CN102792599A - 用于功率放大器的可调谐匹配电路 - Google Patents

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Abstract

本发明描述用于功率放大器的可调谐匹配电路。在示范性设计中，一种设备可包括功率放大器及可调谐匹配电路。所述功率放大器可放大输入RF信号且提供经放大的RF信号。所述可调谐匹配电路可为所述功率放大器提供输出阻抗匹配、可接收所述经放大的RF信号且提供输出RF信号，且可基于影响所述功率放大器的操作的至少一个参数而调谐。所述参数可包括针对所述经放大的RF信号的包络信号、所述输出RF信号的平均输出功率电平、用于所述功率放大器的电源电压、IC工艺变化等。所述可调谐匹配电路可包括串联可变电容器及/或并联可变电容器。每一可变电容器可基于依据所述参数产生的控制而调谐。

Description

用于功率放大器的可调谐匹配电路
根据35U.S.C.§119主张优先权
本专利申请案主张2009年6月3日申请的题目为“用于功率放大器的可调谐匹配电路(TUNABLE MATCHING CIRCUITS FOR POWERAMPLIFIERS)”的第61/183,877号临时申请案的优先权，所述临时申请案转让给本受让人，且以引用的方式明确地并入本文中。
技术领域
本发明大体来说涉及电子设备，且更具体来说涉及用于功率放大器的匹配电路。
背景技术
无线通信装置通常包括发射器以支持数据传输。所述发射器可具有功率放大器以放大射频(RF)信号且提供高输出功率。所述功率放大器可经设计以驱动特定负载阻抗(例如，50欧姆)且在最大输出功率电平下具有最好的可能效率。所述功率放大器可在输出功率电平的一宽范围上操作，且功率放大器的效率通常在较低输出功率电平下降低。可能需要改善功率放大器在较低输出功率电平下的效率，所述较低输出功率电平可能远比最大输出功率电平更常见。
发明内容
附图说明
图1展示无线通信装置的框图。
图2展示两个功率放大器及一输出电路的框图。
图3展示具有可调谐阻抗匹配的效率对输出功率。
图4A及图4B展示具有可调谐串联电抗的可调谐匹配电路。
图5A及图5B展示具有可调谐并联电抗的可调谐匹配电路。
图6A及图6B展示具有可调谐串联及并联电抗的可调谐匹配电路。
图7A及图7B展示二级式可调谐匹配电路。
图8展示用于输出电路的三个可调谐匹配电路。
图9展示用于放大信号的过程。
具体实施方式
词“示范性”在本文中用以表示“充当实例、例子或说明”。未必将本文中描述为“示范性”的任何设计解释为比其它设计优选或有利。
在本文中描述可改善功率放大器的效率的可调谐匹配电路。所述可调谐匹配电路可用于各种电子装置，例如，无线通信装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、手持式装置、无线调制解调器、膝上型计算机、无绳电话、蓝牙装置、消费型电子装置等。为了清晰起见，下文描述可调谐匹配电路在无线通信装置中的使用。
图1展示无线通信装置100的示范性设计的简化框图。在此示范性设计中，无线装置100包括一个或一个以上处理器/控制器110、存储器112及发射器120。一般来说，无线装置100可包括用于任何数目个通信系统及任何数目个频带的任何数目个发射器及任何数目个接收器。
在图1中所展示的示范性设计中，发射器120包括N个发射信号路径，其中N可为任何整数值。所述N个发射信号路径可用于不同无线电技术、不同频带等。每一发射信号路径包括发射器电路130及功率放大器(PA)140。输出电路150耦合到所有N个功率放大器140a到140n且还耦合到K个天线152a到152k，其中K可为任何整数值。输出电路150可执行针对功率放大器140的阻抗匹配，且还可将一个或一个以上RF信号从一个或一个以上功率放大器140路由到一个或一个以上天线152。
处理器110处理待经由一个或一个以上发射信号路径发射的数据，且将模拟输出信号提供到每一发射信号路径。对于每一发射信号路径来说，发射器电路130放大、滤波及上变频转换用于所述发射信号路径的模拟输出信号且提供输入RF信号。功率放大器140放大所述输入RF信号以获得所要的输出功率电平，且将经放大的RF信号提供到输出电路150。输出电路150执行阻抗匹配及切换，且将输出RF信号提供到选定天线152。
图1展示发射器120的示范性设计。一般来说，发射器120中信号的调节可通过放大器、滤波器、混频器等的一个或一个以上级来执行。发射器120的全部或一部分可实施于一个或一个以上模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混频信号IC等上。
处理器/控制器110可执行针对无线装置100的各种功能，例如，针对待发射的数据的处理。处理器/控制器110还可控制无线装置100内的各种电路的操作。存储器112可存储用于处理器/控制器110的程序代码及数据。处理器/控制器110及存储器112可实施于一个或一个以上专用集成电路(ASIC)及/或其它IC上。
图2针对具有用于两个发射信号路径的两个功率放大器140a及140b的情况展示输出电路150的示范性设计的框图。第一发射信号路径可用于针对第一频带(频带1)的码分多址(CDMA)及/或宽带CDMA(WCDMA)。第二发射信号路径可用于针对第二频带(频带2)的CDMA/WCDMA。可通过组合第一发射信号路径及第二发射信号路径的输出而形成针对全球移动通信系统(GSM)的第三输出。一般来说，可使用任何数目个发射信号路径来支持任何数目个无线电技术、任何无线电技术及任何数目个频带。
功率放大器140a放大第一输入RF信号(RFin1)且提供第一经放大的RF信号。在输出电路150内，可调谐匹配电路210a耦合到功率放大器140a的输出，且为功率放大器140a提供输出阻抗匹配。开关220a将第一输出RF信号(RFout1)从可调谐匹配电路210a耦合到针对CDMA/WCDMA频带1的第一输出或可调谐匹配电路210c。传感器240a接收来自功率放大器140a的第一经放大RF信号及来自可调谐匹配电路210a的第一输出RF信号。传感器240a可测量一个或两个RF信号的功率、电压及/或电流，且可将测量结果提供到控制单元230。可使用来自传感器240a的测量结果来特征化可调谐匹配电路210a的阻抗及/或第一发射信号路径的性能。可使用所述测量结果来控制/调整可调谐匹配电路210a。
功率放大器140b放大第二输入RF信号(RFin2)且提供第二经放大的RF信号。在输出电路150内，可调谐匹配电路210b耦合到功率放大器140b的输出，且为功率放大器140b提供输出阻抗匹配。开关220b将第二输出RF信号(RFout2)从可调谐匹配电路210b耦合到针对CDMA/WCDMA频带2的第二输出或可调谐匹配电路210c。传感器240b接收来自功率放大器140b的第二经放大RF信号及来自可调谐匹配电路210b的第二输出RF信号。传感器240b可测量一个或两个RF信号的功率、电压及/或电流，且可将测量结果提供到控制单元230。可使用来自传感器240b的测量结果来特征化可调谐匹配电路210b的阻抗及/或第二发射信号路径的性能。可使用所述测量结果来控制/调整可调谐匹配电路210b。
控制单元230可(例如)从图1中的处理器/控制器110接收针对每一作用中发射信号路径的包络信号、指示每一作用中发射信号路径的平均输出功率电平的信息，及/或针对影响功率放大器140a及140b的操作的其它参数(例如，频带、操作模式等)的信息。作用中发射信号路径为经选定而用于使用且正操作的发射信号路径。控制单元230还可从传感器240接收针对每一作用中发射信号路径的测量结果(例如，针对功率、电压、电流等)。控制单元230还可从传感器250接收测量结果(例如，针对电源电压、温度等)。控制单元230可基于所接收的输入产生针对每一可调谐匹配电路210的至少一个控制(控制1或控制2)，以实现良好性能(例如，改善每一作用中功率放大器140的效率)。控制单元230还可将测量结果(例如，针对功率、电压、电流等)提供到处理器/控制器110，其可控制可调谐匹配电路210、功率放大器140等的操作。
功率放大器可具有某一输出阻抗(Zpa)且可经设计以驱动特定负载阻抗(Zo)。举例来说，功率放大器的所述输出阻抗可为大约4欧姆，而所述负载阻抗可为50欧姆。可使用匹配电路来使PA输出阻抗与负载阻抗匹配，以便实现良好性能。所述匹配电路可为固定匹配电路，其可经设计以在最大输出功率电平下提供良好性能(例如，高PA效率)。然而，此固定匹配电路可能在较低输出功率电平下提供次最佳的性能(例如，较低PA效率)。较低输出功率电平可能远比最大输出功率电平更频繁地出现。
在一方面中，每一可调谐匹配电路210可为相关联的功率放大器140提供可调谐阻抗匹配。在第一示范性设计中，可调谐阻抗匹配可基于包络信号而动态地变化，所述包络信号指示来自功率放大器140的经放大RF信号的包络。在第二示范性设计中，可调谐阻抗匹配可基于来自功率放大器140的经放大RF信号的平均输出功率电平而变化。第一示范性设计可允许可调谐阻抗匹配以相对快的速率(例如，以微秒(μs)为数量级)变化。第二示范性设计可允许可调谐阻抗匹配以较慢速率(例如，以毫秒(ms)为数量级或更慢)变化。包络信号或平均输出功率电平可由处理器110基于无线装置100的操作状态而提供。在第三示范性设计中，传感器240可测量可调谐匹配电路210的经放大RF信号及/或输出RF信号的功率、电压及/或电流。可使用所述测量结果来使可调谐阻抗匹配变化。还可以其它方式来使可调谐阻抗匹配变化。
图3展示针对具有可调谐阻抗匹配的功率放大器的效率对输出功率电平(Pout)的曲线。水平轴展示Pout，其以dBm为单位而给出。垂直轴展示效率，其以百分比(％)给出。曲线310展示可经设计用于最大输出功率电平的标称输出阻抗匹配的效率对Pout。曲线312、314、316、318及320展示五个不同阻抗匹配设定的效率对Pout。对于可调谐匹配电路中的每一可配置组件(例如，每一可变电容器)来说，每一阻抗匹配设定可对应于一特定值。
如图3中所展示，不同阻抗匹配设定可在不同输出功率电平下提供不同效率。举例来说，对应于曲线320的阻抗匹配设定可提供21dBm与26dBm之间的更好效率，但可能能够提供为26dBm的峰值输出功率电平。可针对输出功率电平的不同范围使用不同阻抗匹配设定以使效率最大。举例来说，可针对26dBm或更低使用对应于曲线320的设定，可在26dBm与27.5dBm之间使用对应于曲线318的设定，可在27.5dBm与29dBm之间使用对应于曲线316的设定，可在29dBm与31dBm之间使用对应于曲线314的设定，且在31dBm以上可使用对应于曲线310或312的设定。
可以各种方式实施图2中的可调谐匹配电路210a、210b及210c。下文描述可调谐匹配电路210的一些示范性设计。
图4A展示具有可调谐串联电抗的单级式可调谐匹配电路210u的示范性设计。可调谐匹配电路210u可用于图2中的可调谐匹配电路210a、210b及210c中的任一者。在图4A中所展示的示范性设计中，可调谐匹配电路210u包括电感器410及可变电容器420，其并联耦合且耦合于可调谐匹配电路210u的输入(节点A)与输出(节点B)之间。并联电容器430耦合于节点B与电路接地之间。电容器420具有一为Cvar的可变电容，所述电容可在Cmin到Cmax的范围内变化，或Cmin≤Cvar≤Cmax。电感器410具有为L的固定电感，且电容器430具有为Csh的固定电容。可选择电感L及电容Csh及Cmin以在最大输出功率电平下获得标称输出阻抗匹配(例如，获得图3中的曲线310)。可通过Cvar的不同值获得不同阻抗匹配设定。
串联电容器420可具有增大电感器410的电感的趋势，这可为合意的。电容器420及电感器410还形成一谐振器，所述谐振器具有由电容器420的电容及电感器410的电感确定的谐振频率。所述谐振器在所述谐振频率下具有高阻抗，且可用作陷波器以衰减经放大的RF信号的不需要的谐波。举例来说，电容器420可变化，使得谐振频率处于经放大的RF信号的第二谐波或第三谐波处。
图4B展示图4A中的使用可开关电容器的可调谐匹配电路210u的示范性设计。在图4B中所展示的示范性设计中，可变电容器420是通过并联耦合的四个电容器422a、422b、422c及422d来实施。电容器422a为总是被选定的固定电容器，且电容器422b、422c及422d是可各自被选定或不被选定的可开关电容器。
电容器422a直接耦合于节点A与节点B之间。电容器422b与多个(例如，五个)金属氧化物半导体(MOS)晶体管424b串联耦合，且所述组合耦合于节点A与节点B之间。MOS晶体管424b作为一开关而操作，其可从节点B连接或断开电容器422b。类似地，电容器422c与多个(例如，五个)MOS晶体管424c串联耦合，且所述组合耦合于节点A与节点B之间。电容器422d与多个(例如，五个)MOS晶体管424d串联耦合，且所述组合耦合于节点A与节点B之间。MOS晶体管424b的栅极经由电阻器426b接收Ctrl11控制信号，MOS晶体管424c的栅极经由电阻器426c接收Ctrl12控制信号，且MOS晶体管424d的栅极经由电阻器426d接收Ctrl13控制信号。Ctrl11控制信号、Ctrl12控制信号及Ctrl13控制信号可为由图2中的控制单元230提供的控制1或控制2的部分。
如图4B中所展示，对于每一开关来说，多个MOS晶体管424可堆叠在一起，使得跨越每一MOS晶体管仅施加输出RF信号的一分数。与输出RF信号摆动相比，MOS晶体管424可具有小的操作电压。使用堆叠在一起的多个MOS晶体管424可改善可靠性。可基于MOS晶体管的额定操作电压及输出RF信号的最大输出功率电平来选择用以堆叠在一起的MOS晶体管的数目。
图4B中所展示的示范性设计使用二进制加权。电容器422a可具有为C的电容，电容器422b也可具有为C的电容，电容器422c可具有为2C的电容，且电容器422d可具有为4C的电容。C可为一皮法拉(pF)或某一其它合适电容值，其可基于操作的频带而选定。在另一示范性设计中，可使用温度计解码(thermometer decoding)，且电容器422a到422d可具有相同电容。
一般来说，可使用任何数目个固定电容器及可开关电容器来形成可变电容器420。此外，每一固定电容器或可开关电容器可具有任何合适的电容值。可通过选定的可开关电容器的不同组合来获得不同阻抗匹配设定。举例来说，通过针对电容器422b、422c及422d的三个开关的八个不同切换状态可获得以从C到8C为范围的八个不同阻抗匹配设定。
图5A展示具有可调谐并联电抗的单级式可调谐匹配电路210v的示范性设计。可调谐匹配电路210v也可用于图2中的可调谐匹配电路210a、210b及210c中的任一者。在图5A中所展示的示范性设计中，可调谐匹配电路210v包括电感器410，其耦合于可调谐匹配电路210v的输入(节点A)与输出(节点B)之间。可变并联电容器440耦合于节点B与电路接地之间。电感器410具有为L的固定电感，且电容器440具有为Cvar的可变电容。可通过Cvar的不同值获得不同阻抗匹配设定。
图5B展示图5A中的使用可开关电容器的可调谐匹配电路210v的示范性设计。在图5B中所展示的示范性设计中，可变电容器440是通过并联耦合的四个电容器442a、442b、442c及442d来实施。电容器442a为一总是被选定的固定电容器，且电容器442b、442c及442d是可各自被选定或不被选定的可开关电容器。
电容器442a直接耦合于节点B与电路接地之间。电容器442b与多个(例如，五个)MOS晶体管444b串联耦合，电容器442c与多个MOS晶体管444c串联耦合，且电容器442d与多个MOS晶体管444d串联耦合。电容器442及MOS晶体管444的三个串联组合耦合于节点B与电路接地之间。MOS晶体管444b的栅极经由电阻器446b接收Ctrl21控制信号，MOS晶体管444c的栅极经由电阻器446c接收Ctrl22控制信号，且MOS晶体管444d的栅极经由电阻器446d接收Ctrl23控制信号。Ctrl21控制信号、Ctrl22控制信号及Ctrl23控制信号可为由图2中的控制单元230提供的控制1或控制2的部分。
对于二进制加权来说，电容器442a可具有为C的电容，电容器442b也可具有为C的电容，电容器442c可具有为2C的电容，且电容器442d可具有为4C的电容。对于温度计解码来说，电容器422a到422d可具有相同电容。一般来说，可使用任何数目个固定电容器及可开关电容器来形成可变电容器440，且每一固定电容器或可开关电容器可具有任何合适的电容值。
图6A展示具有可调谐串联及并联电抗的单级式可调谐匹配电路210w的示范性设计。可调谐匹配电路210w也可用于图2中的可调谐匹配电路210a、210b及210c中的任一者。在图6A中所展示的示范性设计中，可调谐匹配电路210w包括电感器410及可变电容器420，其并联耦合且耦合于可调谐匹配电路210w的输入(节点A)与输出(节点B)之间。可变并联电容器440耦合于节点B与电路接地之间。电感器410具有为L的固定电感，电容器420具有为Cvar1的可变电容，且电容器440具有为Cvar2的可变电容。可通过Cvar1及Cvar2的值的不同组合获得不同阻抗匹配设定。
图6B展示图6A中的使用可开关电容器的可调谐匹配电路210w的示范性设计。在图6B中所展示的示范性设计中，可变串联电容器420是通过四个电容器422a、422b、422c及422d以及MOS晶体管424a、424b、424c及424d实施，所述电容器及MOS晶体管如上文针对图4B所描述而耦合。可变并联电容器440是通过四个电容器442a、442b、442c及442d以及MOS晶体管444a、444b、444c及444d实施，所述电容器及MOS晶体管如上文针对图5B所描述而耦合。可分别通过Ctrl11控制信号、Ctrl12控制信号及Ctrl13控制信号来选定或不选定电容器422b、422c及422d。可分别通过Ctrl21控制信号、Ctrl22控制信号及Ctrl23控制信号来选定或不选定电容器442b、442c及442d。一般来说，可使用任何数目个固定电容器及可开关电容器以实施可变电容器420及440中的每一者。每一固定电容器或可开关电容器可具有任何合适的电容值。
图7A展示具有可调谐串联及并联电抗的二级式可调谐匹配电路210x的示范性设计。可调谐匹配电路210x也可用于图2中的可调谐匹配电路210a、210b及210c中的任一者。在图7A中所展示的示范性设计中，可调谐匹配电路210x包括第一级，所述第一级包含电感器410、可变串联电容器420及可变并联电容器440，其如上文针对图6A所描述而耦合于节点A与节点B之间。可调谐匹配电路210x进一步包括第二级，所述第二级包含电感器450、可变串联电容器460及可变并联电容器470，其以与第一级类似的方式耦合于节点B与节点D之间。可通过分别针对可变电容器420、440、460及470的Cvar1、Cvar2、Cvar3及Cvar4的值的不同组合来获得不同阻抗匹配设定。两个级可提供更大自由度以调谐阻抗匹配。
图7B展示图7A中的使用可开关电容器的可调谐匹配电路210x的示范性设计。在图7B中所展示的示范性设计中，可变串联电容器420是通过电容器422a到422d以及MOS晶体管424a到424d来实施，所述电容器及MOS晶体管如上文针对图4B所描述而耦合。可变并联电容器440是通过电容器442a到442d以及MOS晶体管444a到444d来实施，所述电容器及MOS晶体管如上文针对图5B所描述而耦合。可变串联电容器460是通过电容器462a到462d以及MOS晶体管464b到464d来实施，所述电容器及MOS晶体管以与电容器422及MOS晶体管424类似的方式而耦合。可变并联电容器470是通过电容器472a到472d以及MOS晶体管474b到474d实施，所述电容器及MOS晶体管以与电容器442及MOS晶体管444类似的方式而耦合。一般来说，可使用任何数目个固定电容器及可开关电容器来实施可变电容器420、440、460及470中的每一者。此外，每一固定电容器或可开关电容器可具有任何合适的电容值。
图8展示图2中的可调谐匹配电路210a、210b及210c的示范性设计。在此示范性设计中，每一可调谐匹配电路210是通过电感器410、可变串联电容器420及可变并联电容器440来实施，其如上文针对图6A所描述而耦合。可调谐匹配电路210a使功率放大器140a的输出阻抗Zpa1与负载阻抗Zo匹配。类似地，可调谐匹配电路210b使功率放大器140b的输出阻抗Zpa2与负载阻抗Zo匹配。
开关220a及220b可经配置以将可调谐匹配电路210a及210b的输出耦合到可调谐匹配电路210c的输入。在此情况下，可调谐匹配电路210c将观测到为Zo/2的输入阻抗，且将使Zo/2与负载阻抗Zo匹配。可调谐匹配电路210a、210b及210c可具有相同拓扑。然而，可针对不同可调谐匹配电路210a、210b及210c使用电感器410及/或电容器420及440的不同值。
在上文所描述的示范性设计中，可使用一个或一个以上可开关电容器来实施可变电容器。在另一示范性设计中，可使用一个或一个以上可变电抗器来实施可变电容器。可变电抗器可具有可随控制电压变化的电容。可变电抗器可通过半导体装置、微机电系统(MEMS)装置等来实施。
可基于各种参数来调整可调谐匹配电路210a、210b及210c。在示范性设计中，可基于针对相关联功率放大器140的包络信号来调整给定的可调谐匹配电路210。此示范性设计可用以追踪输出RF信号的包络中的变化，所述变化(例如)归因于高的峰值平均功率比(PAPR)。举例来说，对于CDMA信号来说，峰值输出功率电平可比平均输出功率电平高约4dB。所述调谐可试图追踪输出功率电平中归因于PAPR的改变。
在另一示范性设计中，可基于相关联功率放大器140的平均输出功率电平来调整可调谐匹配电路210。此示范性设计可能尤其适合于具有恒定包络的RF信号(例如，GSM信号)。
在又一示范性设计中，可基于来自相关联传感器240的针对功率、电压及/或电流的测量结果来调整可调谐匹配电路210。所述测量结果可用以检测阻抗失配及相应地调整可调谐匹配电路210。
在又一示范性设计中，可基于用于相关联功率放大器140的Vdd电源电压来调整可调谐匹配电路210。所述电源电压可由电池、DC切换电路等提供。功率放大器140可在电源电压的一范围上操作。功率放大器140的效率通常由于较高电源电压而降低。可能需要改善功率放大器140在较高电源电压下的效率。还可能需要在较低电源电压下操作功率放大器140。此情形可支持电池技术，所述电池技术可在较低电压下供应功率且由此提供较长的操作时间。在示范性设计中，可获得针对用于功率放大器140的不同电源电压的性能曲线的不同集合。性能曲线的每一集合可类似于图3中所展示的曲线的集合，且可针对一个特定电源电压。可针对不同电源电压使用不同阻抗匹配设定以实现良好性能，例如，更好的PA效率及/或更好的PA性能。举例来说，可测量用于功率放大器140的电源电压，且可使用对应于经测量的电源电压的性能曲线的集合。可接着基于性能曲线的此集合而选择不同阻抗匹配设定。在另一示范性设计中，对于不同电源电压来说，可通过特定阻抗匹配设定获得功率放大器140的性能曲线的集合。可基于经测量的电源电压而选择一个性能曲线来使用。
基于电源电压来调整可调谐匹配电路210可改善PA效率且还可支持功率放大器140在较低电源电压下的操作。
在又一示范性设计中，可基于相关联功率放大器140观测的温度来调整可调谐匹配电路210。可获得针对功率放大器140的不同温度的性能曲线的集合。可针对不同温度使用不同阻抗匹配设定以实现良好性能。举例来说，可感测功率放大器140的温度，且可使用对应于经感测温度的性能曲线的集合。可接着基于性能曲线的此集合来选择不同阻抗匹配设定。
在又一示范性设计中，可基于IC工艺变化来调整可调谐匹配电路210。可获得针对不同IC工艺拐点的性能曲线的集合。可针对不同IC工艺拐点使用不同阻抗匹配设定以实现良好性能。
在又一示范性设计中，可基于操作频带来调整可调谐匹配电路210。可获得功率放大器140针对不同频带的性能曲线的不同集合。可使用对应于选定频带的性能曲线的集合。
在又一示范性设计中，可基于操作模式来调整可调谐匹配电路210。可获得功率放大器140针对不同操作模式(例如，线性模式、饱和模式等)的性能曲线的不同集合。可使用对应于功率放大器140的当前操作模式的性能曲线的集合。
在又一示范性设计中，可基于负载来调整可调谐匹配电路210。可获得针对不同负载值的性能曲线的集合。可针对不同负载值使用不同阻抗匹配设定以实现良好性能。还可基于其它参数(例如，谐波抑制等)来调整可调谐匹配电路210。
还可以其它方式来调整可调谐匹配电路210，例如，基于可影响功率放大器140的操作或性能的其它参数。在示范性设计中，查找表可存储针对不同参数值的不同阻抗匹配设定。可通过将当前参数值应用到所述查找表而获得合适的阻抗匹配设定。
在示范性设计中，一设备可包含功率放大器(图2或图8中的功率放大器140a)及可调谐匹配电路(例如，可调谐匹配电路210a)。所述功率放大器可放大输入RF信号且提供经放大的RF信号。所述可调谐匹配电路可为功率放大器提供输出阻抗匹配、可接收经放大的RF信号且提供输出RF信号，且可基于影响功率放大器的操作的至少一个参数而调谐。
在示范性设计中，所述可调谐匹配电路可包含串联耦合于所述可调谐匹配电路的输入与输出之间的可变电容器(例如，图4A或图6A中的电容器420)。或者或另外，所述可调谐匹配电路可包含耦合于所述可调谐匹配电路的输出与电路接地之间的可变电容器(例如，图5A或图6A中的电容器440)。可基于所述至少一个参数来调谐每一可变电容器。在另一示范性设计中，所述可调谐匹配电路可包含多个级(例如，如图7A及图7B中所展示)。每一级可包含至少一个可变电容器，所述至少一个可变电容器可基于所述至少一个参数而调谐。
所述设备可进一步包含控制单元，所述控制单元可接收指示所述至少一个参数的信息且可基于所接收的信息而产生针对所述可调谐匹配电路的至少一个控制。所述设备可进一步包含传感器，所述传感器可测量经放大的RF信号及/或输出RF信号。所述控制单元可接收来自所述传感器的测量结果，且可基于所述测量结果来调整可调谐匹配电路。
在一示范性设计中，所述至少一个参数可包含针对经放大RF信号的包络信号。可基于所述包络信号来调整所述可调谐匹配电路。在另一示范性设计中，所述参数可包含输出RF信号的平均输出功率电平。可基于所述平均输出功率电平来调整所述可调谐匹配电路。在又一示范性设计中，所述参数可包含用于功率放大器的电源电压。可基于所述电源电压来调整所述可调谐匹配电路。在又一示范性设计中，所述参数可包含IC工艺变化。可基于针对功率放大器的经检测的IC工艺拐点来调整可调谐匹配电路。还可基于其它参数来调整可调谐匹配电路。
所述设备可进一步包含第二功率放大器(例如，图2或图8中的功率放大器140b)及第二可调谐匹配电路(例如，可调谐匹配电路210b)。所述第二功率放大器可放大第二输入RF信号且提供第二经放大的RF信号。所述第二可调谐匹配电路可为第二功率放大器提供输出阻抗匹配、可接收第二经放大的RF信号且提供第二输出RF信号，且可基于影响第二功率放大器的操作的至少一个第二参数而调谐。所述设备可进一步包含第三可调谐匹配电路(例如，可调谐匹配电路210c)，所述第三可调谐匹配电路可接收第一输出RF信号及第二输出RF信号且提供第三输出RF信号。
在一示范性设计中，例如，如图2中所展示，无线装置可包含功率放大器、可调谐匹配电路及控制单元。所述功率放大器可放大输入RF信号且可提供经放大的RF信号。所述可调谐匹配电路可为功率放大器提供输出阻抗匹配，且可接收经放大的RF信号以及提供输出RF信号。所述控制单元可产生一控制以基于影响功率放大器的操作的至少一个参数来调整可调谐匹配电路。所述可调谐匹配电路可包括串联耦合于所述可调谐匹配电路的输入与输出之间的可变电容器及/或耦合于所述输出与电路接地之间的可变电容器。可基于来自控制单元的控制来调谐每一可变电容器。所述无线装置可进一步包含传感器，所述传感器可测量经放大的RF信号及/或输出RF信号，且可基于来自传感器的测量结果而产生针对可调谐匹配电路的控制。
图9展示用于放大信号的过程900的设计。可通过功率放大器来放大输入RF信号以获得经放大的RF信号(框912)。可通过可调谐匹配电路针对所述功率放大器执行输出阻抗匹配(框914)。可基于影响功率放大器的操作的至少一个参数来调整可调谐匹配电路(框916)。举例来说，可基于针对功率放大器的包络信号、功率放大器的平均输出功率电平、用于功率放大器的电源电压等来调整可调谐匹配电路。在一示范性设计中，可基于一基于所述参数产生的控制来调整可调谐匹配电路中的可变电容器。在一示范性设计中，可测量经放大的RF信号及/或输出RF信号，且可基于经放大的RF信号及/或输出RF信号的测量结果来调整可调谐匹配电路。
本文中所描述的可调谐匹配电路可实施于IC、模拟IC、RFIC、混频信号IC、ASIC、印刷电路板(PCB)、电子装置等上。还可通过例如互补金属氧化物半导体(CMOS)、N沟道MOS(NMOS)、P沟道MOS(PMOS)、双极结型晶体管(BJT)、双极CMOS(BiCMOS)、硅锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)等的各种IC工艺技术来制造可调谐匹配电路。
实施本文中所描述的可调谐匹配电路的设备可为独立装置或可为较大装置的部分。装置可为：(i)独立IC；(ii)可包括用于存储数据及/或指令的存储器IC的一个或一个以上IC的集合；(iii)例如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR)的RFIC；(iv)例如移动台调制解调器(MSM)的ASIC；(v)可嵌入于其它装置内的模块；(vi)接收器、蜂窝式电话、无线装置、手持机或移动单元；(vii)等等。
在一个或一个以上示范性设计中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件来实施，则可将所述功能作为一个或一个以上指令或代码而存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体进行传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体及通信媒体两者，通信媒体包括促进计算机程序从一处到另一处的传送的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。通过实例且非限制，此计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用以载运或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。又，将任何连接恰当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)，或例如红外线、无线电及微波的无线技术而从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤缆线、双绞线、DSL，或例如红外线、无线电及微波的无线技术包括于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字通用光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述各物的组合也应包括于计算机可读媒体的范围内。
提供本发明的先前描述以使任何所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。对本发明的各种修改对于所属领域的技术人员来说将易于显而易见，且在不脱离本发明的范围的情况下，本文中所定义的一般原理可应用到其它变体。因此，本发明并非既定限于本文中所描述的实例及设计，而应被赋予与本文中所揭示的原理及新颖特征相一致的最广范围。

Claims (22)

1.一种设备，其包含：
功率放大器，其放大输入射频RF信号且提供经放大的RF信号；及
可调谐匹配电路，其耦合到所述功率放大器且为所述功率放大器提供输出阻抗匹配，所述可调谐匹配电路接收所述经放大的RF信号且提供输出RF信号，所述可调谐匹配电路可基于影响所述功率放大器的操作的至少一个参数而调谐。
2.根据权利要求1所述的设备，所述可调谐匹配电路包含
串联耦合于所述可调谐匹配电路的输入与输出之间的可变电容器，所述可变电容器可基于所述至少一个参数而调谐。
3.根据权利要求1所述的设备，所述可调谐匹配电路包含
耦合于所述可调谐匹配电路的输出与电路接地之间的可变电容器，所述可变电容器可基于所述至少一个参数而调谐。
4.根据权利要求2所述的设备，所述可调谐匹配电路进一步包含
耦合于所述可调谐匹配电路的所述输出与电路接地之间的第二可变电容器，所述第二可变电容器可基于所述至少一个参数而调谐。
5.根据权利要求1所述的设备，所述可调谐匹配电路包含多个级，每一级包含可基于所述至少一个参数而调谐的至少一个可变电容器。
6.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含：
控制单元，其接收指示所述至少一个参数的信息且基于所述所接收的信息而产生针对所述可调谐匹配电路的至少一个控制。
7.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个参数包含针对所述经放大的RF信号的包络信号，且所述可调谐匹配电路是基于所述包络信号进行调整。
8.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个参数包含所述输出RF信号的平均输出功率电平，且所述可调谐匹配电路是基于所述平均输出功率电平进行调整。
9.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个参数包含用于所述功率放大器的电源电压，且所述可调谐匹配电路是基于所述电源电压进行调整。
10.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个参数包含集成电路IC工艺变化，且所述可调谐匹配电路是基于针对所述功率放大器的经检测的IC工艺拐点进行调整。
11.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个参数包含温度、频带、负载、谐波抑制、所述功率放大器的操作模式，或其组合。
12.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含：
第二功率放大器，其放大第二输入RF信号且提供第二经放大的RF信号；及
第二可调谐匹配电路，其耦合到所述第二功率放大器且为所述第二功率放大器提供输出阻抗匹配，所述第二可调谐匹配电路接收所述第二经放大的RF信号且提供第二输出RF信号，所述第二可调谐匹配电路可基于影响所述第二功率放大器的操作的至少一个第二参数而调谐。
13.根据权利要求12所述的设备，其进一步包含：
第三可调谐匹配电路，其耦合到所述第一可调谐匹配电路及所述第二可调谐匹配电路，所述第三可调谐匹配电路接收所述第一输出RF信号及所述第二输出RF信号且提供第三输出RF信号。
14.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含：
传感器，其耦合到所述可调谐匹配电路且测量所述经放大的RF信号或所述输出RF信号，或两者；及
控制单元，其接收来自所述传感器的测量结果且基于所述测量结果而调整所述可调谐匹配电路。
15.一种无线装置，其包含：
功率放大器，其放大输入射频RF信号且提供经放大的RF信号；
可调谐匹配电路，其耦合到所述功率放大器且为所述功率放大器提供输出阻抗匹配，所述可调谐匹配电路接收所述经放大的RF信号且提供输出RF信号；及
控制单元，其基于影响所述功率放大器的操作的至少一个参数而产生控制以调整所述可调谐匹配电路。
16.根据权利要求15所述的无线装置，所述可调谐匹配电路包含
串联耦合于所述可调谐匹配电路的输入与输出之间的可变电容器，所述可变电容器可基于来自所述控制单元的所述控制而调谐。
17.根据权利要求15所述的无线装置，其进一步包含：
传感器，其耦合到所述可调谐匹配电路且测量所述经放大的RF信号或所述输出RF信号，或两者，所述控制单元基于来自所述传感器的测量结果而产生针对所述可调谐匹配电路的所述控制。
18.一种执行信号放大的方法，其包含：
通过功率放大器放大输入射频RF信号以获得经放大的RF信号；
通过可调谐匹配电路针对所述功率放大器执行输出阻抗匹配；及
基于影响所述功率放大器的操作的至少一个参数而调整所述可调谐匹配电路。
19.根据权利要求18所述的方法，所述调整所述可调谐匹配电路包含基于针对所述功率放大器的包络信号、所述功率放大器的平均输出功率电平、用于所述功率放大器的电源电压或其任何组合来调整所述可调谐匹配电路。
20.根据权利要求18所述的方法，所述调整所述可调谐匹配电路包含
测量所述经放大的RF信号，或来自所述可调谐匹配电路的输出RF信号，或两者，及
基于所述经放大的RF信号或所述输出RF信号或两者的测量结果来调整所述可调谐匹配电路。
21.根据权利要求18所述的方法，所述调整所述可调谐匹配电路包含
基于所述至少一个参数而产生控制，及
基于所述控制来调整所述可调谐匹配电路中的可变电容器。
22.一种设备，其包含：
用于放大输入射频RF信号以获得经放大的RF信号的装置；
用于匹配所述用于放大的装置的输出阻抗的装置；及
用于基于影响所述用于放大的装置的操作的至少一个参数来调整所述用于匹配所述输出阻抗的装置的装置。
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