CN112702026A - 具有改善的性能的射频放大器的装置及相关方法 - Google Patents

具有改善的性能的射频放大器的装置及相关方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112702026A
CN112702026A CN202011123776.4A CN202011123776A CN112702026A CN 112702026 A CN112702026 A CN 112702026A CN 202011123776 A CN202011123776 A CN 202011123776A CN 112702026 A CN112702026 A CN 112702026A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
bias
circuit
power amplifier
input signal
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
CN202011123776.4A
Other languages
English (en)
Inventor
L·潘塞里
M·H·葛劳哥伦
P·万加拉
J·M·库利
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.)
Silicon Laboratories Inc
Original Assignee
Silicon Laboratories 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 Silicon Laboratories Inc filed Critical Silicon Laboratories Inc
Publication of CN112702026A publication Critical patent/CN112702026A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211—Modifications 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
    • H03F1/0216—Continuous control
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0261—Modifications 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
    • H03F1/0266—Modifications 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 by using a signal derived from the input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
    • H03F1/22—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively
    • H03F1/223—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively with MOSFET's
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/307—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in push-pull amplifiers
    • H03F1/308—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in push-pull amplifiers using MOSFET
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3205—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion in field-effect transistor amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/30—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3001—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor with field-effect transistors
    • H03F3/3022—CMOS common source output SEPP amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2201/00—Indexing scheme relating to details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements covered by H03F1/00
    • H03F2201/32—Indexing scheme relating to modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F2201/3215—To increase the output power or efficiency
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/30—Indexing scheme relating to single-ended push-pull [SEPP]; Phase-splitters therefor
    • H03F2203/30084—Indexing scheme relating to single-ended push-pull [SEPP]; Phase-splitters therefor the pull circuit of the SEPP amplifier being a cascode circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/30—Indexing scheme relating to single-ended push-pull [SEPP]; Phase-splitters therefor
    • H03F2203/30117—Indexing scheme relating to single-ended push-pull [SEPP]; Phase-splitters therefor the push circuit of the SEPP amplifier being a cascode circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/045—Circuits with power amplifiers with means for improving efficiency

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了具有改善的性能的射频放大器的装置及相关方法。一种装置包括射频(RF)电路，该RF电路包括功率放大器，该功率放大器经耦合以接收RF输入信号并响应于修改后的偏置信号提供RF输出信号。该RF电路进一步包括偏置路径电路，该偏置路径电路经耦合以根据输入信号的特性来修改偏置信号，以生成修改后的偏置信号。偏置路径电路将修改后的偏置信号提供给功率放大器。

Description

具有改善的性能的射频放大器的装置及相关方法
技术领域
本公开涉及放大器，并且更具体来说涉及具有改善的性能的功率放大器(PA)的装置和相关方法。
背景技术
随着诸如Wi-Fi、蓝牙和移动或无线物联网(IoT)设备的无线技术的日益普及，越来越多的设备或系统并入了RF电路，诸如接收器和/或发射器。为了降低成本、尺寸和材料清单，并增加此类设备或系统的可靠性，各种电路或功能已集成到集成电路(IC)中。例如，IC通常包括接收器和/或发射器电路。
随着技术的进步，已经有越来越多的电路元件被集成到设备中，诸如集成电路(IC)。此外，越来越多的设备(诸如IC或子系统)已经集成到产品中。随着诸如物联网(IoT)的发展，这一趋势有望继续。
随着电路元件、设备、子系统等数量的增加导致包含这些组件的产品的功耗也相应增加。在某些应用中，诸如电池供电的产品、移动产品或便携式产品，可用的功率或能量是有限的。鉴于在这些应用中可用的功率或能量相对小，组件或产品的功耗降低提供了优点或好处，例如，延长电池寿命、增加系统的“正常运行时间”或活动时间等。
即使在非便携式环境中，由于电能不能100％有效地使用，增加的功耗总是导致生成大量的热量。因此，降低组件或产品的功耗提供优点或好处，例如，减少热量、降低电力成本等。
一些IoT设备包括射频(RF)发射器或收发器。发射器或收发器通常包括RF功率放大器。在某些情况下，当发射RF信号时，RF功率放大器可以消耗设备总体功耗的相对较大百分比。因此，RF功率放大器的效率会影响设备的总体功率效率。
本节中的描述和任何对应的(一个或多个)附图都作为背景信息资料包含在内。本节中的资料不应被视为承认这些资料构成本专利申请的现有技术。
发明内容
根据示例性实施例，设想了各种装置和相关方法。根据一个示例性实施例，一种装置包括RF电路，该RF电路包括功率放大器，该功率放大器经耦合以接收RF输入信号并响应于修改后的偏置信号而提供RF输出信号。该RF电路进一步包括偏置路径电路，该偏置路径电路经耦合以根据输入信号的特性来修改偏置信号，以生成修改后的偏置信号。偏置路径电路将修改后的偏置信号提供给功率放大器。
根据另一个示例性实施例，一种装置包括RF电路，该RF电路包括功率放大器，该功率放大器经耦合以接收RF输入信号并提供RF输出信号。RF电路进一步包括中频(IF)/RF路径电路，该中频(IF)/RF路径电路用于接收输入信号并将RF输入信号提供给功率放大器。该RF电路进一步包括偏置路径电路，该偏置路径电路经耦合以根据输入信号的特性来生成偏置信号并将该偏置信号提供给功率放大器。
根据又一个示例性实施例，一种操作功率放大器的方法包括接收输入信号，并根据输入信号的特性来修改功率放大器的偏置信号以生成修改后的偏置信号。该方法进一步包括用修改后的偏置信号来偏置功率放大器。该方法还包括使用放大器来放大输入信号。
附图说明
附图仅说明示例性实施例，并且因此不应被视为限制本申请或所要求保护的主题的范围。本领域普通技术人员将理解，所公开的概念借用到其他等效的实施例。在附图中，在不止一个附图中使用的相同附体标记表示相同、相似或等效的功能、组件或块。
图1示出了根据示例性实施例的包括具有改善的性能的PA的电路布置。
图2示出了根据另一个示例性实施例的包括具有改善的性能的PA的电路布置。
图3示出了根据示例性实施例的包括具有改善的性能的PA的RF电路。
图4示出了根据示例性实施例的用于改善PA性能的电路布置。
图5示出了根据示例性实施例的用于查找表(LUT)的电路布置。
图6示出了根据示例性实施例的LUT的传递函数的点图。
图7示出了根据示例性实施例的用于具有多个片的PA的电路布置。
图8示出了根据示例性实施例的用于偏置PA的电路布置。
图9示出了根据示例性实施例的用于改善PA性能的电路布置。
图10示出了根据示例性实施例的用于分段解码器的电路布置。
图11示出了根据示例性实施例的用于偏置PA的电路布置。
图12示出了根据示例性实施例的用于无线电通信的系统。
图13示出了根据示例性实施例的用于无线电通信的系统。
图14示出了根据示例性实施例的用于包括具有改善的性能的PA的IC的电路布置。
图15示出了根据另一个示例性实施例的用于包括具有改善的性能的PA的IC的电路布置。
具体实施方式
所公开的概念涉及放大器，并且更具体来说涉及具有改善的性能的RF放大器装置和相关方法。更具体地说，所公开的概念提供了用于具有改善的功率效率的RF功率放大器的装置和方法。
在示例性实施例中，通过以下方式改善效率：根据PA或RF功率放大器(RFPA)所放大的包络(例如RF包络)来修改PA或RFPA偏置电流(或生成偏置电流，或一般地生成偏置信号)以生成放大的RF信号。PA或RFPA将放大的信号(例如，放大的RF信号)递送到负载，例如，如本领域普通技术人员会理解的，天线(如本领域的普通技术人员会理解的，无论是直接的还是通过诸如阻抗匹配电路、巴伦(balun)等电路)、扬声器(在音频放大器的情况下，将在下文讨论)等。
如本领域普通技术人员会理解的，虽然为了简洁起见，说明书引用了(一个或多个)偏置电流和(一个或多个)修改后的偏置电流，但在示例性实施例中，并不是修改偏置电流(例如，通过修改一个或多个恒定偏置电流)，而是可以通过适当的修改而修改其他类型的偏置信号，诸如偏置电压(例如，通过修改一个或多个恒定偏置电压)或者是偏置电流和电压的组合(例如，通过修改一个或多个恒定偏置电流并且修改一个或多个恒定偏置电压)。此外，如本领域普通技术人员会理解的，虽然为了简洁起见，说明书引用了修改偏置电流，但是可以根据RF包络或其他属性(如下所述)来生成适当电平和/或数量的偏置电流。因此，对修改偏置电流(通常为偏置信号)或偏置电流的修改的引用应被解读为涵盖了根据RF包络或其他属性来生成偏置电流(通常为偏置信号)。
在示例性实施例中，不是根据RF信号包络来修改偏置电流，而是可以使用RF信号的其他因素或属性来修改偏置电流，诸如幅度、功率甚至复信号系统中的同相电平(I)或正交电平(Q)。为了简洁起见，如本领域普通技术人员会理解的，本公开中对RF包络或RF信号的包络的引用可以通过进行适当的修改而包括或替换成这些因素或属性。
这些技术可以改善PA或RFPA的效率，例如，对于同样具有相对高的吞吐量的线性的调制方案，该方法改善PA或RFPA效率。在示例性实施例中，通过修改一个或多个偏置电流使得PA或RFPA的增益在PA或RFPA的输入信号的功率电平上是恒定的(或在实际的物理实现中相对恒定，例如，在给定的百分比内)，来使PA或RFPA线性化。残余误差的容限是信号吞吐量、调制方案和指定或期望的标准或协议等的函数。通常，吞吐量越高，期望或指定的线性度就越高，转化为残余误差越低。虽然没有一个数字可以适用于所有情况、标准、规范、PA设计等，但是通常，在约1％到约2％范围内的数字是增益恒定性的合理目标，如本领域的普通技术人员会理解的，可以期望并可以使用其他数字。一些PA或RFPA可以包括影响增益(即，使增益不恒定)的不止一个的非线性的类型或源。仅作为示例而非限制，如本领域普通技术人员会理解的，在一些实施例中，非线性包括AM-AM(幅度到幅度失真)和AM-PM(幅度到相位失真)。
如下面详细描述的，在一些实施例中，在模拟域中实现了效率改善和/或线性化。在这些实施例中，偏置电流被连续地调制。
还如下面详细描述的，在一些实施例中，在数字域中实现了效率改善和/或线性化。在这些实施例中，通过接通或断开PA或RFPA的段或片来调制偏置电流。
在其他实施例中，实现了一种混合解决方案，其中对于输入信号包络的(一个或多个)特定范围(例如，相对较低的包络幅度)，执行模拟调制，而对于输入信号包络的(一个或多个)其他范围(例如，相对较高的包络幅度)，执行数字调制。另外，通过适当地选择将偏置电流与输入信号的包络相关的函数，可以改善PA的线性度，仍然进一步改善PA效率。
除了改善效率和线性度外，根据示例性实施例的PA或RFPA提供相对低的灵敏度以延迟失配和量化误差(在下文描述的数模转换器(DAC)和查找表(LUT)中)。与传统方法相比，这些属性使得设计、制造和测试PA或RFPA或包含一个或多个PA或RFPA的系统、子系统、装置、模块等更容易。
注意，除了RFPA，所描述的技术还可以应用于处理具有相对大值(例如，3dB的峰均比)的相对不频繁的信号摆动的信号的任何电路。这样的电路的示例构成音频放大器。此外，所描述的技术可以应用于放大幅度随时间变化的信号的任何电路。同样，音频放大器是这种电路的示例。如本领域的普通技术人员会理解的，虽然说明书引用PA和/或RFPA，但是所公开的装置和技术可以应用于上述电路。
如本领域普通技术人员会理解的，RFPA或通常的PA(或满足上述标准的任何其他类型的电路)可以用于各种电路、系统、子系统、装置、模块、IC等。
图1示出了根据示例性实施例的包括具有改善的性能的PA 20的电路布置5。更具体地说，该图示出了包括RF电路15的装置10。在所示的实施例中，RF电路15包括耦合到PA20的发射(TX)电路30。PA 20耦合到负载25并对其进行驱动。在RF电路或系统的情况下，负载25可以表示或包括天线，并且可以包括巴伦、阻抗匹配电路等，如上所述。
TX电路30生成用于发射的RF信号。如本领域普通技术人员会理解的，TX电路30可以包括用于生成用于发射的RF信号的各种电路。
PA 20接收TX电路30的输出RF信号并放大该RF信号以生成放大的RF信号。PA 20包括用以修改偏置电流以改善PA 20的性能的电路。PA 20将放大的RF信号提供给负载25。
图2示出了根据示例性实施例的包括具有改善的性能的PA 20的电路布置5。更具体地说，该图示出了包括RF电路15的装置10。在所示的实施例中，RF电路15包括接收(RX)电路35和耦合到PA 20的发射(TX)电路30两者。PA 20耦合到负载25。换句话说，在图2中的实施例中，RF电路15包括RF收发器电路。
与图1类似，图2中的TX电路30生成用于发射的RF信号。如本领域普通技术人员会理解的，TX电路30可以包括用于生成用于发射的RF信号的各种电路。
PA 20接收TX电路30的输出RF信号并放大该RF信号以生成放大的RF信号。PA 20包括用以修改偏置电流以改善PA 20的性能的电路。PA 20将放大的RF信号提供给负载25。
RX电路35可以(使用未示出的电路和设备)耦合到负载25。因此，RX电路35可以从诸如空气或真空的媒介中接收RF信号。如本领域普通技术人员会理解的，RX电路35可以包括各种RF信号接收电路。
图3示出了根据示例性实施例的包括具有改善的性能的PA 20的RF电路15。RF电路15包括中频(IF)/RF路径电路40和偏置路径电路45。如本领域普通技术人员会理解的，在示例性实施例中，如果包括IF电路，则IF电路执行IF功能，诸如转换、调谐、滤波等。
IF/RF路径电路40包括IF电路、RF电路或两者。在一些实施例中，TX电路(未示出)的一部分可以被包括在IF/RF路径电路40中。通常，如上文所述，IF/RF路径电路40处理作为输入接收的基带或RF信号并生成适于由PA 20放大并最终发射(从标记为“Out”的PA 20的输出发射)的RF信号。
偏置路径电路45也接收IF/RF路径电路40的输入信号。偏置路径电路45修改PA 20的一个或多个偏置电流(或电压，或两者，如上所述)。偏置路径电路45将(一个或多个)修改后的偏置电流提供给PA 20。PA 20使用(一个或多个)修改后的偏置电流作为PA 20中的电路操作的一部分，以放大IF/RF路径电路40的RF输出信号。
注意，如本领域普通技术人员会理解的，虽然为了简洁明了的呈现，附图和相应的描述引用RF电路15，但是如上文所讨论的，电路15可以构成其它类型的电路，在其它类型的电路中根据各种实施例可以使用这些PA。例如，如本领域普通技术人员会理解的，在PA 20是音频放大器的情况下，电路15可以构成音频电路并且可以包括前置放大器、滤波器、均衡器等。
图4示出了根据示例性实施例的用于改善PA性能的电路布置。更具体地说，该图示出了根据示例性实施例的IF/RF路径电路40和偏置路径电路45的细节。
在所示的实施例中，使用复数字信号，即同相信号I[n]和正交信号Q[n]，或者更简单地说是I和Q。然而，如本领域普通技术人员会理解的，通过进行适当的修改，可以根据需要使用实信号。
输入信号(即I和Q信号)馈送到IF延迟调整电路50。IF延迟调整电路50补偿偏置和调制路径电路(即IF/RF路径电路40和偏置路径电路45)中的延迟差。
IF延迟调整电路50的输出驱动包括数模转换器(DAC)和低通滤波器(LPF)的电路(即DAC和LPF电路55)的输入。DAC转换从IF延迟调整电路50接收的数字输入信号以生成模拟信号。LPF对模拟信号进行滤波以提供滤波后的时域复信号，标记为I(t)和Q(t)。
滤波后的时域复信号驱动混频器60的一个输入。本地振荡器(LO)65的输出驱动混频器60的另一输入。混频器60将两个输入信号混合并生成标记为“RFin”的RF信号。RF信号RFin驱动PA 20的输入。如上所述，PA 20放大RFin信号以生成标记为Out的RF信号。
转到偏置路径电路45，功率计算电路70接收I[n]和Q[n]信号并计算输入信号的功率或功率的平方。功率计算电路70可以通过计算I和Q信号的平方来计算功率的平方，即，量I2+Q2，它提供给偏置延迟调整电路75。作为替代，在一些实施例中，功率计算电路70可以通过计算I和Q信号的平方和的平方根来计算输入信号的功率，即，量(I2+Q2)0.5。
如果使用IF延迟调整电路50，则偏置延迟调整电路75是可选的。如果使用偏置延迟调整电路75，则偏置延迟调整电路75可以生成一范围的延迟(包括负延迟)以补偿图4中电路的操作条件或参数的变化。如本领域普通技术人员会理解的，操作条件或参数的示例包括温度、电压等。
偏置延迟调整电路75的输出驱动查找表(LUT)80的输入。LUT 80用于根据其输入来生成输出值。因此，LUT 80具有传递函数，该传递函数生成作为输入信号(即，在所示的实施例中为最终输入信号I[n]和Q[n]的功率)的函数的值。在一些实施例中，LUT 80用于保持PA 20的增益恒定，使得可以改善效率和线性度。在其它实施例中，以与恒定增益不同的准则或目标使用LUT 80，诸如最大化效率，在这种情况下，PA 20的增益不一定是恒定的。在这种情况下，为了补偿残留的非线性，可以使用诸如数字预失真(DPD)电路之类的块或电路。更具体地说，DPD电路生成输入信号(例如，如上所述的I[n]和Q[n]信号)并且补偿残留的非线性。DPD电路的输出驱动IF延迟调整电路50和功率计算电路70的输入。
LUT 80的输出驱动DAC和LPF电路85。DAC转换从LUT 80接收的数字输入信号以生成模拟信号。LPF对该模拟信号进行滤波，以提供标记为“lenv(t)”的滤波后的时域信号。
滤波后的时域信号提供给PA偏置电路90。PA偏置电路90为PA 20生成一个或多个偏置信号，诸如偏置电流、恒定偏置信号等。滤波后的时域信号用于修改提供给PA 20的至少一个偏置信号，诸如偏置电流。
图5示出了根据示例性实施例的用于LUT 80的电路布置。LUT 80包括存储器(或寄存器或存储电路)110和多路复用器(MUX)115。在所示的实施例中，LUT 80接收PA或RFPA的输入功率的量度(即Pin)并生成“lenv”信号作为输出信号。
存储器110具有多个位置n，即与输入I和Q信号中的位的数目相同。位置在图中表示为A0到An-1。每个位置存储数值或数字或函数，该函数将Pin信号的各种值映射到MUX 115的输出处的lenv信号的值。因此，这些位置存储函数的预计算值，该函数将Pin值映射到相应的lenv值。
更具体地说，在存储器110中的每个位置的输出驱动MUX 115的相应输入。信号Pin用作MUX 115的选择信号。响应于Pin信号的值，提供给MUX 115的输入的值之一在MUX 115的输出处被提供作为lenv信号。
图6示出根据示例性实施例的LUT 80的传递函数的点图。如图所示，曲线120将Pin信号的值与lenv信号的具体值相关。注意，Pin值以对数表示法显示，并且因此在示例中显示的范围为-16到+20。
注意，图6所示的点图仅表示用于LUT 80的传递函数的一个示例。如本领域普通技术人员会理解的，用于给定的LUT实施方式的传递函数和/或电路的选择取决于多种因素。这些因素包括设计规范、性能规范、PA架构、设计或拓扑结构、成本、IC或器件面积、可用技术(诸如半导体制造技术)、目标市场、目标终端用户等。
图7示出了根据示例性实施例的用于具有多个“片”的PA 20的电路布置。PA 20使用并联耦合的多个放大器电路或片。多个片的使用允许在PA 20的输出处实现总体期望的功率电平，同时使用各自能够提供比总体PA或RFPA更少的输出功率的片或功率放大器电路。
此外，片的使用允许设置(或配置、修整或编程)PA 20的总体增益。更具体地说，通过接通某些片和断开某些其它片，可以使用比所有片更少的片，其中这些片在PA 20的输出处具有对应的功率电平。注意，图中所示的PA 20包括在一些实施例中可选地使用的使能(标记为“enb”)输入。在这些实施例中，如下文所述，可以使用使能信号来断开(禁用)或接通(启用)PA 20中的各个或各组片。进一步注意，如本领域普通技术人员会理解的，在一些实施例中，可以使用其他方案来接通或断开PA 20中的片。例如，可以使用偏置信号((一个或多个)电压、(一个或多个)电流)来接通或断开PA 20中的期望的片。
在所示的实施例中，PA 20包括片20A-20N。片20A-20N经由VDD电源线接收功率。此外，片20A-20N耦合到VSS接地线。片20A-20N接收PA 20的输入信号(即信号RFin)。片20A-20N耦合到PA 20的输出(即输出Out处的信号)并驱动PA 20的输出。片20A-20N中的每一个还从PA偏置电路(未示出)中接收一个或多个偏置信号，诸如偏置电流。
图8示出了根据示例性实施例的用于偏置PA 20的电路布置。电路布置包括动态偏置电路130和恒定偏置电路135。动态偏置电路130和恒定偏置电路135一起形成PA偏置电路90(参见图4)。
再次参见图8，示出了单个PA片，即片20A。动态偏置电路130和恒定偏置电路135根据需要将偏置信号提供给其它PA片(例如，来自PA 20的指定输出功率需要多少就提供给多少片)。注意，图中所示的PA 20的电路拓扑和配置仅仅是一个示例，并不限制本公开的范围。如本领域普通技术人员会理解的，可根据需要使用其它PA设计和拓扑。例如，在一些实施例中，PA包括n型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，但不包括p型MOSFET。作为另一实例，在一些实施例中，PA包括p型MOSFET，但不包括n型MOSFET。
在所示的实施例中，PA片20A包括耦合到n型MOSFET堆叠的p型MOSFET堆叠。在两个堆叠之间的节点提供PA输出信号Out。p型堆叠包括串联耦合的晶体管Mpsw、Mp和Mpcasc(共源共栅晶体管)。类似地，n型堆叠包括串联耦合的晶体管Mnsw、Mn和Mncasc(共源共栅晶体管)。
在所示的实施例中，晶体管Mp和Mn的栅极由信号RFin_p和RFin_n驱动，如下所述。恒定偏置电路135生成四个偏置电压，分别称为VB1到VB4。这四个偏置电压分别用来驱动晶体管Mpsw、Mpcasc、Mncasc和Mnsw的栅极。通过禁用或改变偏置电压VB1和VB4，晶体管Mpsw和Mnsw可以接通或断开，这取决于PA片20A应分别接通还是断开。作为替代，在一些实施例中，附加晶体管可以用于基于使能信号的二进制逻辑值来接通或断开晶体管Mpsw和Mnsw。下面结合图11详细描述这个替代配置。
再次参见图8，动态偏置电路130包括电流源140、MOSFET的堆叠145、MOSFET的堆叠150、MOSFET的堆叠155以及缓冲器OA1和OA2。电流源140传导与上述信号lenv成比例(或相同)的电流。电流流过MOSFET的堆叠145。在MOSFET的堆叠145和150中的顶部和底部MOSFET的栅极分别由偏置电压VB1和VB2偏置。在MOSFET的堆叠145和150中的中间MOSFET的栅极由电流源140两端的电压偏置。
MOSFET的堆叠150和155以串列或串联配置耦合。在MOSFET的堆叠155中的顶部和底部MOSFET的栅极分别由偏置电压VB3和VB4偏置。在MOSFET的堆叠155中的中间MOSFET的栅极由在MOSFET的堆叠150和155之间的节点处的电压偏置。缓冲器OA2缓冲在MOSFET的堆叠150和155之间的节点处的电压。缓冲器OA2的输出提供RFin_n信号，该RFin_n信号经由电容器C2耦合到RFin(PA 20的输入信号)。
缓冲器OA1的输入经由电阻器160接收电流源140两端的电压。缓冲器OA1的输出驱动晶体管Mp的栅极并且经由电容器C1也耦合到RFin信号。电容器165将缓冲器OA1的输入耦合到电源电压VDD。电阻器160和电容器165一起形成低通滤波器，该低通滤波器允许及时对准(通过调整电容器165的电容值)RFin_p和RFin_n信号，RFin_p和RFin_n信号分别驱动PA片20A中的晶体管Mp和Mn的栅极。
图9示出了根据示例性实施例的用于改善PA性能的电路布置。更具体地说，电路布置示出了在数字域中实现的效率改善和线性化。IF/RF路径电路40包括与其模拟域对应部分(参见图4)相同的块。类似地，图9中的偏置路径电路45包括与其模拟域对应部分相同的组件，包括功率计算电路70、偏置延迟调整电路75和LUT 80。
然而，图9中的偏置路径电路45包括分段解码器180，而不是DAC和LPF电路85和PA偏置电路90。因此，如本领域普通技术人员会理解的，PA效率改善和线性化的数字域实施方式节省了硬件，降低了成本、功耗、芯片面积等。在一些实施例中，LUT 80用于保持PA 20的增益恒定，使得可以改善效率和线性度。在其它实施例中，以与恒定增益不同的准则或目标使用LUT 80，诸如最大化效率，在这种情况下，PA 20的增益不一定是恒定的。在这种情况下，为了补偿残留的非线性，可以使用如上所述的诸如DPD电路之类的块或电路。更具体地说，DPD电路生成如上所述的输入信号，例如I[n]和Q[n]信号，并且补偿残留的非线性。DPD电路的输出驱动IF延迟调整电路50和功率计算电路70的输入。
分段解码器180将从LUT 80接收的一组位转换成用于驱动PA 20中的片的更大的一组输出信号电平。例如，在LUT 80提供8位输出的示例性实施例中，分段解码器180可以将这8位转换成256个电平，256个电平可以用于驱动256个PA片。在该示例中，分段解码器180以二进制格式保持3个最低有效位(LSB)，但将剩余的5位解码为用于驱动PA片的31行。
图10示出了根据示例性实施例的用于驱动PA 20的分段解码器180的电路布置。分段解码器180包括延迟电路200和二进制-温度计解码器205。延迟电路200和二进制-温度计解码器205的输出一起用于驱动PA20或将动态偏置提供给PA 20。在图中，PA20被示为具有由二进制-温度计解码器205驱动的一组片PAth以及由延迟电路200驱动的另一组片PAbin。延迟电路200补偿通过二进制-温度计解码器205的延迟。
分段解码器180将M个二进制位作为其输入并生成两组输出信号：(2N-1)位的温度计解码输出(来自二进制-温度计解码器205)和(M-N)位的二进制输出(来自延迟电路200并且还进行了延迟补偿)。以这种方式，与完整的二进制-温度计解码器相比，可以减少或最小化信号路由。例如，由温度计解码器解码的7位(即M等于7)二进制输入将生成128条要路由的输出线。相反，4-3分段解码器(即(N等于4，M-N等于3))生成24-1+3(或18)条输出线。假设基础PA片具有宽度W(例如，对于给定的信道长度，MOSFET Mp和Mn的宽度)，PA片PAth具有固定的宽度，如图中所示，Wth＝2(M-N)*W，其中“*”表示乘法运算。相反，PA片PAbin具有以二进制方式或权重而变化的宽度。因此，如图所示，第一片的宽度为W1＝W，第二片的宽度为W1＝2*W，依此类推。
图11示出了根据示例性实施例的用于在数字域中偏置PA 20的电路布置。电路布置包括PA片20A。PA片20A类似于图8中的PA片20A。注意，图中所示的PA 20的电路拓扑和配置仅仅是一个示例，并不限制本公开的范围。如本领域普通技术人员会理解的，可根据需要使用其它PA设计和拓扑。例如，在一些实施例中，PA包括n型MOSFET，但不包括p型MOSFET。作为另一实例，在一些实施例中，PA包括p型MOSFET，但不包括n型MOSFET。
在所示的实施例中，PA片20A包括耦合到n型MOSFET的堆叠的p型MOSFET的堆叠。在两个堆叠之间的节点提供PA输出信号Out。p型堆叠包括串联耦合的晶体管Mpsw、Mp和Mpcasc(共源共栅晶体管)。类似地，n型堆叠包括串联耦合的晶体管Mnsw、Mn和Mncasc(共源共栅晶体管)。
在所示的实施例中，晶体管Mp和Mn的栅极由信号RFin_p和RFin_n驱动，如下所述。恒定偏置电路135生成多个偏置电压，分别标记为VBA到VBF。恒定偏置电路135根据需要将偏置信号提供给其它PA片(例如，来自PA 20的指定输出功率需要多少就提供给多少片)。
偏置电压VBA、VBC、VBD和VBF分别用于驱动晶体管Mpsw、Mpcasc、Mncasc和Mnsw的栅极。偏置电压VBB和VEE分别经由电阻器220和225驱动MOSFET Mp和Mn的栅极。电容器C1将输入RF电压RFin耦合到MOSFET Mp的栅极(即节点RFin_p)。类似地，电容器C2将输入RF电压RFin耦合到MOSFET Mn的栅极(即节点RFin_n)。因此，RFin信号被电容性地耦合到MOSFETMp和Mn的栅极。
晶体管Mpsw和Mnsw可以通过用于PA 20的特定或相应片的使能信号(标记为“enb”)选择性地接通或断开。换句话说，用于PA的给定片的使能信号用于接通或断开MOSFET Mpsw和Mnsw。以这种方式，可以修改提供给PA片20A的偏置。请注意，当片断开时给定片的偏置电流为零(在实际实现中，在存在泄漏电流的情况下，则几乎为零)，或者当片接通时给定片的偏置电流由VBB和VBE电压设置。如上所述，尽管电压VBA-VBF保持恒定，但是从VDD流向VSS的电流不是恒定的，并且取决于晶体管Mnsw和Mpsw的状态(即接通或断开)。
更具体地说，当使能信号具有二进制零(或逻辑低)电平时，开关SW1和SW3闭合。因此，MOSFET Mpsw和Mnsw接通，并且PA片20A提供输出功率。相反，当使能信号具有二进制1(或逻辑高)电平时，开关SW2和SW4闭合。结果，MOSFET Mpsw和Mnsw断开，并且PA片20A不提供输出功率。
注意，如上所述，在模拟域实施方式中(参见图8)可以使用分别耦合到MOSFETMpsw和Mnsw的开关SW1-SW4的相同的布置。在这种情况下，由于在模拟域实施方式中没有使用分段解码器，因此由另一电路(图8中未示出，诸如控制器)为PA的每个片提供使能信号。通过使用用于各个片的使能信号，可以禁用或断开各个片以便控制PA 20的输出功率(并且通过断开或禁用未使用的PA片来减少功耗)。
可以根据需要在各种通信布置、系统、子系统、网络等中使用根据示例性实施例的PA或RFPA。图12示出了根据示例性实施例的用于无线电通信的系统500。在系统500中使用的PA 20可以是相同的或基于上述PA。因此，图12中的PA 20提供上述PA的特性，诸如改善的效率和线性度。在系统500中，天线表示发射器或RFPA的负载。
系统500包括经由PA 20耦合到天线25A的发射器30。发射器515经由天线503A发射RF信号。RF信号可以经由天线25B由接收器35接收。附加地或可替代地，收发器520A和/或收发器520B可以接收(经由接收器电路35)发射的RF信号。除了接收能力之外，收发器520A和收发器520B还可以通过使用TX电路30和PA 20来发射RF信号。
还考虑了具有不同配置和/或能力的其他系统或子系统。例如，在一些示例性实施例中，两个或更多个收发器(例如，收发器520A和收发器520B)可以形成网络，例如ad-hoc网络。作为另一示例，在一些示例性实施例中，收发器520A和收发器520B可以形成网络的一部分(例如与发射器30一起)。
作为另一示例，图13示出了根据示例性实施例的用于无线电通信的系统500。在这种布置中，如上所述，收发器520A使用PA 20。如上所述，收发器520B不使用PA 20，而是可以使用常规PA。类似地，一个发射器使用PA 20以经由天线25A发射RF信号。相反，另一个发射器经由天线25E发射RF信号，而不使用PA 20(例如，它可以使用常规PA)。
上述PA 20可以用于各种电路、块、子系统和/或系统中。例如，在一些实施例中，这样的PA可以集成在IC中，诸如微控制器单元(MCU)。图14示出了根据示例性实施例的IC 550的框图。类似于系统500(见图12-图13)，负载25由耦合到PA 20的天线表示。
电路布置包括IC 550，该IC 550构成或包括MCU。IC 550包括使用链路560彼此通信的多个块(例如，(一个或多个)处理器565、数据转换器605、I/O电路585等)。在示例性实施例中，链路560可以构成耦合机构，诸如用于传送信息(诸如数据、命令、状态信息等)的总线、一组导体或半导体元件(例如，迹线、器件等)。
IC 550可以包括耦合到一个或多个处理器565、时钟电路575和电源管理电路或电源管理单元(PMU)580的链路560。在一些实施例中，(一个或多个)处理器565可以包括用于提供信息处理(或数据处理或计算)功能的电路或块，诸如中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)等。在一些实施例中，附加地或替代地，(一个或多个)处理器565可以包括一个或多个DSP。DSP可以根据需要提供各种信号处理功能，诸如算术功能、滤波、延迟块等。
IC 550包括RF电路15。在所示的实施例中，RF电路15与图1所示的实施例类似。因此，如上所述，RF电路15包括耦合到PA 20的TX电路30。
参见图14，时钟电路575可以生成一个或多个时钟信号，该时钟信号促进或控制IC550中一个或多个块的工作时序。时钟电路575还可以根据需要控制使用链路560的工作时序。在一些实施例中，时钟电路575可以经由链路560将一个或多个时钟信号提供给IC 550中的其他块。
在一些实施例中，关于电路的一部分或电路的所有组件(诸如IC 550中的一个或多个块)，PMU 580可以降低装置(例如，IC 550)的时钟速度，断开时钟，降低功率，断开电源，禁用(或关闭电源或将其置于低功耗或休眠或非活动或空闲状态)，启用(或加电或置于较高功耗或正常或活动状态)或前述的任意组合。此外，响应于从非活动状态到活动状态的转变(包括但不限于当(一个或多个)处理器565从低功率或空闲或睡眠状态转变到正常操作状态时)，PMU 580可以接通时钟、增加时钟速率、接通电源、增加功率或前述的任何组合。
链路560可通过串行接口595耦合到一个或多个电路600。通过串行接口595，耦合到链路560的一个或多个电路或块可以与电路600通信。如本领域普通技术人员会理解的，电路600可以使用一个或多个串行协议(例如SMBUS、I2C、SPI等)进行通信。
链路560可以通过I/O电路585耦合到一个或多个外围设备590。通过I/O电路585，一个或多个外围设备590可以耦合到链路560且因此可以与耦合到链路560的一个或多个块(例如，(一个或多个)处理器565、存储器电路625等)通信。
在示例性实施例中，外围设备590可以包括各种电路、块等。示例包括I/O设备(按键、键盘、扬声器、显示设备、存储设备、计时器、传感器等)。注意，在一些实施例中，一些外围设备590可以在IC 550外部。示例包括按键、扬声器等。
在一些实施例中，关于一些外围设备，可以绕过I/O电路585。在这样的实施例中，一些外围设备590可以耦合到链路560并与其通信，而不使用I/O电路585。在一些实施例中，如上文所述，这样的外围设备可以在IC 550外部。
链路560可以经由(一个或多个)数据转换器605耦合到模拟电路620。(一个或多个)数据转换器605可以包括一个或多个ADC 605A和/或一个或多个DAC 605B。
(一个或多个)ADC 605A接收来自模拟电路620的(一个或多个)模拟信号并将该(一个或多个)模拟信号转换为数字格式，这些数字格式传送到耦合到链路560的一个或多个块。相反，(一个或多个)DAC 605B接收来自耦合到链路560的一个或多个块的(一个或多个)数字信号并将该(一个或多个)数字信号转换为模拟格式，这些模拟格式被传送到模拟电路620。
模拟电路620可以包括提供和/或接收模拟信号的各种各样的电路。如本领域普通技术人员会理解的，示例包括传感器、换能器等。在一些实施例中，模拟电路620可以根据需要与IC 550外部的电路通信以形成更复杂的系统、子系统、控制块或系统、反馈系统和信息处理块。
控制电路570耦合到链路560。因此，控制电路570可以通过提供控制信息或信号来与耦合到链路560的各种块进行通信和/或对耦合到链路560的各种块的操作进行控制。在一些实施例中，控制电路570还接收来自耦合到链路560的各种块的状态信息或信号。另外，在一些实施例中，控制电路570促进(或控制或监督)在耦合到链路560的各种块之间的通信或协作。
在一些实施例中，控制电路570可以启动或响应复位操作或信号。如本领域普通技术人员会理解的，复位操作可以导致耦合到IC 550的链路560等的一个或多个块的复位。例如，控制电路570可以导致PMU 580和诸如与PA 20相关联的各种电路(例如，分段解码器、DAC、控制器等)的电路复位到初始或已知状态。
在示例性实施例中，控制电路570可以包括各种类型和电路块。在一些实施例中，控制电路570可以包括逻辑电路、有限状态机(FSM)或执行诸如上述操作之类的操作的其他电路。
通信电路640耦合到链路560并且也耦合到IC 550外部的电路或块(未示出)。通过通信电路640，耦合到链路560(或者通常的IC 550)的各种块可以经由一个或多个通信协议与外部电路或块(未示出)通信。通信的示例包括USB、以太网等。如本领域普通技术人员会理解的，在示例性实施例中，可以使用其他通信协议，这取决于诸如给定应用的设计或性能规范等因素。
如前所述，存储器电路625耦合到链路560。因此，存储器电路625可以与耦合到链路560的一个或多个块(诸如(一个或多个)处理器565、控制电路570、I/O电路585等)通信。
如本领域普通技术人员会理解的，存储器电路625为IC 550中的各种信息或数据(诸如操作数、标志、数据、指令等)提供存储。存储器电路625可以根据需要支持各种协议，诸如双数据速率(DDR)、DDR2、DDR3、DDR4等。
在一些实施例中，存储器电路625的存储器读取和/或写入操作涉及使用IC 550中的一个或多个块，诸如(一个或多个)处理器565。直接存储器存取(DMA)布置(未示出)允许在某些情况下提高存储器操作的性能。更具体地说，DMA(未示出)提供用于直接在数据的源或目的地与存储器电路625之间而不是通过诸如(一个或多个)处理器565的块来执行存储器读写操作的机制。
存储器电路625可以包括各种存储器电路或块。在所示的实施例中，存储器电路625包括非易失性(NV)存储器635。附加地或替代地，存储器625可以包括易失性存储器(未示出)，诸如随机存取存储器(RAM)。NV存储器635可以用于存储与IC 550中的一个或多个块的性能、控制或配置相关的信息。例如，NV存储器635可以存储与PA 20相关的配置信息，诸如用于LUT 80、分段解码器180、DAC、延迟电路200、二进制-温度计解码器205的存储值等。
图15示出了根据另一个示例性实施例的IC 550的框图。IC 550与图14中的IC 550类似。然而，在图15中的IC 550中，RF电路15构成RF收发器电路，即RF电路15包括耦合到PA20以经由天线25进行发射的TX电路30并且还包括经由天线25接收RF信号的RF电路35。
以上所述并在示例性实施例中使用的各种电路和块可以以多种方式并使用各种电路元件或块来实现。例如，混频器60和LO 65通常可以使用模拟电路来实现。如本领域普通技术人员会理解的，模拟电路根据需要可以包括偏置电路、去耦电路、耦合电路、电源电路、电流镜、电流和/或电压源、滤波器、放大器、转换器、信号处理电路(例如乘法器)、传感器或检测器、换能器、分立组件(晶体管、二极管、电阻器、电容器、电感器)、模拟MUX等。另外，可以包括用以实现例如IF延迟调整电路50、DAC和LPF电路55、功率计算电路70、偏置延迟调整电路75、LUT 80、DAC和LPF电路85、PA偏置电路90、动态偏置电路130、恒定偏置电路135、分段解码器180、延迟电路200和二进制-温度计解码器205的数字电路或混合信号电路或两者。如本领域普通技术人员会理解的，数字电路可以根据需要包括电路元件或块，诸如门、数字多路复用器(MUX)、锁存器、触发器、寄存器、有限状态机(FSM)、处理器、可编程逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)或其他类型的可编程逻辑)、算术逻辑单元(ALU)、标准单元、自定义单元，自定义模拟单元等。如本领域普通技术人员会理解的，除了如上所述的模拟电路和数字电路之外，混合信号电路可以包括ADC、DAC等。如本领域普通技术人员会理解的，对于给定实施方式的电路的选择取决于各种因素。这些因素包括设计规格、性能规格、成本、IC或器件面积、可用技术(诸如半导体制造技术)、目标市场、目标终端用户等。
参见附图，本领域普通技术人员会注意到，所示的各种块可以主要描绘概念功能和信号流。实际的电路实现可以包含或可以不包含用于各种功能块的单独可识别硬件并且可以使用或可以不使用所示的特定电路。例如，可以根据需要将不同块的功能组合进一个电路块。此外，可以根据需要在若干电路块中实现单个块的功能。电路实现的选择取决于各种因素，诸如给定实现的特定设计和性能规范。除了本公开中的实施例之外的其他修改和替代实施例对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。因此，本公开教导本领域技术人员根据示例性实施例实现所公开概念的方式，并且仅被解释为说明性的。如本领域普通技术人员会理解的，在适用的情况下，这些附图可以或可以不按比例绘制。
所示和描述的特定形式和实施例仅构成示例性实施例。本领域技术人员可以在不脱离本公开范围的情况下对部件的形状、尺寸和布置进行各种改变。例如，本领域技术人员可以用等效元件代替图示和描述的元件。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员可以独立于其他特征的使用来使用所公开概念的某些特征。

Claims (20)

1.一种装置，其包括：
射频电路即RF电路，其包括：
功率放大器，其经耦合以接收RF输入信号并响应于修改后的偏置信号而提供RF输出信号；以及
偏置路径电路，其经耦合以根据输入信号的特性来修改偏置信号以生成所述修改后的偏置信号，并且将所述修改后的偏置信号提供给所述功率放大器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述输入信号由中频/RF路径电路即IF/RF路径电路提供。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述输入信号的所述特性包括包络或者同相电平I或正交电平Q。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述偏置路径电路在模拟域中修改所述偏置信号。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述偏置电流被修改以使所述功率放大器线性化。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述偏置电流被修改以改善所述功率放大器的效率。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述偏置路径电路在数字域中修改所述偏置信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述偏置电流被修改以使所述功率放大器线性化。
9.根据权利要求7所述的装置，其中所述偏置电流被修改以改善所述功率放大器的效率。
10.一种装置，其包括：
射频电路即RF电路，其包括：
功率放大器，其经耦合以接收RF输入信号并提供RF输出信号；
中频/RF路径电路即IF/RF路径电路，其用于接收输入信号并将所述RF输入信号提供给所述功率放大器；以及
偏置路径电路，其经耦合以根据所述输入信号的特性来生成偏置信号，并且将所述偏置信号提供给所述功率放大器。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述偏置路径电路在模拟域中生成所述偏置信号。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述偏置路径电路包括：
功率计算电路，其用于计算所述IF/RF路径电路的所述输入信号的功率并生成输出信号；
偏置延迟调整电路，其用于调整所述功率计算电路的所述输出信号的延迟并生成延迟的信号；以及
查找表即LUT，其用于接收所述延迟的信号并根据所述输入信号的所述特性来生成输出信号。
13.根据权利要求10所述的装置，其中所述偏置路径电路在数字域中修改所述偏置信号。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述偏置路径电路包括：
功率计算电路，其用于计算所述IF/RF路径电路的所述输入信号的功率并生成输出信号；
偏置延迟调整电路，其用于调整所述功率计算电路的所述输出信号的延迟并生成延迟的信号；
查找表即LUT，其用于接收所述延迟的信号并根据所述输入信号的所述特性来生成输出信号；以及
分段解码器，其用于接收所述LUT的所述输出信号，生成多个信号并将所述多个信号提供给所述功率放大器。
15.一种操作功率放大器的方法，所述方法包括：
接收输入信号；
根据所述输入信号的特性来修改所述功率放大器的偏置信号，以生成修改后的偏置信号；
使用所述修改后的偏置信号来偏置所述功率放大器；以及
使用所述放大器来放大从所述输入信号得到的RF信号。
16.根据权利要求15所述的方法，其中在根据所述输入信号的所述特性来修改所述功率放大器的所述偏置信号以生成所述修改后的偏置信号中，所述输入信号的所述特性包括包络或者同相电平I或正交电平Q。
17.根据权利要求15所述的方法，其中根据所述输入信号的所述特性来修改所述功率放大器的所述偏置信号以生成所述修改后的偏置信号进一步包括在模拟域中修改所述偏置信号。
18.根据权利要求15所述的方法，其中根据所述输入信号的所述特性来修改所述功率放大器的所述偏置信号以生成所述修改后的偏置信号进一步包括在数字域中修改所述偏置信号。
19.根据权利要求15所述的方法，其中根据所述输入信号的所述特性来修改所述功率放大器的所述偏置信号以生成所述修改后的偏置信号被执行以使所述功率放大器线性化。
20.根据权利要求15所述的方法，其中根据所述输入信号的所述特性来修改所述功率放大器的所述偏置信号以生成所述修改后的偏置信号被执行以改善所述功率放大器的效率。
CN202011123776.4A 2019-10-23 2020-10-20 具有改善的性能的射频放大器的装置及相关方法 Pending CN112702026A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/661,174 2019-10-23
US16/661,174 US11239799B2 (en) 2019-10-23 2019-10-23 Apparatus for radio-frequency amplifier with improved performance and associated methods

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112702026A true CN112702026A (zh) 2021-04-23

Family

ID=75505846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011123776.4A Pending CN112702026A (zh) 2019-10-23 2020-10-20 具有改善的性能的射频放大器的装置及相关方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US11239799B2 (zh)
CN (1) CN112702026A (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11683016B2 (en) * 2020-01-09 2023-06-20 Skyworks Solutions, Inc. ISO-gain implementation for a WiFi symbol-power-tracking architecture
WO2023092095A2 (en) * 2021-11-19 2023-05-25 Qorvo Us, Inc. Power amplifier system
US20230387861A1 (en) * 2022-05-26 2023-11-30 Qorvo Us, Inc. Doherty power amplifier system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6449465B1 (en) * 1999-12-20 2002-09-10 Motorola, Inc. Method and apparatus for linear amplification of a radio frequency signal
US6606483B1 (en) * 2000-10-10 2003-08-12 Motorola, Inc. Dual open and closed loop linear transmitter
US7038539B2 (en) * 2003-05-06 2006-05-02 Powerwave Technologies, Inc. RF amplifier employing active load linearization
EP2226932B1 (en) * 2009-03-02 2013-10-16 Alcatel Lucent Method for amplifying a signal by a power amplifier, power amplifier system, device, computer program product, and digital storage medium thereof
US8447245B2 (en) * 2010-01-22 2013-05-21 Freescale Semiconductor, Inc. Radio frequency transmitter having an amplifier with power supply modulation
US9093960B2 (en) * 2013-07-24 2015-07-28 Crestcom, Inc. Transmitter and method with RF power amplifier having predistorted bias
DE102014119625A1 (de) * 2014-12-23 2016-06-23 Intel IP Corporation Schaltung und Verfahren zum Bereitstellen eines Radiofrequenzsignals
US10181820B2 (en) * 2016-05-17 2019-01-15 Skyworks Solutions, Inc. Power amplification system with envelope-based bias
US9755585B1 (en) * 2016-09-06 2017-09-05 Aero Antenna, Inc. High power radio frequency amplifier with dynamic digital control
US10615757B2 (en) * 2017-06-21 2020-04-07 Skyworks Solutions, Inc. Wide bandwidth envelope trackers
KR102069634B1 (ko) * 2018-07-05 2020-01-23 삼성전기주식회사 선형성 보상기능을 갖는 다단 파워 증폭 장치
FR3091435B1 (fr) * 2018-12-28 2020-12-25 Thales Sa Dispositif d’amplification RF et émetteur RF comportant un tel dispositif

Also Published As

Publication number Publication date
US20210126587A1 (en) 2021-04-29
US20220209718A1 (en) 2022-06-30
US11683012B2 (en) 2023-06-20
US11239799B2 (en) 2022-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11683012B2 (en) Apparatus for radio-frequency amplifier with improved performance and associated methods
CN108055008B (zh) 切换式功率放大器与用来控制该切换式功率放大器的方法
US8159298B2 (en) Linearization circuits and methods for power amplification
Hashemi et al. An intrinsically linear wideband polar digital power amplifier
US9768730B2 (en) Amplification of a radio frequency signal
CN1311624C (zh) 高效率功率调制器
US8571496B2 (en) Semiconductor device for signal amplification
Deng et al. 9.5 A dual-band digital-WiFi 802.11 a/b/g/n transmitter SoC with digital I/Q combining and diamond profile mapping for compact die area and improved efficiency in 40nm CMOS
US7463869B2 (en) Low noise high isolation transmit buffer gain control mechanism
US20190363684A1 (en) Amplifying signals using positive envelope feedback
US8417199B2 (en) Method and apparatus for improving efficiency in a power supply modulated system
Winoto et al. 9.4 A 2× 2 WLAN and Bluetooth combo SoC in 28nm CMOS with on-chip WLAN digital power amplifier, integrated 2G/BT SP3T switch and BT pulling cancelation
CN101146070A (zh) 偏置射频数模转换器的技术
Zheng et al. A CMOS WCDMA/WLAN digital polar transmitter with AM replica feedback linearization
JP2014518495A (ja) 非標準フィードバックを使用した増幅器線形化
JP2015043503A (ja) 高周波電力増幅器
KR20160113349A (ko) 전력 증폭기
LaRocca et al. A 45GHz CMOS transmitter SoC with digitally-assisted power amplifiers for 64QAM efficiency improvement
TWI729785B (zh) 包絡跟蹤電源調製器及相關的方法和系統
Zhu et al. A compact 2.4 GHz polar/quadrature reconfigurable digital power amplifier in 28nm logic LP CMOS
Presti et al. A high-resolution 24-dBm digitally-controlled CMOS PA for multi-standard RF polar transmitters
TW201832462A (zh) 線性放大器
Martelius et al. A 30-dBm class-D power amplifier with on/off logic for an integrated tri-phasing transmitter in 28-nm CMOS
WO2019205171A1 (zh) 一种射频接收机、射频发射机及通信设备
Azam et al. SCPA revolution: Linearization of multiphase SCPAs

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