CN104937826B - 用于开关电路系统的噪声整形 - Google Patents

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Abstract

用于在由开关电路系统生成的输出电压的功率密度谱中创建一个或多个陷波频率的技术。在一方面,高侧和低侧开关经由电感器耦合至输出电压。估计输出电压在一个或多个频率处的频谱功率,并且将所估计的频谱功率提供给控制开关的开关控制器。开关控制器可被配置成仅响应于检测到陷波频率处的所估计频谱功率处于最小值而切换开关。在某些示例性方面,这些技术可被纳入在包络跟踪系统中,其中开关电路系统形成向功率放大器负载提供低频功率的开关模式电源(SMPS)的一部分。

Description

用于开关电路系统的噪声整形
相关申请的交叉引用
本公开要求2013年1月28日提交的美国非临时申请No.13/752,159的优先权,该申请的内容出于所有目的通过援引整体纳入于此。
背景
领域
本公开涉及用于对由开关电路系统生成的输出电压的功率密度谱进行噪声整形的技术。
背景技术
开关模式电源(SMPS)因其高效的功率递送能力而被普遍采用。在SMPS中,高侧和低侧开关可被操作以用于调整输出电压,其中这些开关在理想情况下不消耗DC功率。然而,在一些情形中,开关动作不期望地生成某些频率处的噪声,其可干扰设有SMPS的电路系统的其他部分。例如,在无线收发机中,可提供SMPS作为用于发射机功率放大器的包络跟踪(ET)系统的部分。在此情形中,高侧和低侧开关的操作可能不期望地在一个或多个接收(RX)频率处引起对集成接收机的干扰。
提供用于降低开关电路系统在一个或多个频率处生成的噪声的简单和定向技术将是期望的。
附图简述
图1解说了将开关模式电源与线性放大器组合以用于向负载供电的现有技术系统。
图2解说了可由开关控制器应用的现有技术切换方案的状态图。
图3解说了根据本公开的信号波形的示例性功率谱。
图4解说了本公开的示例性实施例,其中可向切换器输出频谱中引入一个或多个陷波。
图5解说了可由开关控制器应用的切换方案的示例性状态图。
图6解说了频谱估计块的示例性实施例。
图7解说了频谱估计块的替换示例性实施例。
图8解说了根据本公开的一方法的示例性实施例。
图9解说了其中可应用本公开的技术的一般化状态机的示例性实施例。
详细描述
以下参照附图更全面地描述本公开的各个方面。然而,本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。相反,提供这些方面是为了使得本公开将是透彻和完整的,并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导,本领域技术人员应领会,本公开的范围旨在覆盖本文中所披露的本公开的任何方面,不论其是与本公开的任何其他方面相独立地还是组合地实现的。例如,可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外,本公开的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本公开的各种方面的补充或者另外的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的此类装置或方法。应当理解,本文中所披露的本公开的任何方面可由权利要求的一个或多个元素来实施。
下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性方面的描述,而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有示例性方面。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”,并且不应当一定要解释成优于或胜过其他示例性方面。本详细描述包括具体细节以用于提供对本发明的示例性方面的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是,没有这些具体细节也可实践本发明的示例性方面。在一些实例中,公知的结构和器件以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性方面的新颖性。在本说明书以及权利要求书中,术语“模块”和“块”可以可互换地使用以表示被配置成执行所描述操作的实体。
图1解说了将开关模式电源(SMPS)与线性放大器组合以用于向负载供电的现有技术系统100。注意,图1仅为解说性目的而示出,而不旨在将本公开的范围限定于开关模式电源或者与线性放大器相组合的开关模式电源。在替换示例性实施例中,将领会,这些技术可应用于控制由与任何类型的放大器(例如,D、E或F类放大器)相组合的任何类型的开关电路系统所生成的噪声。此类替换示例性实施例被构想为落在本公开的范围之内。
在图1中,线性放大器(Amp)部分102包括由输入电压Vin驱动以生成输出电压Vamp的放大器110。放大器110的输出耦合至负载RL。注意,放大器110被配置成作为来往于负载R的电流IAB的源或阱。将领会,线性放大器部分102可使用本领域已知的各种技术来实现。例如,线性放大器110可被设计为具有差分输入的被配置为跟随Vin的单位缓冲器的运算放大器。一般而言,线性放大器部分102可使用本领域已知的遵循本公开原理的任何放大器设计技术来设计。
在图1中进一步示出的是开关模式电源104,其可操作用于与线性放大器部分102相结合地向负载RL提供附加电流。切换部分104包括耦合至晶体管开关的电感器L,该晶体管开关包括高侧开关P1和低侧开关N1。开关P1、N1的断开和闭合(例如,关断和导通)由开关控制器120基于负载RL的要求来配置,并且可根据诸如以下进一步参照图2描述的方案来执行。
在图1中示出的实现中,开关控制器120接收电流IAB的感测值作为输入。将领会,在概念上,可使用串联耦合的电流表来感测电流IAB。在实际实现中,可在放大器110的输出与Vamp之间串联地提供电阻器,并且跨该电阻器的压降可被放大。
根据本领域已知的原理,将领会,线性放大器102可提供负载电流的高频内容,因为它可具有较高带宽并且由此能够更快速地对目标电压Vin的改变作出响应。另一方面,切换部分104可提供DC和低频功率,因为电感器L通常可以能够在比线性放大器102低的频率处提供更多负载电流。
在本领域已知的某些配置中,系统100可被纳入在包络跟踪(ET)系统中,其中负载RL是功率放大器(或即PA,图1中未示出),并且提供给PA的电压Vamp被配置成跟踪由PA生成的输出信号的包络。以此方式,PA中的功率晶体管可被配置成在完全饱和中连续操作,由此使PA的效率最大化。在ET系统中,放大器110自身可耦合至由升压(boost)转换器(未示出)提供的电源电压Vboost以使得放大器110的输出电压如必要的话能够超过电压电源。
图2解说了可由开关控制器120应用的现有技术切换方案的状态图200。在图2中,在“关断状态”210中,P1关断且N1导通。如果所感测的IAB电流为正(即,正电流从放大器110的输出流至Vamp),按照图2中的条件230,则开关控制器120可转变到“导通状态”220,其中P1导通且N1关断。从状态220,如果所感测的IAB电流为负,按照条件240,则开关控制器120可转变回状态210。
将领会,晶体管P1、N1根据状态图200进行开关可能不期望地生成切换电压VSW中的噪声。如果此类开关噪声未被恰当地衰减,则该噪声还可能出现在驱动负载RL的电压Vamp上。例如,在负载RL为PA的实现中,开关噪声可直接影响PA的输出信号,由此使得PA不期望地生成例如带外噪声,该带外噪声可能落到与系统100集成的无线电接收机的RX频带中。
图3解说了根据本公开的信号波形的示例性功率谱。注意,图3仅出于解说性目的来示出,而并不意图将本公开的范围限定于具有相同或类似功率谱的信号波形。具体而言,标绘310示出切换电压VSW的功率谱密度(PSD)。在标绘310中,在频率f0周围看到显著的功率谱分量,其中功率谱密度随着频率增大而减小。注意,频率f1、f2、f3等可对应于感兴趣的接收(RX)频率,例如,与正被与系统100集成或以其他方式邻近系统100的接收机接收的一个或多个无线电信道相对应的频率。因切换电压VSW而在f1、f2、f3等处存在功率谱分量可能不期望地与那些频率处的期望信号分量相干扰,由此负面地影响通信链路预算。
提供对切换电压VSW的频谱进行整形的技术以改进系统的噪声特性将是合乎期望的。具体而言,将期望以使得在VSW的噪声功率谱密度中创建一个或多个“陷波”的方式来操作开关P1、N1。例如,图3的标绘320示出了替换切换电压VSW_notch(VSW_陷波)的示例性频谱,其中在功率谱密度中在频率f1、f2、f3等处存在陷波。注意,标绘320中示出的三个示例性陷波仅出于解说性目的,而并不意图将本公开的范围限定于任何特定数目的陷波频率、或者此类陷波频率之间的关系。
图4解说了本公开的示例性实施例,其中可向切换电压功率谱中引入一个或多个陷波。注意,除非另行注明,否则图1和图4中相似地标记的元件可对应于执行相似功能的元件。在图4中,切换部分404的切换电压被标记为VSW_notch,以指示其频谱特性可不同于例如图1中VSW的那些特性。VSW_notch耦合至频谱估计块420。块420被配置成输出信号Est_power(估计_功率),其指示VSW_notch中一个或多个预定频率处存在的频谱能量。在示例性实施例中,块420可例如使用下文参考图7和8进一步描述的示例性技术来实现。
开关控制器410接收信号Est_power作为输入,并且利用Est_power来驱动开关P1、N1。具体而言,图5解说了可由开关控制器410应用的切换方案的示例性状态图。在图5中,在“关断状态”510中,P1关断且N1导通。如果所感测的IAB电流为正且信号Est_power处于最小值(例如,局部最小值),按照图5中的条件530,则开关控制器410可转变到“导通状态”520,其中P1导通且N1关断。从“导通状态”520,如果所感测的IAB电流为负且信号Est_power处于最小值,按照条件540,则开关控制器410可转变回“关断状态”510。
在示例性实施例中,条件530、540处关于Est_power是否处于最小值的确定可根据可由本领域普通技术人员容易推导出的原理来做出。例如,可按离散时间间隔对Est_power相继进行采样(例如,由频谱估计块420直接在离散时间上生成,或者使用未示出的离散时间采样器从频谱估计块420的连续时间输出中进行采样)以生成值序列Est_power(k)、Est_power(k+1)等,其中k为整数索引。在示例性实施例中,为了决定Est_power是否已在任意时刻k=K达到最小值,可确定是否Est_power(K-1)>Est_power(K)和Est_power(K+1)>Est_power(K)。
鉴于前面的描述,将领会,提供图4中的频谱估计块420有效地使得切换电压VSW_notch的负反馈闭环控制能够在VSW_notch的功率谱中创建陷波。
图6解说了频谱估计块420的示例性实施例420.1。在图6中,向混频器610.1、610.2提供VSW_notch。混频器610.1将VSW与函数cos(2πf1 t)混频,并且混频器610.2将VSW与函数sin(2πf1 t)混频,其中f1表示期望放置陷波的频率。在混频器之后,滤波器620.1、620.2对经下变频的输出进行低通滤波(例如,用带宽BW1)以提取基带处的频谱密度,并且滤波器的输出被提供给平方块630.1、630.2。平方块630.1、630.2的输出在640处相加以生成信号Est_power。将领会,Est_power由此表示f1周围(例如,在+/-BW1的带宽内)存在的能量。
图7解说了频谱估计块420的替换示例性实施例420.2。在图7中,提供具有中心频率f1的带通滤波器(BPF)710以对VSW_notch进行滤波,并且DC整流器720被用来将BPF 710的输出转换成DC信号Est_power。虽然频谱估计块420.2比频谱估计块420.1要求更少的组件,但将领会在某些示例性实施例中,针对给定陷波频率f1和带宽BW1,420.1中的下变频电路系统可能比带通滤波器710以更少成本来实现,这取决于BPF 710传递特性中期望的滚降锐度。
在替换示例性实施例中(未示出),将领会,在BPF 710之后不需要提供DC整流器720,并且BPF 710的输出直接被提供作为信号Est_power。在此情形中,VSW_notch中引入的陷波的频率由此可以不对应于BPF 710的中心频率,而是可代替地对应于另一频率。将进一步领会,频谱估计器可使用未示出的技术来实现,例如,VSW_notch可被数字化,并且可应用本领域已知的数字频谱估计技术。一般而言,本文所描述的操作(例如,频谱估计)可在模拟或数字域中实现,如本领域普通技术人员所知的。所有此类替换示例性实施例被构想为落在本公开的范围之内。
图8解说根据本公开的一方法800的示例性实施例。注意,方法800仅出于解说性目的来描述,而并不旨在将本公开的范围限定于所示出的方法的任何特定示例性实施例。
在图8中,在框810,感测驱动输出电压(Vamp)的线性放大器(110)的输出电流。
在框820,估计切换电压(VSW)在第一频率(f1)处的功率谱以生成所估计功率(Est_power)。在示例性实施例中,切换电压例如经由电感器(L)耦合至输出电压。
在框830,基于所估计功率谱和所感测输出电流来配置耦合至切换电压的高侧开关(P1)和低侧开关(N1)以减小切换电压在第一频率处的所估计功率。
将领会,本文所公开的技术也可一般性地在包络跟踪系统的上下文之外应用,并且此类替换的示例性实施例被构想为落在本公开的范围内。例如,在替换的示例性实施例中,图4的线性放大器110可被省略,并且上文所公开的原理可容易地应用于仅仅图4中的系统400的切换部分404。此外,任何类型的降压转换器、升压转换器或其他开关模式电路系统可采用上文所述的噪声整形技术。
图9解说了其中可应用本公开的技术的一般化状态机900的示例性实施例。在图9中,状态910对应于开关关断,并且状态920对应于开关导通。状态910基于条件930转变成状态920,条件930指定第一准则(准则1)必须被满足,并且所估计功率(Est_power)必须处于最小值以使转变发生。类似地,状态920基于条件940转变成状态910,条件940指定第二准则(准则2)必须被满足,并且所估计功率(Est_power)必须处于最小值以使转变发生。在示例性实施中,可计算所估计功率(例如,如参照图4中的频谱估计块420描述的),同时还可作出关于最小值的确定(例如,如先前在上文描述的)。
本领域普通技术人员将领会,一般化的状态机900可适用于各种开关应用以创建感兴趣的输出切换电压中的一个或多个频率陷波。例如,在利用电压模式控制的降压转换器中,准则1可对应于输出电压降到低于阈值电压,而准则2可对应于输出电压高于阈值电压。鉴于本公开,本领域普通技术人员可容易地推导本文所公开的技术的替换应用。此类替换示例性实施例被构想为落在本公开的范围之内。
注意,图5和9仅是为解说性目的而示出的,并且并不旨在限定本公开的范围。在替换示例性实施例中,具有多于两个状态的状态机可容易地容适本公开的噪声整形技术。例如,在替换示例性实施例中,本文所描述的技术可容易地适配成容适三态状态机,其具有对应于N1和P1均关断的第三状态。此类替换示例性实施例被构想为落在本公开的范围之内。
在本说明书中并且在权利要求书中,将理解,当一元件被称为“连接至”或“耦合至”另一元件时,该元件可以直接连接或耦合至该另一元件或者可存在居间元件。相反,当一元件被称为“直接连接至”或“直接耦合至”另一元件时,不存在居间元件。此外,当一元件被称为“电耦合”到另一元件时,其指示在此类元件之间存在低电阻路径,而当一元件被称为仅是“耦合”至另一元件时,在此类元件之间可能有也可能没有低电阻路径。
本领域技术人员应理解,信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如,贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将可进一步领会,结合本文中公开的示例性方面描述的各种解说性逻辑块、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性,各种解说性组件、块、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性,但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的示例性方面的范围。
结合本文中公开的示例性方面描述的各种解说性逻辑块、模块、以及电路可用设计成执行本文中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器,但在替换方案中,该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中所公开的示例性方面所描述的方法或算法的步骤可以直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦式可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读和写信息。替换地,存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。替换地,处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性方面,所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现,则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者,包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定,这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如,如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来,则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟,其中盘常常磁性地再现数据而碟用激光光学地再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
提供了以上对所公开的示例性方面的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本发明。对这些示例性方面的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的,并且本文中定义的普适原理可被应用于其他示例性方面而不会脱离本发明的精神或范围。由此,本公开并非旨在被限定于本文中示出的示例性方面,而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征一致的最广义的范围。

Claims (20)

1.一种用于噪声整形的装置,包括:
频谱估计器,其被配置成估计切换电压在第一频率处的功率谱以生成所估计功率谱,所述切换电压耦合至输出电压;以及
开关控制器,其被配置成基于所估计功率谱和一组切换准则来控制耦合至所述切换电压的高侧开关和低侧开关以降低所述第一频率处的所估计功率谱,
其中该组切换准则基于驱动所述输出电压的线性放大器的所感测输出电流,所述开关控制器被配置成:
基于所感测输出电流大于零且所估计功率谱处于最小值的条件,从其中所述高侧开关关断且所述低侧开关导通的第一状态转变成其中所述高侧开关导通且所述低侧开关关断的第二状态;以及
基于所感测输出电流小于零且所估计功率谱处于最小值的条件,从所述第二状态转变成所述第一状态。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述开关控制器被进一步配置成在以下条件时检测到所估计功率谱处于最小值:
所估计功率谱的第一值大于第二值,所述第二值在时间上在所述第一值之后;以及
所估计功率谱的第二值小于第三值,所述第三值在时间上在所述第二值之后。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述频谱估计器包括:
至少一个混频器,其被配置成使用具有第一频率的至少一个本地振荡器对所述切换电压进行下变频;
至少一个低通滤波器,其被配置成对经下变频的所述切换电压进行滤波作为至少一个低通滤波器输出;以及
能量估计器,其被配置成估计所述至少一个低通滤波器输出中的能量。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述开关控制器被进一步配置成基于功率放大器输出的所检测包络来控制所述开关,所述线性放大器被进一步配置成响应于跟踪负载的所检测包络的输入电压而驱动所述输出电压。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述频谱估计器包括:
耦合至所述切换电压的带通滤波器。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述频谱估计器包括:
模数转换器,其被配置成数字化所述切换电压;以及
数字频谱估计器,其用于估计经数字化的所述切换电压中的频谱分量。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括被配置成在一个或多个接收频率处进行接收的接收机,所述第一频率对应于所述一个或多个接收频率之一。
8.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述频谱估计器被进一步配置成估计切换电压在包括所述第一频率的多个频率处的功率谱。
9.一种用于噪声整形的装置,包括:
频谱估计器,其被配置成估计切换电压在第一频率处的功率谱以生成所估计功率谱,所述切换电压耦合至输出电压;以及
开关控制器,其被配置成基于所估计功率谱和一组切换准则来控制耦合至所述切换电压的高侧开关和低侧开关以降低所述第一频率处的所估计功率谱,
其中所述频谱估计器包括耦合至所述切换电压的带通滤波器,以及
其中所述频谱估计器和所述开关控制器被设在集成电路上,所述带通滤波器被设在所述集成电路片外。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述开关控制器被进一步配置成在以下条件时检测到所估计功率谱处于最小值:
所估计功率谱的第一值大于第二值,所述第二值在时间上在所述第一值之后;以及
所估计功率谱的第二值小于第三值,所述第三值在时间上在所述第二值之后。
11.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述频谱估计器被进一步配置成估计切换电压在包括所述第一频率的多个频率处的功率谱。
12.一种用于噪声整形的方法,包括:
感测驱动输出电压的线性放大器的输出电流作为所感测输出电流;
估计切换电压在第一频率处的功率谱以生成所估计功率谱,所述切换电压耦合至所述输出电压;以及
基于所感测输出电流和所估计功率谱来配置耦合至所述切换电压的高侧开关和低侧开关以降低所述第一频率处的所估计功率谱,
其中配置所述开关包括:
基于所感测输出电流大于零且所估计功率谱处于最小值的条件,从其中所述高侧开关关断且所述低侧开关导通的第一状态转变成其中所述高侧开关导通且所述低侧开关关断的第二状态;以及
基于所感测输出电流小于零且所估计功率谱处于最小值的条件,从所述第二状态转变成所述第一状态。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,进一步包括在以下条件时检测到所估计功率谱处于最小值:
所估计功率谱的第一值大于第二值,所述第二值在时间上在所述第一值之后;以及
所估计功率谱的第二值小于第三值,所述第三值在时间上在所述第二值之后。
14.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述估计所述功率谱包括:
使用具有第一频率的至少一个本地振荡器对所述切换电压进行下变频;
对经下变频的所述切换电压进行低通滤波作为经低通滤波输出;以及
计算所述经低通滤波输出的能量。
15.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述估计所述功率谱包括:
对所述切换电压进行带通滤波作为经带通滤波的切换电压;以及
对所述经带通滤波的切换电压进行DC整流以生成所估计功率谱。
16.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述估计所述功率谱包括对所述切换电压进行带通滤波以生成所估计功率谱。
17.一种用于噪声整形的设备,包括:
用于估计切换电压在第一频率处的功率谱以生成所估计功率谱的装置,所述切换电压耦合至输出电压;以及
用于基于所估计功率谱和一组切换准则来控制耦合至所述切换电压的高侧开关和低侧开关以降低所述第一频率处的所估计功率谱的装置,
其中该组切换准则基于驱动所述输出电压的线性放大器的所感测输出电流,所述用于控制的装置被配置成:
基于所感测输出电流大于零且所估计功率谱处于最小值的条件,从其中所述高侧开关关断且所述低侧开关导通的第一状态转变成其中所述高侧开关导通且所述低侧开关关断的第二状态;以及
基于所感测输出电流小于零且所估计功率谱处于最小值的条件,从所述第二状态转变成所述第一状态。
18.如权利要求17所述的设备,其特征在于,进一步包括:
用于响应于跟踪耦合至所述输出电压的负载的所检测包络的输入电压而附加地驱动耦合至所述切换电压的输出电压的装置。
19.如权利要求17所述的设备,其特征在于,进一步包括:
用于接收处于接收频率处的接收(RX)信号的装置,所述接收频率对应于所述第一频率。
20.如权利要求17所述的设备,其特征在于,所述用于控制的装置包括降压转换器。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9923520B1 (en) 2016-09-21 2018-03-20 Qualcomm Incorporated Switching power supply for RF power amplifiers
CN108549476B (zh) * 2018-03-15 2020-07-10 维沃移动通信有限公司 一种smps工作频率切换的方法及终端

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2063531A1 (en) * 2006-09-14 2009-05-27 NEC Corporation Amplifying unit, method of output control and control program
US8120341B2 (en) * 2007-05-02 2012-02-21 Cirrus Logic, Inc. Switching power converter with switch control pulse width variability at low power demand levels

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3354369B2 (ja) * 1995-11-29 2002-12-09 三洋電機株式会社 系統連系電源装置
US6141541A (en) * 1997-12-31 2000-10-31 Motorola, Inc. Method, device, phone and base station for providing envelope-following for variable envelope radio frequency signals
US7254198B1 (en) * 2000-04-28 2007-08-07 National Semiconductor Corporation Receiver system having analog pre-filter and digital equalizer
US6300826B1 (en) 2000-05-05 2001-10-09 Ericsson Telefon Ab L M Apparatus and method for efficiently amplifying wideband envelope signals
US7528586B2 (en) 2005-12-21 2009-05-05 Honeywell International Inc. Harmonics related synchronization for switching regulators
JP2008098830A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 送信回路及び携帯端末装置
FI20065865A0 (fi) 2006-12-29 2006-12-29 Nokia Corp Usean toimitilan amplitudimodulaattorin ohjausmenetelmä
US7508177B2 (en) 2007-06-08 2009-03-24 Freescale Semiconductor, Inc. Method and circuit for reducing regulator output noise
AT505965B1 (de) 2007-10-17 2012-11-15 Siemens Ag Verfahren zum betreiben eines schaltnetzteils
US7598895B1 (en) * 2008-04-01 2009-10-06 Silicon Laboratories, Inc. System and method of altering a PWM carrier power spectrum
US8089256B2 (en) 2008-10-10 2012-01-03 Powervation Ltd. Multiphase switching converter
WO2010076845A1 (ja) * 2009-01-05 2010-07-08 パナソニック株式会社 ポーラ変調装置及び通信機器
EP2395655A4 (en) 2009-02-05 2014-07-23 Nec Corp POWER AMPLIFIERS AND POWER AMPLIFICATION PROCESS
US9467053B2 (en) 2009-07-09 2016-10-11 Infineon Technologies Ag Controlling a multi-mode switching converter
CN101867284B (zh) 2010-05-31 2012-11-21 华为技术有限公司 快速跟踪电源的控制方法、快速跟踪电源及系统
JP2012015791A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Fujitsu Ltd 送信回路及び移動通信端末
WO2012164788A1 (ja) * 2011-05-30 2012-12-06 パナソニック株式会社 電源装置
JP2013005353A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Toshiba Corp 電力増幅器および電力増幅方法
US8988054B2 (en) * 2011-12-27 2015-03-24 St-Ericsson Sa Single feedback loop for parallel architecture buck converter—LDO regulator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2063531A1 (en) * 2006-09-14 2009-05-27 NEC Corporation Amplifying unit, method of output control and control program
US8120341B2 (en) * 2007-05-02 2012-02-21 Cirrus Logic, Inc. Switching power converter with switch control pulse width variability at low power demand levels

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