CN115412035A - 负载调制功率放大器 - Google Patents

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Abstract

提供了用于负载调制功率放大器的装置和方法。在某些实施例中，负载调制功率放大器系统包括：功率放大器，其在输入处接收射频信号并在输出处提供放大的射频信号；以及可控负载阻抗，其耦接到功率放大器的输出。可控负载阻抗接收相对于所述射频信号的包络而变化的包络信号，并且包络信号可操作以控制可控负载阻抗的阻抗，以调制功率放大器输出处的负载。

Description

负载调制功率放大器
技术领域
本发明的实施例涉及电子系统，尤其是涉及射频(RF)电子装置。
背景技术
功率放大器在RF通信系统中用于放大RF信号以经由天线发射。
具有一个或多个功率放大器的RF通信系统的示例包括但不限于移动电话、平板电脑、基站、网络接入点、客户驻地设备(CPE)、笔记本电脑和可穿戴电子装置。例如，在使用蜂窝电话标准、无线局域网(WLAN)标准和/或任何其他合适的通信标准进行通信的无线设备中，功率放大器可用于RF信号放大。RF信号具有在约从30kHz到300GHz范围内的频率，例如，在用于第五代(5G)通信标准的频率范围1(FR1)中的约400MHz至约7.125GHz范围内、或用于5G通信标准的频率范围2(FR2)中的约24.250GHz至约71.000GHz范围内。
发明内容
在某些实施例中，本申请涉及一种移动设备。所述移动设备包括：收发器，其配置为产生射频信号和相对于所述射频信号的包络而变化的包络信号；以及前端系统，其包括配置为放大所述射频信号的负载调制功率放大器。所述负载调制功率放大器包括：功率放大器，其配置为在输入处接收所述射频信号并在输出处提供放大的射频信号；以及可控负载阻抗，其耦接到所述功率放大器的所述输出。所述包络信号可操作以控制所述可控负载阻抗的阻抗，以调制所述功率放大器输出处的负载。
在各种实施例中，所述收发器包括配置为基于校准数据整形包络信号的整形电路。根据一些实施例，所述整形电路可操作以向所述功率放大器提供平坦的增益对输入功率特性。
在若干实施例中，所述可控负载阻抗包括：由所述包络信号控制的可控电容器；以及输出巴仑(balun)，其具有耦接到所述功率放大器的所述输出的第一绕组和耦接到所述可控电容器的第二绕组。根据一些实施例，所述功率放大器包括输入巴仑和耦接在所述输入巴仑和所述输出巴仑之间的一对放大器。根据各种实施例，所述第二绕组包括输出所述放大的射频信号的第一端子和耦接到所述可控电容器的第二端子。根据一些实施例，所述可控电容器包括双极晶体管和耦接到所述双极晶体管集电极的负载电容器，所述包络信号可操作以控制所述双极晶体管的基极。根据一些实施例，所述可控负载阻抗包括电感器和可控电容器的串联组合，所述可控电容器具有由所述包络信号控制的电容。
在各种实施例中，所述移动设备进一步包括：天线，其可操作以发射所述放大的射频信号。
在某些实施例中，本申请涉及一种负载调制功率放大器系统。所述负载调制功率放大器系统包括：功率放大器，其配置为在输入处接收射频信号，并在输出处提供放大的射频信号。所述负载调制功率放大器系统进一步包括：可控负载阻抗，其耦接到所述功率放大器的所述输出，并配置为接收相对于所述射频信号的包络而变化的包络信号。所述包络信号可操作以控制所述可控负载阻抗的阻抗，以调制所述功率放大器输出处的负载。
在若干实施例中，所述可控负载阻抗包括由所述包络信号控制的可控电容器和具有耦接到所述功率放大器的所述输出的第一绕组和耦接到所述可控电容器的第二绕组的输出巴仑。根据一些实施例，所述功率放大器包括输入巴仑和耦接在所述输入巴仑和所述输出巴仑之间的一对放大器。根据各种实施方式，所述第二绕组包括输出所述放大的射频信号的第一端子和耦接到所述可控电容器的第二端子。根据一些实施方式，所述可控电容器包括双极晶体管和耦接到双极晶体管集电极的负载电容器，包络信号可操作以控制所述双极晶体管的基极。
在各种实施例中，所述可控负载阻抗包括电感器和可控电容器的串联组合，所述可控电容器具有由所述包络信号控制的电容。
在某些实施例中，本申请涉及一种移动设备中的放大方法。所述方法包括：使用收发器产生射频信号和相对于所述射频信号的包络而变化的包络信号。所述方法进一步包括：使用功率放大器放大所述射频信号，包括在所述功率放大器的输入处接收所述射频信号并在所述功率放大器的输出处提供放大的射频信号。所述方法进一步包括：通过使用所述包络信号对所述功率放大器的负载调制，以控制耦接到所述功率放大器的所述输出的可控负载阻抗的阻抗。
在各种实施例中，所述方法进一步包括：基于校准数据通过整形所述包络信号来校准所述功率放大器。根据一些实施例，校准所述功率放大器包括提供平坦的增益对输入功率特性。
在若干实施例中，调制所述功率放大器的负载包括：控制可控电容器的电容，所述可控电容器耦接到输出巴仑。根据一些实施例，所述方法进一步包括：将所述放大的射频信号提供给所述输出巴仑的第一绕组，所述可控电容器耦接到所述输出巴仑的第二绕组。
附图说明
现在将参考附图，以非限制性示例的方式描述本申请的实施例。
图1是负载调制功率放大器的一个实施例的示意图。
图2是负载调制功率放大器的另一个实施例的示意图。
图3是负载调制功率放大器系统的一个实施例的示意图。
图4A是负载调制功率放大器系统的另一个实施例的示意图。
图4B是负载调制功率放大器系统的另一个实施例的示意图。
图5A是用于负载调制功率放大器的可控电容器的一个实施例的示意图。
图5B是用于负载调制功率放大器的可控电容器的另一个实施例的示意图。
图6是用于负载调制功率放大器的集电极阻抗与控制电压的史密斯图的一个示例。
图7是用于负载调制功率放大器的增益对输出功率关系图的一个示例的图。
图8是用于负载调制功率放大器的功率附加效率(PAE)对输出功率关系图的一个示例的图。
图9是用于负载调制功率放大器的增益与输出功率关系图的另一个示例的图。
图10是用于负载调制功率放大器的PAE对输出功率关系图的另一个示例的图。
图11是移动设备的一个实施例的示意图。
图12A是封装模块的一个实施例的示意图。
图12B是图12A封装模块900沿线12B–12B的横截面示意图。
图13是用于发射RF信号的通信系统的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面某些实施例的详细描述呈现了特定实施例的各种描述。然而，本文描述的创新可以以多种不同的方式体现，例如，如权利要求书所定义和涵盖的。在本描述中，参考附图，其中相同的附图标记可以表示相同或功能相似的元素。应当理解的是，图中图示的元素不一定按比例绘制的。此外，应当理解的是，某些实施例可以包括比图中图示更多的元素和/或图中图示元素的子集。此外，一些实施例可以包括两张或多张图中的特征的任何适当组合。
本文提供了负载调制功率放大器。在某些实施例中，负载调制功率放大器包括放大射频(RF)输入信号的功率放大器，以及耦接到功率放大器的输出的负载阻抗。基于射频输入信号的包络来控制负载阻抗，以向功率放大器的输出提供负载调制。以这种方式提供负载阻抗调制可在宽动态范围内提供高效率。
在某些实施例中，负载阻抗包括输出巴仑，输出巴仑包括彼此电磁耦合的第一绕组和第二绕组。此外，功率放大器的输出耦接到第一绕组的第一端子(或以推挽配置，将输出耦接到第一绕组的两个端子)，而放大的RF信号从第二绕组的第一端子输出。负载阻抗进一步包括可控电容器，可控电容器耦接到第二绕组的第二端子并具有由射频信号的包络控制的电容。
因此，可以通过扫描巴仑次级端口上的端接电容器的阻抗来执行负载调制。在某些实施方式中，端接电容器由来自收发器的模拟包络控制信号控制，其可被校准以实现期望的增益和/或效率特性，诸如同增益(isogain)。
在某些实施方式中，负载阻抗包括异质结双极晶体管(HBT)开关，其具有耦接到电容器的集电极和由包络信号控制的基极。此外，HBT开关作为可变电阻运行，当开关断开时实现最高负载线，当开关闭合时在最高包络电压电平处实现最低负载线。在这种配置中，在最高负载线处实现最低损耗，这对高峰均功率比(PAPR)波形(诸如5G通信中使用的波形)的调制效率是有利的。
与包络跟踪器基于包络信号控制功率放大器的电源电压的功率放大器相比，负载调制功率放大器具有基于包络信号控制的负载阻抗。以这种方式提供负载调制，提供了比包络跟踪放大器较不复杂的更高效率的功率放大，同时利用电路来生成和校准包络信号以获得所需的性能。
例如，负载调制功率放大器可以由高效率DC-到-DC转换器供电，例如，以93％或更高的效率运行的功率管理单元(PMU)。这种的PMU可以例如在5.5V+2.5-3.0V(由于非零膝电压，功率放大器效率在较高电源电压处会更好)的范围内使用平均功率跟踪(APT)来操作。相比之下，包络跟踪系统可能只有80％的效率，电源电压～2.5-3.0V(由于非零膝电压，在较低的电源电压下，功率放大器效率可能更差)。PMU在本文也被称为电源管理集成电路(PMIC)。
负载调制功率放大器可以包括在各种RF通信系统中，包括但不限于基站、网络接入点、移动电话、平板电脑、客户驻地设备(CPE)、笔记本电脑、计算机、可穿戴电子装置和/或其他通信设备。
图1是负载调制功率放大器10的一个实施例的示意图。负载调制功率放大器10包括功率放大器5和可控负载阻抗6。负载调制功率放大器10放大RF输入信号RFIN，以产生RF输出信号RFOUT。
负载调制功率放大器10接收包络信号ENV，包络信号ENV相对于RF输入信号RFIN的包络而变化。包络信号ENV被用于控制可控负载阻抗6的阻抗。例如，在本实施例中，可控负载阻抗6包括电感器8和可控电容器7的串联组合，包络信号ENV被用于控制可控电容7的电容。虽然描述了可控负载阻抗的一个示例，但本文教导适用于可控负载阻抗的其他实施方式。
图2是负载调制功率放大器20的另一个实施例的示意图。图2的负载调制功率放大器20类似于图1的负载调制功率放大器10，除了图2的负载调制功率放大器20包括可控负载阻抗16的不同实施方式。
具体地，可控负载阻抗16包括巴仑18和可控电容器7。功率放大器5的输出驱动巴仑18的第一绕组。此外，巴仑18的第二绕组的第一端子输出RF输出信号RFOUT，而第二绕组的第二端子耦接到可控电容器7。可控电容器7由包络信号ENV控制。
改变可控电容器7的值有效地使第二绕组的电感中的一些共振，从而有效地改变巴仑18的匝数比。
图3是负载调制功率放大器系统40的实施例的一个示意图。负载调制功率放大器系统40包括负载调制功率放大器25、频带切换和调谐电路26、以及天线3。
在图示的实施例中，负载调制功率放大器25包括驱动放大器31、输入巴仑32、第一输出放大器33、第二输出放大器34、以及包括输出巴仑18和可控电容器7的可控负载阻抗16。
在本实施例中，负载调制功率放大器25被实现为推挽式放大器。此外，第一输出放大器33的输出连接到巴仑18的第一绕组的第一端子，而第二输出放大器34的输出连接到巴仑18的第一绕组的第二端子。
图4A是负载调制功率放大器系统110的另一个实施例的示意图。负载调制功率放大器系统110包括输出巴仑18、功率放大器芯片(die)101、开关芯片102、包络发生器芯片103和驱动器芯片104。功率放大器芯片101包括驱动放大器31，输入巴仑32，第一输出放大器33，第二输出放大器34，以及可控电容器7。开关芯片102包括电容器107和开关108。此外，包络发生器芯片103包括整形电路105，用于整形提供给驱动器芯片104的差分包络信号ENVDIFF。驱动器芯片104包括放大器106，放大器106用于接收差分包络信号ENVDIFF，并输出包络用于控制可控电容器7的控制信号ENV。
负载调制功率放大器系统110可以用系统级校准进行操作，用于将可控电容器7的包络控制信号与由推挽式放大器放大的RF输入信号对齐和整形。
图4B是负载调制功率放大器系统120的另一个实施例的示意图。负载调制功率放大器系统120包括输出巴仑18、功率放大器芯片111、开关芯片112、包络发生器芯片103、以及驱动器芯片104。
图4B的负载调制功率放大器系统120类似于图4A的负载调制功率放大器系统110，除了负载调制功率放大器系统120图示了其中可控电容器7在开关芯片112上的实施方式。由于开关芯片112通常使用绝缘体上硅(SOI)工艺实现，而功率放大器芯片111使用化合物半导体工艺(例如，GaAs)，因此将可控电容器7放在开关芯片112上有助于提供高品质因子(Q因子)电容器。
图5A是用于负载调制功率放大器的可控电容器210的一个实施例的示意图。可控电容器210包括双极晶体管201(例如，异质结双极晶体管或HBT)、基极电阻202、基极电容器203、以及负载电容器204。双极晶体管201的基极由(通过基极电阻202从包络跟踪器接收的)包络信号ENV控制，而双极晶体管201的发射极接地。负载电容器204耦接在双极晶体管201的集电极和负载端子LD之间，用于(例如，通过作为由功率放大器驱动的输出巴仑的端接电容)提供负载给功率放大器。基极电容器203连接在双极晶体管201的基极和地之间。
双极晶体管201作为可变电阻器运行，当包络信号ENV为低时实现最高负载线，当包络信号ENV为高时实现最低负载线。在最高负载线处实现最低损耗，这对高PAPR波形的调制效率有利。
图5B是用于负载调制功率放大器的可控电容器220的另一个实施例的示意图。可控电容器220包括多个可控电容器单元211a、211b、211c、...211n，它们在(用于提高负载给功率放大器的)负载端子LD和地之间相互并联连接。
如图5B所示，可控电容器单元211a包括双极晶体管201a、基极电阻器202a、基极电容器203a、负载电容器204a、钳位二极管205a和钳位电阻器206a。双极晶体管201a的基极由通过基极电阻器202a接收的包络信号ENV控制，而双极晶体管201a的发射极接地。负载电容204a耦接在双极晶体管201a的集电极和负载终端LD之间。基极电容器203a连接在双极晶体管201a的基极和地之间。此外，钳位二极管205a和钳制电阻器206a串联连接在双极晶体管201a的基极和地之间，而电容器203a并联于钳位二极管205a和钳制电阻206a的串联组合。
继续参考图5B，可控电容器单元211b包括双极晶体管201b、基极电阻器202b、基极电容器203b、负载电容器204b、钳位二极管205b、钳位电阻器206b、二极管偏置电阻器207b和肖特基二极管(Schottky diode)208b1。此外，可控电容器单元211c包括双极晶体管201c、基极电阻器202c、基极电容器203c、负载电容器204c、钳位二极管205c、钳位电阻器206c、二极管偏置电阻器207c、以及肖特基二极管208c1和208c2。此外，可控电容器小区211n包括双极晶体管201n、基极电阻器202n、基极电容器203n、负载电容器204n、钳位二极管205n、钳位电阻器206n、二极管偏置电阻器207n、以及肖特基二极管208n1、208n2、...208nm。
虽然描述的是四个可控电容器单元，但可以包括任何数量的可控电容器单元。如图5B所示，与先前的可控电容器相比，每个额外的可控电容器小区包括额外的肖特基二极管。
图6是用于负载调制功率放大器的集电极阻抗对控制电压的史密斯图的一个示例。在这个示例中，当包络控制电压(VCTRL)从0.7V变为2.1V时，负载阻抗将实现超过2倍的变化(翻倍)。
图7是用于负载调制功率放大器的增益对输出功率关系图的一个示例的图。
图8是用于负载调制功率放大器的功率附加效率(PAE)对输出功率关系图的一个示例的图。
参考图7和图8，这些图与具有0.3dB巴仑损耗的两级推挽功率放大器中的一个实施方式有关。
瀑布曲线被描绘出来，其中示出了用于(例如，通过在包络整形电路中选择整形值的方式来)实现包络校准的等增益的示例值。
图9是用于负载调制功率放大器的增益对输出功率关系图的另一个示例的图。
图10是用于负载调制功率放大器的PAE对输出功率的关系图的另一个示例的图。
参考图9和图10，在这个示例中，在超过6dB的动态范围内实现了非常平坦的PAE。
图11是根据另一实施例的移动设备800的一个实施例的示意图。移动设备800包括基带系统801、收发器802、前端系统803、天线804、功率管理系统805、存储器806、用户接口807和电池808。
移动设备800可以使用各种各样通信技术进行通信，包括但不限于2G、3G、4G(LTE、LTE升级(LTE Advanced)以及LTE升级专业(LTE-Advanced Pro)1)、5G NR、WLAN(例如，WiFi)、WPAN(例如，蓝牙和ZigBee)、WMAN(例如，WiMax)和/或GPS技术。
收发器802生成用于发射的RF信号并且处理从天线804接收的传入RF信号。应当理解的是，与RF信号的发射和接收相关联的各种功能可通过在图11整体表示为收发器802的一个或多个部件来获得。在一示例中，不同的部件(例如，不同的电路或芯片)可被提供以用于处理特定类型的RF信号。
前端系统803有助于调节发射到天线804和/或从天线804接收的信号。在图示的实施例中，前端系统803包括天线调谐电路810、功率放大器(PA)811、低噪声放大器(LNA)812、滤波器813、开关814以及信号分离/组合电路815。然而，其他实施方式也是可能的。
例如，前端系统803可以提供一些功能，包括但不限于放大用于发射的信号、放大接收的信号、对信号进行滤波、在不同频带之间切换、在不同功率模式之间切换、在发射和接收模式之间切换、信号的双工、信号的复用(例如，双信或三工)、或其一些组合。
根据本文的教导，功率放大器811中的至少一个被实现为负载调制功率放大器。尽管移动设备800图示了可以用一个或多个负载调制功率放大器实现的通信系统的一个实施例，但本文的教导适用于广泛的系统。因此，其他实施方式是可能的。
在某些实施方式中，移动设备800支持载波聚合，从而提供灵活性以增加峰值数据速率。载波聚合可用于频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者，并且可用于聚合多个载波或信道。载波聚合包括连续聚合，其中具有相同操作频带的连续载波被聚合。载波聚合也可以是非连续的，并且可以包括在公共频带或不同频带中在频率上分隔的载波。
天线804可以包括用于各种各样类型的通信的天线。例如，天线804可以包括用于发射和/或接收与各种各样的频率和通信标准相关的信号的天线。
在某些实施方式中，天线804支持MIMO通信和/或切换分集通信。例如，MIMO通信经由单射频信道使用多个天线来传送多个数据流。MIMO通信得益于由无线电环境的空间复用差异导致的更高信噪比、改进的编码和/或降低的信号干扰。切换分集指的是选择特定天线以在特定时间进行操作的通信。例如，开关可被用于基于各种因素，诸如观测到的误码率和/或信号强度指示符从天线组中选择特定天线。
移动设备800在某些实施方式中可以用波束成形进行操作。例如，前端系统803可以包括具有可控增益的放大器和具有可控相位的移相器，以提供用于使用天线804的信号的发射和/或接收的波束形成和方向性。例如，在信号发射的情形下，提供给天线804的发射信号的幅值和相位被控制，使得来自天线804的辐射信号使用相长干涉和相消干涉相结合，以产生展示具有在给定方向上传播的更多信号强度的类似波束质量的聚合发射信号。在信号接收的情况下，控制振幅和相位使得当信号从特定方向到达天线804时接收更多的信号能量。在某些实施方式中，天线804包括一个或多个天线元件阵列以增强波束成形。
基带系统801耦接至用户接口807，以便于处理各种用户输入和输出(I/O)，诸如话音和数据。基带系统801提供具有发射信号的数字表示的收发器802，收发器802处理该数字表示以生成用于发射的RF信号。基带系统801也处理由收发器802提供的接收信号的数字表示。如图11所示，基带系统801耦接到存储器806，以便于移动设备800的操作。
存储器806可用于各种各样目的，例如存储数据和/或指令以便于移动设备800的操作和/或提供用户信息的存储。
功率管理系统805提供移动设备800的多个功率管理功能。在某些实施方式中，功率管理系统805包括控制功率放大器811的电源电压的PA电源控制电路。例如，功率管理系统805可以配置为改变提供给一个或多个功率放大器811的电源电压，以改善效率，诸如功率增加效率(PAE)。
如图11所示，功率管理系统805从电池808接收电池电压。电池808可以是用于移动装置800的任何合适的电池，包括例如锂离子电池。
图12A是封装模块900的一个实施例的示意图。图12B是图12A封装模块900沿线12B–12B的横截面示意图。
封装模块900包括射频部件901、半导体芯片902、表面贴装器件903、线束908、封装基板920和包装结构940。封装基板920包括由布置在其中的导体形成的焊盘906。此外，半导体芯片902包括引脚或焊盘904，线束908已被用来将芯片902的焊盘904连接到封装基板920的焊盘906。
半导体芯片902包括负载调制功率放大器945，它可以根据本文的任何实施例来实现。
封装基板920可配置为接收多个部件，诸如射频部件901、半导体芯片902和表面贴装器件903，表面贴装器件903可包括例如表面贴装电容器和/或电感器。在一个实施方式中，射频部件901包括集成无源器件(IPD)。
如图12B所示，封装的模块900示为包括多个接触焊盘932，多个接触焊盘932布置在与用于贴装半导体芯片902的一侧相对的封装的模块900的一侧。以这种方式配置封装的模块900可以有助于将封装的模块900连接到电路板，诸如移动设备的电话板。示例接触焊盘932可以配置为向半导体芯片902和/或其他部件提供射频信号、偏置信号和/或电源(例如，电源电压和地线)。如图12B所示，接触焊盘932和半导体芯片902之间的电气连接可以通过经过封装基板920的连接933来促进。连接933可以代表经过封装基板920形成的电气路径，诸如与多层层压封装基板的通孔和导体有关联的连接。
在一些实施例中，封装的模块900还可以包括一个或多个封装结构，以例如提供保护和/或方便拿取。这种封装结构可以包括形成在封装基板920和布置在其上的部件和芯片上的包覆或包封结构940。
可以理解的是，尽管在基于线束的电气连接的情形下描述了封装模块900，但本申请的一个或多个特征也可以在实现其他封装配置中，包括例如倒装-芯片配置。
图13是用于发射RF信号的通信系统1130的一个实施例的示意图。通信系统1130包括基带处理器1107、信号延迟电路1108、数字预失真(DPD)电路1109、I/Q调制器1110、观测接收器1111、互调检测电路1112、功率放大器1113、定向耦合器1114、双工和切换电路1115、天线1116、包络延迟电路1121、坐标旋转数字计算(CORDIC)电路1122、整形电路1123、数模转换器1124、以及重构滤波器1125。
图13的通信系统1130图示了RF系统的一个示例，该RF系统包括根据本文教导的负载调制功率放大器。然而，负载调制功率放大器可用于各种各样的RF系统。
基带处理器1107操作以产生I信号和Q信号，其对应于正弦波的信号分量或期望幅值、频率和相位的信号。例如，I信号可用于表示正弦波的同相分量，Q信号可用于表示正弦波的正交相位分量，其可以是正弦波的等效表示。在某些实施方式中，I和Q信号是以数字格式提供给I/Q调制器1110的。基带处理器1107可以是配置为处理基带信号的任何合适的处理器。例如，基带处理器1107可以包括数字信号处理器、微处理器、可编程核心、或其任何组合。
信号延迟电路1108向I和Q信号提供可调节的延迟，以帮助控制包络信号和RF信号RFIN之间的相对对准。信号延迟电路1108提供的延迟量是基于互调检测电路1112检测到的互调量来控制的。
DPD电路1109操作以向来自信号延迟电路1108的延迟I和Q信号提供数字整形，以产生数字预失真I和Q信号。在图示的实施例中，由DPD电路1109提供的预失真是基于由互调检测电路1112检测到的互调量来控制的。DPD电路1109用于减少功率放大器1113的失真和/或提高功率放大器1113的效率。
I/Q调制器1110接收数字预失真I和Q信号，其被处理以产生RF信号RFIN。例如，I/Q调制器1110可以包括配置为将数字预失真I和Q信号转换为模拟格式的DAC、用于将模拟I和Q信号上变频为射频的混频器、以及用于将上变频的I和Q信号组合为适合由功率放大器1113放大的RF信号的信号合成器。在某些实施方式中，I/Q调制器1110可以包括配置为对其中处理的信号的频率内容进行滤波的一个或多个滤波器。
包络延迟电路1121延迟来自基带处理器1107的I和Q信号。此外，CORDIC电路1122处理延迟的I和Q信号以产生表示RF信号RFIN的包络的数字包络信号。尽管图13图示了使用CORDIC电路1122的实施方式，但包络信号也可以通过其他方式获得。
整形电路1123操作以整形数字包络信号以增强通信系统1130的性能。在某些实施方式中，整形电路1123包括整形表，该整形表将数字包络信号的每个电平映射到对应的整形包络信号电平。包络整形可以帮助控制功率放大器1103的线性度、失真和/或效率。
在图示的实施例中，整形包络信号是由DAC 1124转换为模拟包络信号的数字信号。此外，模拟包络信号由重构滤波器1125滤波，以产生适合调制功率放大器1113的负载的包络信号。在某些实施方式中，重构滤波器1125包括低通滤波器。
继续参考图13，在此例中，功率放大器1113从I/Q调制器1110接收RF信号RFIN，并经过双工和切换电路1115向天线1116提供放大的RF信号RFOUT。
定向耦合器1114位于功率放大器1113的输出和双工和切换电路1115的输入之间，从而允许测量不包括双工和切换电路1115的插入损耗的功率放大器1113的输出功率。来自定向耦合器1114的感测的输出信号被提供给观测接收器1111，观测接收器1111可以包括用于下变频感测的输出信号的I和Q信号分量的混频器，以及用于从下变频信号生成I和Q观测信号的DAC。
互调检测电路1112确定I和Q观察信号与来自基带处理器1107的I和Q信号之间的互调积。此外，互调检测电路1112控制由DPD电路1109提供的预失真和/或信号延迟电路1108的延迟，以控制包络信号和RF信号RFIN之间的相对对准。在某些实施方式中，互调检测电路1112还用于控制由整形电路1123提供的整形。
通过包括来自功率放大器1113的输出和基带的反馈路径，I和Q信号可以被动态地调整以优化通信系统1130的操作。例如，以这种方式配置通信系统1130可以帮助提供功率控制、补偿发射器的损伤和/或执行DPD。
尽管图示为单级，但功率放大器1113可以包括一个或多个级。此外，本文的教导适用于包括多个功率放大器的通信系统。
总结
除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，与排他或排他意义相反地，单词“包括”、“包括了”和类似单词以包括性意义来理解；也就是说，在“包括，但不限定于”的意义中。如本文通常使用的，单词“耦接”指的是两个或更多元件可直接连接或通过一个或多个中间元件的方式连接。类似地，如本文通常使用的，单词“连接”指的是两个或更多元件两个或更多元件可直接连接或通过一个或多个中间元件的方式连接。另外，当在本申请中适用，单词“本文中”、“以上”、“以下”和相似含义的单词，应该指的是作为整体的本申请而非本申请的任意特定部分。当上下文允许时，在使用单数或复数的以上详细说明的单词也可分别包括单数或复数。提及两个或更多项目的列表时的措词“或”，此措词涵盖该措词的所有以下解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目、列表中项目的任何组合。
此外，除非另外说明或在上下文内理解而使用，本文使用的条件语言诸如，其中，“可”“可能”“可(might)”“可以”“例”“例如”“诸如”和类似语言通常旨在表达某些实施例包括而其它实施例不包括某些特征、元件和/或状态。因此，这种条件语言通常不旨在暗示特征、元素和/或状态是一个或多个实施例以任何方式所必需的，或者一个或多个实施例必须包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下，决定这些特征、元素和/或状态是否被包括或在任何特定实施例中执行的逻辑。
以上对本发明实施例的详细描述并非旨在穷举或将本发明限制为以上公开的精确形式。虽然以上出于说明性目的描述了本发明的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内各种等效修改是可能的。例如，虽然流程或块是以给定的顺序呈现，但替代实施例可以以不同的顺序执行具有步骤的例程，或采用具有块的系统，并且一些流程或块可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。这些流程或块中的每一个都可以用各种不同的方式来实现。另外，虽然流程或块有时示为串行执行，但这些流程或块反而可以并行执行，或者可以在不同时间执行。
本文提供的本发明的教导可以应用于其他系统，不一定是上述系统。上述各种实施例的元件和行为可以结合起来，以提供进一步的实施例。
尽管已描述了本发明某些实施例，但是这些实施例仅以示例的方式呈现，且并非旨在限定本申请的范围。实际上，本文说明的新型方法和系统也可以各种其它行使而实现；此外，可以以本文描述的方法和系统的形式来作出各种省略、替换和改变而不偏离本申请的精神。所附的权利要求和其等效物旨在覆盖会落入本申请的范围和精神的形式或修改。

Claims (20)

1.一种移动设备，包括：
收发器，其配置为产生射频信号和相对于所述射频信号的包络而变化的包络信号；以及
前端系统，其包括配置为放大所述射频信号的负载调制功率放大器，所述负载调制功率放大器包括配置为在输入处接收所述射频信号并在输出处提供放大的射频信号的功率放大器、以及耦接到所述功率放大器的所述输出的可控负载阻抗，所述包络信号可操作以控制所述可控负载阻抗的阻抗，以调制所述功率放大器输出处的负载。
2.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述收发器包括配置为基于校准数据整形包络信号的整形电路。
3.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述整形电路可操作以向所述功率放大器提供平坦的增益对输入功率的特性。
4.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述可控负载阻抗包括由包络信号控制的可控电容器、以及具有耦接到所述功率放大器的所述输出的第一绕组和耦接到所述可控电容器的第二绕组的输出巴仑。
5.根据权利要求4所述的移动设备，其中，所述功率放大器包括输入巴仑和耦接在所述输入巴仑和所述输出巴仑之间的一对放大器。
6.根据权利要求4所述的移动设备，其中，所述第二绕组包括输出所述放大的射频信号的第一端子和耦接到所述可控电容器的第二端子。
7.根据权利要求4所述的移动设备，其中，所述可控电容器包括双极晶体管和耦接到所述双极晶体管的集电极的负载电容器，所述包络信号可操作以控制所述双极晶体管的基极。
8.根据权利要求4所述的移动设备，其中，所述可控负载阻抗包括电感器和可控电容器的串联组合，所述可控电容器具有由所述包络信号控制的电容。
9.根据权利要求1所述的移动设备，进一步包括：天线，其可操作以发射所述放大的射频信号。
10.一种负载调制功率放大器系统，包括：
功率放大器，其配置为在输入处接收射频信号，并在输出处提供放大的射频信号；以及
可控负载阻抗，其耦接到所述功率放大器的所述输出，并配置为接收相对于所述射频信号的包络而变化的包络信号，所述包络信号可操作以控制所述可控负载阻抗的阻抗，以调制所述功率放大器输出处的负载。
11.根据权利要求10所述的负载调制功率放大器系统，其中，所述可控负载阻抗包括由所述包络信号控制的可控电容器和具有耦接到所述功率放大器的所述输出的第一绕组和耦接到所述可控电容器的第二绕组的输出巴仑。
12.根据权利要求11所述的负载调制功率放大器系统，其中，所述功率放大器包括输入巴仑和耦接在所述输入巴仑和所述输出巴仑之间的一对放大器。
13.根据权利要求11所述的负载调制功率放大器系统，其中，所述第二绕组包括输出所述放大的射频信号的第一端子和耦接到所述可控电容器的第二端子。
14.根据权利要求11所述的负载调制功率放大器系统，其中，所述可控电容器包括双极晶体管和耦接到双极晶体管的集电极的负载电容器，包络信号可操作以控制所述双极晶体管的基极。
15.根据权利要求10所述的负载调制功率放大器系统，其中，所述可控负载阻抗包括电感器和可控电容器的串联组合，所述可控电容器具有由所述包络信号控制的电容。
16.一种移动设备中的放大方法，所述方法包括：
使用收发器产生射频信号和相对于所述射频信号的包络而变化的包络信号；
使用功率放大器放大所述射频信号，包括在所述功率放大器的输入处接收射频信号，并在所述功率放大器的输出处提供放大的射频信号；以及
通过使用所述包络信号对所述功率放大器的负载进行调制，以控制耦接到所述功率放大器的所述输出的可控负载阻抗的阻抗。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：基于校准数据通过整形所述包络信号来校准所述功率放大器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，校准所述功率放大器包括提供平坦的增益对输入功率的特性。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，调制所述功率放大器的负载包括控制可控电容器的电容，所述可控电容器耦接到输出巴仑。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：将所述放大的射频信号提供给所述输出巴仑的第一绕组，所述可控电容器耦接到所述输出巴仑的第二绕组。
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