CN110391785A - 低调制带宽包络跟踪电路 - Google Patents

低调制带宽包络跟踪电路 Download PDF

Info

Publication number
CN110391785A
CN110391785A CN201910190704.2A CN201910190704A CN110391785A CN 110391785 A CN110391785 A CN 110391785A CN 201910190704 A CN201910190704 A CN 201910190704A CN 110391785 A CN110391785 A CN 110391785A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
circuit
modulation
lmb
offset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910190704.2A
Other languages
English (en)
Inventor
纳迪姆·赫拉特
曼比尔·辛格·纳格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qorvo US Inc
Original Assignee
Qorvo US Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qorvo US Inc filed Critical Qorvo US Inc
Publication of CN110391785A publication Critical patent/CN110391785A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0216Continuous control
    • H03F1/0222Continuous control by using a signal derived from the input signal
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0261Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/213Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/102A non-specified detector of a signal envelope being used in an amplifying circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/375Circuitry to compensate the offset being present in an amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0408Circuits with power amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0408Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0416Circuits with power amplifiers having gain or transmission power control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

提供了低调制带宽(LMB)包络跟踪(ET)电路。所述LMB ET电路被配置成基于调制目标电压在输出节点处生成ET调制电压,用于放大LMB射频(RF)信号。更具体地说,所述LMB ET电路包括:放大器,所述放大器被配置成基于所述调制目标电压来生成调制放大器电压;以及偏移电路,所述偏移电路被配置成通过所述输出节点处的所述调制偏移电压来升高所述调制放大器电压。所述偏移电路被配置成基于与所述调制目标电压成比例的调制目标偏移电压来生成所述调制偏移电压。结果,有可能将所述ET调制电压在所限定持续时间内维持在所限定的电压电平,使得所述LMB RF信号可以被放大到所限定的功率电平。

Description

低调制带宽包络跟踪电路
相关申请
本申请要求2018年4月17日提交的临时专利申请第62/658,660号的权益,所述临时专利申请的公开内容特此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开的技术大体上涉及包络跟踪(ET)电路。
背景技术
移动通信装置在当前社会中已经变得越来越普遍,用于提供无线通信服务。这些移动通信装置的普及部分地由现今在这些装置上启用的许多功能驱动。这些装置中处理能力的提高意味着移动通信装置已从纯粹的通信工具演变为实现增强的用户体验的复杂移动多媒体中心。
在支持例如长期演进(LTE)和第五代新无线电(5G-NR)的广域无线通信技术的同时,移动通信装置可以与许多非常规通信装置(例如,车辆、家用电器、传感器等)形成物联网(IoT),以实现各种人机交互应用。与在广域无线网络中传输的RF信号相比,在IoT网络中传输的RF信号通常以较低的调制带宽(例如,小于180KHz)进行调制并且偶尔通信,而非周期性地或连续地传输。
包络跟踪(ET)是一种借以将ET调制电压提供给放大器电路以放大RF信号的技术。ET调制电压与时变电压包络相关联,所述时变电压包络紧密地跟踪被放大的RF信号的时变振幅包络。在这方面,可以根据RF信号的峰值和低点生成ET调制电压的峰值和低点,以帮助改善放大器电路的线性度和效率。然而,将ET调制电压维持在峰值电平足够持续时间(例如,2微秒)以将较低调制带宽(例如,<180KHz)RF信号放大到所限定的功率电平(例如,+26dBm)可能是有挑战的,特别是当基于较低的电池电压(例如,<3.2V)生成ET调制电压时。因此,可能需要将ET调制电压维持在峰值电平达期望的持续时间而不损害放大器电路的误差向量振幅(EVM)。
发明内容
本公开的实施方案涉及一种低调制带宽(LMB)包络跟踪(ET)电路。在本文论述的示例中,LMB ET电路被配置成基于调制目标电压在输出节点处生成ET调制电压,用于放大LMB(例如,<180KHz)射频(RF)信号。更具体地说,所述LMB ET电路包括:放大器,所述放大器被配置成基于所述调制目标电压来生成调制放大器电压;以及偏移电路,所述偏移电路被配置成通过所述输出节点处的所述调制偏移电压来升高所述调制放大器电压。所述偏移电路被配置成基于与所述调制目标电压成比例的调制目标偏移电压来生成所述调制偏移电压。在这方面,ET调制电压和调制偏移电压都可以根据调制目标电压上升和下降。结果,有可能将所述ET调制电压在所限定持续时间内维持在所限定的电压电平,使得所述LMB RF信号可以被放大到所限定的功率电平以例如在物联网(IoT)网络中传输。
在一个方面,提供了一种LMB ET电路。所述LMB ET电路包括被配置成接收调制目标电压的输入节点。所述LMB ET电路还包括输出节点,所述输出节点被配置成输出对应于所述调制目标电压的ET调制电压。所述LMB ET电路还包括放大器,所述放大器被配置成基于所述调制目标电压在放大器输出端处生成调制放大器电压。所述LMB ET电路还包括偏移电路,所述偏移电路联接在所述放大器输出端与所述输出节点之间。所述偏移电路被配置成接收与所述调制目标电压成比例的调制目标偏移电压。所述偏移电路还被配置成基于所述调制目标偏移电压在所述放大器输出端与所述输出节点之间生成调制偏移电压,使得所述ET调制电压在所限定持续时间内维持在所限定的电压电平。
在结合附图阅读以下优选实施方案的详细描述之后,本领域技术人员将理解本公开的范围并且实现其额外方面。
附图说明
并入在本说明书中并且形成本说明书的一部分的附图示出了本公开的若干方面,并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1A是示例性现有包络跟踪(ET)电路的示意图,所述电路可能不能将ET调制电压维持在期望峰值电平达足以放大在较低调制带宽中调制的射频(RF)信号所需的持续时间;
图1B是提供ET调制电压的示例性图示的图示,所述ET调制电压由于图1A的现有ET电路中的偏移电容器放电而随时间减小;
图2是根据本公开的一个实施方案的被配置成将ET调制电压维持在所限定的电压电平达足够用于将LMB射频(RF)信号放大到所限定的功率电平的所限定持续时间的示例性低调制带宽(LMB)ET电路的示意图;以及
图3是除了图2的LMB ET电路之外还包括第二ET电路的示例性电路的示意图。
具体实施方式
下文阐述的实施方案表示使得本领域技术人员能够实践实施方案的必要信息,并且示出了实践实施方案的最佳模式。在根据附图阅读以下描述时,本领域技术人员将理解本公开的概念,并且将认识到本文未特别提出的这些概念的应用。应理解,这些概念和应用都落入本公开和所附权利要求的范围内。
应理解,尽管本文可以使用术语第一、第二等来描述各种元件,但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。举例来说,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件,而不脱离本公开的范围。如本文所使用,术语“和/或”包括一个或多个相关联所列项目的任何和所有组合。
应理解,当例如层、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”或延伸“到”另一元件“上”时,其可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上,或也可以存在介入元件。相反,当一个元件被称为“直接在......上”或“直接”延伸到另一元件上时,不存在中间元件。同样地,应理解,当例如层、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上方”或在另一元件“上方”延伸时,其可以直接在另一元件上方或直接在另一元件上方延伸,或也可能存在中间元件。相反,当一个元件被称为“直接在另一元件上方”或“直接在另一元件上方”延伸时,不存在中间元件。还应理解,当一个元件被称为“连接”或“联接”到另一元件时,其可以直接连接或联接到另一元件,或者可以存在中间元件。相反,当一个元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一元件时,不存在中间元件。
本文可以使用例如“下方”或“上方”或“上”或“下”或“水平”或“垂直”的相对术语来描述一个元件、层或区域与另一元件、层或区域的关系,如图所示。应理解,除了图中所示的方向之外,这些术语和上文论述的那些术语旨在包括装置的不同方向。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的,并且不旨在限制本公开。如本文所使用,单数形式“一”、“一个”和“所述”也旨在包括复数形式,除非上下文另有明确说明。将进一步理解,术语“包括”在本文中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。
除非另外定义,否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解,本文使用的术语应被解释为具有与本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义,并且除非在本文中明确定义,否则不应以理想化或过于正式的含义加以解释。
本公开的实施方案涉及低调制带宽(LMB)包络跟踪(ET)电路。在本文论述的示例中,LMB ET电路被配置成基于调制目标电压在输出节点处生成ET调制电压,用于放大LMB(例如,<180KHz)射频(RF)信号。更具体地说,所述LMB ET电路包括:放大器,所述放大器被配置成基于所述调制目标电压来生成调制放大器电压;以及偏移电路,所述偏移电路被配置成通过所述输出节点处的所述调制偏移电压来升高所述调制放大器电压。所述偏移电路被配置成基于与所述调制目标电压成比例的调制目标偏移电压来生成所述调制偏移电压。在这方面,ET调制电压和调制偏移电压都可以根据调制目标电压上升和下降。结果,有可能将所述ET调制电压在所限定持续时间内维持在所限定的电压电平,使得所述LMB RF信号可以被放大到所限定的功率电平以例如在物联网(IoT)网络中传输。
在论述本公开的LMB ET电路之前,首先参考图1A和1B论述现有ET电路的简要概述,以帮助理解与生成用于放大具有较低调制带宽的IoT通信信号的ET调制电压相关联的挑战。下文参考图2开始论述根据本公开的LMB ET电路的具体示例性方面。
在这方面,图1A是示例性现有ET电路10的示意图,所述ET电路可能不能将ET调制电压VCC维持在期望的峰值电平达足以持续放大在较低调制带宽中调制的RF信号12所需的持续时间。现有的ET电路10包括放大器14和电荷泵电路16。
放大器14被配置成基于调制目标电压V目标和供电电压VBATAMP在放大器输出端18处生成调制放大器电压VPARAMP。在非限制性示例中,调制目标电压V目标可以按差分电压的形式提供,并且供电电压VBATAMP可以是恒定电压。放大器输出端18经由偏移电容器22联接到现有ET电路10的输出节点20。偏移电容器22被配置成将调制放大器电压VPARAMP升高偏移电压V偏移以在输出节点20处生成ET调制电压VCC。在这方面,偏移电压V偏移可以用下文的等式(等式1)表示。
V偏移=VCC-VPARAMP (等式1)
=VCC-峰值-VPARAMP-峰值
在上文的等式(等式1)中,VCC-峰值和VPARAMP-峰值分别表示ET调制电压VCC的峰值电平和调制放大器电压VPARAMP的峰值电平。供电电压VBATAMP可以根据下文的等式(等式2.1和等式2.2)确定。
VBATAMP=VPARAMP-峰值+P余量(等式2.1)
=VCC-峰值-V偏移+VHR(等式2.2)
在等式(等式2)中,P余量表示预定义的电压余量。在非限制性示例中,P余量和V偏移可以预先被配置成分别为大约0.2V和大约0.8V。因此,偏移电容器22可以将调制放大器电压VPARAMP升高大约1V,以在输出节点20处生成ET调制电压VCC。从上文的等式(等式2.1和等式2.2),VCC-峰值和P余量可以进一步表达为下文的等式(等式3和等式4)。
VCC-峰值=VBATAMP+V偏移-P余量(等式3)
P余量=V偏移+VBATAMP-VCC-峰值(等式4)
电荷泵电路16包括电荷泵24,所述电荷泵可以是例如直流(DC)到DC(DC-DC)降压-升压电路。电荷泵24被配置成基于电池电压VBAT生成DC电压VDC。在非限制性示例中,电池电压VBAT低于3.2伏(<3.2V)。
现有的ET电路10包括控制电路26,所述控制电路可以还包括用于控制电荷泵电路16的继电式控制器(bang-bang controller,BBC)(未示出)和用于控制放大器14的ET控制器(ETC)(未示出)。控制电路26可以控制电荷泵24以生成各种电平的DC电压VDC。在非限制性示例中,控制电路26可以控制电荷泵24以生成0V、VBAT或2×VBAT的DC电压VDC。电荷泵电路16包括电感器28,所述电感器被配置成基于DC电压VDC在输出节点20处感生电流ICC
输出节点20联接到放大器电路30。放大器电路30被配置成基于ET调制电压VCC将RF信号12从输入功率P输入放大到输出功率P输出。在一个非限制性示例中,RF信号12可以是对应于LMB(例如,<180KHz)的物联网(IoT)RF信号。
有时,放大器电路30可能需要将RF信号12放大到峰值功率电平P输出-峰值。在这方面,需要现有的ET电路10将ET调制电压VCC维持在峰值电平VCC-峰值并且将电流ICC生成在期望的电流电平,使得放大器电路30可以将RF信号12放大到峰值功率电平P输出-峰值。举例来说,需要放大器电路30将RF信号12放大到超过26dBm的2类输出功率。如果放大器电路30具有45%的功率放大器效率(PAE)并且ET调制电压VCC的峰值电平为5V,则由现有ET电路10生成的电流ICC将需要约为314.6mA。
最初,电荷泵电路16被配置成基于电池电压VBAT提供电流ICC。然而,假设电池电压VBAT可以低至3.2V(或甚至低于3.0V),则DC电压VDC可能不足以驱动电感器28以生成期望电流电平的电流ICC。结果,可以迫使放大器14提供电流ICC的一部分以弥补不足。
当放大器14开始提供电流ICC时,偏移电容器22开始放电以使偏移电压V偏移减小。因此,根据上文的等式(等式3),预定电压余量P余量需要成比例地减小以将ET调制电压VCC维持在峰值电平VCC-峰值。然而,当P余量降至0V时,将不再有电压余量来补偿偏移电压V偏移的进一步降低。结果,现有的ET电路10不再能够将ET调制电压VCC维持在峰值电平VCC-峰值。因此,ET调制电压VCC可能被削波,从而导致放大器电路30变得不能将RF信号12放大到峰值功率电平P输出-峰值
图1B是提供ET调制电压VCC的示例性图示的图形32,其由于偏移电容器22在图1A的现有ET电路10中放电而随时间减小。图1A的元件结合图1B来参考,并且在本文中不再重新描述。
图形32包括理想电压曲线34和实际电压曲线36。如理想电压曲线34所示,现有ET电路10需要在时间T1与T2之间将ET调制电压VCC维持在大约5V。然而,如实际电压曲线36所示,由于偏移电容器22的放电,ET调制电压VCC在时间T3(T1<T3<T2)开始减小。换句话说,现有的ET电路10仅能够在时间T1与T3之间将ET调制电压VCC维持在5V电平。在非限制性示例中,时间T1与T3之间的持续时间可以是大约15微秒(μs)。
当RF信号12以较高调制带宽(例如,≥180KHz)被调制时,现有的ET电路10仅需要将ET调制电压VCC维持在5V电平持续大约5μs。在这方面,假设现有ET电路10能够将ET调制电压VCC维持在5V电平达更长的持续时间,则如实际电压曲线36所示的电压降可能不会不利地影响放大器电路30。
然而,当RF信号12是IoT RF信号时,RF信号12通常在远低于180KHz(例如,在3.75到15KHz之间)的调制带宽下被调制。在这方面,现有的ET电路10可能需要将ET调制电压VCC维持在5V电平达280μs,这远远超过现有ET电路10的能力。因此,可能需要增强现有的ET电路10,使得ET调制电压VCC的峰值电平可以维持足够的持续时间,以将较低调制带宽RF信号放大到期望的峰值功率电平。
在这方面,图2是根据本公开的一个实施方案的被配置成将ET调制电压VCC维持在所限定的电压电平达足以用于将LMB RF信号40放大到所限定的功率电平P输出的所限定持续时间的示例性LMBET电路38的示意图。在下文论述的示例中,所限定的功率电平对应于峰值功率电平P输出-峰值(例如,26dBm)。因此,所限定的电压电平对应于ET调制电压VCC的峰值电平(称为“VCC-峰值”)(例如,5V)。此外,所限定持续时间可以是280μs。应理解,本文参考P输出-峰值和VCC-峰值论述的操作原理也适用于其它功率和电压电平。
LMB ET电路38包括输入节点42,所述输入节点被配置成接收调制目标电压V目标。LMB ET电路38还包括输出节点44,所述输出节点被配置成输出ET调制电压VCC和电流ICC。LMB ET电路38包括放大器46,所述放大器被配置成基于供电电压VBATAMP和调制目标电压V目标在放大器输出端48处生成调制放大器电压VPARAMP。在非限制性示例中,基于上文的等式(等式2.1)确定供电电压VBATAMP
LMB ET电路38包括联接在放大器输出端48与输出节点44之间的偏移电路50。在非限制性示例中,偏移电路50包括并联联接在放大器输出端48与输出节点44之间的偏移电容器52和偏移控制电路54。偏移电路50被配置成基于调制目标偏移电压V偏移-目标在偏移电容器52上生成调制偏移电压V偏移。调制偏移电压V偏移被配置成将调制放大器电压VPARAMP升高到输出节点44处的ET调制电压VCC。在这方面,调制偏移电压V偏移可以对应于ET调制电压VCC与调制放大器电压VPARAMP之间的电压差。
如下文详细论述的,偏移电路50接收与调制目标电压V目标成比例的调制目标偏移电压V偏移-目标。在这方面,可以根据调制目标电压V目标生成调制偏移电压V偏移和ET调制电压VCC两者。因此,当ET调制电压VCC达到所限定的电压电平VCC-峰值时,调制偏移电压V偏移也可以成比例地增加。结果,当放大器46输出电流ICC的一部分时,有可能延长偏移电容器52的放电时间,从而允许LMB ET电路38将ET调制电压VCC维持在峰值电平VCC-峰值达可能足以将LMB RF信号40放大到峰值功率电平P输出-峰值以例如在IoT网络中传输的延长的持续时间(例如,280μs)。
LMB ET电路38包括联接到偏移电路50的电压调制器56。电压调制器56被配置成从输入节点42接收调制目标电压V目标的副本,并且基于预定义缩放因数k(0<k<1)缩放调制目标电压V目标以生成缩放的调制目标电压k*V目标
电压调制器56还被配置成利用预定义的最小偏移电压V偏移0调制缩放调制电压k*V目标,以生成调制目标偏移电压V偏移-目标,并且将调制目标偏移电压V偏移-目标提供给偏移电路50。
在非限制性示例中,可以基于下文的等式(等式5)确定调制目标偏移电压V偏移-目标
V偏移-目标=k*(V目标-V目标-MIN)+V偏移0(等式5)
={V偏移0-k*V目标-MIN}+{k*V目标}
在上文的等式(等式5)中,V目标-MIN表示调制目标电压V目标的底部电平。因此,可以将k*V目标-MIN视为表示缩放的最小目标电压。值得注意的是,项{V偏移0-k*V目标-MIN}可以基于LMBET电路38的特定设计参数预先确定,并且因此被称为调制偏移电压V偏移的“静态项”。相反,表示缩放的调制目标电压的项{k*V目标}被视为调制偏移电压V偏移的“动态项”。
偏移电路50中的偏移电容器52具有分别联接到放大器输出端48和输出节点44的第一端58和第二端60。偏移控制电路54(例如,可以是现场可编程门阵列(FPGA))在第一端58与第二端60之间并联联接到偏移电容器52。偏移控制电路54从电压调制器56接收调制目标偏移电压V偏移-目标,并且基于调制目标偏移电压V偏移-目标确定调制偏移电压V偏移。随后,偏移控制电路54使调制偏移电压V偏移施加在偏移电容器52上。值得注意的是,偏移控制电路54可以直接或借助于LMB ET电路38中的辅助电路(未示出)在偏移电容器52上施加调制偏移电压V偏移
响应于在偏移电容器52上生成并且施加调制偏移电压V偏移,还可以防止P余量在偏移电容器52放电时变为负的。在非限制性示例中,LMB ET电路38中的P余量可以通过下文的等式(等式6)确定。
P余量={V偏移0-k*V目标-MIN}+(k-1)*VCC}+VBATAMP (等式6)
在这方面,当ET调制电压VCC维持在底部(最小)电压电平VCC-MIN时,则P余量等于大约{V偏移0-VCC-MIN+VBATAMP}。相反,当ET调制电压VCC维持在峰值电压电平VCC-峰值时,P余量约等于{V偏移0-VCC-峰值+VBATAMP+k*(VCC-峰值-V目标-MIN)}。在任一情况下,LMB ET电路38都能够将P余量维持在正电平。
通过联接在第一端58与第二端60之间,偏移控制电路54还可以接收调制放大器电压VPARAMP和ET调制电压VCC。在这方面,偏移控制电路54可以确定ET调制电压VCC与调制放大器电压VPARAMP之间的电压差。因此,偏移控制电路54可以生成指示电压差的指示信号62。
LMB ET电路38可以包括控制电路64,所述控制电路被配置成从偏移控制电路54接收指示信号62。因此,控制电路64可以基于所述电压差控制放大器46(例如,增大或减小调制放大器电压VPARAMP)。在非限制性示例中,控制电路64包括专用于控制放大器46的ETC(未示出)。
LMB ET电路38还可以包括电荷泵电路66,所述电荷泵电路被配置成生成电流ICC并且将其提供给输出节点44。在非限制性示例中,电荷泵电路66包括电荷泵68,所述电荷泵可以是DC-DC降压-升压电路。电荷泵电路66还包括与电荷泵68串联联接的电感器70。电荷泵68被配置成基于电池电压VBAT生成DC电压VDC,其可以低于3.2V。
控制电路64还可以包括专用于控制电荷泵电路66的BBC(未示出)。BBC可以控制电荷泵68以生成0V、VBAT或2×VBAT的DC电压VDC。电感器70被配置成基于DC电压VDC在输出节点20处感生电流ICC
输出节点44可以联接到放大器电路72。放大器电路72被配置成基于ET调制电压VCC和负载电流I负载将LMB RF信号40从输出功率电平P输入放大到所限定的功率电平P输出
在非限制性示例中,放大器电路72需要将LMB RF信号40从输入功率电平P输入放大到峰值功率电平P输出-峰值。在这方面,通过在偏移电容器52上施加调制偏移电压V偏移,LMB ET电路38有可能将ET调制电压VCC维持在峰值电平VCC-峰值达可能足以将LMB RF信号40放大到峰值功率电平P输出-峰值以例如在IoT网络中传输的延长的持续时间。
在某些操作条件下,电荷泵电路66可以被配置成以与负载电流I负载相同的量生成电流ICC。或者,如接下来在图3中所论述的,还有可能配置电荷泵电路66以将电流ICC生成为负载电流I负载的一半(1/2),并且使用第二电荷泵电路来生成负载电流I负载的另一半。
在这方面,图3是除了图2的LMB ET电路38之外还包括第二ET电路76的示例性电路74的示意图。其中用共同的元件编号示出了图2与3之间的共同元件,并且其在本文不再重述。
第二ET电路76包括联接到放大器电路72的第二输出节点78。第二ET电路76包括第二放大器80,所述第二放大器经由第二偏移电容器82联接到第二输出节点78。第二ET电路76包括第二电荷泵电路84,所述第二电荷泵电路包括第二电荷泵86和第二电感器88。第二ET电路76可以或可以不与LMB ET电路38相同。在这方面,第二ET电路76可以或可以不包括偏移电路50和电压调制器56,如LMB ET电路38那样。
在非限制性示例中,电荷泵电路66和第二电荷泵电路84可以被配置成各自生成放大器电路72放大LMB RF信号40所需的负载电流I负载的一半(1/2)。不需要第二放大器80生成用于放大器电路72的ET调制电压VCC,并且因此第二放大器可以被停用。
本领域技术人员将认识到对本公开的优选实施方案的改进和修改。所有这些改进和修改都被认为是在本文公开的概念和所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种低调制带宽(LMB)包络跟踪(ET)电路,所述LMB ET电路包括:
输入节点,所述输入节点被配置成接收调制目标电压;
输出节点,所述输出节点被配置成输出对应于所述调制目标电压的ET调制电压;
放大器,所述放大器被配置成基于所述调制目标电压在放大器输出端处生成调制放大器电压;以及
偏移电路,所述偏移电路联接在所述放大器输出端与所述输出节点之间并且被配置成:
接收与所述调制目标电压成比例的调制目标偏移电压;以及
基于所述调制目标偏移电压在所述放大器输出端与所述输出节点之间生成调制偏移电压,使得所述ET调制电压在所限定持续时间内维持在所限定的电压电平。
2.如权利要求1所述的LMB ET电路,所述LMB ET电路还包括电压调制器,所述电压调制器联接到所述偏移电路并且被配置成:
从所述输入节点接收所述调制目标电压;
基于预定义缩放因数缩放所述调制目标电压,以生成缩放的调制目标电压;
用预定义的最小偏移电压调制所述缩放的调制目标电压,以生成与所述调制目标电压成比例的所述调制目标偏移电压;以及
将所述调制目标偏移电压提供给所述偏移电路。
3.如权利要求2所述的LMB ET电路,其中所述预定义缩放因数大于零且小于一。
4.如权利要求2所述的LMB ET电路,其中所述偏移电路包括:
偏移电容器,所述偏移电容器具有联接到所述放大器输出端的第一端和联接到所述输出节点的第二端;以及
偏移控制电路,所述偏移控制电路在所述第一端与所述第二端之间并联联接到所述偏移电容器,所述偏移控制电路被配置成:
从所述电压调制器接收所述调制目标偏移电压;
基于所述调制目标偏移电压确定所述调制偏移电压;以及
在所述偏移电容器上施加所述调制偏移电压。
5.如权利要求4所述的LMB ET电路,其中所述偏移控制电路还被配置成:
分别从所述第一端和所述第二端接收所述调制放大器电压和所述ET调制电压;
确定所述ET调制电压与所述调制放大器电压之间的电压差;以及
生成指示所述电压差的指示信号。
6.如权利要求5所述的LMB ET电路,所述LMB ET电路还包括控制电路,所述控制电路被配置成:
从所述偏移控制电路接收所述指示信号;以及
基于由所述指示信号指示的所述电压差来控制所述放大器。
7.如权利要求6所述的LMB ET电路,所述LMB ET电路还包括电荷泵电路,所述电荷泵电路被配置成向所述输出节点提供电流。
8.如权利要求7所述的LMB ET电路,其中所述电荷泵电路包括:
电荷泵,所述电荷泵被配置成基于电池电压来生成直流(DC)电压;以及
电感器,所述电感器联接在所述电荷泵与所述输出节点之间,所述电感器被配置成基于所述DC电压来在所述输出节点处生成所述电流。
9.如权利要求8所述的LMB ET电路,其中所述电荷泵还被配置成在0伏、所述电池电压或所述电池电压的两倍下生成所述DC电压。
10.如权利要求9所述的LMB ET电路,其中所述电池电压小于或等于3.2伏。
11.如权利要求7所述的LMB ET电路,其中所述控制电路包括:
继电式控制器,所述继电式控制器被配置用于控制所述电荷泵电路;以及
ET控制器,所述ET控制器被配置成控制所述放大器。
12.如权利要求7所述的LMB ET电路,其中:
所述输出节点联接到放大器电路,所述放大器电路被配置成基于所述ET调制电压和负载电流来放大LMB射频(RF)信号;并且
所述偏移电路还被配置成使得在所述放大器输出端与所述输出节点之间生成所述调制偏移电压,使得所述ET调制电压在将所述LMB RF信号放大到所限定功率电平所需的所限定持续时间内维持在所限定的电压电平。
13.如权利要求12所述的LMB ET电路,其中所述LMB RF信号对应于小于180KHz的调制带宽。
14.如权利要求12所述的LMB ET电路,其中所述电荷泵电路还被配置成生成等于所述负载电流的一半的所述电流。
15.如权利要求14所述的LMB ET电路,其中所述放大器电路还联接到第二电荷泵电路,所述第二电荷泵电路经配置以生成所述负载电流的另一半。
16.如权利要求2所述的LMB ET电路,其中所述调制目标偏移电压包括静态项和动态项。
17.如权利要求16所述的LMB ET电路,其中所述静态项是基于所述预定义的最小偏移电压和缩放的最小目标电压来确定。
18.如权利要求16所述的LMB ET电路,其中所述动态项对应于所述缩放的调制目标电压。
19.如权利要求1所述的LMB ET电路,其中所述偏移电路还被配置成使得在所述放大器输出端与所述输出节点之间生成所述调制偏移电压,使得所述ET调制电压在所述所限定持续时间内维持在峰值电平。
20.如权利要求19所述的LMB ET电路,其中所述偏移电路还被配置成当所述ET调制电压维持在所述峰值电平时,使得在所述放大器输出端与所述输出节点之间生成所述调制偏移电压以维持正电压余量。
CN201910190704.2A 2018-04-17 2019-03-13 低调制带宽包络跟踪电路 Pending CN110391785A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862658660P 2018-04-17 2018-04-17
US62/658,660 2018-04-17
US16/048,473 2018-07-30
US16/048,473 US10637399B2 (en) 2018-04-17 2018-07-30 Low modulation bandwidth envelope tracking circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110391785A true CN110391785A (zh) 2019-10-29

Family

ID=68162307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910190704.2A Pending CN110391785A (zh) 2018-04-17 2019-03-13 低调制带宽包络跟踪电路

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10637399B2 (zh)
CN (1) CN110391785A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114696758A (zh) * 2020-12-31 2022-07-01 圣邦微电子(北京)股份有限公司 包络合成电源及具有包络合成电源的射频功率模块

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11716057B2 (en) 2020-01-28 2023-08-01 Qorvo Us, Inc. Envelope tracking circuitry
US11728774B2 (en) * 2020-02-26 2023-08-15 Qorvo Us, Inc. Average power tracking power management integrated circuit
US11909385B2 (en) 2020-10-19 2024-02-20 Qorvo Us, Inc. Fast-switching power management circuit and related apparatus

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5093637A (en) * 1987-12-27 1992-03-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Modulation device with input signal modification for correction of amplifier nonlinearities
US20050285681A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-29 Mark Doherty Power amplifier (pa) efficiency with low current dc to dc converter
KR101128485B1 (ko) * 2010-11-23 2012-03-27 포항공과대학교 산학협력단 스위트 스팟 추적을 이용한 포락선 추적 전력 증폭 장치
WO2012079031A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Rf Micro Devices, Inc. Pseudo-envelope follower power management system with high frequency ripple current compensation
WO2012151594A2 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Rf Micro Devices, Inc. Power managent system for pseudo-envelope and average power tracking
US20140042999A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Texas Instruments Incorporated Switched mode assisted linear regulator with ac coupling with capacitive charge control
US20140111178A1 (en) * 2012-10-18 2014-04-24 Rf Micro Devices, Inc. Transitioning from envelope tracking to average power tracking
CN103916093A (zh) * 2012-12-28 2014-07-09 联发科技股份有限公司 校正包络跟踪系统的方法、通信单元及集成电路
US20140306763A1 (en) * 2011-02-01 2014-10-16 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Integrated circuit wireless communication unit and method for providing a power supply
CN104185953A (zh) * 2012-02-09 2014-12-03 天工方案公司 用于包络跟踪的装置和方法
US9379667B2 (en) * 2011-05-05 2016-06-28 Rf Micro Devices, Inc. Multiple power supply input parallel amplifier based envelope tracking
US20170250653A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Qorvo Us, Inc. Dual-mode envelope tracking power management circuit
US20170331433A1 (en) * 2016-05-10 2017-11-16 Qorvo Us, Inc. Envelope tracking power management circuit
US20180048276A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-15 Qorvo Us, Inc. Multi-mode envelope tracking amplifier circuit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8633766B2 (en) * 2010-04-19 2014-01-21 Rf Micro Devices, Inc. Pseudo-envelope follower power management system with high frequency ripple current compensation
US8803605B2 (en) * 2011-02-01 2014-08-12 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Integrated circuit, wireless communication unit and method for providing a power supply

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5093637A (en) * 1987-12-27 1992-03-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Modulation device with input signal modification for correction of amplifier nonlinearities
US20050285681A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-29 Mark Doherty Power amplifier (pa) efficiency with low current dc to dc converter
KR101128485B1 (ko) * 2010-11-23 2012-03-27 포항공과대학교 산학협력단 스위트 스팟 추적을 이용한 포락선 추적 전력 증폭 장치
WO2012079031A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Rf Micro Devices, Inc. Pseudo-envelope follower power management system with high frequency ripple current compensation
US20140306763A1 (en) * 2011-02-01 2014-10-16 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Integrated circuit wireless communication unit and method for providing a power supply
WO2012151594A2 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Rf Micro Devices, Inc. Power managent system for pseudo-envelope and average power tracking
US9379667B2 (en) * 2011-05-05 2016-06-28 Rf Micro Devices, Inc. Multiple power supply input parallel amplifier based envelope tracking
CN104185953A (zh) * 2012-02-09 2014-12-03 天工方案公司 用于包络跟踪的装置和方法
US20140042999A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Texas Instruments Incorporated Switched mode assisted linear regulator with ac coupling with capacitive charge control
US20140111178A1 (en) * 2012-10-18 2014-04-24 Rf Micro Devices, Inc. Transitioning from envelope tracking to average power tracking
CN103916093A (zh) * 2012-12-28 2014-07-09 联发科技股份有限公司 校正包络跟踪系统的方法、通信单元及集成电路
US20170250653A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Qorvo Us, Inc. Dual-mode envelope tracking power management circuit
US20170331433A1 (en) * 2016-05-10 2017-11-16 Qorvo Us, Inc. Envelope tracking power management circuit
US20180048276A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-15 Qorvo Us, Inc. Multi-mode envelope tracking amplifier circuit

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. -C. LEE ET AL: "2.7 A hybrid supply modulator with 10dB ET operation dynamic range achieving a PAE of 42.6% at 27.0dBm PA output power", 2015 IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE - (ISSCC) DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, 31 December 2015 (2015-12-31) *
S. SUNG ET AL.: "Envelope Modulator for 1.5-W 10-MHz LTE PA Without AC Coupling Capacitor Achieving 86.5% Peak Efficiency", IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 31 December 2016 (2016-12-31) *
吕亚博: "高效率包络跟踪功率放大器的设计", 知网, 15 January 2014 (2014-01-15) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114696758A (zh) * 2020-12-31 2022-07-01 圣邦微电子(北京)股份有限公司 包络合成电源及具有包络合成电源的射频功率模块

Also Published As

Publication number Publication date
US20190319584A1 (en) 2019-10-17
US10637399B2 (en) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110391785A (zh) 低调制带宽包络跟踪电路
US10637408B2 (en) Envelope tracking voltage tracker circuit and related power management circuit
CN110277963A (zh) 多模电压跟踪器电路
US9595981B2 (en) Reduced bandwidth envelope tracking
US9098099B2 (en) Device and method for increasing output efficiency of mobile communication terminal
CN100527605C (zh) 放大器及使用它的高频功率放大器
US11031911B2 (en) Envelope tracking integrated circuit and related apparatus
US7949316B2 (en) High-efficiency envelope tracking systems and methods for radio frequency power amplifiers
KR20220037439A (ko) 다중 모드 전력 관리 장치
US10951175B2 (en) Envelope tracking circuit and related power amplifier apparatus
CN110089027A (zh) 误差放大和频率补偿电路及方法
KR101664718B1 (ko) 이중 구동 전압을 이용하는 평균 전력 추적 모드 전력 증폭 장치
CN104065349A (zh) 射频放大电路以及功率放大模块
CN102710225A (zh) 多电平d类放大器
US7863956B2 (en) Pulse-elimination pulse-width modulation
US20110148221A1 (en) Systems and methods for providing a power optimized waveform
CN108233545A (zh) 一种无线充电接收电路、电子设备及无线充电方法
US9438181B1 (en) Amplification of signals output from bridge-tied load audio amplifiers
US9899935B2 (en) Power factor correction device with first and second output parts
US9893608B2 (en) Power supply device
EP4044429A1 (en) Power amplifier system
US10193502B2 (en) Dual-mode envelope tracking power management circuit
CN102571046B (zh) 脉宽调制电路、包含脉宽调制电路的装置和脉宽调制方法
US20230118768A1 (en) Multi-voltage generation circuit
CN109564250B (zh) 用于功率放大电路中电源电压调制的波谷检测

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: North Carolina

Applicant after: QORVO US, Inc.

Address before: North Carolina

Applicant before: QORVO US, Inc.