用于包絡(luò)跟蹤的dc-dc轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器
[0001]本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，其母案的發(fā)明名稱(chēng)為“用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器”，申請(qǐng)日為2013年5月15日，申請(qǐng)?zhí)枮?01310179203.7。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]實(shí)施例涉及用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器(DC-DC=直流電至直流電)。一些實(shí)施例涉及一種用于包絡(luò)跟蹤的方法。此外，一些實(shí)施例涉及一種用于制造用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]為了提高RF功率放大器的效率，可以使用包絡(luò)跟蹤。包絡(luò)跟蹤意味著:功率放大器的供給電壓隨著功率放大器的所發(fā)射的輸出功率而改變?？梢酝ㄟ^(guò)將DC-DC轉(zhuǎn)換器用于該供給電壓的生成來(lái)達(dá)到最佳效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]實(shí)施例提供了一種用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器(DC-DC=直流電至直流電)。所述DC-DC轉(zhuǎn)換器包括數(shù)字控制級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)。所述數(shù)字控制級(jí)被配置為基于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息來(lái)提供數(shù)字控制信號(hào)。所述驅(qū)動(dòng)級(jí)被配置為基于所述數(shù)字控制信號(hào)來(lái)提供用于RF放大器(RF=射頻)的供給電壓。
[0005]進(jìn)一步的實(shí)施例提供了一種用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器。所述DC-DC轉(zhuǎn)換器包括數(shù)字調(diào)制器和逆變器。所述數(shù)字調(diào)制器被配置為基于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息來(lái)提供調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)。所述逆變器被配置為響應(yīng)于調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)的第一狀態(tài)提供第一電壓，并響應(yīng)于調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)的第二狀態(tài)提供第二電壓，作為用于RF放大器的供給電壓。
[0006]一些實(shí)施例提供了一種用于包絡(luò)跟蹤的方法。所述方法包括:基于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息來(lái)提供數(shù)字控制信號(hào)；以及基于所述數(shù)字控制信號(hào)來(lái)提供用于RF放大器的供給電壓。
[0007]此外，一些實(shí)施例提供了一種用于制造用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器的方法。所述方法包括:提供數(shù)字控制級(jí)，所述數(shù)字控制級(jí)被配置為基于描述數(shù)字發(fā)射機(jī)的數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息來(lái)提供數(shù)字控制信號(hào)；以及提供驅(qū)動(dòng)級(jí)，所述驅(qū)動(dòng)級(jí)被配置為基于所述數(shù)字控制信號(hào)來(lái)提供用于RF放大器的供給電壓。
【附圖說(shuō)明】
[0008]本文參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0009]圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖。
[0010]圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖。
[0011]圖3示出了已知DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖。
[0012]圖4示出了已知DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖。
[0013]圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖。
[0014]圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖。
[0015]圖7示出了用于包絡(luò)跟蹤的方法的流程圖。
[0016]圖8示出了用于制造用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器的方法的流程圖。
[0017]在以下描述中通過(guò)等同或等效的參考標(biāo)記來(lái)表示等同或等效元件或者具有等同或等效功能的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在以下描述中，闡述了多個(gè)細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的更全面的說(shuō)明。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。在其他實(shí)例中，以框圖形式而不是詳細(xì)地示出了公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以避免使本發(fā)明的實(shí)施例模糊。此外，可以將以下描述的不同實(shí)施例的特征與彼此組合，除非以其他方式具體聲明。
[0019]圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器100的框圖。DC-DC轉(zhuǎn)換器100 (DC-DC=直流電至直流電)包括數(shù)字控制級(jí)102和驅(qū)動(dòng)級(jí)104。數(shù)字控制級(jí)102被配置為基于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108來(lái)提供數(shù)字控制信號(hào)106。驅(qū)動(dòng)級(jí)104被配置為基于數(shù)字控制信號(hào)106來(lái)提供用于RF放大器(RF=射頻)的供給電壓110。
[0020]在一些實(shí)施例中，用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器100被適配為使用基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108來(lái)提供用于RF放大器的供給電壓110。
[0021]例如，在一些實(shí)施例中，通過(guò)將發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108用于計(jì)算脈沖寬度調(diào)制的寬度來(lái)構(gòu)建用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器100。
[0022]圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的用于包絡(luò)跟蹤的DC-DC轉(zhuǎn)換器100的框圖。除圖1外，驅(qū)動(dòng)級(jí)102還包括數(shù)字調(diào)制器112，數(shù)字調(diào)制器112被配置為基于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108來(lái)提供調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106作為數(shù)字控制信號(hào)106。
[0023]例如，數(shù)字調(diào)制器112可以被配置為基于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108來(lái)控制調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106的脈沖寬度。
[0024]在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)級(jí)104可以包括逆變器114，逆變器114被配置為響應(yīng)于數(shù)字控制信號(hào)106的第一狀態(tài)提供第一電壓，并響應(yīng)于數(shù)字控制信號(hào)106的第二狀態(tài)提供第二電壓，作為用于RF放大器的供給電壓110。
[0025]例如，第一電壓可以是DC電源的供給電壓，并且第二電壓可以是參考電壓，例如地電勢(shì)。
[0026]換言之，在一些實(shí)施例中，DC-DC轉(zhuǎn)換器100可以包括數(shù)字調(diào)制器112和逆變器114。數(shù)字調(diào)制器112可以被配置為基于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108來(lái)提供調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106。逆變器114可以被配置為響應(yīng)于調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106的第一狀態(tài)提供第一電壓，并響應(yīng)于調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106的第二狀態(tài)提供第二電壓，作為用于RF放大器的供給電壓110。
[0027]如圖2的示例中所示，在一些實(shí)施例中，數(shù)字控制級(jí)102可以包括數(shù)據(jù)項(xiàng)目提供器116，數(shù)據(jù)項(xiàng)目提供器116被配置為響應(yīng)于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108提供多個(gè)可能數(shù)據(jù)項(xiàng)目中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目118。從而，數(shù)字調(diào)制器112可以被配置為基于該一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目118來(lái)設(shè)置調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106的脈沖寬度。
[0028]以下，參照?qǐng)D3和4來(lái)描述已知DC-DC轉(zhuǎn)換器10，以指出圖1和2中所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器100的區(qū)別。
[0029]圖3示出了已知的DC-DC轉(zhuǎn)換器10的框圖。DC-DC轉(zhuǎn)換器10包括A/D轉(zhuǎn)換器12、計(jì)算單元14、DPWM 16 (DPWM=數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器)和逆變器18。從而，計(jì)算單元14通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器12連接至逆變器18的輸出20。因此，由計(jì)算單元14針對(duì)DPWM 16提供的信號(hào)22基于逆變器18的輸出20處存在的輸出電壓。
[0030]換言之，到目前為止，按照傳統(tǒng)方式，以模擬方式或者以如圖3中所示的數(shù)字方式構(gòu)建了 DC-DC轉(zhuǎn)換器。從而，通過(guò)改變參考電壓Vref來(lái)進(jìn)行為了進(jìn)行包絡(luò)跟蹤而對(duì)電壓的調(diào)制。
[0031]該解決方案的劣勢(shì)在于:所生成的電壓的頻率受脈沖寬度調(diào)制的頻率限制。清楚的是，該系統(tǒng)無(wú)法比DC-DC轉(zhuǎn)換器10的切換頻率更快地作出反應(yīng)。附加頻率限制是DC-DC轉(zhuǎn)換器10中的環(huán)路濾波器。圖3中的DC-DC轉(zhuǎn)換器需要PID濾波器(PID=比例積分微分)，這是由于其為具有反饋的系統(tǒng)。出于穩(wěn)定性原因，PID濾波器是必要的。容易證明，在Vref電壓處饋入的信號(hào)也由該P(yáng)ID濾波器濾波。
[0032]圖4示出了已知DC-DC轉(zhuǎn)換器10的框圖。與圖3相比，圖4中所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器10包括與A/D轉(zhuǎn)換器12相連接的快速D/A轉(zhuǎn)換器24。
[0033]高效DC-DC轉(zhuǎn)換器10的切換頻率高達(dá)2 MHz?，F(xiàn)代無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的基帶信號(hào)頻率高達(dá)40 MHzο對(duì)于包絡(luò)跟蹤而言，基帶信號(hào)的絕對(duì)值必須由DC-DC轉(zhuǎn)換器10生成。在較低效率的劣勢(shì)下，可以將切換頻率提高至50 MHz?
[0034]接著，描述不具有切換頻率和/或效率方面的上述限制的DC-DC轉(zhuǎn)換器100的其他實(shí)施例。
[0035]圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的DC-DC轉(zhuǎn)換器100的框圖。DC-DC轉(zhuǎn)換器100包括數(shù)字控制級(jí)102和驅(qū)動(dòng)級(jí)104。
[0036]數(shù)字控制級(jí)102包括:數(shù)字調(diào)制器112，被配置為提供調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106 ；以及數(shù)據(jù)項(xiàng)目提供器116，被配置為響應(yīng)于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108，提供多個(gè)可能數(shù)據(jù)項(xiàng)目中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目118。從而，數(shù)字調(diào)制器112可以被配置為基于該一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目118來(lái)設(shè)置調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106的脈沖寬度。
[0037]例如，數(shù)據(jù)項(xiàng)目118可以包括描述用于包絡(luò)跟蹤的用于RF放大器的脈沖寬度調(diào)制后的供給電壓110的脈沖寬度的信息(例如，數(shù)據(jù)項(xiàng)目值)。此外，該多個(gè)可能數(shù)據(jù)項(xiàng)目可以描述多個(gè)可能脈沖寬度，其中，數(shù)據(jù)項(xiàng)目提供器116可以被配置為選擇并提供包括描述與數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅相對(duì)應(yīng)的用于包絡(luò)跟蹤的脈沖寬度的信息的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目118。
[0038]在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)項(xiàng)目提供器116可以被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于DC電源120的數(shù)字電壓讀數(shù)來(lái)提供該一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目118。從而，數(shù)字調(diào)制器112可以被配置為基于該一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目118來(lái)設(shè)置調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106的周期(或調(diào)制周期)。
[0039]例如，數(shù)據(jù)項(xiàng)目118還可以包括描述用于包絡(luò)跟蹤的用于RF放大器的脈沖寬度調(diào)制后的供給電壓110的周期的信息(例如，數(shù)據(jù)項(xiàng)目值)。
[0040]此外，DC-DC轉(zhuǎn)換器100可以包括A/D轉(zhuǎn)換器122，A/D轉(zhuǎn)換器122被配置為將DC電源120的模擬電壓讀數(shù)A/D轉(zhuǎn)換為DC電源120的數(shù)字電壓讀數(shù)。
[0041]如圖5中示例性地示出，A/D轉(zhuǎn)換器122可以連接至電源120的供給端子126。此外，DC電源120可以是電池，并且模擬電壓讀數(shù)可以是該電池的電壓Vbattwy。
[0042]在一些實(shí)施例中，控制級(jí)102可以包括查找表116作為數(shù)據(jù)項(xiàng)目提供器116。查找表116 (或者數(shù)字預(yù)處理LUT ;LUT=查找表)可以被配置為響應(yīng)于描述數(shù)字基帶發(fā)射信號(hào)的振幅的數(shù)字信息108 (來(lái)自RF-DAC的數(shù)據(jù)；DAC=數(shù)模轉(zhuǎn)換器)，來(lái)提供多個(gè)可能數(shù)據(jù)項(xiàng)目中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目。
[0043]在一些實(shí)施例中，控制級(jí)102可以包括數(shù)字PWM 112 (DPWM)作為數(shù)字調(diào)制器112。數(shù)字PWM 112可以被配置為基于該一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目106來(lái)提供調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106。可以利用本地振蕩器的時(shí)鐘Clk來(lái)對(duì)數(shù)字PWM 112進(jìn)行計(jì)時(shí)(clock)?？梢岳酶哂?0 MHz(或者50 MHz,60 MHz,70 MHz,80 MHz,90 MHz或100 MHz)的頻率來(lái)對(duì)本地振蕩器進(jìn)行計(jì)時(shí)。此外，調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106可以包括第一狀態(tài)(例如，邏輯I)和第二狀態(tài)(例如，邏輯O)。
[0044]驅(qū)動(dòng)級(jí)104可以包括逆變器124，逆變器124被配置為響應(yīng)于調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)106的第一狀態(tài)提供第一電壓，并響應(yīng)于調(diào)制后的數(shù)字控制信號(hào)10