DE102012204945A1

DE102012204945A1 - Verstärkerschaltung, Mobilkommunikationsvorrichtung und Verfahren zum Einstellen eines Arbeitspunkts eines Leistungsverstärkers

Info

Publication number: DE102012204945A1
Application number: DE102012204945A
Authority: DE
Inventors: Andreas Langer; Christoph Hepp
Original assignee: Intel Mobile Communications GmbH
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-10-04
Also published as: US8497737B2; US20120249236A1; CN102710223B; CN102710223A

Abstract

Eine Verstärkerschaltung umfasst einen Leistungsverstärker, der dazu konfiguriert ist, ein HF-Eingangssignal zu verstärken, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten, und eine Arbeitspunktsteuerung, die dazu konfiguriert ist, einen Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers zu steuern. Die Arbeitspunktsteuerung ist dazu konfiguriert, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last zu bestimmen und auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz ein Arbeitspunktsteuersignal zum Einstellen des Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers bereitzustellen.

Description

Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf eine Verstärkerschaltung, eine Mobilkommunikationsvorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen eines Arbeitspunkts eines Leistungsverstärkers. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf eine auf einer gemessenen Antennenimpedanz basierende Leistungsverstärkerarbeitspunktoptimierung.
Herkömmliche Verfahren zum Einstellung eines Arbeitspunkts eines Leistungsverstärkers umfassen beispielsweise Verfahren zum Verringern eines Arbeitspunktstroms des Leistungsverstärkers auf der Basis eines detektierten Ausgangsleistungspegels. Eine derartige Verringerung des Arbeitspunktstroms wird durch Verwendung eines herkömmlichen Arbeitspunktsteuerungsansatzes durchgeführt. Arbeitspunktsteuerung umfasst beispielsweise eine Steuerung eines Treibers zum Verändern der Versorgungsspannung des Leistungsverstärkers auf der Basis bestimmter Eingangsparameter. Herkömmliche Mobilkommunikationsvorrichtungen, die eine derartige Arbeitspunktsteuerung umfassen, beruhen beispielsweise auf Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA-Breitband-Codemultiplexverfahren). WCDMA beschreibt ein Vielfachzugriffsverfahren, während Universal Mobile Telecommunications System (UMTS-universelles Mobilkommunikationssystem) der darauf beruhende Standard ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Verstärkerschaltungen, eine Kommunikationsvorrichtung zum Senden eines HF-Ausgangssignals sowie ein Verfahren zum Einstellen eines Arbeitspunkts eines Leistungsverstärkers zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Verstärkerschaltung, wobei die Verstärkerschaltung einen Leistungsverstärker zum Verstärken eines HF-Eingangssignals, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten, und eine Arbeitspunkt- oder Vorspannungssteuerung zum Steuern eines Arbeitspunkts oder einer Vorspannung des Leistungsverstärkers aufweist. Die Arbeitspunktsteuerung ist dazu konfiguriert, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last zu bestimmen und ein Arbeitspunktsteuersignal zum Einstellen des eines Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz bereitzustellen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Verstärkerschaltung, wobei die Verstärkerschaltung einen Leistungsverstärker zum Verstärken eines HF-Eingangssignals auf der Basis einer Versorgungsspannung, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten, und eine Arbeitspunktsteuerung zum Steuern eines Arbeitspunktes des Leistungsverstärkers aufweist. Die Arbeitspunktsteuerung weist eine Impedanzbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Maßes einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last, und eine Abbildungseinheit zum Abbilden des Maßes der Lastimpedanz auf eine abgebildete Spannung n, so dass die abgebildete Spannung auf einer Phase eines durch die Lastimpedanz bestimmten Reflexionsfaktors beruht, auf. Die Arbeitspunktsteuerung weist ferner einen Gleichspannungswandler, der dazu konfiguriert ist, die Versorgungsspannung des Leistungsverstärkers auf der Basis der abgebildeten Spannung einzustellen, auf. Die Abbildungseinheit ist dazu konfiguriert, die abgebildete Spannung derart bereitzustellen, dass ein Nachbarkanal-Leckleistungsverhältniswert (ACLR-Wert) des HF-Ausgangssignals innerhalb eines vorbestimmten Bereichs für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen liegt, die zu Reflexionsfaktoren gleichen Betrages führen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Verstärkerschaltung, wobei die Verstärkerschaltung eine Einrichtung zum Verstärken eines HF-Eingangssignals, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten, und eine Einrichtung zum Steuern eines Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers aufweist. Die Einrichtung zum Steuern ist dazu konfiguriert, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang der Einrichtung zum Verstärken gekoppelten Last zu bestimmen und ein Arbeitspunktsteuersignal zum Einstellen des Arbeitspunkts der Einrichtung zum Verstärken auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz bereitzustellen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Mobilkommunikationsvorrichtung zum Senden eines HF-Ausgangssignals. Die Mobilkommunikationsvorrichtung weist einen Basisbandgenerator zum Erzeugen eines Basisbandsignals, und einen HF-Signalgenerator zum Erzeugen eines HF-Signals auf der Basis des Basisbandsignals auf. Die Vorrichtung weist ferner einen Leistungsverstärker zum Empfangen des HF-Signals von dem HF-Signalgenerator und zum Verstärken des empfangenen HF-Signals, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten, und eine Arbeitspunktsteuerung zum Steuern eines Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers auf. Die Arbeitspunktsteuerung ist dazu konfiguriert, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last zu bestimmen und ein Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz einzustellen. Die Kommunikationsvorrichtung weist ferner eine Antenne zum Senden des HF-Ausgangssignals auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Verfahren zum Einstellen eines Arbeitspunkts eines Leistungsverstärkers. Das Verfahren umfasst ein Verstärken eines HF-Eingangssignals, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten, und ein Steuern des Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers. Das Steuern des Arbeitspunkts umfasst ein Bestimmen eines Maßes einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last und ein Bereitstellen eines Arbeitspunktsteuersignals zum Einstellen des Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung, die eine Arbeitspunktsteuerung umfasst;
2 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung, die eine Arbeitspunktsteuerung mit verschiedenen Nachschlagtabellen umfasst;
3 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung, die eine Arbeitspunktsteuerung mit einer Impedanzbestimmungseinrichtung, einer Abbildungseinheit und einem Gleichspannungswandler umfasst;
4 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung, die eine Arbeitspunktsteuerung mit einer Impedanzinformationsnachschlagtabelle umfasst;
5 einen Graphen einer beispielhaften Abhängigkeit eines Nachbarkanal-Leckleistungsverhältniswertes (ACLR-Wertes, ACLR = adjacent channel leakage power ratio) von einer Phase eines Reflexionsfaktors;
6 einen Graphen einer beispielhaften Abhängigkeit einer Versorgungsspannung von einer Phase eines Reflexionsfaktors;
7 einen Graphen einer beispielhaften Abhängigkeit eines Batteriestroms von einer Phase eines Reflexionsfaktors;
8 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung, die eine Arbeitspunktsteuerung zum Empfangen von Frequenzinformationen umfasst; und
9 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Mobilkommunikationsvorrichtung, die das Ausführungsbeispiel der Verstärkerschaltung gemäß 1 umfasst.
Im Folgenden werden Betriebsbedingungen und -anforderungen mancher Mobilkommunikationsvorrichtungen, bei denen die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, beschrieben. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung liefern unter den im Folgenden erörterten Bedingungen eine gute Leistungsfähigkeit.
Mobile Endgeräte müssen oft mit sich verändernden Umweltbedingungen fertig werden. Der Betriebstemperaturbereich liegt üblicherweise zwischen –10°C und 55°C (gemäß 3GPP), während die Versorgungsspannungsbereiche üblicherweise zwischen 3,0 V und 4,3 V liegen. Letzteres wird durch die Batterieentladecharakteristik und den Spannungsabfall während eines Sendevorgangs bestimmt. Außerdem hängt die abgestrahlte Leistung eines mobilen Endgeräts stark von den Antennenbedingungen ab, z. B. freiem Raum, Sprechposition (Antenne durch die Hand bedeckt oder nahe am Kopf). Die verschiedenen Antennenbedingungen führen zu verschiedenen Lastimpedanzen, die an einem Leistungsverstärkerausgang wirksam sind. In manchen Fällen muss der Leistungsverstärker vielleicht mit einer großen Bandbreite an Lastimpedanzen zurechtkommen. Eine Antennenfehlanpassung bewirkt bei Übertragungsschemata mit einer nicht-konstanten Hüllkurve wie beispielsweise UMTS und LTE (Long Term Evolution) beispielsweise Probleme eines spektralen Neuwachsens (engl: spectral regrowth). Beide Standards weisen strenge Grenzen für die Leckleistung auf Nachbarkanälen, so genannte ACLR-Anforderungen (ACLR = adjacent channel leakage power ratio, Nachbarkanal-Leckleistungsverhältnis) auf.
Deshalb besteht ein Bedarf an einem Lösungsansatz zum Einstellen eines Arbeitspunkts eines Leistungsverstärkers, der einen ausgewogenen Kompromiss zwischen einer verbesserten ACLR-Leistungsfähigkeit, einem geringen Stromverbrauch und der rechentechnischen Komplexität ermöglicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung erzielen den soeben erwähnten Kompromiss durch Messen einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last und durch Einstellen eines Arbeitspunktsteuersignals des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung der Lastimpedanzmessung. Auf diese Weise ist es möglich, die bei einer Fehlanpassung vorliegende ACLR-Verschlechterung zu verringern, so dass die ACLR-Leistungsfähigkeit bei vergleichsmäßig geringem Aufwand und/oder vergleichsmäßig geringem Stromverbrauch aufrechterhalten werden kann.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung 100, die eine Arbeitspunktsteuerung 120 umfasst. Wie in 1 gezeigt ist, weist die Verstärkerschaltung 100 einen Leistungsverstärker 110 und eine Arbeitspunktsteuerung 120 auf. Hier ist der Leistungsverstärker 110 dazu konfiguriert, ein HF-Eingangssignal 105 zu verstärken, um ein HF-Ausgangssignal 115 zu erhalten. Außerdem ist die Arbeitspunktsteuerung 120 dazu konfiguriert, einen Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers 110 zu steuern. Das HF-Eingangssignal 105 kann eine Mehrzahl von Frequenzen in spezifischen Frequenzbändern aufweisen, wie sie beispielsweise durch den UMTS-Standard definiert sind (oder es kann zwischen einer Mehrzahl von Frequenzen schaltbar sein). Unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der 1 ist die Arbeitspunktsteuerung 120 dazu konfiguriert, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers 110 gekoppelten Last zu messen und ein Arbeitspunktsteuersignal 125 zum Einstellen des Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers 110 auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz bereitzustellen. Ein derartiges Maß der Lastimpedanz ist beispielsweise eine Quantität, die von der Lastimpedanz abhängig ist. Das an dem Ausgang der Verstärkerschaltung 100 erhaltene HF-Ausgangssignal 115 stellt eine verstärkte Version des HF-Eingangssignals 105 dar.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung 200, die eine Arbeitspunktsteuerung 220 mit verschiedenen Nachschlagtabellen (224-1, 224-2...) umfasst. Hier weist die Verstärkerschaltung 200 der 2 im Wesentlichen dieselben Blöcke auf wie die Verstärkerschaltung 100 der 1. Somit sind identische Blöcke, die ähnliche Implementierungen und/oder Funktionen aufweisen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Überdies kann die Arbeitspunktsteuerung 220 der in 2 gezeigten Verstärkerschaltung 200 der Arbeitspunktsteuerung 120 der in 1 gezeigten Verstärkerschaltung 100 entsprechen. Unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der 2 kann die Arbeitspunktsteuerung 220 eine Nachschlagtabelle 222 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Arbeitspunktspannungswerten, die entsprechenden Werten eines Reflexionsfaktors für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen zugeordnet sind, zu speichern, so dass die Arbeitspunktspannungswerte von einer Phase und Amplitude (einem Betrag) entsprechender Reflexionsfaktoren für Reflexionsfaktoren eines gleichen Betrages (z. B. für Reflexionsfaktoren, die zu demselben SWV bzw. Stehwellenverhältnis führen) abhängig sind. Die Arbeitspunktsteuerung 220 ist dazu konfiguriert, einen einzelnen Arbeitspunktspannungswert aus der Nachschlagtabelle 222 zu entnehmen, wobei der einzelne Arbeitspunktspannungswert einem Wert eines durch die Lastimpedanz bestimmten Reflexionsfaktors entsprechen kann. Hier ist die Arbeitspunktsteuerung 220 dazu konfiguriert, das Arbeitspunktsteuersignal 125 bereitzustellen, um auf der Basis der aus der Nachschlagtabelle 222 entnommenen einzelnen Arbeitspunktspannung den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers 110 einzustellen.
In 2 ist ferner gezeigt, dass die Arbeitspunktsteuerung 220 verschiedene Nachschlagtabellen 224-1, 224-2... für eine Mehrzahl von Frequenzen des HF-Eingangssignals 105 aufweisen kann. Hier sind die verschiedenen Nachschlagtabellen (engl.: look-up tables) 224-1, 224-2... mit 'LUT1: Freq. 1', 'LUT2: Freq. 2'... bezeichnet, was angibt, dass diese verschiedenen Frequenzen (Freq. 1, Freq. 2...) des HF-Eingangssignals 105 entsprechen. Die Nachschlagtabellen 224-1, 224-2 können als Teiltabellen der Nachschlagtabelle 222 angesehen werden, wie in 2 gezeigt ist. Jedoch können die Nachschlagtabellen 224-1, 224-2 alternativ dazu an die Stelle der Nachschlagtabelle 222 treten. Unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der 2 kann jede der Nachschlagtabellen (oder Teiltabellen) 224-1, 224-2... dazu konfiguriert sein, eine Mehrzahl von Arbeitspunktspannungswerten zu speichern, die entsprechenden Werten eines Reflexionsfaktors zugeordnet sind, für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen, so dass die Arbeitspunktspannungswerte von einer Phase entsprechender Reflexionsfaktoren für Reflexionsfaktoren eines gleichen Betrages abhängig sind.
Außerdem kann die Arbeitspunktsteuerung 220 ferner dazu konfiguriert sein, einen einzelnen Arbeitspunktspannungswert aus einer ausgewählten Nachschlagtabelle zu entnehmen, die einer aktuellen Frequenz des HF-Eingangssignals 105 zugeordnet ist. Bei einem Ausführungsbeispiel entspricht der einzelne Arbeitspunktspannungswert einer Phase eines Reflexionsfaktors, der durch die Lastimpedanz für die aktuelle Frequenz des HF-Eingangssignals 105 bestimmt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die aktuelle Frequenz des HF-Eingangssignals 105 bei einem Ausführungsbeispiel durch die Frequenzinformationen 205 angegeben wird, die seitens der Arbeitspunktsteuerung 220 empfangen werden, die die verschiedenen Nachschlagtabellen oder Nachschlagteiltabellen (224-1, 224-2...) aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist die Arbeitspunktsteuerung 220 dazu konfiguriert, das Arbeitspunktsteuersignal 125 bereitzustellen, um auf der Basis des aus der ausgewählten Nachschlagtabelle entnommenen einzelnen Arbeitspunktspannungswerts den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers 110 einzustellen.
3 zeigt ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung 300, die eine Arbeitspunktsteuerung 320 mit einer Impedanzbestimmungseinrichtung 322, einer Abbildungseinheit 324 und einem Gleichspannungswandler 326 umfasst. Hier weist die Verstärkerschaltung 300 der 3 im Wesentlichen dieselben Blöcke wie die Verstärkerschaltung 100 der 1 auf. Deshalb sind identische Blöcke, die ähnliche Implementierungen und/oder Funktionen aufweisen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Überdies entsprechen die Arbeitspunktsteuerung 320 und eine Leistungsverstärkerversorgungsspannung 325, Vcc, der in 3 gezeigten Verstärkerschaltung 300 der Arbeitspunktsteuerung 120 und dem Arbeitspunktsteuersignal 125 der in 1 gezeigten Verstärkerschaltung 100. Unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der 3 weist die Verstärkerschaltung 300 einen Leistungsverstärker 110 zum Verstärken eines HF-Eingangssignals 105 auf der Basis der Leistungsverstärkerversorgungsspannung 325, Vcc, um ein HF-Ausgangssignal 115 zu erhalten, auf. In 3 kann man außerdem sehen, dass die Arbeitspunktsteuerung 320 der Verstärkerschaltung 300 eine Impedanzbestimmungseinrichtung 322, eine Abbildungseinheit 324 und einen Gleichspannungswandler 326 aufweist. Hier ist die Impedanzbestimmungseinrichtung 322 dazu konfiguriert, ein Maß 321, Γ_L, einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers 110 gekoppelten Last, beispielsweise in Form eines Reflexionsfaktors Γ_L, zu bestimmen. Die Abbildungseinheit 324 ist dazu konfiguriert, das Maß 321 der Lastimpedanz derart auf eine abgebildete Spannung 323, Vramp, abzubilden, dass die abgebildete Spannung Vramp von einer Phase und Amplitude des durch die Lastimpedanz bestimmten Reflexionsfaktors Γ_L abhängig ist. Hier ist Γ_L lediglich eine andere Darstellung der Lastimpedanz als ein S-Parameter, der eine vorbestimmte Referenzimpedanz berücksichtigt. Der Gleichspannungswandler 326 ist dazu konfiguriert, die Versorgungsspannung 325 des Leistungsverstärkers 110 auf der Basis der abgebildeten Spannung 323 einzustellen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 ist die Abbildungseinheit 324 dazu konfiguriert, die abgebildete Spannung 323 bereitzustellen, so dass ein Nachbarkanal-Leckleistungsverhältniswert (ACLR-Wert) des HF-Ausgangssignals 115 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen liegt, die zu Reflexionsfaktoren gleichen Betrages und unterschiedlicher Phase führen.
4 zeigt ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung 400, die eine Arbeitspunktsteuerung 420 mit einer Impedanzinformationsnachschlagtabelle 424 (LUT B) umfasst. Wie in 4 gezeigt ist, weist die Verstärkerschaltung 400 einen Leistungsverstärker 410, eine Arbeitspunktsteuerung 420 und einen Richtkoppler 406 auf. Hier können der Leistungsverstärker 410 und die Arbeitspunktsteuerung 420 der in 4 gezeigten Verstärkerschaltung 400 dem Leistungsverstärker 110 und der Arbeitspunktsteuerung 120 der in 1 gezeigten Verstärkerschaltung 100 entsprechen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 sind auch ein Basisbandgenerator 402 (Basisbandgenerator 'BB') und ein HF-Signalgenerator 404 ('HF-Signalerzeugung') gezeigt. Insbesondere ist der Basisbandgenerator 402 dazu konfiguriert, ein Basisbandsignal 403, s(t), zu erzeugen, während der HF-Signalgenerator 404 dazu konfiguriert ist, auf der Basis des Basisbandsignals 403, s(t), ein HF-Signal 405 zu erzeugen. In 4 ist ferner zu sehen, dass der Leistungsverstärker 410 dazu konfiguriert ist, das HF-Signal 405 von dem HF-Signalgenerator 404 zu empfangen, um ein HF-Ausgangssignal 415 zu erhalten. Hier entsprechen das seitens des Leistungsverstärkers 410 empfangene HF-Signal 405 und das seitens des Leistungsverstärkers 410 ausgegebene HF-Ausgangssignal 415, wie bei dem Ausführungsbeispiel der 4 gezeigt, dem seitens des Leistungsverstärkers 110 empfangenen HF-Eingangssignal 105 und dem seitens des Leistungsverstärkers 110 ausgegebenen HF-Ausgangssignal 115, wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 gezeigt. Überdies weist der Leistungsverstärker 410 der 4 eine mit einer HF-Ausgangsschaltung verbundene Leistungsverstärkereinheit 412 auf.
Der Richtkoppler 406 der Verstärkerschaltung 400 ist mit dem Ausgang der Leistungsverstärkereinheit 412 oder mit dem Ausgang der HF-Ausgangsschaltung derart gekoppelt, dass er dazu verwendet werden kann, in Abhängigkeit von einer Lastimpedanz eine Reflexionsfaktormessung durchzuführen.
Unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der 4 weist die Arbeitspunktsteuerung 420 der Verstärkerschaltung 400 eine Impedanzbestimmungseinrichtung 422, eine Impedanzinformationsnachschlagtabelle 424 (LUT B), eine Nachschlagtabelle 426 (LUT A), einen ersten Digital/Analog-Wandler (DAW) 428-1, einen zweiten Digital/Analog-Wandler (DAW) 428-2 und einen Gleichspannungswandler 430 auf. Hier ist die Impedanzbestimmungseinrichtung 422 mit 'Antennenimpedanz Γ_L bestimmen' bezeichnet, während die Impedanzinformationsnachschlagtabelle 424 und die Nachschlagtabelle 426 mit 'LUT B: Γ_L-Daten speichern' bzw. 'LUT A: Vcq = f(Γ_L); Vcc = f(Γ_L)' bezeichnet sind. Außerdem kann die Nachschlagtabelle 426 der 4 der Nachschlagtabelle 222 der 2 entsprechen, während die Impedanzbestimmungseinrichtung 422 und der Gleichspannungswandler 430 der 4 der Impedanzbestimmungseinrichtung 322 und dem Gleichspannungswandler 326 der 3 entsprechen können.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 4 ist der Richtkoppler 406 dazu konfiguriert, ein Messsignal 407 bereitzustellen, das beispielsweise eine komplexe Lastimpedanz darstellt, und das bereitgestellte Messsignal 407 an die Impedanzbestimmungseinrichtung 422 der Arbeitspunktsteuerung 420 weiterzuleiten. Die Impedanzbestimmungseinrichtung 422 kann wiederum dazu konfiguriert sein, ein Maß 421, Γ_L, der (komplexwertigen) Lastimpedanz, beispielsweise einen komplexwertigen Reflexionsfaktor Γ_L, zu bestimmen. Hier kann das Maß 421, Γ_L, der durch die Impedanzbestimmungseinrichtung 422 erhaltenen Lastimpedanz, wie in 4 gezeigt, dem Maß 321, Γ_L, der seitens der Impedanzbestimmungseinrichtung 322 erhaltenen Lastimpedanz, wie in 3 gezeigt, entsprechen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 kann die Impedanzinformationsnachschlagtabelle 424 der Arbeitspunktsteuerung 420 zum Speichern einer Mehrzahl von Maßen einer Lastimpedanz für entsprechende Frequenzen des HF-Eingangssignals 405 auf der Basis der gemessenen Impedanzinformationen 421, Γ_L, konfiguriert sein. Außerdem ist die Arbeitspunktsteuerung 420 dazu konfiguriert, ein einzelnes Maß 425 einer Lastimpedanz aus der Impedanzinformationsnachschlagtabelle 424 (LUT B) zu entnehmen. Hier kann das einzelne Maß 425 der Lastimpedanz einer Frequenz des HF-Eingangssignals 405 entsprechen, wie beispielsweise bei einem Frequenzsprungmodus. Außerdem ist die Arbeitspunktsteuerung 420 dazu konfiguriert, das Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers 410 auf der Basis des einzelnen Maßes 425 der aus der Impedanzinformationsnachschlagtabelle 424 entnommenen Lastimpedanz einzustellen. Demgemäß kann ein aktuell gemessener Impedanzwert 421 als das Impedanzmaß 425 verwendet werden, falls die Nachschlagtabelle 424 keinen gespeicherten, zuvor gemessenen Impedanzwert aufweist, und andernfalls kann ein gespeicherter, zuvor gemessener Impedanzwert aus der Nachschlagtabelle 424 kann andernfalls als das Impedanzmaß 425 verwendet werden.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel der 4 gezeigt ist, ist die Arbeitspunktsteuerung 420 dazu konfiguriert, einen ersten und einen zweiten digitalen Arbeitspunktspannungswert 427-1, 427-2 auf der Basis des einzelnen Maßes 425 der aus der Impedanzinformationsnachschlagtabelle 424 entnommenen Lastimpedanz oder auf der Basis von gemessenen Impedanzinformationen 421 aus der Nachschlagtabelle 426 zu entnehmen. Bei einem Ausführungsbeispiel stellen der erste und der zweite digitale Arbeitspunktspannungswert 427-1, 427-2 Spannungen Vcc oder Vcq dar, die von einer funktionalen Abhängigkeit von einem Maß der Lastimpedanz bzw. des Reflexionsfaktors abgeleitet sind.
Der erste und der zweite digitale Arbeitspunktspannungswert 427-1, 427-2, die aus der Nachschlagtabelle 426 entnommen werden, werden seitens des ersten bzw. des zweiten Digital/Analog-Wandlers 428-1 bzw. 428-2 in einen ersten analogen Arbeitspunktspannungswert 429-1, Vramp, und einen zweiten analogen Arbeitspunktspannungswert 429-2, Vcq, umgewandelt. Der Gleichspannungswandler 430 der Arbeitspunktsteuerung 420 ist dazu konfiguriert, die Versorgungsspannung 435, Vcc, des Leistungsverstärkers 412 auf der Basis des ersten analogen Arbeitspunktspannungswerts 429-1, Vramp, einzustellen. Hier entsprechen der erste analoge Arbeitspunktspannungswert 429-1 und die Versorgungsspannung 435 bei dem Ausführungsbeispiel der 4 im Wesentlichen der abgebildeten Spannung 323 bzw. der Versorgungsspannung 325 bei dem Ausführungsbeispiel der 3.
Mit anderen Worten ist der Gleichspannungswandler 430 dazu konfiguriert, eine Versorgungsspannung 435 des Leistungsverstärkers 410 auf der Basis einer abgebildeten Spannung 429-1, die durch einen Eintrag einer Nachschlagtabelle 426 (LUT A) bestimmt wird, einzustellen.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die Arbeitspunktsteuerung 420 somit bei einem Ausführungsbeispiel dazu konfiguriert, ein erstes Arbeitspunktsteuersignal zu liefern, um eine Versorgungsspannung 435, Vcc, des Leistungsverstärkers 410 einzustellen. Außerdem ist die Arbeitspunktsteuerung 420 dazu konfiguriert, ein zweites Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um eine eingangsseitige Arbeitspunktspannung 429-2, Vcq, einzustellen, um einen Ruhestrom des Leistungsverstärkers 410 einzustellen.
Im Einzelnen ist der Leistungsverstärker 412 bei dem Ausführungsbeispiel der 4 dazu konfiguriert, das HF-Eingangssignal 405 auf der Basis der Versorgungsspannung 435 und eines Ruhestroms zu verstärken, der durch eine eingangsseitige Arbeitspunktspannung 429-2 eingestellt wird (wobei diese eingangsseitige Arbeitspunktspannung beispielsweise eine Gittervorspannung oder Basisvorspannung eines Verstärkertransistors einstellen kann).
5 zeigt einen Graphen 500 einer beispielhaften Abhängigkeit eines Nachbarkanal-Leckleistungsverhältniswerts (ACLR-Werts) 505 von einer Phase 501 eines Reflexionsfaktors. Im Einzelnen ist in 5 die ACLR-Überlastphase für Vcc = konstant = 3,7 V und 'Vcc servogesteuert' gezeigt. Hier kann der Reflexionsfaktor dem bei den Ausführungsbeispielen der 3 bzw. 4 von der Impedanzbestimmungseinrichtung 322 oder 422 erhaltenen Reflexionsfaktor 321, 421 entsprechen. Da der Reflexionsfaktor im Wesentlichen durch die Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last bestimmt wird, kann die Phase 501 des Reflexionsfaktors auch als „Lastphase” bezeichnet werden. Der Nachbarkanal-Leckleistungsverhältniswert (ACLR-Wert) 505 (in dBc) ist üblicherweise als Verhältnis der übertragenen Leistung, beispielsweise der Leistung in dem zur Kommunikation ausgewählten UMTS-Übertragungskanal, zu der Leistung in dem Nachbarkanal (oder die Umkehrung dessen) definiert. Somit stellt der ACLR-Wert 505 ein Maß des in den Nachbarkanal fließenden Leistungslecks dar, wobei ein kleinerer ACLR-Wert (in dBc) im Wesentlichen einer besseren ACLR-Leistungsfähigkeit entspricht.
Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Leistungsverstärker beispielsweise als unsymmetrischer Leistungsverstärker konfiguriert sein, so dass für eine konstante Versorgungsspannung 502 (z. B. Vcc = 3,7 V) des Leistungsverstärkers eine Abhängigkeit des ACLR-Werts 505 des HF-Ausgangssignals von der Phase 501 (in Grad) eines Reflexionsfaktors für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen, die zu Reflexionsfaktoren gleichen Betrages (d. h. für ein gegebenes SWV), wie beispielsweise in dem Graphen 500 der 5 durch eine erste Kurve 507-1 dargestellt ist, führen, beispielsweise eine einzelne Spitze 509 in einem gesamten Phasenwinkelbereich 511 zwischen –180 und 180° aufweist. Hier ist zu beachten, dass bei dem Graphen 500 der 5 die Batteriespannung 506, Vbatt, die zum Betreiben der Verstärkerschaltung verwendet wird, einen beispielhaften Wert von 3,7 V aufweist.
Ferner wird hier darauf hingewiesen, dass bei den Graphen 500, 600 und 700 der 5, 6 und 7 die Abhängigkeiten (d. h. ACLR-Wert, Versorgungsspannung und Batteriestrom) speziell für einen beispielhaften Stehwellenverhältniswert (SWV-Wert) von 3:1 gezeigt sind. Das Stehwellenverhältnis wird üblicherweise als das Verhältnis einer maximalen Spannung (Vmax) und einer minimalen Spannung (Vmin) einer Stehwelle definiert, und es hängt von dem Betrag des durch die Lastimpedanz bestimmten Reflexionsfaktors (Γ_L) ab, wie Fachleuten hinreichend bekannt ist. Hier entspricht die maximale Spannung Vmax im Wesentlichen der Summe der Spannung V_F einer sich vorwärts ausbreitenden Welle an dem Ausgang des Leistungsverstärkers und der Spannung V_R einer reflektierten Welle, die durch die Lastimpedanz einer mit dem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last reflektiert wird (d. h. Vmax = V_F + V_R), während die minimale Spannung V_min im Wesentlichen der Differenz zwischen der Spannung V_F der sich vorwärts ausbreitenden Welle und der Spannung V_R der reflektierten Welle entspricht (d. h. Vmin = V_F – V_R).
Der Umstand, dass der SWV-Wert in den Graphen der 5–7 konstant ist, bedeutet, dass die entsprechenden Abhängigkeiten einer Mehrzahl von Lastimpedanzen zugeordnet sind, die zu Reflexionsfaktoren gleichen Betrages führen.
Bei auf 5 bezogenen Ausführungsbeispielen ist die Arbeitspunktsteuerung der Verstärkerschaltung dazu konfiguriert, eine variable Versorgungsspannung 435, 504, die mit 'Vcc servogesteuert' bezeichnet ist, für den Leistungsverstärker bereitzustellen, so dass der ACLR-Wert 505, der auf der Phase 501 entsprechender Reflexionsfaktoren für Reflexionsfaktoren gleichen Betrages beruht, innerhalb eines vordefinierten Bereichs innerhalb des gesamten Phasenwinkelbereichs 511 liegt. Ein derartiger ACLR-Wert 505, der auf der Phase 501 beruht, wird in dem Graphen 500 der 5 durch eine zweite Kurve 507-2 dargestellt, die ein nahezu konstantes Verhalten über den gesamten Phasenwinkelbereich hinweg zeigt. Insbesondere kann die zweite Kurve 507-2 des Graphen 500 der 5 ACLR-Werte aufweisen, die beispielsweise in dem vordefinierten Bereich Zwischen –37 und –35 dBc liegen, während die variable Versorgungsspannung 435, 504 vorzugsweise dahin gehend eingestellt werden kann, konstante ACLR-Werte von etwa –36 dBc zu erhalten. Demgemäß können die Einträge der Nachschlagtabelle 426 dahin gehend gewählt werden, die Spannung 435 auf der Basis der Phase des Reflexionsfaktors Γ_L (durch Informationen 425 dargestellt) derart einzustellen, dass das ACLR über den gesamten Phasenbereich von –180° bis +180° hinweg ungefähr konstant ist (beispielsweise um weniger als ±2 dB oder sogar um weniger als ±1 dB variiert).
6 zeigt einen Graphen 600 einer beispielhaften Abhängigkeit einer Versorgungsspannung 435, 605 von einer Phase 501 eines Reflexionsfaktors (beispielsweise des Reflexionsfaktors Γ_L). Im Einzelnen ist in 6 die Vcc über Lastphase gezeigt, falls Vcc servogesteuert wird, um einen konstanten ACLR-Wert zu erhalten. Bei dem Graphen 600 der 6 ist eine Kurve 607 gezeigt, die die Versorgungsspannung 435, 605, Vcc (in V), in Abhängigkeit von der Phase 501 entsprechender Reflexionsfaktoren (beispielsweise des Reflexionsfaktors Γ_L) für Reflexionsfaktoren gleichen Betrages (SVW = 3:1) über den gesamten Phasenwinkelbereich 511 hinweg darstellt. Hier kann die in dem Graphen 600 der 6 gezeigte Versorgungsspannung 605 der Versorgungsspannung 435, 504 (Vcc servogesteuert) entsprechen, die für den Leistungsverstärker bereitgestellt wird, wie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde. Die Versorgungsspannung Vcc, wie sie in 6 gezeigt ist, kann beispielsweise durch das Zusammenwirken der Nachschlagtabelle 426, des DAW 428-1 und des Gleichspannungswandlers 430 bereitgestellt werden.
In dem Graphen 600 der 6 kann man erkennen, dass die Kurve 607, die die Versorgungsspannung 435, 605 in Abhängigkeit von der Phase 501 eines Reflexionsfaktors für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen, die zu Reflexionsfaktoren gleichen Betrages führen, zeigt, beispielsweise durch eine Spitze 609 in einer ersten Phasenwinkelregion 610 für Phasenwinkel zwischen –70° und –50° und durch ein Tal 611 in einer zweiten Phasenwinkelregion 620 für Phasenwinkel zwischen 60° und 90° gekennzeichnet ist.
Bei auf 6 bezogenen Ausführungsbeispielen beträgt ein Variationsverhältnis der Versorgungsspannung 605 über den gesamten Phasenwinkelbereich 511 hinweg beispielsweise weniger als 1,5:1, wobei das Variationsverhältnis als das Verhältnis des maximalen Werts 613 und des minimalen Werts 615 der Kurve 607 definiert werden kann.
7 zeigt einen Graphen 700 einer beispielhaften Abhängigkeit eines Batteriestroms 705 von einer Phase 501 eines Reflexionsfaktors. Im Einzelnen ist in 7 der Batteriestrom über Lastphase für Vcc = konstant = 3,7 V und 'Vcc servogesteuert' gezeigt. Der Graph 700 der 7 weist im Wesentlichen dieselben Komponenten auf wie der Graph 500 der 5. Deshalb sind identische Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei dem Graphen 700 der 7 sind eine erste und eine zweite Kurve 707-1, 707-2, die den Strom 705 (in A) als Funktion der Phase 501 (Lastphase) darstellen, in dem gesamten Phasenwinkelbereich 511 gezeigt. Hier entspricht die Phase 501 des in 7 gezeigten Graphen 700 Reflexionsfaktoren für Reflexionsfaktoren gleichen Betrages, wie bei den Graphen 500 und 600 der 5 und 6 (SWV = 3:1). Außerdem entspricht die erste Kurve 707-1 einer konstanten Versorgungsspannung 502 von 3,7 V, während die zweite Kurve 707-2 der variablen Versorgungsspannung 504 (Vcc servogesteuert) entspricht. Die Batteriespannung 506 für die Verstärkerschaltung ist auf einen beispielhaften Wert von 3,7 V festgelegt. In 7 ist deutlich zu sehen, dass im Fall einer Verwendung der variablen oder servogesteuerten Versorgungsspannung 504 der durch den Leistungsverstärker verbrauchte Batteriestrom 705 im Vergleich zu dem Fall einer Verwendung der konstanten Versorgungsspannung 502 zumindest über einen bedeutenden Phasenbereich hinweg beträchtlich verringert werden kann. Dementsprechend liegt die zweite Kurve 707-2 bei dem Graphen 700 der 7 zumindest teilweise unter der ersten Kurve 707-1. Dies gilt vor allem für Phasenwinkel von mehr als etwa –80°. Somit kann der Stromverbrauch des Leistungsverstärkers verringert werden, indem die Versorgungsspannung des Leistungsverstärkers auf der Basis der Lastphase eingestellt wird, um einen ACLR-Wert des HF-Ausgangssignals zu erhalten, der innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Um das in Bezug auf 4 beschriebene Ausführungsbeispiel zu rekapitulieren, kann die Lastimpedanz einer Last, beispielsweise einer Antenne (Antenne 408 der 4), die mit dem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelt ist, oder die Antennenimpedanz anhand eines Richtkopplers gemessen werden. Jedoch kann für Ausführungsbeispiele der Erfindung jedes Verfahren anwendbar sein, das Phase und Betrag der Antennenimpedanz bereitstellt. Die Verwendung eines Richtkopplers ist eine Implementierung, es gibt jedoch andere Lösungsansätze, die die Lastimpedanz ebenfalls bereitstellen können. Ein Gleichspannungswandler kann zum Festlegen der Versorgungsspannung Vcc des Leistungsverstärkers verwendet werden. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Gleichspannungswandler auch als Nur-Tiefsetz-Steller, Nur-Hochsetz-Steller oder als Tiefsetz-Hochsetz-Steller verwirklicht werden. Die an den Leistungsverstärker angelegte Versorgungsspannung Vcc bestimmt das lineare Ausgangsleistungsvermögen des Leistungsverstärkers. Je höher die Versorgungsspannung, desto höher die maximale lineare Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers. Jedoch bedeutet eine hohe Versorgungsspannung auf Grund eines geringeren Umwandlungsverhältnisses des Gleichspannungswandlers auch einen hohen Batteriestrom. Deshalb wird die Versorgungsspannung vorzugsweise auf einen Wert festgelegt, der so niedrig wie möglich sein sollte, um Batteriestrom zu sparen, jedoch hoch genug sein sollte, um unter allen Bedingungen eine gute ACLR-Leistungsfähigkeit zu gewährleisten. Die Nachschlagtabelle (LUT A) kann zum Festlegen des Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers in Abhängigkeit von der Lastphase verwendet werden. Die Impedanzinformationsnachschlagtabelle (LUT B) kann zum Speichern der gemessenen Lastimpedanzen verwendet werden, z. B. in Abhängigkeit von Übertragungskanal- oder -frequenz-informationen (beispielsweise um in der Lage zu sein, den Leistungsverstärkerarbeitspunkt im Fall einer Frequenzänderung rasch anzupassen).
Das grundlegende Konzept der Erfindung wird im Folgenden zusammengefasst. 5 zeigt die ACLR-Leistungsfähigkeit über Lastphase bei einer SWV-3:1-Last-Fehlanpassung in zwei verschiedenen Fällen. In dem ersten Fall ist die Versorgungsspannung Vcc des Leistungsverstärkers konstant bei 3,7 V, und in dem zweiten Fall ist die Versorgungsspannung Vcc optimiert, um ein beispielhaftes ACLR-Ziel von –36 dBc über Lastphase beizubehalten.
Falls die Versorgungsspannung Vcc konstant bei 3,7 V oder einem beliebigen anderen Wert innerhalb des Batteriespannungsbereichs liegt, hängt die ACLR-Leistungsfähigkeit deutlich von dem Lastphasenwinkel ab. Dies ist für alle linearen Leistungsverstärker typisch. Lediglich die Charakteristika unterscheiden sich je nach der Leistungsverstärkerarchitektur. Unsymmetrische Leistungsverstärker weisen ein Maximum über Phase auf, wie es in 5 gezeigt ist. Hier tritt das Maximum bei –120 Grad auf, wohingegen symmetrische Verstärker auf Grund des 90Grad-Hybrids zwei maximale Werte aufweisen. In 5 kann man sehen, dass der ACLR-Wert für manche Phasenwinkel viel besser ist als benötigt, falls Vcc konstant gehalten wird. Dieses typische Verhalten kann dazu verwendet werden, die Versorgungsspannung Vcc in Abhängigkeit von der Phase zu senken, was bedeutet, dass die Vcc-Spannung zu Lasten einer ACLR-Reserve verringert werden kann. Dies ist auch in 5 als Fall „Vcc servogesteuert” gezeigt. Hier bedeutet „Vcc servogesteuert”, dass die Leistungsverstärker-Versorgungsspannung Vcc bei jedem Phasenwinkel derart eingestellt wird, dass der ACLR-Wert konstant ist (bei diesem Beispiel – 36 dBc). Diese Einstellung der Versorgungsspannung Vcc kann beispielsweise erzielt werden, indem die Einträge der Nachschlagtabelle (LUT A) in Abhängigkeit von der Lastphase derart gewählt werden, dass das ACLR über den gesamten Phasenbereich von –180° bis +180° hinweg ungefähr konstant ist (beispielsweise um weniger als ±2 dB oder sogar um weniger als ±1 dB variiert).
6 zeigt das entsprechende Vcc-Verhalten (beispielsweise das durch das Zusammenwirken der Nachschlagtabelle 426, des DAW 428-1 und des Gleichspannungswandlers 430 bei dem Ausführungsbeispiel der 4 geschaffene Vcc-Verhalten) über einen Phasenwinkel. Die Vcc-Schwankung beträgt über einen Phasenwinkel hinweg mehr als 1 V. Phasenwinkel, die dem so genannten hochohmigen Bereich des Leistungsverstärkers (bei diesem Beispiel –60 Grad) entsprechen, können beispielsweise eine hohe Versorgungsspannung erfordern, die eine Spannungssättigung des Leistungsverstärkers verhindert; Phasenwinkel, die dem niederohmigen Phasenbereich des Leistungsverstärkers (60...90 Grad) entsprechen, ermöglichen eine niedrigere Versorgungsspannung.
7 zeigt die Auswirkung auf den Batteriestrom. Falls Vcc für ein konstantes ACLR gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung servogesteuert wird, kann der Batteriestrom stark verringert werden, was einen Vorteil der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die richtige Vcc-Einstellung kann eine Kenntnis der Lastimpedanz erfordern. Falls die Lastimpedanz bekannt ist, kann die Vcc-Spannung auf den niedrigstmöglichen Wert festgelegt werden, der hoch genug ist, um eine bestimmte angestrebte ACLR-Leistungsfähigkeit, wie sie in 6 gezeigt ist, aufrechtzuerhalten. Dieses Verfahren verringert auch beträchtlich den 50 Ohm-Strom, der für ein Bewertungsverfahren wichtig ist. Im Fall von Vcc = konstant, beträgt der Batteriestrom von 50 Ohm für diesen Leistungsverstärkertyp ungefähr 370 mA. Im Fall von Vcc auf ein ACLR-Ziel von –36 dBc „servogesteuert” ist, beträgt der Batteriestrom bei Vbatt = 3,7 V 297 mA. Die erforderliche Vcc zum Erzielen eines ACLR-Wertes von –36 dBc bei 50 Ohm beträgt beispielsweise 2,8 V. Falls die Batteriespannung 3,7 V beträgt, beträgt das Umwandlungsverhältnis 3,7 V/2,8 V = 1,32. Wenn man von einem Wirkungsgrad von 93% des Gleichspannungswandlers ausgeht, wird der Strom um einen Faktor von 1,32·0,93 = 1,23 verringert. Indem man die Leistungsreserve, die bei 50 Ohm nicht benötigt wird, beseitigt, kann der Batteriestrom beispielsweise um mehr als 20% verringert werden, was zu einer Stromverbrauchsleistungsfähigkeit der besten Kategorie führen würde.
8 zeigt ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verstärkerschaltung 800, die eine Arbeitspunktsteuerung 820 zum Empfangen von Frequenzinformationen 805 umfasst. Die Verstärkerschaltung 800 der 8 weist im Wesentlichen dieselben Blöcke auf wie die Verstärkerschaltung 100 der 1. Deshalb sind identische Blöcke, die ähnliche Implementierungen und/oder Funktionen aufweisen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Jedoch ist die Arbeitspunktsteuerung 820 der Verstärkerschaltung 800 bei dem Ausführungsbeispiel der 8 zum Durchführen der folgenden Schritte konfiguriert. Zuerst wird ein Maximaler-Arbeitspunkt-Steuersignal bereitgestellt, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers 110 vor einem Anfangszeitschlitz einer Sequenz von Zeitschlitzen auf einen maximalen Pegel festzulegen. Anschließend wird das Maß Γ_L der Lastimpedanz bestimmt. Schließlich wird ein Arbeitspunktsteuersignal 825, das sich von dem Maximaler-Arbeitspunkt-Steuersignal unterscheidet, bereitgestellt, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers 110 auf der Basis der Bestimmung des Maßes Γ_L der Lastimpedanz für einen nachfolgenden Zeitschlitz der Sequenz von Zeitschlitzen einzustellen.
Beispielsweise ist die Arbeitspunktsteuerung 820 dazu konfiguriert, die unter Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 8 beschriebenen Schritte für jede Frequenz einer Sprungsequenz durchzuführen. Hier kann jede der Frequenzen der Sprungsequenz wie beispielsweise bei einem Frequenzsprungmodus durch Frequenzinformationen 805 angegeben werden, die seitens der Arbeitspunktsteuerung 820 empfangen werden. Die seitens der Arbeitspunktsteuerung 820 der 8 empfangenen Frequenzinformationen 805 können den seitens der Arbeitspunktsteuerung 220 der 2 empfangenen Frequenzinformationen 205 entsprechen. Somit ist die Arbeitspunktsteuerung 220 oder 820 bei den Ausführungsbeispielen der 2 und 8 dazu konfiguriert, das Arbeitspunktsteuersignal 125, 825 für den Leistungsverstärker 110 auf der Basis der Frequenzinformationen 205 bzw. 805 bereitzustellen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 8 ist die Arbeitspunktsteuerung 820 der Verstärkerschaltung 800 dazu konfiguriert, Maße der Lastimpedanz für eine Mehrzahl von Frequenzen zu speichern und die gespeicherten Maße der Lastimpedanz bei einer Rückkehr zu einer zuvor bei der Sprungsequenz verwendeten Frequenz wiederzuverwenden.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die oben unter Bezugnahme auf 8 beschriebene Vorgehensweise die folgenden Schritte aufweisen. Zuerst, wenn die Antennenimpedanz unbekannt ist (z. B. vor einem ersten Schlitz oder einer Frequenzänderung), wird der Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf einen hohen Pegel festgelegt, der eine von der Antennenimpedanz unabhängige angemessene ACLR-Leistungsfähigkeit gewährleistet. Während eines nächsten Übertragungsschlitzes wird dann die Antennenimpedanz gemessen. Anschließend wird in Abhängigkeit von der gemessenen Impedanz die Arbeitspunktspannung für den nächsten Schlitz festgelegt. Bei Ausführungsbeispielen kann die Arbeitspunktsteuerung die Versorgungsspannung und/oder den Ruhestrom des Leistungsverstärkers verändern. Dies wird auch als duale Arbeitspunktsteuerung bezeichnet. Bei dem oben unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird lediglich (oder vorzugsweise) der Vcc-Pegel verändert. Hier wird darauf hingewiesen, dass die duale Arbeitspunktsteuerung den Stromverbrauch weiter senkt, die Komplexität jedoch erhöht.
Falls das Mobilgerät außerdem in einem Frequenzsprungmodus arbeitet, können die Schritte der soeben erwähnten Vorgehensweise unabhängig voneinander auf jede Sprungfrequenz angewendet werden. Dies kann anhand einer zweckgebundenen Tabelle (bei dem Ausführungsbeispiel der 4 z. B. LUT B), die die Impedanzdaten für jeden Kanal speichert, erzielt werden.
Wiederum unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der 4 ist die Beziehung zwischen der Lastimpedanz und der Arbeitspunktbedingung in der Nachschlagtabelle LUT A enthalten. Diese Nachschlagtabelle kann in manchen Fällen für jedes Band benötigt werden, das durch das Mobilgerät unterstützt wird, und kann durch Labormessungen bestimmt werden. Für jedes Band sollten in manchen Fällen mehrere Frequenzpunkte vorliegen, um den Frequenzgang des Leistungsverstärkers zu kompensieren. Dies ist besonders bei Bändern der Fall, die einen Duplexer umfassen. Es ist nicht notwendig, für jeden Ausgangsleistungspegel eine Tabelle zu haben. Eine bezüglich des Arbeitspunkts von 50 Ohm normierte Tabelle ist ausreichend.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann dieselbe Vorgehensweise, die oben beschrieben wurde, auf 2G-Mobilgeräte angewendet werden, um den maximalen Strom im Fall einer Fehlanpassung zu verringern. Die Verringerung des maximalen Stroms ist auf Grund der enormen Wärmeabfuhr, vor allem für Smartphones, ein ernstes Problem. Falls die Antennenimpedanz in dem niederohmigen Bereich des Leistungsverstärkers liegt (Phasenbereich, in dem der Leistungsverstärker den meisten Strom zieht), kann die Ausgangsleistung verringert werden, um abgeführte Wärme unter einem bestimmten Wert zu halten. Falls der 2G-Leistungsverstärker durch einen Gleichspannungswandler versorgt würde, könnte die Versorgungsspannung verringert werden, um Batteriestrom zu verringern. Durch Auswerten der Lastimpedanz kann die Wärmeabfuhr ohne weiteres begrenzt werden, was für die Telefonlieferanten wichtig ist.
9 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Mobilkommunikationsvorrichtung 900, die das Ausführungsbeispiel der Verstärkerschaltung 100 gemäß 1 umfasst. Wie in 9 gezeigt ist, kann die Mobilkommunikationsvorrichtung 900 zum Senden eines HF-Ausgangssignals einen Basisbandgenerator 910, einen HF-Signalgenerator 920, einen Leistungsverstärker 110, eine Arbeitspunktsteuerung 120 und eine Antenne 930 aufweisen. Hier können der Leistungsverstärker 110 und die Arbeitspunktsteuerung 120 die Verstärkerschaltung 100 darstellen, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 gezeigt ist. Deshalb sind ähnliche Blöcke in 9, die ähnliche Implementierungen und/oder Funktionen wie die in 1 aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Überdies können der Basisbandgenerator 910 und der HF-Signalgenerator 920 der in 9 gezeigten Mobilkommunikationsvorrichtung 900 dem Basisbandgenerator 402 und dem HF-Signalgenerator 404, die bei dem Ausführungsbeispiel der 4 gezeigt sind, entsprechen, während das Basisbandsignal 915, s(t), und das HF-Signal 925, die von dem Basisbandgenerator 910 und dem HF-Signalgenerator 920 erhalten werden, dem Basisbandsignal 403, s(t), und dem HF-Signal 405, die von dem Basisbandgenerator 402 und dem HF-Signalgenerator 404 erhalten werden, entsprechen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 9 ist der Basisbandgenerator 910 dazu konfiguriert, ein Basisbandsignal 915 zu erzeugen. Der HF-Signalgenerator 920 kann dazu konfiguriert sein, auf der Basis des Basisbandsignals 915 ein HF-Signal 925 zu erzeugen. Der Leistungsverstärker 110 ist dazu konfiguriert, das HF-Signal 925 von dem HF-Signalgenerator 920 zu empfangen und das empfangene HF-Signal zu verstärken, um ein HF-Ausgangssignal 115 zu erhalten. Die Arbeitspunktsteuerung 120 ist dazu konfiguriert, einen Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers 110 zu steuern. Hier ist die Arbeitspunktsteuerung 120 dazu konfiguriert, das Maß Γ_L (beispielsweise einen Reflexionsfaktor) einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers 110 gekoppelten Last zu bestimmen und ein Arbeitspunktsteuersignal 125 bereitzustellen, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers 110 auf der Basis der Bestimmung des Maßes Γ_L der Lastimpedanz einzustellen. Die Antenne 930 ist dazu konfiguriert, das HF-Ausgangssignal 115 als gesendetes HF-Ausgangssignal 935 zu senden.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung liefern eine bessere Leistungsfähigkeit als herkömmliche 3G-Mobilgeräte, die einen Isolator verwenden, um im Fall einer Antennenfehlanpassung eine gute ACLR-Leistungsfähigkeit beizubehalten. Der Isolator löste das Problem der Verschlechterung der Linearität im Fall einer Antennenfehlanpassung, wirkte sich jedoch beträchtlich auf Größe und Kosten aus. Die zunehmende Anzahl von Bändern verstärkte den Nachteil des Isolator-Lösungsansatzes in Bezug auf Kosten und Größe. Folglich wurde der Isolator aus den meisten Entwürfen entfernt und durch andere Lösungsansätze ersetzt, die auch ein lastunempfindliches Verhalten liefern sollen. Heutzutage sind symmetrische Leistungsverstärker die wichtigste Kategorie von lastunempfindlichen Leistungsverstärkerlösungen. Je nach dem Leistungsverstärkerlieferanten gibt es einige Entwurfsvarianten, jedoch stützen sich alle Implementierungen auf einen 90Grad-Hybrid als Kernelement, um die Lastempfindlichkeit zu verringern. Ein großer Nachteil jedes symmetrischen Leistungsverstärkers besteht darin, dass die Lastunempfindlichkeit zu dem Preis eines niedrigeren Leistungsverstärkerwirkungsgrads auf Grund zusätzlicher Verluste, die durch das Hybridnetzwerk bewirkt werden, gewonnen wird. Der Spitzenwirkungsgrad eines symmetrischen Verstärkers liegt üblicherweise im Bereich von 35–37%, wohingegen ein unsymmetrischer Leistungsverstärker mehr als 40% erzielt.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung liefern einen besseren Kompromiss zwischen Wirkungsgrad und Komplexität als Verstärker, die mehr Reserve aufweisen. Man hat festgestellt, dass es oft ein weniger effektiver Lösungsansatz ist, einen unsymmetrischen Verstärker mit einer größeren Reserve einer linearen Ausgangsleistung zu verwenden. Auf Grund der zusätzlichen linearen Leistung wird die ACLR-Verschlechterung im Fall einer Fehlanpassung verringert. Die Vorteile im Vergleich zu einem symmetrischen Leistungsverstärker sind eine weniger komplexe Hardware, was kosteneffektivere und eine geringere Größe umfassende Lösungen ermöglicht. Jedoch ist die Auswirkung auf den Wirkungsgrad sogar noch schwerwiegender als im Fall eines symmetrischen Leistungsverstärkers, falls für beide Architekturen dieselbe ALCR-Leistungsfähigkeit im Fall einer Fehlanpassung vorausgesetzt wird.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung liefern einen besseren Kompromiss zwischen Wirkungsgrad und Komplexität als herkömmliche softwarebasierte Lösungen. Abgesehen von den oben beschriebenen hardwarebasierten (HW-basierten) Lösungen gibt es einige Softwarelösungen (SW-Lösungen), die ebenfalls darauf abzielen, das ACLR im Fall einer Fehlanpassung zu verbessern, und die sich weniger stark auf den Wirkungsgrad, die Kosten oder die Komplexität des Leistungsverstärkers auswirken. Gute Beispiele sind eine Vorverzerrung und eine adaptive Arbeitspunkteinstellung. Der Nachteil hier ist eine beträchtlich höhere Softwarekomplexität, die bisher einen Einsatz bei Mobilgeräten behindert.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist selbstverständlich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei ein Block oder eine Vorrichtung einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschrittes entspricht. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahrensschritt beschrieben wurden, ebenfalls eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Postens oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Manche oder alle Verfahrensschritte können anhand einer (oder durch Verwendung einer) Hardwarevorrichtung ausgeführt werden, beispielsweise eines Mikroprozessors, eines programmierbaren Computers oder einer elektronischen Schaltung. Bei manchen Ausführungsbeispielen können manche oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte seitens einer derartigen Vorrichtung ausgeführt werden.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken (oder dazu in der Lage sind), dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das aufgezeichnete Medium sind üblicherweise greifbar und/oder nicht-vorübergehend.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen (beispielsweise elektronisch oder optisch). Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren vorzugsweise seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Zusammenfassend bieten Ausführungsbeispiele der Erfindung eine attraktive Lösung für ein Problem, das bei allen mobilen Endgeräten auftritt, die beispielsweise auf 8PSK/GMSK (8-Phase Shift Keying/Gaussian Minimum Shift Keying), WCDMA oder LTE beruhen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind meist auf WCDMA bezogen, könnten jedoch auch angewendet werden, um ähnliche Probleme auf anderen Gebieten zu lösen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung liefern eine Vorgehensweise, die eine geringe Softwarekomplexität mit einer minimalen (oder zumindest ziemlich geringen) Auswirkung auf die Hardwarearchitektur verbindet, was einen hervorragenden Stromverbrauch und eine hervorragende ACLR-Leistungsfähigkeit im Fall einer Fehlanpassung ermöglicht.
Es ist zu erwähnen, dass die Kenntnis der Antennenimpedanz oder der Messung derselben bei einem Mobilgerät für Ausführungsbeispiele dieser Erfindung wichtig und eine Voraussetzung ist. Daneben wird erwartet, dass in Zukunft viele Mobilgeräte die Messung der Antennenimpedanz auf Grund anderer Gründe unterstützen werden. Derartige Gründe können beispielsweise umfassen, eine Antennenabstimmeinrichtung einzustellen oder einen Selbsttest durchzuführen, beispielsweise während der Produktion, um zu prüfen, ob die Antenne richtig zusammengebaut ist, usw.
Im Vergleich zu dem Lösungsansatz eines symmetrischen Leistungsverstärkers weisen Ausführungsbeispiele der Erfindung die Vorteile auf, dass ein weniger komplexer Leistungsverstärker verwirklicht werden kann, wodurch eine geringere Größe und geringere Kosten desselben ermöglicht werden, und dass ein höherer Spitzenwirkungsgrad bei 50 Ohm erzielt werden kann.
Außerdem weisen die Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zu einer Vorverzerrung die Vorteile auf, dass sie weniger komplexe Softwarealgorithmen, eine kurze Einschwingzeit und eine Vorwärtsübertragungsimplementierung liefern. Hier wird darauf hingewiesen, dass im Fall einer kurzen Einschwingzeit lediglich ein Messpunkt benötigt wird, während die Vorwärtsübertragungsimplementierung robust gestaltet werden kann, wodurch sie keine Stabilitätsprobleme aufweist.
Im Wesentlichen liefern Ausführungsbeispiele der Erfindung ein Konzept zum Festlegen des Arbeitspunkts eines Leistungsverstärkers in Abhängigkeit von der gemessenen Lastimpedanz. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein Richtkoppler verwendet werden, und das ACLR kann über eine Phase hinweg relativ konstant gehalten werden. Bei manchen weiteren Ausführungsbeispielen könnten auch andere Vorgehensweisen wie eine Vorverzerrung verwendet werden, was eine Mehrzahl von Schlitzen zum Einschwingen des ACLR-Wertes erfordern würde.

Claims

Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800), die folgende Merkmale aufweist: einen Leistungsverstärker (110), der dazu konfiguriert ist, ein HF-Eingangssignal (105) zu verstärken, um ein HF-Ausgangssignal (115) zu erhalten; und eine Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820), die dazu konfiguriert ist, einen Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers zu steuern, wobei die Arbeitspunktsteuerung dazu konfiguriert ist, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last zu bestimmen und ein Arbeitspunktsteuersignal zum Einstellen des Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz bereitzustellen.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß Anspruch 1, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) dazu konfiguriert ist, ein erstes Arbeitspunktsteuersignal (125; 825) als das Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um eine Versorgungsspannung des Leistungsverstärkers (110) einzustellen.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß Anspruch 2, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) dazu konfiguriert ist, ferner ein zweites Arbeitspunktsteuersignal als das Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um eine eingangsseitige Arbeitspunktspannung einzustellen, um einen Ruhestrom des Leistungsverstärkers (110) einzustellen.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der der Leistungsverstärker (110) dazu konfiguriert ist, das HF-Eingangssignal (105) auf der Basis der Versorgungsspannung und eines Ruhestroms zu verstärken.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) eine Nachschlagtabelle aufweist, die dazu konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Arbeitspunktspannungswerten, die entsprechenden Werten eines Reflexionsfaktors für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen zugeordnet sind, zu speichern, so dass die Arbeitspunktspannungswerte von einer Phase und Amplitude entsprechender Reflexionsfaktoren für Reflexionsfaktoren gleichen Betrages abhängig sind.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß Anspruch 5, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) dazu konfiguriert ist, einen einzelnen Arbeitspunktspannungswert aus der Nachschlagtabelle zu entnehmen, wobei der einzelne Arbeitspunktspannungswert einem Wert eines Reflexionsfaktors entspricht, der durch die bestimmte Lastimpedanz bestimmt wird, und bei der die Arbeitspunktsteuerung dazu konfiguriert ist, das Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf der Basis des aus der Nachschlagtabelle entnommenen einzelnen Arbeitspunktspannungswerts einzustellen.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) jeweils verschiedene Nachschlagtabellen für eine Mehrzahl verschiedener Frequenzen des HF-Eingangssignals aufweist, wobei jede der Nachschlagtabellen dazu konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Arbeitspunktspannungswerten, die entsprechenden Werten eines Reflexionsfaktors für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen zugeordnet sind, zu speichern, so dass die Arbeitspunktspannungswerte von einer Phase entsprechender Reflexionsfaktoren für Reflexionsfaktoren gleichen Betrages abhängig sind.
Verstärkerschaltung gemäß Anspruch 7, bei der die Arbeitspunktsteuerung dazu konfiguriert ist, einen einzelnen Arbeitspunktspannungswert aus einer ausgewählten Nachschlagtabelle zu entnehmen, die einer aktuellen Frequenz des HF-Eingangssignals zugeordnet ist, wobei der einzelne Arbeitspunktspannungswert einer Phase eines Reflexionsfaktors entspricht, der durch die bestimmte Lastimpedanz für die aktuelle Frequenz des HF-Eingangssignals bestimmt wurde, und bei der die Arbeitspunktsteuerung dazu konfiguriert ist, das Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf der Basis des aus der ausgewählten Nachschlagtabelle entnommenen einzelnen Arbeitspunktspannungswerts einzustellen.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) ferner einen Gleichstromwandler (326; 430) aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Versorgungsspannung des Leistungsverstärkers auf der Basis einer abgebildeten Spannung einzustellen, die durch einen Eintrag einer Nachschlagtabelle bestimmt wird.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) eine Impedanzinformationsnachschlagtabelle aufweist, die dazu konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Maßen einer Lastimpedanz für entsprechende Frequenzen des HF-Eingangssignals zu speichern.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß Anspruch 10, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) dazu konfiguriert ist, ein einzelnes Maß einer Lastimpedanz aus der Impedanzinformationsnachschlagtabelle zu entnehmen, wobei das einzelne Maß der Lastimpedanz einer Frequenz des HF-Eingangssignals in einem Frequenzsprungmodus entspricht, und bei der die Arbeitspunktsteuerung dazu konfiguriert ist, das Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf der Basis des einzelnen Maßes der aus der Impedanzinformationsnachschlagtabelle entnommenen Lastimpedanz einzustellen.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der der Leistungsverstärker derart konfiguriert ist, dass für eine konstante Versorgungsspannung des Leistungsverstärkers eine Abhängigkeit eines Nachbarkanal-Leckleistungsverhältniswerts des HF-Ausgangssignals von einer Phase eines Reflexionsfaktors für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen, die zu Reflexionsfaktoren gleichen Betrages führen, eine einzelne Spitze in einem gesamten Phasenwinkelbereich aufweist.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, die ferner einen Richtkoppler aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Reflexionsfaktormessung durchzuführen, die auf der Lastimpedanz beruht.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) dazu konfiguriert ist, ein Maximaler-Arbeitspunkt-Steuersignal bereitzustellen, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers vor einem Anfangszeitschlitz einer Sequenz von Zeitschlitzen auf einen maximalen Pegel festzulegen, und bei der die Arbeitspunktsteuerung ferner dazu konfiguriert ist, anschließend das Maß der Lastimpedanz zu bestimmen und ein Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, das sich von dem Maximaler-Arbeitspunkt-Steuersignal unterscheidet, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz für einen nachfolgenden Zeitschlitz der Sequenz von Zeitschlitzen einzustellen.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß Anspruch 14, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) dazu konfiguriert ist, den Schritt des Bereitstellens eines Maximaler-Arbeitspunkt-Steuersignals, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers vor einem Anfangszeitschlitz der Sequenz von Zeitschlitzen auf einen maximalen Pegel festzulegen, den Schritt des anschließenden Bestimmens des Maßes der Lastimpedanz und den Schritt des Bereitstellens eines Arbeitspunktsteuersignals, das sich von dem Maximaler-Arbeitspunkt-Steuersignal unterscheidet, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz für den nachfolgenden Zeitschlitz der Sequenz von Zeitschlitzen für jede Frequenz einer Sprungsequenz einzustellen, durchzuführen.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800) gemäß Anspruch 15, bei der die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) dazu konfiguriert ist, Maße der Lastimpedanz für eine Mehrzahl von Frequenzen zu speichern und die gespeicherten Maße der Lastimpedanz bei einer Rückkehr zu einer zuvor bei der Sprungsequenz verwendeten Frequenz wiederzuverwenden.
Verstärkerschaltung (100; 200; 300; 400; 800), die folgende Merkmale aufweist: einen Leistungsverstärker (110), der dazu konfiguriert ist, ein HF-Eingangssignal (105) auf der Basis einer Versorgungsspannung zu verstärken, um ein HF-Ausgangssignal (115) zu erhalten; eine Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820), die dazu konfiguriert ist, einen Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers (110) zu steuern, wobei die Arbeitspunktsteuerung (120; 220; 320; 420; 820) folgende Merkmale aufweist: eine Impedanzbestimmungseinrichtung (322; 422), die dazu konfiguriert ist, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last zu bestimmen; eine Abbildungseinheit (324), die dazu konfiguriert ist, das Maß der Lastimpedanz auf eine abgebildete Spannung abzubilden, so dass die abgebildete Spannung auf einer Phase eines durch die Lastimpedanz bestimmten Reflexionsfaktors beruht; und einen Gleichspannungswandler (326; 430), der dazu konfiguriert ist, die Versorgungsspannung des Leistungsverstärkers auf der Basis der abgebildeten Spannung einzustellen, wobei die Abbildungseinheit dazu konfiguriert ist, die abgebildete Spannung derart bereitzustellen, dass ein Nachbarkanal-Leckleistungsverhältniswert des HF-Ausgangssignals innerhalb eines vorbestimmten Bereichs für eine Mehrzahl von Lastimpedanzen liegt, die zu Reflexionsfaktoren gleichen Betrages führen.
Verstärkerschaltung (400), die folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung zum Verstärken eines HF-Eingangssignals, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten; und eine Einrichtung zum Steuern eines Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers (410), wobei die Einrichtung zum Steuern dazu konfiguriert ist, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang der Einrichtung zum Verstärken gekoppelten Last zu bestimmen und ein Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um den Arbeitspunkt der Einrichtung zum Verstärken auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz einzustellen.
Kommunikationsvorrichtung (900) zum Senden eines HF-Ausgangssignals, wobei die Mobilkommunikationsvorrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Basisbandgenerator, der zum Erzeugen eines Basisbandsignals konfiguriert ist; einen HF-Signalgenerator, der zum Erzeugen eines HF-Signals auf der Basis des Basisbandsignals konfiguriert ist; einen Leistungsverstärker, der zum Empfangen des HF-Signals von dem HF-Signalgenerator und zum Verstärken des empfangenen HF-Signals, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten, konfiguriert ist; eine Arbeitspunktsteuerung, die zum Steuern eines Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers konfiguriert ist, wobei die Arbeitspunktsteuerung dazu konfiguriert ist, ein Maß einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last zu bestimmen und ein Arbeitspunktsteuersignal bereitzustellen, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz einzustellen; und eine Antenne, die zum Senden des HF-Ausgangssignals konfiguriert ist.
Verfahren zum Einstellen eines Arbeitspunkts eines Leistungsverstärkers, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Verstärken eines HF-Eingangssignals, um ein HF-Ausgangssignal zu erhalten; und Steuern des Arbeitspunkts des Leistungsverstärkers, wobei der Schritt des Steuerns ein Bestimmen eines Maßes einer Lastimpedanz einer mit einem Ausgang des Leistungsverstärkers gekoppelten Last und ein Bereitstellen eines Arbeitspunktsteuersignals, um den Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers auf der Basis der Bestimmung des Maßes der Lastimpedanz einzustellen, aufweist.