CN117375537A - 具有数字预失真的负载调制射频放大器 - Google Patents
具有数字预失真的负载调制射频放大器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117375537A CN117375537A CN202310823082.9A CN202310823082A CN117375537A CN 117375537 A CN117375537 A CN 117375537A CN 202310823082 A CN202310823082 A CN 202310823082A CN 117375537 A CN117375537 A CN 117375537A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- gain
- baseband
- radio frequency
- 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
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 79
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 44
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 22
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 35
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 32
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 20
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 5
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H03F1/3241—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
-
- 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
- H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
- H03F1/565—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for using inductive elements
-
- 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
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/213—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C 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
- H03F3/38—DC amplifiers with modulator at input and demodulator at output; Modulators or demodulators specially adapted for use in such amplifiers
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
本公开涉及具有数字预失真的负载调制射频放大器。电子设备可包括无线电路。该无线电路可至少包括数字预失真电路、上变频电路和负载线调制放大器电路。该数字预失真电路可被配置为从一个或多个处理器接收参考基带信号以及选择性地输出该参考基带信号的预失真版本。该上变频电路可被配置为从该数字预失真电路接收信号并输出射频信号。该负载线调制放大器电路可被配置为放大该射频信号。该负载线调制放大器电路可包括可调负载部件。该可调负载部件在该参考基带信号的瞬时信号幅值在第一范围内时可具有恒定阻抗,并且在该参考基带信号的该瞬时信号幅值在第二范围内时可被调谐为具有变化阻抗。
Description
本申请要求2023年5月22日提交的美国专利申请18/321,454号以及2022年7月7日提交的美国临时专利申请63/359,113号的优先权,这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及电子设备,并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。
背景技术
电子设备常具备无线通信能力。具备无线通信能力的电子设备具有无线通信电路,该无线通信电路具有一个或多个天线。无线通信电路中的无线收发器电路使用天线来发射和接收射频信号。
由天线发射的射频信号通常通过一个或多个功率放大器馈送,该一个或多个功率放大器被配置为将低功率模拟信号放大成更适合于通过空气长距离传输的高功率信号。为电子设备设计令人满意的功率放大器可能具有挑战性。
发明内容
电子设备可包括无线通信电路。该无线通信电路可以包括:一个或多个处理器或信号处理块,该一个或多个处理器或信号处理块用于生成基带信号;收发器,该收发器用于接收数字信号并且用于生成对应的射频信号;和一个或多个射频功率放大器,该一个或多个射频功率放大器被配置为放大该射频信号以通过该电子设备中的一个或多个天线来传输。这些射频功率放大器中的至少一个射频功率放大器可实现为负载调制射频放大器电路。该负载调制射频放大器电路可包括耦合到可调负载阻抗的放大器核心。这种类型的放大器电路也可称为负载线调制射频功率放大器。
本公开的一方面提供了一种无线电路,该无线电路包括:数字预失真电路,该数字预失真电路被配置为接收基带参考信号并且选择性地对该基带参考信号进行预失真以输出该基带参考信号或预失真信号;上变频电路,该上变频电路被配置为接收该基带参考信号或该预失真信号,并且被配置为输出对应的射频信号;以及负载调制放大器电路,该负载调制放大器电路被配置为接收该射频信号并且输出对应的经放大射频信号。该负载调制放大器电路可包括可调负载部件,该可调负载部件在该基带参考信号或该预失真信号的瞬时信号幅值在第一范围内时具有恒定阻抗,并且在该参考信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在不同于该第一范围的第二范围内时具有变化阻抗。该无线电路还可包括:增益整形电路,该增益整形电路被配置为接收该基带参考信号或该预失真信号并且输出用于调谐该可调负载部件的控制信号。该增益整形电路可被配置为当该基带参考信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在该第一范围内时保持该控制信号恒定,并且当该基带参考信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在该第二范围内时改变该控制信号。
该无线电路还可包括:射频耦合器,该射频耦合器耦接在该负载调制放大器电路和天线之间;下变频电路,该下变频电路被配置为解调从该射频耦合器耦合的射频信号以生成对应的解调信号;模数转换器,该模数转换器被配置为将该解调信号从模拟域转换到数字域以生成对应的测量信号;对齐电路,该对齐电路被配置为对该基带参考信号和该测量信号进行相位和时间对齐,或者对该预失真信号和该测量信号进行相位和时间对齐;增益计算电路,该增益计算电路被配置为接收该基带参考信号和该测量信号,并且被进一步配置为基于所接收的基带参考信号和所接收的测量信号来计算瞬时增益值;以及增益形状分析器电路,该增益形状分析器电路被配置为接收所计算的瞬时增益值,监测从该增益计算电路输出的最近计算的增益值,并且向该增益整形电路输出信息。
本公开的一方面提供了一种操作无线电路的方法,该方法包括:从一个或多个处理器接收基带信号;将该基带信号上变频为射频信号;利用负载调制放大器电路放大该射频信号;向该负载调制放大器电路中的可调负载部件提供控制信号;当该基带信号的瞬时幅值在第一范围内时保持该控制信号恒定并且当该基带信号的该瞬时幅值在与该第一范围不重叠的第二范围内时改变该控制信号。该方法还可包括:对该基带信号进行预失真以使该负载调制放大器电路的增益线性化;使用增益整形电路来输出该控制信号;对经放大射频信号的一部分进行下变频以产生解调信号;将该解调信号从模拟域转换到数字域以产生测量信号;在相位和时间上对齐该测量信号和该基带信号;基于该基带信号和该测量信号来计算瞬时增益值;分析该瞬时增益值以确定该负载调制放大器电路的该增益的导数是否是连续的;以及响应于确定该负载调制放大器电路的该增益的导数不是连续的,调整该增益整形电路。
本公开的一方面提供了一种电子设备,该电子设备包括:一个或多个处理器,该一个或多个处理器被配置为生成基带信号;预失真电路,该预失真电路被配置为选择性地对该基带信号进行预失真以输出该基带信号或预失真信号;调制器,该调制器被配置为将该基带信号或该预失真信号转换为射频信号;负载线调制放大器电路,该负载线调制放大器电路被配置为放大该射频信号;以及增益整形电路,该增益整形电路具有被配置为从该一个或多个处理器接收该基带信号的第一输入端、被配置为经由射频耦合器接收经放大射频信号的一部分的第二输入端、被配置为从该预失真电路接收该基带信号或该预失真信号的第三输入端以及耦合到该负载线调制放大器电路中的可调阻抗的输出端。
该增益整形电路可包括:被配置为基于该基带信号或该预失真信号的瞬时信号幅值来生成用于调谐该可调阻抗的控制信号的增益整形电路。该控制信号在该基带信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在第一信号范围内时可具有恒定值,并且在该基带信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在大于该第一信号范围的第二信号范围内时可具有变化值。该增益整形电路可包括:解调器,该解调器被配置为将该经放大射频信号的该部分转换为解调信号;模数转换器,该模数转换器被配置为将该解调信号转换为数字测量信号;增益计算电路,该增益计算电路被配置为基于该基带信号和该数字测量信号来计算增益值;以及增益形状分析电路,该增益形状分析电路被配置为监测所计算的增益值并且向该增益整形电路提供信息。
附图说明
图1是根据一些实施方案的具有无线电路的例示性电子设备的图示。
图2是根据一些实施方案的具有放大器的例示性无线电路的图示。
图3是根据一些实施方案的例示性无线电路的图示,该无线电路具有负载调制放大器、用于控制负载调制放大器的增益整形电路以及用于对馈送到负载调制放大器的输入端的信号进行预失真的数字预失真电路。
图4是根据一些实施方案的在未调制范围和调制范围之间平滑过渡的例示性放大器增益曲线的绘图。
图5是根据一些实施方案的数字预失真电路的例示性增益轮廓的绘图。
图6是根据一些实施方案的示出从增益整形电路输出的例示性控制信号如何可在未调制范围内恒定并且可在调制范围内变化的绘图。
图7是根据一些实施方案的用于使用图3所示类型的无线电路来使发射路径的增益线性化的例示性操作的流程图。
具体实施方式
电子设备,诸如图1的设备10可具备无线电路。无线电路可包括用于生成基带信号的处理器、用于将基带信号上变频(混频)为射频信号的上变频电路、用于放大射频信号的放大器以及用于辐射所放大的射频信号的天线。放大器可以是具有可调负载部件的负载线调制射频功率放大器。
无线电路可包括被配置为输出用于调谐可调负载部件的控制信号的增益整形电路。控制信号可在瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围期间保持恒定,并且可在瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围期间变化。增益整形电路被配置为调谐控制信号,使得负载线调制放大器的增益在瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围和瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围之间平滑过渡。无线电路还可包括具有使负载线调制放大器的增益均衡或线性化的预失真增益的数字预失真电路。
图1的电子设备10可以是:计算设备,诸如膝上型计算机、台式计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或者其他手持式或便携式电子设备;较小的设备,诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备;或者佩戴在用户头部上的其他装备;或者其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备安装在信息亭或汽车中的系统)、连接无线互联网的语音控制的扬声器、家庭娱乐设备、遥控设备、游戏控制器、外围用户输入设备、无线基站或接入点、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装备;或者其他电子装备。
如图1中的功能框图所示,设备10可包括位于电子设备外壳诸如外壳12上或其内的部件。外壳12(有时可以称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如,不锈钢、铝、金属合金等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些实施方案中,外壳12的部分或全部可由介电或其他低电导率材料(例如,玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他实施方案中,外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。
设备10可包括控制电路14。控制电路14可包括存储装置,诸如存储电路16。存储电路16可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如,被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如,静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。存储电路16可包括集成在设备10内的存储装置和/或可移动存储介质。
控制电路14可包括处理电路,诸如处理电路18。处理电路18可用于控制设备10的操作。处理电路18可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)等。控制电路14可被配置为使用硬件(例如,专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可以存储在存储电路16(例如,存储电路16可以包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)上。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。存储在存储电路16上的软件代码可由处理电路18来执行。
控制电路14可用于运行设备10上的软件,诸如卫星导航应用程序、互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装备进行交互,控制电路14可用于实现通信协议。可使用控制电路14实现的通信协议包括:互联网协议、无线局域网(WLAN)协议(例如,IEEE802.11协议——有时称为)、用于其他短距离无线通信链路的协议诸如/>协议或其他无线个人区域网(WPAN)协议、IEEE 802.11ad协议(例如,超宽带协议)、蜂窝电话协议(例如,3G协议、4G(LTE)协议、5G协议等)、天线分集协议、卫星导航系统协议(例如,全球定位系统(GPS)协议、全球导航卫星系统(GLONASS)协议等)、基于天线的空间测距协议(例如,在毫米和厘米波频率下传送的信号的无线电探测与测距(RADAR)协议或其他期望的距离检测协议)或任何其他期望的通信协议。每种通信协议可与对应的无线电接入技术(RAT)相关联,该无线电接入技术指定用于实现该协议的物理连接方法。
设备10可包括输入-输出电路20。输入-输出电路20可包括输入-输出设备22。输入-输出设备22可用于允许将数据供应给设备10并且允许将数据从设备10提供给外部设备。输入-输出设备22可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如,输入-输出设备22可包括触摸传感器、显示器(例如,触敏显示器和/或力敏显示器)、发光部件诸如没有触摸传感器能力的显示器、按钮(机械、电容、光学等)、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、运动传感器(加速度计、陀螺仪和/或检测运动的罗盘)、电容传感器、接近传感器、磁传感器、力传感器(例如,耦接到显示器以检测施加到显示器的压力的力传感器)等。在一些配置中,键盘、耳机、显示器、指向设备诸如触控板、鼠标和操纵杆以及其他输入-输出设备可使用有线或无线连接耦接至设备10(例如,输入-输出设备22中的一些可为经由有线或无线链路耦接至设备10的主处理单元或其他部分的外围设备)。
输入-输出电路20可包括无线电路24以支持无线通信。无线电路24(在本文中有时被称为无线通信电路24)可包括一个或多个天线。无线电路24还可包括基带处理器电路、收发器电路、放大器电路、滤波器电路、切换电路、射频传输线和/或用于利用天线发射和/或接收射频信号的任何其他电路。
无线电路24可以在无线电频率(在本文中有时称为通信频带或简称为“带”)的对应频带内发射和/或接收射频信号。由无线电路24处理的频带可以包括无线局域网(WLAN)频带(例如,(IEEE 802.11)或其他WLAN通信频带)诸如2.4GHz WLAN频带(例如,2400MHz至2480MHz)、5GHz WLAN频带(例如,5180MHz至5825MHz)、/>6E频带(例如,5925MHz至7125MHz)和/或其他/>频带(例如,1875MHz至5160MHz);无线个人区域网(WPAN)频带诸如2.4GHz/>频带或其他WPAN通信频带;蜂窝电话频带(例如,约600MHz至约5GHz的频带、3G频带、4G LTE频带、低于10GHz的5G新空口频率范围1(FR1)频带、在20GHz和60GHz之间的5G新空口频率范围2(FR2)频带等);10GHz至300GHz之间的其他厘米或毫米波频带;近场通信频带(例如,13.56MHz);卫星导航频带(例如,1565MHz至1610MHz的GPS频带、全球卫星导航系统(GLONASS)频带、北斗卫星导航系统(BDS)频带等);在IEEE802.15.4协议和/或其他超宽带通信协议下工作的超宽带(UWB)频带;在3GPP无线通信标准族下的通信频带;在IEEE 802.XX标准族下的通信频带,和/或任何其他期望的感兴趣的频带。
图2是示出无线电路24内的例示性部件的示意图。如图2所示,无线电路24可包括处理器诸如处理器26、射频(RF)收发器电路诸如射频收发器28、射频前端电路诸如射频前端模块(FEM)40以及天线42。处理器26可以是基带处理器、应用处理器、通用处理器、微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、专用信号处理硬件、功率管理单元或其他类型的处理器。处理器26可通过路径34耦合到收发器28。收发器28可经由射频传输线路径36耦合到天线42。射频前端模块40可设置在收发器28与天线42之间的射频传输线路径36上。
在图2的示例中,为了清楚起见,无线电路24被示出为仅包括单个处理器26、单个收发器28、单个前端模块40和单个天线42。一般来讲,无线电路24可包括任何期望数量的处理器26、任何期望数量的收发器36、任何期望数量的前端模块40以及任何期望数量的天线42。每个处理器26可通过相应路径34耦合到一个或多个收发器28。每个收发器28可包括被配置为将上行链路信号输出到天线42的发射器电路30,可包括被配置为从天线42接收下行链路信号的接收器电路32,并且可通过相应射频传输线路径36耦合到一个或多个天线42。每个射频传输线路径36可具有设置在其上的相应前端模块40。如果需要,两个或更多个前端模块40可设置在相同射频传输线路径36上。如果需要,可在其上没有设置任何前端模块的情况下实现无线电路24中的射频传输线路径36中的一个或多个射频传输线路径。
射频传输线路径36可耦合到天线42上的天线馈电部。天线馈电部可例如包括正天线馈电端子和接地天线馈电端子。射频传输线路径36可具有正传输线信号路径,该正传输线信号路径耦合到天线42上的正天线馈电端子。射频传输线路径36可具有接地传输线信号路径,该接地传输线信号路径耦合到天线42上的接地天线馈电端子。该示例是例示性的,并且一般来讲,天线42可使用任何期望的天线馈电方案来馈电。如果需要,天线42可具有耦合到一个或多个射频传输线路径36的多个天线馈电部。
射频传输线路径36可包括用于路由设备10(图1)内的射频天线信号的传输线。设备10中的传输线可包括同轴电缆、微带传输线、带状线传输线、边缘耦合的微带传输线、边缘耦合的带状线传输线、由这些类型的传输线的组合形成的传输线等。设备10中的传输线诸如射频传输线路径36中的传输线可集成到刚性和/或柔性印刷电路板中。
在执行无线发射时,处理器26可通过路径34向收发器28提供发射信号(例如,数字或基带信号)。收发器28还可包括用于将从处理器26接收的发射(基带)信号转换为对应射频信号的电路。例如,收发器电路28可包括用于在通过天线42传输之前将发射(基带)信号上变频(或调制)为射频的混频器电路。其中处理器26与收发器28通信的图2的示例是例示性的。一般来讲,收发器28可以与基带处理器、应用处理器、通用处理器、微控制器、微处理器或电路18内的一个或多个处理器通信。收发器电路28还可包括用于在数字域与模拟域之间转换信号的数模转换器(DAC)电路和/或模数转换器(ADC)电路。收发器28可使用发射器(TX)30经由射频传输线路径36和前端模块40通过天线42传输射频信号。天线42可通过将射频信号辐射到自由空间中来将射频信号传输到外部无线装备。
前端模块(FEM)40可包括对通过射频传输线路径36传送(发射和/或接收)的射频信号操作的射频前端电路。例如,FEM 40可包括前端模块(FEM)部件,诸如射频滤波器电路44(例如,低通滤波器、高通滤波器、陷波滤波器、带通滤波器、复用电路、双工器电路、天线共用器电路、三工器电路等)、切换电路46(例如,一个或多个射频开关)、射频放大器电路48(例如,一个或多个功率放大器电路50和/或一个或多个低噪声放大器电路52)、阻抗匹配电路(例如,帮助匹配天线42的阻抗与射频传输线36的阻抗的电路)、天线调谐电路(例如,调节天线42的频率响应的电容器、电阻器、电感器和/或开关的网络)、射频耦合器电路、电荷泵电路、电源管理电路、数字控制和接口电路,和/或对由天线42发射和/或接收的射频信号进行操作的任何其他期望的电路。可将前端模块部件中的每一者安装到公共(共享)衬底,诸如刚性印刷电路板衬底或柔性印刷电路衬底。如果需要,各种前端模块部件还可以集成到单个集成电路芯片中。如果需要,放大器电路48和/或前端40中的其他部件(诸如滤波器电路44)也可以被实现为收发器电路28的一部分。
滤波器电路44、切换电路46、放大器电路48和其他电路可以沿射频传输线路径36设置,可以结合到FEM 40中,和/或可以结合到天线42中(例如,以支持天线调谐、以支持在期望频带中的操作等)。可(例如,使用控制电路14)调节这些部件(在本文中有时被称为天线调谐部件)以随时间调节天线42的频率响应和无线性能。
收发器28可与前端模块40分开。例如,可在另一个衬底诸如设备10的主逻辑板、刚性印刷电路板或并非前端模块40的一部分的柔性印刷电路上形成收发器28。虽然为了清楚起见,在图1的示例中,控制电路14被示出为与无线电路24分开,但是无线电路24可包括处理电路和/或存储电路,该处理电路形成处理电路18的一部分,该存储电路形成控制电路14的存储电路16的一部分(例如,控制电路14的各部分可在无线电路24上实现)。作为一个示例,处理器26和/或收发器28的部分(例如,收发器28上的主机处理器)可形成控制电路14的一部分。控制电路14(例如,处理器26上形成的控制电路14的部分、收发器28上形成的控制电路14的部分和/或与无线电路24分开的控制电路14的部分)可提供控制前端模块40的操作的控制信号(例如,通过设备10中的一个或多个控制路径)。
收发器电路28可包括处理WLAN通信频带(例如,(IEEE 802.11)或其他WLAN通信频带)诸如2.4GHz WLAN频带(例如,2400MHz至2480MHz)、5GHz WLAN频带(例如,5180MHz至5825MHz)、/>6E频带(例如,5925MHz至7125MHz)和/或其他/>频带(例如,1875MHz至5160MHz)的无线局域网收发器电路;处理2.4GHz/>频带或其他WPAN通信频带的无线个人区域网收发器电路;处理蜂窝电话频带(例如,约600MHz至约5GHz的频带、3G频带、4G LTE频带、低于10GHz的5G新空口频率范围1(FR1)频带、在20GHz和60GHz之间的5G新空口频率范围2(FR2)频带等)的蜂窝电话收发器电路;处理近场通信频带(例如,13.56MHz)的近场通信(NFC)收发器电路;处理卫星导航频带(例如,1565MHz至1610MHz的GPS频带、全球卫星导航系统(GLONASS)频带、北斗卫星导航系统(BDS)频带等)的卫星导航接收器电路;使用IEEE 802.15.4协议和/或其他超宽带通信协议来处理通信的超宽带(UWB)收发器电路;和/或用于覆盖任何其他期望的感兴趣通信频带的任何其他期望的射频收发器电路。
无线电路24可包括一个或多个天线,诸如天线42。可使用任何期望的天线结构来形成天线42。例如,天线42可以是具有谐振元件的天线,该天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、单极天线、偶极、这些设计的混合等形成。两个或更多个天线42可被布置成一个或多个相控天线阵列(例如,用于在毫米波频率下传送射频信号)。寄生元件可包括在天线42中以调节天线性能。天线42可设置有导电腔,该导电腔支撑天线42的天线谐振元件(例如,天线42可以是背腔天线,诸如背腔隙缝天线)。
如上所述,前端模块40可以包括传输(上行链路)路径中的一个或多个功率放大器(PA)电路50。功率放大器50(有时被称为射频功率放大器、传输放大器或放大器)可以被配置为在不改变信号形状、格式或调制的情况下放大射频信号。例如,放大器50可以用于提供10dB增益、20dB增益、10dB-20dB增益、小于20dB增益、超过20dB增益或其他合适量的增益。
为电子设备设计令人满意的射频功率放大器可能具有挑战性。在某些应用中,射频功率放大器可实现为负载线调制射频功率放大器。然而,负载线调制射频功率放大器的增益可以是相对非线性的。例如,负载线调制射频功率放大器的增益可呈现出增益扩张,一种放大器的增益在较低信号功率电平下相对平坦,但在中间信号功率电平范围内升高,然后在较高信号功率电平下下降的现象。
负载线调制射频功率放大器具有可调负载部件(包括可调负载线),该可调负载部件可被调谐为提供不同的增益轮廓,所有这些增益轮廓通常呈现出增益扩张。对于小于特定阈值的瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围,负载线可设置为恒定的(称为未调制操作区域)。对于大于阈值的瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围,负载线可变化(称为调制操作区域)。负载线调制射频功率放大器可采用调谐负载线以针对瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围产生平坦增益响应的等增益整形方法。
然而,由于不同轮廓的增益扩张,负载线调制射频功率放大器的增益将在增益扩张型轮廓之间过渡,该增益扩张型轮廓针对瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围内的信号具有曲线响应并且针对瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围内的信号具有平坦增益响应。换句话讲,当在调制操作区域和未调制操作区域之间变化时,总放大器增益中可能存在突然过渡(或扭曲)。在总增益中具有突然过渡使得负载线调制射频功率放大器对变化非常敏感,并且使得更难以设计结合负载线调制射频功率放大器操作的数字预失真电路。
图3是具有负载线调制放大器电路和相关联的增益整形电路的例示性无线电路24的图示,该增益整形电路被配置为针对宽范围的瞬时放大器输入信号功率电平(例如,针对宽范围的瞬时信号幅值)提供平滑增益曲线。如图3所示,无线电路24可包括被配置为生成基带信号的处理器26、数字预失真(DPD)电路诸如数字预失真电路64、数据转换器诸如数模转换器(DAC)66、上变频电路诸如上变频器68、负载线调制射频功率放大器电路诸如放大器电路50、匹配电路70以及被配置为辐射从放大器电路50输出的射频信号的天线42。
处理器26可表示一个或多个处理器,诸如基带处理器、应用处理器、数字信号处理器、微控制器、微处理器、中央处理单元(CPU)、可编程设备、这些电路的组合和/或电路18内的一个或多个处理器。处理器26可被配置为生成数字(基带)信号。在处理器26的输出端处生成的信号有时称为基带信号、数字信号或发射信号。作为示例,由处理器26生成的数字信号可包括同相(I)和正交相位(Q)信号、半径和相位信号、或其他数字编码信号。
数字预失真电路64可从处理器26接收数字基带信号并且可对所接收的数字基带信号进行预失真(例如,以更改数字基带信号的增益响应)以生成对应的预失真数字基带信号(参见信号BB_dpd)。以此方式对信号进行预失真可帮助均衡放大器电路50的非线性增益行为和/或非线性相移行为,以使得通过放大器电路50发射的信号的总响应线性化。数字预失真电路64可选择性地激活。当预失真电路64被激活或切换成使用时,电路64可生成预失真数字基带信号BB_dpd。当预失真电路64被停用或切换成不使用(绕过)时,从处理器26输出的数字基带信号可未预失真而穿过电路64。一般来讲,信号BB_dpd可表示预失真信号(当启用DPD电路64时)或未预失真信号(当DPD电路64空闲时)。
从数字预失真电路64输出的数字基带信号(无论是否由电路64预失真)可使用数模转换器66从数字域转换成模拟域,然后使用上变频器68上变频(调制)为射频,从基带频率范围(其通常在几百kHz至几百MHz的范围内)上变频(调制)为在几百MHz的范围内或GHz范围内的射频。上变频器68有时称为射频调制器或射频混频器。
上变频后的射频信号可作为输入馈送到放大器电路50。放大器电路50可包括放大器60,该放大器具有被配置为从调制器68接收上变频后的射频信号的输入端并且具有耦接到可调负载部件的输出端。可调负载部件可包括耦合电路62和可调阻抗ZL。耦合电路62可实现为变压器(作为示例)。可调阻抗ZL可以是可调电阻、可调电容、可调电感、其他电抗或无损耗电气分量、这些分量的组合或其他可调分量。
调整阻抗ZL可调谐由放大器60从其输出端经历的负载阻抗(参见例如由放大器核心经历的负载阻抗RL),这可使放大器电路50的增益曲线响应移位。例如,可调谐阻抗ZL以降低放大器核心负载阻抗RL,这可使放大器增益移位到具有较高增益的增益曲线。又如,可调谐阻抗ZL以增加放大器核心负载阻抗RL,这可使放大器增益移位到具有较小增益的增益曲线。这种类型的放大器电路50可定义为或称为负载线调制射频放大器或负载调制射频放大器。耦合电路62可具有耦接到放大器60的输出端的输入端,可耦合到可调阻抗ZL,并且可具有耦接到匹配电路70的输出端。匹配电路70可被配置为使放大器电路50的输出阻抗与天线42的阻抗匹配。
负载调制放大器电路50的可调负载部件可使用增益整形电路90来调谐。增益整形电路90可包括被配置为从处理器26接收参考基带信号BB_ref的第一输入端、被配置为经由连接在匹配电路70和天线42之间的射频耦合器72从放大器电路50的输出端接收射频信号的第二输入端、被配置为从数字预失真电路64的输出端接收预失真基带信号BB_dpd的第三输入端以及耦合到可调阻抗ZL的输出端。增益整形电路90可包括下变频电路诸如下变频器74,该下变频器被配置为经由反馈路径88从耦合器72接收射频信号并且将射频信号从射频下解调为基带频率。射频耦合器72可被配置为将从放大器电路50输出的经放大射频信号的一部分耦合到反馈(测量)路径88上。下变频器74有时称为射频解调器或混频器。增益整形电路90还可包括被配置为将解调信号从模拟域转换到数字域的模数转换器(ADC)76。在ADC76的输出端处生成的解调数字信号有时称为测量信号BB_meas或测量(反馈)数字基带信号。增益整形电路90可任选地包括被配置为使测量信号相对于参考信号BB_ref延迟或提前以使得参考信号BB_ref和测量信号BB_meas在相位和时间上对齐的延迟对齐电路78。为了执行对齐,电路78还可经由输入路径79接收信号BB_ref。这是例示性的。另选地,对齐电路78可替代地接收信号BB_dpd,并且将BB_dpd与从ADC 76输出的信号进行比较以执行期望的相位和时间对齐(例如,以使预失真信号和测量信号在相位和时间上对齐)。设置在反馈路径中的对齐电路78是例示性的。另选地,对齐电路78可设置在参考路径86中,以使参考信号相对于测量信号延迟或提前以使信号BB_ref和BB_meas在相位和时间上对齐。
增益整形电路90还可包括增益计算电路诸如增益计算器80、增益形状分析电路诸如增益形状分析器82以及增益整形电路诸如增益整形器84。增益计算电路80可具有被配置为接收参考数字基带信号BB_ref的第一输入端和被配置为接收测量数字基带(解调)信号BB_meas的第二输入端。增益计算电路80可被配置为计算发射路径的瞬时增益值k。增益计算电路80可例如通过计算BB_meas对BB_ref的比率来计算瞬时增益。增益计算电路80可将所计算的瞬时增益值输出到增益形状分析电路82。
其中增益计算电路80基于BB_ref和BB_meas来计算瞬时增益的图3的示例是例示性的。在另一个实施方案中,增益计算电路80可具有被配置为从数字预失真电路64的输出端接收信号BB_dpd的第一输入端。在这种情形下,增益计算电路80可基于BB_dpd和BB_meas来计算增益值。在其他实施方案中,增益计算电路80可具有被配置为接收信号BB_ref和BB_dpd两者的第一输入端。在这种情形下,增益计算电路80可基于BB_ref、BB_dpd和BB_meas来计算增益值。
增益形状分析电路82可被配置为针对总增益曲线中的突然过渡或扭曲监测从增益计算电路80输出的瞬时增益值。例如,增益形状分析电路82可包括用于存储最近计算的增益值的存储器,并且可计算最近计算的增益值的一阶导数以获得导数曲线。如果所计算的导数曲线是连续的,则发射路径的增益可被认为平滑地过渡。如果所计算的导数曲线是不连续的(例如,如果导数值突然增大或减小超过5%、超过10%、超过20%、超过30%、超过40%、或超过50%等),则发射路径的增益可被认为呈现出突然过渡。响应于检测到突然过渡,增益形状分析器82可向增益整形电路84发出警告或以其他方式向增益整形电路84提供将使电路84能够减轻增益响应中的检测到的扭曲的信息。
增益整形电路84可具有被配置为从数字预失真电路64的输出端接收基带信号的第一输入端、被配置为从增益形状分析器82接收信息的第二输入端以及耦合到负载调制放大器电路50中的可调阻抗ZL的输出端。在增益整形电路84的第一输入端处接收的基带信号可由电路84预失真(在电路84激活的情况下)或可不被预失真(在预失真电路84去激活的情况下)。增益整形电路84可被配置为调谐可调阻抗ZL,使得负载调制放大器电路50的正向增益跨输入信号功率电平的整个操作范围具有连续的(平滑)增益轨迹。
其中增益整形电路84的第一输入端耦合到数字预失真电路64的输出端的图3的示例是例示性的。在另一个实施方案中,增益整形电路84可具有被配置为从处理器26的输出端接收基带信号BB_ref的第一输入端。数字预失真电路64可以是有源的,或可以不是有源的。在其他实施方案中,增益整形电路84可具有被配置为既从处理器26的输出端接收信号BB_ref又从数字预失真电路64的输出端接收信号BB_dpd的输入端。
图4是绘制放大器增益根据放大器输出功率电平Pout变化的图示。增益曲线100-1表示与由增益整形电路84调谐到第一阻抗值的ZL相对应的第一增益响应。增益曲线100-2表示与由增益整形电路84调谐到不同于第一阻抗值的第二阻抗值的ZL相对应的第二增益响应。增益曲线100-3表示与由增益整形电路84调谐到不同于第一阻抗值和第二阻抗值的第三阻抗值的ZL相对应的第三增益响应。增益曲线100-4表示与由增益整形电路84调谐到不同于第一阻抗值、第二阻抗值和第三阻抗值的第四阻抗值的ZL相对应的第四增益响应。如图4所示,不同的增益曲线全都呈现出增益扩张(例如,增益对于小于P1的输出功率电平相对平坦,但是对于大于P1的输出功率电平开始上升,然后在输出功率电平P2之后的某个时间下降)。
根据实施方案,增益整形电路84可动态地调谐负载调制放大器电路50,使得放大器电路50呈现出类似于如图4所示的正向增益响应(轨迹)102的正向增益响应。在正常传输操作期间,从放大器电路50输出的信号的功率电平可在P1和P5之间变化(作为示例)。对于产生等于或小于P2的放大器输出功率电平的瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围(例如,对于瞬时放大器输入信号幅值的第一范围),可选择最低增益曲线诸如增益曲线100-1(参见例如对于小于P2的输出功率电平,增益曲线100-1如何与期望增益响应102完全地一致)。因此可使用恒定ZL值来实现与瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围相对应的期望正向增益响应102。因此,与小于或等于P2的输出功率电平相对应的瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围有时可称为未调制信号范围。瞬时放大器输入信号幅值的第一范围可不同于瞬时放大器输入信号幅值的第二范围(例如,第一范围和第二范围不重叠)。
对于产生大于P2的放大器输出功率电平的瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围(例如,对于瞬时放大器输入信号幅值的第二范围),停留在最低增益曲线100-1将不会产生期望的增益响应102上,因为增益曲线100-1在P2之后开始大幅下降。因此,对于瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围,增益整形电路84可动态地将阻抗ZL调谐为从一条曲线跳到另一条曲线以停留在期望的增益轨迹102上。例如,增益曲线100-2可用于产生输出功率P3的第二范围内的输入信号功率电平;增益曲线100-3可用于产生输出功率P4的第二范围内的输入信号功率电平;并且增益曲线100-4可用于产生输出功率P5的第二范围内的输入信号功率电平。示出与四个不同ZL值相对应的四条增益曲线100-1、100-2、100-3和100-4的图4的示例是例示性的。一般来讲,可主动地调整ZL以提供多于四条增益曲线、4至10条不同增益曲线、10至20条增益曲线或多于20条增益曲线,使得可选择增益曲线中的至少一条增益曲线以停留在期望的增益轨迹102上。由于ZL在此范围内变化以在不同增益曲线之间跳跃,因此与大于P2的输出功率相对应的瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围有时可称为调制信号范围。
以此方式配置和操作,正向增益响应102可呈现出未调制信号范围和调制信号范围之间的平滑过渡。增益响应102的调制部分应当与增益响应102的未调制部分切向地延伸。换句话讲,正向增益响应102的一阶导数在未调制信号范围和调制信号范围之间的过渡处应当是连续的。为了实现这种类型的连续性和切向增益曲线行为,增益响应102的调制部分不能是平坦的。例如,放大器增益必须针对调制范围内的不同信号功率电平而改变。这种类型的操作在本文中有时可称为异质增益整形方法,该方法不同于等增益整形方法。换句话讲,增益在预失真信号的瞬时信号幅值在未调制范围内时可变化,并且在预失真信号的瞬时信号幅值在调制范围内时也可变化。具有平滑的正向增益响应可帮助放宽对沿发射路径的一个或多个电路的带宽要求。
在图4的示例中,通过主动地调制放大器电路50的可调分量产生的正向增益轨迹102不是平坦的(例如,增益响应102从P1到P2略微斜升并且在P2之后略微斜降)。为了补偿此变化的(不平坦)正向增益轨迹102,数字预失真电路64可通过提供使增益响应102的不平坦曲率均衡的预失真增益响应来对基带信号进行预失真。图5示出了预失真电路64可提供的例示性增益响应104。预失真增益响应104具有与放大器增益轨迹102的形状相抵消的形状。因此,预失真电路64可用于使放大器电路50的正向增益响应均衡,这使发射路径的总增益线性化。如图5所示,预失真增益响应104是平滑响应曲线。这可以是技术上有利的,因为可使用单个多项式数字预失真函数来映射或实现预失真增益响应104(即,不需要分段数字预失真)。
对于瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围的与小于或等于P1的放大器输出功率电平相对应的一部分(参见例如DPD增益响应104的平坦部分),可关闭数字预失真(使其空闲)。瞬时放大器输入信号功率的第一范围的与大于P1且小于或等于P2的放大器输出功率电平相对应的另一部分(参见例如DPD增益响应104的下降部分),可开启(激活)数字预失真。对于与大于P2的放大器输出功率电平相对应的瞬时放大器输入信号功率的第二范围(参见例如DPD增益响应104的升高部分),数字预失真应当保持开启(激活)。
因此,增益整形电路84可被配置为基于从数字预失真电路64输出的基带信号来调制放大器电路50的可调阻抗ZL。增益整形电路84有时称为放大器负载阻抗调谐(调整)电路。增益整形电路84可输出用于调谐可调阻抗ZL的控制信号。图6是示出可如何根据在预失真电路64的输出端处生成的基带信号BB_dpd的瞬时绝对信号功率电平调制从增益整形电路输出的例示性控制信号的绘图。增益整形电路84输出的控制信号有时称为增益整形控制信号。
如图6所示,对于未调制信号范围内的基带信号,增益整形控制信号可保持在恒定值V1,该范围可对应于图4的示例所示产生高达P2的放大器输出电平的瞬时放大器输入信号功率电平的第一范围。对于调制信号范围内的基带信号,增益整形控制信号可动态地变化(参见升高线106),该范围可对应于图4的示例所示产生超过P2的放大器输出电平的瞬时放大器输入信号功率电平的第二范围。示出如线106所示的增益整形控制信号的升高的图6的示例是例示性的。在其他实施方案中,如线106'所示的增益整形控制信号的降低也是可能的。由增益整形电路104输出的增益整形控制信号的这种行为可使用查找表根据信号BB_dpd的幅值的绝对值来实现。增益整形控制信号可基于由增益形状分析器82提供的信息进一步优化,以防止或消除发射路径的总增益中的任何检测到的扭曲。
图7是用于使用图3所示类型的无线电路24来使发射路径的增益线性化的例示性操作的流程图。在框120的操作期间,可使用负载调制放大器电路50来放大射频信号。例如,放大器电路50可从上变频器68接收经上变频(经调制)射频信号,并且生成对应的经放大射频信号,这些经放大射频信号经由一个或多个附加射频前端部件(例如,经由匹配电路70、射频耦合器72和/或其他前端部件)传送到天线42以供传输。
可基于在数字预失真电路64的输出端处生成的基带信号的瞬时信号幅值来选择性地调谐放大器电路50的可调负载部件。当BB_dpd(或BB_ref)的瞬时信号幅值在瞬时放大器输入信号幅值的第一范围(例如,与图4的示例中小于或等于P2的放大器输出功率电平相对应的未调制信号范围)内时,则增益整形电路84可保持增益整形控制信号恒定。换句话讲,放大器负载阻抗ZL对于未调制信号范围保持恒定。这在框122的操作中示出。尽管被示出为单独的步骤,但框122的操作可与框120的操作同时进行或可覆盖在其上。
当BB_dpd(或BB_ref)的瞬时信号幅值在瞬时放大器输入信号幅值的第二范围(例如,与图4的示例中大于P2的放大器输出功率电平相对应的调制信号范围)内时,则增益整形电路84可实时地调整增益整形控制信号以向放大器电路50提供期望的平滑放大器增益轨迹(参见例如图4所示的示例性增益轨迹102)。换句话讲,放大器负载阻抗ZL对于调制信号范围可变化。这在框124的操作中示出。尽管被示出为单独的步骤,但框124的操作可与框120的操作同时进行或可覆盖在其上。框122和124的操作不应同时进行,而是可随着输入基带信号的幅值改变而在两个框之间交替。
在框120的操作期间,可使用数字预失真电路64选择性地对从处理器26输出的基带信号进行预失真以使放大器增益轨迹102均衡。当BB_dpd(或BB_meas)的瞬时信号幅值在与增益轨迹102平坦的区域(参见例如图5)相对应的瞬时放大器信号幅值的子范围内时,数字预失真电路64可空闲(被切换成不使用)。当BB_dpd(或BB_meas)的瞬时信号幅值在与增益轨迹102改变(不平坦)的区域相对应的瞬时放大器信号幅值的剩余范围内时,数字预失真电路64可激活(被切换成使用)。这在框126的操作中示出。尽管被示出为单独的步骤,但框124的操作可与框120的操作同时进行或可覆盖在其上。以此方式选择性地对基带信号进行预失真可帮助使发射路径的总增益线性化(例如,以提供从处理器26的输出到放大器电路50的输出的线性增益响应)。
以上结合图1至图7描述的方法和操作可由设备10的部件使用软件、固件和/或硬件(例如,专用电路或硬件)来执行。用于执行这些操作的软件代码可存储在非暂态计算机可读存储介质(例如,有形计算机可读存储介质)上,该非暂态计算机可读存储介质存储在设备10的部件中的一个或多个部件上(例如,图1的存储电路16和/或无线通信电路24)。该软件代码有时可被称为软件、数据、指令、程序指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括驱动器、非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可移动闪存驱动器或其他可移动介质、其他类型的随机存取存储器等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可由设备10的部件中的一个或多个部件上的处理电路(例如,无线通信电路24中的处理电路、图1的处理电路18等)来执行。处理电路可包括微处理器、应用处理器、数字信号处理器、中央处理单元(CPU)、具有处理电路的专用集成电路或其他处理电路。
根据一个实施方案,提供了一种无线电路,该无线电路包括:数字预失真电路,该数字预失真电路被配置为接收基带参考信号并且选择性地对该基带参考信号进行预失真以输出该基带参考信号或预失真信号;上变频电路,该上变频电路被配置为接收该基带参考信号或该预失真信号并且被配置为输出对应的射频信号;以及负载调制放大器电路,该负载调制放大器电路被配置为接收该射频信号并且输出对应的经放大射频信号,该负载调制放大器电路包括可调负载部件,该可调负载部件在该基带参考信号或该预失真信号的瞬时信号幅值在第一范围内时具有恒定阻抗,并且在该参考信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在不同于该第一范围的第二范围内时具有变化阻抗。
根据另一个实施方案,该无线电路包括增益整形电路,该增益整形电路被配置为接收该基带参考信号或该预失真信号并且输出用于调谐该可调负载部件的控制信号,该增益整形电路被配置为当该基带参考信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在该第一范围内时保持该控制信号恒定,并且当该基带参考信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在该第二范围内时改变该控制信号。
根据另一个实施方案,该增益整形电路被配置为根据该基带参考信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值来改变该控制信号。
根据另一个实施方案,该负载调制放大器电路具有增益,并且该增益整形电路被配置为调整该控制信号,使得该增益的导数是连续的。
根据另一个实施方案,该数字预失真电路被配置为使该负载调制放大器电路的该增益线性化。
根据另一个实施方案,该增益在该参考信号的该瞬时信号幅值在该第一范围内时变化,并且在该参考信号的该瞬时信号幅值在该第二范围内时变化。
根据另一个实施方案,该无线电路包括:射频耦合器,该射频耦合器耦接在该负载调制放大器电路和该天线之间;下变频电路,该下变频电路被配置为解调从该射频耦合器耦合的射频信号以生成对应的解调信号;以及模数转换器,该模数转换器被配置为将该解调信号从模拟域转换到数字域以生成对应的测量信号。
根据另一个实施方案,该无线电路包括:对齐电路,该对齐电路被配置为对该基带参考信号和该测量信号进行相位和时间对齐,或者对该预失真信号和该测量信号进行相位和时间对齐。
根据另一个实施方案,该无线电路包括:增益计算电路,该增益计算电路被配置为接收该基带参考信号和该测量信号,并且被进一步配置为基于所接收的基带参考信号和所接收的测量信号来计算瞬时增益值。
根据另一个实施方案,该无线电路包括:增益形状分析器电路,该增益形状分析器电路被配置为接收所计算的瞬时增益值,监测从该增益计算电路输出的最近计算的增益值,并且向该增益整形电路输出信息。
根据另一个实施方案,该无线电路包括:增益计算电路,该增益计算电路被配置为接收该预失真信号和该测量信号,并且被进一步配置为基于所接收的预失真信号和所接收的测量信号来计算瞬时增益值。
根据一个实施方案,提供了一种操作无线电路的方法,该方法包括:从一个或多个处理器接收基带信号;将该基带信号上变频为射频信号;利用负载调制放大器电路放大该射频信号;向该负载调制放大器电路中的可调负载部件提供控制信号;当该基带信号的瞬时幅值在第一范围内时保持该控制信号恒定并且当该基带信号的该瞬时幅值在与该第一范围不重叠的第二范围内时改变该控制信号。
根据另一个实施方案,该方法包括:对该基带信号进行预失真以使该负载调制放大器电路的增益线性化。
根据另一个实施方案,该方法包括:使用增益整形电路来输出该控制信号;对经放大射频信号的一部分进行下变频以产生解调信号;以及将该解调信号从模拟域转换到数字域以产生测量信号。
根据另一个实施方案,该方法包括:在相位和时间上对齐该测量信号和该基带信号。
根据另一个实施方案,该方法包括:基于该基带信号和该测量信号来计算瞬时增益值;分析该瞬时增益值以确定该负载调制放大器电路的该增益的导数是否是连续的;以及响应于确定该负载调制放大器电路的该增益的导数不是连续的,调整该增益整形电路。
根据另一个实施方案,该方法包括:在相位和时间上对齐该测量信号和该预失真基带信号。
根据一个实施方案,提供了一种电子设备,该电子设备包括:一个或多个处理器,该一个或多个处理器被配置为生成基带信号;预失真电路,该预失真电路被配置为选择性地对该基带信号进行预失真以输出该基带信号或预失真信号;调制器,该调制器被配置为将该基带信号或该预失真信号转换为射频信号;负载线调制放大器电路,该负载线调制放大器电路被配置为放大该射频信号;以及增益整形电路,该增益整形电路具有被配置为从该一个或多个处理器接收该基带信号的第一输入端、被配置为经由射频耦合器接收经放大射频信号的一部分的第二输入端、被配置为从该预失真电路接收该基带信号或该预失真信号的第三输入端以及耦合到该负载线调制放大器电路中的可调阻抗的输出端。
根据另一个实施方案,该增益整形电路包括:被配置为基于该基带信号或该预失真信号的瞬时信号幅值来生成用于调谐该可调阻抗的控制信号的增益整形电路,该控制信号在该基带信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在第一信号范围内时具有恒定值,并且在该基带信号或该预失真信号的该瞬时信号幅值在大于该第一信号范围的第二信号范围内时具有变化值。
根据另一个实施方案,该增益整形电路包括:解调器,该解调器被配置为将该经放大射频信号的该部分转换为解调信号;模数转换器,该模数转换器被配置为将该解调信号转换为数字测量信号;增益计算电路,该增益计算电路被配置为基于该基带信号和该数字测量信号来计算增益值;以及增益形状分析电路,该增益形状分析电路被配置为监测所计算的增益值并且向该增益整形电路提供信息。
前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。
Claims (20)
1.一种无线电路,包括:
数字预失真电路,被配置为:接收基带参考信号,并且,选择性地对所述基带参考信号进行预失真,以输出所述基带参考信号或预失真信号;
上变频电路,被配置为:接收所述基带参考信号或所述预失真信号,并且被配置为输出对应的射频信号;以及
负载调制放大器电路,被配置为:接收所述射频信号并输出对应的放大射频信号,所述负载调制放大器电路包括可调负载部件,所述可调负载部件在所述基带参考信号或所述预失真信号的瞬时信号幅值在第一范围内时具有恒定阻抗,并且在所述参考信号或所述预失真信号的所述瞬时信号幅值在不同于所述第一范围的第二范围内时具有变化阻抗。
2.根据权利要求1所述的无线电路,还包括:增益整形电路,所述增益整形电路被配置为接收所述基带参考信号或所述预失真信号并且输出用于调谐所述可调负载部件的控制信号,所述增益整形电路被配置为:
当所述基带参考信号或所述预失真信号的所述瞬时信号幅值在所述第一范围内时,保持所述控制信号恒定;以及
当所述基带参考信号或所述预失真信号的所述瞬时信号幅值在所述第二范围内时,改变所述控制信号。
3.根据权利要求2所述的无线电路,其中所述增益整形电路被配置为根据所述基带参考信号或所述预失真信号的所述瞬时信号幅值来改变所述控制信号。
4.根据权利要求2所述的无线电路,其中所述负载调制放大器电路具有增益,并且其中所述增益整形电路被配置为调整所述控制信号,使得所述增益的导数是连续的。
5.根据权利要求4所述的无线电路,其中所述数字预失真电路被配置为使所述负载调制放大器电路的所述增益线性化。
6.根据权利要求4所述的无线电路,其中所述增益在所述参考信号的所述瞬时信号幅值在所述第一范围内时变化,并且在所述参考信号的所述瞬时信号幅值在所述第二范围内时变化。
7.根据权利要求2所述的无线电路,还包括:
射频耦合器,耦合在所述负载调制放大器电路和所述天线之间;
下变频电路,被配置为解调从所述射频耦合器耦合的射频信号以生成对应的解调信号;以及
模数转换器,被配置为将所述解调信号从模拟域转换到数字域以生成对应的测量信号。
8.根据权利要求7所述的无线电路,还包括:对齐电路,所述对齐电路被配置为对所述基带参考信号和所述测量信号进行相位和时间对齐,或者对所述预失真信号和所述测量信号进行相位和时间对齐。
9.根据权利要求8所述的无线电路,还包括:增益计算电路,所述增益计算电路被配置为接收所述基带参考信号和所述测量信号,并且被进一步配置为基于所接收的基带参考信号和所接收的测量信号来计算瞬时增益值。
10.根据权利要求9所述的无线电路,还包括:增益形状分析器电路,所述增益形状分析器电路被配置为接收所计算的瞬时增益值,监测从所述增益计算电路输出的最近计算的增益值,并且向所述增益整形电路输出信息。
11.根据权利要求8所述的无线电路,还包括:增益计算电路,所述增益计算电路被配置为接收所述预失真信号和所述测量信号,并且被进一步配置为基于所接收的预失真信号和所接收的测量信号来计算瞬时增益值。
12.一种操作无线电路的方法,所述方法包括:
从一个或多个处理器接收基带信号;
将所述基带信号上变频为射频信号;
利用负载调制放大器电路来放大所述射频信号;
向所述负载调制放大器电路中的可调负载部件提供控制信号;
当所述基带信号的瞬时幅值在第一范围内时,保持所述控制信号恒定;以及
当所述基带信号的所述瞬时幅值在与所述第一范围不重叠的第二范围内时,改变所述控制信号。
13.根据权利要求12所述的方法,还包括:对所述基带信号进行预失真,以使所述负载调制放大器电路的增益线性化。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括:
使用增益整形电路来输出所述控制信号;
对经放大射频信号的一部分进行下变频以产生解调信号;以及
将所述解调信号从模拟域转换到数字域以产生测量信号。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括:在相位和时间上对齐所述测量信号和所述基带信号。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:
基于所述基带信号和所述测量信号来计算瞬时增益值;
分析所述瞬时增益值以确定所述负载调制放大器电路的所述增益的导数是否是连续的;以及
响应于确定所述负载调制放大器电路的所述增益的导数不是连续的,调整所述增益整形电路。
17.根据权利要求14所述的方法,还包括:在相位和时间上对齐所述测量信号和所述预失真基带信号。
18.一种电子设备,包括:
一个或多个处理器,被配置为:生成基带信号;
预失真电路,被配置为:选择性地对所述基带信号进行预失真,以输出所述基带信号或预失真信号;
调制器,被配置为:将所述基带信号或所述预失真信号转换为射频信号;
负载线调制放大器电路,被配置为:放大所述射频信号;以及
增益整形电路,具有被配置为从所述一个或多个处理器接收所述基带信号的第一输入端、被配置为经由射频耦合器接收经放大射频信号的一部分的第二输入端、被配置为从所述预失真电路接收所述基带信号或所述预失真信号的第三输入端以及耦合到所述负载线调制放大器电路中的可调阻抗的输出端。
19.根据权利要求18所述的电子设备,其中所述增益整形电路包括:
被配置为基于所述基带信号或所述预失真信号的瞬时信号幅值来生成用于调谐所述可调阻抗的控制信号的增益整形电路,所述控制信号在所述基带信号或所述预失真信号的所述瞬时信号幅值在第一信号范围内时具有恒定值,并且在所述基带信号或所述预失真信号的所述瞬时信号幅值在大于所述第一信号范围的第二信号范围内时具有变化值。
20.根据权利要求19所述的电子设备,其中所述增益整形电路包括:
解调器,被配置为:将所述经放大射频信号的所述部分转换为解调信号;
模数转换器,被配置为:将所述解调信号转换为数字测量信号;
增益计算电路,被配置为:基于所述基带信号和所述数字测量信号来计算增益值;以及
增益形状分析电路,被配置为:监测所计算的增益值并且向所述增益整形电路提供信息。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US63/359,113 | 2022-07-07 | ||
US18/321,454 | 2023-05-22 | ||
US18/321,454 US20240014833A1 (en) | 2022-07-07 | 2023-05-22 | Load Modulated Radio-frequency Amplifier with Digital Predistortion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117375537A true CN117375537A (zh) | 2024-01-09 |
Family
ID=89399038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310823082.9A Pending CN117375537A (zh) | 2022-07-07 | 2023-07-06 | 具有数字预失真的负载调制射频放大器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117375537A (zh) |
-
2023
- 2023-07-06 CN CN202310823082.9A patent/CN117375537A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN115632619B (zh) | 用于载波聚合的无线放大器电路 | |
CN115700996B (zh) | 具有可调谐输入电阻的跨阻放大器(tia) | |
CN114257190B (zh) | 用于载波聚合的放大器电路 | |
CN115811285A (zh) | 具有调幅到调相(ampm)补偿的射频功率放大器 | |
CN116208101A (zh) | 具有互调失真抑制的射频功率放大器 | |
CN117375537A (zh) | 具有数字预失真的负载调制射频放大器 | |
EP4304084A1 (en) | Load modulated radio-frequency amplifier with digital predistortion | |
CN110661543B (zh) | 手机装置、射频收发器电路及阻抗调整装置 | |
US20240039764A1 (en) | Wireless Circuitry with Narrowband Error Vector Magnitude (EVM) Estimator | |
US20240146338A1 (en) | Load Modulated Radio-frequency Amplifier with Extended Tuning Range | |
CN117955444A (zh) | 具有扩展调谐范围的负载调制射频放大器 | |
US11909406B1 (en) | Ring oscillator phase-locked loop with digital phase noise suppression | |
CN117693037A (zh) | 具有延迟测量和调谐的无线电路 | |
CN116979907A (zh) | 具有负载响应估计的射频放大器 | |
US20230353098A1 (en) | Radio-frequency Amplifier with Load Response Estimation | |
CN103378870A (zh) | 通讯装置与射频均衡器 | |
US20230084706A1 (en) | Amplifier Circuitry with Gain Adjustments and Input Matching | |
EP4216430A1 (en) | Gain reduction techniques for radio-frequency amplifiers | |
CN115842523A (zh) | 具有调幅到调幅(amam)补偿的射频功率放大器 | |
EP4148990A1 (en) | Radio-frequency power amplifier with amplitude modulation to phase modulation (am-pm) compensation | |
CN115700997A (zh) | 具有可调谐输入电阻的跨阻放大器(tia) | |
CN117749114A (zh) | 具有电流重用的功率放大器 | |
CN117044115A (zh) | 具有回环路径全通滤波器的无线电路 |
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 |