CN111541634B - 用于宽调制带宽包络跟踪的自适应频率均衡器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于宽调制带宽包络跟踪的自适应频率均衡器。就这一点而言，ET集成电路(ETIC)为一个或多个功率放大器(PA)提供ET功率信号。由于可变阻抗源(诸如PA处的可变负载阻抗以及ETIC与PA之间的可变迹线电感)，ET功率信号中可能会出现电压误差。本文所公开的自适应频率均衡器用于自适应地校正此类电压误差，以在PA处提供改善的总功率信号跟踪，尤其是由于ETIC位于距离PA数厘米(cm)处而存在较大迹线电感的情况下。因此，自适应频率均衡器的实施例增强了具有100或更高兆赫兹(MHz)的调制带宽的射频(RF)系统的ET性能。

Description

用于宽调制带宽包络跟踪的自适应频率均衡器
相关申请
本申请要求于2019年2月7日提交的美国临时专利申请序列号62/802,286的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及用于射频(RF)设备的包络跟踪(ET)电源。
背景技术
在当今社会，用于提供无线通信服务的移动通信设备变得越来越普遍。这些移动通信设备的普及在一定程度上由现在此类设备上所实现的许多功能驱动。此类设备的处理能力的提高意味着移动通信设备已经从纯粹的通信工具发展成为能够增强用户体验的复杂移动多媒体中心。
增强的用户体验要求无线通信技术(诸如通常在更高频谱下运行的第五代新无线电(5G-NR)和Wi-Fi)提供更高的数据速率。值得注意的是，在这些较高频率范围内传输的射频(RF)信号更容易受到传播衰减和干扰的影响，并且需要更宽的调制带宽，诸如100或更高兆赫兹(MHz)的调制带宽。继而，这可能需要更复杂的功率放大器(PA)以在传输RF信号之前增大RF信号的输出功率(例如，保持每比特足够的能量)。
包络跟踪(ET)是一种电源管理技术，其被设计用来提高PA的效率水平，以帮助降低移动通信设备中的功耗。顾名思义，ET电路被配置为生成持续跟踪目标电压包络的调制电压，并将该调制电压提供给PA以用于放大RF信号。ET电压跟踪RF信号的幅度越好，则PA可以获得的效率就越高。在较高频率的RF信号中具有较高的调制带宽的情况下，ET电压可能会经历跟踪误差，尤其是当ET电路位于距离PA数厘米处从而导致较大的迹线电感时。此类跟踪误差会导致PA的效率降低和/或由PA放大的RF信号产生不期望的失真。
发明内容
提供了一种用于宽调制带宽包络跟踪(ET)的自适应频率均衡器。就这一点而言，ET集成电路(ETIC)为一个或多个功率放大器(PA)提供ET功率信号。由于可变阻抗源(诸如PA处的可变负载阻抗以及ETIC与PA之间的可变迹线电感)，ET功率信号中可能会出现电压误差。本文所公开的自适应频率均衡器用于自适应地校正此类电压误差，以在PA处提供改善的总功率信号跟踪，尤其是由于ETIC位于距离PA数厘米(cm)处而存在较大迹线电感的情况下。因此，自适应频率均衡器的实施例增强了具有100或更高兆赫兹(MHz)的调制带宽的射频(RF)系统的ET性能。
一示例性实施例提供了一种RF电路。该RF电路包括电源和ETIC，该ETIC耦接至电源并被配置为向PA提供包络跟踪功率信号。该RF电路进一步包括自适应频率均衡器，其被配置为将误差校正信号注入到ETIC中，该误差校正信号补偿PA处的可变负载阻抗以及ETIC与PA之间的可变迹线电感所引起的包络跟踪功率信号中的电压跟踪误差。
另一示例性实施例提供了一种用于校正宽调制带宽包络跟踪中的误差的方法。该方法包括：接收调制目标电压信号；基于调制目标电压信号，使用ETIC为PA提供包络跟踪功率信号；以及将误差校正信号注入到ETIC中。该误差校正信号补偿PA处的可变负载阻抗以及ETIC与PA之间的可变迹线电感所引起的包络跟踪功率信号中的电压跟踪误差。
本领域技术人员可以在结合附图阅读对优选实施例的以下详细说明之后，理解本公开的范围并认识到本公开的其他方面。
附图说明
结合在本说明书中并成为本说明书的一部分的附图示出了本公开的几个方面，并且与描述一起用于解释本公开的原理。
图1是示例性射频(RF)通信系统的示意框图。
图2是包括用于图1的RF通信系统的包络跟踪集成电路(ETIC)的示例性包络跟踪(ET)系统的示意性模型。
图3是图2的ET系统的示意性模型，其被建模为单个输入系统。
图4是包括用于ETIC的频率均衡器的图2的ET系统的示例性实施例的示意性模型。
图5是图4的ET系统的示意性模型，其被示出具有组合阻抗。
图6是图4的ET系统的总传递函数的示意性模型。
图7是图4的ET系统的示意性模型，示出了总传递函数中的延迟。
图8是图2和图4的ET系统的另一示例性实施例的示意性模型，具有使用跟踪放大器感测电流和跟踪放大器输入电压来更新自适应频率均衡器的设置的自适应频率均衡器。
图9是图2和图4的ET系统的另一示例性实施例的示意性模型，具有使用跟踪放大器感测电流和缩放的理想电压来更新自适应频率均衡器的设置的自适应频率均衡器。
图10是用于图9的自适应频率均衡器的PA电阻估计器电路和均衡器设置校正电路的示例性实施例的示意性模型。
图11是用于图9的自适应频率均衡器的PA电阻估计器电路和均衡器设置校正电路的另一示例性实施例的示意性模型。
图12是图1的RF发射机电路系统的实施例的示意框图，其中ETIC具有自适应频率均衡器和发射机控制电路系统，发射机控制电路系统具有自适应同相/正交(I/Q)存储器数字预失真(mDPD)电路。
图13是图12的RF发射机电路系统的另一实施例的示意框图，其具有群延迟辅助电路。
图14是集成到位移跟踪放大器(DTA)中的自适应频率均衡器的示意框图。
具体实施方式
下面阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实践实施例的必要信息，并且示出了实践实施例的最佳模式。在根据附图阅读以下描述时，本领域技术人员可以理解本公开的概念，并且可以认识到本文中未特别提出的这些概念的应用。应当理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。
应当理解，尽管术语第一、第二等在本文中可用于描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件和另一元件进行区分。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，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。如本文所使用的，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。
还应该理解，当某元件被称为“连接”或“耦接”至另一个元件时，其可以直接连接或耦接至另一个元件，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“直接耦接”至另一元件时，则不存在中间元件。
在本文中所使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的而并不旨在限制本公开。如本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”以及“该”旨在也包括复数形式，除非上下文以其他方式明确指出。应当进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”，“包括(includes)”和/或“包括(including)”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有和本公开所属技术领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。应当进一步理解的是，除非在本文中明确地定义，否则在本文中使用的术语应被解释为具有与本说明书和相关领域的背景中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过度正式的意义来解释。
提供了一种用于宽调制带宽包络跟踪(ET)的自适应频率均衡器。就这一点而言，ET集成电路(ETIC)为一个或多个功率放大器(PA)提供ET功率信号。由于可变阻抗源(诸如PA处的可变负载阻抗以及ETIC与PA之间的可变迹线电感)，ET功率信号中可能会出现电压误差。本文所公开的自适应频率均衡器用于自适应地校正此类电压误差，以在PA处提供改善的总功率信号跟踪，尤其是由于ETIC位于距离PA数厘米(cm)处而存在较大迹线电感的情况下。因此，自适应频率均衡器的实施例增强了具有100或更高兆赫兹(MHz)的调制带宽的射频(RF)系统的ET性能。
图1是示例性RF通信系统10的示意框图。RF通信系统10包括RF发射机电路系统12、RF系统控制电路系统14、RF前端电路系统16、RF天线18以及直流(DC)电源20。RF发射机电路系统12包括发射机控制电路系统22、RF PA 24、ETIC 26以及PA偏置电路系统28。
在RF通信系统10的一个实施例中，RF前端电路系统16经由RF天线18接收、处理并将RF接收信号RFRX转发至RF系统控制电路系统14。RF系统控制电路系统14将发射机配置信号TXCS和RF输入信号RFI提供给发射机控制电路系统22。基于RF输入信号RFI和发射机配置信号TXCS，发射机控制电路系统22将RF放大器输入信号RFAI提供给RF PA 24。DC电源20将DC电源信号VDC提供给RF发射机电路系统12(例如，经由发射机控制电路系统22)。以这种方式，DC电源20向RF发射机电路系统12的部件提供功率，诸如发射机控制电路系统22、RF PA24、ETIC 26以及PA偏置电路系统28。在DC电源20的一个实施例中，DC电源20是电池。
在示例性方面，发射机控制电路系统22包括ET查找表(LUT)，以用于基于RF输入信号RFI和发射机配置信号TXCS生成包络电源控制信号VRMP。ET LUT可以包括用于存储与发射机配置信号TXCS的幅度相关联的预定目标电压的存储元件(例如，寄存器)。ET LUT可以进一步包括专用集成电路(ASIC)或另一适当的处理器，以为ETIC 26生成包络电源控制信号VRMP(例如，调制目标电压信号)，该信号可以是差分电压信号。
ETIC 26基于包络电源控制信号VRMP将包络电源信号EPS提供给RF PA 24。包络电源控制信号VRMP表示包络电源信号EPS的设定点。RF PA 24利用包络电源信号EPS接收并放大RF放大器输入信号RFAI以提供RF发射信号RFTX。包络电源信号EPS提供用于放大的功率。RF前端电路系统16经由RF天线18接收、处理并传送RF发射信号RFTX。在RF发射机电路系统12的一个实施例中，发射机控制电路系统22基于发射机配置信号TXCS来配置RF发射机电路系统12。
发射机控制电路系统22耦接至PA偏置电路系统28。PA偏置电路系统28将PA偏置信号PAB提供给RF PA 24。就这一点而言，PA偏置电路系统28经由PA偏置信号PAB偏置RF PA24。在PA偏置电路系统28的一个实施例中，PA偏置电路系统28基于发射机配置信号TXCS偏置RF PA 24。在RF前端电路系统16的一个实施例中，RF前端电路系统16包括至少一个RF开关、至少一个RF放大器、至少一个RF滤波器、至少一个RF双工器、至少一个RF双讯器等或其任意组合。在RF系统控制电路系统14的一个实施例中，RF系统控制电路系统14是RF收发器电路，其可以包括RF收发器IC、基带控制器电路系统等或其任意组合。
在RF通信系统10的一个实施例中，RF通信系统10利用多个通信时隙与其他RF通信系统(未示出)进行通信，该多个通信时隙可以包括发送通信时隙、接收通信时隙、同时接收和发送通信时隙或其任意组合。此类通信时隙可以利用RF发射信号RFTX、RF接收信号RFRX、其他RF信号(未示出)或其任意组合。在RF通信时隙的一个实施例中，RF通信时隙是在其期间可以发生RF发射、RF接收或两者兼有的时间段。相邻的RF通信时隙可以由时隙边界隔开，在该时隙边界中可以禁止RF发射、RF接收或禁止两者。因此，在时隙边界期间，RF通信系统10可以准备好进行RF发射、RF接收或两者兼有。
在示例性方面，RF发射机电路系统12被配置为提供具有宽调制带宽(诸如100MHz或更大带宽)的RF发射信号RFTX。由于这种宽调制带宽，在包络电源信号EPS中由于可变阻抗源可能会出现电压误差，这将在以下关于图2和图3进行进一步讨论。因此，ETIC 26可以包括频率均衡器以补偿这些阻抗源，如以下关于图4至图7所进一步讨论的。在一些实施例中，频率均衡器自适应于补偿可变阻抗源中的变化，如以下关于图8至图11所进一步讨论的。其他实施例可以增强该自适应频率均衡器，如以下关于图12至图14所进一步讨论的。
图2是示例性ET系统30的示意性模型，其包括用于图1的RF通信系统10的ETIC 26。ET系统30被配置为耦接至一个或多个PA(例如，图1的RF PA 24)，并为该一个或多个PA提供具有ET调制电压VccPA和调制PA负载电流IccPA的包络跟踪功率信号(例如，图1的电源信号EPS)。继而，PA基于由ETIC 26生成的ET调制电压VccETIC将RF信号(例如，图1的RF放大器输入信号RFAI)从输入功率放大到输出功率。
在示例性方面，ET系统30被建模为输出ET调制电压VccPA的两个输入系统。第一输入是调制目标电压信号Vccideal，其为驱动ETIC 26的信号(例如，由发射机控制电路系统22利用ET LUT生成的包络电源控制信号VRMP)。第二输入是调制PA负载电流IccPA。因此，ET调制电压VccPA是ET系统30相对于这些输入的响应。
调制PA负载电流IccPA基于负载调制(建模为ETIC阻抗ZETIC)和提供给PA的源阻抗Zsource，在ET调制电压VccPA两端产生电压误差。ETIC阻抗ZETIC包括各种阻抗源。例如，调制目标电压信号Vccideal可以在被滤波之后控制跟踪放大器32，诸如利用抗混叠滤波器34(具有传递函数1/(1+s/waaf))和/或跟踪放大器带宽滤波器36(具有传递函数1/(1+s/wtrkamp))。跟踪放大器32可以建模为电流源38(取决于滤波后的调制目标电压信号Vccideal)、电流源38与并联电感Lzoit、并联电阻Rpzout和并联电容Cpzout之间的串联电阻Rszout、分路电容Cszout以及分路电阻Rs2zout。ETIC阻抗ZETIC可以包括其他阻抗源，诸如分路辅助电容Caux、分路下拉电容Cpulldown和分路陷波滤波器40。
源阻抗Zsource包括各种阻抗源，被建模为串联迹线电感Ltrace(例如，ETIC 26和PA之间的导电迹线的电感)、分路电阻Rp_pa(表示在电流均方根(RMS)ET调制电压附近的增量电阻VccRMS/IccRMS)以及分路电容CPA。调制PA负载电流IccpA是PA输入功率的函数(即，IccPA＝f2(Pin))。此外，使用包络电源控制信号VRMP由ET LUT(例如，等增益ET LUT、低斜率ET LUT或其他合适的ET LUT)生成调制目标电压信号Vccideal，其为表示包络线输入功率Pin的缩放数字输入(即，Vccideal＝f1(Pin))。因此，调制PA负载电流IccPA可以表达为其中/>是函数f1的逆函数。该组合函数得到IccPA＝f(Vccideal)。(在某些示例中，可能有多个PA，每个PA都有对应的源阻抗Zsource)。
图3是图2的ET系统30的示意性模型，其被建模为单个输入系统。调制PA负载电流IccPA＝f(Vccideal)通常可以表示为调制目标电压信号Vccideal、DC电压V0和PA电阻RIcc(表示PA负载线方程)的函数，IccPA＝(Vccideal-V0)/RIcc。着眼于非DC分量，可以去除DC电压V0，从而使得在图2的模型中，调制PA负载电流IccPA表示交流(AC)输入电流分量，且调制目标电压信号Vccideal表示AC输入电压分量。
在这种方法下，IccPA～＝Vccideal(delay)/RIcc，其中delay表示调制目标电压信号Vccideal在通过ET系统30的信号路径内将遇到的延迟。因此，传递函数框图变成仅使用调制目标电压信号Vccideal作为ET系统30的输入的基于单个输入的系统。因为PA电阻RIcc表示PA负载线方程，所以它可以根据PA的VSWR操作而变化。PA电阻RIcc可以如以下关于图8至图11所讨论的那样进行估计并且用于调整自适应频率均衡器的设置。
图4是包括用于ETIC 26的频率均衡器42的图2的ET系统30的示例性实施例的示意性模型。频率均衡器42将误差校正信号注入到ETIC 26中(例如，根据调制目标电压信号Vccideal)，以补偿提供给PA的ET调制电压VccPA中的电压跟踪误差。在一些示例中，频率均衡器42被实现为模拟电路，其使用单个块来创建传递函数H(s)以实现该误差补偿(例如，将误差校正信号注入到ETIC 26中)。
在一些示例中，频率均衡器42被实现为两个块，以创建两个传递函数H1(s)和H2(s)。Zsource/RIcc补偿电路44使用第二传递函数H2(s)来补偿Zsource(s)/RIcc的影响(根据PA电阻RIcc的变化)，并且频率滤波器46使用第一传递函数H1(s)来均衡剩余的传递函数。
图5是图4的ET系统30的示意性模型，其被示出具有组合阻抗。可以针对ET系统30的各种传递函数进行数学计算，诸如将阻抗源的效应结合在ETIC阻抗ZETIC中。跟踪放大器32的串联电阻Rszout和并联电感Lzout、并联电阻Rpzout以及并联电容Cpzout可以组合为跟踪放大器输出阻抗Zzout。跟踪放大器32的分路电容Cszout和分路电阻Rs2zout可以与分路辅助电容Caux、分路下拉电容Cpulldown和分路陷波滤波器40组合为分路阻抗Zshunt。
另外，可以组合源阻抗Zsource的元素。串联迹线电感Ltrace可以建模为迹线阻抗Zltrace。分路电阻Rp_pa和分路电容CPA可以组合为PA负载阻抗ZloadPA。这些组合阻抗中的每一个(跟踪放大器输出阻抗Zzout、分路阻抗Zshunt、迹线阻抗Zltrace和PA负载阻抗ZloadPA)都可以包括实部分量和/或等价模型。
图6是图4的ET系统30的总传递函数的示意性模型。可以基于所示模型计算网络和传递函数，其中，由跟踪放大器输出阻抗Zzout、分路阻抗Zshunt、迹线阻抗Zltrace和PA负载阻抗ZloadPA得出总网络阻抗48：
其中EITC阻抗且源阻抗/>
ET系统30总传递函数，表达为VccPA/Vccideal，计算如下：
其中且/>
图7是图4的ET系统30的示意性模型，示出了总传递函数中的延迟50。传递函数中的延迟项是在无调制PA负载电流情况下VccPAwoIccPA在从调制目标电压信号Vccideal到调制电压VccPA的ET路径上的延迟50，如图7所示。
在一个实施例中，第二传递函数H2(s)被设置为使得Zsource/RIcc补偿电路44消除Zsource(s)/RIcc的影响：
其中H2(s)的参数通过PA电阻RIcc的变化来调节。
此外，第一传递函数H1(s)被设置为实现总期望频率响应Hdesired：
应该注意的是，作为第一近似H1(s)不是RIcc的函数。
图8是图2和图4的ET系统30的另一示例性实施例的示意性模型，具有使用跟踪放大器感测电流Itrkamp_sense和跟踪放大器输入电压Vcc_inputtrkamp来更新自适应频率均衡器42的设置的自适应频率均衡器42。在示例性方面，频率均衡器42包括PA电阻估计器电路52，其由跟踪放大器感测电流Itrkamp_sense和跟踪放大器输入电压Vcc_inputtrkamp估计PA电阻RIcc(表示PA负载线方程)或倒数1/RIcc。
均衡器设置校正电路54将估计的PA电阻RIcc或其倒数1/RIcc映射到频率均衡器42的不同设置值，它们可能主要影响Zsource/RIcc补偿电路44的H2(s)响应。频率均衡器42的校正设置最终影响频率滤波器46的H1(s)响应，以在变化的PA电阻RIcc条件下均衡总ET系统30响应VccPA/Vccideal。
图9是图2和图4的ET系统30的另一示例性实施例的示意性模型，具有使用跟踪放大器感测电流Itrkamp_sense和缩放的理想电压Scaled_Vccideal来更新自适应频率均衡器42的设置的自适应频率均衡器42。PA电阻估计器电路52使用跟踪放大器感测电流Itrkamp_sense和缩放的理想电压Scaled_Vccideal(例如，从调制目标电压信号Vccideal得出)来估计PA电阻RIcc或PA具有的PA电阻RIcc的任何函数(例如，1/RIcc)。由于大部分PA负载电流IccPA是由跟踪放大器带宽滤波器36提供的，使得可以实现非常宽的调制带宽ET信号的PA电阻RIcc的高精度估计。
图10是用于图9的自适应频率均衡器42的PA电阻估计器电路52和均衡器设置校正电路54的另一示例性实施例的示意性模型。PA电阻估计器电路52可以首先通过去除对接地参考的电容所引起的估计电流C*dV/dt来估计PA负载电流IccPA的AC分量。然后，通过乘以可编程电阻器RIccx将估计的PA负载电流IccPA转换为电压。从RIccx*IccPA的斜率中减去缩放的理想电压Scaled_Vccideal的斜率(具有估计的延迟delayx)，通过低通滤波器56进行滤波，并与比较器58进行比较。可编程电阻器RIccx的值通过向上/向下计数器60被调节(例如，数字地递增或递减)，直到斜率匹配为止。
导致这一匹配的可编程电阻器RIccx的值是估计的PA电阻RIcc，并且被传递到均衡器设置校正电路54，该均衡器设置校正电路可以使用数字映射表62(例如，以ASIC或其他逻辑电路实现的LUT)为频率均衡器42提供不同的设置。应当理解，该实施例本质上是说明性的，并且可以使用其他方法来估计估计的PA负载电流IccPA与缩放的理想电压Scaled_Vccideal之间的斜率。因此，其他实施例可以不同地实现PA电阻估计器电路52和均衡器设置校正电路54。在一些示例中，PA电阻估计器电路52和均衡器设置校正电路54的功能可以被组合在单个电路中或者被划分为另外的子电路。
图11是用于图9的自适应频率均衡器42的PA电阻估计器电路52和均衡器设置校正电路54的另一示例性实施例的示意性模型。在该示例中，图10的微分和低通滤波器56被组合有两个功能的单个组合滤波器64代替。在其他示例中，PA电阻估计器电路52的附加功能可以被组合到单个运算放大器中，并且具有用于偏置的适当的电阻器和电容器。
以这种方式，关于图8至图11描述的自适应频率均衡器42可以使用ETIC 26中的内部信息来检测PA处的PA电阻RIcc的变化。自适应频率均衡器42可以进一步使用该信息来更新其传递函数，以补偿相对于标称PA电阻RIccnom的这些变化。
返回图9，可以以多种方式来定义频率均衡器42的传递函数H1(s)和H2(s)和/或单个传递函数H(s)，以相对于PA电阻RIcc自适应并且改善ET系统30的ET性能。下面描述几种示例性情况，以及可以使用PA电阻估计器电路52和均衡器设置校正电路54调整的频率均衡器42的参数。
情况1)针对H(s)的预定义复数极点频率均衡器：频率均衡器42包括单个基于二阶复数极点的预定义均衡器，其定义如下：
其中，Qeq为品质因数(Q)且ω0eq为频率均衡器42的自然脉动频率。应当理解，这一传递函数也可以分解为两个等价项H1(s)+H2(s)＝H(s)，其中H2(s)被设定为具有带有比例因数axRIcc的纯零传递函数的传递函数且H1(s)＝H(s)-H2(s)。
在这一情况下，总ET系统30响应VccPA/Vccideal可以通过根据PA电阻RIcc的变化调节频率均衡器42的Q因数Qeq来均衡。例如，Q因数Qeq可以被定义为新的PA电阻的函数，如下所示：
其中，Qeqnom为频率均衡器42的传递函数H(s)的标称Q因数，而RIccnom为标称PA电阻。
情况2)使用独立的H1和H2均衡器的频率均衡器：频率均衡器42包括两个传递函数H1和H2(例如，分别针对Zsource/RIcc补偿电路44和频率滤波器46)，它们独立地进行了预定义，从而得到总传递函数H(s)预定义均衡器响应。
第二传递函数H2(s)基于具有相对于1/RIcc变化缩放的比例项axRIcc的零传递函
其中ωzero为传递函数的零频率。
第一传递函数H1(s)基于二阶复数零传递函数和实极点：
在这种情况下，总ET系统30响应VccPA/Vccideal可以通过缩放第二传递函数H2(s)的系数项来均衡。通过相对于PA电阻RIcc的变化调整比例项axRIcc，同时保持第一传递函数H1(s)不变，针对宽调制带宽信号调节总频率与PA负载线的关系如下：
情况3)使用实数极点/实数零点H(s)预定义均衡器的频率均衡器：在这种情况下，预定义均衡器H(s)具有实数极点和实数零点(从中可以由H(s)数学上导出H1(s)和H2(s))。传递函数H(s)定义如下：
其中，ωeqzero为频率均衡器42的零频率，而ωeqpole为频率均衡器42的极点频率。
在这种情况下，通过根据PA电阻RIcc变化比例调节频率均衡器42零点ωeqzero的频率以及频率均衡器42极点ωeqpole的频率，可以均衡总ET系统30的响应VccPA/Vccideal以补偿PA负载线的变化，如下所示：
其中，ωeqzeronom是频率均衡器42的标称零频率，而ωeqpolenom是频率均衡器42的标称极点频率。
总之，在自适应频率均衡器42的实施例中可以使用各种模拟频率均衡器。在一些实施例中，仅需要相对于PA电阻RIcc对标称值的变化来调节一个或两个参数，从而针对非常宽的调制带宽ET得到简单而有效的自适应调节。
图12是图1的RF发射机电路系统12的实施例的示意框图，其中ETIC 26具有自适应频率均衡器42和发射机控制电路系统22，该发射机控制电路系统具有自适应同相/正交(I/Q)存储器数字预失真(mDPD)电路66。发射机控制电路系统22基于ET LUT增益信号et_lut_gain(例如，作为图1的发射机配置信号TXCS的一部分接收或从其得出)和RF输入信号RFI，来提供调制目标电压信号Vccideal。就这一点而言，发射机控制电路系统22包括目标电压LUT68，其在一些示例中是ASIC，并且包括用于存储与接收到的数字幅度70相关联的预定数字目标电压的存储元件(例如，寄存器)。目标电压LUT 68还可以包括处理元件(例如，微处理器)，以基于数字幅度70生成数字目标电压。
发射机控制电路系统22进一步包括信号处理电路72，该信号处理电路被配置为基于RF输入信号RFI(数字信号)来生成RF放大器输入信号RFAI。在非限制性示例中，RF输入信号RFI(可以是数字基带信号)包括数字同相(I)信号和数字正交(Q)信号，其分别对应于同相幅度I和正交幅度Q。同相幅度I和正交幅度Q共同定义了多个数字幅度发射机控制电路系统22可以包括组合器74，其将数字幅度/>与ET LUT增益信号et_lut_gain(例如作为图1的发射机配置信号TXCS的一部分接收或从其得出)组合以生成数字幅度70。
信号处理电路72进一步包括自适应I/Q mDPD电路66，其被配置为对RF输入信号RFI的I/Q分量执行mDPD。信号处理电路72包括同相数模转换器(DAC)76I和正交DAC 76Q，它们分别将数字同相信号和数字正交信号转换为模拟同相信号和模拟正交信号。信号处理电路72可以包括用于分别使模拟同相信号和模拟正交信号在期望的频带中通过的同相滤波器78I和正交滤波器78Q。信号处理电路72可以包括被配置为将模拟同相信号和模拟正交信号转换为适当频率(例如，载波频率或中频)的同相复用器80I和正交混合器80Q。同相复用器80I和正交混合器80Q可以被配置为基于由振荡器82提供的参考频率进行操作。信号处理电路72包括信号组合器84，该信号组合器被配置为组合模拟同相信号和模拟正交信号以生成RF放大器输入信号RFAI。
发射机电路系统12包括ETIC 26，该ETIC使用自适应频率均衡器42来补偿负载线变化(例如，PA电阻RIcc)对提供给RF PA 24的ET调制电压VccPA的影响。在示例性方面，自适应I/Q mDPD电路66可以通过补偿由RF PA 24和/或在传输路径中的多路复用器滤波器86产生的I/Q误差来进一步增强发射机电路系统12的性能。自适应I/Q mDPD电路66可以通过反馈电路88接收RF反馈信号RFF，该反馈电路通过一个或多个双向耦合器90耦接至RF发射信号RFTX。通过使用RF反馈信号RFF，自适应I/Q mDPD电路66与自适应频率均衡器42一起工作以校正ET调制电压VccPA中的ET误差。
图13是图12的RF发射机电路系统12的另一实施例的示意框图，其具有群延迟辅助电路92。在该示例中，除了PA电阻估计器电路52之外，自适应频率均衡器42还包括群延迟辅助电路92，该群延迟辅助电路使用跟踪放大器感测电流Itrkamp_sense和跟踪放大器输入电压Vcc_inputtrkamp来估计ET调制电压VccPA和调制PA负载电流IccPA之间的群延迟并在其之间提供失配校正。
应当理解，本文所描述和描绘的实施例本质上是说明性的，并且改进和修改被认为在本文所公开的构思的范围内。例如，图14是集成到位移跟踪放大器(DTA)94中的自适应频率均衡器42的示意框图。在该示例中，除了群延迟辅助电路92之外，DTA 94中的自适应频率均衡器42还可以跟踪相对于VSWR的变化。

Claims (20)

1.一种射频(RF)电路，包括：
电源；
包络跟踪集成电路(ETIC)，耦接至所述电源并被配置为向功率放大器(PA)提供包络跟踪功率信号；以及
自适应频率均衡器，被配置为将误差校正信号注入到所述ETIC中，所述误差校正信号补偿由所述PA处的可变负载阻抗以及所述ETIC与所述PA之间的可变迹线电感所引起的所述包络跟踪功率信号中的电压跟踪误差；
其中所述自适应频率均衡器包括阻抗补偿电路和频率滤波器，所述阻抗补偿电路和所述频率过滤器根据调制目标电压信号注入所述误差校正信号，所述调制目标电压信号控制所述ETIC的包络跟踪(ET)函数。
2.根据权利要求1所述的RF电路，其中：
所述自适应频率均衡器进一步包括PA电阻估计器电路，所述PA电阻估计器电路被配置为估计在所述PA处的可变负载阻抗和所述可变迹线电感的组合阻抗效应；并且
所述误差校正信号基于所述PA电阻估计器电路的输出来调节。
3.根据权利要求2所述的RF电路，其中所述PA电阻估计器电路基于通过所述ETIC的电流和表示所述PA处的所述包络跟踪功率信号的电压来估计所述组合阻抗。
4.根据权利要求3所述的RF电路，其中所述PA电阻估计器电路耦接至所述ETIC中的跟踪放大器的输入电压。
5.根据权利要求3所述的RF电路，其中所述PA电阻估计器电路耦接至从所述调制目标电压信号得出的缩放的理想电压。
6.根据权利要求2所述的RF电路，其中所述自适应频率均衡器进一步包括均衡器设置校正电路，所述均衡器设置校正电路耦接至所述PA电阻估计器电路并且被配置为基于所述PA电阻估计器电路的所述输出来更新所述阻抗补偿电路的传递函数的设置。
7.根据权利要求1所述的RF电路，进一步包括被配置为提供所述调制目标电压信号的发射机控制电路；
其中：
所述ETIC根据所述调制目标电压信号提供所述包络跟踪功率信号；并且
所述自适应频率均衡器耦接至所述调制目标电压信号，并且定义传递函数以补偿所述包络跟踪功率信号中的所述电压跟踪误差。
8.根据权利要求7所述的RF电路，其中所述传递函数是PA电阻的变化和通过所述ETIC的所述调制目标电压信号中延迟的函数。
9.根据权利要求7所述的RF电路，进一步包括信号处理电路，所述信号处理电路被配置为利用所述包络跟踪功率信号来生成将由所述PA放大的RF放大器输入信号；
其中所述信号处理电路包括被配置为补偿通过所述PA的传输路径中的I/Q误差的自适应同相/正交(I/Q)存储器数字预失真(mDPD)电路。
10.根据权利要求9所述的RF电路，其中所述自适应I/Q mDPD电路与所述自适应频率均衡器相结合地调节，以校正所述包络跟踪功率信号中的所述电压跟踪误差。
11.一种用于校正宽调制带宽包络跟踪(ET)中的误差的方法，所述方法包括：
接收调制目标电压信号；
基于所述调制目标电压信号，使用ET集成电路(ETIC)为功率放大器(PA)提供包络跟踪功率信号；
根据所述调制目标电压信号、通过所述ETIC的电流以及表示所述PA处的所述包络跟踪功率信号的电压通过自适应频率均衡器来生成误差校正信号；以及
将所述误差校正信号注入到所述ETIC中，所述误差校正信号补偿由所述PA处的可变负载阻抗以及所述ETIC与所述PA之间的可变迹线电感所引起的所述包络跟踪功率信号中的电压跟踪误差，
其中所述自适应频率均衡器包括阻抗补偿电路和频率滤波器，所述阻抗补偿电路和所述频率过滤器根据调制目标电压信号注入所述误差校正信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述误差校正信号根据所述调制目标电压信号(Vccideal)由所述PA处的所述包络跟踪功率信号的电压(VccPA)的传递函数(H(s))生成。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述传递函数根据PA电阻(RIcc)的变化和通过所述ETIC的调制目标电压信号(Vccideal)中的延迟来补偿所述PA的源阻抗(Zsource)。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
通过将表示所述包络跟踪功率信号的电压与由通过所述ETIC的电流以及所述PA电阻的表示得到的电压进行比较，估计所述PA电阻的变化；和
根据所述PA电阻的所估计的变化来调整所述传递函数。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述传递函数(H(s))由以下计算：
其中，AAF(s)为抗混叠滤波器的传递函数，trkamp(s)为跟踪放大器的传递函数，Zltrace对应于所述可变迹线电感，ZETIC为所述ETIC的阻抗，以及Zzout为所述ETIC的输出阻抗。
16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括由第一传递函数(H1(s))和第二传递函数(H2(s))生成所述误差校正信号，所述第一传递函数包括频率滤波器，所述第二传递函数根据PA电阻(RIcc)的变化来补偿所述PA的源阻抗(Zsource)。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一传递函数(H1(s))被设置为根据所述调制目标电压信号(Vccideal)获得对所述包络跟踪功率信号(VccPA)的期望频率响应。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一传递函数(H1(s))和所述第二传递函数(H2(s))由以下计算：
其中，AAF(s)为抗混叠滤波器的传递函数，trkamp(s)为跟踪放大器的传递函数，Zltrace对应于所述可变迹线电感，ZETIC为所述ETIC的阻抗，Zzout为所述ETIC的输出阻抗，以及“delay”是通过所述ETIC的所述调制目标电压信号(Vccideal)中的延迟。
19.一种射频(RF)电路，包括：
电源；
发送器控制电路，被配置为提供调制目标电压信号；
包络跟踪集成电路(ETIC)，耦接至所述电源并被配置为根据所述调制目标电压信号向功率放大器(PA)提供包络跟踪功率信号；以及
自适应频率均衡器，耦接至所述调制目标电压信号并被配置为将误差校正信号注入到所述ETIC中，所述误差校正信号补偿由所述PA处的可变负载阻抗以及所述ETIC与所述PA之间的可变迹线电感所引起的所述包络跟踪功率信号中的电压跟踪误差；
其中，所述自适应频率均衡器定义传递函数以补偿所述包络跟踪功率信号中的所述电压跟踪误差，以及
其中，所述自适应频率均衡器包括阻抗补偿电路和频率滤波器，所述阻抗补偿电路和所述频率过滤器根据调制目标电压信号注入所述误差校正信号。
20.根据权利要求19所述的RF电路，进一步包括信号处理电路，所述信号处理电路被配置为利用所述包络跟踪功率信号来生成将由所述PA放大的RF放大器输入信号；
其中：
所述信号处理电路包括被配置为补偿通过所述PA的传输路径中的I/Q误差的自适应同相/正交(I/Q)存储器数字预失真(mDPD)电路；以及
所述自适应I/Q mDPD电路与所述自适应频率均衡器相结合地调节，以校正所述包络跟踪功率信号中的所述电压跟踪误差。
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