聯(lián)向外部提供與包絡(luò)信號(hào)的幅值呈線性關(guān)系的輸出。
[0033]參照?qǐng)D2，線性級(jí)10可包括線性運(yùn)算放大器0P1、第一偏置電源Vgl、第二偏置電源Vg2、第一 MOS管M1、第二 MOS管M2、第一電阻器Rl以及第二電阻器R2。可選地，第一 MOS管Ml可為NMOS管，第二 MOS管M2可為PMOS管。優(yōu)選地，線性運(yùn)算放大器OPl可具有高增益帶寬、高輸出動(dòng)態(tài)范圍和高轉(zhuǎn)換速率的特性。
[0034]具體說(shuō)來(lái)，線性運(yùn)算放大器OPl的正向輸入端接收包絡(luò)信號(hào)，線性運(yùn)算放大器OPl的輸出端與第一MOS管Ml的柵極之間串聯(lián)連接第一偏置電源Vgl，第一 MOS管Ml的漏極連接到電源VDC，第一 MOS管Ml的源極連接到第二 MOS管M2的源極和作為線性級(jí)10的輸出端的節(jié)點(diǎn)A，線性運(yùn)算放大器OPl的輸出端與第二 MOS管M2的柵極之間串聯(lián)連接第二偏置電源Vg2，第二 MOS管M2的漏極接地，第一電阻器Rl的一端連接到節(jié)點(diǎn)A，第一電阻器Rl的另一端連接到線性運(yùn)算放大器OPl的反向輸入端，第二電阻器R2的一端連接到線性運(yùn)算放大器OPl的反向輸入端，第二電阻器R2的另一端接地。這里，與第一 MOS管Ml的漏極相連接的電源VDC為恒定直流電源。
[0035]感應(yīng)級(jí)20包括感應(yīng)電阻R3、差分放大器0P2、磁滯比較器301以及數(shù)字隔離器302。優(yōu)選地，差分放大器0P2可具有高共模抑制比、高增益帶寬的性能。磁滯比較器301可具有高速響應(yīng)、低靜態(tài)損耗的特性。
[0036]具體說(shuō)來(lái)，感應(yīng)電阻R3的一端連接到節(jié)點(diǎn)A，感應(yīng)電阻R3的另一端連接到作為開(kāi)關(guān)級(jí)30的輸出端的節(jié)點(diǎn)B (該節(jié)點(diǎn)B也是作為包絡(luò)跟蹤放大器的輸出端的節(jié)點(diǎn))，差分放大器0P2的正向輸入端和反向輸入端分別連接到感應(yīng)電阻R3的兩端，差分放大器0P2的輸出端連接到磁滯比較器301的輸入端，磁滯比較器301的輸出端連接到數(shù)字隔離器302的輸入端，數(shù)字隔離器302的輸出端連接到開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器303的輸入端。
[0037]開(kāi)關(guān)級(jí)30包括開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器303、第三MOS管M3、第四MOS管M4以及電感L。優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器303可具有高電流驅(qū)動(dòng)能力、防直通保護(hù)、高速同步驅(qū)動(dòng)、欠壓鎖定的特性。第三MOS管M3和第四MOS管M4可為NMOS管，且可具有低柵極電荷、低反向電容、低導(dǎo)通電阻的特性。
[0038]具體說(shuō)來(lái)，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器303的輸出端連接到第三MOS管M3的柵極和第四MOS管M4的柵極，第三MOS管M3的漏極連接到電源VDC，第三MOS管M3的源極連接到第四MOS管M4的漏極和電感L的一端，第四MOS管M4的源極接地，電感L的另一端連接到節(jié)點(diǎn)B。這里，與第三MOS管M3的漏極相連接的電源VDC也為恒定直流電源。應(yīng)理解，這里由于開(kāi)關(guān)級(jí)30采用了具有上述結(jié)構(gòu)的兩個(gè)MOS管(S卩，第三MOS管M3和第四MOS管M4)，可有效降低導(dǎo)通損耗，使開(kāi)關(guān)級(jí)30具有輸出電流尚、開(kāi)關(guān)品質(zhì)系數(shù)尚的特性，從而提尚了包絡(luò)跟蹤放大器的效率。
[0039]以下，將以第一 MOS管、第三MOS管、第四MOS管為NMOS管，第二 MOS管為PMOS管為例對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器的工作原理進(jìn)行描述。
[0040]具體說(shuō)來(lái)，線性運(yùn)算放大器OPl用于對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，第一偏置電源Vgl用于調(diào)節(jié)線性運(yùn)算放大器OPl的輸出電壓，并將調(diào)節(jié)后的輸出電壓發(fā)送給第一 NMOS管Ml的柵極，第二偏置電源Vg2用于調(diào)節(jié)線性運(yùn)算放大器OPl的輸出電壓，并將調(diào)節(jié)后的輸出電壓發(fā)送給第二 PMOS管M2的柵極。這里，應(yīng)理解，由于線性運(yùn)算放大器OPl的輸出端與第一 NMOS管Ml的柵極之間串聯(lián)連接了第一偏置電源Vgl，因此，可通過(guò)第一偏置電源Vgl來(lái)控制流過(guò)第一 NMOS管Ml中的電流；類(lèi)似地，由于在線性運(yùn)算放大器的輸出端OPl與第二PMOS管M2的柵極之間串聯(lián)連接了第二偏置電源Vg2，因此，可通過(guò)第二偏置電源Vg2來(lái)控制流過(guò)第二 PMOS管M2中的電流，使得節(jié)點(diǎn)A可輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電壓值。
[0041]作為示例，第一 NMOS管Ml可為高電平導(dǎo)通，第二 PMOS管M2可為低電平導(dǎo)通，可人為設(shè)定第一偏置電源Vgl和第二偏置電源Vg2的電壓值，來(lái)對(duì)線性運(yùn)算放大器OPl的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而根據(jù)第一偏置電源Vgl和第二偏置電源Vg2調(diào)節(jié)后的輸出電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)第一 NMOS管Ml和第二 PMOS管M2的控制。
[0042]例如，當(dāng)包絡(luò)信號(hào)的幅值大于等于第一設(shè)定閾值時(shí)，可使第一 NMOS管Ml導(dǎo)通，第二PMOS管M2截止，節(jié)點(diǎn)A通過(guò)與第一 NMOS管Ml的漏極相連接的電源VDC來(lái)提供電壓；當(dāng)包絡(luò)信號(hào)的幅值小于第一設(shè)定閾值時(shí)，可使第一 NMOS管Ml截止，第二 PMOS管M2導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)A通過(guò)與第二 PMOS管M2的漏極相連接的地進(jìn)行放電?？蛇x地，可通過(guò)調(diào)節(jié)第一電阻器Rl和第二電阻器R2的阻值來(lái)改變線性級(jí)10輸出的電壓值。
[0043]節(jié)點(diǎn)A通過(guò)感應(yīng)電阻R3與節(jié)點(diǎn)B相連。這里，可利用現(xiàn)有的方法或電壓檢測(cè)裝置來(lái)獲得感應(yīng)電阻R3兩端的電壓值。作為示例，可利用差分放大器0P2從感應(yīng)電阻兩端提取出的電壓值，并對(duì)電壓值進(jìn)行放大。然而本發(fā)明不限于此，還可通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)感應(yīng)電阻R3上的電流，來(lái)獲得感應(yīng)電阻R3兩端的電壓值。磁滯比較器301用于將差分放大器0P2輸出的電壓值與第二設(shè)定閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生控制信號(hào)，并將產(chǎn)生的控制信號(hào)發(fā)送給開(kāi)關(guān)級(jí)30，可起到對(duì)電路中各元件的保護(hù)作用。
[0044]具體說(shuō)來(lái)，磁滯比較器301產(chǎn)生的控制信號(hào)可包括第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，當(dāng)線性級(jí)10輸出的電壓值增大時(shí)，感應(yīng)電阻R3兩端的電壓值也隨之增大，則相應(yīng)地差分放大器0P2輸出的電壓值也變大，然后磁滯比較器301將差分放大器0P2輸出的電壓值與第二設(shè)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)差分放大器0P2輸出的電壓值大于等于第二設(shè)定閾值時(shí)，磁滯比較器301產(chǎn)生第一控制信號(hào)，當(dāng)差分放大器0P2輸出的電壓值小于第二設(shè)定閾值時(shí)，磁滯比較器301產(chǎn)生第二控制信號(hào)。
[0045]開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器303用于對(duì)從數(shù)字隔離器302接收的控制信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的控制信號(hào)發(fā)送給第三NMOS管M3的柵極和第四NMOS管M4的柵極。這里，可根據(jù)放大后的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)第三NMOS管M3和第四NMOS管M4的控制，以使節(jié)點(diǎn)B根據(jù)所述控制信號(hào)輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電流。
[0046]可選地，當(dāng)感應(yīng)級(jí)20產(chǎn)生第一控制信號(hào)時(shí)，第三NMOS管M3導(dǎo)通，第四NMOS管M4截止，在此情況下，節(jié)點(diǎn)B通過(guò)與第三NMOS管M3的漏極相連接的電源VDC經(jīng)由電感L來(lái)提供電流，即，此時(shí)電感L與第三NMOS管M3的源極相連的一端具有電壓，經(jīng)電感L后節(jié)點(diǎn)B輸出一個(gè)逐步增大的電流。當(dāng)感應(yīng)級(jí)20產(chǎn)生第二控制信號(hào)時(shí)，第三NMOS管M3截止，第四NMOS管M4導(dǎo)通，在此情況下，節(jié)點(diǎn)B通過(guò)與第四NMOS管M4的源極相連接的地經(jīng)由電感L進(jìn)行放電，即，此時(shí)電感L與第三NMOS管M3的源極相連的一端電壓為零，經(jīng)電感L后節(jié)點(diǎn)B輸出一個(gè)逐步減小的電流。
[0047]這里，當(dāng)線性級(jí)10的輸出電壓值增大時(shí)，感應(yīng)電阻R3兩端的電壓值也增大，相應(yīng)地第三NMOS管M3處于導(dǎo)通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)級(jí)30的輸出電流也增大，因此，節(jié)點(diǎn)B向外部提供的輸出也隨之增大。
[0048]類(lèi)似地，當(dāng)線性級(jí)10的輸出電壓值減小時(shí)，感應(yīng)電阻R3兩端的電壓值也減小，相應(yīng)地第四NM0s管M4處于導(dǎo)通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)級(jí)30的輸出電流也減小，因此，節(jié)點(diǎn)B向外部提供的輸出也隨之減小。
[0049]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包絡(luò)跟蹤放大器，不僅可向外部提供具有良好線性度的輸出，還由于在開(kāi)關(guān)級(jí)有效降低了導(dǎo)通損耗，因此可同時(shí)提高包絡(luò)跟蹤放大器的效率。
[0050]圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有圖1所示的包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0051]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有圖1所示的包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路包括耦合器100、包絡(luò)檢波器200以及包絡(luò)跟蹤放大器300。
[0052]具體說(shuō)來(lái)，耦合器100從射頻芯片接收射頻信號(hào)，并對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行功率分配，以將部分功率的射頻信號(hào)發(fā)送給包絡(luò)檢波器200。這里，耦合器100用于對(duì)從射頻芯片接收的射頻信號(hào)進(jìn)行功率分配，以將部分功率的射頻信號(hào)用于對(duì)包絡(luò)跟蹤放大器300進(jìn)行控制，將除此之外的其他部分功率的射頻信號(hào)用于信號(hào)發(fā)射。這里，部分功率可為小于設(shè)定值的功率，由于耦合器100分配后的部分功率的射頻信號(hào)遺傳了從射頻芯片接收的射頻信號(hào)的全部特征，因此可將該部分功率的射頻信號(hào)的作為控制信號(hào)用于對(duì)包絡(luò)跟蹤放大器300進(jìn)行控制。這里，可通過(guò)調(diào)節(jié)耦合器100的系數(shù)來(lái)確定用于對(duì)包絡(luò)跟蹤放大器300進(jìn)行控制的射頻信號(hào)的功率的大小。
[0053]包絡(luò)檢波器200從接收到的部分功率的射頻信號(hào)中解調(diào)出包絡(luò)信號(hào)，并將該包絡(luò)信號(hào)發(fā)送給包絡(luò)跟蹤放大器300。作為示例，可采用峰值包絡(luò)檢波器從接收到的部分功率的射頻信號(hào)中解調(diào)出包絡(luò)信號(hào)。
[0054]這里，由于根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的放大電路需要依照射頻信號(hào)峰值的變化來(lái)調(diào)整向外部提供的輸出，因此，需要了解射頻信號(hào)峰值的變化規(guī)律，而由射頻芯片發(fā)出的射頻信號(hào)是一個(gè)任意變化的信號(hào)，由該射頻信號(hào)無(wú)法得到信號(hào)峰值的變化規(guī)律(即，該射頻信號(hào)無(wú)法用于對(duì)包絡(luò)跟蹤放大器300進(jìn)行控制)，因此需要經(jīng)由包絡(luò)檢波器200對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行處理，以得到能夠反映射頻信號(hào)峰值的變化規(guī)律的包絡(luò)信號(hào)。
[0055]包絡(luò)跟蹤放大器300對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，以向外部提供與包絡(luò)信號(hào)呈線性關(guān)系的輸出。這里，包絡(luò)跟蹤放大器300可根據(jù)包絡(luò)信號(hào)的幅值來(lái)調(diào)整向外部提供的輸出，以使向外部提供的輸出與包絡(luò)信號(hào)之間呈線性變化。
[0056]這里，包絡(luò)跟蹤放大器300的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及功能與圖1所示的包絡(luò)跟蹤放大器相同，本發(fā)明對(duì)此部分的內(nèi)容不再贅述。
[0057]上述包絡(luò)跟蹤放大器以及具有該包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路，由于可根據(jù)包絡(luò)信號(hào)來(lái)調(diào)整向外部提供的輸出，從而實(shí)現(xiàn)向外部提供一個(gè)具有良好線性度、且高效的輸出。
[0058]此外，將上述包絡(luò)跟蹤放大器或具有該包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路的輸出提供給功率放大器，可使得在功率放大器輸出功率較大時(shí)，增大向功率放大器提供的輸出，在功率放大器輸出功率較小時(shí)，降低向功率放大器提供的輸出，從而提高了功率放大器效率在低輸出功率情況下的效率(即，提高了功率放大器回退時(shí)的效率)，改善功率放大器的線性度。
[0059]上面已經(jīng)結(jié)合具體示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的實(shí)施不限于此。在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改和變型，這些修改和變型將落入權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種包絡(luò)跟蹤放大器，所述包絡(luò)跟蹤放大器包括:線性級(jí)、感應(yīng)級(jí)以及開(kāi)關(guān)級(jí)， 其中，線性級(jí)用于對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，以輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電壓， 感應(yīng)級(jí)用于根據(jù)線性級(jí)輸出的電壓產(chǎn)生控制信號(hào)， 開(kāi)關(guān)級(jí)用于根據(jù)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生的控制信號(hào)輸出與包絡(luò)信號(hào)的幅值相應(yīng)的電流， 其中，線性級(jí)與開(kāi)關(guān)級(jí)并聯(lián)以向外部提供與包絡(luò)信號(hào)呈線性關(guān)系的輸出。2.如權(quán)利要求1所述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，線性級(jí)包括線性運(yùn)算放大器、第一偏置電源、第二偏置電源、第一 MOS管以及第二 MOS管， 其中，線性運(yùn)算放大器用于對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大， 第一偏置電源用于調(diào)節(jié)線性運(yùn)算放大器的輸出電壓，并將調(diào)節(jié)后的輸出電壓發(fā)送給第一MOS管的柵極， 第二偏置電源用于調(diào)節(jié)線性運(yùn)算放大器的輸出電壓，并將調(diào)節(jié)后的輸出電壓發(fā)送給第二MOS管的柵極， 第一 MOS管的漏極連接到電源，第一 MOS管的源極連接到第二 MOS管的源極和作為線性級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)，第二 MOS管的漏極接地。3.如權(quán)利要求2所述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，當(dāng)包絡(luò)信號(hào)的幅值大于等于第一設(shè)定閾值時(shí)，第一 MOS管導(dǎo)通，第二 MOS管截止，作為線性級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)通過(guò)與第一 MOS管的漏極相連接的電源來(lái)提供電壓， 當(dāng)包絡(luò)信號(hào)的幅值小于第一設(shè)定閾值時(shí)，第一 MOS管截止，第二 MOS管導(dǎo)通，所述節(jié)點(diǎn)通過(guò)與第二 MOS管的漏極相連接的地進(jìn)行放電。4.如權(quán)利要求2所述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，線性級(jí)還包括第一電阻器以及第二電阻器， 其中，線性運(yùn)算放大器的正向輸入端接收包絡(luò)信號(hào)，線性運(yùn)算放大器的輸出端與第一MOS管的柵極之間串聯(lián)連接第一偏置電源，線性運(yùn)算放大器的輸出端與第二 MOS管的柵極之間串聯(lián)連接第二偏置電源，第一電阻器的一端連接到作為線性級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)，第一電阻器的另一端連接到線性運(yùn)算放大器的反向輸入端，第二電阻器的一端連接到線性運(yùn)算放大器的反向輸入端，第二電阻器的另一端接地。5.如權(quán)利要求1所述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，感應(yīng)級(jí)包括感應(yīng)電阻、差分放大器、磁滯比較器以及數(shù)字隔離器， 其中，感應(yīng)電阻的一端連接到作為線性級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)，感應(yīng)電阻的另一端連接到作為開(kāi)關(guān)級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)， 差分放大器用于對(duì)從感應(yīng)電阻兩端檢測(cè)出的電壓值進(jìn)行放大， 磁滯比較器用于將差分放大器輸出的電壓值與第二設(shè)定閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生所述控制信號(hào)，并將產(chǎn)生的所述控制信號(hào)經(jīng)由數(shù)字隔離器發(fā)送給開(kāi)關(guān)級(jí)。6.如權(quán)利要求5所述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，所述控制信號(hào)包括第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)， 其中，當(dāng)差分放大器輸出的電壓值大于等于第二設(shè)定閾值時(shí)，磁滯比較器產(chǎn)生第一控制信號(hào)，當(dāng)差分放大器輸出的電壓值小于第二設(shè)定閾值時(shí)，磁滯比較器產(chǎn)生第二控制信號(hào)。7.如權(quán)利要求1所述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，開(kāi)關(guān)級(jí)包括開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器、第三MOS管、第四MOS管以及電感， 開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器用于對(duì)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生的所述控制信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的控制信號(hào)發(fā)送給第三MOS管的柵極和第四MOS管的柵極， 第三MOS管的漏極連接到電源，第三MOS管的源極連接到第四MOS管的漏極和電感的一端，第四MOS管的源極接地，電感的另一端連接到作為開(kāi)關(guān)級(jí)的輸出端的節(jié)點(diǎn)。8.如權(quán)利要求7所述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生的控制信號(hào)包括第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)， 其中，當(dāng)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生第一控制信號(hào)時(shí)，第三MOS管導(dǎo)通，第四MOS管截止，當(dāng)感應(yīng)級(jí)產(chǎn)生第二控制信號(hào)時(shí)，第三MOS管截止，第四MOS管導(dǎo)通。9.如權(quán)利要求2-8中任一權(quán)利要求所述的包絡(luò)跟蹤放大器，其中，第一MOS管、第三MOS管、第四MOS管為NMOS管，第二 MOS管為PMOS管。10.一種具有如權(quán)利要求1所述的包絡(luò)跟蹤放大器的放大電路，所述放大電路包括??親合器、包絡(luò)檢波器以及權(quán)利要求1所述的包絡(luò)跟蹤放大器， 其中，耦合器從射頻芯片接收射頻信號(hào)，并對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行功率分配，以將部分功率的射頻信號(hào)發(fā)送給包絡(luò)檢波器， 包絡(luò)檢波器從接收到的部分功率的射頻信號(hào)中解調(diào)出包絡(luò)信號(hào)，并將所述包絡(luò)信號(hào)發(fā)送給包絡(luò)跟蹤放大器， 包絡(luò)跟蹤放大器對(duì)接收的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，以向外部提供與包絡(luò)信號(hào)呈線性關(guān)系的輸出。
【文檔編號(hào)】H03F1/02GK106033953SQ201510102523
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月9日
【發(fā)明人】袁芳標(biāo), 曾大杰, 宋賀倫, 張耀輝
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所