CN101473531B - 电压升压跟随器的集成实现方式及其方法 - Google Patents
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Abstract
披露了一种集电极升压电路,该电路用于在第一运行模式中将一个第一电压提供给功率放大器,并且在一个第二运行模式中将另一个电压提供给功率放大器。该集电极升压电路使用由一个射频检测器导出的一个指示信号以便在第一与第二运行模式之间进行切换。该另一个电压是大于该第一电压的一个升压电压、并且它是在峰值偏移过程中在要求时提供的,以避免放大器通过一个升压电容器进行截幅。该另一个电压是连续的并且根据检测的峰值信号的幅值而变化。
Description
技术领域
本发明涉及放大器并且更具体地涉及集成功率放大器。
背景技术
频分复用(FDM)是在一个单一的传输路径(例如缆线或无线系统)上同时传输多重信号的每一个中不同数据集的一种技术。各个信号在一个载体(由所传输的数据调制的一个独特的频率范围)内传播。
正交频分复用(OFDM)是将不同数据集中的每一个分配到大量载体上的一种扩频技术,这些载体在预定的频率上间隔开。这个间隔在这项技术中提供了“正交性”,它允许的解调器只对与一个信号数据集相关的频率响应。OFDM的好处是高频谱效率、对射频(RF)干扰的适应性、以及对多路径失真的抗干扰性。OFDM是有利的,因为在一个典型的地面广播方案下存在着多路径通道(利用不同长度的路径,传输的多个信号到达接收机)。由于一个信号的多个形式彼此干扰,它使得提取正被传输的数据变得困难。
多个高带宽效率调制方案(例如,但不仅限于FDM、OFDM,以及CDMA)通常会导致表现一个宽的动态范围或峰值对平均功率之比(PAPR)的信号。为了放大这样一个信号,放大器必须支持从一个第一级的低幅值到一个第二级的高幅值的范围,并且如此容纳这个峰幅值。虽然在高带宽效率调制标准中支持峰幅值是一项要求,峰值脉冲如此少见以致设计一个功率放大器(PA)来支持它们(尽管有要求)增加了该功率放大器(PA)的功耗并且增加了复杂性的级别以及所不希望的成本。
例如,如在WO040086321中所描述,已知通过用DC至DC转换器将供电电压改变为与的传输的信号的幅值成比例来改善功率放大器(PA)的功耗。较低的集电极电压被用来实现较低的输出功率而较高的集电极电压被用来处理待传输的信号的较高幅值部分。假设调节器处于高效率,通过开关模式技术以低调制频率实现非常低的功耗。当该调制的频率增加时,设计越来越快的开关模式调节器的难度变得太大并且需要多个线性功率处理级而不产生效率增长。
该调节器方案是先有技术并且是通过变化放大晶体管上的集电极或漏极电压并且改变功率放大器的负载线来增加功率放大器效率的一种有效方式。然而,线性度的要求迫使增益/相位响应与电压变化成线性,或者施加的预失真。
关于这一主题的其他变体试图与一个可变的基极供电相结合在集电极上使用一种非常快速的、包络跟踪电源。该调制幅值是通过变化供电电压来实现的而相位信息被注入射频信号。包络跟踪要求比直流至直流转换器方法甚至要更复杂的电源并且仍有待以实用的方式得到证明。美国专利6,437,641中披露了这样一个电路,其中使用一个过量包络传感器来检测峰值电压并且进而提高反馈到该功率放大器上的输出电压。
包含功率放大器的RF系统具有带有大的峰值偏移的循环周期并且这些峰值偏移需要进行处理,以便通过确保该功率放大器的线性度来改进这些系统的效率。如在WO 01/67598中所讨论的,在先有技术的应用中,用来处理带有大的峰值与平均值之比的信号的一种方法是控制到功率放大器的直流(DC)电源。例如,在这种情况下,当该瞬时幅值低于一个希望的水平时,将一组电压电平提供给功率放大器,而当该瞬时幅值高于一个希望的水平时提供另一组电压电平。
在先有技术中,美国专利6,831,519披露了一种电路,该电路用于允许功率放大器在不同的运行供电电压下工作,以响应于不同的输入信号。确切地说,提供了电路来经由补充的供电路径来控制供给一个功率放大器的电压水平。在这个电路中,提供了以场效应晶体管形式的两个可控阻抗以及一个电感器,用于在通过控制脉冲运行时引导电流并且当必要时为该放大器提供增强电压。然而,这样一个电路的缺点是:由于难以将电感和功率放大器集成于相同的衬底上,在低成本的集成功率放大器中该电路是无法实现。
有利的是提供一种方法以及装置来改善一个OFDM功率放大器的功率输出、效率以及失真而不明显地增加电源复杂性或者需要一个第二电压供应。有利地是,在多个无线局域网(WLAN)系统中改进这些属性是有益的,以便为用户提供更好的数据传输范围、更长的电池充电时间间隔,以及总体上更低的功耗。
进一步有利的是提供一种方法,该方法适合于在一个单一的集成电路上的集成。
发明内容
根据本发明,提供了一个电路,该电路包括:一个电荷存储部件;一个放大器电压供应端口;一个电压供应输入端口,用于接收一个第一电压;一个检测器,该检测器电连接到一个RF放大器的一个输出端口上,该检测器用于检测由该RF放大器提供的一个RF输出信号的幅值;以及响应于一个指示信号的至少一个开关,该开关用于在一个第一运行模式与一个第二的、其他的运行模式之间进行切换,在该第一运行模式中,该至少一个开关用于该电荷存储部件充电并且用于将该第一电压提供给该放大器电压供应端口,并且在该第二运行模式中,该至少一个开关用于对该放大器电压供应端口提供超过该第一电压的一个升压电压,该升压电压生产自该电荷存储部件与该第一电压合作产生并且跟随被检测的幅值。
根据本发明的一个实施方案,提供了一种电路,该电路包括:一个放大器电压供应端口;一个第一电压供应输入端口,用于接收一个第一电压;一个第二电压供应输入端口,用于接收一个第二的、其他的电压;用于电连接到一个RF放大器的一个输出端口上的检测器,该检测器用于检测由该RF放大器提供的一个RF输出信号的幅值;以及至少一个开关,该开关响应于该指示信号,用于在第一运行模式与一个第二的、其他的运行模式之间进行切换,在该第一运行模式中,该至少一个开关对该放大器电压供应端口提供基于该第一电压的一个电压而在该第二运行模式中,该至少一个开关用于对该放大器电压供应端口提供超过该第一电压并且基于该第二电压的另一个电压,该另一个电压跟随被检测的幅值。
根据本发明的另一个方面,提供了改进一个功率放大器的线性度的一种方法,该方法包括:一个电路,该电路根据功率放大器输出端口上的一个检测器产生的电压来控制到一个功率放大器的电压供应,这样,在一个第一运行模式中,将一个第一电压电势提供给该放大器电压输入端口;在一个第二的、其他的运行模式中,将一个升压电压电势提供给该放大器电压输入端口,该升压电压电势是通过将来自一个电压供应的一个第一电压电势与另一个电压电势的至少一部分相加所形成的,该升压电压以一种连续的形式跟随检测的幅值;并且根据该射频(RF)信号内检测的一个峰值脉冲的存在,从该第一模式切换到该第二模式。
根据本发明的又一个方面,提供了一种存储介质,该介质具有存储在其中的数据,该数据用于当被执行时导致一种放大器设计,该放大器设计包括:一个电荷存储部件;一个放大器电压供应端口;一个电压供应输入端口,用于接收一个第一电压;一个检测器,该检测器连接到一个RF放大器的一个输出端口,该检测器用于检测由该RF放大器提供的一个RF输出信号的幅值;以及至少一个开关,该开关响应于该指示信号,用于在一个第一运行模式与一个第二的、其他的运行模式之间进行切换,在该第一运行模式中,该至少一个开关用于该电荷存储电容器充电并且用于将该第一电压提供给该放大器电压供应端口,并且在该第二运行模式中,该至少一个开关用于对该放大器电压供应端口提供超过该第一电压的一个升压电压,该升压电压产生自该电荷存储电容器与该第一电压合作并且跟随被检测的幅值。
根据本发明的一个实施方案,提供了一种存储介质,该介质具有存储在其中的数据,该数据用于当该被执行时导致一个放大器设计,该放大器设计包括:一个放大器电压供应端口;一个第一电压供应输入端口,用于接收一个第一电压;一个第二电压供应输入端口,用于接收一个第二其他电压;检测器,该检测器电连接到一个RF放大器的一个输出端口上,该检测器用于检测由该RF放大器提供的一个RF输出信号的幅值;以及至少一个开关,该开关响应于该指示信号,用于在一个第一运行模式与一个第二的、其他的运行模式之间进行切换,在该第一运行模式中,该至少一个开关用于对该放大器电压供应端口提供基于该第一电压的一个电压并且在该第二运行模式中,该至少一个开关用于对该放大器电压供应端口提供超过该第一电压、并且基于该第二电压的另一个电压,该另一个电压跟随检测到的幅值。
附图说明
现在结合以下附图说明本发明的多个示例性实施方案,在附图中:
图1a示出了对100个OFDM符号线性RF输出包络电压对于时间的一个曲线图;
图1b示出了一个图形表示,它描绘了一个峰值脉冲对于时间的射频输出包络电压;
图2a示出根据本发明的一个第一实施方案的一个电路的简化框图;
图2b示出了图2a中的电压升压器(220)的一个简化框图;
图3示出了用于实施本发明的一个第二个实施方案的一个电路图;
图4a示出了发生在一个完美的放大器中的一种理想的双音波形。
图4b示出对于带有相同的尖峰双音波形的一个真实放大器如果集电极升压不运行时的截幅。
图4C示出对于带有相同的尖峰双音波形并带有运行中的图2的集电极升压的一个真实放大器的模拟结果。
图5示出了用于实施本发明的一个第三实施方案的一个电路图。
具体实施方式
参见图1a,所示为对于100个OFDM符号的一个序列的线性RF输出电压对于时间的一个曲线图。该曲线图表示了该RF包络的大小。在一个理想的系统中,在该功率放大器(PA)中所使用的功率将在任何时刻与所需要的RF电压的平方成正比。该信号的这些峰值很少发生,因此该PA的平均输出功率明显地低于其峰值输出。因此,即使在B类放大级上,其中所使用的电流与RF信号幅值电压成正比,该效率与RF信号幅值电压成正比,该恒定的直流集电极供电电压必须充分地大,以处理信号的这些峰值而没有放大器截幅。当放大器在较低功率水平运行时,这导致低效率,因为存在可供放大器使用的未经利用的电压余量。如果使用一个较低的供电电压,该放大器在这些尖峰上变形并且该OFDM信号的信息内容可能被破坏。
当前一代的便携式电池运行的装置依赖电池技术的进步并且依赖低功耗电路运行的进步,以便提高电池寿命、减少电路成本、并且提高可靠性。不幸的是,即使利用B类运行还会导致如以上所指出的低效率。迄今为止许多用于正交频分复用功率放大器(OFDM PA)的集成解决方案依赖B类运行并且其结果是在OFDM调制下该PA的效率已受到了限制。因此,或者电池寿命、电池大小或者PA输出功率受到了损害。本发明展示了用来提高带有大动态范围的信号的集成PA的效率,藉此提高电池利用并减少在该PA中发散的热量。
因为峰值脉冲在统计上很少发生,为了支持峰值脉冲的唯一目的而以一种低效模式运行PA是不理想的。此外,未能支持峰值脉冲,并因此引入失真,并因此降低带外幅射和差错向量大小也是不理想的。
参见图1b,示出了100个OFDM符号序列的一个扩大的部分,这里可以清楚地看到高功率脉冲不仅是少见的而且具有很短的持续时间。
参见图2a,示出了本发明的一个第一实施方案的简化电路图。为了根据本发明扩展先有技术的B类放大器的运行,仅对由比较器电路280确定的在一个指定的阈值之上峰值脉冲使RF放大器230的集电极电压被升压。
将一个RF输入信号施加到RF输入端口200上,该端口电连接到该RF放大器230上。RF放大器230的输出端电连接到RF输出端口210上。一个负峰值检测器250也电连接到RF放大器230的RF输出上,在这个实施方案中,该检测器提供了与RF信号功率成反比的一个电压。该负峰值检测器250经由电阻器260电阻性地连接到端口270上的电源V+上,并且经由电容器C1240电容性地接地。电阻器260和电容器240将RF成分从被检测的信号中去除而不过滤该包络部分。
来自负峰值检测器250的被过滤的电压包络被连接到一个比较器电路280的上输入端口280a上。该比较器电路280的下输入端口280b连接到一个参考电压290上。
在这个实施方案中,负峰值检测器250感测何时RF放大器230的集电极/漏极的电压降至一个阈值(表示开始饱和)以下。这个负峰值检测器250的输出被用在反馈环路中来控制该电压升压电路220。以此方式,当整个电路控制201感测输出阶级RF放大器230开始饱和时,它迫使电压升压器220将供电电压增加到刚好足以将该RF放大器230从饱和拉出/使之不进入饱和。
由电压升压器220施加的升压持续时间是由该尖峰的持续时间确定。以此方式,仅在该RF放大器230需要时施加该升压,其中降低了该RF放大器230的功耗。
该第一实现方式具有的优点是该反馈趋于使电路对绝对的部件值以及部件温度变化的灵敏度最小化。此外,该截幅阈值独立于电源,即该电路可以配置为无论电源如何当该RF放大器230耗尽余量时该升压即开始。在一个双极晶体管的情况下,这个阈值将被设定为近似于饱和电压Vcesat。
最后,这个实现方式使该电路免受在放大的RF信号中的任何谐波成分的影响,该信号将趋于使230的输出上的RF波形平方。
参见图2b,所示的是图2a中的方框220中所示的电压升压器的细节。
该电压升压电路285包括一个电荷存储装置235以及多个开关装置215、225、245。在所示的电压升压电路285中,当该上升压FET 215由施加到该升压控制端口265上的升压控制信号接通时,因为跨过235的电压被有效地增加到该直流电源205的部分上,施加到该升压输出端口255上的RF放大器(未示出)的供电电压被升压,在此该部分由跨过FET 215的电压降决定。该升压输出电压255可以跟随该升压控制电压265升至近似于该DC供电205的两倍。
当该电压升压电路285未提供一个电压升压信号时,于是该上升压FET 215未被接通并且一个控制信号被施加到再充电控制端口275上,所以再充电FET 225被激活,藉此对该电荷存储电容器235进行再充电。该电压升压电路285连接到电源205上,并且由反向电流保护二极管245完成。当需要低输出信号时,该二极管245允许该放大器由205提供电力,当处于升压模式时还允许255上的电压上升超过205。
例如,假设该电压源205是3.3V的电源并且可与标准的3.3伏集成电路技术兼容。在不升压的运行中,该功率放大器经由一个反向电流保护二极管245由电压源205供电。在升压运行中,当该峰值检测器(例如图2a的负峰值检测器250)探测到一个RF输出端口(图2a的210)处的信号接近发生截幅的幅值时,将该电荷存储块235连接提供一个升压电压,例如使用片外升压电容器。在升压运行中,按需要增加施加到该RF放大器(图2a的230)上的电压。可替代地,每当指示电压升压时,施加到该RF放大器(图2a的230)上的电压从3.3伏升压至高达6.6V。一旦不再指示升压运行,再次经由该反向电流保护装置245提供电力。
再充电信号275是从升压控制265导出,其方式为FET 215和FET225二者不是同时导通。这可能完全由多个N沟道(N-channel)场效应晶体管完成。可替代地,如果一个负电源是可接受的,那么可以采用多个耗尽型场效应晶体管或多个高电子转移率晶体管(HEMT)。如果没有负电源,那么增强型和耗尽型场效应晶体管是一种可替代的解决方案。此外,其他替代办法例如多个CMOS装置可与多个双极装置并置使用。另外,在其他实施方案中二极管306可以用多个双极晶体管或场效应晶体管来实现。例如,可以使用一个PNP双极晶体管,并且这会导致一个较低的正向电压降。
图3显示了根据本发明的实施方案的一个进一步简化的示例性电路图。该电路依靠一个片外升压电容器来增加在幅值高峰期间可以采用该RF放大器晶体管的有效漏极电压。可替代地,该电容器不是片外的。根据该实施方案,在该放大器的输出端口用一个检测幅值的检测器来检测超过该阈值幅值的幅值。来自该检测器的一个输出信号直接施加到一个第一FET上。响应于自检测器接收的信号,该第一FET推动该电荷存储电容器充电,藉此提高该RF放大器上的Vdd。调整该放大器的RF(射频)输出端口与该第一FET之间的路径的增益和偏移量,这样在该放大器开始饱和之前增加该放大器供电电压。因此,避免了放大的RF信号的截幅。如图3所示,这是完全通过多个N沟道场效应晶体管来完成。如果一个负电源是可接受的,多个耗尽型场效应晶体管、或多个HEMT(高电子转移率晶体管)就足够了。如果没有负电源,那么使用多个增强型和耗尽型的场效应晶体管。可替代地,使用CMOS装置。进一步可替代地,使用多个双极装置。进一步可替代地,二极管306可以通过多个双极晶体管或多个场效应晶体管实现。例如,可使用一个PNP双极晶体管,并且这会导致一个较低的正向电压降。
一个放大器块310包括带有RF输入端308a、RF输出端308b、以及电压偏置终端308c的一个放大器308。一个电荷泵电路340包括以二极管306形式的一个反向电流阻止电路、一个第一FET 305、一个第二FET 304、以及一个电荷存储装置307。当受到负值检测器330的激励时,该电荷泵340对处于电容器307形式的电荷存储装置充电,并且当受到正值检测器320的激励时协助该电容器与直流电源301在升压模式下的串联连接。该第二FET304控制该电荷存储装置307的充电。该第一FET 305协助与该直流(DC)电源串联的电荷存储电容器307的串联连接。该电路还包括一个正值检测器320和一个负值检测器330。
在电荷泵电路340内的电荷存储电容器307通常经过二极管D1 306和场效应晶体管304被充电至供电电压V_DC1 301(例如3.3V)。当检测到射频信号中一个尖峰具有的幅值超过一个预定的阈值幅值时,使该放大器308的供电电压被增加以避免该输出射频信号的截幅。这样,在负值检测器330的控制下,场效应晶体管304被断开,而场效应晶体管305在正值检测器320的控制下接通。
该FET 305在原理上作为一个源极跟随器运行,所以其源极上的电压跟随由正值检测器330提供到其上的电压。随着FET 305的源极电压增加,在二极管306与该电荷存储电容器307之间的一个端口上的电压增加,断开二极管306并且引起该放大器308的一个电压供应端口上电压的增加。应该注意到,该晶体管305在一个线性范围内工作,这与在两个二元状态之间摆动(切换)相反。晶体管305的线性响应允许在RF放大器308的电压供应端口上没有不连续性的电压摆动。
当检测到射频输出端口308b处的射频信号是低于该阈值水平时,晶体管305的栅极上的电压使其停止跟随该信号。再次从一个电压源经过二极管306将电流提供到放大器308。当晶体管304接通时,电荷存储电容器307经过二极管306再充电。晶体管304典型地是一个常开的耗尽型装置。任选地,晶体管305也是一种耗尽型晶体管。可替代地,晶体管Q2 304是一种增强型装置。典型地,二极管306是二极管和低势垒肖特基二极管中的一个。可替代地,利用开关晶体管、驱动晶体管以及源极或集电极跟随器中的一个来提供反向电流保护。可替代地,晶体管304是一个双极晶体管。可替代地,晶体管305是一个双极晶体管。
在设计时,V_DC2是正参考电压302,V_DC3是负参考电压303,并且电阻器R1 321、R2 324、R3 331、R4 334的值确定晶体管Q1 305关断并且晶体管Q2 304开始跟随的这些阈值点。典型地,V_DC2 302、V_DC3 303、R1 321、R2 324、R3 331以及R4 334的值被选择为使晶体管Q1 305和晶体管Q2 304不是同时导通;这确保了在放大器308的一个电压供应端口上产生的电压适当地跟随从而避免输出射频信号的截幅。
有利地,在上述电路中的低环路增益使该包络跟随器易于以一种对工艺和温度变化不敏感的方式实现。这是有利的,因为电路是可制造的而无需改变所采用的制造工艺。由于峰值对平均功率之比(PAPR)(当过低的峰值对平均功率之比(PAPR)存在时),该电荷存储电容器307不能在峰值幅值突发之间完全再充电从而导致性能降低,上述实施方案在使用WiMAX以及许多WiFi的应用中是有利的。此外,通过适当的修改它可应用于许多PAPR足够高的其他产品。
图4c和4b示出了比较集电极升压运行和不运行的模拟结果。确切地说,图4a示出带有3伏直流偏置的一种理想的无失真双音信号,如在一个完美的放大器中会发生的情况。
图4b示出一个真实的放大器(即不完美的)的射频输出端口308b上的集电极电压,它没有提供集电极升压的电荷泵电路。图中很明显,当峰峰电压在一个预定的范围之外时发生输出信号的截幅。在这个实例中,该输出电压被限制为使电压不会降到近似地低于500mV(如图4b所示,使用由20MHz载波调制的一个2.5GHz的正弦波作为施加的RF输入信号的一个实例)。这是一个典型的射频功率NPN晶体管装置的非常典型的饱和特性。
图4c示出运行中该电流泵电路的效果,一旦检测器(图3中的320和图2中的250)探测到射频输出端口308b或210上的电压接近幅值(其中发生截幅/饱和)时,集电极电压在运行中被升压。在这里所示的实例中,该检测器参考电压已经设置为在输出阶段饱和之前引起该检测器触发,从而允许该检测器和升压电路的有限速度。这样,图4c示出了该电源轨电压Vcc以一种相对线性和按请求方式进行升压的结果。在这里,响应与该射频输出端口308b或210上探测的幅值按需要增该电压加。在该图的这些最高幅值部分中直流电压的增加(正弦波的平均值)是明显的。当直流成分被去除时,该结果与原始信号(图4a)相同。
参见图5,示出了与图3类似的另一个实施方案,其中提供多个电源V_dd1 512和V_dd2 513来取代先前的电荷泵340。当多个峰值幅值信号具有长的持续时间时,这样一个电路有效地工作。相比之下,当幅值大于阈值幅值的信号很少发生并且没有用于使电荷存储电容器307放电的足够的持续时间时,图3电路的运行不会截幅。典型地,幅值大于阈值幅值的信号很少发生并且没有足够大的持续时间。尽管这样说,仍存在着在较长持续时间上提供峰值幅值信号的应用,在此双电源电路是优选的。此外,存在着已经包括具有两个电源轨的多个电路,这些电源轨具有足够用于图5的电路的不同幅值,其中图5的电路是一种较简单的实现方式。
在图5的电路中存在着放大器540、正值检测器520以及负值检测器530。一个开关电路510在两个电源之间切换。有利地是,对该输出射频信号进行监测,这样通过合理的测试确保足够早地开始跟随从而在输出上避免截幅。此外,电路内的其他因素影响输出幅值,对输出幅值的监测使这些因素同样有效地被监测。有利地,可实现该电路而在放大器供电电压中没有中断,这样该射频放大器的供电电压跟随该输出射频信号的射频包络。进一步有利地是,这里所说明的这些实施方案是高度可集成的。另外,它可以与该功率放大器集成在同一管芯(die)内。
本发明在一个典型地用于短暂间隔的功率放大器的一级的放大晶体管上增加了集电极电压。该增加的集电极电压在一个峰值脉冲期间在输入信号中提供更高的峰值功率。集电极是通过用一个低于正常所需要的电压的集电极电压进行偏置,并且这项技术被用来响应OFDM信号中的多个尖峰。处于静止态的较低的集电极电压允许减少功耗。为了适当地提供一个非失真的输出信号,在正确的时间而没有相对于该RF输出信号的延迟地增加该集电极电压并且维持至少正确的一段持续时间。集电极电压在峰值脉冲期间的增加允许一个放大的信号带有比配备较低集电极电压更少的失真。
有利地,如所说明的本发明支持完全集成,从而允许其低成本实施。
虽然以上说明提到OFDM,本发明还可适用于其他高的峰值对平均值之比的形式,例如多载体FDM和CDMA。
可以想象出众多其他的实施方案而无需背离本发明的精神或范围。
Claims (21)
1.一种电路,包括:
一个电荷存储部件;
一个放大器电压供应端口,用于将电压供应到RF放大器;
一个第一电压供应输入端口,用于接收一个第一电压;
一个检测器,该检测器电连接到该RF放大器的一个输出端口上,该检测器用于检测由该RF放大器提供的一个RF输出信号的幅值并且用于在该幅值低于第一阈值幅值时提供第一指示信号,并且用于在该幅值高于第二阈值幅值时提供第二指示信号,该第二指示信号随该幅值的大小变化,并且该第一阈值幅值小于该第二阈值幅值;以及
至少一个开关,该开关响应于该第一指示信号切换到一个第一运行模式并且响应于该第二指示信号切换到一个第二运行模式,在该第一运行模式中,该至少一个开关用于该电荷存储部件的充电并且用于将该第一电压提供给该放大器电压供应端口,并且在该第二运行模式中,该至少一个开关用于使用该第二指示信号的大小对该放大器电压供应端口提供一个超过该第一电压的升压电压,该升压电压产生自该电荷存储部件两端的电压与该第一电压的和并且跟随RF输出信号的幅值。
2.如权利要求1所述的电路,进一步包括双极型晶体管BJT、场效应晶体管FET、电容器以及电阻器中的至少一个。
3.如权利要求1所述的电路,其中,
该电荷存储部件包括电容器。
4.如权利要求3所述的电路,进一步包括该RF放大器,该RF放大器包括:
一个放大晶体管,该放大晶体管包括一个基极、一个发射极以及一个集电极,并且该放大晶体管被连接以用于从该放大器电压供应端口接收一个供电电压。
5.如权利要求3所述的电路,进一步包括该RF放大器,该RF放大器包括:
一个放大晶体管,该放大晶体管包括一个栅极、一个源极以及一个漏极,并且该放大晶体管被连接以用于从该放大器电压供应端口接收一个供电电压。
6.如权利要求4所述的电路,其中,
该RF放大器被偏置为用于A类、AB类、B类以及F类操作中的至少一种。
7.如权利要求4所述的电路,进一步包括:
一个RF信号输入端口,该输入端口用于接收一个RF信号并且与该RF放大器的该放大晶体管连接用于放大所述接收的RF信号。
8.如权利要求7所述的电路,其中,
该检测器通过将由该RF放大器提供的输出RF信号幅值与该第二阈值幅值进行比较并且相对于该第二阈值幅值设置该第二指示信号的大小而提供该第二指示信号,该第二阈值幅值使得该第二指示信号直接在截幅发生之前被提供。
9.如权利要求8所述的电路,其中,
将该第二指示信号提供给该至少一个开关中的一个晶体管以便在一个近似线性的运行范围中驱动该晶体管。
10.如权利要求9所述的电路,其中,该至少一个开关包括:
一个电荷泵电路,该电荷泵电路具有彼此串联连接的两个晶体管,该电荷泵电路用于对该电荷存储部件进行充电并且用于产生该升压电压。
11.如权利要求1所述的电路,其中,
提供给该RF放大器供电电压端口的该升压电压是平滑变化的。
12.如权利要求1所述的电路,其中,
除该电荷存储部件以外的该电路部件被集成在一个单一的集成电路之内。
13.如权利要求12所述的电路,其中,
除该电荷存储部件以外的该电路部件与该RF放大器集成在同一管芯之内。
14.如权利要求1所述的电路,其中,该至少一个开关包括:
一个电荷泵电路,该电荷泵电路具有彼此串联连接的一个第一晶体管和第二晶体管,该电荷泵电路用于该电荷存储部件充电;并且该检测器包括:
一个正检测器电路,用于将该第二指示信号提供到该电荷泵电路,以及
一个负检测器电路,用于将该第一指示信号提供到该电荷泵电路。
15.如权利要求14所述的电路,其中,
该第一晶体管经由其栅极连接到所述正检测器的输出,用于接收该第二指示信号并响应于该第二指示信号产生更高的漏极电压,用于使该电荷存储部件放电,并且用于提供该升压电压;并且该第二晶体管经由其栅极连接到该负检测器的输出,用于接收该第一指示信号,该第二晶体管正常地偏置为导通,该第二晶体管在导通时形成从一个第一电压供应至地的一个电流路径,用于该电荷存储部件的充电。
16.如权利要求15所述的电路,其中,
该电荷存储部件包括一个电容器,该电流路径与该电容器串联。
17.一个电路,包括:
一个放大器电压供应端口,用于将电压供应到RF放大器;
一个第一电压供应输入端口,用于接收一个第一电压;
一个第二电压供应输入端口,用于接收一个第二电压;
一个检测器,该检测器电连接到一个RF放大器的一个输出端口上,该检测器用于检测由该RF放大器提供的一个RF输出信号的幅值并且用于在该幅值低于第一阈值幅值时提供一个第一指示信号,并且用于在该幅值高于第二阈值幅值时提供第二指示信号,该第二指示信号随该幅值的大小变化,并且该第一阈值幅值小于该第二阈值幅值;以及
至少一个开关,该开关响应于该第一指示信号切换到一个第一运行模式并且响应于该第二指示信号切换到一个第二运行模式,在该第一运行模式中,该至少一个开关用于对该放大器电压供应端口提供一个基于该第一电压的电压,并且在该第二运行模式中,该至少一个开关用于对该放大器电压供应端口提供另一个电压,该另一个电压包括该第一电压和使用该第二指示信号的大小的第二电压并且基于该RF输出信号的幅值变化。
18.一种改进一个功率放大器的线性度的方法,包括:
放大一个RF信号以提供一个放大的RF信号,包括:
提供包括一个放大器电压供应输入端口的一个放大器电路;
检测在该放大器电路的一个放大器输出端口的该放大的RF信号的幅值;
在该幅值低于第一阈值幅值时提供一个第一指示信号,并且在该幅值高于第二阈值幅值时提供第二指示信号,该第二指示信号随该幅值的大小变化,并且该第一阈值幅值小于该第二阈值幅值;
在一个第一运行模式中,响应于该第一指示信号,将一个第一电压电势提供给该放大器电压供应输入端口;以及
在一个第二运行模式中,响应于该第二指示信号,使用该第二指示信号的大小将一个升压的电压电势提供给该放大器电压供应输入端口,该升压的电压电势是通过将来自一个电压源的一个第一电压电势与由电荷存储部件提供的另一个电压电势的至少一部分相加而形成,该升压的电压以一种连续的形式跟随该检测的幅值。
19.如权利要求18所述的方法,进一步包括:
将该RF信号提供给该放大器电路,以及
在一个线性运行范围内用该第二指示信号驱动一个晶体管,从而维持该第二运行模式。
20.如权利要求19所述的方法,其中,
提供该RF信号包括提供一个RF信号,其特征为一个高的峰值对平均功率之比。
21.如权利要求18所述的方法,其中,
该第二阈值幅值低于一个电压,在该电压下将造成该放大器电路的过载以及该放大的RF信号的截幅。
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