CN110995168B - 一种应用于功率放大器的包络调制器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于功率放大器的包络调制器及方法，该包络调制器包括：正阈值单限比较器，正端与线性放大器的输出端连接，负端与采样电阻另一端连接，用于将采样电压与正阈值单限比较器的阈值进行比较；负阈值单限比较器，正端与线性放大器的输出端连接，负端与采样电阻另一端连接，用于将采样电压与负阈值单限比较器的阈值进行比较；以及3‑level开关变换器，输入端与正阈值单限比较器的输出端、负阈值单限比较器的输出端连接，输出端与电感连接，用于根据采样电压与正阈值单限比较器的阈值或负阈值单限比较器的阈值的比较结果，对所述电感进行放电或充电控制。本发明能有效减少纹波电流，提升包络调制器EM效率，从而提升ET PA系统的整体效率。

Description

一种应用于功率放大器的包络调制器及方法

技术领域

本发明涉及包络调制技术领域，具体涉及一种应用于功率放大器的包络调制器及方法。

背景技术

为实现高速数据传输，现代移动通信从传统的恒包络调制发展为变包络调制，信号带宽与峰值平均功率比(PAPR，Peak to Average Power Ratio)随之上升，因此功率放大器(Power Amplifier，PA)需要长时间工作在低效率的功率回退区以换取足够的线性度。包络跟踪技术(Envelope Tracking，ET)能有效提升功率放大器PA在功率回退时的效率，ETPA系统的效率可以近似等于包络调制器(Envelope Modulator，EM)效率与功率放大器PA效率的乘积，因此包络调制器EM本身需要较高效率，但是当输入包络幅度变化时，传统包络调制器EM系统的开关电流采用2-level控制结构对功率电感进行充电，这使得开关电流并不能很好的跟随负载电流变化，会产生额外的纹波电流，增加动态功耗，从而降低包络调制器EM效率。如图1所示，传统包络调制器EM系统主要由三个部分组成，分别是线性放大器(Linear Amplifier，LA)、迟滞比较器和开关变换器。流向功率放大器PA的负载电流(I_load)由线性放大器LA输出电流(I_la)以及开关电流(I_sw)并联而成。为简化分析，线性功率放大器(Linear Power Amplifier，LPA)可以简化为一个电阻，电阻值可以近似为：

其中，η_PA是功率放大器PA效率，P_out是功率放大器PA输出功率，A_rms是输出包络的有效值。

降低传统包络调制器EM系统效率的主要因素是LA功率管的推挽大电流时产生的动态功耗，从图2简化后的传统包络调制器EM系统可知，功率管M1和M2的动态功耗表达式近似为：

P₁＝(V_{DD_LA}-V_la)×I_la (2)

P₂＝V_la×I_la (3)

其中，V_{DD_LA}是线性放大器LA供电电压，V_la是线性放大器LA输出电压。从公式(2)和(3)可知，在V_{DD_LA}不变，V_la由输入包络决定的情况下，降低I_la能有效降低LA的由Class-AB推挽输出产生的动态功耗，提升包络调制器EM效率。

发明内容

本发明提供一种应用于功率放大器的包络调制器及方法，能有效减少纹波电流，提升包络调制器EM效率，从而提升ET PA系统的整体效率。

本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种应用于功率放大器的包络调制器，包括：

线性放大器，用于对输入包络进行放大；

采样电阻，一端与所述线性放大器输出端连接，用于采样所述线性放大器的输出电流，将所述输出电流转换为采样电压；

电感，一端与采样电阻另一端连接；

正阈值单限比较器，正端与所述线性放大器的输出端连接，负端与所述采样电阻另一端连接，用于将采样电压与所述正阈值单限比较器的阈值进行比较；

负阈值单限比较器，正端与所述线性放大器的输出端连接，负端与所述采样电阻另一端连接，用于将采样电压与所述负阈值单限比较器的阈值进行比较；以及

3-level开关变换器，输入端与所述正阈值单限比较器的输出端、所述负阈值单限比较器的输出端连接，所述3-level开关变换器的输出端与所述电感另一端连接，用于根据采样电压与所述正阈值单限比较器的阈值或所述负阈值单限比较器的阈值的比较结果，对所述电感进行放电或充电控制。

更进一步地，所述3-level开关变换器，包括：

3-level逻辑控制器，输入端与所述正阈值单限比较器的输出端、所述负阈值单限比较器的输出端连接；

开关模块，输入端与所述3-level逻辑控制器的输出端连接，所述开关模块的输出端连接所述电感。

更进一步地，所述3-level逻辑控制器，用于：

在采样电压增大过程中，当采样电压大于所述负阈值单限比较器的阈值，以及继续增大且大于所述正阈值单限比较器的阈值时，通过所述开关模块对所述电感进行充电控制；

在采样电压减少过程中，当采样电压处于所述负阈值单限比较器的阈值与所述正阈值单限比较器的阈值之间，以及继续减少且小于所述负阈值单限比较器的阈值时，通过所述开关模块对所述电感进行放电控制。

更进一步地，所述开关模块，包括：

第一功率管，源极连接V_{DD_SW}，栅极连接所述3-level逻辑控制器的输出端；

第二功率管，漏极连接V_{DD_SW}/2，所述3-level逻辑控制器的输出端与所述第二功率管的栅极连接；

第三功率管，源极与所述第二功率管的源极连接，漏极连接所述电感，栅极连接所述3-level逻辑控制器的输出端；

第四功率管，源极与地连接，漏极与所述第一功率管的漏极、所述第三功率管的漏极连接，栅极连接所述3-level逻辑控制器的输出端；

其中的V_{DD_SW}是所述3-level开关变换器的电压。

更进一步地，所述3-level逻辑控制器的输出端通过反相器与所述第二功率管的栅极连接。

更进一步地，所述3-level开关变换器的逻辑控制函数H(V_sen)为：

其中，V_sen是采样电压，V_s是所述正阈值单限比较器的阈值，-V_s是所述负阈值单限比较器的阈值。

更进一步地，所述第二功率管和所述第三功率管用于传输V_{DD_SW}/2，所述第一功率管用于传输V_{DD_SW}，所述第四功率管用于传输0。

更进一步地，所述3-level开关变换器为3-level Buck开关变换器。

第二方面，本发明还提供一种应用于功率放大器的包络调制方法，应用于所述的应用于功率放大器的包络调制器，所述方法包括：

线性放大器对输入包络进行放大；

采样电阻采样所述线性放大器的输出电流，将所述输出电流转换为采样电压；

正阈值单限比较器将采样电压与正阈值单限比较器的阈值进行比较；负阈值单限比较器将采样电压与负阈值单限比较器的阈值进行比较；

3-level开关变换器根据采样电压与正阈值单限比较器的阈值或负阈值单限比较器的阈值的比较结果，对电感进行放电或充电控制。

更进一步地，所述3-level开关变换器根据采样电压与正阈值单限比较器的阈值或负阈值单限比较器的阈值的比较结果，对电感进行放电或充电控制，包括：

当采样电压大于负阈值单限比较器的阈值时，打开第二功率管和第三功率管，关闭第一功率管和第四功率管，以V_{DD_SW}/2对电感预充电；

当采样电压继续增大，且大于正阈值单限比较器的阈值时，导通第一功率管，关闭第二功率管、第三功率管和第四功率管，以V_{DD_SW}对电感充电；

当采样电压减少，且处于负阈值单限比较器的阈值与正阈值单限比较器的阈值之间时，打开第二功率管和第三功率管，关闭第一功率管和第四功率管，以V_{DD_SW}/2对电感预放电；

当采样电压继续减少，且小于负阈值单限比较器的阈值时，导通第四功率管，关闭第二功率管、第三功率管和第一功率管，以0对电感放电。

本发明提供的应用于功率放大器的包络调制器及方法中，采用了一种正负阈值单限比较器与组合逻辑采样控制的3-level的包络调制器EM结构，该结构能够使开关电流摆率跟随包络信号变化产生自适应变化，提高开关电流对负载电流的跟踪能力，优化包络调制器EM系统的电流分配，有效减少纹波电流，降低动态功耗，提升包络调制器EM效率，从而提升ET PA系统整体效率。此外，传统3-level开关变换器一般采用带飞跨电容的PWM控制，而本发明中在采样控制上只需两个非零的单限比较器以及组合逻辑即可实现功能，原理简单巧妙，省去了复杂的PWM环路控制，可以重复使用包络调制器EM结构中的电路拓扑结构，易于实现；同时在控制环路上并未使用飞跨电容，也节省了芯片的面积。将ET技术应用到提高PA效率上效果显著，具有较强实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是传统包络调制器EM系统结构示意图；

图2是简化后的传统包络调制器EM系统示意图；

图3是本发明实施例一提供的应用于功率放大器的包络调制器结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的3-level开关变换器电路结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的3-level开关变换器逻辑仿真曲线；

图6是本发明实施例二提供的应用于功率放大器的包络调制器的各支路电流与归一化开关电压的仿真曲线；

图7是本发明实施例二提供的应用于功率放大器的包络调制器与传统EM的线性放大器LA输出电流的对比曲线；

图8是本发明实施例二提供的应用于功率放大器的包络调制器的输入输出波形仿真曲线；

图9是本发明实施例二提供的ET-PA的系统简图；

图10是本发明实施例二提供的采用恒压供电时线性功率放大器LPA的时域波形；

图11是本发明实施例二提供的采用ET技术供电时线性功率放大器LPA的时域图；

图12是本发明实施例三提供的应用于功率放大器的包络调制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供一种应用于功率放大器的包络调制器，如图3所示，包括：

线性放大器LA，用于对输入包络进行放大；

采样电阻R_sen，一端与线性放大器LA输出端连接，用于采样线性放大器LA的输出电流I_la，将输出电流I_la转换为采样电压V_sen；

电感L，一端与采样电阻R_sen另一端连接；

线性功率放大器LPA，与采样电阻R_sen另一端连接；

正阈值单限比较器comph，正端与线性放大器LA的输出端连接，负端与采样电阻R_sen另一端连接，用于将采样电压V_sen与正阈值单限比较器的阈值V_s进行比较；

负阈值单限比较器compl，正端与线性放大器LA的输出端连接，负端与采样电阻R_sen另一端连接，用于将采样电压V_sen与负阈值单限比较器的阈值-V_s进行比较；以及

3-level开关变换器1，输入端与正阈值单限比较器comph的输出端、负阈值单限比较器compl的输出端连接，输出端与电感L另一端连接，用于根据采样电压V_sen与正阈值单限比较器comph的阈值或负阈值单限比较器compl的阈值的比较结果，对电感L进行放电或充电控制。

本实施例中，正阈值单限比较器comph、负阈值单限比较器compl均为非零单限比较器，通过该两个非零单限比较器对线性放大器LA的输出进行采样，比较采样电压V_sen与该两个非零单限比较器的阈值，用3-level开关变换器取代传统迟滞控制的2-level开关变换器，3-level开关变换器采用三电平输出，根据不同的比较结果及采样电压V_sen变化趋势，对电感L进行放电或充电控制，进而实现开关电流I_sw摆率的自适应，提高了开关电流I_sw对负载电流I_load的跟踪精度，有效减少纹波电流的大小，提升包络调制器EM系统整体效率。

实施例二

本实施例提供一种应用于功率放大器的包络调制器，在实施例一的基础上，其中的3-level开关变换器1，包括：

3-level逻辑控制器11，输入端与正阈值单限比较器comph的输出端、负阈值单限比较器compl的输出端连接；

开关模块12，输入端与3-level逻辑控制器11的输出端连接，开关模块12的输出端连接电感L。

具体地，3-level逻辑控制器11用于：

在采样电压V_sen增大过程中，当采样电压V_sen大于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s，以及继续增大且大于正阈值单限比较器comph的阈值V_s时，通过开关模块12对电感L进行充电控制；

在采样电压V_sen减少过程中，当采样电压V_sen处于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s与正阈值单限比较器comph的阈值V_s之间，以及继续减少且小于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s时，通过开关模块12对电感L进行放电控制。

由图1可知，线性放大器LA的输出电流I_la是负载电流I_load和开关电流I_sw的差值，即多余的纹波电流，提升开关电流I_sw对负载电流I_load的跟随能力将有效减少线性放大器LA的输出电流I_la的大小，因此本实施例中采用三电平对电感L进行充电控制，能够使开关电流摆率实现自适应变化，定义3-level开关变换器的逻辑控制函数为：

其中，V_sen是采样电压，V_s是正阈值单限比较器的阈值，-V_s是正阈值单限比较器阈值的阈值，V_{DD_SW}是3-level开关变换器的电压。

具体来说，开关模块12包括：

第一功率管M1，源极连接V_{DD_SW}，栅极连接所述3-level逻辑控制器的输出端；

第二功率管M2N，漏极连接V_{DD_SW}/2，3-level逻辑控制器的输出端经过一个反相器N与第二功率管M2N的栅极连接；

第三功率管M2P，源极与第二功率管M2N的源极连接，漏极连接电感L，栅极连接3-level逻辑控制器的输出端；

第四功率管M3，源极与地连接，漏极与第一功率管M1的漏极、第三功率管M2P的漏极连接，栅极连接3-level逻辑控制器的输出端。

线性功率放大器LPA的供电端连接到采样电阻R_sen与电感L之间。

根据上述逻辑控制函数制定3-level开关变换器的电路结构，如图4所示，使用第二功率管M2N和第三功率管M2P传输V_{DD_SW}/2，第一功率管M1传输V_{DD_SW}，第四功率管M3传输0，表1是四个功率管的逻辑控制真值表，V_compl、V_comph分别为负阈值单限比较器compl的输入电压、正阈值单限比较器comph的输入电压，V_g1、V_g2、V_g3分别为第一功率管M1、第二功率管M2N/第三功率管M2P、第四功率管M3的输入电压。

表1 3-level逻辑控制真值表

基于该逻辑控制真值的逻辑仿真曲线仿真结果如图5所示，输入三角波作为激励，从仿真结果看到，3-level开关变换器工作正常。

通过线性放大器LA的输出电流I_la控制3-level开关变换器的开关电流I_sw，工作原理如下：当采样电压V_sen大于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s时，3-level开关变换器的第二功率管M2N和第三功率管M2P打开，第一功率管M1和第四功率管M3关闭，此时开关电压V_sw＝V_{DD_SW}/2对电感L预充电，开关电流I_sw增大；当采样电压V_sen继续增大，且大于正阈值单限比较器comph的阈值+V_s时，第一功率管M1导通，第二功率管M2N、第三功率管M2P和第四功率管M3关闭，此时开关电压V_sw＝V_{DD_SW}，以V_{DD_SW}对电感L充电，开关电流I_sw以更高的电流摆率继续增大；当采样电压V_sen减少，且处于-V_s与+V_s之间，3-level开关变换器的第二功率管M2N和第三功率管M2P打开，第一功率管M1和第四功率管M3关闭，此时以V_{DD_SW}/2对电感L预放电，开关电流I_sw减少；当采样电压V_sen继续减少，且小于-V_s时，第四功率管M3导通，第二功率管M2N、第三功率管M2P和第一功率管M1关闭，此时开关电压V_SW＝0，以0对电感L放电，开关电流I_sw以更高的电流摆率继续减少。

上述过程随应用于功率放大器的包络调制器的输入电压V_in变化而不断重复，开关电流I_sw中的纹波电流被线性放大器LA吸收，线性放大器LA相当于一个电压源，使应用于功率放大器的包络调制器的输出电压V_out能很好地线性跟随V_in线性变化。3-level开关变换器相当于一个电流源，提供直流到低频部分的能量，线性放大器LA补充剩余少量的高频能量，从而实现了输入信号能量的频带分离。

图6示出了本实施例中应用于功率放大器的包络调制器的各支路电流与归一化开关电压的仿真曲线，曲线A为归一化开关电压，曲线B为线性放大器LA输出电流，曲线C为开关电流，曲线D为负载电流，输入包络为10MHz LTE包络信号，从图中可以看出，开关电流摆率跟随包络信号变化，当包络变化较慢时切换到V_{DD_SW}/2，当包络变化较快时使用V_{DD_SW}对电感充电。

图7示出了本实施例的应用于功率放大器的包络调制器与传统EM的线性放大器LA输出电流的对比，其中的曲线E为本发明的线性放大器LA输出电流，曲线F为传统EM系统的线性放大器LA输出电流，在相同电感、基本相同的平均开关频率、相同R_load和输入包络的情况下，本发明的线性放大器LA输出电流中的纹波电流明显低于传统结构。因此本发明的包络调制器能有效减少线性放大器LA的动态功耗，从而提升包络调制器EM效率，提升了对负载电流的跟踪能力，减少纹波电流。

图8示出了本实施例的应用于功率放大器的包络调制器的输入输出波形仿真曲线，曲线G为输出包络，曲线H为输入包络，从该图可以看到本实施例的应用于功率放大器的包络调制器能准确跟随并放大输入包络，整体系统功能正常。

值得说明的是，本发明实施例提供的包络调制器EM可以应用于线性功率放大器LPA，图9是ET-PA的系统简图，包络调制器EM作用于线性功率放大器LPA的电源端，提供线性功率放大器LPA的供电电压，供电电压随线性功率放大器LPA的输出端输出的射频信号的电压幅度变化。图10是采用恒压供电时线性功率放大器LPA的时域波形，其中的I区域为恒压供电时的耗散能量，图11是采用ET技术供电时线性功率放大器LPA的时域图，其中的J区域为ET技术供电时的耗散能量，从图中可以看到当采用ET技术对线性功率放大器LPA供电时，线性功率放大器LPA的电源电压跟随线性功率放大器LPA的输出端输出的射频信号的包络变化，从而大幅度减少线性功率放大器LPA的耗散能量，为避免信号失真，ET电源电压与信号幅度之间存在一定的电压裕度。

实施例三

基于上述实施例提供的应用于功率放大器的包络调制器，本实施例提供一种应用于功率放大器的包络调制方法，如图12所示，包括：

步骤S1、线性放大器LA对输入包络进行放大；

步骤S2、采样电阻R_sen采样线性放大器LA的输出电流，将输出电流转换为采样电压V_sen；

步骤S3、正阈值单限比较器comph将采样电压V_sen与正阈值单限比较器的阈值V_s进行比较；负阈值单限比较器compl将采样电压V_sen与负阈值单限比较器的阈值-V_s进行比较；

步骤S4、3-level开关变换器根据采样电压V_sen与正阈值单限比较器comph的阈值或负阈值单限比较器compl的阈值的比较结果，对电感L进行放电或充电控制。

在采样电压V_sen增大过程中，当采样电压V_sen大于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s，以及继续增大且大于正阈值单限比较器comph的阈值V_s时，3-level开关变换器中的3-level逻辑控制器11通过开关模块12对电感L进行充电控制；在采样电压V_sen减少过程中，当采样电压V_sen处于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s与正阈值单限比较器comph的阈值V_s之间，以及继续减少且小于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s时，3-level开关变换器中的3-level逻辑控制器11通过开关模块12对电感L进行放电控制。通过第二功率管M2N和第三功率管M2P传输V_{DD_SW}/2，通过第一功率管M1传输V_{DD_SW}，通过第四功率管M3传输0，通过三种不同电平波形实现对电感L的放电或充电控制，使本发明的应用于功率放大器的包络调制器的输出电压V_out能很好地线性跟随输入电压V_in线性变化。

上述步骤S4，具体包括：

当采样电压V_sen大于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s时，打开第二功率管M2N和第三功率管M2P，关闭第一功率管M1和第四功率管M3，此时开关电压V_sw＝V_{DD_SW}/2，以V_{DD_SW}/2对电感L预充电，开关电流I_sw增大；

当采样电压V_sen继续增大，且大于正阈值单限比较器comph的阈值V_s时，导通第一功率管M1，关闭第二功率管M2N、第三功率管M2P和第四功率管M3，此时开关电压V_sw＝V_{DD_SW}，以V_{DD_SW}对电感L充电，开关电流I_sw以更高的电流摆率继续增大；

当采样电压V_sen减少，且处于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s与正阈值单限比较器comph的阈值V_s之间时，打开第二功率管M2N和第三功率管M2P，关闭第一功率管M1和第四功率管M3，以V_{DD_SW}/2对电感L预放电，开关电流I_sw减少；

当采样电压V_sen继续减少，且小于负阈值单限比较器compl的阈值-V_s时，导通第四功率管M3，关闭第二功率管M2N、第三功率管M2P和第一功率管M1，此时开关电压V_SW＝0，以0对电感L放电，开关电流I_sw以更高的电流摆率继续减少。

本发明提供的应用于功率放大器的包络调制器及方法，采用了一种正负阈值单限比较器与组合逻辑采样控制的3-level的包络调制器EM结构，能够使开关电流摆率跟随包络信号变化产生自适应变化，提高开关电流对负载电流的跟踪能力，优化包络调制器EM系统的电流分配，有效减少纹波电流，降低动态功耗，提升EM效率，从而提升ET PA整体效率；传统3-level开关变换器一般采用带飞跨电容的PWM控制，而本发明中在采样控制上只需两个非零的单限比较器以及组合逻辑即可实现功能，原理简单巧妙，省去了复杂的PWM环路控制，可以重复使用大部分EM结构中的电路拓扑结构，易于实现；同时在控制环路上并未使用飞跨电容，节省了芯片的面积。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种应用于功率放大器的包络调制器，包括：

线性放大器，用于对输入包络进行放大；

采样电阻，一端与所述线性放大器输出端连接，用于采样所述线性放大器的输出电流，将所述输出电流转换为采样电压；

电感，一端与所述采样电阻另一端连接；

其特征在于，还包括：

正阈值单限比较器，正端与所述线性放大器的输出端连接，负端与所述采样电阻另一端连接，用于将采样电压与所述正阈值单限比较器的阈值进行比较；

负阈值单限比较器，正端与所述线性放大器的输出端连接，负端与所述采样电阻另一端连接，用于将采样电压与所述负阈值单限比较器的阈值进行比较；以及

3-level开关变换器，输入端与所述正阈值单限比较器的输出端、所述负阈值单限比较器的输出端连接，所述3-level开关变换器的输出端与所述电感另一端连接，用于根据采样电压与所述正阈值单限比较器的阈值或所述负阈值单限比较器的阈值的比较结果，对所述电感进行放电或充电控制；

所述3-level开关变换器，包括：

3-level逻辑控制器，输入端与所述正阈值单限比较器的输出端、所述负阈值单限比较器的输出端连接；

开关模块，输入端与所述3-level逻辑控制器的输出端连接，所述开关模块的输出端连接所述电感；

所述开关模块，包括：

第一功率管，源极连接V_{DD_SW}，栅极连接所述3-level逻辑控制器的输出端；

第二功率管，漏极连接V_{DD_SW}/2，所述3-level逻辑控制器的输出端与所述第二功率管的栅极连接；

第三功率管，源极与所述第二功率管的源极连接，漏极连接所述电感，栅极连接所述3-level逻辑控制器的输出端；

第四功率管，源极与地连接，漏极与所述第一功率管的漏极、所述第三功率管的漏极连接，栅极连接所述3-level逻辑控制器的输出端；

其中的V_{DD_SW}是所述3-level开关变换器的电压。

2.根据权利要求1所述的应用于功率放大器的包络调制器，其特征在于，所述3-level逻辑控制器，用于：

在采样电压增大过程中，当采样电压大于所述负阈值单限比较器的阈值，以及继续增大且大于所述正阈值单限比较器的阈值时，通过所述开关模块对所述电感进行充电控制；

在采样电压减少过程中，当采样电压处于所述负阈值单限比较器的阈值与所述正阈值单限比较器的阈值之间，以及继续减少且小于所述负阈值单限比较器的阈值时，通过所述开关模块对所述电感进行放电控制。

3.根据权利要求1所述的应用于功率放大器的包络调制器，其特征在于，所述3-level逻辑控制器的输出端通过反相器与所述第二功率管的栅极连接。

4.根据权利要求1所述的应用于功率放大器的包络调制器，其特征在于，所述3-level开关变换器的逻辑控制函数H(V_sen)为：

其中，V_sen是采样电压，V_s是所述正阈值单限比较器的阈值，-V_s是所述负阈值单限比较器的阈值。

5.根据权利要求1所述的应用于功率放大器的包络调制器，其特征在于，所述第二功率管和所述第三功率管用于传输V_{DD_SW}/2，所述第一功率管用于传输V_{DD_SW}，所述第四功率管用于传输0。

6.根据权利要求1所述的应用于功率放大器的包络调制器，其特征在于，所述3-level开关变换器为3-level Buck开关变换器。

7.一种应用于功率放大器的包络调制方法，其特征在于，应用于权利要求1至6中任一项所述的应用于功率放大器的包络调制器，所述方法包括：

线性放大器对输入包络进行放大；

采样电阻采样所述线性放大器的输出电流，将所述输出电流转换为采样电压；

正阈值单限比较器将采样电压与正阈值单限比较器的阈值进行比较；负阈值单限比较器将采样电压与负阈值单限比较器的阈值进行比较；

3-level开关变换器根据采样电压与正阈值单限比较器的阈值或负阈值单限比较器的阈值的比较结果，对电感进行放电或充电控制。

8.根据权利要求7所述的应用于功率放大器的包络调制方法，其特征在于，所述3-level开关变换器根据采样电压与正阈值单限比较器的阈值或负阈值单限比较器的阈值的比较结果，对电感进行放电或充电控制，包括：

当采样电压大于负阈值单限比较器的阈值时，打开第二功率管和第三功率管，关闭第一功率管和第四功率管，以V_{DD_SW}/2对电感预充电；

当采样电压继续增大，且大于正阈值单限比较器的阈值时，导通第一功率管，关闭第二功率管、第三功率管和第四功率管，以V_{DD_SW}对电感充电；

当采样电压减少，且处于负阈值单限比较器的阈值与正阈值单限比较器的阈值之间时，打开第二功率管和第三功率管，关闭第一功率管和第四功率管，以V_{DD_SW}/2对电感预放电；

当采样电压继续减少，且小于负阈值单限比较器的阈值时，导通第四功率管，关闭第二功率管、第三功率管和第一功率管，以0对电感放电。

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