CN114301399A - 具有感测rf信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置 - Google Patents

具有感测rf信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置。公开了用于放大器的偏置布置。一种示例性布置包括偏置电路和线性化电路,该偏置电路被配置成产生用于放大器的偏置信号,该线性化电路被配置成通过基于指示待由放大器放大的RF输入信号的RF信号来修改偏置信号,而提高放大器的线性度。线性化电路包括用于接收偏置信号的偏置信号输入、用于接收RF信号的RF信号输入以及用于提供经修改偏置信号的输出。该线性化电路进一步包括至少第一线性化晶体管,具有第一端子、第二端子和第三端子,其中该线性化电路的偏置信号输入和RF信号输入中的每一者耦合至第一线性化晶体管的第一端子,并且该线性化电路的输出耦合至第一线性化晶体管的第三端子。

Description

具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管 的偏置布置
技术领域
本公开整体涉及射频(RF)系统,并且更具体地涉及RF系统中用于放大器的偏置和线性化技术。
背景技术
无线电系统是以大约3千赫(kHz)至300吉赫(GHz)的RF范围内的电磁波形式发射及接收信号的系统。无线电系统通常用于无线通讯,其中蜂窝/无线移动技术是突出实例,但是也可以用于电缆通讯,例如电缆电视。在该两种类型的系统中,其中各种部件的线性度发挥至关重要的作用。
理论上,RF部件或系统的线性度很容易理解。即,线性度通常是指部件或系统提供与输入信号直接成比例的输出信号的能力。换言之,如果部件或系统是完全线性的,则输出信号与输入信号的比率的关系是直线。在现实元件及系统中实现此种行为要复杂得多,并且必须解决许多对线性度的挑战,这通常是以牺牲一些其他性能参数(例如,效率)为代价的。
功率放大器由半导体材料制成,本质上是非线性的且需要在相对较高的功率位准下操作,因此在考虑RF系统的线性度设计时,通常首先要对部件进行分析。具有非线性畸变的功率放大器输出可导致调制准确度降低(例如,误差向量幅度(EVM)降低)和/或带外发射。因此,无线通讯系统(例如,长期演进(LTE)和第五代(5G)系统)和电缆通讯系统对功率放大器线性度具有严格规范。
尽管线性度对于例如低噪声放大器等小信号放大器也很重要,但对于功率放大器而言,线性度的挑战尤其明显,这是因为此类放大器通常需要产生相对较高的输出功率位准,因此特别容易进入某些可能无法再忽略非线性行为的操作条件。一方面,当放大器对具有高功率位准的信号进行操作(通常被称为“饱和操作”的操作条件)时,用于形成放大器的半导体材料的非线性行为趋于恶化,进而增加其输出信号中的非线性畸变量,这是非常不希望的。另一方面,在饱和状态下操作的放大器通常也以其最高效率工作,这是非常希望的。
如上所述,线性度和效率是两个性能参数,对于这两个性能参数,经常必须找到可接受的折衷,这是因为这些参数之一的改进是以另一参数不是最佳为代价的。为此,术语“回退”在此项技术中用于描述输入功率(即,提供给放大器进行放大的信号的功率)应降低至何种程度以实现期望的输出线性度的度量(例如,回退可以被测量为递送最大功率的输入功率与递送期望线性度的输入功率之间的比率)。对于现代通讯系统而言,既线性又高效(即,可以最小化或消除回退)的放大器,尤其是功率放大器是必不可少的。因此,总是需要关于放大器设计及操作的进一步改进。
附图说明
为了提供对本公开及其特征和优点的更完整理解,参考结合附图做出的以下说明,其中相似参考编号表示相似部件,在附图中:
图1提供了根据先前技术具有用于偏置和线性化的单个回路的偏置布置的电路图的示意图。
图2提供了示出根据本公开的各种实施例的偏置布置的框图,该偏置布置具有通过耦合电路耦合的分离的偏置和线性化电路。
图3至图7提供了根据本公开的各种实施例的偏置布置的示例性实施方式的电路图的示意图,这些偏置布置具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管。
图8提供了示出根据本公开一些实施例的具有放大器的天线设备的框图,这些放大器可以由偏置布置偏置,这些偏置布置具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管。
图9提供了示出根据本公开一些实施例的示例性数据处理系统的框图,该数据处理系统可以被配置成实施或控制由偏置布置偏置的放大器的至少部分操作,该偏置布置具有感测RF信号并在不同端子处提供偏置信号的一个或多个线性化晶体管。
具体实施方式
综述
本公开的系统、方法和装置各自具有几个创新方面,其中没有一个单独的方面仅对本文中公开的所有期望属性负责。本说明书中描述的主题的一个或多个实施方式的细节在以下描述及和附图中进行阐述。
为说明本文提出的用于无线及电缆通讯系统的放大器的偏置布置,首先理解可能在此类系统中起作用的现象可能是有用的。以下基本信息可以被视为可以适当地解释本公开的基础。提供此类信息仅仅是为了解释的目的,并且因此,不应该以任何方式解释为限制本公开及其潜在应用的广泛范围。尽管一些以下描述可以提供用于放大器是功率放大器的实例,然而本公开的实施例同样适用于其他类型的放大器,诸如低噪声放大器、可变增益放大器等。
在无线电系统的上下中,天线是充当通过空间进行无线传播的无线电波与在与发射器或接收器起使用的金属导体中移动的电流间的界面。在发射期间,无线电发射器可以供应电性信号,该信号被功率放大器放大,并且放大版本的信号被提供给天线的端子。然后,天线可以辐射来自功率放大器所输出的信号的能量作为无线电波。类似地,在电缆无线电系统中,电信号在通过有线电缆连接进行传输之前,首先被功率放大器放大。因此,线性且高效的功率放大器对于无线及电缆通讯系统至关重要。
一种提高功率放大器线性度的途径包括仔细控制向其提供的偏置信号。例如,已经开发了自适应偏置电路来将功率放大器的线性度最佳化。此类电路是“自适应的”,这是因为提供给功率放大器的偏置信号依赖于待由功率放大器放大的信号,此在改进功率放大器的线性度方面可能是有利的。在另一实例中,已经开发了偏置电路,除了镜像晶体管之外,该偏置电路还包括一个或多个线性化晶体管。然而,本公开的发明人意识到,传统自适应及线性化偏置技术和电路可能仍然具有缺点,这些缺点可能使其对于最新的通讯系统(诸如5G系统)而言是次佳的。例如,传统自适应和线性化偏置技术及电路可能对制程、电压和温度(PVT)变化敏感,可能具有有限的包络带宽,并且可能不总是适用于利用堆叠晶体管的功率放大器。
本公开的各种实施例提供系统及方法,其旨在改善在为RF系统(诸如但不限于5G蜂窝技术的相控天线阵列或电缆通讯系统)提供线性和高效放大器(诸如但不限于功率放大器、低噪声放大器或可变增益放大器)中的一个或多个上述缺点。在本公开的一个方面中,一种用于放大器的示例性偏置布置包括偏置电路和线性化电路,该偏置电路被配置成产生用于放大器的偏置信号,该线性化电路被配置成通过基于指示待由放大器放大的RF输入信号的RF信号来修改偏置信号,而改善放大器的线性度。该线性化电路包括用于接收偏置信号(例如,DC信号)的偏置信号输入、用于接收/感测RF信号的至少一个RF信号输入(用于感测单端RF输入信号的一个RF信号输入以及用于感测差分RF输入信号的两个RF信号输入),以及用于提供经修改偏置信号的输出。该线性化电路进一步包括一个或多个线性化晶体管,每一线性化晶体管具有第一端子、第二端子和第三端子,其中该线性化电路的偏置信号输入和RF信号输入中的每一者耦合至该一个或多个线性化晶体管的第一线性化晶体管的第一端子,并且其中线性化电路的输出耦合至第一线性化晶体管的第三端子。如前述实例所示,RF信号在第一线性化晶体管的第一端子处被感测,而经修改偏置信号在第一线性化晶体管的第三端子处被输出,因此第一线性化晶体管被配置成感测RF信号并在不同端子处输出经修改偏置信号。因此,此类偏置布置在本文中被称为“具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置”。
在本公开的另一方面中,特别是当RF输入信号是差分信号时,另一示例性偏置布置的线性化电路可以进一步包括第二线性化晶体管,其中提供给第一线性化晶体管的第一端子的RF信号也可以提供给第二线性化晶体管的第三端子。然后,第二线性化晶体管的第三端子可以例如经由电阻器耦合至第二线性化晶体管提供经修改偏置信号的节点(例如,如图7的实施例所示)。然而,在此类偏置布置中,第一线性化晶体管仍然被配置成使得其感测RF信号并在不同端子提供偏置信号,因此,此类偏置布置仍然可以被称为“具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置”,而不管第二线性化晶体管是如何配置的。
提供具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置可以在例如降低对PVT变化的敏感性、增加包络带宽、适用于利用堆叠晶体管的放大器以及减少实施这些布置所需的晶粒面积方面提供优于传统偏置布置的改进。
本文描述的具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置的精确设计可以以许多不同的方式实现,所有这些方式皆处于本公开的范围内。在根据本公开的各种实施例的设计变化的一个实例中,可以根据本文描述的任何实施例,针对具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的一个或多个线性化晶体管的偏置布置的每个晶体管单独地进行选择,以采用双极晶体管(例如,其中各种晶体管可以是NPN或PNP晶体管)、场效晶体管(FET),例如金属氧化物半导体(MOS)技术晶体管(例如,其中各种晶体管可以是N型MOS(NMOS)或P型MOS(PMOS)晶体管),或者是一个或多个FET与一个或多个双极晶体管的组合。有鉴于此,在以下描述中,有时参考晶体管的第一端子、第二端子和第三端子来描述它们。如果晶体管是双极晶体管,则术语晶体管的“第一端子”(T1)可以用来指基极端子,或者如果晶体管是FET,则其可以用于指闸极端子,如果晶体管是双极晶体管,则术语晶体管的“第二端子”(T2)可以用来指集极端子,或者如果晶体管是FET,则其可以用来指漏极端子,并且如果晶体管是双极晶体管,则术语晶体管的“第三端子”(T3)可以用来指发射极端子,或者如果晶体管是FET,则可以用来指源极端子。不管给定技术的晶体管是N型晶体管(例如,在晶体管是双极晶体管的情况下的NPN晶体管或者在晶体管是FET的情况下的NMOS晶体管)还是P型晶体管(例如,在晶体管是双极晶体管的情况下的PNP晶体管或者在晶体管是FET的情况下的PMOS晶体管),这些术语都保持相同。在另一实例中,在各种实施例中,可以针对如本文所述具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的任何偏置布置的每个晶体管,关于哪些晶体管被实施为N型晶体管(例如,用于实施为FET的晶体管的NMOS晶体管,或者用于实施为双极晶体管的晶体管的NPN晶体管),以及哪些晶体管被实施为P型晶体管(例如,用于实施为FET的晶体管的PMOS晶体管,或者用于实施为双极晶体管的晶体管的PNP晶体管),单独地做出选择。在另外其他实例中,在各种实施例中,可以选择采用哪种类型的晶体管架构。例如,如本文所述具有感测RF输入信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置的被实施为FET的任何晶体管可以是平面晶体管或者可以是非平面晶体管(后者的一些实例包括鳍式FET、纳米线晶体管或者纳米带晶体管)。
如所属领域中的技术人员将理解的,本公开的各方面,特别是如本文所述具有感测RF输入信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置的各方面,可以以各种方式实施,例如作为一种方法、系统、计算机程序产品或计算机可读储存介质。因此,本公开的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件及硬件方面(在本文中一般会被称为“电路”、“模块”或“系统”)的实施例的形式。本公开中描述的至少一些功能可以被实施为由一个或多个计算机的一个或多个硬件处理单元(例如一个或多个微处理器)执行的算法。在各种实施例中,本文描述的任何方法的不同步骤及部分步骤可以由不同的处理单元来执行。此外,本公开的各方面可以采取在一个或多个计算机可读介质中实施的计算机程序产品的形式,该计算机可读介质优选地是非暂时性的,其上包含(例如,储存有)计算机可读程序代码。在各种实施例中,此类计算机程序可以例如被下载(更新)至各种装置及系统(例如,RF系统的各种部件及部件的布置,和/或其控制器等)或在制造这些装置和系统时储存。
以下详细描述呈现特定某些实施例的各种描述。然而,本文描述的创新可以以多种不同方式实施,例如,如权利要求或选择实例所定义及覆盖。在以下描述中,参考附图,其中相似参考编号可以指示相同或功能相似的元件。应理解,附图中所示的元件不一定按比例绘制。此外,应理解,某些实施例可以包括比附图中所示更多的元件和/或附图中所示元件的子集。此外,一些实施例可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适的组合。
该描述可以使用短语“在一个实施例中”或“在多个实施例中”,它们可以各自指代相同或不同的实施例中的一个或多个。除非另有说明,否则使用序数形容词“第一”、“第二”和“第三”等来描述共同的对象,仅仅指示相同对象的不同实例被引用,并且并不旨在暗示这样描述的对象必须在时间上、空间上、等级上或以任何其他方式处于给定的序列中。此外,为了本公开的目的,短语“A和/或B”或符号“A/B”是指(A)、(B)或(A和B),而短语“A、B和/或C”意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。如本文中所使用的,符号“A/B/C”是指(A、B和/或C)。当涉及测量范围时,术语“在...之间”包括测量范围的端部。
使用所属领域中的技术人员通常采用的术语来描述例示性实施例的各个方面,以向所属领域中的其他技术人员传达其工作的实质。例如,术语“连接”意指被连接的事物之间的直接电连接,而没有任何中间装置/组件,而术语“耦合”意指被连接的事物之间的直接电连接,或者通过一个或多个无源或有源中间装置/组件的间接连接。在另一示例中,术语“电路”意指被布置成彼此协作以提供期望的功能的一个或多个无源和/或有源组件。如果使用的话,基于如本文所述或所属领域中已知的特定值的上下文,术语“基本上”、“近似”、“约”等可用于一般指在目标值的+/-20%内,例如在目标值的+/-10%内。
具有用于偏置和线性化的单个回路的先前技术偏置布置
图1提供根据先前技术的具有用于偏置和线性化的单个回路的偏置布置100的示意图。如图1所示,偏置信号102,例如偏置电流,可以被提供给偏置电路晶体管112,所述晶体管与线性化晶体管122耦合在回路118中(在图1中用具有箭头的虚线轮廓示出)。在图1及随后的附图中,各种晶体管以虚线椭圆/圆形轮廓示出。图1中所示的插图104示出了示例性晶体管,其指示在本说明的其余部分中所提及的分别标记为T1、T2及T3的第一端子、第二端子和第三端子,适用于呈现的所有附图。如果本文描述的给定晶体管被实施为FET,如偏置布置100的两个晶体管所示,则根据传统命名法,第一端子T1是闸极端子,第二端子T2是漏极端子,并且第三端子T3是源极端子。端子T1-3T在偏置布置100或附图的其余部分中没有特别标记,以便不使这些附图混乱。
如图1所示,线性化晶体管122的第一端子可以例如经由节点138耦合至偏置信号102。偏置电路晶体管112的第二端子也可以耦合至节点138,并且因此耦合至线性化晶体管122。此外,电容器150可以耦合在节点138与接地电位(在图1及随后的附图中标记为“Vgnd”的接地电位)之间。线性化晶体管122的第二端子可以耦合至电源电压(在图1及随后的附图中标记为“Vs”的电源电压),而线性化晶体管122的第三端子可以耦合至输出162。图1进一步示出电阻器164,其可以耦合在线性化晶体管122的第三端子与输出162之间。图1还示出耦合在偏置电路晶体管112的第一端子与输出162之间的电阻器174,以及耦合在线性化晶体管122的第三端子与接地电位之间的电阻器184。在一些实施方式中,节点162可以耦合至待由放大器放大的RF输入信号,使得线性化晶体管122可以感测所述RF输入信号,以便产生经修改偏置信号。
本公开的发明人意识到偏置布置100有若干缺点。最显着的缺点是偏置电路晶体管112与线性化晶体管122共享同一回路118,这可能限制线性化晶体管122可以实现的线性化,并且限制偏置电路晶体管112可以实现的镜像准确度。此外,以图1所示的方式共享回路118可能会损害回路118的稳定性。这又可能导致有限的包络带宽,这是因为线性化电路回路带宽可能受其稳定性限制。此外,本公开的发明人意识到,在放大器中使用堆叠晶体管的情况下,使用单个偏置电路晶体管112可以使设计对于电流镜像非常敏感。
具有由耦合电路耦合的分离偏置和线性化电路的偏置布置
本公开的实施例基于分离偏置电路晶体管和线性化晶体管使得其不耦合在单个回路中可以提供相对于例如图1所示者等传统偏置布置的改进的认识。
图2提供示出根据本公开的一些实施例的偏置布置200的框图,该偏置布置具有通过耦合电路230耦合的分离的偏置和线性化电路210、220。如图2所示,偏置电路210可以被配置成接收输入信号202并产生输出信号211。输入信号202可以是偏置信号,例如偏置电流,并且偏置电路210可以被配置成将输入信号202镜像至输出,即输出信号211可以实质上是偏置信号202的镜像版本或偏置电压。耦合电路230被配置成从偏置电路210接收输出信号211作为耦合电路230的输入,并提供基于偏置电路210输出的偏置信号211的输出信号231。线性化电路220可以被配置成从耦合电路230接收输出信号231,并产生输出信号221,该输出信号然后可以被提供给放大器(图2中未示出的放大器)。特别地,线性化电路220可以被配置成通过基于指示待由放大器放大的RF输入信号的RF信号225修改由偏置电路210产生的偏置信号211来改善放大器的线性度,以产生输出信号221,该输出信号可以被称为待提供给放大器的“经修改偏置信号”221。在一些实施例中,RF信号225可以实质上相同于待由放大器放大的RF输入信号,但是在其他实施例中,由线性化电路220感测的RF信号可以是基于待由放大器放大的RF输入信号的稍微不同的RF信号。
如图2所示,耦合电路230被配置成耦合偏置电路210和线性化电路220。提供通过耦合电路230彼此耦合的分离的偏置和线性化电路210、220容许将线性化操作与偏置回路分离,这可有助于克服先前技术偏置布置100的一些缺点,提供PVT变化方面的改进,并实现更佳的线性化。特别地,可以提供反馈路径240,将耦合电路230的输出耦合至偏置电路202的输入,从而形成偏置回路218。
与图1所示的偏置回路118相比,偏置回路218不包括线性化电路220的部件。如上所述,这可以容许将线性化电路220的部件最佳化,而没有任何偏置或稳定性考虑因素/限制。此外,线性化电路220可以被设计成没有任何闭环,这可以有利地减少或消除偏置布置200的极限包络带宽。
应注意,尽管图2没有示出反馈路径240中的任何附加部件,但是在各种实施例中,各种主动或被动部件可以包括在其中。例如,在一些实施例中,从耦合电路230的输出至偏置电路202的输入的反馈路径240可以包括电压电平位移器,其可以帮助为放大器的一个或多个晶体管提供恒流输出电压,经修改偏置信号221被提供给该放大器。因此,在各种实施例中,电压电平位移器、晶体管、电阻器、电容器、放大器、运算放大器(op-amps)等中的一者或多者可耦合在反馈路径240中耦合电路230的输出与偏置电路202的输入之间。
感测RF输入信号并在不同端子输出偏置信号
本公开的实施例进一步基于以下认识:在将偏置电路晶体管和线性化晶体管分离使得其不在单个回路中耦合的偏置布置中(例如,在如图2所示的偏置布置中),包括被配置成感测指示放大器的RF输入的RF信号并在不同端子提供偏置信号(即,输出经修改偏置信号)的一个或多个线性化晶体管可以提供相对于例如图1所示者等传统偏置布置的进一步改进。偏置布置200的一些示例性实施方式示于图3至图7中,在该偏置布置中,一个或多个线性化晶体管被配置成感测指示放大器的RF输入的RF信号,并在不同端子提供偏置信号(即,输出经修改偏置信号)。然而,根据本文提供的描述的偏置布置200的任何实施方式皆在本公开的范围内。
在图3至图7中,图2中使用的参考编号被认为指示与图2中所示的偏置布置相同或相似的偏置布置的元件。例如,图3至图7中的每一者示出偏置电路210、线性化电路220和耦合电路230,然而其具体实施方式的细节在图3至图7的不同图中可能不同。
图3提供根据本公开一些实施例的偏置布置300的电路图的示意图,其是偏置布置200的第一示例性实施方式。
如图3所示,在本实例中,偏置电路210可以包括第一晶体管312和第二晶体管314,其可以被称为以共源共栅布置方式布置的第一“偏置电路晶体管”和第二“偏置电路晶体管”。如此项技术中已知的,第一晶体管和第二晶体管的“共源共栅布置”意味着第二晶体管的第三端子耦合至第一晶体管的第二端子(继续参考图1解释的第一端子、第二端子和第三端子的注解)。在此种情况下,这意味着第二晶体管314的第三端子(例如,图3所示的晶体管314的FET实施方式的源极端子)可以耦合至第一晶体管312的第二端子(例如,图3所示的晶体管312的FET实施方式的漏极端子)。第一晶体管312可以类似于图1所示的偏置电路晶体管112,这是因为其可以用于将偏置信号202镜像至偏置电路的输出,该输出是第一晶体管312的第一端子(例如,图3所示的晶体管312的FET实施方式的闸极端子)。这也在图3中通过示出输出信号211位于第一晶体管312的第一端子来指示。在偏置布置300的一些实施例中,可以省略第二晶体管314,在此种情况下,晶体管312的第二端子将耦合至偏置信号202,并最终耦合至电源电压Vs(对于图3所示的N型晶体管实施方式),例如耦合至Vdd(对于图3所示的FET实施方式)。然而,使用第二晶体管314的实施例可能是有利的,这是因为在共源共栅布置中具有至少2个晶体管的偏置电路210可以在将偏置信号202镜像至偏置电路210的输出时提供更佳的镜像准确度。当使用第二晶体管314时,其第二端子可以耦合至偏置信号202,并进一步耦合至电源电压Vs(对于图3所示的N型晶体管实施方式),例如耦合至Vdd(对于图3所示的FET实施方式),而第一端子可以耦合至参考电压Vcas1,其可以是固定DC电压。在一些实施例中,参考电压Vcas1可以是实质上用于偏置主功率放大器(布置200中未示出的放大器)中的共源共栅放大器的相同电压。类似于图1所示的偏置电路晶体管112,对于图3所示的N型晶体管实施方式,第一晶体管312的第三端子可以耦合至接地电位Vgnd。
如图2所示,在晶体管312的第一端子提供的输出信号211可以从偏置电路210提供给耦合电路230。图3所示的实例将耦合电路230示为包括晶体管332的电路,该晶体管可以被称为“耦合晶体管”。偏置电路210的输出211可以通过被施加至耦合晶体管332的第三端子而被提供作为耦合电路230的输入。对于图3所示的N型晶体管实施方式,耦合晶体管332的第三端子可以进一步耦合至接地电位Vgnd,例如经由电阻器336,而耦合晶体管332的第二端子可以耦合至电源电压Vs(例如,对于图3所示的FET实施方式,为Vdd)。耦合晶体管332的第一端子可以是耦合电路230的输出231被提供的端子。耦合电路230的输出231然后可以耦合至偏置电路210的输入,从而形成反馈路径240,如参考图2所述。图3的实例具体示出进一步的部件342,在一些实施例中,该部件可以包括在反馈路径240中。进一步的部件342可以是例如电压电平位移器。在其他实施例中,反馈路径240可以不包括任何中间部件,并且耦合晶体管332的第一端子可以直接连接至偏置电路210的输入。图3示出节点338,其可以被视为耦合晶体管332和线性化晶体管322的第一端子耦合在一起,并且其中这些第一端子中的每一者耦合至反馈路径240的节点。
转向线性化电路220,线性化电路220被配置成在其偏置信号输入处接收偏置信号。例如,节点338可以被认为是线性化电路220的偏置信号输入,在该输入处,线性化电路220可以接收指示由偏置电路210产生的偏置信号211的输出信号231。线性化电路220可以进一步包括用于接收或感测RF信号(例如,图2所示的RF信号225)的RF信号输入,该RF信号指示待由放大器放大的RF输入信号。特别地,图3所示的线性化电路220的实施例是线性化电路220被配置成感测待由放大器放大的RF输入信号的差分信号版本的实施例。因此,图3示出线性化电路220的RF信号输入包括第一RF感测节点360-1和第二RF感测节点360-2,因此这些节点可以分别被称为第一RF信号输入和第二RF信号输入。第一RF感测节点360-1可以耦合至正RF输入信号RF+并被配置成接收第一RF信号225-1,其指示差分RF输入信号的正变体,即RF+。第二RF感测节点360-2可以耦合至负RF输入信号RF-,并被配置成接收第二RF信号225-2,其指示差分RF输入信号的负变体,即RF-,其中正变体和负变体是指示通过差分信号传输的RF输入信号的互补信号(即,第一RF信号225-1与第二RF信号225-2是互补信号)。
由于感测RF输入信号225的差分信号特性,与图1所示的单个线性化晶体管122相比,线性化电路220包括两个分支——第一分支340-1可以包括第一线性化晶体管322-1,并且第二分支340-2可以包括第二线性化晶体管322-2。每个线性化晶体管322具有晶体管可以感测RF信号225的一个端子,其中第一线性化晶体管322-1被配置成通过使其一个端子(例如,第一端子)耦合至第一RF感测节点360-1来感测RF信号225-1,而第二线性化晶体管322-2被配置成通过使其一个端子(例如,第一端子)耦合至第二RF感测节点360-2来感测RF信号225-2。此外,每个线性化晶体管322具有耦合至输出节点328的另一端子(例如,第三端子),在该输出节点处提供经修改偏置信号221。因此,每个线性化晶体管322被配置成感测RF信号并在不同端子提供偏置信号。
在一些实施例中,节点328也可以耦合至电容器350。例如,电容器350的第一电容器电极可以耦合至接地电位(对于图3的N型晶体管实施方式),而电容器350的第二电容器电极可以耦合至节点328,并且因此耦合至第一和第二线性化晶体管322中的每一者的第三端子。在一些实施例中,电容器350可用于对至少一些剩余RF信号及其谐波进行滤波,并提供经滤波的经修改偏置信号。
对于两个线性化晶体管322中的每一者,除了耦合至相应RF感测节点360之外,第一端子可以例如经由节点338耦合至耦合晶体管332的第一端子,并且也可以经由反馈路径240耦合至偏置信号202。因此,对于两个线性化晶体管322中的每一者,线性化电路220通过其接收输入偏置信号(例如,信号231)的线性化电路220的偏置信号输入(例如,节点338)耦合至线性化晶体管322的第一端子。在一些实施例中,对于两个线性化晶体管322中的每一者,给定线性化晶体管322的第一端子可以经由偏置信号耦合部件366耦合至节点338,该偏置信号耦合部件被配置成将偏置信号231耦合至每个线性化晶体管322。在一些实施例中,偏置信号耦合部件366可以被实施为电阻器,如图3所示。因此,在一些实施例中,通过偏置信号输入338耦合至第一偏置信号耦合部件366-1的第一端子以及通过第一偏置信号耦合部件366-1的第二端子耦合至第一线性化晶体管322-1的第一端子,线性化电路220的偏置信号输入338可以耦合至第一线性化晶体管322-1的第一端子。类似地,对于第二线性化晶体管322-2,在一些实施例中,通过偏置信号输入338耦合至第二偏置信号耦合部件366-2的第一端子以及通过第二偏置信号耦合部件366-2的第二端子耦合至第二线性化晶体管322-2的第一端子,线性化电路220的偏置信号输入338可以耦合至第二线性化晶体管322-2的第一端子。
在一些实施例中,类似的耦合部件可以包括在线性化电路220的RF信号输入处。如上所述,对于两个线性化晶体管322中的每一者,线性化电路220通过其感测RF输入信号(例如,信号225)的线性化电路220的相应RF信号输入(例如,线性化晶体管322-1的节点360-1或线性化晶体管322-2的节点360-2)可以耦合至线性化晶体管322的第一端子。在一些实施例中,对于两个线性化晶体管322中的每一者,给定线性化晶体管322的第一端子可以经由RF信号耦合部件364耦合至相应RF信号输入360,该RF信号耦合部件被配置成将相应RF信号225-1或225-2耦合至对应线性化晶体管322-1或322-2。在一些实施例中,RF信号耦合部件364可以被实施为电容器,如图3所示。因此,在一些实施例中,通过第一RF感测节点360-1耦合至第一RF信号耦合部件364-1的第一端子(例如,用于实施第一RF信号耦合部件364-1的电容器的第一电容器电极),并且通过第一RF信号耦合部件364-1的第二端子(例如,用于实施第一RF信号耦合部件364-1的电容器的第二电容器电极)耦合至第一线性化晶体管322-1的第一端子,由线性化电路220的第一RF感测节点360-1表示的第一RF信号输入可以耦合至第一线性化晶体管322-1的第一端子。类似地,对于第二线性化晶体管322-2,在一些实施例中,通过第二RF感测节点360-2耦合至第二RF信号耦合部件364-2的第一端子(例如,用于实施第二RF信号耦合部件364-2的电容器的第一电容器电极),并且通过第二RF信号耦合部件364-2的第二端子(例如,用于实施第二RF信号耦合部件364-2的电容器的第二电容器电极)耦合至第二线性化晶体管322-2的第一端子,由线性化电路220的第二RF感测节点360-2表示的第二RF信号输入可以耦合至第二线性化晶体管322-2的第一端子。
此外,对于两个线性化晶体管322中的每一者,对于图3所示的N型晶体管实施方式,第二端子可以耦合至电源电压Vs,并且第三端子可以进一步耦合至接地电位Vgnd。在一些实施例中,线性化晶体管322的第三端子可以经由相应耦合部件,例如经由用于线性化晶体管322-1的电阻器326-1以及经由用于线性化晶体管322-2的电阻器326-2耦合至Vgnd。电阻器326-1和326-2可以被配置成设置线性化晶体管322的偏置电流。在一些实施例中,图3所示的电阻器326-1、326-2和336中的一或多者可以由相应电流源(在本附图中未示出)代替。在一些实施例中,耦合晶体管332可以实质上是线性化晶体管322之一的复制品,例如,耦合晶体管332可以具有与线性化晶体管322之一实质上相同的尺寸,并且由实质上相同的材料形成。在其他实施例中,耦合晶体管332可以具有线性化晶体管322之一的任意倍数的尺寸。
图4提供根据本公开一些实施例的偏置布置400的电路图的示意图,其是偏置布置200的第二示例性实施方式。偏置布置400包括与偏置布置300实质上相同的部分,除了其进一步示出封闭在虚线轮廓440内的附加部件。因此,为了简洁起见,不再重复对已经参考图3提供的图4所示元件的描述,并且仅描述这些附图之间的差异。偏置布置400示出,在一些实施例中,共源共栅晶体管可以被添加至耦合电路230和线性化电路220中的一者或两者。例如,在一些实施例中,第二耦合晶体管432可以以共源共栅布置耦合至耦合晶体管332。在这种情况下,通过耦合至第二耦合晶体管432的第三端子,并且然后第二耦合晶体管432的第二端子耦合至电源电压,耦合晶体管332的第二端子可以经由第二耦合晶体管432耦合至电源电压Vs。类似地,在一些实施例中,第二线性化晶体管422(在图4中示出为用于线性化电路220的第一分支340-1的晶体管422-1,并且示出为用于线性化电路220的第二分支340-2的晶体管422-2)可以以共源共栅布置方式耦合至相应线性化晶体管322。在这种情况下,通过耦合至第二线性化晶体管422-1的第三端子并且然后第二线性化晶体管422-1的第二端子耦合至电源电压,线性化晶体管322-1的第二端子可以经由第二线性化晶体管422-1耦合至电源电压Vs。此外,通过耦合至第二线性化晶体管422-2的第三端子并且然后第二线性化晶体管422-2的第二端子耦合至电源电压,线性化晶体管322-2的第二端子可以经由第二线性化晶体管422-2耦合至电源电压Vs。部分440的每个共源共栅晶体管的第一端子可以耦合至电压源442,该电压源可以提供合适的电压,以例如匹配线性化晶体管322-1、322-2和/或包括在放大器中的晶体管的漏极-源极电压(Vds),经修改偏置信号221被提供给该放大器。如果放大器也包括此类共源共栅晶体管,则增加图4所示部分440的共源共栅晶体管可能特别有利。尽管图4示出共源共栅晶体管被添加至耦合电路230和线性化电路220两者,但在偏置布置400的其他实施例中,此类共源共栅晶体管可以被添加至耦合电路230和线性化电路220中的一者,而非两者。
图5提供根据本公开一些实施例的偏置布置500的电路图的示意图,其是偏置布置200的第三示例性实施方式。偏置布置500包括与偏置布置300实质上相同的部分,并且因此,为了简洁起见,不再重复对已经参考图3提供的图5所示元件的描述,并且仅描述这些附图之间的差异。图5与图3的不同之处在于,偏置布置500不是如图3所示将线性化电路220的RF信号输入作为差分输入(即,两个分支340-1和340-2以及两个RF感测节点360-1和360-2),而是具有被配置成感测RF信号225的单个分支。因此,图3所示的线性化电路220的两个分支之一在图5中不存在(例如,具有线性化晶体管322-2的第二分支340-2)。
图6提供根据本公开一些实施例的偏置布置600的电路图的示意图,其是偏置布置200的第四示例性实施方式。偏置布置600包括与偏置布置500实质上相同的部分,除了其进一步示出封闭在虚线轮廓640内的附加部件。因此,为了简洁起见,不再重复对已经参考图5提供的图6所示元件的描述,并且仅描述这些附图之间的差异。类似于偏置布置400,偏置布置600示出,在一些实施例中,共源共栅晶体管可以被添加至耦合电路230和线性化电路220中的一者或两者。此类共源共栅晶体管可以是参考图4描述的这些晶体管,因此,在图6中使用与图4中所使用者相同的参考编号。例如,在一些实施例中,如上所述,第二耦合晶体管432可以以共源共栅布置耦合至耦合晶体管332。类似地,在一些实施例中,同样如上所述,第二线性化晶体管422-1可以以共源共栅布置耦合至线性化晶体管322-1。如果放大器也包括此类共源共栅晶体管,则增加图6所示部分640的共源共栅晶体管可能特别有利。
图7提供根据本公开一些实施例的偏置布置700的电路图的示意图,其是偏置布置200的第五示例性实施方式。偏置布置700包括与偏置布置300实质上相同的部分,除它进一步示出RF输入信号225-1和225-2交叉耦合至相对分支340。因此,为了简洁起见,不再重复对已经参考图3提供的图7所示元件的描述,并且仅描述这些附图之间的差异。偏置布置700示出,在被配置成感测差分RF输入信号的偏置布置的一些实施例中,每个RF感测节点360不仅可以耦合至一个分支(即,340-1或340-2)的线性化晶体管的第一端子,并且还可以耦合至另一分支(即,分别为340-2或340-1)的线性化的第三端子。例如,如图7所示,第一RF感测节点360-1不仅可以耦合至包括在第一分支340-1中的第一线性化晶体管322-1的第一端子,并且还可以耦合至包括在第二分支340-2中的第二线性化晶体管322-2的第三端子。类似地,第二RF射频感测节点360-2不仅可以耦合至包括在第二分支340-2中的第二线性化晶体管322-2的第一端子,并且还可以耦合至包括在第一分支340-1中的第一线性化晶体管322-1的第三端子。此类交叉耦合可以有利地增加RF线性化范围。
在一些实施例中,对于两个线性化晶体管322中的每一者,一个分支的给定线性化晶体管322的第三端子可以经由进一步的RF信号耦合部件764耦合至与另一分支的线性化晶体管322的第一端子耦合的RF感测节点360,该进一步的RF信号耦合部件被配置成将RF信号225-1或225-2分别耦合至线性化晶体管322-2或322-1。在一些实施例中,进一步的RF信号耦合部件764可以被实施为电容器,如图7所示。因此,在一些实施例中,通过第一RF感测节点360-1耦合至第二进一步RF信号耦合部件764-2的第一端子(例如,用于实施第一进一步RF信号耦合部件764-2的电容器的第一电容器电极),并且通过第二进一步RF信号耦合部件764-2的第二端子(例如,用于实施第二RF信号耦合部件764-2的电容器的第二电容器电极)耦合至第二线性化晶体管322-2的第三端子,第一RF感测节点360-1可以耦合至第二线性化晶体管322-2的第三端子。类似地,对于第二线性化晶体管322-2,在一些实施例中,通过第二RF感测节点360-2耦合至第一进一步RF信号耦合部件764-1的第一端子(例如,用于实施第一进一步RF信号耦合部件764-1的电容器的第一电容器电极),并且通过第一进一步RF信号耦合部件764-1的第二端子(例如,用于实施第一进一步RF信号耦合部件764-1的电容器的第二电容器电极)耦合至第一线性化晶体管322-1的第三端子,第二RF感测节点360-2可以耦合至第一线性化晶体管322-1的第三端子。实施进一步RF信号耦合部件764可以有利地容许抑制或减少不需要的信号,例如共模信号和谐波。
图7进一步示出,在一些实施例中,偏置布置700可以进一步包括退化部件726。在一些实施例中,退化部件726可以被实施为电阻器,如图7所示。在一些实施例中,通过第一退化部件726-1的第一端子耦合至输出节点328,并且第一退化部件726-1的第二端子耦合至第一线性化晶体管322-1的第三端子,线性化电路220的输出节点328可以耦合至第一线性化晶体管322-1的第三端子。类似地,在一些实施例中,通过第二退化部件726-2的第一端子耦合至输出节点328,并且第二退化部件726-2的第二端子耦合至第二线性化晶体管322-2的第三端子,输出节点328可以进一步耦合至第二线性化晶体管322-2的第三端子。此外,在一些实施例中,通过第二RF感测节点360-2耦合至第一退化部件726-1的第二端子,第二RF感测节点360-2可以进一步耦合至第一线性化晶体管322-1的第三端子,并且通过第一RF感测节点360-1耦合至第二退化部件的第二端子,第一RF感测节点360-1可以进一步耦合至第二线性化晶体管322-2的第三端子。实施退化电阻器726可以有利地容许改善线性化电路220的晶体管特性。
尽管在本附图中没有具体示出,但是在一些实施例中,退化电阻器726可以包括在参考图3至图6描述的偏置布置中。此外,尽管在本附图中也没有具体示出,但是在一些实施例中,偏置布置700可以进一步修改为包括如参考图7所述的共源共栅晶体管(例如,封闭在图4中的虚线轮廓440内的晶体管)。
图3至图7中的每一者示出使用NMOS晶体管来实施偏置电路210、线性化电路220和耦合电路230的各种晶体管的实施例。在图3至图7所示的偏置布置的其他实施例中,偏置布置300、400、500、600和700中的任一者的一个或多个NMOS晶体管可以用N型双极晶体管,即NPN晶体管代替。对于此类实施例,上面提供的描述仍然适用,除了对于此类双极晶体管,上面描述的“第一端子”是基极端子(即,作为上面描述的FET的闸极端子的端子),“第二端子”是集极端子(即,作为上面描述的FET的漏极端子的端子),并且“第三端子”是发射极端子(即,作为上面描述的FET的源极端子的端子)。因此,在偏置布置200的各种实施例中,偏置电路210、线性化电路220和耦合电路230中使用的晶体管可以是NMOS晶体管、NPN晶体管或NMOS晶体管和NPN晶体管的组合。
此外,尽管图3至图7中的每一者示出并且以上描述指示偏置布置200可以包括N型晶体管的各种晶体管(例如,NMOS或NPN晶体管),但是在进一步实施例中,这些晶体管中的任一者可以被实施为P型晶体管(例如,PMOS或PNP晶体管)。对于此类实施例,上面提供的描述仍然适用,除了对于P型晶体管,上面针对N型晶体管描述的电源电压Vs将被接地电位Vgnd代替,并且反之亦然。
示例性RF射频装置和系统
如本文所述,具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置可以包括在无线或电缆通讯中使用的各种RF装置和系统中。仅出于说明的目的,根据本公开的一些实施例,一个示例性RF装置可以包括一个或多个偏置布置,该偏置布置具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管,该示例性RF装置在图8中示出并在下面描述。
图8是根据本公开的一些实施例的示例性RF装置2200(例如,RF收发器)的框图,该示例性RF装置可以包括一个或多个偏置布置,该偏置布置具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管。
一般来说,RF装置2200可以是可支持以约3千赫(kHz)至约300吉赫(GHz)的射频范围内的电磁波形式无线传输和/或接收信号的任何装置或系统。在一些实施例中,RF装置2200可以用于无线通讯,例如,在任何合适的蜂窝无线通讯技术(例如,GSM、WCDMA或LTE)的基站(BS)或用户设备(UE)装置中。在进一步实例中,RF装置2200可以用作毫米波无线技术的BS或UE装置或在其中使用,该技术为例如第五代(5G)无线(即高频/短波长频谱,例如具有在约20GHz与60GHz吉赫之间的频率,对应于在约5毫米与15毫米之间的波长)。在又一实例中,RF装置2200可以用于使用Wi-Fi技术(例如,2.4GHz的频带,对应于约12厘米的波长,或者5.8GHz的频带,频谱,对应于约5厘米的波长)的无线通讯,例如,在Wi-Fi赋能装置中,该装置为例如台式计算机、膝上型计算机、视频游戏控制台、智能电话、平板电脑、智能电视、数字音频播放机、汽车、打印机等。在一些实施方式中,Wi-Fi赋能装置可以是例如智能系统中被配置成与其他节点(例如,智能传感器)进行数据通讯的节点。仍然在另一实例中,RF装置2200可以用于使用蓝牙技术(例如,约2.4至约2.485GHz的频带,对应于约12厘米的波长)的无线通讯。在其他实施例中,RF装置2200可以用于传输和/或接收RF信号,用于除通讯之外的目的,例如,在汽车雷达系统中,或者在例如磁共振成像(MRI)等医疗应用中。
在各种实施例中,RF装置2200可以包括在可以在蜂窝网络中使用的频率分配的频分双工(FDD)或时域双工(TDD)变体中。在FDD系统中,上行链路(即,从UE装置发射至BS的RF信号)及下行链路(即,从BS发射至UE装置的RF信号)可以同时使用分离的频带。在TDD系统中,上行链路与下行链路可以使用相同的频率,但是在不同的时间。
若干部件在图8中被示为包括在RF装置2200中,但是这些部件中的任何一者或多者可以被省略或复制,只要适合于该应用即可。例如,在一些实施例中,RF装置2200可以是支持RF信号的无线传输及接收的RF装置(例如,RF收发器),在这种情况下,其可以包括本文称为发射(TX)路径的部件以及本文称为接收(RX)路径的部件。然而,在其他实施例中,RF装置2200可以是仅支持无线接收的RF装置(例如,RF接收器),在这种情况下,它可以包括RX路径的部件,但不包括TX路径的部件;或者RF装置2200可以是仅支持无线传输的RF装置(例如,RF发射器),在此种情况下,它可以包括TX路径的部件,但不包括RX路径的部件。
在一些实施例中,RF装置2200中包括的一些或所有部件可以附接至一个或多个母板。在一些实施例中,一些或所有这些部件被制作在单个晶粒上,例如,在单个片上系统(SOC)晶粒上。
另外,在各种实施例中,RF装置2200可以不包括图8所示的一个或多个部件,但是RF装置2200可以包括用于耦合至该一个或多个部件的接口电路系统。例如,RF装置2200可以不包括天线2202,但是可以包括天线2202可以耦合的天线接口电路系统(例如,匹配电路系统、连接器和驱动器电路系统)。在另一组实例中,RF装置2200可以不包括数字处理单元2208或本地振荡器2206,而是可以包括装置接口电路系统(例如,连接器和支持电路系统),数字处理单元2208或本地振荡器2206可以耦合至该装置接口电路系统。
如图8所示,RF装置2200可以包括天线2202、双工器2204(例如,如果RF装置2200是FDD RF装置;否则可以省略双工器2204)、本地振荡器2206、数字处理单元2208。同样如图8所示,RF装置2200可以包括RX路径,该RX路径可以包括RX路径放大器2212、RX路径预混合滤波器2214、RX路径混频器2216、RX路径后混合滤波器2218以及模拟数字转换器(ADC)2220。如图8进一步所示,RF装置2200可以包括TX路径,该TX路径可以包括TX路径放大器2222、TX路径后混合滤波器2224、TX路径混频器2226、TX路径预混合滤波器2228及数字模拟转换器(DAC)2230。更进一步,RF装置2200可以进一步包括阻抗调谐器2232、RF开关2234和控制逻辑2236。在各种实施例中,RF装置2200可以包括图8所示部件中任一者的多个实例。在一些实施例中,RX路径放大器2212、TX路径放大器2222、双工器2204和RF开关2234可以被认为形成RF装置2200的RF前端(FE),或者是其一部分。在一些实施例中,RX路径放大器2212、TX路径放大器2222、双工器2204和RF开关2234可以被认为形成RF装置2200的RF前端,或者是其一部分。在一些实施例中,RX路径混频器2216和TX路径混频器2226(可能具有图8所示的其相关联的预混合及后混合滤波器)可以被认为形成RF装置2200的RF收发器(或者如果RF装置2200中分别仅包括RX路径部件或TX路径部件,则是RF接收器或RF发射器),或者是其一部分。在一些实施例中,RF装置2200可以进一步包括一个或多个控制逻辑元件/电路,在图8中显示为控制逻辑2236,例如RF FE控制接口。在一些实施例中,控制逻辑2236可以被配置成控制操作任何如本文所述具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置的至少一部分,例如,被配置成向RF装置2200的TX路径放大器2222提供偏置信号的偏置布置。在一些实施例中,控制逻辑2236可以用于执行RF装置2200内的其他功能控制,例如,增强复杂RF系统环境的控制、支持包络跟踪技术的实施方式、降低耗散功率等。
天线2202可以被配置成根据任何无线标准或协定(例如Wi-Fi、LTE或GSM)以及被指定为3G、4G、5G及以上的任何其他无线协定,无线地发射和/或接收RF信号。如果RF装置2200是FDD收发器,则天线2202可以被配置用于在分离的(即,不重叠和不连续的)频带中,例如在彼此分离例如20MHz的频带中,同时接收和发射通讯信号。如果RF装置2200是TDD收发器,则天线2202可以被配置用于在TX和RX路径可能相同或重叠的频带中依序接收和发射通讯信号。在一些实施例中,RF装置2200可以是多频带RF装置,在这种情况下,天线2202可以被配置用于同时接收在分离频带中具有多个RF分量的信号和/或被配置用于同时发射在分离频带中具有多个RF分量的信号。在此类实施例中,天线2202可以是单个宽带天线或复数个特定频带天线(即,复数个天线,每个天线被配置成接收和/或发射特定频带中的信号)。在各种实施例中,天线2202可以包括复数个天线元件,例如,形成相控天线阵列的复数个天线元件(即,可以使用复数个天线元件和相移来发射和接收RF信号的通讯系统或天线阵列)。与单天线系统相比,相控天线阵列可以提供例如增加增益、转向操纵能力和同时通讯等优点。在一些实施例中,RF装置2200可以包括多于一个天线2202来实施天线分集。在一些此类实施例中,RF开关2234可以被部署成在不同天线之间开关。
天线2202的输出可以耦合至双工器2204的输入。双工器2204可以是被配置用于对多个信号进行滤波以容许通过双工器2204与天线2202之间的单个路径上进行双向通讯的任何合适的部件。双工器2204可以被配置用于向RF装置2200的RX路径提供RX信号,并且从RF装置2200的TX路径接收TX信号。
RF装置2200可以包括一个或多个本地振荡器2206,其被配置成提供本地振荡器信号,这些本地振荡器信号可以用于对由天线2202接收的RF信号进行降频转换和/或对待由天线2202发射的信号进行升频转换。
RF装置2200可以包括数字处理单元2208,该数字处理单元可以包括一个或多个处理装置。数字处理单元2208可以被配置成执行与RX和/或TX信号的数字处理相关的各种功能。此类功能的实例包括但不限于抽取/下采样、误差校正、数字降频转换或升频转换、DC偏移消除、自动增益控制等。尽管在图8中未示出,但是在一些实施例中,RF装置2200可以进一步包括存储器装置,该存储器装置被配置成与数字处理单元2208协作。
转至可以包括在RF装置2200中的RX路径的细节,RX路径放大器2212可以包括低噪声放大器(LNA)。RX路径放大器2212的输入可以例如经由双工器2204耦合至天线2202的天线端口(未示出)。RX路径放大器2212可以放大由天线2202接收的RF信号。
RX路径放大器2212的输出可以耦合至RX路径预混合滤波器2214的输入,该预混合滤波器可以是谐波或带通(例如,低通)滤波器,其被配置成对已经被RX路径放大器2212放大的所接收的RF信号进行滤波。
RX路径预混合滤波器2214的输出可以耦合至RX路径混频器2216(也被称为降频转换器)的输入。RX路径混频器2216可以包括两个输入和一个输出。第一输入可以被配置成接收指示由天线2202接收的信号的RX信号,这些RX信号可以是电流信号(例如,第一输入可以接收RX路径预混合滤波器2214的输出)。第二输入可以被配置成从本地振荡器2206之一接收本地振荡器信号。然后,RX路径混频器2216可以混合在其两个输入接收的信号,以产生在RX路径混频器2216的输出提供的降频转换RX信号。如本文中所使用的,降频转换是指将所接收的RF信号与本地振荡器信号混合以产生较低频率信号的过程。特别地,TX路径混频器(例如,降频转换器)2216可以被配置成当在两个输入端口提供两个输入频率时,在输出端口产生和频率和/或差频率。在一些实施例中,RF装置2200可以实施直接转换接收器(DCR),也称为零差、同步或零IF接收器,在这种情况下,RX路径混频器2216可以被配置成使用本地振荡器信号解调输入的无线电信号,该本地振荡器信号的频率等于或非常接近无线电信号的载波频率。在其他实施例中,RF装置2200可以利用降频转换至中频(IF)。IF可用于超外差无线电接收器,其中在完成所接收信号中信息的最终检测之前,所接收的RF信号被移位至IF。出于若干原因,转换至IF可能是有用的。例如,当使用若干级滤波器时,其皆可以设置为固定频率,这使得这些滤波器更容易构建和调谐。在一些实施例中,RX路径混频器2216可以包括若干此类IF转换级。
尽管在图8的RX路径中示出了单个RX路径混频器2216,但是在一些实施例中,RX路径混频器2216可以被实施为正交降频转换器,在这种情况下,其将包括第一RX路径混频器和第二RX路径混频器。第一RX路径混频器可以被配置用于执行降频转换,以通过混合由天线2202接收的RX信号与由本地振荡器2206提供的本地振荡器信号的同相分量来产生同相(I)降频转换RX信号。第二RX路径混频器可以被配置用于执行降频转换,以通过混合由天线2202接收的RX信号与由本地振荡器2206提供的本地振荡器信号的正交分量(正交分量是与本地振荡器信号的同相分量在相位上偏移90度的分量)来产生正交(Q)降频转换RX信号。第一RX路径混频器的输出可以被提供给I信号路径,并且第二RX路径混频器的输出可以被提供给Q信号路径,该Q信号路径可以与I信号路径相差为实质上90度。
任选地,RX路径混频器2216的输出可以耦合至RX路径后混合滤波器2218,其可以是低通滤波器。在RX路径混频器2216是如上所述实施第一混频器和第二混频器的正交混频器的情况下,分别在第一混频器和第二混频器的输出提供的同相和正交分量可以耦合至滤波器2218中包括的相应单独的第一RX路径后混合滤波器和第二RX路径后混合滤波器。
ADC 2220可以被配置成将来自RX路径混频器2216的混合RX信号从模拟域转换为数字域。ADC 2220可以是正交ADC,其如同RX路径正交混频器2216一样,可以包括两个ADC,其被配置成将在同相和正交分量中分离的降频转换RX路径信号数字化。ADC 2220的输出可以被提供给数字处理单元2208,该数字处理单元被配置成执行与RX信号的数字处理相关的各种功能,使得可以提取在RX信号中编码的信息。
转至可以包括在RF装置2200中的TX路径的细节,稍后将由天线2202发射的数字信号(TX信号)可以从数字处理单元2208提供给DAC 2230。如同ADC 2220一样,DAC 2230可以包括两个DAC,其被配置成分别将数字I和Q路径TX信号分量转换为模拟形式。
任选地,DAC 2230的输出可以耦合至TX路径预混合滤波器2228,其可以是带通(例如,低通)滤波器(或者在正交处理的情况下,一对带通(例如,低通)滤波器),其被配置成从DAC 2230输出的模拟TX信号中滤除期望频带之外的信号分量。数字TX信号然后可以被提供给TX路径混频器2226,其也可以被称为升频转换器。如同RX路径混频器2216一样,TX路径混频器2226可以包括一对TX路径混频器,用于同相和正交分量混合。如同可包括在RX路径中的第一RX路径混频器和第二RX路径混频器一样,TX路径混频器2226的每一TX路径混频器可包括两个输入和一个输出。第一输入可以接收由相应的DAC 2230转换成模拟形式的TX信号分量,这些信号分量将被升频转换以产生待发射的RF信号。第一TX路径混频器可以通过将由DAC 2230转换成模拟形式的TX信号分量与从本地振荡器2206(在各种实施例中,本地振荡器2206可以包括复数个不同本地振荡器,或者被配置成向RX路径中的混频器2216和TX路径中的混频器2226提供不同本地振荡器频率)提供的TX路径本地振荡器信号的同相分量进行混合来产生同相(I)升频转换信号。第二TX路径混频器可以通过将由DAC 2230转换成模拟形式的TX信号分量与TX路径本地振荡器信号的正交分量进行混合来产生正交相位(Q)升频转换信号。第二TX路径混频器的输出可以加至第一TX路径混频器的输出,以产生真实RF信号。每个TX路径混频器的第二输入可以耦合至本地振荡器2206。
任选地,RF装置2200可以包括TX路径后混合滤波器2224,其被配置成对TX路径混频器2226的输出进行滤波。
TX路径放大器2222可包括具有线性化晶体管的偏置布置的任何实施例,这些线性化晶体管感测RF信号并在不同端子提供偏置信号,如本文所述。
在各种实施例中,RX路径预混合滤波器2214、RX路径后混合滤波器2218、TX后混合滤波器2224和TX预混合滤波器2228中的任一者皆可以实施为RF滤波器。在一些实施例中,RF滤波器可以实施为复数个RF滤波器或滤波器组。滤波器组可以包括复数个RF滤波器,这些RF滤波器可以耦合至开关,例如RF开关2234,该开关被配置成选择性地打开和关闭这些RF滤波器中的任一者(例如,激活这些RF滤波器中的任一者),以便实现滤波器组的期望滤波特性(即,以便将滤波器组编程)。例如,当RF装置2200是BS或UE装置或包括在其中时,此类滤波器组可以用于在不同RF频率范围之间切换。在另一实例中,此类滤波器组可以是可编程的,以抑制不同双工距离上的TX泄漏。
阻抗调谐器2232可以包括任何合适的电路系统,其被配置成匹配不同RF电路系统的输入和输出阻抗,以最小化RF装置2200中的信号损耗。例如,阻抗调谐器2232可以包括天线阻抗调谐器。能够调谐天线2202的阻抗可能是特别有利的,这是因为天线的阻抗是RF装置2200所处环境的函数,例如,天线的阻抗根据例如天线是否握在手中、放置在车顶上等而变化。
如上所述,RF开关2234可以是被配置成通过传输路径路由高频信号的装置,例如以便在图8所示的任何一个部件的复数个实例之间选择性地切换,例如以实现RF装置2200的期望行为和特性。例如,在一些实施例中,RF开关可以用于在不同天线2202之间切换。在其他实施例中,射频开关可以用于在RF装置2200的复数个RF滤波器之间切换(例如,通过选择性地打开及关闭RF滤波器)。典型地,RF系统将包括复数个此类RF开关。
RF装置2200提供一种简化版本,并且在进一步实施例中,可以包括图8中未具体示出的其他部件。例如,RF装置2200的RX路径可以包括在RX路径混频器2216与ADC 2220之间的电流-电压放大器,其可以被配置成放大降频转换信号并将降频转换信号转换成电压信号。在另一实例中,RF装置2200的RX路径可以包括用于产生平衡信号的平衡不平衡变压器。在又一实例中,RF装置2200可以进一步包括时钟产生器,该时钟产生器可以例如包括合适的锁相回路(PLL),其被配置成接收参考时钟信号并使用其来产生不同时钟信号,该时钟信号然后可以用于对ADC 2220、DAC 2230的操作进行定时,和/或也可以被本地振荡器2206用来产生要在RX路径或TX路径中使用的本地振荡器信号。
示例性数据处理系统
图9提供示出根据本公开一些实施例的示例性数据处理系统2300的框图,该数据处理系统可以被配置成控制一个或多个偏置布置的操作,该偏置布置具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管,如本文所述。例如,数据处理系统2300可以被配置成实施或控制如图3至图7所示的偏置布置的部分,或者具有线性化晶体管的偏置布置的任何进一步实施例,该线性化晶体管感测RF信号并在不同端子提供偏置信号,如本文所述。在另一实例中,数据处理系统2300可以被配置成实施图8所示的控制逻辑2236的至少部分。
如图9所示,数据处理系统2300可以包括至少一个处理器2302,例如硬件处理器2302,其通过系统总线2306耦合至存储器元件2304。如此,数据处理系统可以将程序代码储存在存储器元件2304中。此外,处理器2302可以执行经由系统总线2306从存储器元件2304存取的程序代码。在一个方面中,数据处理系统可以被实施为适于储存和/或执行程序代码的计算机。然而,应理解,数据处理系统2300可以以能够执行本公开内描述的功能的包括处理器和存储器的任何系统的形式来实施。
在一些实施例中,处理器2302可以执行软件或算法来执行本公开中论述的活动,特别是与操作偏置布置相关的活动,该偏置布置具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管,如本文所述。处理器2302可以包括提供可编程逻辑的硬件、软件或固件的任何组合,包括作为非限制性实例的微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、专用集成电路(IC)(ASIC)或虚拟机处理器。处理器2302可以通讯地耦合至存储器元件2304(例如,在直接存储器存取(DMA)配置中),使得处理器2302可以从存储器元件2304读取或者向该存储器元件写入。
一般来说,存储器元件2304可以包括任何合适的易失性或非易失性存储器技术,包括双倍数据速率(DDR)随机存取存储器(RAM)、同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、闪存、只读存储器(ROM)、光学介质、虚拟存储区、磁性或磁带存储器或任何其他合适的技术。除非另有说明,否则本文论述的任何存储器元件皆应被解释为包含在广义术语“存储器”中。被测量、处理、跟踪或发送至数据处理系统2300的任何部件或从其发送的信息可以在任何数据库、寄存器、控制列表、高速缓存或储存结构中提供,所有这些结构皆可以在任何合适的时间范围内被引用。任何此类储存选项皆可以包括在如本文使用的广义术语“存储器”中。类似地,本文描述的任何潜在的处理元件、模块和机器应被解释为涵盖在广义术语“处理器”中。如图2至图9所示,本图中所示的每个元件,例如示出具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置的任何元件还可以包括适用于在网络环境中接收、发射和/或以其他方式传送数据或信息的接口,使得其可以与例如数据处理系统2300通讯。
在某些示例性实施方式中,如本文所概述的用于实施或操作具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置的机制可以由编码在一个或多个有形介质中的逻辑来实施,该有形介质可以包括待由处理器或其他类似机器等执行的DSP指令、软件(可能包括目标代码及源代码)中的非暂时性介质,例如设置在ASIC的嵌入式逻辑。在这些实例中的一些实例中,存储器元件,例如图9所示的存储器元件2304,可以储存用于本文描述的操作的数据或信息。这包括能够储存被执行以执行本文描述的活动的软件、逻辑、代码或处理器指令的存储器元件。处理器可以执行与数据或信息相关联的任何类型的指令,以实现本文详述的操作。在一个实例中,处理器,例如图9所示的处理器2302,可以将元件或物品(例如,数据)从一种状态或事物转换成另一种状态或事物。在另一实例中,本文概述的活动可以用固定逻辑或可编程逻辑(例如,由处理器执行的软件/计算机指令)来实施,并且本文识别的元件可以是某种类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如,FPGA、DSP、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))或包括数字逻辑、软件、代码、电子指令或其任何合适组合的ASIC。
存储器元件2304可以包括一个或多个实体存储器装置,例如本地存储器2308和一个或多个大容量储存装置2310。本地存储器可以指在程序代码的实际执行期间通常使用的RAM或其他非持久存储器装置。大容量储存装置可以实施为硬盘驱动器或其他持久数据储存装置。处理系统2300还可以包括一个或多个高速缓存存储器(未示出),该一个或多个高速缓存存储器提供至少一些程序代码的临时储存,以便减少在执行期间必须从大容量储存装置2310检索程序代码的次数。
如图9所示,存储器元件2304可以储存应用2318。在各种实施例中,应用2318可以储存在本地存储器2308、一个或多个大容量储存装置2310中,或者与本地存储器和大容量储存装置分开。应理解,数据处理系统2300可以进一步执行作业系统(图9中未示出),该作业系统可以促进应用2318的执行。以可执行程序代码的形式实施的应用2318可以由数据处理系统2300执行,例如由处理器2302执行。响应于执行该应用,数据处理系统2300可以被配置成执行本文描述的一个或多个操作或方法步骤。
被描述为输入装置2312和输出装置2314的输入/输出(I/O)装置可以任选地耦合至数据处理系统。输入装置的实例可以包括但不限于键盘、例如鼠标等定点装置等。输出装置的实例可以包括但不限于监视器或显示器、扬声器等。在一些实施例中,输出装置2314可以是任何类型的屏幕显示器,例如等离子体显示器、液晶显示器(LCD)、有机发光二极体(OLED)显示器、电致发光(EL)显示器或任何其他指示器,例如刻度盘、气压计或LED。在一些实施方式中,该系统可以包括用于输出装置2314的驱动器(未示出)。输入和/或输出装置2312、2314可以直接或通过中间的I/O控制器耦合至数据处理系统。
在一实施例中,输入和输出装置可以被实施为组合的输入/输出装置(在图9中用包围输入装置2312和输出装置2314的虚线示出)。此类组合装置的实例是触敏显示器,有时也称为“触摸屏显示器”或简称为“触摸屏”。在此类实施例中,对装置的输入可以通过在触摸屏显示器上或附近移动实体对象(例如触笔或用户的手指)来提供。
任选地,网络适配器2316也可以耦合至数据处理系统,以使其能够通过中间私有或公共网络耦合至其他系统、计算机系统、远端网络装置和/或远端储存装置。网络适配器可以包括用于接收由所述系统、装置和/或网络发送至数据处理系统2300的数据的数据接收器,以及用于将数据从数据处理系统2300发送至所述系统、装置和/或网络的数据发送器。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡是可以与数据处理系统2300一起使用的不同类型的网络适配器的实例。
选择实例
以下段落提供本文公开的实施例的各种实例。
实例1提供用于一种用于放大器的偏置布置,其中放大器可以是功率放大器(例如,多尔蒂放大器、A类放大器、B类放大器、AB类放大器或C类放大器)、线性放大器、LNA或可变增益放大器之一。该偏置布置包括线性化电路,该线性化电路被配置成基于指示待由功率放大器放大的RF输入信号的RF信号来产生经修改偏置信号,该线性化电路包括用于接收偏置信号(例如,DC信号)的偏置信号输入、用于接收RF信号的RF信号输入、一个或多个线性化晶体管(每个线性化晶体管具有第一端子(例如,实施为FET的晶体管的闸极端子或实施为BJT的晶体管的基极端子)、第二端子(例如,实施为FET的晶体管的漏极端子或实施为BJT的晶体管的集极端子)和第三端子(例如,实施为FET的晶体管的源极端子或实施为BJT的晶体管的发射极端子)),以及用于提供经修改偏置信号的输出。该线性化电路的偏置信号输入和RF信号输入中的每一者耦合至该一个或多个线性化晶体管的第一线性化晶体管的第一端子,并且该线性化电路的输出耦合至第一线性化晶体管的第三端子。
实例2提供根据实例1所述的偏置布置,其中线性化电路进一步包括具有第一端子和第二端子的RF信号耦合部件(例如,耦合电容器),并且通过线性化电路的RF信号输入耦合至RF信号耦合部件的第一端子,并且RF信号耦合部件的第二端子耦合至第一线性化晶体管的第一端子,线性化电路的RF信号输入耦合至第一线性化晶体管的第一端子。
实例3提供根据实例2所述的偏置布置,其中RF信号耦合部件是电容器,RF信号耦合部件的第一端子是电容器的第一电容器电极,并且RF信号耦合部件的第二端子是电容器的第二电容器电极。
实例4提供根据前述权利要求中任一项所述的偏置布置,其中线性化电路进一步包括具有第一端子和第二端子的偏置信号耦合部件(例如,耦合电阻器),并且通过线性化电路的偏置信号输入耦合至偏置信号耦合部件的第一端子,并且偏置信号耦合部件的第二端子耦合至第一线性化晶体管的第一端子,线性化电路的偏置信号输入耦合至第一线性化晶体管的第一端子。
实例5提供根据实例4所述的偏置布置,其中偏置信号耦合部件是电阻器。
实例6提供根据前述权利要求中任一项所述的偏置布置,其中如果该一个或多个线性化晶体管中的每一者是N型晶体管,则第一线性化晶体管的第二端子耦合至电源电压,并且如果该一个或多个线性化晶体管中的每一者是P型晶体管,则第一线性化晶体管的第二端子耦合至接地电压。
实例7提供根据前述权利要求中任一项所述的偏置布置,其中该一个或多个线性化晶体管进一步包括共源共栅线性化晶体管,第一线性化晶体管的第二端子耦合至共源共栅线性化晶体管的第三端子。
实例8提供根据实例7所述的偏置布置,其中如果该一个或多个线性化晶体管中的每一者是N型晶体管,则共源共栅线性化晶体管的第二端子耦合至电源电压,并且如果该一个或多个线性化晶体管中的每一者是P型晶体管,则共源共栅线性化晶体管的第二端子耦合至接地电压。
实例9提供根据权利要求7或8所述的偏置布置,其中共源共栅线性化晶体管的第一端子耦合至电压源。
实例10提供如前述权利要求中任一项所述的偏置布置,其中RF输入信号是包括第一差分部分和第二差分部分的差分信号,RF信号是指示RF输入信号的第一差分部分的第一差分RF信号,RF信号输入是第一RF信号输入,线性化电路进一步包括第二RF信号输入,用于接收指示RF输入信号的第二差分部分的第二差分RF信号,该一个或多个线性化晶体管进一步包括第二线性化晶体管,线性化电路的偏置信号输入和第二RF信号输入中的每一者耦合至第二线性化晶体管的第一端子,并且线性化电路的输出进一步耦合至第二线性化晶体管的第三端子。
实例11提供如实例10所述的偏置布置,其中线性化电路进一步包括具有第一端子和第二端子的第二RF信号耦合部件(例如,耦合电容器),并且通过线性化电路的第二RF信号输入耦合至第二RF信号耦合部件的第一端子,并且第二RF信号耦合部件的第二端子耦合至第二线性化晶体管的第一端子,线性化电路的第二RF信号输入耦合至第二线性化晶体管的第一端子。
实例12提供如实例11所述的偏置布置,其中第二RF信号耦合部件是电容器,第二RF信号耦合部件的第一端子是电容器的第一电容器电极,并且第二RF信号耦合部件的第三端子是电容器的第二电容器电极。
实例13提供根据权利要求10至12中任一项所述的偏置布置,其中该一个或多个线性化晶体管进一步包括第一共源共栅线性化晶体管和第二共源共栅线性化晶体管,第一线性化晶体管的第二端子耦合至第一共源共栅线性化晶体管的第三端子,第二线性化晶体管的第二端子耦合至第二共源共栅线性化晶体管的第三端子,并且第一共源共栅线性化晶体管的第一端子耦合至第二共源共栅线性化晶体管的第一端子。
实例14提供根据权利要求10至13中任一项所述的偏置布置,其中线性化电路的第二RF信号输入进一步耦合至第一线性化晶体管的第三端子,并且线性化电路的第一RF信号输入进一步耦合至第二线性化晶体管的第三端子。
实例15提供根据前述权利要求中任一项所述的偏置布置,其中线性化电路进一步包括第一退化部件(例如,第一退化电阻器)和第二退化部件(例如,第二退化电阻器),每个退化部件具有第一端子和第二端子,通过第一退化部件的第一端子耦合至线性化电路的输出,并且第一退化部件的第二端子耦合至第一线性化晶体管的第三端子,线性化电路的输出耦合至第一线性化晶体管的第三端子,并且通过第二退化部件的第一端子耦合至线性化电路的输出,并且第二退化部件的第二端子耦合至第二线性化晶体管的第三端子,线性化电路的输出进一步耦合至第二线性化晶体管的第三端子。
实例16提供根据实例15所述的偏置布置,其中通过线性化电路的第二RF信号输入耦合至第一退化部件的第二端子,线性化电路的第二RF信号输入进一步耦合至第一线性化晶体管的第三端子,并且通过线性化电路的第一RF信号输入耦合至第二退化部件的第二端子,线性化电路的第一RF信号输入进一步耦合至第二线性化晶体管的第三端子。
实例17提供一种用于功率放大器的偏置布置。该偏置布置包括线性化电路,该线性化电路被配置成基于待由功率放大器放大的RF输入信号来产生经修改偏置信号,该线性化电路包括一个或多个线性化晶体管,每个线性化晶体管具有第一端子(例如,实施为FET的晶体管的闸极端子或实施为BJT的晶体管的基极端子)、第二端子(例如,实施为FET的晶体管的漏极端子或实施为BJT的晶体管的集极端子)和第三端子(例如,实施为FET的晶体管的源极端子或实施为BJT的晶体管的发射极端子),以及用于接收指示待由功率放大器放大的RF输入信号的RF信号输入。偏置布置进一步包括输出,用于输出基于RF信号产生的经修改偏置信号,其中RF信号输入和线性化电路的输出耦合至该一个或多个线性化晶体管中的第一线性化晶体管的不同端子。
实例18提供根据实例17所述的偏置布置,其中偏置布置进一步包括偏置电路,该偏置电路具有被配置成输出功率放大器的偏置信号的输出,偏置布置进一步包括耦合电路,该耦合电路具有耦合至偏置电路的输出的输入,以及耦合至偏置电路的输入的输出,线性化电路进一步包括偏置信号输入,用于接收指示由偏置电路输出的偏置信号的信号,线性化电路的偏置信号输入耦合至耦合电路的输出,并且线性化电路的RF信号输入和偏置信号输入耦合至第一线性化晶体管的单个(即相同的)端子。
实例19提供一种用于功率放大器的偏置布置,该偏置布置包括线性化电路,该线性化电路被配置成基于待由功率放大器放大的RF输入信号来产生经修改偏置信号,该RF输入信号是包括第一差分部分和第二差分部分的差分信号。线性化电路包括复数个线性化晶体管,每个线性化晶体管具有第一端子(例如,实施为FET的晶体管的闸极端子或实施为BJT的晶体管的基极端子)、第二端子(例如,实施为FET的晶体管的漏极端子或实施为BJT的晶体管的集极端子)和第三端子(例如,实施为FET的晶体管的源极端子或实施为BJT的晶体管的发射极端子)。每个线性化晶体管还包括:第一RF信号输入,用于接收指示RF输入信号的第一差分部分的第一差分RF信号;第二RF信号输入,用于接收指示RF输入信号的第二差分部分的第二差分RF信号;以及输出,用于输出基于RF输入信号产生的经修改偏置信号。复数个线性化晶体管包括第一线性化晶体管和第二线性化晶体管,其中第一RF信号输入耦合至第一线性化晶体管的第一端子和第二线性化晶体管的第三端子,第二RF信号输入耦合至第二线性化晶体管的第一端子和第一线性化晶体管的第三端子,并且输出耦合至第一线性化晶体管的第三端子和第二线性化晶体管的第三端子。
实例20提供根据实例19所述的偏置布置,其中第一RF信号输入经由第一耦合部件(例如,电容器364-1)耦合至第一线性化晶体管的第一端子,第二RF信号输入经由第二耦合部件(例如,电容器764-1)耦合至第一线性化晶体管的第三端子,第一RF信号输入经由第一进一步耦合部件(例如,电容器764-2)耦合至第二线性化晶体管的第三端子,并且第二RF信号输入经由第二进一步耦合部件(例如,电容器364-2)耦合至第二线性化晶体管的第一端子。
实例21提供一种RF系统,该RF系统包括放大器,被配置成接收输入信号并基于输入信号产生输出信号;以及偏置布置,被配置成向放大器提供偏置信号,其中该偏置布置是根据前述实例中任一项所述的偏置布置。
实例22提供根据实例21所述的RF系统,进一步包括天线元件,该天线元件被配置成基于由放大器产生的输出信号无线地发送RF信号。
实例23提供根据实例21或22所述的RF系统,进一步包括波束成形元件,该波束成形元件被配置成接收第一信号并产生相对于第一信号相移的第二信号,其中放大器的输入信号基于由波束成形元件产生的第二信号。
实例24提供根据实例21至23中任一项所述的RF系统,其中放大器是功率放大器(例如,多尔蒂放大器、A类放大器、B类放大器、AB类放大器或C类放大器)、线性放大器、LNA或可变增益放大器之一。
实例25提供根据实例21至24中任一项所述的RF系统,其中RF系统是移动装置(例如,无线蜂窝网络的UE)。
实例26提供根据实例21至24中任一项所述的RF系统,其中RF系统是无线蜂窝网络的基站或电缆通讯网络的发射器。
变型和实施方式
尽管上文参考图2至图9所示的示例性实施方式描述了本公开的实施例,但是所属领域中的技术人员将认识到,上述各种教导可应用于各种其他实施方式。例如,本文提供的描述不仅适用于提供无线通讯系统的个实例的5G系统,并且还适用于其他无线通讯系统,例如但不限于Wi-Fi技术或蓝牙技术。在又一实例中,本文提供的描述不仅适用于无线通讯系统,并且还适用于可以使用放大器的任何其他系统,例如雷达系统、汽车雷达和电缆通讯系统(例如,电缆电视系统等)。
在某些上下文中,本文论述的特征可适用于汽车系统、医疗系统、科学仪器、无线和有线通讯、无线电、雷达和基于数字处理的系统。
在以上实施例的论述中,系统的部件,例如移相器、混频器、晶体管、电阻器、电容器、放大器和/或其他部件可以容易地被替换、取代或以其他方式修改,以适应特定电路系统的需求。此外,应注意,互补电子装置、硬件、软件等的使用提供一种同样可行的选择来实施本公开的教导,这些教导是关于具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置,如本文所述。
如本文所提出,用于实施具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管的偏置布置的各种系统的部分可以包括执行本文所述功能的电子电路系统。在一些情况下,系统的一个或多个零件可以由专门配置用于执行本文描述的功能的处理器来提供。例如,处理器可以包括一个或多个应用专用部件,或者可以包括被配置成执行本文描述的功能的可编程逻辑闸。电路系统可以在模拟域、数字域或混合信号域操作。在一些情况下,处理器可以被配置成通过执行储存在非暂时性计算机可读储存介质上的一个或多个指令来执行本文描述的功能。
在一个示例性实施例中,本附图的任意数目的电路可以在相关电子装置的板上实施。该板可以是通用电路板,其可以容纳电子装置的内部电子系统的各种部件,并且进一步为其他外围设备提供连接器。更具体地,该板可以提供电性连接,通过这些电性连接,系统的其他部件可以进行电性通讯。任何合适的处理器(包括DSP、微处理器、支持芯片组等)、计算机可读非暂时性存储器元件等可以基于特定配置需求、处理需求、计算机设计等适当地耦合至该板。例如外部储存体、附加传感器、用于音频/视频显示的控制器及外围设备等其他部件可以作为插入卡经由电缆附接至该板,或者整合至板本身中。在各种实施例中,本文描述的功能可以以仿真形式实施为在以支持这些功能的结构布置的一个或多个可配置(例如,可编程)元件内运行的软件或固件。提供仿真的软件或固件可以在包括指令的非暂时性计算机可读储存介质上提供,以容许处理器执行这些功能。
在另一示例性实施例中,本发明的电路可以被实施为独立模块(例如,具有被配置成执行特定应用或功能的相关部件及电路系统的装置),或者被实施为电子装置的应用专用硬件中的插件模块。注意,本公开的特定实施例可以部分或全部容易地包括在SOC封装中。SOC表示将计算机或其他电子系统的部件整合至单个芯片中的IC。它可能包含数字、模拟、混合信号以及通常RF功能:所有这些功能皆可以在单个芯片基板上提供。其他实施例可以包括多芯片模块(MCM),其中复数个分离的IC位于单个电子封装内,并且被配置成通过电子封装彼此紧密交互。
还必须注意,本文概述的所有规范、尺寸和关系(例如,图2至图9的系统中所示的部件数目)仅出于实例及教导的目的而提供。在不脱离本公开的精神或所附权利要求的范围的情况下,此类信息可以有相当大的变化。应理解,该系统可以以任何合适的方式进行整合。沿着类似的设计备选方案,本附图所示的任何电路、部件、模块和元件可以以各种可能的配置进行组合,所有这些配置显然都处于本说明书的广泛范围内。在前面的描述中,已经参考特定处理器和/或部件布置描述了示例性实施例。在不脱离所附权利要求书的范围的情况下,可以对此类实施例进行各种修改及改变。因此,描述及附图被认为是说明性的,而非限制性的。
同样重要的是注意,本文提出与实现偏置布置相关的功能仅示出可以由RF系统执行或在RF系统内执行的一些可能的功能,这些偏置布置具有感测RF信号并在不同端子提供偏置信号的线性化晶体管。在适当情况下,可以删除或移除这些操作中的一些,或者可以在不脱离本公开的范围的情况下对这些操作进行相当大的修改或改变。本文描述的实施例提供了相当大的灵活性,这是因为在不脱离本公开的教导的情况下,可以提供任何合适的布置、时间表、配置及定时机制。

Claims (20)

1.一种用于功率放大器的偏置布置,所述偏置布置包括:
线性化电路,被配置成基于指示待由所述功率放大器放大的射频(RF)输入信号的RF信号来产生经修改偏置信号,所述线性化电路包括:
用于接收偏置信号的偏置信号输入,
用于接收所述RF信号的RF信号输入,
一个或多个线性化晶体管,每个线性化晶体管具有第一端子、第二端子和第三端子,以及
用于提供所述经修改偏置信号的输出,
其中:
所述偏置信号输入和所述RF信号输入中的每一个耦合至所述一个或多个线性化晶体管中的第一线性化晶体管的所述第一端子,并且
所述输出耦合至所述第一线性化晶体管的所述第三端子。
2.根据权利要求1所述的偏置布置,其中:
所述线性化电路进一步包括具有第一端子和第二端子的RF信号耦合部件,并且
通过所述RF信号输入耦合至所述RF信号耦合部件的所述第一端子,并且所述RF信号耦合部件的所述第二端子耦合至所述第一线性化晶体管的所述第一端子,所述RF信号输入耦合至所述第一线性化晶体管的所述第一端子。
3.根据权利要求2所述的偏置布置,其中所述RF信号耦合部件是电容器,所述RF信号耦合部件的所述第一端子是所述电容器的第一电容器电极,并且所述RF信号耦合部件的所述第二端子是所述电容器的第二电容器电极。
4.根据权利要求1所述的偏置布置,其中:
所述线性化电路进一步包括具有第一端子和第二端子的偏置信号耦合部件,并且
通过所述偏置信号输入耦合至所述偏置信号耦合部件的所述第一端子,并且所述偏置信号耦合部件的所述第二端子耦合至所述第一线性化晶体管的所述第一端子,所述偏置信号输入耦合至所述第一线性化晶体管的所述第一端子。
5.根据权利要求4所述的偏置布置,其中所述偏置信号耦合部件是电阻器。
6.根据权利要求1所述的偏置布置,其中:
如果所述一个或多个线性化晶体管中的每一个是N型晶体管,则所述第一线性化晶体管的所述第二端子耦合至电源电压,并且
如果所述一个或多个线性化晶体管中的每一个是P型晶体管,则所述第一线性化晶体管的所述第二端子耦合至接地电压。
7.根据权利要求1所述的偏置布置,其中:
所述一个或多个线性化晶体管进一步包括共源共栅线性化晶体管,并且
所述第一线性化晶体管的所述第二端子耦合至所述共源共栅线性化晶体管的所述第三端子。
8.根据权利要求7所述的偏置布置,其中:
如果所述一个或多个线性化晶体管中的每一个是N型晶体管,则所述共源共栅线性化晶体管的所述第二端子耦合至电源电压,并且
如果所述一个或多个线性化晶体管中的每一个是P型晶体管,则所述共源共栅线性化晶体管的所述第二端子耦合至接地电压。
9.根据权利要求7所述的偏置布置,其中所述共源共栅线性化晶体管的所述第一端子耦合至电压源。
10.根据权利要求1所述的偏置布置,其中:
所述RF输入信号是包括第一差分部分和第二差分部分的差分信号,
所述RF信号是指示所述RF输入信号的所述第一差分部分的第一差分RF信号,
所述RF信号输入是第一RF信号输入,
所述线性化电路进一步包括第二RF信号输入,用于接收指示所述RF输入信号的第二差分部分的第二差分RF信号,
所述一个或多个线性化晶体管进一步包括第二线性化晶体管,
所述偏置信号输入和所述第二RF信号输入中的每一个耦合至所述第二线性化晶体管的所述第一端子,并且
所述输出进一步耦合至所述第二线性化晶体管的所述第三端子。
11.根据权利要求10所述的偏置布置,其中:
所述线性化电路进一步包括具有第一端子和第二端子的第二RF信号耦合部件,并且
通过所述第二RF信号输入耦合至所述第二RF信号耦合部件的所述第一端子,并且所述第二RF信号耦合部件的所述第二端子耦合至所述第二线性化晶体管的所述第一端子,所述第二RF信号输入耦合至所述第二线性化晶体管的所述第一端子。
12.根据权利要求11所述的偏置布置,其中所述第二RF信号耦合部件是电容器,所述第二RF信号耦合部件的所述第一端子是所述电容器的第一电容器电极,并且所述第二RF信号耦合部件的所述第三端子是所述电容器的第二电容器电极。
13.根据权利要求10所述的偏置布置,其中:
所述一个或多个线性化晶体管进一步包括第一共源共栅线性化晶体管和第二共源共栅线性化晶体管,
所述第一线性化晶体管的所述第二端子耦合至所述第一共源共栅线性化晶体管的所述第三端子,
所述第二线性化晶体管的所述第二端子耦合至所述第二共源共栅线性化晶体管的所述第三端子,并且
所述第一共源共栅线性化晶体管的所述第一端子耦合至所述第二共源共栅线性化晶体管的所述第一端子。
14.根据权利要求10所述的偏置布置,其中:
所述第二RF信号输入进一步耦合至所述第一线性化晶体管的所述第三端子,并且
所述第一RF信号输入进一步耦合至所述第二线性化晶体管的所述第三端子。
15.根据权利要求14所述的偏置布置,其中:
所述线性化电路进一步包括第一退化部件和第二退化部件,每个退化部件具有第一端子和第二端子,
通过所述第一退化部件的所述第一端子耦合至所述输出,并且所述第一退化部件的所述第二端子耦合至所述第一线性化晶体管的所述第三端子,所述输出耦合至所述第一线性化晶体管的所述第三端子,并且
通过所述第二退化部件的所述第一端子耦合至所述输出,并且所述第二退化部件的所述第二端子耦合至所述第二线性化晶体管的所述第三端子,所述输出进一步耦合至所述第二线性化晶体管的所述第三端子。
16.根据权利要求15所述的偏置布置,其中:
通过所述第二RF信号输入耦合至所述第一退化部件的所述第二端子,所述第二RF信号输入进一步耦合至所述第一线性化晶体管的所述第三端子,并且
通过所述第一RF信号输入耦合至所述第二退化部件的所述第二端子,所述第一RF信号输入进一步耦合至所述第二线性化晶体管的所述第三端子。
17.一种用于功率放大器的偏置布置,所述偏置布置包括:
线性化电路,被配置成基于待由所述功率放大器放大的射频(RF)输入信号来产生经修改偏置信号,所述线性化电路包括:
一个或多个线性化晶体管,每个线性化晶体管具有第一端子、第二端子和第三端子,以及
RF信号输入,用于接收指示待由所述功率放大器放大的所述RF输入信号的RF信号,以及
输出,用于输出基于所述RF信号产生的所述经修改偏置信号,
其中:
所述RF信号输入和所述输出耦合至所述一个或多个线性化晶体管中的第一线性化晶体管的不同端子。
18.根据权利要求17所述的偏置布置,其中:
所述偏置布置进一步包括偏置电路,所述偏置电路具有被配置成输出所述功率放大器的偏置信号的输出,
所述偏置布置进一步包括耦合电路,所述耦合电路具有耦合至所述偏置电路的所述输出的输入和耦合至所述偏置电路的输入的输出,
所述线性化电路进一步包括偏置信号输入,用于接收指示所述偏置电路输出的所述偏置信号的信号,
所述偏置信号输入耦合至所述耦合电路的所述输出,并且
所述RF信号输入和所述偏置信号输入耦合至所述第一线性化晶体管的单个端子。
19.一种用于功率放大器的偏置布置,所述偏置布置包括:
线性化电路,被配置成基于待由所述功率放大器放大的射频(RF)输入信号来产生经修改偏置信号,所述RF输入信号是包括第一差分部分和第二差分部分的差分信号,并且所述线性化电路包括:
复数个线性化晶体管,每个线性化晶体管具有第一端子、第二端子和第三端子,
第一RF信号输入,用于接收指示所述RF输入信号的所述第一差分部分的第一差分RF信号,
第二RF信号输入,用于接收指示所述RF输入信号的所述第二差分部分的第二差分RF信号,以及
输出,用于输出基于所述RF输入信号产生的所述经修改偏置信号,
其中:
所述复数个线性化晶体管包括第一线性化晶体管和第二线性化晶体管,
所述第一RF信号输入耦合至所述第一线性化晶体管的所述第一端子和所述第二线性化晶体管的所述第三端子,
所述第二RF信号输入耦合至所述第二线性化晶体管的所述第一端子和所述第一线性化晶体管的所述第三端子,并且
所述输出耦合至所述第一线性化晶体管的所述第三端子和所述第二线性化晶体管的所述第三端子。
20.根据权利要求19所述的偏置布置,其中:
所述第一RF信号输入经由第一耦合部件耦合至所述第一线性化晶体管的所述第一端子,
所述第二RF信号输入经由第二耦合部件耦合至所述第一线性化晶体管的所述第三端子,
所述第一RF信号输入经由第一进一步耦合部件耦合至所述第二线性化晶体管的所述第三端子,并且
所述第二RF信号输入经由第二进一步耦合部件耦合至所述第二线性化晶体管的所述第一端子。
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