CN103580627B - 放大器电路、方法和移动通信装置 - Google Patents

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Abstract

放大器电路包括：增益控制器；第一放大器；以及第二放大器，串联耦合到第一放大器，其中第二放大器包括多个放大单元。增益控制器配置成接收预期增益值，并且基于所接收的预期增益值向第一放大器提供增益调整信号，以及基于所接收的预期增益值来激活第二放大器的多个放大单元中的放大单元的某个组合，使得第一放大器以及第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值。

Description

放大器电路、方法和移动通信装置
技术领域
本发明涉及放大器电路和移动通信装置。此外，本发明涉及用于放大信号的方法。
背景技术
一般来说，功率调整的绝对和相对精度能够是任何传送装置所需的。这种精度要求因时间和成本问题而将是以较小工作量(例如校准)可实现的。
在常规系统中，输出功率与用于调整功率的控制参数之间的关系是非线性的。缺点是复杂(费时)的校准过程。此外，输出功率的特性大多数与过程和温度变化极为相关，除非对设计花费较大工作量。
发明内容
本发明涉及放大器电路，其中包括：增益控制器；第一放大器；以及第二放大器，串联耦合到第一放大器，并且包括多个放大单元。增益控制器配置成接收预期增益值，并且基于所接收的预期增益值向第一放大器提供增益调整信号。此外，增益控制器配置成基于所接收的预期增益值来激活第二放大器的多个放大单元中的放大单元的某个组合，使得第一放大器以及第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值。
此外，本发明涉及包括天线、放大器电路和数字基带处理器的移动通信装置。放大器电路包括：增益控制器；第一放大器；以及第二放大器，串联耦合到第一放大器，其中第二放大器包括多个放大单元。增益控制器配置成接收预期增益值，并且基于所接收的预期增益值向第一放大器提供增益调整信号，以及基于所接收的预期增益值来激活第二放大器的多个放大单元中的放大单元的某个组合，使得第一放大器以及第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值。放大器电路耦合在天线与数字基带处理器之间。
此外，本发明涉及一种方法，包括：接收预期增益值；以及基于所接收的预期增益值向第一放大器提供增益调整信号的步骤。该方法还包括基于所接收的预期增益值来激活第二放大器的多个放大单元中的放大单元的某个组合，使得第一放大器以及第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值。
附图说明
将使用附图详细描述本发明，附图包括：
图1a示出移动通信装置的示意框图；
图1b示出放大器电路的示意框图；
图2a和图2b示出图1b所示放大器电路的示范实现的框图；
图3示出放大器电路中的功率-增益映射器和增益控制器的示范实现的示意框图；
图4a示出放大器电路的第二放大器的示范实现的示意框图；
图4b至图4d示出可在包括图4a所示的第二放大器的放大器电器中实现的功率-增益映射器和增益控制器的不同示范实现；
图5a以示意框图示出第一放大器的示范实现以及它如何能够用于放大器电路中；
图5b示出第一放大器的另一个示范实现；
图5c以示意框图示出可用于包括图5a所示的第一放大器的放大器电路中的功率-增益映射器和增益控制器的示范实现；
图5d以示意框图示出可用于包括图5b所示的第一放大器的放大器电路中的功率-增益映射器和增益控制器的示范实现；
图6a以简图示出输出功率控制与输出功率之间具有不连续性的关系；
图6b示出具有附加不连续性补偿的来自图6a的简图；
图6c作为示例示出如何能够在没有不连续性补偿的情况下在示范放大器电路中得出组合增益；
图6d示出如何能够在没有不连续性补偿的情况下得出组合增益的另一示例；
图6e示出如何能够以不连续性补偿来得出组合增益的示例；
图7示出放大器电路的应用示例；以及
图8示出用于放大信号的方法的流程图。
具体实施方式
图1a示出示范移动通信装置800的示意框图。
移动通信装置800包括数字基带处理器801、示范放大器电路803(例如本文所述的放大器之一)和天线211。放大器电路803耦合在数字基带处理器801与天线211之间。作为一个示例，数字基带处理器801向放大器电路803提供第一放大器输入信号113，以及天线211配置成转发放大器电路803的输出信号117。
在一个实施例中，移动通信装置800可以是便携移动通信装置。
作为一个示例，移动通信装置800能够配置成执行与另一个(便携)移动通信装置和／或移动通信基站的语音和／或数据通信(按照移动通信标准)。这种移动通信装置可以是例如诸如移动电话(蜂窝电话)之类的移动送话器、所谓的智能电话、平板PC、宽带调制解调器、笔记本或膝上型电脑以及路由器、交换机、转发器或PC。此外，这种移动通信装置可以是移动通信基站。
放大器电路803以低校准工作量、较少校准点、易于校正温度、易于确定功率控制值以及功率控制值与移动通信装置的所实现输出功率之间的完全线性函数来实现移动通信装置800中的功率调整。
虽然在图1a中，放大器电路803示为移动通信装置800的一部分，但是这个放大器电路也可用于其它电路或装置中。下面将更详细描述这种放大器电路的不同示例。
图1b示出示范放大器电路100。
放大器电路100包括增益控制器101、第一放大器103和第二放大器105。第二放大器105串联耦合到第一放大器103。此外，第二放大器105包括多个放大单元107a、107b。
增益控制器101配置成接收预期增益值109，并且基于预期增益值109向第一放大器103提供增益调整信号111。此外，增益控制器101配置成基于所接收的预期增益值109来激活第二放大器105的多个放大单元107a、107b中的放大单元107a、107b的某个组合，使得第一放大器103以及第二放大器105的活动放大单元107a、107b的组合增益对应于(例如等于)所接收的预期增益值109。
当第一放大器与第二放大器结合使用时，能够实现放大器电路的改进增益调整，其中第二放大器包括能够由增益控制器基于预期增益值来激活和停用的多个放大级。作为一个示例，通过使用第一放大器103和第二放大器105的组合，能够实现增益调整信号111与第一放大器103的增益之间的关系是线性的。与此相对照，第二放大器105的放大单元107a、107b能够实现成使得放大单元107a、107b具有固定(不可调整)增益。通过具有能够被激活和停用的多个放大单元107a、107b，与连续(和线性)方式相比，能够实现大范围的增益值。然而，通过激活和停用第二放大器105的放大单元，发生第二放大器105的不同的可能增益值之间的不连续性。通过使第一放大器103与第二放大器105串联耦合，也能够实现离散增益步长之间的增益值，因为第一放大器103提供连续增益调整(没有离散增益步长)。因此，放大电路100提供对大范围的增益值的连续增益调整。
此外，放大电路100包括下列附加特征。
第一放大器103配置成接收第一放大器输入信号113(它也是放大器电路100的输入信号103)。此外，第一放大器103配置成基于增益调整信号111将第一增益应用于所接收的第一放大器输入信号113。此外，第一放大器103配置成向第二放大器105提供第二放大器输入信号115。第二放大器输入信号115是第一放大器输入信号113的放大形式。第一放大器103可以是数字放大器(例如数字乘法器)。因此，第一放大器输入信号113可以是数字信号。第二放大器105可以是配置成接收作为模拟信号的第二放大器输入信号115的模拟放大器。放大电路100可包括耦合在第一放大器103与第二放大器105之间的数模转换器，该数模转换器配置成将第二放大器输入信号115从数字域(如由第一放大器103所提供)转换成模拟域(如由第二放大器105所接收)。
第二放大器105配置成将第二增益应用于所接收的第二放大器输入信号105，以便得出放大器电路输出信号117(又表示为输出信号117)。由第二放大器105所应用的第二增益是由第二放大器105的被激活放大单元107a、107b所应用的增益之和。
放大器电路100的组合增益(它又可表示为放大器电路100的总增益)是第一放大器输入信号113与放大器电路输出信号117之间的增益差。
此外，放大单元107a、107b的每个是离散放大单元，这意味着，在激活状态中，这个放大单元将增益应用于在其输入所接收的信号，并且这个放大单元在停用状态中忽略将增益应用于在其输入所接收的信号。
此外，由放大单元107a、107b所应用的增益可以是不可调整的(即，固定的)。
然而，不同的放大单元107a、107b能够包括不同的增益。只作为一个示例，由放大单元107a、107b所应用的增益能够经过二进制缩放。
此外，第二放大器105的多个放大单元107a、107b的至少一部分并联耦合在第二放大器105的输入119与输出121之间。虽然在图1b的示例中，第二放大器105仅包括两个放大单元107a、107b，但是第二放大器105中的放大单元的数量能够改变并且取决于应当由第二放大器105来提供的预期离散增益步长的数量。
如结合图4a将示出，第二放大器105能够包括串联耦合在第二放大器105的输入119与输出121之间的多个放大级。这些放大级的每个能够包括并联耦合在相应放大级的输入与输出之间的多个放大单元107a、107b。
作为图1b所示的一个示例，增益控制器101能够配置成向第二放大器105提供指示必须激活第二放大器105的放大单元107a、107b的哪一个的开关代码123。此外，在具有多个放大级的情况下，增益控制器101能够配置成向每个放大级提供指示将要激活的放大级的放大单元的专用开关代码。
增益控制器101可配置成基于预期增益值109来提供开关代码123或者多个开关代码。
图2a示出另一个示范放大器电路200。
放大器电路200与图1b所示放大器电路100的不同之处在于，它还包括耦合在第一放大器103与第二放大器105之间的数模转换器201。因此，在图2a中能够看到，第一放大器103配置成提供数字域的第二放大器输入信号115(例如作为数字信号115a)，以及第二放大器105配置成接收模拟域的第一放大器输入信号(例如作为模拟信号115b)。数模转换器201配置成将数字信号115a转换为模拟信号115b。
此外，第一放大器103是数字增益放大器(DGA)。作为一个示例，数字增益放大器103配置成将第一放大器输入信号113与从增益控制器101所提供的增益调整信号111相乘，以便得出数字信号115a(数字域的第一放大器输入信号115)。
此外，接收器200包括功率-增益映射器203。功率-增益映射器203配置成接收指示预期输出功率的功率控制值205，并且基于功率控制值205来提供预期增益值109(又表示为TX_Gain)。作为一个示例，所接收的功率控制值205可基于从与包括放大器电路200的移动通信装置进行通信的基站所接收的功率调整命令。
因此，放大器电路200基于这个功率控制值205，通过调整第一放大器103和第二放大器105的增益，使得在第二放大器105的输出121处的所产生输出功率对应于功率控制值205所指示的预期输出功率，来调整其组合增益。
通过使第一放大器103与第二放大器105串联，实现(输出)功率控制值205与在第二放大器105的输出121处的输出信号117的所实现输出功率之间的完全线性关系。
将结合图3至图5d来提供功率增益映射器的示范实现。
此外，在一个实施例中，第二放大器105包括四个放大单元107a-107d，然而，如已经指出，第二放大器105中的放大单元的数量能够改变。
此外，增益控制器101包括查找表207，查找表对于各预期增益值包含开关代码123的关联值。
开关代码123的不同值与待激活的放大单元107a-107d的不同组合关联。
如从图2a能够看到，不需要在查找表207中为预期增益值109的每个可能值提供表条目。为预期增益值109中第二放大器105的状态(例如被激活放大单元107a-107d的数量)对其将要改变并且因此开关代码123的值对其将要改变的值提供表条目是充分的。因此，开关代码123的每个值能够对应于预期增益值109的(后续)值的预定范围。
此外，第二放大器105的输出121耦合到天线211(它可以在RF接收器200外部)。
放大单元107a-107d的每个配置成在激活状态将对应增益应用于在第二放大器105的输入119处所接收的模拟信号115b(模拟域的第二放大器输入信号115)。此外，由第二放大器105应用于模拟信号115b的第二放大器增益是第二放大器的被激活放大单元107a-107d的对应增益之和(其中被激活放大单元107a-107d的组合由开关代码123来确定)。
放大级107a-107b的每个是离散单元(在能够与其它放大单元107a-107d无关地被激活的意义上是离散的)。这些离散级的每个配置成在激活状态将对应增益应用于在第二放大器105的输入119所接收的模拟信号115b，而在停用状态忽略将对应增益应用于模拟信号115b。
作为一个示例，在放大单元107a-107d的停用状态中，绕过停用放大单元107a-107d。
此外，各放大单元107a-107d的对应增益可以是不可调整或者固定的。此外，放大单元107a-107d全部可配置成将相同对应增益应用于模拟信号115b。
此外，放大单元107a-107d的至少一部分在它们应用于模拟信号115b的对应增益中可有所不同。作为一个示例，放大单元107a-107d的对应增益相互之间可经过二进制缩放。此外，如从图2a能够看到，第一放大器103是数字放大器103，它配置成基于增益调整信号111来放大第一放大器输入信号113。
图2b示出另一个示范放大器电路250的示意框图。放大器电路250与图2a所示放大器电路200的不同之处在于，示出第一放大器103的示范实现。
放大器103包括数字乘法器251，数字乘法器251配置成将第一放大器输入信号113(又表示为数字数据信号113、发射信号113或输入信号113)与增益调整信号111相乘，以便得出数字信号115a(数字域的第二放大器输入信号115)。
如从图2b能够看到，增益调整信号111与第二放大器输入信号115的所产生功率之间的关系是线性关系。这种线性关系能够易于使用数字乘法器103来计算。
此外，增益控制器101包括不连续性补偿查找表252，其中对于各预期增益值(并且因此对于输出信号117的各预期输出功率)，提供不连续性补偿值253(又表示为误差)。增益控制器101配置成还基于不连续性补偿查找表252中对于预期增益值119或者输出信号117的预期输出功率所提供的不连续性补偿值253来得出增益调整信号111。
通过具有输出功率对功率控制中的不连续性补偿不连续性，能够消除特性，使得指示输出信号117的预期输出功率的功率控制值205与输出信号117的所产生输出功率之间的所产生关系是线性关系(没有不连续性)。
在图6a-6e中还示出关于不连续性补偿的更多细节。
图3示出功率-增益映射器203和增益控制器101如何能够用于示范放大器电路中的它们的示范实现的示意框图。
功率-增益映射器203接收指示输出信号117的预期输出功率的功率控制值205，并且基于功率控制值205来得出预期增益值109。
功率-增益映射器203包括其中使用功率-增益映射器203的放大电路(例如放大电路200、250)的参考增益值(TX_Gain_REF)和所产生参考输出功率(P_REF)的放大器电路特定校准对。功率-增益映射器203配置成还基于这个校准对来得出预期增益值109。在放大电路的所产生参考输出功率在放大电路的校准过程中测量一次，并且存储在功率-增益映射器203中。因此，放大器电路特定的含意在于，不同放大器电路能够包括同一参考增益值的不同所产生参考输出功率(例如产生于过程变化)。
换言之，对于一个参考增益值来得出然后存储在功率-增益映射器203中的所产生参考输出功率是充分的。预期增益值109(TX_Gain)能够基于下式得出：
TX_Gain=TX_Gain_REF+(P_TARGET-P_REF)*k
其中，k可能是例如1、2、4、8、...，以及其中P_TARGET等于由功率控制值205所指示的输出信号117的预期输出功率。
此外，增益控制器101配置成基于下式得出增益调整信号111(在对数域中)：
Gain_Adj_1=TX_Gain-Gain_Switch(+error_Gswitch)
其中，Gain_Adj_1是对数域的增益调整信号111，Gain_Switch等于第二放大器205的被激活放大单元107a-107d的增益之和，以及Error_Gswitch是不连续性补偿查找表252中为预期增益值109(TX_gain)所提供的不连续性补偿值253。不连续性补偿是可选的。
此外，增益控制器101配置成执行可选对数线性转换，以便得出线性域的增益调整信号111。由于第一放大器103(它是线性放大器)能够实现为乘法器的事实，控制器101配置成将增益调整信号111从dB转换成线性(或者换言之，从对数域转换成数字域)。这个dB-线性转换能够使用表(例如查找表)或者使用算法来执行。
为了控制第二放大器105(离散放大单元107a-107d)，使用采用表(例如查找表207和不连续性补偿查找表252)来实现的灵活的可再编程策略。应当指出，对于查找表207，不需要测量结果，因为只定义将要对哪一个预期增益值109提供开关代码123的哪一个值是充分的。
用于得出预期增益值109和增益调整信号111的不同公式可通过硬件或固件来实现。要指出，由增益控制器101使用不连续性补偿查找表252所应用的不连续性补偿是可选的，并且用于补偿第二放大器105的不准确离散增益步长。这些不准确增益步长在使用增益控制器101之前被测量(校准)并且存储在不连续性补偿查找表252中。作为一个示例，不连续性补偿查找表252可以是放大器特定不连续性补偿查找表252，例如用于确定预期增益值109的校准对。
换言之，增益控制器101配置成基于预期增益值109与被激活放大单元107a-107d的增益之和(由Gain_Switch所表示)之间的差并且还基于不连续性补偿查找表252为预期增益值109所提供的不连续性补偿值253来得出增益调整信号111。
图4a示出第二放大器105的示范实现的示意框图。
第二放大器105包括多个放大级401a、401b、401c。多个放大级401a、401b、401c串联耦合在第二放大器105的输入119与输出121之间。
虽然在图4a的示例中，仅示出三个放大级401a-401c，但是串联耦合在第二放大器105的输入119与输出121之间的放大级的数量取决于第二放大器105的预期离散增益步长的数量。放大级401a-401c的每个包括并联耦合在相应放大级401a-401c的输入与输出之间的多个放大单元。作为一个示例，第一放大级401a包括并联耦合在第一放大级401a的输入403与输出405之间的第一放大单元401a-1和第二放大单元401a-2。第二放大级401b包括耦合在第二放大级401b的输入407与输出409之间的四个放大单元401b-1至401b-4。第三放大级401c包括并联耦合在第三放大级401c的输入411与输出413之间的四个放大单元401c-1至401c-4。放大单元401a-1至401c-4的每个能够与其它放大单元401a-1至401c-4无关地来激活。此外，放大级401a-401c的每个配置成从增益控制器101接收相应开关代码123a-123c。
增益控制器101提供开关代码123a-123c，使得在包括如图4a所示的第二放大器105的放大电路的操作中，串联耦合在第二放大器105的输入119与输出121之间的各放大级401a-401c的至少一个放大单元401a-1、401c-4始终是活动的。
换言之，放大器105包括多个放大级401a-401c。第一放大级401a的输入耦合到第二放大器105的输入119。第一放大级401a的输出405耦合到第二放大级401b的输入407。
第二放大级401b的输出409耦合到第三放大级401c的输入411。第三放大级401c的输出413耦合到第二放大器105的输出121。
图4b以示意框图示出功率-增益映射器203和增益控制器101如何能够连同图4a所示的第二放大器105一起用于放大电路中的它们的实现。
图4b所示的增益控制器101与图3所示增益控制器101的不同之处在于，它还包括逻辑电路415，逻辑电路415配置成基于第二放大器105的开关代码123来得出第二放大器105的第一放大级401a的第一开关代码123a、第二放大级101b的第二开关代码123b以及第三放大级401c的第三开关代码。
换言之，逻辑电路415配置成将第二放大器105的开关代码123分为第二放大器105的不同放大级401a-401c的多个开关代码123a-123c。开关代码123a-123c还可表示为第二放大器105的放大级401a-401c的数字代码。
图4c以示意框图示出配置成提供多个开关代码123a-123c的增益控制器101的另一个示范实现。在图4c所示的这个实现中，查找表407对于各预期增益值109包含第二放大器105的各放大级401a-401c的各开关代码123a-123c的相应值。因此，与图4b所示的实现相对照，不再需要逻辑电路415，因为查找表207对于第二放大器105的各放大级401a-401c已经包含对于各预期增益值109的相应开关代码123a-123c的值。换言之，独立放大级401a-401c的开关代码123a-123c单独存储在查找表207中。
如从图4c能够看到，对于预期增益值109的不同值，能够提供开关代码123a-123c的相同值。作为一个示例，对于预期增益值109的值1920至1951，第一开关代码123a具有值30，第二开关代码123b具有值7，以及第三开关代码具有值14。因此，开关代码123a-123c的每个值可对应于预期增益值109的值的预定范围。因此，在查找表207中，不需要对于预期增益109的每一个可能值具有表条目。为预期增益109中第二放大器105的状态(即，被激活放大单元的数量)对其将要改变并且因此开关代码123a-123c之一的至少一个值对其将要改变的值提供表条目是充分的。
图4d以示意框图示出功率-增益映射器203和增益控制器101的另一示范实现。图4d所示实现与图4c所示实现的差别在于，功率-增益映射器203还配置成基于其中使用功率-增益映射器203的放大电路的环境条件来得出预期增益值109。
详细来说，功率-增益映射器203还基于诸如功率放大器偏压变化、放大器电路的温度、第一放大器输入信号113的频率和电源电压(例如电池电压)之类的一个或多个环境条件来得出预期增益值109。功率-增益映射器203能够配置成基于这些环境条件的至少一个来得出预期增益值109。作为一个示例，功率-增益映射器203配置成基于当前环境条件(例如放大器电路的偏压、放大器电路的温度、放大器电路的电源电压和第一放大器输入信号113的频率的组合)从多个(存储)补偿值中选择补偿值，并且还基于这个所选补偿值来得出预期增益值109。
作为一个示例，图4d所示的功率-增益映射器203基于下式得出预期增益值109：
TX_Gain=TX_Gain_REF+(P_TARGET-P_REF)*k+COMP
其中，COMP是补偿值(例如功率放大器偏压或功率放大器偏压变化、温度、频率、电池电压或电源电压)。
补偿值COMP可以是不同补偿值之和，其中不同补偿值的每个对应于环境条件之一。不同环境条件的补偿值或不同补偿值能够例如基于一个或多个查找表或者基于公式来得出。各补偿值能够结合放大器特定校准对来得出，因为校准对的确定在放大器电路的某个偏置点(对于给定功率放大器设定、温度、电池电压和频率)发生，这实现能够在确定预期增益值109中关注这些参数的变化。
图5a和图5b示出基于如下假设的第一放大器103的示范实现：将要由放大电路所放大的发射信号是能够通过实部和虚部或者通过幅值部分(或幅度部分)和相位部分来表示的复合信号。图5a示出在发射信号通过实部和虚部来表示时如何能够实现第一放大器103。在这种情况下，第一放大器输入信号113等于发射信号。图5b示出在发射信号通过幅值部分和相位部分来表示时如何能够实现第一放大器103。在这种情况下，第一放大器输入信号113等于发射信号的幅值部分，因为只有这个部分需要经过放大。
图5a示出一种实现，其中第一放大器103配置成将第一增益应用于第一放大器输入信号113的实部113-1以及将第二增益应用于第一放大器输入信号113的虚部113-2。因此，图5a所示的第一放大器103包括第一乘法器501a和第二乘法器501b。第一乘法器501a和第二乘法器501b是数字乘法器。第一乘法器501a配置成接收第一增益调整信号503a(又表示为Gain_Amp1_RE)，并且将第一增益调整信号503a与第一放大器输入信号113的实部113-1相乘，以便得出第一乘法器输出信号505a。第二乘法器501b配置成接收第二增益调整信号503b(又表示为Gain_Amp1_IM)，并且将第二增益调整信号503b与第一放大器输入信号113的虚部113-2相乘，以便得出第二乘法器输出信号505b。
第一乘法器输出信号505a形成数字信号115a的实部(数字域的第二放大器输入信号115)，以及第二乘法器输出信号505b形成数字信号115a的虚部(数字域的第二放大器输入信号115)。
如果图5a所示的第一放大器103在图2a的放大电路中实现，则数模转换器201包括第一数模转换级507a和第二数模转换级507b。第一数模转换级507a配置成将第一乘法器输出信号505a从模拟域转换成数字域，以便得出第一模拟输出信号509a。
第二数模转换级507b配置成将第二乘法器输出信号505b从数字域转换成模拟域，以便得出第二模拟输出信号509b。
第一模拟输出信号509a形成模拟信号115b的实部(模拟域的第二放大器输入信号115)，以及第二模拟输出信号509b形成模拟信号115b的虚部(模拟域的第二放大器输入信号115b)。
换言之，如图5a所示的第一放大器103配置成与应用于第一放大器输入信号131的虚部113-2的第二增益无关地调整第一放大器输入信号113的实部113-1的第一增益。
作为一个示例，乘法器501a、501b的每个可实现为12×12位乘法器(增益调整信号503a、503b可具有12位，以及第一放大器输入信号113的实部113-1和虚部113-2可具有12位)。此外，将第一放大器输入信号113作为包含第一放大器输入信号113的实部113-1的第一数字数据流以及包含第一放大器输入信号113的虚部113-2的第二数字数据流来提供给第一放大器103。
图5b示出其中单个乘法器是充分的第一放大器103的另一个示范实现。如已经所述，第一放大器103的这个实现能够用于配置成接收作为发射信号的幅值部分的放大器输入信号113的放大器电路中。因此，第一放大器103包括乘法器251，乘法器251配置成将第一乘法器输入信号113与增益调整信号111相乘，以便得出数字信号115a(数字域的第二放大器输入信号115a)。
此外，示出数模转换器201，它配置成将第二放大器输入信号115从数字域转换成模拟域。
此外，放大器输入信号113可以是通过实部113-1和虚部113-2来表示的发射信号，或者可以是发射信号的幅值部分。
因此，增益调整信号111、503a、503b能够调整发射信号的幅值等级或者发射信号的实部113-1和虚部113-2的等级。
图5c以示意框图示出能够与如图5a所示的第一放大器103结合使用的功率-增益映射器203和增益控制器101的示范实现。因此，增益控制器101配置成提供用于调整应用于第一放大器输入信号113的实部113-1的第一增益的第一增益调整信号503a，并且提供用于调整应用于第一放大器输入信号113的虚部113-2的第二增益的第二增益调整信号503b。如从图5c能够看到，增益控制器101配置成基于预期增益值109来得出基本增益调整信号511，并且将基本增益调整信号511缩放第一缩放因子513a(或者表示为Gain_Max_RE)，以便得出第一增益调整信号503a。此外，增益控制器101配置成将基本增益调整信号511缩放第二缩放因子513b(又表示为Gain_Max_IM)，以便得出第二增益调整信号503b。
第一缩放因子513a能够与第二缩放因子513b不同。因此，第一增益调整信号503a能够与第二增益调整信号503b不同。
换言之，增益控制器101配置成单独改变第一增益调整信号503a和第二增益调整信号503b。
图5c示出增益控制器101的实现，其中在第一放大器103中调整发射信号的电平之前、在dB-线性转换之后来缩放基本增益调整信号511。
此外，图5c示出增益控制器101的示范实现，其中增益控制器101还配置成补偿系统误差。为此，增益控制器101包括系统误差查找表515，其中对于各预期增益值109提供相应的系统误差补偿值(error_Gswitch_sys)。因此，增益控制器101配置成还基于预期增益值109的系统误差补偿值来得出增益调整信号503a、503b。作为一个示例，基本增益调整值511可基于下式得出：
Gain_Adj_1＝TX_Gain-Gain_Switch(+error_Gswitch+error_Gswitch_sys)
其中，Gain_Adj_1表示对数域的基本增益调整值511。
因此，图5c示出增益控制器101的实现，其中将系统不准确性(这表示对于所有放大器电路的相同行为)加入公式中以用于得出基本增益调整信号511。这类系统误差能够在集成电路中(例如在系统误差查找表515中)存储一次，并且不需要校准过程。
虽然结合图5c中的增益控制器101来示出系统误差补偿，但是这种系统误差补偿也可在本申请中所示的其它增益控制器中实现。
如果第二放大器205的放大单元的增益步长足够准确，则增益调整信号111或增益调整信号503a、503b的计算能够很容易进行，并且校准工作量能够保持为低。
一般来说，增益控制器的实现能够通过硬件、固件或者通过两者进行。
图5d以示意框图示出功率-增益映射器203和增益控制器101的另一个示范实现，它与图5c所示实现的不同之处在于，增益控制器101配置成向图5b所示的第一放大器103提供增益调整信号111。增益控制器101配置成基于预期增益值109来得出基本增益调整信号511，并且配置成将基本增益调整信号511缩放一个缩放因子513(又表示为Gain_Max)，以便得出第一放大器103的增益调整信号111。
下面将描述本文所述的放大器电路如何以功率特性过程(输出功率对功率控制参数或值)的完全线性段来实现功率调整策略。优点在于，过程的这些线性段保持为恒定。能够仅校准不连续性点。这意味着以较小校准工作量所实现的极准确功率调整精度。
图6a以简图示出输出功率控制与输出功率之间具有不同线性段之间的不连续性的关系。线性段的长度、各个离散步长的数量取决于实现方法(area、current)。使用校准机制，有可能查找步长的高度。因此，线性段能够移位以实现线性函数，如图6b的简图所示。
作为一个示例，这个不连续性补偿能够在增益控制器101中使用不连续补偿查找表252来执行，以便实现输出功率控制值205与输出信号117的所实现输出功率之间的线性关系。
图6c示出使用包含具有用于调整线性区域中的功率的所有参数并且具有离散功率步长的所有可能控制设定的表607的功率-增益映射器203和增益控制器101的示范实现。作为一个示例，增益控制器101能够配置成使用表607来得出第一放大器103的增益调整信号111以调整第一放大器103的第一增益601以及得出第二放大器105的开关代码123以调整第二放大器105的第二增益603。第一增益601和第二增益603共同形成包括第一放大器103和第二放大器105的完整放大器电路的组合增益605。
图6d中示出另一种解决方案，其中仅使用功率步长连同离散功率步长本身一起发生的那些功率控制设定。离散功率点之间的相似段能够通过数字硬件来实现。作为一个示例，信号电平能够在数字信号处理中采用乘法器(例如采用乘法器251、501a、501b)来缩放。能够易于计算第一放大器103的线性功能性。图6d中示出这种实现。
图6e示出另一个实现，其中补偿第二放大器205的不准确增益步长。这些不准确增益步长能够导致输出功率对功率控制(值)特性的不连续性。为了除去功率对功率控制特性的不连续性，校准过程能够测量步长，并且计算所有线性段的必要位移值，以便得出输出功率对功率控制值的完全线性函数。找到的位移值能够加入线性功率调整函数(在增益控制器101中作为不连续性补偿值)。位移的信息能够存储在例如不连续性补偿查找表252中。换言之，增益控制器101配置成基于应用于第一放大器103的增益调整信号111、503a、503b的不连续性补偿查找表252来执行第二放大器105的不准确增益步长的不连续性补偿。
如果离散步长的设计经过能够识别(例如通过测量或模拟)的较小过程变化，则不连续性能够被认为处于传送装置的实现之内，并且不要求校准过程。
如果有可能实现具有线性功率调整函数的充分动态范围，则很简易的解决方案可能是完全不使用功率步长。因此，没有校准过程或者很简单的校准过程(仅测量绝对功率)可以是充分的，如结合图3和校准对的测量所述。
图7示出示范放大器电路的操作的应用示例。
首先，能够执行放大器电路的校准，以便确定如结合图3所述的校准对。
此外，在校准过程期间，能够执行误差测量，以便得出不连续性补偿查找表252。不连续性补偿查找表252则对于各预期增益值并且因此对于各功率控制值包含不连续性补偿值。
得出不连续性补偿值，使得不需要插值，并且它能够直接加入线性函数中以得出增益调整信号111、503a、503b。
这时，如果在简单示例中，输出功率应当增加一个dB(例如从20dBm的当前功率到21dBm的预期功率)，则预期增益值109使用如结合图3所述的公式来计算：
PC=PCref+(Psoll-Pref)*k(e.g.k=16)
在这个公式中，PC等于预期增益值109，PCref等于参考增益值，Psoll等于通过功率控制值205所表示的预期输出功率，Pref等于放大电路的参考输出功率，以及k是比例常数。
基于这个公式，实际增益值能够得出为1975，以及预期增益值能够得出为1991。
图7所示的功率调整策略的优点是低校准工作量、较少校准点、易于校正温度、易于确定功率控制值(预期增益值)以及功率控制值205与放大电路的所实现输出功率之间的完全线性函数。
此外，如图7中能够看到，能够执行环境条件的补偿(例如，如结合图4d所述)，其中具有不同环境条件的附加补偿值(例如环境条件温度的冷、室温或热)。
还要注意图3，其中还示出图7的应用示例。对于图3，能够看到，基于所计算的预期增益值1991，增益控制器101选择与查找表207中的下一个较大预期增益值对应的开关代码123的值。因此，增益控制器101选择与预期增益值2015对应的开关代码123的值30。
此外，增益控制器101基于不连续性补偿查找表252来选择补偿值-2，并且基于预期增益值1991和不连续性补偿值-2来得出增益调整信号111。
图8示出用于放大信号的示范方法900的流程图。
方法900包括在901接收预期增益值。
此外，方法900包括在903基于所接收的预期增益值向第一放大器提供增益调整信号。
此外，方法900包括在915基于所接收的预期增益值来激活第二放大器的多个放大单元中的放大单元的某个组合，使得第一放大器以及第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值。
方法900可通过本文针对设备所述的特征和功能性的任一个来补充，并且可使用设备的硬件组件来实现。
虽然在设备的上下文中描述了某些方面，但是很明显，这些方面也表示对应方法的描述，其中块或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中所述的方面也表示对应块或对应设备的项或特征的描述。方法步骤的部分或全部可由(或者使用)例如微处理器、可编程计算机或电子电路等的硬件设备来运行。在一些示例中，最重要的方法步骤的某个步骤或更多可由这种设备来运行。
取决于某些实现要求，示例能够通过硬件或者通过软件来实现。实现能够使用数字存储介质来执行，例如其上存储了电子可读控制信号的软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或FLASH存储器，它们与可编程计算机系统协作(或者能够进行协作)，使得执行相应方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
一些示例包括具有电子可读控制信号的数据载体，它们能够与可编程计算机系统协作，使得执行本文所述的方法之一。
一般来说，示例能够实现为具有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品运行于计算机上时，程序代码可操作以用于执行方法之一。程序代码例如可存储在机器可读载体上。
其它示例包括存储在机器可读载体上、用于执行本文所述方法之一的计算机程序。
换言之，示范方法的实现因此是具有程序代码的计算机程序，当计算机程序运行于计算机上时，程序代码用于执行本文所述方法之一。
因此，示范方法的另一实现是数据载体(或数字存储介质或者计算机可读介质)，包括在其上记录的用于执行本文所述方法之一的计算机程序。数据载体、数字存储介质或记录介质通常是有形和／或非暂时的。
因此，示范方法的另一实现是表示用于执行本文所述方法之一的计算机程序的数据流或信号序列。数据流或信号序列例如可配置成经由数据通信连接、例如经由因特网来传递。
另一示例包括处理部件，例如计算机或可编程逻辑装置，配置成或适合执行本文所述方法之一。
另一示例包括其上安装了用于执行本文所述方法之一的计算机程序的计算机。
另一示例包括配置成向接收器传递(例如电子或光学地)用于执行本文所述方法之一的计算机程序的设备或系统。接收器例如可以是计算机、移动装置、存储器装置等。设备或系统例如可包括用于将计算机程序传递给接收器的文件服务器。
在一些示例中，可编程逻辑装置(例如现场可编程门阵列)可用于执行本文所述方法的部分或全部功能性。在一些示例中，现场可编程门阵列可与微处理器协作，以便执行本文所述方法之一。一般来说，方法优选地由任何硬件设备来执行。
上述示例只是说明性的。要理解，本文所述的布置和细节的修改及变更将是其它本领域的技术人员显而易见的。因此意在仅受到即将来临的专利权利要求的范围限制，而不受通过本文的示例的描述和说明所提供的具体细节限制。
虽然各权利要求仅引用一个单一权利要求，但是本公开还涵盖权利要求的任何可设想组合。

Claims (24)

1.一种放大器电路，包括：
增益控制器；
第一放大器；
第二放大器，串联耦合到所述第一放大器，所述第二放大器包括多个放大单元；以及
功率-增益映射器，配置成接收指示在所述第二放大器的输出处的输出信号的预期功率的功率控制值，并且基于所接收的功率控制值向所述增益控制器提供预期增益值，
其中所述增益控制器配置成接收所述预期增益值，并且基于所接收的预期增益值向所述第一放大器提供增益调整信号，以及基于所接收的预期增益值来激活所述第二放大器的所述多个放大单元中的放大单元的某个组合，使得所述第一放大器以及所述第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值并且在所述功率控制值与所述第二放大器的输出处的输出信号的所实现输出功率之间实现完全线性关系。
2.如权利要求1所述的放大器电路，其中，所述多个放大单元的至少一部分并联耦合在所述第二放大器的输入与所述第二放大器的输出之间。
3.如权利要求1所述的放大器电路，
其中，所述第二放大器包括串联耦合在所述第二放大器的输入与所述第二放大器的输出之间的多个放大级；以及
其中，所述多个放大级的至少一个放大级包括所述多个放大单元的至少两个放大单元，其中所述至少两个放大单元并联耦合在所述放大级的输入与输出之间。
4.如权利要求3所述的放大器电路，其中，所述增益控制器配置成基于用于激活某些放大单元的所述预期增益值向所述至少一个放大级提供关联开关代码，所述开关代码指示待激活的所述放大级的放大单元。
5.如权利要求1所述的放大器电路，
其中，所述增益控制器配置成基于用于激活某些放大单元的所述预期增益值向所述第二放大器提供多个开关代码；以及
其中，所述多个开关代码的各开关代码与所述多个放大级中的放大级关联，并且指示待激活的关联放大级的放大单元。
6.如权利要求1所述的放大器电路，
其中，所述增益控制器配置成基于用于激活某些放大单元的所述预期增益值向所述第二放大器提供开关代码，所述开关代码指示待激活的所述第二放大器的放大单元；以及
其中，所述增益控制器配置成基于所述预期增益值与关联到所述开关代码的增益值之间的差来得出所述增益调整信号。
7.如权利要求1所述的放大器电路，
其中，所述增益控制器包括不连续性补偿查找表，其中对于各预期增益值提供不连续性补偿值；以及
其中，所述增益控制器还配置成基于所述不连续性补偿查找表中为所述预期增益值所提供的所述不连续性补偿值来得出所述增益调整信号。
8.如权利要求1所述的放大器电路，
其中，所述多个放大单元中的放大单元配置成在激活状态将对应增益应用于在所述第二放大器的输入处所接收的第二放大器输入信号；以及
其中，由所述第二放大器应用于所述第二放大器输入信号的第二放大器增益是所述第二放大器的被激活放大单元的对应增益之和。
9.如权利要求1所述的放大器电路，其中，所述多个放大单元中的放大单元配置成在激活状态将对应增益应用于在所述第二放大器的输入处所接收的第二放大器输入信号，而在停用状态忽略将所述对应增益应用于所述第二放大器输入信号。
10.如权利要求9所述的放大器电路，其中，所述放大单元的对应增益是不可调整的。
11.如权利要求1所述的放大器电路，其中，所述第一放大器包括配置成基于数字域的所述增益调整信号来放大在所述第一放大器的输入处所接收的第一放大器输入信号的数字放大器。
12.如权利要求1所述的放大器电路，其中，所述第一放大器包括数字乘法器，其配置成将在所述第一放大器的输入处所接收的第一放大器输入信号与增益调整信号相乘以便得出被提供给所述第二放大器的输入的第二放大器输入信号。
13.如权利要求1所述的放大器电路，
其中，所述功率-增益映射器包括所述放大电路的参考增益值和所产生参考输出功率的放大器电路特定校准对；以及
其中，所述功率-增益映射器配置成还基于所述校准对来得出所述预期增益值。
14.如权利要求1所述的放大器电路，其中，所述功率-增益映射器还配置成基于下列中的至少一个当前环境条件来得出所述预期增益：所述放大器电路的偏压、所述放大器电路的温度、所述放大器电路的电源电压和所述放大器电路的输入信号的频率。
15.如权利要求14所述的放大器电路，其中，所述功率-增益映射器配置成基于所述当前环境条件从多个补偿值中选择补偿值，并且还基于所选补偿值来得出所述预期增益值。
16.如权利要求1所述的放大器电路，其中，所述第一放大器配置成接收包括实部和虚部的第一放大器输入信号，并且将第一增益应用于所述实部以及将第二增益应用于所述虚部。
17.如权利要求16所述的放大器电路，其中，所述增益控制器还配置成提供用于调整应用于所述第一放大器输入信号的所述实部的所述第一增益的所述增益调整信号，以及提供用于与用于调整应用于所述第一放大器输入信号的所述实部的所述第一增益的所述增益调整信号无关地调整应用于所述第一放大器输入信号的所述虚部的所述第二增益的另一增益调整信号。
18.如权利要求17所述的放大器电路，其中，所述增益控制器配置成基于所述预期增益值来得出基本增益调整信号，并且将所述基本增益调整信号缩放第一缩放因子以得出所述增益调整信号，以及与所述第一缩放因子无关地将所述基本增益调整信号缩放第二缩放因子以得出所述另一增益调整信号。
19.如权利要求1所述的放大器电路，
其中，所述第一放大器配置成接收作为复合发射信号的幅值部分的第一放大器输入信号，所述复合发射信号包括幅值部分和相位部分；以及
其中，所述第一放大器配置成与所述增益调整信号相关地向所述幅值部分应用增益。
20.如权利要求1所述的放大器电路，其中，所述第一放大器的输出耦合到所述第二放大器的输入。
21.如权利要求20所述的放大器电路，还包括耦合在所述第一放大器的输出与所述第二放大器的输入之间的数模转换器。
22.一种移动通信装置，包括：
天线端口；
放大器电路，包括：
增益控制器；
第一放大器；
第二放大器，串联耦合到所述第一放大器，所述第二放大器包括多个放大单元；以及
功率-增益映射器，配置成接收指示在所述第二放大器的输出处的输出信号的预期功率的功率控制值，并且基于所接收的功率控制值向所述增益控制器提供预期增益值，
其中所述增益控制器配置成接收所述预期增益值，并且基于所接收的预期增益值向所述第一放大器提供增益调整信号，以及基于所接收的预期增益值来激活所述第二放大器的所述多个放大单元中的放大单元的某个组合，使得所述第一放大器以及所述第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值并且在所述功率控制值与所述第二放大器的输出处的输出信号的所实现输出功率之间实现完全线性关系；以及
数字基带处理器，
其中所述放大器电路耦合在所述天线端口与所述数字基带处理器之间。
23.一种用于放大信号的方法，包括：
接收指示在第二放大器的输出处的输出信号的预期功率的功率控制值；
基于所接收的功率控制值向增益控制器提供预期增益值；
基于所提供的预期增益值向第一放大器提供增益调整信号；以及
基于所提供的预期增益值来激活第二放大器的多个放大单元中的放大单元的某个组合，使得所述第一放大器以及所述第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值并且在所述功率控制值与所述第二放大器的输出处的输出信号的所实现输出功率之间实现完全线性关系，其中所述第一放大器的输出耦合到所述第二放大器的输入。
24.一种放大器电路，包括：
增益控制器；
第一放大器；
第二放大器，包括多个放大级；
其中，所述多个放大级串联耦合在所述第二放大器的输入与输出之间，并且各放大级包括并联耦合在所述放大级的输入与输出之间的多个放大单元；
数模转换器，耦合在所述第一放大器的输出与所述第二放大器的输入之间；以及
功率-增益映射器，配置成接收指示在所述放大器电路的输出处的输出信号的预期功率的功率控制值；
其中，所述功率-增益映射器包括所述放大电路的参考增益值和所产生参考输出功率的放大器电路特定校准对；以及
其中，所述功率-增益映射器配置成基于所接收的功率控制值并且基于所述校准对来提供预期增益值；
其中，所述增益控制器配置成接收所述预期增益值，并且基于所接收的预期增益值向所述第一放大器提供增益调整信号，以及基于所述第二放大器的各放大级的所接收的预期增益值来提供指示待激活的所述放大级的放大单元的关联开关代码以用于激活所述第二放大器的放大单元的某个组合，使得所述第一放大器以及所述第二放大器的活动放大单元的组合增益对应于所接收的预期增益值并且在所述功率控制值与所述第二放大器的输出处的输出信号的所实现输出功率之间实现完全线性关系；
其中，所述增益控制器包括不连续性补偿查找表，其中对于各预期增益值提供不连续性补偿值；以及
其中，所述增益控制器还配置成基于所述不连续性补偿查找表中为所述预期增益值所提供的所述不连续性补偿值来得出所述增益调整信号。
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