CN1340912A - 采用异质结双极型晶体管的功率放大器的控制方法和控制电路 - Google Patents

采用异质结双极型晶体管的功率放大器的控制方法和控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明披露了一种在零中频结构中对接收输入功率并发送放大的输出功率的异质结双极型晶体管功率放大器输出的功率进行控制的方法,该方法包括检测输出功率并利用控制环路改变功率放大器的控制电压的步骤以及改变功率放大器的输入功率电平的步骤。

Description

采用异质结双极型晶体管的 功率放大器的控制方法和控制电路
本专利申请基于2000年8月31日提交的第00 11 117号法国专利申请，在此整体引用此申请披露的内容供参考，并且本专利申请要求的优先权基于35U.S.C§119。
背景技术
技术领域
本发明涉及尤其在采用异质结双极型晶体管功率放大器时，对移动无线通信终端发送的信号的增益进行控制的方法。
现有技术的说明
为了对发送过程提供足够功率，必须对诸如移动电话的终端发送的信号进行放大。
为此，终端包括接收输入功率并发送放大的输出功率的功率放大器，增益依赖于馈送到放大器的控制电压。
采用异质结双极型晶体管(HBT)技术的某些功率放大器比采用其它技术的功率放大器更有效、尺寸更小。
在某些情况下，移动终端制造商采用的传输结构为零中频结构。在这种类型的结构中，由于这种结构可以降低成本并减小尺寸，所以与增益有关的振幅变换系数(简称为：AM/AM转换系数)是一个非常重要的参数。在零中频结构中，降低AM/AM转换系数有关的频谱是关键因素。
在采用异质结双极型晶体管的功率放大器中对放大器的低输出功率的频谱降低非常严重，因为放大器接收高输入功率。
为此，本发明的一个目的是减轻这些缺陷，因此建议了一种使得在减少显著频谱降低的零中频传输结构中使用采用异质结双极型晶体管的功率放大器的方法和电路。
本发明概述
为此，本发明提供了一种对在零中频结构中接收输入功率并发送放大的输出功率的异质结双极型晶体管功率放大器发送的功率进行控制的方法，该方法包括检测输出功率并利用控制环路改变功率放大器的控制电压的步骤以及改变功率放大器的输入功率电平的步骤。
在优选实施例中，如果输出功率低于预定极限值，则降低输入功率。
本发明还提供了一种用于对在零中频结构中接收输入功率并发送放大的输出功率的异质结双极型晶体管功率放大器发射的功率进行控制的电路，该电路包括：用于检测输出功率并改变功率放大器的控制电压的装置以及用于改变功率放大器的输入功率的装置。
如果输出功率低于预定极限值，则优先采用改变功率放大器的输入功率的装置将它降低。
用于改变功率放大器的输入功率的装置的优势在于包括可变衰减器。
在一个特定实施例中，控制电路包括可变增益前置放大器。
本发明进一步提供了一种包括根据本发明的功率控制电路的无线通信终端。
通过参考附图对本发明的说明性的非限制性实施例进行说明，可以更好地理解本发明。
附图的简要说明
图1示出作为输入功率的函数的功率放大器的输出功率的渐变示意图。
图2示出用于实现本发明的装置的图形表示。
优选实施例的详细说明
图1示出作为输入功率Pin的函数的功率放大器的输出功率Pout的示意图。
图1示出对于馈送到功率放大器的各控制电压值Vc(Vc1至Vc4电压逐渐降低)，作为输入功率Pin的函数的输出功率的渐变过程的各种曲线图。
通过在输入功率Pin固定时改变控制电压Vc，可以改变功率放大器的输出功率Pout。
例如，对于移动无线通信终端，前置功率放大器对产生输出功率Pout的功率放大器提供固定输入功率Pin。在输入功率Pin固定时利用控制电压Vc改变输出功率Pout的值。
图1示出对应于功率放大器线性工作区的第一区域A和对应于功率放大器的非线性工作区的第二区域B。
移动无线通信领域通常使用的工作区域通常位于图1所示的输入功率Pin1附近。在其以非线性运行的此区域功率放大器可以获得最佳性能。
然而，利用通过改变控制电压Vc改变输出功率Pout的此方法，如果控制电压Vc降低，就降低了AM/AM转换系数以获得低输出功率Pout。
在这种情况下，如果必需的输出功率Pout变得太低，根据本发明的方法可以调节输入功率Pin。
如果降低对终端的运行过程进行校正所需的输出功率Pout，则控制电压会降低到这样的程度，以致作为零中频结构内的重要参数的AM/AM转换系数被过度降低。
对于同一输出功率Pout4，将输入功率Pin从值Pin1位移到较低常数值Pin2会将控制电压Vc从值Vc4变为明显更高的值Vc1。然后，功率放大器以线性模式运行，因此所给出的低输出功率电平不会降低效率。
图2示出适于实现本发明方法的电路的图形表示。
该电路包括接收输入功率Pin并将放大后的输出功率Pout发送到从终端发射无线电信号的天线2的功率放大器1。
在其输入端从本技术领域内公知的电路(未示出)接收输入信号P1的前置放大器3输出输入功率Pin。前置功率放大器3产生功率P2，功率P2通过本技术领域公知的滤波器4之后提供输入功率Pin馈送到功率放大器。
该装置还包括功率放大器1的控制环路，该环路包括用于检测输出功率Pout并用于改变功率放大器1的控制电压Vc的装置5。
为本技术领域所公知的装置5通过改变固定输入功率Pin的控制电压Vc的电平来改变输出功率Pout。
该电路进一步包括用于改变功率放大器1的输入功率Pin的装置6。
根据必需的输出功率电平Pout，通过直接施加到前置功率放大器3，装置6适于降低输出功率P2并因此降低输入功率Pin。
为此，例如，前置功率放大器3可以是可变增益功率放大器。在不同实施例中，用于控制并改变输入功率Pin的装置6还可以包括可变衰减器，用于改变前置功率放大器3的输入功率P1。可变衰减器是一种通过对其电压和电流进行控制使它具有可变衰减值的衰减器。因此，例如当低于在控制装置6内编程的预定输出功率Pout时，异质结双极型晶体管功率放大器1的输入功率Pin就降低，这样就可以提高功率放大器1的控制电压Vc。
高于输出功率Pout的预定值时，根据参考现有技术说明的方法，装置继续运行。因此，对于足够高的输出功率值Pout，仅利用用于改变控制电压Vc的装置5对输出功率Pout的值进行控制。
在零中频结构中，本发明使得它可以采用异质结双极型结晶体管功率放大器，与采用其它技术的功率放大器的紧密度和效率比较，异质结双极型结晶体管功率放大器的紧密度和效率得到明显改善。
此外，在对装备上述采用本发明方法的装置的无线通信终端的电池进行更换或充电期间的运行时间被大大提高，它与该终端的功率放大器1要求的功率直接相关。

Claims (7)

1.一种在零中频结构中对接收输入功率并发送放大的输出功率的异质结双极型晶体管功率放大器输出的功率进行控制的方法，所述方法包括检测所述输出功率并利用控制环路改变所述功率放大器的控制电压的步骤以及改变所述功率放大器的所述输入功率的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述输出功率低于预定极限值，则降低所述输入功率。
3.一种在零中频结构中用于对接收输入功率并发送放大的输出功率的异质结双极型晶体管功率放大器发射的功率进行控制的电路，所述电路包括用于检测所述输出功率并改变所述功率放大器的控制电压的装置以及用于改变所述功率放大器的所述输入功率的装置。
4.根据权利要求3所述的电路，其中如果所述输出功率低于预定极限值，则用于改变所述功率放大器的所述输入功率的所述装置适于降低所述输入功率。
5.根据权利要求3所述的电路，该电路包括可变增益前置放大器。
6.根据权利要求3所述的电路，其中用于改变所述功率放大器的所述输入功率的所述装置包括可变衰减器。
7.一种包括根据权利要求3至6之任一所述的功率控制电路的无线通信终端。
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