CN113659997B - 射频放大电路、相位调节方法、射频放大方法和终端设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供射频放大电路、相位调节方法、射频放大方法和终端设备。射频放大电路包括:射频发射单元、包括第一放大单元的第一放大通路、第二放大通路、基带处理单元、移相器、合路器和第一天线。第二放大通路包括第一开关和第二放大单元;GSM信号被分为两路,分别在第一放大单元和第二放大单元放大;合路器将放大后的两路信号合成一路在第一天线发射。第二放大单元还用于放大Sub3G信号;基带处理单元用于控制射频发射单元输出GSM信号或Sub3G信号,以及第一开关选择连接第二信号或Sub3G信号;移相器用于调整一路信号的相位。这样,GSM信号分为两路在两颗Sub3G PA中放大,取消GSM PA,降低PCB面积。

Description

射频放大电路、相位调节方法、射频放大方法和终端设备
技术领域
本申请涉及终端技术领域,尤其涉及一种射频放大电路、相位调节方法、射频放大方法和终端设备。
背景技术
在通信系统中,射频功率放大器(power amplifier,PA)可以提高终端设备发射信号的输出功率,进而提高发射信号的覆盖范围和质量。随着5G通信技术的发展,终端设备内部的PA数量大幅增加。终端设备包括多个射频功率放大器模组。例如:为3千兆赫兹(GHz)以下的频段信号提供功率输出的射频功率放大器模组(Sub3G PA)和为全球移动通讯系统(global system for mobile communicati,GSM)信号提供功率输出的射频功率放大器模组(GSM PA)等。
现有设计中,5G移动终端需要外置多颗PA,相比4G移动终端PA数量增加,且5G终端设备中至少包括2颗Sub3G PA和1颗GSM PA。Sub3G PA和GSM PA的总尺寸较大,导致终端设备的印制电路板(printed circuit board,PCB)的面积较大,最终使得终端设备的体积较大。
发明内容
本申请实施例提供一种射频放大电路、相位调节方法、射频放大方法和终端设备,将GSM信号分为两路信号,并分别在两颗Sub3G PA中放大两路信号,进而用两颗Sub3G PA代替GSM PA实现GSM信号放大,进而降低PCB面积,降低终端设备的体积和成本。
第一方面,本申请实施例提供一种射频放大电路,包括:射频发射单元、第一放大通路、第二放大通路、基带处理单元、移相器、合路器和第一天线;第一放大通路包括第一放大单元,第二放大通路包括第一开关和第二放大单元;射频发射单元分别与第一放大通路和第二放大通路连接;射频发射单元用于输出第一频率的全球移动通讯系统GSM信号或用于输出第二频率的3千兆赫兹以下的频段Sub3G信号;第一频率的GSM信号被分为第一信号和第二信号,且第一信号在第一放大通路中放大,第二信号在第二放大通路中放大;第一开关用于选择接通第二信号的放大通路或第二频率的Sub3G信号的放大通路;第一放大单元用于放大第一信号;第二放大单元用于放大第二信号或第二频率的Sub3G信号;其中,第一频率和第二频率均为低于1GHz的低频频率;基带处理单元用于控制射频发射单元输出GSM信号或Sub3G信号,以及控制第一开关的选择切换;移相器用于调整第一信号的相位或第二信号的相位;合路器用于将第一放大单元放大后的第一信号和第二放大单元放大后的第二信号合成一路目标信号;第一天线用于发射目标信号。
上述第一放大单元和第二放大单元均可以为Sub3G PA。第一频率的GSM信号可以为GSM低频信号。第二频率的Sub3G信号为Sub3G低频信号,目标信号为放大后的GSM信号。这样,GSM低频信号被分为第一信号和第二信号,分别在两颗Sub3G PA中放大,放大后的GSM信号在一根天线上辐射,放大后的GSM信号满足GSM信号的功率要求。进而用两颗Sub3G PA代替GSM PA实现GSM信号放大,进而降低PCB面积,降低终端设备的体积和成本。并且,Sub3G信号的放大性能未受到影响。移相器调整相位,使得目标信号的功率达到要求。
可选的,射频放大电路还包括功分器;功分器用于将射频发射单元输出的第一频率的GSM信号分为第一信号和第二信号。
可选的,射频发射单元包括第一端口和第二端口,第一端口用于输出第一信号,第二端口用于输出第二信号。
可选的,移相器为数字移相器,数字移相器位于基带处理单元中;基带处理单元还用于调整射频发射单元输出的第一信号的数字相位角度和第二信号的数字相位角度。
这样,针对不同频率的GSM信号,调整不同的数字相位角度,使得射频放大电路输出的GSM信号的功率达到要求。
可选的,射频放大电路还包括还包括:耦合器,耦合器位于合路器与第一天线之间,耦合器还与基带处理单元连接;耦合器用于反馈目标信号的功率至基带处理单元;基带处理单元还用于根据功率校准第一信号的数字相位角度或第二信号的数字相位角度。
这样,射频放大电路根据耦合器反馈的功率校准第一信号的数字相位角度或第二信号的数字相位角度,使得射频放大电路在放大的GSM信号时满足需求。
可选的,移相器为模拟移相器;基带处理单元还用于控制模拟移相器的数字模拟转换器DAC的电压值;模拟移相器位于第一放大通路时,模拟移相器用于根据DAC的电压值调整第一信号的相位;或者,模拟移相器位于第二放大通路时,模拟移相器用于根据DAC的电压值调整第二信号的相位。
这样,针对不同频率的GSM信号,调整不同的DAC的电压值,使得射频放大电路输出的GSM信号的功率达到要求。
可选的,模拟移相器包括可变电容类电路或矢量调制电路。
可选的,可变电容类电路包括可变电容或变容二极管。
可选的,射频放大电路还包括:耦合器,耦合器位于合路器与第一天线之间,耦合器还与基带处理单元连接;耦合器用于反馈目标信号的功率至基带处理单元;基带处理单元还用于根据功率校准移相器调整的相位。
这样,射频放大电路根据耦合器反馈的功率校准移相器调整的相位,使得射频放大电路在放大的GSM信号时满足需求。
第二方面,本申请实施例提供一种相位调节方法,应用于上述第一方面的射频放大电路。
相位调节方法包括:基带处理单元控制射频发射单元的输出功率为最大功率和校准的频点为第一频点;基带处理单元逐步扫描第一信号的数字相位角度或第二信号的数字相位角度;基带处理单元根据外接仪表测试的多个放大后第一频率的GSM信号的功率,确定第一信号的校准数字相位角度或第二信号的校准数字相位角度,其中,外接仪表用于测试目标信号的功率;第一信号的校准数字相位角度为多个功率中功率最大时对应的第一信号的数字相位角度,第二信号的校准数字相位角度为多个功率中功率最大时对应的第二信号的数字相位角度。
上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计中所提供的相位调节方法,其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果,在此不再赘述。
第三方面,本申请实施例提供一种相位调节方法,应用于上述第一方面的射频放大电路。
相位调节方法包括:基带处理单元控制射频发射单元的输出功率为最大功率和校准的频点为第一频点;基带处理单元逐步扫描第一信号的数字相位角度或第二信号的数字相位角度;基带处理单元根据耦合器反馈的多个放大后第一频率的GSM信号的功率,确定第一信号的校准数字相位角度或第二信号的校准数字相位角度,其中,第一信号的校准数字相位角度为多个功率中功率最大时对应的第一信号的数字相位角度,第二信号的校准数字相位角度为多个功率中功率最大时对应的第二信号的数字相位角度。
上述第三方面以及上述第三方面的各可能的设计中所提供的相位调节方法,其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果,在此不再赘述。
第四方面,本申请实施例提供一种相位调节方法,应用于上述第一方面的射频放大电路。
相位调节方法包括:基带处理单元控制射频发射单元的输出功率为最大功率和校准的频点为第一频点;基带处理单元逐步扫描模拟移相器的DAC电压数值;基带处理单元根据外接仪表测试的多个放大后第一频率的GSM信号的功率,确定校准DAC,其中,外接仪表用于测试目标信号的功率;校准DAC为多个功率中功率最大时对应的DAC值。
上述第四方面以及上述第四方面的各可能的设计中所提供的相位调节方法,其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果,在此不再赘述。
第五方面,本申请实施例提供一种相位调节方法,应用于上述第一方面的射频放大电路。
相位调节方法包括:基带处理单元控制射频发射单元的输出功率为最大功率和校准的频点为第一频点;基带处理单元逐步扫描模拟移相器的DAC电压数值;基带处理单元根据耦合器反馈的多个放大后第一频率的GSM信号的功率,确定校准DAC,其中,校准DAC为多个功率中功率最大时对应的DAC值。
上述第五方面以及上述第五方面的各可能的设计中所提供的相位调节方法,其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果,在此不再赘述。
第六方面,本申请实施例提供一种射频放大方法,应用于上述第一方面的射频放大电路,射频放大方法包括:基带处理单元接收到第一频率的GSM信号的第一调度信息;基带处理单元根据第一调度信息控制射频发射单元输出第一频率的GSM信号;基带处理单元控制第一开关选择接通第二信号的放大通路;第一放大单元放大第一信号;第二放大单元放大第二信号;
或者,基带处理单元接收到第二频率的Sub3G信号的第二调度信息;基带处理单元根据第二调度信息控制射频发射单元输出第二频率的Sub3G信号;基带处理单元控制第一开关接通第二频率的Sub3G信号的放大通路;射频发射单元输出第二频率的Sub3G信号;第二放大单元放大第二频率的Sub3G信号;
合路器将第一放大单元放大后的第一信号和第二放大单元放大后的第二信号合成一路目标信号;基带处理单元控制第一天线切换至预先设置的GSM信号的通道;第一天线发射目标信号。
可选的,基带处理单元接收到第三频率的GSM信号的第三调度信息;基带处理单元根据第三调度信息控制射频发射单元输出第三频率的GSM信号;基带处理单元控制第二开关选择接通第三频率的GSM信号的放大通路;射频发射单元输出第三频率的GSM信号;第一放大单元放大第三频率的GSM信号;
或者,基带处理单元接收到第四频率的Sub3G信号的第四调度信息;基带处理单元根据第四调度信息控制射频发射单元输出第四频率的Sub3G信号;基带处理单元控制第二开关选择接通第四频率的Sub3G信号的放大通路;射频发射单元输出第四频率的Sub3G信号;第一放大单元放大第四频率的Sub3G信号。
可选的,第一频率的GSM信号为低频GSM信号时,基带处理单元控制第一放大单元和第二放大单元均打通到低频模式;第三频率的GSM信号为高频GSM信号时,基带处理单元控制第一放大单元打通到中频模式。
上述第六方面以及上述第六方面的各可能的设计中所提供的射频放大方法,其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的结构所带来的有益效果,在此不再赘述。
第七方面,本申请实施例提供一种终端设备,终端设备包括:手机、平板电脑(tablet personal computer)、膝上型电脑(laptop computer)、个人数字助理(personaldigitalassistant,PDA)、移动上网装置(mobile internet device,MID)或可穿戴式设备(wearable device)等。等。
终端设备包括上述第一方面的射频放大电路,射频放大电路用于放大GSM信号和Sub 3G信号。
上述第七方面以及上述第七方面的各可能的设计中所提供的终端设备,其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的结构所带来的有益效果,在此不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种终端设备硬件系统架构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种终端设备中的PA示意图;
图3为本申请实施例提供的一种放大GSM信号或Sub3G信号的电路结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种RLC电路及对应相量叠加的示意图;
图5为本申请实施例提供的一种可变电容类电路的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种可变电容类电路的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种矢量调制电路的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种射频放大电路的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的一种具体的射频放大电路的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的一种未增加移相器时GSM低频信号放大的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种增加移相器后GSM低频信号放大的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的一种射频放大电路控制方法流程示意图;
图13为本申请实施例提供的一种射频放大电路控制方法流程示意图;
图14为本申请实施例提供的一种DC/DC变换器的控制方法示意图;
图15为本申请实施例提供的一种调相方法流程示意图;
图16为本申请实施例提供的一种射频放大电路的结构示意图;
图17为本申请实施例提供的一种调相方法流程示意图;
图18为本申请实施例提出的一种放大GSM信号或Sub3G信号的电路结构示意图;
图19为本申请实施例提供的一种射频放大电路的结构示意图;
图20为本申请实施例提供的一种射频放大电路的结构示意图;
图21为本申请实施例提供的一种调相方法流程示意图;
图22为本申请实施例提出的一种射频放大电路的结构示意图;
图23为本申请实施例提供的一种调相方法流程示意图;
图24为本申请实施例提供的一种射频放大电路控制方法流程示意图;
图25为本申请实施例提供的一种放大GSM信号或Sub3G信号的电路结构示意图;
图26为本申请实施例提供的一种射频放大电路的结构示意图。
具体实施方式
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案,在本申请的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如,第一设备和第二设备仅仅是为了区分不同的设备,并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是,本申请中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
需要说明的是,本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案,并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定,本领域普通技术人员可知,随着网络架构的演变和新业务场景的出现,本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。
本申请实施例的射频放大电路可以应用于具有通信功能的电子设备中。
电子设备包括终端设备,终端设备也可以称为终端(terminal)、用户设备(userequipment,UE)、移动台(mobile station,MS)、移动终端(mobile terminal,MT)等。终端设备可以是手机(mobile phone)、智能电视、穿戴式设备、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality,VR)终端设备、增强现实(augmented reality,AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self-driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等等。本申请的实施例对终端设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。
为了能够更好地理解本申请实施例,下面对本申请实施例的终端设备的结构进行介绍:
图1示出了终端设备100的结构示意图。终端设备可以包括:射频(radiofrequency,RF)电路110、存储器120、输入单元130、显示单元140、传感器150、音频电路160、无线保真(wireless fidelity,WiFi)模块170、处理器180、电源190以及蓝牙模块1100等部件。本领域技术人员可以理解,图2中示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
下面结合图1对终端设备的各个构成部件进行具体的介绍:
RF电路110可用于收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,特别地,将基站的下行信息接收后,给处理器180处理;另外,将设计上行的数据发送给基站。通常,RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(low noiseamplifier,LNA)、双工器等。此外,RF电路110还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于全球移动通讯系统(globalsystem of mobile communication,GSM)、通用分组无线服务(general packet radioservice,GPRS)、码分多址(code division multiple access,CDMA)、宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA)、长期演进(long term evolution,LTE)、电子邮件、以及短消息服务(short messaging service,SMS)等。
存储器120可用于存储软件程序以及模块,处理器180通过运行存储在存储器120的软件程序以及模块,从而执行终端设备的各种功能应用以及数据处理。存储器120可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)、引导装载程序(boot loader)等;存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器120可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。可以理解的是,本申请实施例中,存储器120中存储有蓝牙设备回连的程序。
输入单元130可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与终端设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地,输入单元130可包括触控面板131以及其他输入设备132。触控面板131,也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板131上或在触控面板131附近的操作),并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的,触控面板131可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中,触摸检测装置检测用户的触摸方位,并检测触摸操作带来的信号,将信号传送给触摸控制器;触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给处理器180,并能接收处理器180发来的命令并加以执行。此外,可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板131。除了触控面板131,输入单元130还可以包括其他输入设备132。具体地,其他输入设备132可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
显示单元140可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端设备的各种菜单。显示单元140可包括显示面板141,可选的,可以采用液晶显示器(liquidcrystal display,LCD)、有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)等形式来配置显示面板141。进一步的,触控面板131可覆盖显示面板141,当触控面板131检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器180以确定触摸事件的类型,随后处理器180根据触摸事件的类型在显示面板141上提供相应的视觉输出。虽然在图1中,触控面板131与显示面板141是作为两个独立的部件来实现终端设备的输入和输入功能,但是在某些实施例中,可以将触控面板131与显示面板141集成而实现终端设备的输入和输出功能。
终端设备还可包括至少一种传感器150,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器可包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板141的亮度,接近传感器可在终端设备移动到耳边时,关闭显示面板141或背光。作为运动传感器的一种,加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别终端设备姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等;至于终端设备还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
音频电路160、扬声器161,传声器162可提供用户与终端设备之间的音频接口。音频电路160可将接收到的音频数据转换后的电信号,传输到扬声器161,由扬声器161转换为声音信号输出;另一方面,传声器162将收集的声音信号转换为电信号,由音频电路160接收后转换为音频数据,再将音频数据输出处理器180处理后,经RF电路110以发送给比如另一终端设备,或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。
WiFi属于短距离无线传输技术,终端设备通过WiFi模块170可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了WiFi模块170,但是可以理解的是,其并不属于终端设备的必须构成,完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
处理器180是终端设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分,通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序或模块,以及调用存储在存储器120内的数据,执行终端设备的各种功能和处理数据,从而对终端设备进行整体监控。可选的,处理器180可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器180可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器180中。可以理解的是,本申请实施例中,存储器120中存储有蓝牙设备回连的程序,而处理器180可以用于调用存储器120中存储的蓝牙设备回连的程序并执行,以实现本申请实施例的蓝牙设备回连的方法。
终端设备还包括给各个部件供电的电源190(比如电池),优选的,电源可以通过电源管理系统与处理器180逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
蓝牙技术属于短距离无线传输技术,终端设备通过蓝牙模块1100可以与其他具备蓝牙模块的终端设备建立蓝牙连接,从而基于蓝牙通信链路进行数据传输。蓝牙模块1100根据实际需要,可以为低功耗蓝牙(bluetooth low energy,BLE),或模块。可以理解的是,本申请实施例中终端设备为用户终端和业务机具的情形下,终端设备包括蓝牙模块。但是可以理解的是,蓝牙模块并不属于终端设备的必须构成,完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略,比如服务器中可以不包括蓝牙模块。
尽管未示出,终端设备还可以包括摄像头。可选地,摄像头在终端设备上的位置可以为前置的,也可以为后置的,还可以为内置的(在使用时可伸出机身),本申请实施例对此不作限定。
可选地,终端设备可以包括单摄像头、双摄像头或三摄像头等,本申请实施例对此不作限定。摄像头包括但不限于广角摄像头、长焦摄像头或深度摄像头等。
例如,终端设备可以包括三摄像头,其中,一个为主摄像头、一个为广角摄像头、一个为长焦摄像头。
可选地,当终端设备包括多个摄像头时,这多个摄像头可以全部前置,或者全部后置,或者全部内置,或者至少部分前置,或者至少部分后置,或者至少部分内置等,本申请实施例对此不作限定。
目前的终端设备中通常都含有多个功率放大器模组。示例性的,如图2所示,终端设备301中包括GSM PA302、第一Sub3G PA303和第二Sub3G PA304。GSM PA302的工作频段在0.5GHz-2GHz之间,第一Sub3G PA303和第二Sub3G PA304的工作频段在0.5GHz-3GHz之间。GSM PA302和两颗Sub3G PA的工作频段有重合,重合频段约为0.5GHz-2GHz,这为PA复用提供了基础。
具体的,图3为本申请实施例提供的一种放大GSM信号或Sub3G信号的电路结构示意图。下面结合图3对终端设备放大GSM信号或Sub3G信号的过程进行说明。
如图3所示,该电路中包括射频发射单元401、第一DC/DC变换器402、第二DC/DC变换器403、第一Sub3G PA404、第二Sub3G PA405、GSM PA406、滤波单元407、第一滤波器408、第二滤波器409、天线开关410和天线411。
其中,射频发射单元401包括多个输出口,用于输出Sub3G高频信号、Sub3G中频信号和Sub3G低频信号、GSM PA高频信号和GSM PA低频信号。
第一DC/DC变换器402用于向第一Sub3G PA404供电。第一DC/DC变换器402中包括降压电路,可以将电源电压降至合适的目标电压,向第一Sub3G PA404供电。
第二DC/DC变换器403用于向第二Sub3G PA405供电。第二DC/DC变换器403包括降压电路,可以将电源电压降至合适的目标电压,向第二Sub3G PA405供电。
第一Sub3G PA404用于放大射频发射单元401输出的Sub3G高频信号、Sub3G中频信号和Sub3G低频信号,第二Sub3G PA405也用于放大射频发射单元401输出的Sub3G高频信号、Sub3G中频信号和Sub3G低频信号。第一Sub3G PA404和第二Sub3G PA405均包括3个接入口,分别为Sub3G高频信号接入口、Sub3G中频信号接入口和Sub3G低频信号接入口。
GSM PA406用于放大射频发射单元401输出的GSM PA高频信号和GSM PA低频信号,其包括2个接入口,分别为GSM PA高频信号接入口和GSM PA低频信号接入口。
滤波单元407用于滤除放大后的Sub3G信号时产生的杂散信号,减少放大后Sub3G信号的失真,以及通道切换。滤波单元407包括3G/4G/5G滤波器、双工器和开关阵列等。
第一滤波器408用于滤除放大GSM高频信号时产生的杂散信号。第二滤波器409用于滤除放大GSM低频信号时产生的杂散信号。
天线开关410用于选通辐射到天线的射频通道,进而选择Sub3G信号或GSM信号的发射。
天线411用于将放大后的Sub3G信号或者放大后的GSM信号转换为相应波长的电磁波并辐射到空中。天线411中可以包括一根或多根天线。
下面结合图3对sub 3G高频信号的放大过程进行描述。示例性的,射频发射单元401输出sub 3G高频信号,经第一Sub3G PA404或者第二Sub3G PA405中的Sub3G高频信号接入口接入,在第一Sub3G PA404或者第二Sub3G PA405放大,并输出到滤波单元407滤除放大时产生的杂散信号,再经天线开关410选择合适通道,在相应的天线411辐射sub 3G高频信号。sub 3G中频信号、sub 3G低频信号的放大原理和放大过程与sub 3G高频信号放大原理和放大过程类似,此处不再赘述。
下面结合图3对GSM高频信号的放大过程进行描述。示例性的,射频发射单元401输出GSM高频信号,经GSM PA406中的GSM高频信号接入口,在GSM PA406中放大,经第一滤波器408滤除杂散信号后,输出到天线开关410选择合适通道,在相应的天线411辐射GSM高频信号。GSM低频信号的放大原理和放大过程与GSM高频信号放大原理和放大过程类似,此处不再赘述。
但是,图2和图3所示的结构中,PA的数量多导致PCB面积大,并且多个PA也会导致功耗大。
需要说明的是,GSM信号对功率的要求高于Sub3G信号。单独使用Sub3G PA输出的GSM信号功率可能无法满足GSM信号的功率要求。若对单个Sub3G PA进行改进,使得改进后的Sub3G PA输出的GSM信号功率可以满足GSM信号的功率要求,可能会导致其他制式的性能下降,例如,输出Sub3G信号时的功耗增加等。
有鉴于此,本申请实施例提出一种射频放大电路,通过在DC/DC变换器中增加升压电路,提高Sub3G PA的供电电压,以及将GSM信号分为两路或输出两路GSM信号,分别在两颗Sub3G PA中放大,进一步提高GSM信号的功率,进而可以去除GSM PA,减小PCB面积和功耗,降低终端设备的尺寸和功耗。
为了便于理解,示例的给出部分与本申请实施例相关概念的说明以供参考。
1、GSM信号:是指终端设备发送的4个频段的信号,4个频段分别为850MHz(GSM850)、900MHz(GSM 900)、1800MHz(GSM 1800)和1900MHz(GSM 1900)。在GSM信号的4个频段中850MHz和900MHz的信号统称为GSM低频信号或统称为低频GSM信号,1800MHz和1900MHz的信号统称为GSM高频信号或统称为高频GSM信号。
2、GSM PA:是指为GSM信号提供功率输出的射频功率放大器模组。
3、Sub3G信号:终端设备发送的3G、4G和5G信号中,3GHz以下的频段的信号;Sub3G信号的低频信号为低于1GHz的信号,Sub3G的中频信号为1.7GHz-2.2GHz之间的Sub3G信号,Sub3G的高频信号为2.2GHz-3GHz之间的Sub3G信号。
4、Sub3G PA:为Sub3G信号提供功率输出的射频功率放大器模组。Sub3G PA中包括3个功率放大器,分别为低频功率放大器、中频功率放大器和高频功率放大器。其中,低频功率放大器用于放大低于1GHz的Sub3G信号。中频功率放大器用于放大1.7GHz-2.2GHz之间的Sub3G信号。高频功率放大器用于放大2.2GHz-3GHz之间的Sub3G信号。
可以理解的是,Sub3G PA中还包括多个控制开关,控制开关用于根据不同的频段的信号,选择不同的输出端口,进入不同的滤波器,滤除不同频段的信号。
需要说明的是,终端设备中可以包括两颗Sub3G PA,一颗Sub3G PA用于放大5G信号中3GHz以下频段的信号,另一个Sub3G PA用于放大4G信号中3GHz以下频段的信号。
5、基带处理单元:用于产生GSM信号和Sub3G信号的放大通路的相关设置。该相关设置包括下述一种或多种:第一DC/DC变换器输出的电压的设定、第二DC/DC变换器输出电压的设定、射频发射单元输出端口的设置、第一Sub3G PA模式的选择和第二Sub3G PA模式的选择、天线开关中信号通道的设置等;基带处理单元可以包括调制解调器等。
6、射频发射单元:用于将基带处理单元的数字信号转化为射频信号。射频发射单元可以输出GSM信号和Sub3G信号。射频发射单元可以用RFIC表示,也可以用无线电收发两用机(Transceiver)表示。
需要说明的是,射频发射单元可以包括多个端口,用于输出的GSM信号和Sub3G信号。示例性的,射频发射单元包括GSM LB端口、GSM HB端口、HB TX1端口、MB TX1端口、LBTX1端口、LB TX2端口、HB TX2端口和HB TX2端口等,分别用于输出GSM低频信号、GSM高频信号、Sub3G高频信号、Sub3G中频信号、Sub3G低频信号、Sub3G低频信号、Sub3G高频信号和Sub3G中频信号。
7、DC/DC变换器:用于将电源电压转换至目标电压,例如,DC/DC变换器输出的目标电压可以为Sub3G PA供电。
可以理解的是,终端设备可能需要输出大功率GSM信号或者Sub3G信号,也可能需要小功率GSM信号或者Sub3G信号。当终端设备需要输出大功率GSM信号或者Sub3G信号时,Sub3G PA需要的供电电压较大。当终端设备需要输出小功率GSM信号或者Sub3G信号时,Sub3G PA需要的供电电压较小。因此,DC/DC变换器的目标电压可能高于电源电压,也可能等于或低于电源电压。进而,DC/DC变换器可能工作在升压(boost)模式,也可能工作在降压(buck)模式。
本申请实施例中DC/DC变换器包括升压电路和降压电路。示例性的,DC/DC变换器的输入口有通道选择开关。通道选择开关用于切换DC/DC变换器的升压模式或降压模式。通道选择开关包括1个输入端和2个输出端。通道选择开关的输入端为DC/DC变换器的输入口,输入端电压为电源电压,第一输出端与降压模块连接,第二输出端与升压模块连接。降压模块用于实现降压功能。升压模块中包括用于将电源电压翻倍的电荷泵(Charge Pump)。电荷泵输出端可以与降压模块连接,这样,可以实现电压的精细调节。DC/DC变换器可以有多种实现形式,本申请实施例对此不作限定。
8、移相器:用于改变信号的相位。移相器包括数字移相器和模拟移相器,数字移相器是调整基带侧数据,进而调整信号的相位。可以理解的是,数字移相器没有实体,为某一器件中的功能模块。示例性的,基带处理单元中可以包括数字移相器。
模拟移相器是通过搭建模拟调相电路调整信号的相位。模拟移相器采用两类模拟调相电路,一种是通过可变电容类电路调整信号的相位,另一种是通过矢量调制电路调整信号的相位。
下面对模拟移相器中两类模拟调相电路进行说明。
可变电容类电路通过调节数字模拟转换器(digital analog converte,DAC)的电压值,改变电路的电容值,进而调节信号的相位。
需要说明的是,信号的相位变化与电路中的电感和电容相关。电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用为电抗。电抗随着交流电路频率变化而变化,并引起电路中电流与电压的相位变化。其中,电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗(capacitivereactance),容抗会导致电压滞后于电流90度。电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗(inductive reactance),感抗会导致电压超前于电流90度。
下面结合图4对电阻电感电容(RLC)电路对输出信号的电压与输入信号的电压的相位变化进行说明。
示例性的,图4为本申请实施例提供的一种RLC电路和相应的相量图。如图4中的a所示,RLC电路中包括电阻R1、电感L1和电容C1。电阻R1的电阻为R,电感L1的感抗为jwL,电容C1的容抗为1/jwC。其中,j为复数,用于表示相位变化方向,w为角速度,L为电感L1的电感,C为电容C1的电容。
由于RLC电路的复阻抗为R、jwL和1/jwc的矢量和。为方便理解和计算,下面通过相量法和矢量图法对图4中的a所示的电路的相位变化进行分析。
如图4中的b所示,以电流为I,电流相量为参考相量,有向线段长度表示相量大小为例。
图4中的b中包括有向线段1-有向线段6。有向线段1表示电流相量。有向线段2表示电阻R1的电压相量(
Figure BDA0003214336440000101
),有向线段2的方向与有向线段1的方向相同。有向线段3表示电感的相量(
Figure BDA0003214336440000102
即IjwL),由于感抗会导致电压超前于电流90度,有向线段3与有向线段1垂直。有向线段4表示电容的相量(
Figure BDA0003214336440000103
即I/jwC),由于容抗会导致电压滞后于电流90度,有向线段4与有向线段1垂直,且有向线段4的方向与有向线段3的方向相反。有向线段5表示电感的相量和电容的相量和(
Figure BDA0003214336440000104
)。有向线段6为RLC电路的电压相量(
Figure BDA0003214336440000105
)。有向线段6与有向线段2的夹角为相位角
Figure BDA0003214336440000106
或者有向线段6与有向线段1的延长线的夹角为相位角
Figure BDA0003214336440000107
可以理解的是,当电路中的电容或电感改变时,电路阻抗改变,电压的相位发生改变。可能的设计中,通过改变电路中的电容,调整电路中电压的相位。
具体的,可变电容类电路可以为可变电容C2和π型匹配电路的组合,也可以为变容二极管D1和π型匹配电路的组合。
π型匹配电路可以为纯电感、纯电容或者电感电容的组合。本申请实施例对此不作限定。
示例性的,图5和图6为本申请实施例提供的可变电容类电路的结构示意图。图5中,可变电容C2和π型匹配电路串联连接。图6中,变容二极管D1和π型匹配电路串联连接。
可以理解的是,图5中可变电容C2在不同的直流电压下具有不同的电容值。当DAC的电压值改变时,可变电容C2的电容值改变,进而整个移相电路的电容值改变,使得信号的相位改变。
可能的实现方式中,可变电容C2还可以与π型匹配电路并联,本申请实施例对可变电容C2的连接方式不做限定。
需要说明的是,图6中变容二极管D1在不同的反向直流电压下具有不同的电容值。变容二极管D1在施加反向电压时等效于图5中可变电容C1。当DAC的电压值改变时,变容二极管D1的电容值改变,进而整个移相电路的电容值改变,使得信号的相位改变。
可以理解的是,图6所示的电路中还包括电容C3,电容C3用于隔绝直流。变容二极管D1在使用时,需要注意后端电路的隔直。
可能的实现方式中,变容二极管D1还可以与π型匹配电路并联,本申请实施例对可变电容C2的连接方式不做限定。
可以理解的是,可变电容类电路的成本低,占用面积小、调相范围为0-90度。
矢量调制电路通过调整数字模拟转换器(digital analog converte,DAC)的电压值,调整混频器输出的信号的相位,进而调整输出信号的相位。
具体的,图7为本申请实施例提供的一种矢量调制电路的结构示意图。如图7所示,矢量调制电路中包括:90度正交功分器801、第一混频器802、第二混频器803和加法器804。下面对矢量调制电路中射频信号的传输进行说明。射频输入信号经90度正交功分器801分为两路信号,分别为I路信号和Q路信号,I路信号经第一混频器802与基带信号进行混频,Q路信号经第二混频器803与基带信号进行混频,混频后的I路信号和混频后的Q路信号经加法器804合为一路射频输出信号。
示例性的,以射频输入信号电压变化为
Figure BDA0003214336440000111
为例。射频输入信号经90度正交功分器801分为两路信号。I路信号的电压变化为
Figure BDA0003214336440000112
为90度正交功分器801引入的固定值。Q路信号的电压变化
Figure BDA0003214336440000113
可以简化为
Figure BDA0003214336440000114
I路信号经第一混频器802与基带信号进行混频,Q路信号经第二混频器803与基带信号进行混频。若基带信号与DAC1的比值为a,混频后的I路信号的电压变化为
Figure BDA0003214336440000115
若基带信号与DAC2的比值为b,混频后的Q路信号为的电压变化为
Figure BDA0003214336440000116
混频后的I路信号和混频后的Q路信号经加法器804合为一路射频输出信号。射频输出信号为混频后的I路信号和混频后的Q路信号矢量叠加,即射频输出信号的电压变化为
Figure BDA0003214336440000117
Figure BDA0003214336440000118
Figure BDA0003214336440000119
则射频输出信号的电压变化为
Figure BDA00032143364400001110
可以简化为
Figure BDA00032143364400001111
Figure BDA00032143364400001112
Figure BDA00032143364400001113
Figure BDA00032143364400001114
可以得出:
Figure BDA00032143364400001115
可以理解的是,A2
Figure BDA00032143364400001116
均与a和b相关。调整a和b的数值,可以改变
Figure BDA00032143364400001117
改变射频输出信号的相位,矢量调制电路的调相范围为0-360度。
下面,通过具体实施例,对本申请所示的技术方案进行详细说明。需要说明的是,对于相同或相似的内容,在不同的实施例中不再重复说明。
需要说明的是,1个Sub3G PA在提高的供电电压后对输出的GSM高频信号功率可以满足GSM高频信号的功率要求。GSM低频信号的功率要求比GSM高频信号高3dB。GSM低频信号需要2个Sub3G PA进行功率放大。GSM低频信号可以分为两路通过功率合成的方式实现功率放大或者输出两路GSM低频信号通过功率合成的方式实现功率放大。
下面结合附图对两种功率合成中GSM信号的放大电路和放大原理进行说明。
图8为本申请实施例提供的一种射频放大电路的结构示意图。如图8所示,该结构中包括:功分器901、第一DC/DC变换器902、第一Sub3G PA903、第二Sub3G PA904、第二DC/DC变换器905、合路器906和第一天线907。
其中,功分器901用于将一路GSM信号分为两路相同的第一GSM信号和第二GSM信号。
第一DC/DC变换器902和第二DC/DC变换器905用于将电源电压转换至各自的目标电压并分别向第一Sub3G PA903和第二Sub3G PA904供电。第一DC/DC变换器902和第二DC/DC变换器905中均包括升压电路和降压电路,可以输出不同的目标电压。
第一Sub3G PA903和第二Sub3G PA904用于放大GSM信号。第一Sub3G PA903和第二Sub3G PA904可以包括多个功率放大器。第一Sub3G PA903和第二Sub3G PA904的结构可以相同也可以不同,本申请实施例对此不作限定。
合路器906用于将两路放大后的第一GSM信号和放大后的第二GSM信号合成一路放大后的GSM信号。
第一天线907用于将放大后的GSM信号转换为相应波长的电磁波并辐射到空中。
下面结合图8对GSM信号的放大过程进行描述。示例性的,GSM信号经功分器901分为相同的第一GSM信号和第二GSM信号,第一GSM信号和第二GSM信号分别在第一Sub3GPA903和第二Sub3G PA904中放大,放大后的第一GSM信号和放大后的第二GSM信号经合路器906合成一路放大后的GSM信号,并输出到第一天线907进行辐射。
图9为本申请实施例提出的一种具体的射频放大电路的结构示意图。如图9所示,包括:电源1001、射频发射单元1002、基带处理单元1003、第一DC/DC变换器1004、功分器1005、第二开关1006、移相器1007、第一开关1008、第二DC/DC变换器1009、第一Sub3GPA1010、第二Sub3G PA1011、第一滤波器1012、第二滤波器1013、第三滤波器1014、合路器1015、天线开关1016和第一天线1017。
电源1001用于输出电源电压,为整个射频放大电路供电。
射频发射单元1002用于输出GSM高频信号或GSM低频信号。
基带处理单元1003用于GSM高频信号和GSM低频信号放大通路的相关设置;该相关设置包括下述一种或多种:第一DC/DC变换器1004输出电压的设定、第二DC/DC变换器1009输出电压的设定、射频发射单元1002输出端口的设置、第一Sub3G PA1010模式的选择和第二Sub3G PA1011模式的选择、天线开关1016中信号通道的设置等。
第一DC/DC变换器1004用于将电源电压转换至第一目标电压,并输出第一目标电压为第一Sub3G PA1010供电。第一DC/DC变换器1004可能的结构和工作原理可以参照上述相关概念的说明,此处不再赘述。
功分器1005用于将一路GSM低频信号分为第一GSM低频信号和第二GSM低频信号。
第二开关1006用于控制GSM高频信号或者Sub3G中频信号的输入。第二开关1006还用于防止GSM高频信号或者Sub3G中频信号的回流。第二开关1006可以为单刀双掷(SP2T)开关或者其他开关。第二开关1006可以是分立的开关,也可以是集成在PA的开关。示例性的,第二开关1006包括2个输入端和1个输出端;一个输入端与射频发射单元1002的GSM高频信号输出端口相连,另一个输入端与射频发射单元1002的Sub3G中频信号输出端口相连;第二开关1006输出端与第一Sub3G PA1010的中频接入口相连。本申请实施例对第二开关1006的具体结构和型号不做限定。
第一开关1008用于控制GSM低频信号或者Sub3G低频信号的输入。第一开关1008还用于防止GSM低频信号或者Sub3G低频信号的回流。第一开关1008可以为单刀双掷(SP2T)开关或者其他开关。第一开关1008可以是分立的开关,也可以是集成在PA的开关。
示例性的,第一开关1008包括2个输入端和1个输出端。一个输入端与功分器1005的一个输出端相连,另一个输入端与射频发射单元1002的Sub3G低频信号输出端口相连;第一开关1008输出端与第二Sub3G PA1011的低频接入口相连。本申请实施例对第一开关1008的具体结构和型号不做限定。
移相器1007用于调整第一GSM低频信号或第二GSM低频信号的相位,使得放大后的GSM信号功率可以达到最大功率。
移相器的具体结构可以参照如图4-图6对应的表述,移相器也可以是电感电容(LC)分立器件,例如,Π形CLC网络;也可以是器件,例如,低温共烧陶瓷(low temperatureCo-fired ceramic,LTCC)工艺移相器。本申请实施例对移相器的结构不做限定。
下面通过图10和图11对移相器的作用进行说明。
图10为未添加移相器时GSM低频信号放大的结构示意图。图6中包括功分器1101、第一Sub3G PA1102、第二Sub3G PA1103和合路器1104。
GSM低频信号经功分器1101后分为第一GSM低频信号和第二GSM低频信号,第一GSM低频信号和第二GSM低频信号分别在第一Sub3G PA1102和第二Sub3G PA1103中进行功率放大。放大后的第一GSM低频信号和放大后的第二GSM低频信号在合路器1104进行合成时,相位可能不一致,导致合成后的GSM低频信号功率不能达到最大功率,甚至合成后的GSM低频信号功率降低。相位偏差可能与下述一种或多种有关:PCB走线长度、PA端口设置、PA输出匹配和PA选型区别等。
图11为添加移相器后GSM低频信号的放大示意图。图11中包括功分器1201、移相器1202第一Sub3G PA1203、第二Sub3G PA1204和合路器1205。移相器1202两端分别与功分器1201和第二Sub3G PA1204连接。
GSM低频信号经功分器1201后分为第一GSM低频信号和第二GSM低频信号,第一GSM低频信号在第一Sub3G PA1203中进行功率放大。其中第二GSM低频信号经移相器1202进行相位调整后第二Sub3G PA1204中进行功率放大。放大后的第一GSM低频信号和放大后的第二GSM低频信号在合路器1205进行合成时,相位一致。合成后的GSM低频信号功率可以达到最大功率。
可能的实现方式中,移相器可以根据第一通道和第二通道的相位差数据预先调试,相位差数据可以通过仿真获得。移相器也可以在调试阶段测量第一通道和第二通道的相位差信息后进行调试。移相器的预先调试过程可以参照下文中调试方法的说明。
可能的实现方式中,移相器可以在功分器与合路器之间的任意一条通路上。本申请实施例对移相器的具体位置不做限定。可选的,移相器在功分器与第一Sub3G PA之间或者功分器与第二Sub3G PA之间的任意一条通路上。这样,移相器的功耗较小。
第二DC/DC变换器1009用于将电源电压转换至第二目标电压,并输出第二目标电压为第二Sub3G PA1011供电。第二DC/DC变换器1009包括升压电路和降压电路。第二DC/DC变换器1009可能的结构和工作原理可以参照上述相关概念的说明,此处不再赘述。
第一Sub3G PA1010和第二Sub3G PA1011用于放大GSM信号。
第一滤波器1012、第二滤波器1013和第三滤波器1014分别用于滤除放大后的GSM高频信号、放大后的第一GSM低频信号和放大后的第二GSM低频信号中的杂散信号。
合路器1015用于将两路信号合成一路信号,将放大后的第一GSM低频信号和放大后的第二GSM低频信号合成放大后的GSM低频信号。
天线开关1016用于选通辐射到天线的射频通道,进而调整GSM信号的发射方向。
可选的,射频放大电路中还包括分频器,分频器用于将放大后的GSM信号或放大后的Sub3G信号分到高频天线、中频天线或低频天线。
第一天线1017用于将放大后的GSM信号转换为相应波长的电磁波并辐射到空中。第一天线617中可以包括一根或多根天线。示例性的,当第一天线1017包括多根天线时,部分天线可以用于辐射低频信号、另一部分天线可以用于辐射高频信号和中频信号。
可选的,射频放大电路中还可以包括第三开关,第三开关用于控制GSM低频信号或者Sub3G低频信号的输入。第三开关还用于防止GSM低频信号或者Sub3G低频信号的回流。第三开关可以为单刀双掷(SP2T)开关或者其他开关。第三开关可以是分立的开关,也可以是集成在PA的开关。示例性的,第三开关包括2个输入端和1个输出端。一个输入端与功分器的一个输出端相连,另一个输入端与射频发射单元的Sub3G低频信号输出端口相连;第三开关输出端与第一Sub3G PA的低频接入口相连。本申请实施例对第三开关的具体结构和型号不做限定。
GSM信号包括GSM高频信号和低频信号。下面分别对GSM高频信号和GSM低频信号的放大过程进行描述。
在GSM高频信号的放大过程中,射频发射单元1002通过GSM HB端口输出GSM高频信号,GSM高频信号经第二开关1006进入到第一Sub3G PA 1010中的中频放大器进行功率放大。放大后的GSM高频信号经第一滤波器1012滤除功率放大时产生的杂散信号,经天线开关1016选择合适的第一天线1017后向外辐射。
下面结合图12对图9所示电路图进行GSM高频信号的放大过程中各个模块的控制进行描述。
图12为本申请实施例提供的一种射频放大电路控制方法流程示意图。如图12所示,该方法包括:
S1301、终端设备接收到GSM高频信号的调度。
具体的,基带处理单元接受到GSM高频信号的调度信息。
本申请实施例中,GSM高频信号的调度用于指示发射GSM高频信号。GSM高频信号的调度包括:GSM信号的功率和方向等。
S1302、基带处理单元控制射频发射单元将其输出端口设置在用于输出GSM高频信号的端口。
示例性的,基带处理单元控制射频发射单元将射频发射单元的输出端口设置在GSM HB端口,进而基带发射单元在GSM HB端口输出GSM高频信号。
可能的实现方式中,基带处理单元通过输出控制信号或者其他任意方式控制射频发射单元设置在用于输出GSM高频信号的端口。本申请实施例对基带处理单元的控制方式不做限定。
S1303、射频发射单元输出GSM高频信号。
S1304、基带处理单元控制第一Sub3G PA打通到中频模式,以及控制第一DC/DC变换器输出第一目标电压。
可以理解的是,GSM高频信号通过第一Sub3G PA的中频放大器进行放大。中频模式是指第一Sub3G PA接通中频放大器。可能的实现方式中,基带处理单元控制第一Sub3G PA内部的多个开关接通GSM高频信号通道。
本申请实施例中,目标电压是指GSM高频信号放大时,第一Sub3G PA的供电电压。可能的实现方式中,基带处理单元通过控制信号或者任意方式控制第一DC/DC变换器输出第一目标电压。第一DC/DC变换器的控制方法可以参照下述图9所示的方法。
S1305、基带处理单元控制第二开关和天线开关切换至预先设置的GSM通道。
S1306、天线辐射GSM高频信号。
可能实现的方式中,终端设备可以并行执行上述S1302、S1304和S1305。本申请实施例对终端设备执行上述S1301-S1306的先后顺序不做限定。
这样,终端设备可以通过Sub3G PA对GSM高频信号进行功率放大。
在GSM低频信号的放大过程中,射频发射单元1002通过GSM LB端口输出GSM低频信号,GSM低频信号经功分器1005分为两路信号,两路信号分别为第一GSM低频信号和第二GSM低频信号。第一GSM低频信号经移相器1007进行相位调整后,进入第一Sub3G PA610中的低频放大器进行功率放大。放大后的第一GSM低频信号经第二滤波器1013滤除功率放大时产生的杂散信号。第二GSM低频信号经第一开关1008进入到第二Sub3G PA 1011中的低频放大器进行功率放大。放大后的第二GSM低频信号经第三滤波器1014滤除功率放大时产生的杂散信号。
放大后的第一GSM低频信号与放大后的第二GSM低频信号经合路器1015合成后为放大后的GSM低频信号;放大后的GSM低频信号经天线开关1016选择合适的第一天线1017后向外辐射。
图13为本申请实施例提供的一种射频放大电路控制方法流程示意图。如图13所示,该方法包括:
S1401、终端设备接收到GSM低频信号的调度。
具体的,基带处理单元接收到GSM低频信号的调度信息。
本申请实施例中,GSM低频信号的调度用于指示发射GSM低频信号。GSM低频信号的调度包括:GSM信号的功率和方向等。
S1402、基带处理单元控制射频发射单元将其输出端口设置在用于输出GSM低频信号的端口。
示例性的,基带处理单元控制射频发射单元将射频发射单元的输出端口设置在GSM LB端口,进而基带发射单元在GSM LB端口输出GSM低频信号。
可能的实现方式中,基带处理单元通过输出控制信号或者其他任意方式控制射频发射单元设置在用于输出GSM低频信号的端口。本申请实施例对基带处理单元的控制方式不做限定。
S1403、射频发射单元输出GSM低频信号。
S1404、基带处理单元控制第一Sub3G PA和第二Sub3G PA打通到低频模式,以及控制第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器分别输出第一目标电压和第二目标电压。
可以理解的是,GSM低频信号通过Sub3G PA的低频放大器进行放大。低频模式是指Sub3G PA接通低频放大器。可能的实现方式中,基带处理单元控制第一Sub3G PA和第二Sub3G PA内部的多个开关接通GSM低频信号通道。
本申请实施例中,第一目标电压是指GSM低频信号放大时,第一Sub3G PA的供电电压。第二目标电压是指GSM低频信号放大时,第二Sub3G PA的供电电压。第一目标电压可以与第二目标电压相同,也可以与第二目标电压不同。
可能的实现方式中,基带处理单元通过控制信号或者任意方式控制第一DC/DC变换器输出第一目标电压。基带处理单元通过控制信号或者任意方式控制第二DC/DC变换器输出第二目标电压。第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器的控制方法可以参照下述图14所示的方法。
S1405、基带处理单元控制第一开关和天线开关切换至预先设置的GSM通道。
S1406、天线辐射GSM低频信号。
这样,终端设备可以通过Sub3G PA对GSM低频信号进行功率放大。
综上,本申请实施例提出的射频放大电路可以通过Sub3G PA实现GSM信号的放大,满足GSM信号的功率要求,减小GSM PA的使用,降低PCB的面积,节省空间。
上述图12和图13所示的控制方法的基础上,对DC/DC变换器的控制过程进行说明。
图14为一种DC/DC变换器的控制方法流程图。如图10所示,该方法包括:
S1501、基带处理单元向DC/DC变换器发送目标电压。
可能的实现方式中,基带处理单元通过电压控制信号或其他任意方式向DC/DC变换器发送目标电压。
S1502、DC/DC变换器判断目标电压是否高于阈值电压。
本申请实施例中,阈值电压可以为等于或者稍低于电源电压的某一电压值。示例性的,电池电压为3.8V,阈值电压可以为3.6V。
S1503、若目标电压高于阈值电压,DC/DC变换器切换至升压模式。
S1504、若目标电压等于或低于阈值电压,DC/DC变换器切换至降压模式。
S1505、DC/DC变换器输出目标电压向PA供电。
这样,DC/DC变换器可以输出合适的目标电压向PA供电,在达到GSM信号和Sub3G信号的功率要求时,可以降低PA的能耗。
可以理解的是,放大后的GSM低频信号的功率与移相器调整的相位相关。上述图9所示的射频放大电路中,移相器可以为上述相关概念中移相器说明中的模拟移相器,图9所示的射频放大电路中通过模拟调相电路改变GSM低频信号的相位,降低两路信号相位不一致导致的功率损耗。下面对移相器的调试方法进行说明。
可能的实现方式一中,通过外接仪表进行调试。图15为本申请实施例提供的一种调试方法流程示意图,如图15所示,调试方法包括:
S1601、基带处理单元响应于用户操作进入GSM校准模式。
S1602、基带处理单元控制射频发射单元的输出功率为最大功率、校准的频点为第一频点以及DCDC变换器切换至升压模式输出最高电压。
本申请实施例中,第一频点可以为GSM低频信号对应的任意频率。
可能实现的方式中,第一频点为GSM低频信号对应的中间频率,例如,第一频点可以为897.5MHz。可以理解的是,通常校准开始会选择中间的频率点。
可以理解的是,基带处理单元将GSM低频信号的放大通路中的相关设置均设置为最大,以最大限度的提升放大后的GSM低频信号功率。这样,在不同的DAC数值下,放大后的GSM低频信号的功率差异明显,方便后续确定DAC数值的选取,增加调试的准确性。
S1603、基带处理单元逐步扫描模拟调相电路中DAC电压数值。
S1604、基带处理单元根据外接仪表测试的多个放大后GSM射频信号的功率,确定并存储校准DAC。其中,校准DAC为放大后GSM射频信号功率最大时对应的DAC值。
本申请实施例中,外接仪表用于测试放大后GSM射频信号的功率,外接仪表可以为综测仪,例如,CMW100等。本申请实施例对外接仪表的结构不做限定。
S1605、基带处理单元校准其他频点对应的DAC值。
本申请实施例中,其他频点为除第一频点外的GSM低频信号对应的任意频率。
示例性的,第一频点为897.5MHz,其他频点可以为除897.5MHz外,880-915MHz中任意一个频率。
可以理解的是,校准DAC确定后,终端设备在调试完成后,基带处理单元在接收到GSM信号的调度信息时,输出对应的校准DAC控制移相器调整信号的相位,使得放大后的GSM信号的功率达到GSM信号的功率需求。
这样,射频放大电路可以在根据校准DAC减小两路信号的相位差,减少合成时的功率损耗,使得输出放大后的GSM信号的功率可以达到GSM信号的功率需求。并且,还可以减小功耗。
可能的实现方式二中,为加快校准速度,上述图9所示的射频放大电路中还可以包括耦合器,基于耦合器实现反馈(feedback)。
示例性的,图16为本申请实施例提供的一种射频放大电路结构示意图。射频放大电路包括:电源1701、射频发射单元1702、基带处理单元1703、第一DC/DC变换器1704、功分器1705、第二开关1706、移相器1707、第一开关1708、第二DC/DC变换器1709、第一Sub3GPA1710、第二Sub3G PA1711、第一滤波器1712、第二滤波器1713、第三滤波器1714、合路器1715、天线开关1716和第一天线1717和耦合器1718。
图16中各个模块可能的结构和作用可以参照上述相关概念和图9中的相应模块的说明,此处不再赘述。
基带处理单元1703还用于逐步扫描模拟调相电路中DAC电压数值,并根据耦合器1518反馈的功率值确定并存储功率最大时对应的DAC数值。
耦合器1718用于测试放大后的GSM低频信号的功率,并反馈放大后的GSM低频信号的功率至基带处理单元1703。
可以理解的是,图15所示的调试方法中,需要外接仪表测试读取放大后的GSM低频信号的功率,再将放大后的GSM低频信号的功率返回至基带处理单元。此过程的耗时较长。基于耦合器的反馈在电路中形成闭环控制。耦合器可以直接反馈放大后的GSM低频信号的功率至基带处理单元。反馈速度快,耗时短。进而可以加快调试校准速度。
图17为本申请实施例提供的一种调试方法流程示意图。如图17所示,调试方法包括:
S1801、基带处理单元响应于用户操作进入GSM校准模式。
S1802、基带处理单元控制射频发射单元的输出功率为最大功率、校准的频点为第一频点以及DCDC变换器切换至升压模式输出最高电压。
本申请实施例中,第一频点可以为GSM低频信号对应的任意频率。
可能实现的方式中,第一频点为GSM低频信号对应的中间频率,例如,第一频点可以为897.5MHz。可以理解的是,通常校准开始会选择中间的频率点。
S1803、基带处理单元输出模拟调相电路中DAC电压数值。
S1804、基带处理单元记录外接仪表测试的放大后GSM射频信号的功率和耦合器反馈的放大后GSM射频信号的功率,确定耦合器的误差值。
可以理解的是,S1803和S1804用于确定耦合器与外接仪表的测量误差,使得耦合器反馈的放大后的GSM射频信号的功率更准确。S1803和S1804为可选步骤。
S1805、基带处理单元逐步扫描模拟调相电路中DAC电压数值。
S1806、基带处理单元根据耦合器反馈的多个放大后GSM射频信号的功率,确定校准DAC。其中,校准DAC为放大后GSM射频信号功率最大时对应的DAC值。S1807、基带处理单元校准其他频点对应的DAC值。
本申请实施例中,其他频点为除第一频点外的GSM低频信号对应的任意频率。
示例性的,第一频点为897.5MHz,其他频点可以为除897.5MHz外,880-915MHz中任意一个频率。
可以理解的是,校准DAC确定后,终端设备在调试完成后,基带处理单元在接收到GSM信号的调度信息时,输出对应的校准DAC控制移相器调整信号的相位,使得放大后的GSM信号的功率达到GSM信号的功率需求。
这样,射频放大电路可以在根据校准DAC减小两路信号的相位差,减少合成时的功率损耗,使得输出放大后的GSM信号的功率可以达到GSM信号的功率需求。并且,还可以减小功耗。
图18为本申请实施例提出的一种放大GSM信号或Sub3G信号的电路结构示意图。如图18所示,包括:电源1901、射频发射单元1902、基带处理单元1903、第一DC/DC变换器1904、功分器1905、第二开关1906、移相器1907、第一开关1908、第二DC/DC变换器1909、第一Sub3GPA1910、第二Sub3G PA1911、滤波单元1912、第一滤波器1913、第二滤波器1914、第三滤波器1915、合路器1916、天线开关1917和第一天线1918。
图18中各个模块可能的结构和作用可以参照上述相关概念和图9中的相应模块的说明。
图18所示的射频放大电路对GSM信号的放大过程可以参照上述图9所示的射频放大电路对GSM信号的放大过程。此处不再赘述。
图18所示的射频放大电路中移相器的调试方法可以参照上述图15所示的射频放大电路中移相器的调试方法。本申请实施例对此不再赘述。
可选的,图18所示的射频放大电路还可以包括耦合器(图18未示出),移相器的调试方法还可以参照上述图16所示的射频放大电路中移相器的调试方法。本申请实施例对此不再赘述。
下面结合图18对sub 3G信号的放大过程进行描述。
当终端设备接收到sub 3G高频信号的调度时,射频发射单元1902通过Sub 3G高频信号端口输出Sub 3G高频信号,经第一Sub3G PA1910或者第二Sub3G PA1911中的Sub3G高频信号接入口,在第一Sub3G PA1910或者第二Sub3G PA1911中进行功率放大,并输出到滤波单元1912滤除放大时产生的杂散信号,再经天线开关1917选择合适通道,在相应的第一天线1918辐射Sub 3G高频信号。Sub 3G高频信号放大过程中,各个模块的控制方法与GSM信号放大时各个模块的控制方法类似,此处不再赘述。Sub 3G中频信号、Sub 3G低频信号的放大原理和放大过程与Sub 3G高频信号放大原理和放大过程类似,此处不再赘述。
Sub 3G信号的放大过程与之前一致,并未改变。Sub 3G信号放大时的性能也未改变。因此,本申请实施例提出的射频放大电路不会影响Sub 3G信号的性能。
可能的实现方式中,射频放大电路中包括第三开关。图19为本申请实施例提供的一种射频放大电路结构示意图。如图19所示,射频放大电路包括:电源2001、射频发射单元2002、基带处理单元2003、第一DC/DC变换器2004、功分器2005、第二开关20306、移相器2007、第一开关2008、第二DC/DC变换器2009、第一Sub3G PA2010、第二Sub3G PA2011、滤波单元2012、第一滤波器2013、第二滤波器2014、第三滤波器2015、合路器2016、天线开关2017、第一天线2018和第三开关2019。
图19中各个模块可能的结构和作用可以参照上述相关概念和图9中的相应模块的说明。
第三开关2019用于控制GSM低频信号或者Sub3G低频信号的输入。第三开关2019还用于防止GSM低频信号或者Sub3G低频信号的回流。第三开关2019可以为SP2T开关或者其他开关。第三开关2019可以是分立的开关,也可以是集成在PA的开关。示例性的,第三开关2019包括2个输入端和1个输出端。一个输入端与功分器2005的一个输出端相连,另一个输入端与射频发射单元2002的Sub3G低频信号输出端口相连;第三开关2019输出端与第一Sub3G PA2010的低频接入口相连。本申请实施例对第三开关2019的具体结构和型号不做限定。
图19所示的射频放大电路对GSM信号的放大过程可以参照上述图9和图18所示的射频放大电路对GSM信号的放大过程。此处不再赘述。
图19所示的射频放大电路中移相器的调试方法可以参照上述图15所示的射频放大电路中移相器的调试方法。本申请实施例对此不再赘述。
可选的,图19所示的射频放大电路还可以包括耦合器(图19未示出),移相器的调试方法还可以参照上述图16所示的射频放大电路中移相器的调试方法。本申请实施例对此不再赘述。
上述实施例中通过功分器将GSM低频信号分为两路进行功率放大后合成。下面结合附图对另一种功率合成方式中GSM信号的放大电路和放大原理进行说明。
图20为本申请实施例提供的一种射频放大电路的结构示意图。如图20所示,该射频放大中包括:电源2101、射频发射单元2102、基带处理单元2103、第一DC/DC变换器2104、第二开关2106、第一开关2108、第二DC/DC变换器2109、第一Sub3G PA2110、第二Sub3GPA2111、第一滤波器2112、第二滤波器2113、第三滤波器2114、合路器2115、天线开关2116和第一天线2117。
图20中各个模块可能的结构和作用可以参照上述相关概念和图9中的相应模块的说明,此处不再赘述。
射频发射单元2102包括两个用于输出GSM低频信号的端口,分别为GSM LB 1和GSMLB 2。
下面对图20所示的射频放大电路中GSM信号的放大过程进行说明。
在GSM高频信号的放大过程中,射频发射单元2102通过GSM HB端口输出GSM高频信号,GSM高频信号经第二开关2106进入到第一Sub3G PA2110中的中频放大器进行功率放大。放大后的GSM高频信号经第一滤波器2112滤除功率放大时产生的杂散信号,经天线开关2116选择合适的第一天线2117后向外辐射。
GSM高频信号的放大过程中各个模块的控制可以参照图12所示方法流程,此处不再赘述。
在GSM低频信号的放大过程中,射频发射单元2102通过GSM LB1端口输出第一GSM低频信号,通过GSM LB2端口输出第二GSM低频信号。第一GSM低频信号进入第一Sub3GPA2110中的低频放大器进行功率放大。放大后的第一GSM低频信号经第二滤波器2113滤除功率放大时产生的杂散信号。第二GSM低频信号经第一开关2108进入到第二Sub3G PA2111中的低频放大器进行功率放大。放大后的第二GSM低频信号经第三滤波器2114滤除功率放大时产生的杂散信号。
放大后的第一GSM低频信号与放大后的第二GSM低频信号经合路器2115合成后为放大后的GSM低频信号;放大后的GSM低频信号经天线开关2116选择合适的第一天线2117后向外辐射。
GSM低频信号的放大过程中各个模块的控制可以参照图13所示方法流程,此处不再赘述。
综上,本申请实施例提出的射频放大电路可以通过Sub3G PA实现GSM信号的放大,满足GSM信号的功率要求,减少GSM PA的使用,降低PCB的面积,节省空间。
在图20所示的射频放大电路的基础上,为了降低放大后的第一GSM低频信号和放大后的第二GSM低频信号相位不一致导致的功率损耗,射频放大电路中还可以包括数字移相器或模拟移相器。
由于数字移相器是对基带侧的数据进行调节,射频放大电路可以如图20所示。下面对数字移相器的调相方法进行说明。
图21为本申请实施例提供的一种调试方法流程示意图。如图21所示,调试方法包括:
S2201、基带处理单元响应于用户操作进入GSM校准模式。
S2202、基带处理单元控制射频发射单元的输出功率为最大功率、校准的频点为第一频点以及DCDC变换器切换至升压模式输出最高电压。
本申请实施例中,第一频点可以为GSM低频信号对应的任意频率。
可能实现的方式中,第一频点为GSM低频信号对应的中间频率,例如,第一频点可以为897.5MHz。可以理解的是,通常校准开始会选择中间的频率点。
S2203、基带处理单元逐步扫描第一GSM低频信号的数字相位角度或第二GSM低频信号的数字相位角度。
可能的实现方式一中:基带处理单元逐步扫描第一GSM低频信号的数字相位角度。
可能的实现方式二中:基带处理单元逐步扫描第二GSM低频信号的数字相位角度。
S2204、基带处理单元根据外接仪表测试的多个放大后GSM射频信号的功率,确定校准数字相位角度。其中,校准数字相位角度为放大后GSM射频信号功率最大时对应的数字相位角度。
可能的实现方式一中:在基带处理单元逐步扫描第一GSM低频信号的数字相位角度时,基带处理单元根据外接仪表测试的多个放大后GSM射频信号的功率,确定第一GSM低频信号的校准数字相位角度。其中,第一GSM低频信号的校准数字相位角度为放大后GSM射频信号功率最大时对应的第一GSM低频信号数字相位角度。
可能的实现方式二中:在基带处理单元逐步扫描第二GSM低频信号的数字相位角度时,基带处理单元根据外接仪表测试的多个放大后GSM射频信号的功率,确定第二GSM低频信号的校准数字相位角度。其中,第二GSM低频信号的校准数字相位角度为放大后GSM射频信号功率最大时对应的第二GSM低频信号数字相位角度。
S2205、基带处理单元校准其他频点对应的数字相位角度。
本申请实施例中,其他频点为除第一频点外的GSM低频信号对应的任意频率。
示例性的,第一频点为897.5MHz,其他频点可以为除897.5MHz外,880-915MHz中任意一个频率。
可以理解的是,校准数字相位角度确定后,终端设备在调试完成后,基带处理单元在接收到GSM信号的调度信息时,输出对应的校准数字相位角度控制射频发射单元调整信号的相位,使得放大后的GSM信号的功率达到GSM信号的功率需求。
这样,射频放大电路可以在根据校准数字相位角度减小两路信号的相位差,减少合成时的功率损耗,使得输出放大后的GSM信号的功率可以达到GSM信号的功率需求。并且,还可以减小功耗。
可能的实现方式二中,为加快校准速度,上述图20所示的射频放大电路中还包括耦合器。
示例性的,如图22所示,射频放大电路包括:电源2301、射频发射单元2302、基带处理单元2303、第一DC/DC变换器2304、第二开关2306、第一开关2308、第二DC/DC变换器2309、第一Sub3G PA2310、第二Sub3G PA2311、第一滤波器2312、第二滤波器2313、第三滤波器2314、合路器2315、天线开关2316、第一天线2317和耦合器2318。
图22中各个模块可能的结构和作用可以参照上述相关概念和图9中的相应模块的说明,此处不再赘述。
射频发射单元2302包括两个用于输出GSM低频信号的端口,分别为GSM LB 1和GSMLB 2。
耦合器2318用于测试放大后的GSM低频信号的功率,并反馈放大后的GSM低频信号的功率至基带处理单元2303。
图22所示的射频放大电路中GSM信号的放大过程和GSM信号的放大方法可以参照上述相关说明,此处不再赘述。
可以理解的是,图21所示的调试方法中,需要外接仪表测试读取放大后的GSM低频信号的功率,再将放大后的GSM低频信号的功率返回至基带处理单元。此过程的耗时较长。基于耦合器的反馈(feedback)在电路中形成闭环控制。耦合器可以直接反馈放大后的GSM低频信号的功率至基带处理单元。反馈速度快,耗时短。进而可以加快调试校准速度。
图23为本申请实施例提供的一种调试方法流程示意图。如图23所示,调试方法包括:
S2401、基带处理单元响应于用户操作进入GSM校准模式。
S2402、基带处理单元控制射频发射单元的输出功率为最大功率、校准的频点为第一频点以及DCDC变换器切换至升压模式输出最高电压。
本申请实施例中,第一频点可以为GSM低频信号对应的任意频率。
可能实现的方式中,第一频点为GSM低频信号对应的中间频率,例如,第一频点可以为897.5MHz。可以理解的是,通常校准开始会选择中间的频率点。
S2403、基带处理单元输出第一GSM低频信号的数字相位角度或第二GSM低频信号的数字相位角度。
可能的实现方式一中:基带处理单元输出第一GSM低频信号的数字相位角度。
可能的实现方式二中:基带处理单元输出第二GSM低频信号的数字相位角度。S2404、基带处理单元记录外接仪表测试的放大后GSM射频信号的功率和耦合器反馈的放大后GSM射频信号的功率,确定耦合器的误差值。
可以理解的是,S2403和S2404用于确定耦合器与外接仪表的误差,使得耦合器反馈的放大后的GSM射频信号的功率更准确。S2403和S2404为可选步骤。
S2405、基带处理单元逐步扫描第一GSM低频信号或第二GSM低频信号的数字相位角度。
可能的实现方式一中:基带处理单元逐步扫描第一GSM低频信号的数字相位角度。
可能的实现方式二中:基带处理单元逐步扫描第二GSM低频信号的数字相位角度。
S2406、基带处理单元根据耦合器反馈的多个放大后GSM射频信号的功率,确定校准数字相位角度。其中,校准数字相位角度为放大后GSM射频信号功率最大时对应的数字相位角度。
可能的实现方式一中:在基带处理单元逐步扫描第一GSM低频信号的数字相位角度时,基带处理单元根据耦合器反馈的多个放大后GSM射频信号的功率,确定第一GSM低频信号的校准数字相位角度。其中,第一GSM低频信号的校准数字相位角度为放大后GSM射频信号功率最大时对应的第一GSM低频信号数字相位角度。
可能的实现方式二中:在基带处理单元逐步扫描第二GSM低频信号的数字相位角度时,基带处理单元根据耦合器反馈的多个放大后GSM射频信号的功率,确定第二GSM低频信号的校准数字相位角度。其中,第二GSM低频信号的校准数字相位角度为放大后GSM射频信号功率最大时对应的第二GSM低频信号数字相位角度。
S2407、基带处理单元校准其他频点对应的数字相位角度。
本申请实施例中,其他频点为除第一频点外的GSM低频信号对应的任意频率。
示例性的,第一频点为897.5MHz,其他频点可以为除897.5MHz外,880-915MHz中任意一个频率。
可以理解的是,校准数字相位角度确定后,终端设备在调试完成后,基带处理单元在接收到GSM信号的调度信息时,输出对应的校准数字相位角度控制射频发射单元调整信号的相位,使得放大后的GSM信号的功率达到GSM信号的功率需求。
这样,射频放大电路可以在根据校准数字相位角度减小两路信号的相位差,减少合成时的功率损耗,使得输出放大后的GSM信号的功率可以达到GSM信号的功率需求。并且,还可以减小功耗。
下面对包括模拟移相器的射频放大电路进行说明。示例性的,图24为本申请实施例提供的一种射频放大电路的示意图。如图24所示,射频放大电路包括:电源2501、射频发射单元2502、基带处理单元2503、第一DC/DC变换器2504、第二开关2506、模拟移相器2507、第一开关2508、第二DC/DC变换器2509、第一Sub3G PA2510、第二Sub3G PA2511、第一滤波器2512、第二滤波器2513、第三滤波器2514、合路器2515、天线开关2516和第一天线2517。
模拟移相器2507的调相方法可以参照图15所示的调相方法,此处不做赘述。
可选的,射频放大电路中还可以包括耦合器(图24未示出),模拟移相器2507的调相方法可以参照图16所示的调相方法,此处不做赘述。
图25为本申请实施例提出的一种放大GSM信号或Sub3G信号的电路结构示意图。如图25所示,包括:电源2601、射频发射单元2602、基带处理单元2603、第一DC/DC变换器2604、第二开关2606、第一开关2608、第二DC/DC变换器2609、第一Sub3G PA2610、第二Sub3GPA2611、滤波单元2612、第一滤波器2613、第二滤波器2614、第三滤波器2615、合路器2616、天线开关2617和第一天线2618。
图25中各个模块可能的结构和作用可以参照上述相关概念和图20中的相应模块的说明。
图25所示的射频放大电路对GSM信号的放大过程可以参照上述图20所示的射频放大电路对GSM信号的放大过程。此处不再赘述。
下面结合图25对sub 3G信号的放大过程进行描述。
当终端设备接收到sub 3G高频信号的调度时,射频发射单元2602通过sub 3G高频信号端口输出sub 3G高频信号,经第一Sub3G PA2610或者第二Sub3G PA2611中的Sub3G高频信号接入口,在第一Sub3G PA2610或者第二Sub3G PA2011中进行功率放大,并输出到滤波单元2612滤除放大时产生的杂散信号,再经天线开关2617选择合适通道,在相应的第一天线2618辐射Sub 3G高频信号。Sub 3G高频信号放大过程中,各个模块的控制方法与GSM信号放大时各个模块的控制方法类似,此处不再赘述。Sub 3G中频信号、Sub 3G低频信号的放大原理和放大过程与Sub 3G高频信号放大原理和放大过程类似,此处不再赘述。
Sub 3G信号的放大过程与之前一致,并未改变。Sub 3G信号放大时的性能也未改变。因此,本申请实施例提出的射频放大电路不会影响Sub 3G信号的性能。
可选的,图25所示的射频放大电路还可以包括数字移相器或模拟移相器。数字移相器或模拟移相器的结构和调试方法可以参照上述相关说明。此处不再赘述。
可选的,图25所示的射频放大电路还可以包括耦合器以加快调试速度。
可能的实现方式中,射频放大电路中包括第三开关。图26为本申请实施例提供的一种射频放大电路结构示意图。如图26所示,射频放大电路包括:电源2701、射频发射单元2702、基带处理单元2703、第一DC/DC变换器2704、第二开关2706、第一开关2708、第二DC/DC变换器2709、第一Sub3G PA2710、第二Sub3G PA2711、滤波单元2712、第一滤波器2713、第二滤波器2714、第三滤波器2715、合路器2716、天线开关2717、第一天线2718和第三开关2719。
图26中各个模块可能的结构和作用可以参照上述相关概念和图19中的相应模块的说明。
第三开关2719用于控制GSM低频信号或者Sub3G低频信号的输入。第三开关2719还用于防止GSM低频信号或者Sub3G低频信号的回流。第三开关2719可以为SP2T开关或者其他开关。第三开关2719可以是分立的开关,也可以是集成在PA的开关。示例性的,第三开关2719包括2个输入端和1个输出端。两个输入端分别与射频发射单元的一个GSM低频信号输出端口和Sub3G低频信号输出端口相连;第三开关2719输出端与第一Sub3G PA2710的低频接入口相连。本申请实施例对第三开关2719的具体结构和型号不做限定。
图26所示的射频放大电路对GSM信号的放大过程可以参照上述图20所示的射频放大电路对GSM信号的放大过程。此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种终端设备,终端设备包括上述任一种的射频放大电路,射频放大电路用于放大GSM信号和Sub 3G信号。
终端设备可以为手机、平板电脑(tablet personal computer)、膝上型电脑(laptop computer)、个人数字助理(personal digitalassistant,PDA)、移动上网装置(mobile internet device,MID)或可穿戴式设备(wearable device)等。
本申请实施例所提供的终端设备,其有益效果可以参见上述射频放大电路所带来的有益效果,在此不再赘述。
以上的实施方式、结构示意图或仿真示意图仅为示意性说明本申请的技术方案,其中的尺寸比例并不构成对该技术方案保护范围的限定,任何在上述实施方式的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等,均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种射频放大电路,其特征在于,包括:射频发射单元、第一放大通路、第二放大通路、基带处理单元、移相器、合路器和第一天线;所述第一放大通路包括第一放大单元,所述第二放大通路包括第一开关和第二放大单元;
所述射频发射单元分别与所述第一放大通路和所述第二放大通路连接;
所述射频发射单元用于输出第一频率的全球移动通讯系统GSM信号或用于输出第二频率的3千兆赫兹以下的频段Sub3G信号;
所述第一频率的GSM信号被分为第一信号和第二信号,且所述第一信号在所述第一放大通路中放大,所述第二信号在所述第二放大通路中放大;
所述第一开关用于选择接通所述第二信号的放大通路或所述第二频率的Sub3G信号的放大通路;
所述第一放大单元用于放大所述第一信号;所述第二放大单元用于放大所述第二信号或所述第二频率的Sub3G信号;其中,所述第一频率和第二频率均为低于1GHz的低频频率;
所述基带处理单元用于控制所述射频发射单元输出所述GSM信号或所述Sub3G信号,以及控制所述第一开关的选择切换;
所述移相器用于调整所述第一信号的相位或所述第二信号的相位;
所述合路器用于将所述第一放大单元放大后的第一信号和所述第二放大单元放大后的第二信号合成一路目标信号;
所述第一天线用于发射所述目标信号;
所述移相器为数字移相器,所述数字移相器位于所述基带处理单元中,所述基带处理单元还用于调整所述射频发射单元输出的所述第一信号的数字相位角度和所述第二信号的数字相位角度;
或者,所述移相器为模拟移相器;所述基带处理单元还用于控制所述模拟移相器的数字模拟转换器DAC的电压值;
所述模拟移相器位于所述第一放大通路时,所述模拟移相器用于根据所述DAC的电压值调整所述第一信号的相位;
或者,所述模拟移相器位于所述第二放大通路时,所述模拟移相器用于根据所述DAC的电压值调整所述第二信号的相位;
若所述移相器为数字移相器,则所述射频放大电路还包括:耦合器,所述耦合器位于所述合路器与所述第一天线之间,所述耦合器还与所述基带处理单元连接;
所述耦合器用于反馈所述目标信号的功率至所述基带处理单元;
所述基带处理单元还用于根据所述功率校准所述第一信号的数字相位角度或所述第二信号的数字相位角度;
若所述移相器为模拟移相器,则所述射频放大电路还包括:耦合器,所述耦合器位于所述合路器与所述第一天线之间,所述耦合器还与所述基带处理单元连接;
所述耦合器用于反馈所述目标信号的功率至所述基带处理单元;
所述基带处理单元还用于根据所述功率校准所述移相器调整的相位。
2.根据权利要求1所述的射频放大电路,其特征在于,还包括:功分器;
所述功分器用于将所述射频发射单元输出的第一频率的GSM信号分为所述第一信号和所述第二信号。
3.根据权利要求1所述的射频放大电路,其特征在于,所述射频发射单元包括第一端口和第二端口,所述第一端口用于输出所述第一信号,所述第二端口用于输出所述第二信号。
4.根据权利要求1所述的射频放大电路,其特征在于,所述模拟移相器包括可变电容类电路或矢量调制电路。
5.根据权利要求4所述的射频放大电路,其特征在于,所述可变电容类电路包括可变电容或变容二极管。
6.根据权利要求1-3任一项所述的射频放大电路,其特征在于,还包括:第二开关;
所述射频发射单元还用于输出第三频率的所述GSM信号或用于输出第四频率的所述Sub3G信号;
所述第二开关用于选择接通所述第三频率的所述GSM信号的放大通路或所述第四频率的所述Sub3G信号的放大通路;
所述第三频率为GSM高频频率,第四频率为1.7GHz-2.2GHz。
7.一种相位调节方法,其特征在于,应用于权利要求1所述的射频放大电路;
所述基带处理单元控制所述射频发射单元的输出功率为最大功率和校准的频点为第一频点;
所述基带处理单元逐步扫描所述第一信号的数字相位角度或所述第二信号的数字相位角度;
所述基带处理单元根据外接仪表测试的多个放大后所述第一频率的所述GSM信号的功率,确定所述第一信号的校准数字相位角度或所述第二信号的校准数字相位角度,其中,所述外接仪表用于测试所述目标信号的功率;所述第一信号的校准数字相位角度为所述多个功率中功率最大时对应的所述第一信号的数字相位角度,所述第二信号的校准数字相位角度为所述多个功率中功率最大时对应的所述第二信号的数字相位角度。
8.一种相位调节方法,其特征在于,应用于权利要求1所述的射频放大电路;
所述基带处理单元控制所述射频发射单元的输出功率为最大功率和校准的频点为第一频点;
所述基带处理单元逐步扫描所述第一信号的数字相位角度或所述第二信号的数字相位角度;
所述基带处理单元根据所述耦合器反馈的多个放大后所述第一频率的所述GSM信号的功率,确定所述第一信号的校准数字相位角度或所述第二信号的校准数字相位角度,其中,所述第一信号的校准数字相位角度为所述多个功率中功率最大时对应的所述第一信号的数字相位角度,所述第二信号的校准数字相位角度为所述多个功率中功率最大时对应的所述第二信号的数字相位角度。
9.一种相位调节方法,其特征在于,应用于权利要求1、4或5所述的射频放大电路;
所述基带处理单元控制所述射频发射单元的输出功率为最大功率和校准的频点为第一频点;
所述基带处理单元逐步扫描所述模拟移相器的DAC电压数值;
所述基带处理单元根据外接仪表测试的多个放大后所述第一频率的所述GSM信号的功率,确定校准DAC,其中,所述外接仪表用于测试所述目标信号的功率;所述校准DAC为所述多个功率中功率最大时对应的DAC值。
10.一种相位调节方法,其特征在于,应用于相位调节电路,所述相位调节电路包括权利要求1所述的射频放大电路;
所述基带处理单元控制所述射频发射单元的输出功率为最大功率和校准的频点为第一频点;
所述基带处理单元逐步扫描所述模拟移相器的DAC电压数值;
所述基带处理单元根据所述耦合器反馈的多个放大后所述第一频率的所述GSM信号的功率,确定校准DAC,其中,所述校准DAC为所述多个功率中功率最大时对应的DAC值。
11.一种射频放大方法,其特征在于,应用于如权利要求1-6任一项所述的射频放大电路,所述方法包括:
所述基带处理单元接收到所述第一频率的GSM信号的第一调度信息;所述基带处理单元根据所述第一调度信息控制所述射频发射单元输出所述第一频率的GSM信号;所述基带处理单元控制所述第一开关选择接通所述第二信号的放大通路;所述第一放大单元放大所述第一信号;所述第二放大单元放大所述第二信号;
或者,所述基带处理单元接收到所述第二频率的Sub3G信号的第二调度信息;所述基带处理单元根据所述第二调度信息控制所述射频发射单元输出所述第二频率的Sub3G信号;所述基带处理单元控制所述第一开关接通所述第二频率的Sub3G信号的放大通路;所述射频发射单元输出所述第二频率的Sub3G信号;所述第二放大单元放大所述第二频率的Sub3G信号;
所述合路器将所述第一放大单元放大后的第一信号和所述第二放大单元放大后的第二信号合成一路目标信号;
所述基带处理单元控制所述第一天线切换至预先设置的所述GSM信号的通道;
所述第一天线发射所述目标信号。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括:
所述基带处理单元接收到所述第三频率的所述GSM信号的第三调度信息;所述基带处理单元根据所述第三调度信息控制所述射频发射单元输出所述第三频率的所述GSM信号;所述基带处理单元控制所述第二开关选择接通所述第三频率的所述GSM信号的放大通路;所述射频发射单元输出所述第三频率的所述GSM信号;所述第一放大单元放大所述第三频率的所述GSM信号;
或者,所述基带处理单元接收到所述第四频率的所述Sub3G信号的第四调度信息;所述基带处理单元根据所述第四调度信息控制所述射频发射单元输出所述第四频率的所述Sub3G信号;所述基带处理单元控制所述第二开关选择接通所述第四频率的所述Sub3G信号的放大通路;所述射频发射单元输出所述第四频率的所述Sub3G信号;所述第一放大单元放大所述第四频率的所述Sub3G信号。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括:
所述第一频率的GSM信号为低频GSM信号时,所述基带处理单元控制所述第一放大单元和所述第二放大单元均切换到低频模式;
所述第三频率的所述GSM信号为高频GSM信号时,所述基带处理单元控制所述第一放大单元切换到中频模式。
14.一种终端设备,其特征在于,包括权利要求1-6任一项所述的射频放大电路,所述射频放大电路用于放大GSM信号和Sub3G信号。
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