CN1647383A - 在蜂窝电话中控制输出功率 - Google Patents

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Abstract

一个利用可变功率压控振荡器(34)的蜂窝电话，其可以在输出功率方面实现高的动态范围。在某些实施例中，可以提供一个微处理器(16)以响应可以被接收的发射命令来调整该可变功率压控振荡器(34)的幅度。

Description

在蜂窝电话中控制输出功率
发明领域
本发明通常涉及蜂窝电话。
发明背景
新的蜂窝技术，诸如宽带码分多址(“WCDMA”)承诺带给用户新的性能，诸如分组交换的数据，诸如高速因特网应用，并且电子多媒体邮件。WCDMA技术还可以提供用于传送全运动视频服务和高质量话音通信的大容量电路交换性能。
但是，WCDMA标准使用将被制造为具有很大动态范围的发射射频(“RF”)功率的蜂窝电话或者其他的移动发射机。例如，WCDMA标准可以使用差不多70dB范围的发射功率。如果诸如来自语音峰值的调制的最大到最小功率摆动被增加给这个数字，可能需要大于90dB的大的动态范围。
为了保持低的制造成本，WCDMA发射机可以被设计成能在一些中间等级的电路内集成该射频电路和其他的电路的相当多的部分。例如，WCDMA发射机可以被设计带有集成在单个集成电路上的数量相同的RF电路，诸如压控振荡器，该单个集成电路可以被认为是发射机功能块。
但是，在所有的发射机功能块的输入端和输出端之间的隔离(isolation)可以通过隔离量来限制那个模块的动态范围，该隔离量可以认为是Pmin。为了将功率降低在Pmin以下，必须在该隔离路径中实现有效的增加。在隔离方面的增加可以典型地通过在多个芯片上实际上分配该可变增益放大器的系统部件来实现。但是，这可以导致芯片数量的增加并且可能增加制造成本。
在蜂窝电话中，诸如压控振荡器(VCO)的信号源可以通过一个或多个可变增益级被放大。因此，由于在上面详述的原因，该蜂窝电话的最小输出功率可以被限制，结果是可能在该蜂窝电话RF输出端中存在不需要的信号源功率。因此，存在对改善发射机，诸如WCDMA移动发射机的动态范围的需要。
附图的简要说明
图1是一个按照本发明的蜂窝电话实施例的方框图。
图2是一个按照本发明实施例的蜂窝电话的射频部分的方框图。
图3是一个举例说明按照本发明实施例的可变功率VCO的方框图。
图4是一个按照本发明实施例的可变功率压控振荡器的方框图。
详细说明
在下文的详细说明中，许多的特定细节被阐述，以便提供对本发明彻底的了解。但是，那些本领域普通的技术人员应该理解，本发明可以无需这些特定的细节而实践。在其他的例子中，已知的方法、步骤、部件和电路没有详细描述，免得使本发明难以理解。
应该理解，本发明可以在各种各样的应用中使用。虽然本发明在这方面不受限制，在此处公开的电路可以在许多的装置中使用，诸如一个无线电系统的发射机中。意欲包括在本发明的范围内的无线电系统仅举例来说包括，蜂窝无线电话通信系统、双向无线电通信系统、单向传呼机、双向传呼机、个人通信系统(PCS)等等。
意欲包括在本发明的范围之内的蜂窝无线电话通信系统的类型包括，虽然不局限于此，直接序列码分多址(DS-CDMA)蜂窝式无线电话通信系统，宽带CDMA和CDMA 2000蜂窝式无线电话系统，用于移动通信系统(GSM)蜂窝式无线电话系统的全球系统，北美数字蜂窝(NADC)蜂窝式无线电话系统，时分多址(TDMA)系统，用于GSM演化增强的数据(EDGE)，通用移动远程通信系统(UMTS)和WCDMA。
现在参考图1，蜂窝电话10可以包括一个耦合到射频接口14的天线12。该蜂窝电话10可以符合任何的可利用的通信标准。该接口14可以经总线IS与基带处理器16通信。同样地，该基带处理器16可以经一个接口20与应用处理器22通信。该基带处理器16可以耦合到存储器18，并且该应用处理器22可以耦合到存储器24。在某些实施例中，该基带处理器16和该应用处理器22两者可以被集成进同一集成电路中。在另外的实施例中，它们可以被集成在单独的集成电路上。
显示器28和键盘30可以被耦合到该应用处理器22。另外，在某些实施例中，基带处理器16还可以耦合到可变功率压控振荡器(VPVCO)34。该基带处理器16可以经由一个或多个控制信号38控制该压控振荡器34的输出功率。VPVCO 34可以经由一个或多个信号线路36耦合到该射频接口14。
如随后将要更详细地讨论的，基带处理器16可以控制该VPVCO 34的输出功率，并以该方式，可以在该蜂窝电话10的输出功率中有效地提供增大的动态范围。
现在参考图2，举例说明该射频接口14的部分200。数字信号处理器(DSP)201可以经总线15接收信号，并且分别地产生两个恒定的包络矢量I和Q，203和205，其可以给调制器207提供输入。来自调制器207的输出209可以给相位检测器211和幅度检测器213提供输入。来自该相位检测器211的输出215可以耦合到信号发生器217。该信号发生器217可以包括环路滤波器和未举例说明的VPVCO。可变功率输入38还可以被耦合到信号发生器217。该信号发生器217的输出219可以被耦合给一个异相信号发生器221。幅度检测器213可以耦合到信号整形电路223，在某些实施例中其可以被耦合给一个输入信号225，该输入信号225可以包括GSM-EDGE信号。该信号整形电路223的输出227和229可以给该异相信号发生器221提供额外的输入。该异相发生器221的输出231和233可以给合成器和射频功率放大器电路235提供输入。
该合成器和射频放大器235的输出12可以耦合到天线和反馈电路237。该反馈电路237的输出239可以给该相位检测器211提供一个额外的输入。
在某些实施例中，反馈电路237可以包括一个分级衰减器，以逐步减低来自该合成器和射频放大器235的输出功率到较低的电平。另外，反馈电路237可以包括一个RF混频器和分相器，在某些实施例中，其可以起混合该合成器和射频放大器235的输出频率为较低频率的作用，和在相位检测器211的输入之前调整那个信号的相位。
在某些实施例中，相位检测器211可以产生一个相位误差信号，其可以表示在反馈信号239和来自输入调制器207的信号209之间的相位差。然后，这个出错信号可以由该信号发生器217使用，以调整内部VPVCO(未示出)的频率。
现在参考图3，在某些实施例中，信号发生器217可以包括环路滤波器301，其可以通过一个出错信号305耦合到VPVCO 303。在某些实施例中，环路滤波器301接收相位检测器211的输出，并且滤波相位检测器211的输出，以提供该出错信号305给该可变功率VCO 303。该VPVCO 303可以被设计为使得响应在出错信号305方面的变化，在该信号305中的变化可以引起VPVCO 303改变频率。此外，在某些实施例中，响应在该可变功率控制信号38的变化，该VPVCO的输出功率可以改变。
现在参考图4，差动VCO 401可以产生两个输出信号403和405，其可以是相似的幅度，但是彼此相移180度。在某些实施例中，这些信号403和405可以是由缓冲放大器407缓存的，该放大器可以经由信号线路219被耦合到该异相信号发生器221(在图2中示出)。在某些实施例中，为了改变该输出信号403和405的幅度，由受控电流源409提供的电流可以被改变，从而可以改变穿越晶体管411和413的电流。在信号403和405上的振荡的幅度可以与穿越晶体管411和413的直流电流成比例，因为该直流电流可以限定该晶体管411和413的大和小信号跨导两者。
在某些实施例中，该可变频率谐振器415可以是一个压控振荡器。该压控振荡器415可以被构成为Colpits、Hartley或者其他的振荡器类型。该VCO 415的频率调整可以通过改变可以施加于电压敏感的电容器的电压来实现，在某些实施例中诸如变容二极管。当变容二极管两端间的电压变化时，施加于一个包括该变容二极管的振荡器电路的净电容量也可以变化，从而在某些实施例中影响频率偏移。在一些实施例中，出错信号305可以被耦合到未举例说明的变容二极管，该变容二极管其可以是该VCO 415的一部分，以影响VCO 415的频率偏移。
为了提供一个用于检测该差动VCO 401的振荡幅度的反馈路径，在某些实施例中，输出信号线路403和405可以通过信号反馈电路431被耦合到低通滤波器419。在某些实施例中，该信号反馈电路431可以起合成该输出信号403和405的作用，该输出信号可以是差分信号以给该低通滤波器419提供输入433。信号417可以包括交流电(AC)信号和直流(DC)分量，其可以与该差动VCO401的振荡幅度成正比。信号417也可以包括一个应归于该受控电流源409的电流相关的电压的偏移电压。
该低通滤波器的输出421可以被耦合给差动放大器423的一个输入端。差动放大器423的另一个输入可以由基准电压电路425提供，基准电压电路425其可以耦合给第二差动放大器429的一个输出端427。该差动放大器429的输出427还可以被耦合到该受控电流源409，以提供由受控电流源409提供的受控电流的调整。来自该差动放大器423的输出可以被耦合到差动放大器429的一个输入端。差动放大器429的第二输入可以由信号38提供，该信号38其可以被耦合到基带处理器16(在图1中示出)。
在某些实施例中，该差动VCO 401的振荡幅度的检测可以通过滤波信号线路417来实现。信号线路417可以包括交流(AC)频率信号，直流(DC)分量，其可以与差动电压控制振荡器401的振荡幅度成比例，并且电压偏移应归于该控制电流源409的电流相关的电压。该幅度的检测可以通过借助于该低通滤波器419滤波信号417，然后借助于差动放大器423减去基准电压425来实现。在某些实施例中，然后，获得的信号431可以借助于该差动放大器429与可变功率控制信号38组合，然后耦合到该电流源409。
该基准电压电路425可以产生一个基准电压，其可以是受控信源409的电流相关的电压。在某些实施例中，基准电压电路425可以包括一个VCO，其可以被耦合到受控电流源(未举例说明)。在同一集成电路上制造该基准电压电路425并且非常接近于该差动VCO 401可以显著地降低处理和温度变化两者的影响。
正如以上的讨论的，该差动VCO 401的输出幅度可以通过调整信号38来调整。该基带处理器16或者其他的处理器可以按照WCDMA或者其他的标准来调整信号38，以在某种程度上控制该发射机功率。该处理器16或者其他的处理器可以接收来自蜂窝或者其他的系统命令降低或者提高发射机输出功率的功率命令。在响应其的过程中，该处理器16或者其他的处理器可以在该VPVCO输出幅度方面实施改变，并且可以在一个或多个射频放大器中改变该增益，该射频放大器其在某种程度上接收该VPVCO输出信号，或者在某种程度上从该VPVCO输出信号中推导出的信号。在某些实施例中，通过降低到在发射机中后续的放大级的该输入信号，这个在该差动压控振荡器输出方面的降低，在某种程度上可以起有效地提高该发射电路的动态范围的作用。虽然本发明的范围在这方面不受限制，这个在动态范围方面的增加可以利用单个的集成电路来实现，该单个的集成电路可以包含VPVCO和其他的耦合放大器。集成该VPVCO和其他的耦合放大器到单个的集成电路上可以供给制造和其他的功效。
虽然在此处已经举例说明和描述了本发明的某些特点，对于那些本领域普通的技术人员来说，现在将想到许多的改进、替换、改变以及等价。因此，应该理解，所附的权利要求意欲覆盖已经落在本发明真实的精神之内的所有这样的修改和改变。

Claims (25)

1.一种蜂窝电话，包括：
一个具有输出端的可变功率压控振荡器；和
第一处理器，耦合到该可变功率压控振荡器，以调整该可变功率压控振荡器的功率输出。
2.根据权利要求1的蜂窝电话，其中该第一处理器是一个基带处理器。
3.根据权利要求1的蜂窝电话，其中该第一处理器是一个应用处理器。
4.根据权利要求1的蜂窝电话，其中该可变功率压控振荡器包括一个差动压控振荡器。
5.根据权利要求4的蜂窝电话，进一步包括：
受控电流源，耦合到该第一处理器，以控制该可变功率压控振荡器的幅度。
6.根据权利要求5的蜂窝电话，进一步包括：
耦合到受控电流源和该第一处理器的基准电压电路，以部分地控制该可变功率压控振荡器的幅度。
7.根据权利要求1的蜂窝电话，其中该第一处理器适合于按照宽带码分多址蜂窝电话标准来改变该可变功率压控振荡器的幅度。
8.根据权利要求1的蜂窝电话，其中该第一处理器适合于接收一个功率电平命令并且被耦合到该可变功率压控振荡器，以响应于该命令来调整该可变功率压控振荡器的幅度。
9.根据权利要求1的蜂窝电话，进一步包括：
耦合到该应用处理器的小键盘；
耦合到该应用处理器的显示器；
耦合到该应用处理器的第一存储器；和
耦合到第二处理器的第二存储器。
10.一种装置，包括：
一个具有有一幅度的输出的压控振荡器；和
一个耦合到该压控振荡器的衰减器，以调整该压控振荡器输出的幅度。
11.根据权利要求10的装置，其中该压控振荡器是一个差动压控振荡器。
12.根据权利要求10的装置，其中该衰减器包括一个受控电流源。
13.根据权利要求12的装置，其中该受控电流源被耦合到处理器，以部分地控制该受控电流源。
14.根据权利要求13的装置，其中基准电压被耦合到该受控电流源。
15.根据权利要求10的装置，其中衰减器被耦合到处理器，以部分地控制该衰减器的衰减量。
16.根据权利要求15的装置，其中该处理器接收一个发射该功率命令。
17.根据权利要求10的装置，进一步包括：
耦合到该压控振荡器输出端以发射一个信号的射频放大器。
18.根据权利要求17的装置，进一步包括：
耦合到该射频放大器的处理器，以部分地控制该射频放大器的放大率。
19.一种方法，包括：
利用压控振荡器产生一个具有频率和幅度的信号；
响应第二信号衰减该信号幅度；和
发射一个部分地从该压控振荡器信号中推导出的信号。
20.根据权利要求19的方法，包括：
利用处理器部分地产生的第二信号。
21.根据权利要求20的方法，进一步包括：
响应于接收到发射命令的处理器产生第二信号。
22.根据权利要求19的方法，包括：
部分地利用耦合到压控振荡器的受控电流源衰减该信号幅度。
23.根据权利要求22的方法，包括：
部分地利用耦合到受控电流源的电压基准来衰减该信号幅度。
24.根据权利要求19的方法，包括：
部分地利用差动压控振荡器来产生该信号。
25.根据权利要求19的方法，包括：
利用处理器去部分地控制该发射信号的幅度。
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