CN102594746A - 针对磁链路的功率高效的频谱整形 - Google Patents

Abstract

多种实施例涉及一种对载波信号的传输频谱进行整形的发射电路和相关方法。发射电路可以包括由发射(TX)调制器产生的调制序列来控制的多个开关放大器级。TX调制器可以接收比特组序列形式的传输数据，并且可以产生包括可以控制每个开关放大器级的多个控制比特的调制序列。在一些实施例中，一个或多个脉冲整形滤波器可以修改传输数据的同相(I)和正交(Q)相位分量。修改的分量可以直接对发射驱动电路产生的输出信号的频谱内容进行整形。包括在发射驱动电路中的放大器级的数目越大，输出信号的频谱的形状的粒度可以更高。

Description

针对磁链路的功率高效的频谱整形

技术领域

本文公开的多种示例实施例一般涉及无线通信和数字传输。

背景技术

无线通信系统经常修改用于传输的信号。对于可适用的无线接收机，可以将发射机和接收机配对，以使设备之间传送的数据的可靠性和稳定性更高。为了在可接受的频率范围内工作，发射机可以对其发射的信号的传输频谱进行整形。然而，为了避免幅度和相位失真，发射机经常在使能幅度和相位调制的同时采用线性放大器(例如，A类、B类、AB类等)来整形信号的传输频谱。

在一些移动通信系统中，当发送信号时，发射机和接收机对可以例如使用开关放大器(例如，D类)。由于开关放大器的效率，这可以使功耗保持较低。然而，这种开关放大器之所以高效，正是因为这种开关放大器不在线性区工作；因此，由于使用非线性放大器带来的失真，开关放大器尚未被用作对传输频谱加以整形的替代物。

发明内容

提供了使用开关放大器来使能高效的频谱整形的实施例。具体地，多种实施例使用一个或多个D类放大器来使能针对磁链路的功率高效的频谱整形。

给出了多种示例实施例的简明概要。可以在以下的概要中进行一些简化和省略，这样做旨在强调和介绍多种示例实施例的一些方面，而并非限制本发明的范围。下文中将给出足以允许本领域普通技术人员实现和使用本发明构思的优选示例实施例的详细描述。

多种示例实施例可以涉及一种电路，所述电路包括：多个开关放大器级，接收多个驱动控制并且产生多个整形信号；以及求和节点，将多个开关放大器级的输出相连并且产生求和信号，其中所述多个驱动控制确定求和信号的频谱内容(frequency content)形状。电路的多种实施例还可以包括调制器，所述调制器包括：I/Q映射器，所述I/Q映射器基于所接收到的传输数据产生同相频带(I频带)信号和正交相频带(Q频带)信号；至少一个滤波器，所述至少一个滤波器接收I频带信号或Q频带信号，并且产生I频带滤波信号或Q频带滤波信号；以及I/Q调制器，所述I/Q调制器将I频带滤波信号和Q频带滤波信号相组合，以产生调制的传输信号。

多种实施例还可以涉及一种方法，所述方法包括：由多个开关放大器级接收多个驱动控制；由所述多个开关放大器级产生多个整形信号；由求和节点将所述多个开关放大器级的输出相连；以及由求和节点产生求和信号，其中所述多个驱动控制确定求和信号的频谱内容形状。方法的多种实施例还可以包括：由调制器中的I/Q映射器接收传输数据；由I/Q映射器产生同相频带(I频带)信号和正交相频带(Q频带)信号；由调制器中的接收I频带信号或Q频带信号的至少一个滤波器产生I频带滤波信号或Q频带滤波信号；由调制器中的I/Q调制器将I频带滤波信号和Q频带滤波信号相组合；以及由I/Q调制器产生调制的传输信号。

应该显而易见的是，按照这种方式，多种示例实施例通过使用多个非线性开关放大器使能有效的传输频谱的整形。具体地，通过使用载波信号来创建驱动多个开关放大器的调制序列，发射机可以有效地发射整形后的信号，发射调制器可以在相位和幅度方面配置所述整形后的信号。

附图说明

为了更好地理解多种示例实施例，对附图提供参考，其中：

图1示出了示例发射电路；以及

图2示出了用于整形传输信号的调制值α_k的示例曲线图；

图3示出了产生针对发射电路的驱动控制信号的示例调制器；

图4A示出了对同相(in-phase)输入信号作出响应的根升余弦(RRC，Root-Raised Cosine)滤波器；

图4B示出了对正交输入信号作出响应的RRC滤波器；

图4C示出了由RRC滤波器的同相和正交输出产生的I/Q向量幅度；

图4D示出了由调制器产生的量化的调制器输出；

图4E示出了由RRC滤波器的同相和正交输出产生的另一I/Q向量幅度；

图4F示出了由调制器产生的另一量化的调制器输出；

图5示出了用于已整形的载波信号的传输的示例方法；以及

图6示出了用于产生针对发射电路的调制序列的示例方法。

具体实施方式

现在参考附图，其中相似数字表示相似部件或步骤，公开了多种示例实施例的主要方面。

图1示出了示例发射电路。发射(TX)电路100可以是包括在诸如助听器之类的移动通信设备中的电路，其中TX电路100或设备可以与一个或多个成对的接收机磁链接。在一些实施例中，包括TX电路100的移动通信设备还可以包括与类似的TX电路100成对的接收电路，并且可以使能设备之间的双向通信。TX电路100可以包括TX驱动电路101和线圈电路141。

发射(TX)驱动电路101可以包括两个或多个互连的开关放大器级110。例如，驱动电路101可以包括8(即，2³)个、128(2⁷)个或类似数目的并联开关放大器级110。开关放大器级110可以包括第一级(“a”)，所述第一级可以包括非线性放大器103、第一电容器105和第一电阻器107。开关放大器级110还可以包括第二级(“b”)，所述第二级包括第二电容器111、第二电阻器113和开关115。放大器级110的部件103-115还可以与也在驱动电路101中示出的附加放大器级中包含的类似部件123-135相对应。线圈电路141可以包括线圈电感器143、线圈电阻器145和线圈电容器147。在示例实施例中，TX驱动电路101可以产生输出信号，输出信号的幅度和相位被开关放大器110整形。线圈电路141可以接收输出信号，并且线圈电感器143可以向一个或多个接收设备发送具有已整形频谱内容(例如，已整形的幅度和相位)的输出信号。

TX驱动电路101可以包括一个或多个开关放大器级110，每个开关放大器级通过开关放大器103、123产生驱动信号。尽管开关放大器级110的第一级(“a”)可以产生驱动信号，但是第二级(“b”)可以例如用于调谐线圈电路141。可以进行这种调谐，以例如将线圈电路141调谐到目标谐振频率。可以在节点139处组合由每个开关放大器级110产生的驱动信号来作为输出信号，线圈电路141的电感器143可以将所述输出信号用作传输信号。

在示例实施例中，例如，非线性放大器103、123可以接收控制比特作为输入，其中所述控制比特可以以指定信号时钟速率来更新。当对开关放大器103、123的输入施加“逻辑高”的控制比特(例如，逻辑“1”比特)时，开关放大器103、123于是可以将其输出切换到电源轨(supplyrail)。当对开关放大器103、123的输入施加“逻辑低”的控制比特(例如，逻辑“0”比特)时，开关放大器103、123于是可以将其输出切换到接地轨(ground rail)。当对开关放大器103、123的所有输入施加“逻辑高”的控制比特时，节点139可以从所有的放大器级110接收输出信号，并且可以产生具有最大幅度的信号。当通过“逻辑高”控制比特使能所有放大器级110中的一部分放大级(大约40％)而对余下的放大级(60％)施加具有“逻辑低”电平的控制比特时，节点139上的信号幅度可以按比例地下降(为最大幅度的40％)。通过随着时间改变具有“逻辑高”值的控制比特的数目，可以利用开关放大器级110来调制输出节点139处的信号幅度。因此，针对TX驱动电路101的要设置为“逻辑高”值的控制比特的数量可以被识别为调制值，并且由给定数制(即，二进制、八进制、十进制等)的数值或序列来表示。通过随着时间改变调制值，可以产生整形后的信号。

在一些实施例中，可以将调制值转换为调制序列，所述调制序列是针对TX驱动器电路110的控制比特集合，其中被设置为“逻辑高”的控制比特的数目由调制值来限定。因此，节点139可以接收具有由所提供的调制值限定的幅度的输出信号。

在一些实施例中，由开关放大器级110在某一周期内使用的多个调制值可以表示具有可变幅度和相位的(过采样的)正弦波。在其他实施例中，多个调制值可以表示具有已整形频谱的传输信号。在一些实施例中，TX驱动电路101可以包括数目不等的第一级(“a”)和第二级(“b”)，所述第一级用于创建具有可变电平的输出信号，所述第二级用于调谐线圈电路141。

在一些实施例中，开关放大器级110的包括开关放大器103、电容器105和电阻器107的第一级可以与轨电源或接地相连。在一些实施例中，由控制比特确定与轨电源或接地的实际连接。第一级中的电阻器107可以表示与开关放大器103相关联的寄生电阻。在一些实施例中，可以控制非线性放大器103、123的切换速度，以减少节点上139输出的谐波含量(harmonic content)。

在一些示例中，可以结合电容器105使用开关放大器103来产生具有特定电压的输出信号。可以将TX驱动电路101中的一系列放大器级110相组合，来产生具有特定峰到峰电压(V_L，pp)的输出信号。因此，实际切换的开关放大器级110中的电容(C_TX)与驱动电路的总电容(C_TOT)之间的比值之比可以直接改变峰到峰电压。因此，峰到峰电压与相关发射电平(基于电容比)之间的关系可以是线性的。这样，可以构建具有示出了这种关系的斜率的线性图(linear graph)。

在其它实施例中，可以使用TX驱动电路101的两个实例来创建桥结构，其中线圈电路141中的每个节点与来自TX驱动电路101之一的节点139相连。在这种结构中，通过对两个TX驱动器电路101施加限定的一系列调制值可以向线圈电路141施加更多的功率。

线圈电路141可以从节点139接收输出信号，并且可以通过电感器143发射输出信号作为传输信号。在一些实施例中，电感器143可以包括天线，所述天线可以无线地发射与载波信号相对应的输出信号，其中，所述载波信号具有由发射调制器和驱动电路101整形的传输频谱。在一些实施例中，线圈电路141可以针对从节点139接收的输出信号起到带通滤波器的作用。可以由电感器143、电阻器145和电容器147来确定滤波器特性，其中电阻器145和电容器147可以是与电感器143相关联的寄生组件或者寄生组件与附加物理组件的组合。当以这种方式表示电容器147和串联电阻143时，线圈电路141可以表现出与发射机经常使用的现有天线和线圈相类似的行为。

图2示出了用于对可以产生正弦载波信号的TX驱动电路101的多个开关放大器103、123进行控制的调制值(α)的示例曲线图。在一些实施例中，TX驱动电路101产生的输出信号可以在载波信号的周期内改变一次或多次。例如，曲线210-240示出了输出信号基于调制值改变的多种方式。曲线图210-240中的每个曲线图的正弦波可以被产生为适合与载波周期期间使用的不同调制值相对应的四个采样点。通过将载波周期分割为两个或多个分部，改变每个分部中的采样点可以改变适合采样点的相应正弦波。在备选实施例中，可以产生与采样点匹配的方波。

例如，曲线图210-240示出了示例采样点以及所得到的针对不同的四组调制值(I，Q)的正弦波。在示例实施例中，每个采样点与发射(TX)调制器产生的I和Q坐标相对应，其中发射调制器采用正交相移键控(QPSK)方案来调制载波信号。在TX调制器中，可以将输入比特转换为相应的同相(I)值和正交(Q)值集合。例如，输入数据流可以包括比特序列(0，0)，TX调制器可以将比特序列(0，0)转换为I和Q值集合(1，1)。类似地，(1，0)、(1，1)和(0，1)比特序列可以分别对应于I/Q集合(-1，1)、(-1，-1)和(1，-1)。在一些实施例中，可以对滤波器应用这种I/Q集合的序列，以对I/Q信号的谐波含量进行整形。已滤波I/Q信号的幅度可以具有范围在-1与1之间的幅度。在示例实施例中，可以通过I/Q调制器从这种已滤波I/Q信号中产生具有调制值α的曲线图210-240中的每个采采样点。

在示例实施例中，可以基于以下等式从I/Q集合计算出调制值α：

$\mathrm{\α}(n,k)=I\left(n\right)\cos \left(\frac{2\mathrm{\πk}}{4}\right)-Q\left(n\right)\sin \left(\frac{2\mathrm{\πk}}{4}\right)=A\left(n\right)\cos [\frac{2\mathrm{\πk}}{4}+\mathrm{\θ}\left(n\right)]$

其中，k是与载波周期中的分部数目相关的数值。在示例实施例210-240中，例如，当周期具有四个相等分部时，k＝{0，1，2，3}。因此，cos(2πk/4)和sin(2πk/4)分别均产生来自组{-1，0，1}的值。因此，如等式的第二部分所示，得到的输出信号α(n，k)的幅度和相位可以是基于(已滤波)I/Q集合的。可以通过使用以下等式从(已滤波)I/Q集合中计算出幅度和相位：

$A\left(n\right)=\sqrt{I{\left(n\right)}^2+Q{\left(n\right)}^2}$

θ(n)＝tan^-1(Q(n)/I(n))

在一些实施例中，调制值α可以是分数值。如以下将参考图3进一步详细讨论的一样，可以由最大值(α_max)乘以分数值，以及将偏移量添加到得到的乘积中，并将得到的乘积量化为给定数目的比特。修改值α(n，k)的集合可以表示可以调制序列，所述调制序列可以被转换为相应的温度计码(thermometer code)，所述温度计码表示针对TX驱动电路101的输入控制比特。

图3示出了示例发射(TX)调制器，该示例发射(TX)调制器产生用于发射电路100的调制序列。TX调制器300可以是发射调制器，所述发射调制器可以接收要被发送的一系列通道比特形式的数据，并且可以产生对驱动电路101中的多个开关放大器级110的切换加以控制的调制序列。TX调制器300可以包括I/Q映射器301、基带滤波器311、数据重采样器333、335、I/Q调制器321、323、加法器325和量化器331。在一些实施例中，TX调制器300可以在载波周期期间产生调制序列。如以下将进一步详细讨论的一样，调制序列可以是经调节的调制值α的形式的，所述经调节的调制值α是通过将已滤波I和Q值集合乘以过采样的正弦值和余弦值而产生的。

I/Q映射器301可以是TX调制器300中的硬件和/或软件，所述I/Q映射器301可以将输入通道比特转换为相应的同相(I)和正交(Q)相位分量。在一些实施例中，I/Q映射器301可以接收一系列比特组的形式的数据，并且可以将比特组映射在同相(I)和正交相(Q)相位分量上，以产生给定的调制星座(constellation)，比如频移键控(FSK)或多种形式的相移键控(比如，BPSK、QPSK、DPSK等)。在示例实施例中，可以接收一系列通道比特对形式的数据。I/Q映射器301可以基于所接收到的数据比特对产生I/Q对，从而针对相应的I和Q值产生诸如(1，1)、(-1，1)、(-1，-1)或(1，-1)之类的对。在一些实施例中，I/Q映射器301还可以接收表示符号速率的基准时钟信号，可以通过计数器357和基准频率353获得所述基准时钟信号。

基带滤波器311可以包括硬件和/或软件，所述基带滤波器311包括多个上采样器313、317和诸如根升余弦(RRC)滤波器之类的多个脉冲整形滤波器315、319。在一些实施例中，基带滤波器311可以从I/Q映射器301接收独立的I和Q值，并且可以使每个值通过脉冲整形滤波器315、319来输出已滤波I和Q值。在这种示例中，基带滤波器311可以通过使用脉冲整形滤波器315、319、I/Q调制器321、323和加法器325来对载波信号的传输频谱进行整形。基带滤波器311还可以从基准频率353接收基准信号，典型地，所述基准信号是符号速率的倍数。在示例实施例中，基准频率是符号速率的32倍，例如9.6MHZ的基准频率，以及300kHz的符号速率。在这个示例中，已经将输入的I/Q样本上采样32次(即，在连续的I/Q输入对之间插入31个0)，并且脉冲整形滤波器315、319充当连续I/Q输入对之间的内插滤波器。结果，与未滤波的I/Q输入(针对所有32个采样点具有相同值)相比，脉冲整形滤波器315、319的I/Q输出可以包括更少的谐波。

脉冲整形滤波器315、319可以是硬件和/或软件，其中通过将脉冲整形滤波器315、319实现为根升余弦(RRC)滤波器，TX调制器300中的基带滤波器311可以使用所述脉冲整形滤波器315、319来执行匹配滤波。在一些实施例中，由TX电路100产生的信号的接收机可以包括匹配RRC滤波器，以获得I和Q比特。TX调制器300可以使用脉冲整形滤波器315、319来改变由I/Q映射器301产生的I和Q值。可以执行这个操作，以例如对驱动电路101产生的输出信号的幅度和相位施加更大的控制。脉冲整形滤波器315、319可以分别产生I频带滤波序列和Q频带滤波序列。

可以通过多种方法产生载波频率，其中可以使用数据量来调制所述载波频率并由线圈电路141来发射所述载波频率。在示例实施例中，可以使用以硬件和/或软件实现的锁频环(FLL，Frequency-Locked Loop)351来产生振荡器频率355，所述锁频环351是按照给定的比率以基准频率353来锁频的。例如，FLL351可以在基准频率353与振荡器频率355之间设置8∶35的比率，从而在9.6MHz基准频率的情况下得到42MHz的振荡器频率。在一些实施例中，在载波频率与振荡器频率之间可以存在设定的(固定的)比率，这使得过采样正弦和余弦分量356、358以特定(固定的)速率过采样。例如，FLL351可以将振荡器频率355锁定为载波信号频率的四倍。因此，过采样正弦和余弦分量356、358可以以四倍载波频率来过采样。在该实例中，当采样点位于相位实例πk/2处其中k＝{0...3}时，得到的这些模块的输出可以是-1、0或1。在该实例中，过采样的sin(πk/2)在载波周期上产生0、1、0和-1，而过采样的cos(πk/2)在相同的周期上产生1、0、-1和0。当振荡器频率例如是42MHz时，得到的载波频率将是由具有42MHz速率的四个采样点表示的10.5MHz。

可以利用乘法单元321、323和加法器单元325来实现IQ调制器。加法器单元325的输出α_init可以表示由(已滤波)数据内容来调制的RF载波(具有10.5MHz的载波频率)。乘法单元321、323可以是硬件或软件，所述乘法单元321、323将基带滤波器311产生的I频带滤波序列和Q频带滤波序列与过采样正弦和余弦分量356、358的输出相乘。然后可以将结果相加或相减以得到调制载波的采样点。

在一些实施例中，基带滤波器311使用的基准频率可以不与乘法器321、323工作时的振荡器频率355(相位)同步。在这种情况下，可以使用重采样器模块333、335将已滤波I/Q样本从基准频率时钟域转换到振荡器频率时钟域。因此，重采样器模块333、335可以在跨越(cross)时钟域的同时保留I/Q值。

乘法器327可以紧跟加法器325，以缩放加法器325的输出α_init。乘法器327可以与乘法器321、323类似，并且可以将加法器325产生的初始调制值α_init与最大调制幅度α_max相乘，以产生缩放的调制值α_scaled。加法器329可以紧跟乘法器327，以将偏移量值α_offset添加到缩放的调制值α_scaled。这可以避免调制信号的负调制值α_mod。例如，当基带滤波器311的输出提供有符号的(signed)输出(即，正和负值)而TX驱动电路101的输入被设计为只接收正值时，可以使用加法器329。

作为说明性的示例，当存在100个开关放大器级110时，初始调制值α_init可以是-1与+1之间的分数(例如，α_init＝+0.50)。可以将该值与最大可接受的调制幅度α_max(在这个示例中是50)相乘。得到的乘积是缩放的调制值α_scaled，等于0.50*50＝25。为了确保最终的调制值α_mod总是正的，将是50的偏移量值α_offset添加到缩放的值α_scaled。因此，0.50的初始值α_init将导致75的最终调制值α_mod。可以将最终调制值转换为包括75个逻辑高“1”比特和25个逻辑低“0”比特的二进制数(“温度计”码)。那么，逻辑高比特可以使75个放大器103、123切换到电源轨，而余下的25个放大器103、123将保持接地。在初始调制值为负(例如，α_init＝-0.50)期间，最终调制值α_mod是25；因此，25个放大器103、123将切换到电源轨，而余下的75个放大器103、123将保持接地。

在一些实施例中，可以使用复用器来替代乘法器321、323和加法器325。具体地，可以在以下情况下进行这种替代：过采样正弦和余弦模块356、358使用过采样因子4，并且采样点处于相位实例πk/2，其中k＝{0...3}。在这种情况下，过采样正弦和余弦模块356、358的输出将具有1、0或-1中的任一值。在该实施例中，复用器可以接收已滤波的I和Q序列，并且可以从要发送至乘法器327的已滤波I输出或已滤波Q输出中选择“正常”(没有符号改变)或“反转”(乘以-1)的输出。

量化器331可以是硬件或软件，所述量化器331可以从加法器329接收缩放的调制值α_mod，并且可以将所接收到的值转换为调制序列以供多个开关放大器级110使用。例如，量化器331可以使用温度计码将缩放的调制值从(十进制(base-10))整数转换为包括针对每个放大器级110的控制比特的二进制数字。因此，可以将缩放的调制值转换为多个比特，所述多个比特指示将与电源轨相连的开关放大器级110的数目。例如，当开关放大器级110的数目是8时，缩放的调制值可以是0至8之间的值。然后，量化器331可以产生在“00000000”与“11111111”之间的8位二进制数。

在一些实施例中，可以在载波周期内产生多个缩放的调制序列。例如，当振荡器频率355等于4倍基准频率353时，调制器300可以根据以下等式产生4个初始调制值α_init：

${\mathrm{\α}}_{\mathrm{init},k}(n,k)=I\left(n\right)\cos \left(\frac{2\mathrm{\πk}}{4}\right)-Q\left(n\right)\sin \left(\frac{2\mathrm{\πk}}{4}\right)$

其中，k＝{0，1，2，3}。

在其它实施例中，TX调制器300可以根据基准频率353与振荡器频率355之间的比率在载波周期内产生更多或更少的调制序列。

图4A-4F示出了脉冲整形滤波器315、319和TX调制器300的相应输入和输出的示例图。如图4A-4B所示，脉冲整形滤波器315、319接收对I/Q映射器301产生的相应I和Q比特加以表示的一系列脉冲401、405。脉冲整形滤波器315、319可以例如是能够对具有特定脉冲响应的脉冲作出响应的根升余弦(RRC)滤波器。于是，RRC滤波器315、319可以基于所接收到的脉冲产生脉冲响应403、407。

图4C-4D示出了由脉冲整形滤波器315、319的同相和正交输出产生的I/Q对向量421的幅度以及由加法器329产生的调制序列的相应形状。类似地，图4E-4F以更小的比例示出了相应的I/Q对向量幅度441和得到的调制序列451。如线421、441所示，RRC滤波器315、319产生已滤波I和Q值，所述已滤波I和Q值导致已整形的频率响应。在将已滤波的I和Q值与过采样正弦和余弦分量356、358相乘之后，TX调制器300产生具有包络的调制序列，其中包络与RRC滤波器315、319的输出的I/Q对向量幅度的形状421、441相对应。因为调制序列直接控制由节点139接收并且随后由线圈电路141发射的输出信号，所以RRC滤波器315、319可以直接控制由电感器143发送的传输信号的形状，从而直接控制传输信号的频谱形状。

图5示出了对载波信号进行整形以用于传输的示例流程图。发射(TX)电路100可以采用方法500，以基于TX调制器300的输出来发射已整形的传输信号。方法500可以在步骤501开始，并且继续到步骤503，在步骤503发射调制器300接收传输数据。TX调制器300中的I/Q映射器301可以接收比特组序列(比如，比特对序列)形式的传输数据。如以下将参考图6进一步详细讨论的，然后，TX调制器300可以继续到步骤505，在步骤505基于所接收到的传输数据产生调制序列。例如，TX调制器300可以使用I/Q映射器301和一个或多个脉冲整形滤波器315、319来产生I/Q向量。然后，可以在载波上调制已滤波I/Q信号，并且可以通过TX调制器300中的部件对I/Q调制器的输出进行后期处理，以产生缩放的调制值。调制值可以是整数形式的，其中所述整数的值在零与TX驱动电路101中的开关放大器级110的总数之间。例如，TX调制器300可以产生二进制数形式的调制序列，其中所述二进制数字包括针对多个开关放大器级110中的每个开关放大器级的控制比特，可以由缩放的调制值来确定有效控制比特(active control bit)(被设置为二进制值1)的数目。

在步骤507中，TX驱动电路101中的每个开关放大器103、123可以接收调制序列。在一些实施例中，每个开关放大器103、123可以接收整个调制序列。在接收之后，在步骤509中，每个开关放大器103、123可以产生驱动信号。当开关放大器103、123接收到逻辑高的比特时，开关放大器103、123可以将其输出切换到电源轨。相反，当开关放大器103、123接收到逻辑低比特时，开关放大器可以将其输出切换到接地轨。在一些实施例中，接收到逻辑高比特的每个开关放大器103、123的输出可以是方波的形式。

在步骤511中，TX驱动电路101可以在节点139处产生输出信号。在一些实施例中，输出信号可以是方波的形式。在这种情况下，线圈电路中的电容器147可以与电感器143一起形成LC储能电路(tank)，使得电感器143发送的传输信号是正弦波的形式。在其它实施例中，除了电容器147之外，开关放大器级110的第一级的电容器105、125和/或第二级的电容器111、131可以被用作附加电容器，以对每个开关放大器103、123产生的信号进行整形，使得在节点139处产生的输出信号是正弦波的形式。在这种情况下，电感器143可以与电容器105、125、111、131、137中的一个或多个电容器的总体一起形成LC储能电路。

在步骤513中，可以由电感器143将节点139处的输出信号作为传输信号发射。在一些实施例中，可以由TX电路100中的部件所形成的RLC储能电路来执行发射。在一些实施例中，可以由寄生电容145和寄生电容147形成RLC储能电路。可以计算(account for)和/或调谐寄生组件的值，使得电感器143以谐振频率发射。在其它实施例中，可以结合或替代外部部件来使用第二级的部件，以形成RLC储能电路。例如，电容器105、125、111、131的组合可以形成RLC储能电路的等效电容。在备选实施例中，寄生电容147还可以结合附加外部电容器被用于形成等效电容。在一些实施例中，附加天线可以与线圈电路141相连。然后在步骤515处，方法500可以结束。

图6示出了用于产生针对发射电路的调制序列的示例方法。TX调制器300可以实现方法600，以产生包括调制序列，所述控制序列包括针对在TX驱动电路101中包括的多个开关放大器级110中的每个开关放大器级的控制比特。在一些实施例中，TX调制器300可以在载波周期期间多次实现方法600，以产生多个调制序列。这可以使TX驱动电路100对线圈电路141的电感器143发送的传输信号的频谱进行整形。

方法600可以在步骤601处开始，并且可以继续到步骤603，其中TX调制器300可以接收传输数据。在一些实施例中，包括在TX调制器300中的I/Q映射器301可以接收组序列(比如，对序列)形式的传输数据，其中以给定的通道速率接收所述传输数据。在这种情况下，I/Q映射器301可以接收符号形式的比特组，其中符号速率与通道速率相关。例如，I/Q映射器301可以600kHz的通道速率接收通道比特，并且将输入的比特转换为与符号有关的比特对，从而导致300kHz的符号速率。然后I/Q映射器301可以继续到步骤605，在步骤605将输入的比特对转换为相应的同相(I)和正交(Q)相位分量。

在步骤607中，基带滤波器311可以滤波由I/Q映射器301在步骤605中产生的I和Q分量。在一些实施例中，可以包括一个或多个根升余弦(RRC)滤波器的一个或多个脉冲整形滤波器315、319可以滤波I和Q分量，所述I和Q分量自身可以被上采样器313、317过采样，从而以限定的基准频率工作。基带滤波器311可以从一个或多个脉冲整形滤波器315、319产生已滤波的I/Q分量。

在步骤609中，I和Q滤波分量可以独立地与过采样正弦和余弦分量356、358相乘。过采样分量可以缩放I和Q分量，从而结果为正常、反转或零。在一些实施例中，可以在I和Q滤波分量与过采样正弦和余弦分量356、358相乘之前由重采样器模块333、335对I和Q滤波分量重采样。

在步骤611中，加法器325可以基于从乘法器321、323接收到的值来产生初始调制值α_init。在一些实施例中，初始调制值可以是正分数或负分数。在一些实施例中，通过从基带滤波器311接收已滤波I和Q分量，并基于可以充当控制信号的过采样控制值来输出正常值、反转值或零，多路复用器可以完成步骤609-611。

在步骤613中，乘法器327和加法器329可以产生缩放的调制值。然后在步骤629中，量化器331可以将在步骤613中产生的缩放调制值量化为在零与TX驱动电路101中的开关放大器级110的总数之间的整数，并且根据该值创建调制序列。在一些实施例中，量化器331可以使用温度计码来将调制序列创建为二进制值，所述二进制值包括与缩放的调制值相对应的数目的逻辑高“1”比特。例如，当存在总数是8个的开关放大器级110时，缩放的调制值“4”将被量化为11110000。因此，开关放大器103、123中与调制序列中包括的逻辑高控制比特的数目相对应的一部分开关放大器103、123可以在接收到控制比特之后切换到电源轨。

通过前述描述应该显而易见的是，可以在硬件和/或固件中实现本发明的多种示例实施例。此外，可以将多种示例实施例实现为存储在非临时性机器可读存储介质中的指令，其中至少一个处理器可以读取和执行所述指令，以执行本文详细描述的操作。非临时性机器可读存储介质可以包括用于存储机器可读形式信息的任何机制，比如个人或膝上型计算机、服务器或其它计算设备。因此，非临时性机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备和类似存储介质。

本领域技术人员应该认识到，本文的任何框图表示实现本发明原理的示例电路的概念视图。类似地，应该认识到，任何流程图表、流程图、状态转换图、伪码和类似物表示了可以在机器可读介质中实质上表示的并因此由计算机或处理器来执行的各种过程，而无论这样的计算机或处理器是否被明确示出。

尽管已经具体参考多种示例实施例的特定示例方面，详细地描述了多种示例实施例，但应该理解的是，本发明能够是其它实施例，以及能够对本发明的细节进行各种明显方面的修改。本领域技术人员容易理解，可以实施改变和修改而同时保持处于本发明的精神和范围内。因此，前述公开、描述和附图仅是用于说明的目的，而不以任何方式限定仅由权利要求限定的本发明。

Claims (25)

1.一种电路，包括：

多个开关放大器级，每个开关放大器级接收多个驱动控制中的至少一个驱动控制，并且产生多个整形信号之一；以及

求和节点，将多个开关放大器级的输出相连并且产生求和信号，其中所述多个驱动控制确定求和信号的频谱内容形状。

2.如权利要求1的电路，还包括：

与求和节点相连的负载，所述负载包括与电阻器相连的电感器和负载电容器，其中电感器、电阻器和电容器构成RLC储能电路。

3.如权利要求2的电路，其中所述多个开关放大器级包括：

多个开关放大器；以及

多个开关放大器级电容器，其中电感器、电阻器以及至少多个开关放大器级电容器构成RLC储能电路。

4.如权利要求1的电路，还包括：

调制器，所述调制器接收传输数据，并且产生包括所述多个驱动控制的调制序列。

5.如权利要求4的电路，其中传输信号具有包括k+1个分部的周期，其中调制器产生α₀-α_k个调制序列。

6.如权利要求4的电路，其中调制器包括：

I/Q映射器，所述I/Q映射器基于接收到的传输数据产生同相频带I频带信号和正交相频带Q频带信号；

至少一个滤波器，所述至少一个滤波器接收I频带信号或Q频带信号，并且产生I频带滤波信号或Q频带滤波信号；以及

I/Q调制器，所述I/Q调制器组合I频带滤波信号和Q频带滤波信号，以产生调制的传输信号。

7.如权利要求6的电路，其中调制器还包括：

量化器，所述量化器接收基于由I/Q调制器产生的值的经缩放的调制值，并且产生调制序列。

8.如权利要求6的电路，其中调制器还包括：

频率产生器，所述频率产生器产生至少针对I/Q映射器或所述至少一个滤波器的基准频率以及针对I/Q调制器的振荡器频率。

9.如权利要求8的电路，其中利用基准频率至少在频率或相位方面锁定振荡器频率。

10.如权利要求6的电路，其中调制器还包括：

乘法器，所述乘法器从I/Q调制器接收初始调制值，并且产生缩放的调制值。

11.如权利要求10的电路，其中缩放的调制值是在零与开关放大器级的数目之间的整数。

12.如权利要求4的电路，其中所述多个驱动控制中的每个驱动控制包括控制比特。

13.一种助听器设备，包括如权利要求1的电路。

14.一种方法，包括：

由多个开关放大器级接收多个驱动控制；

由所述多个开关放大器级产生多个整形信号；

由求和节点将所述多个开关放大器级的输出相连；以及

由求和节点产生求和信号，其中所述多个驱动控制确定求和信号的频谱内容形状。

15.如权利要求14的方法，其中求和节点与负载相连，所述负载包括与电阻器相连的电感器和负载电容器，其中电感器、电阻器和电容器构成RLC储能电路。

16.如权利要求15的方法，其中所述多个放大器级包括：

多个开关放大器和多个开关放大器级电容器，

其中电感器、电阻器以及至少多个开关放大器级电容器构成RLC储能电路。

17.如权利要求14的方法，还包括：

由调制器接收传输数据；以及

由调制器产生包括所述多个驱动控制的调制序列。

18.如权利要求17的方法，还包括：

由调制器产生α₀-α_k个调制序列，其中传输信号具有包括k+1个分部的周期。

19.如权利要求17的方法，还包括：

由调制器中的I/Q映射器接收传输数据；

由I/Q映射器产生同相频带I频带信号和正交相频带Q频带信号；

由调制器中的接收I频带信号或Q频带信号的至少一个滤波器产生I频带滤波信号或Q频带滤波信号；

由调制器中的I/Q调制器将I频带滤波信号和Q频带滤波信号相组合；以及

由I/Q调制器产生调制的传输信号。

20.如权利要求19的方法，其中由调制器执行的产生步骤还包括：

由量化器接收基于由I/Q调制器产生的值的经缩放的调制值；以及

由量化器产生调制序列。

21.如权利要求19的方法，还包括：

由频率产生器产生至少针对I/Q映射器或所述至少一个滤波器的基准频率；以及

由频率产生器产生针对I/Q调制器的振荡器频率。

22.如权利要求21的方法，其中利用基准频率至少在频率或相位方面锁定振荡器频率。

23.如权利要求20的方法，还包括

由乘法器从I/Q调制器接收初始调制值；以及

由乘法器产生缩放的调制值。

24.如权利要求23的方法，其中缩放的调制值是在零与开关放大器级的数目之间的整数。

25.如权利要求17的方法，其中所述多个驱动控制中的每个驱动控制包括控制比特。

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