ES2220766T3 - Polarizacion dinamica para amplificadores de potencia de rf. - Google Patents

Polarizacion dinamica para amplificadores de potencia de rf.

Info

Publication number
ES2220766T3
ES2220766T3 ES01926458T ES01926458T ES2220766T3 ES 2220766 T3 ES2220766 T3 ES 2220766T3 ES 01926458 T ES01926458 T ES 01926458T ES 01926458 T ES01926458 T ES 01926458T ES 2220766 T3 ES2220766 T3 ES 2220766T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
signal
mentioned
aforementioned
communications
polarization
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.)
Expired - Lifetime
Application number
ES01926458T
Other languages
English (en)
Inventor
Leonid Kazakevich
Patrick Cabrol
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
InterDigital Technology Corp
Original Assignee
InterDigital Technology Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by InterDigital Technology Corp filed Critical InterDigital Technology Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2220766T3 publication Critical patent/ES2220766T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/005—Control of transmission; Equalising
    • 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
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0216—Continuous control
    • H03F1/0222—Continuous control by using a signal derived from the input signal
    • 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
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • 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
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • 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
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0216—Continuous control
    • H03F1/0233—Continuous control by using a signal derived from the output signal, e.g. bootstrapping the voltage supply
    • 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
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0261—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
    • 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
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0261—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
    • H03F1/0266—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A by using a signal derived from the input signal
    • 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
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • 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
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
    • H03G3/3042—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3084—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in receivers or transmitters for electromagnetic waves other than radiowaves, e.g. lightwaves
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or 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
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/474—A current mirror being used as sensor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0416—Circuits with power amplifiers having gain or transmission power control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/045—Circuits with power amplifiers with means for improving efficiency
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/06—TPC algorithms
    • H04W52/08—Closed loop power control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Un sistema que comprende un amplificador de potencia de RF (12) que amplifica una señal de comunicaciones, que tiene una primera entrada de señal para recibir la señal de comunicaciones, una salida de señal y una entrada de polarización, el cual comprende: un detector (14) para recibir la mencionada señal de comunicaciones y eliminar componentes de modulación de la mencionada señal de comunicaciones para proporcionar una señal de salida del detector; una segunda entrada de señal (22) para proporcionar una señal TPC de control de potencia de transmisión; un convertidor (16), acoplado al mencionado detector y la mencionada segunda entrada de señal, siendo el mencionado convertidor para tratar la mencionadas señal TPC y la mencionada señal de salida del detector para generar una señal de corriente; y un circuito espejo de corriente (18) para recibir la mencionada señal de corriente y la realimentación desde la mencionada salida de la señal, y para comparar la mencionada señal de corriente conla mencionada realimentación, para producir una señal de polarización; por lo que la mencionada entrada de polarización recibe la mencionada señal de polarización y ajusta dinámicamente el punto de polarización del mencionado amplificador.

Description

Polarización dinámica para amplificadores de potencia de RF.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La presente invención está relacionada generalmente con los sistemas radioeléctricos de comunicaciones digitales. Más específicamente, la invención está relacionada con un sistema y método para la polarizar dinámicamente un amplificador de potencia de radiofrecuencia (RF) utilizado para transmitir comunicaciones radioeléctricas.
Descripción de la técnica anterior
Un sistema de comunicaciones digitales típicamente transmite información o datos utilizando una portadora continua de radiofrecuencia con técnicas de modulación que hacen variar su amplitud, frecuencia o fase. Después de la modulación, la señal se amplifica y se transmite a través de un medio de comunicación.
Un sistema de comunicaciones de multi-acceso permite que una pluralidad de unidades de abonados tengan acceso al mismo medio de comunicación para transmitir o recibir información. El medio de comunicación se refiere comúnmente como al canal de comunicación, transportando información desde un lugar a otro. Para las comunicaciones de RF, el canal es el espectro de frecuencias electromagnéticas que se extiende desde frecuencias muy bajas de varios KHz, a través de ondas cortas de varios MHz, hasta frecuencias muy altas y frecuencias ultra-altas y dentro de zona de microondas que comienzan aproximadamente a 1 GHz.
En la figura 1 se muestra un sistema de comunicaciones de acceso múltiple de la técnica anterior. Las técnicas de comunicaciones, tales como el acceso múltiple por división de frecuencias (FDMA), acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA), acceso múltiple por detección de la portadora (CSMA), acceso múltiple por división de códigos (CDMA), y otras, permiten el acceso al mismo medio de comunicación para más de una unidad de abonado. Estas técnicas pueden ser mezcladas conjuntamente creando variedades híbridas de esquemas de acceso múltiple. Por ejemplo, el modo de dúplex por división en el tiempo (TDD) corresponde a los protocolos radioeléctricos propuestos de la tercera generación es una combinación de los sistemas TDMA y CDMA.
En la figura 2 se expone un ejemplo de un sistema de comunicaciones radioeléctricas CDMA de la técnica anterior. Los datos de comunicación se transmiten con una banda ensanchada (espectro ensanchado) mediante la modulación de los datos a transmitir con una señal de pseudo-ruido (PN). La señal de los datos a transmitir puede tener un ancho de banda de solo algunos miles de Hertzios distribuidos a través de una banda de frecuencias que puede ser de varios millones de Hertzios. El canal de comunicación se utiliza simultáneamente mediante una pluralidad de subcanales independientes. Para cada subcanal, todos los demás subcanales aparecen como una interferencia.
Tal como se muestra, un único subcanal de un ancho de banda dado se mezcla con un único código de ensanchamiento, el cual repite un patrón predeterminado generado por un generador de secuencia PN de ancho de banda amplio. Estos códigos de ensanchamiento son típicamente pseudo-ortogonales entre sí, de forma tal que la inter-relación entre los códigos de ensanchamiento está próxima a cero. La señal de datos se modula con la secuencia PN para generar una señal de espectro ensanchado digital. La señal de portadora se modula entonces con la señal de espectro ensanchado digital y es transmitida. Un receptor demodula la transmisión para extraer la señal de espectro ensanchado digital. Los datos transmitidos se reproducen después de la correlación con la secuencia PN coincidente. Cuando los códigos de ensanchamiento son ortogonales entre sí, la señal recibida puede ser correlacionada con una señal de la unidad de abonado en particular, relacionada con el código de ensanchamiento en particular, de forma tal que la señal de la unidad de abonado deseada relacionada con el código de ensanchamiento en particular sea realzada, mientras que las demás señales para todas las demás unidades de abonado no son realzadas.
Puesto que muchos subcanales en un sistema CDMA comparten el mismo ancho de banda, la mayoría de los sistemas de comunicación radioeléctrica de la técnica anterior utilizan alguna forma de control de potencia de transmisión adaptativa (TPC) para impedir que un subcanal interfiera a otro. Cuando una unidad de abonado o una estación base está recibiendo una señal específica, todos los demás subcanales o señales de las unidades de abonados aparecen como ruido. En consecuencia, incrementando el nivel de potencia de la señal de la unidad de abonado da lugar al incremento del ruido presentado a todas las demás unidades de abonados.
En los sistemas de comunicación CDMA de la técnica anterior, una estación base transmite una señal de comunicación en un enlace descendente hasta una unidad de abonado en particular. Al producirse la recepción, se toma una medida de la señal cualitativa y se compara. Basándose en la comparación, una señal TPC es enviada en un enlace ascendente a la estación base, ordenando a la estación base que incremente o reduzca su potencia de transmisión a la de la unidad de abonado en particular. Esta metodología es conocida como control de potencia de canal sin retorno. Al contrario, el control de potencia para las transmisiones enviadas desde una unidad de abonado a la estación base se conoce como control de potencia de canal con retorno.
El nivel de potencia de una salida de señal para la transmisión está afectado por el ajuste de la entrada de la amplitud de la señal a un amplificador de RF con la señal TPC utilizando una etapa pre-excitadora, un amplificador de ganancia variable, un atenuador o similar. No obstante, la ganancia y la polarización del amplificador permanecen fijas. En consecuencia, mientras que la amplitud de la señal transmitida se incrementa o se reduce, el punto operativo del amplificador es constante.
Los protocolos radioeléctricos de la tercera generación propuestos proporcionan un ancho de banda amplio, y una comunicación de alta velocidad de datos. Los anchos de banda propuestos son un canal de comunicaciones de 5 a 10 MHz. No obstante, es conocido que se produce una atenuación rápida aproximada de 10 a 15 dB. Por ejemplo, si una unidad de abonado móvil está situada en la frontera de una célula definida y está transmitiendo a máxima potencia, se precisará de un margen de potencia de salida de transmisión de 10 a 15 dB para los incrementos momentáneos en el tiempo. Dicha condición está representada gráficamente en la figura 3 por un gráfico de la potencia de salida de la unidad de abonado en dB, con respecto al tiempo en segundos. La potencia promedio de salida de transmisión varía entre 12 y 17 dB. La presencia de picos transitorios por encima de los valores de la potencia promedio de transmisión asciende a aproximadamente del uno (1) al diez (10) por ciento a través de la muestra de distribución en el tiempo de dieciséis segundos (16) que se muestra en la figura 3. Esto demuestra la duración limitada para la cual se precisa la potencia alta de transmisión.
El método más común para modular las señales de datos es la modulación de amplitud en cuadratura (QAM), la cual hace variar la amplitud y fase de una frecuencia de portadora predefinida de acuerdo con una señal de entrada. La razón de la popularidad es los muchos tipos de modulación QAM (64QAM, 256QAM, etc.) y tipos de modulación de desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) que utilizan el ancho de banda disponible de forma más eficiente, mediante la inclusión de la información en amplitud como parte de la modulación, a diferencia de la modulación de frecuencia (FM), desplazamiento de frecuencia (FSK), desplazamiento de fase (PSK), o desplazamiento de fase binaria (BPSK), que contienen poca o ninguna información de la amplitud. Con el fin de amplificar la señal debidamente, el amplificador de potencia del transmisor tiene que operar con un modo lineal. El rango dinámico de las señales de entrada en el puerto del modulador puede ser muy grande. Por ejemplo, en los protocolos radioeléctricos de la tercera generación, la relación del pico de la señal de entrada con respecto al promedio puede ser superior a 10 dB.
Los grandes picos transitorios no son deseables. Por cada incremento de 3 dB en la potencia de salida de transmisión, se precisan el doble de potencia en vatios de la amplificación de RF básica, lo cual puede forzar al amplificador a que opere en una zona no lineal de su curva de respuesta. Esto da lugar a emisiones incrementadas fuera de la banda y a un rendimiento reducido del amplificador. Además de ello, la fuente de alimentación del amplificador tiene que tener una capacidad mayor que el transitorio máximo que pueda esperarse. Esto es particularmente no deseable en los dispositivos de mano operados mediante baterías. Para el diseño destinado a niveles de potencia altos que resultan de altos transitorios, se precisan circuitos de amplificadores más complejos. De lo contrario, se dará lugar a compromisos entre la ganancia del amplificador, vida útil de la batería y el tiempo de mantenimiento de la comunicación.
Los documentos US-A-5625322 y US-A-5119042 exponen esquemas de control de la polarización de la técnica anterior para los amplificadores de potencia.
La técnica anterior expone muchas técnicas para incrementar el rendimiento de los amplificadores de potencia de RF, tales como los generadores de predistorsión, corrección de realimentación de envolvente, y la corrección de errores sin canal de retorno. No obstante, los remedios utilizados en la técnica anterior para incrementar el rendimiento del amplificador de potencia de RF empeoran los problemas de diseño existentes.
En consecuencia, existe la necesidad de un amplificador de RF que enfoque los problemas asociados con la técnica anterior.
Sumario de la invención
La presente invención es un sistema y método para ajustar dinámicamente la polarización operativa de un amplificador de un transmisor de RF en respuesta a una señal de control de la potencia de transmisión (TPC). La invención proporciona una amplificación de potencia de RF de alto rendimiento, para aplicaciones en las que la fuente de alimentación disponible está limitada. La invención utiliza una señal TPC que reside en ciertas arquitecturas de voltaje-corriente, para hacerla llegar a una polarización operativa del amplificador en correspondencia directa con la demanda de potencia de transmisión.
En consecuencia, es un objeto de la presente invención el poder ajustar dinámicamente la polarización operativa de un amplificador de RF dependiendo de la demanda de amplificación de la señal.
Otros objetos y ventajas del sistema y método llegarán a ser evidentes para los técnicos especializados en la técnica después de haber leído la descripción detallada de la realización preferida.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 es un diagrama de un sistema simplificado de un sistema de comunicaciones de acceso múltiple de la técnica anterior.
La figura 2 es un diagrama del sistema simplificado de un sistema de comunicaciones radioeléctricas de la técnica anterior.
La figura 3 es un gráfico que muestra las demandas de potencia de pico a corto plazo.
La figura 4 es un diagrama del sistema de la presente invención.
La figura 5 es un gráfico de la potencia de entrada con respecto a la potencia de salida de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Se describirán las realizaciones con referencia a las figuras de los dibujos en donde los numerales iguales representan los elementos similares en forma global.
En la figura 4 se muestra el sistema 10 de amplificación de polarización dinámica de la presente invención, que está incorporado dentro de una unidad de abonado. No obstante, los técnicos especializados en la técnica comprenderán que esto puede ser incorporado como parte de una estación base. El sistema 10 comprende una entrada 20 de la señal de comunicaciones, un amplificador 12, un detector 14, una entrada 22 de la señal de control de potencia, un convertidor 16 de voltaje a corriente, un circuito espejo de corriente 18 y una salida 24. Por conveniencia en la descripción de la presente invención, se hace referencia a un sistema de comunicaciones radioeléctricas que utiliza una señal TPC. No obstante, los técnicos especializados en la técnica comprenderán que la presente invención puede ser utilizada con cualquier tipo de sistema de comunicaciones, utilizando una señal de control de potencia.
La entrada 20 de la señal de comunicaciones proporciona una señal de comunicaciones 32 radioeléctricas de entrada, lista para la transmisión. Esta señal de comunicaciones radioeléctricas de entrada 32 puede comprender voz, datos, o cualquier otro tipo de señal radioeléctrica que pueda ser transmitida mediante un sistema de comunicaciones radioeléctricas.
El amplificador de R 12 recibe la señal de entrada 32 e incrementa linealmente la potencia de la señal de entrada 32, para proporcionar una señal de salida 38 a un nivel de potencia mayor. El amplificador de RF 12 puede comprender una etapa o una pluralidad de etapas de ganancia, unos medios o una pluralidad de medios de ajuste de la polarización para cada etapa, escalado de la entrada, etc. La topología del circuito del amplificador de RF 12 está más allá del alcance de esta exposición.
El detector 14 elimina la componente de modulación de la señal de comunicaciones de espectro ensanchado, y proporciona una señal 28 de salida de voltaje continuo, que varía lentamente en el tiempo. La salida del detector 14 está acoplada a la primera entrada de un convertidor 16 de voltaje-corriente.
La entada de control 22 proporciona una señal TPC 26. Los detalles concernientes a la generación de la señal TPC 26 y/o el proceso TPC está más allá del alcance de esta exposición. Generalmente, no obstante, la señal TPC 26 se deriva de la estación base, (o unidad de abonado), ejecutándose una medida cuantitativa en la potencia de transmisión de la unidad de abonado, (o estación base), respectivamente (es decir, una entidad de comunicación correspondiente). La estación base o la unidad de abonado transmitirán la señal TPC 26 a la entidad de comunicaciones correspondiente para dirigir la entidad de comunicaciones correspondiente para que incremente o disminuya su potencia, de acuerdo con los cálculos ejecutados por la estación base o la unidad de abonado.
El convertidor 16 de voltaje-corriente 16 acepta dos entradas, efectuando el escalado de las entradas y combinándolas para generar la señal de salida de corriente 30. La primera entrada es la señal de salida 28 del detector. La segunda entrada es la señal TPC 26. El convertidor 16 de voltaje-corriente recibe estas entradas 26, 28 y efectúa el escalado o ponderación de las entradas 26, 28, y combina las entradas 26, 28 de acuerdo con la siguiente fórmula predeterminada para formar una señal de salida de corriente 30:
(Ecuación 1)Señal de Salida VC = (W_{1}\text{*} log \ P) + (W_{2}\text{*} log \ V)
en donde:
P = señal de salida 28 del detector
V = señal TPC 26
W_{1} y W_{2} = son constantes específicas de diseño que son una función del rango dinámico de control de potencia, de la relación de la forma de onda de pico/promedio, y de la arquitectura del amplificador de potencia utilizado.
La señal de salida de corriente 30 está acoplada a una entrada de un circuito espejo de corriente 18. La línea de realimentación 36 de la salida 38 del amplificador de RF 12 está acoplada a una segunda entrada del circuito espejo de corriente 18. El circuito espejo de corriente 18 efectúa una comparación entre las dos señales de entrada 30, 36 y da salida a una señal de corriente de polarización 34. Tal como se muestra, la señal de corriente de polarización de salida 34 está relacionada con la señal TPC 26 y con la salida 38 del amplificador 12. Por ejemplo, cuando la señal TPC 26 es de nivel alto, ello indica que la estación base está solicitando una potencia de transmisión más alta a la unidad de abonado. Tal como se ha expuesto en la técnica anterior, la señal TPC 26 origina un incremento o reducción apropiados en la potencia de las señales transmitidas por la unidad de abonado. Ambas señales de entrada 30, 36 son procesadas a escala para su comparación. Si la señal de salida de corriente 30 es de nivel más alto que la salida 38 del amplificador de RF 12, el circuito espejo de corriente 18 incrementa la señal de corriente de polarización 34. De igual forma, si la señal de salida de corriente 30 es de menor nivel que la salida 38 del amplificador de RF 12, el circuito espejo de corriente 18 reducirá la señal de corriente de polarización 34.
A través del proceso de comparación, el circuito espejo de corriente 18 producirá una corriente de polarización mayor o menor, afectando por tanto a la zona operativa lineal del amplificador de RF 12. Esto proporciona espacio libre adicional mientras que se mantiene el amplificador de RF 12 en la zona operativa lineal. Cuando la señal TPC 26 se reduce, el amplificador 12 no precisa de una corriente de polarización grande, puesto que la polarización alta se corresponde con un consumo de potencia más alto. En consecuencia, la corriente de polarización se reduce para disminuir el consumo de potencia.
Tal como se muestra en la figura 5, se representa un gráfico de la ganancia del amplificador, equivalente a la relación de la potencia de salida del amplificador P_{salida} con respecto a la potencia de entrada del amplificador P_{entrada}. El punto de compresión de 1 dB (P1dB) es el punto en el cual la ganancia del amplificador llega a ser no lineal. El punto de compresión de 1 dB para la polarización 2, que se muestra como el punto A, tiene lugar para una potencia de salida menor del punto de compresión de 1 dB para la polarización 1, que se muestra en el punto B. Tal como se muestra, los valores de polarización dinámica derivados por la presente invención, se extienden en la zona lineal de operación del amplificador. Así pues, conforme diminuye la potencia de salida, la corriente de polarización disminuye en la forma correspondiente, mientras que se proporciona una amplificación lineal. Conforme aumenta la potencia de entrada, el nivel de la corriente de polarización se incrementa para mantener una operación lineal.
La presente invención supera estadísticamente las técnicas de compensación de la técnica anterior. Puesto que la potencia máxima que se demanda por parte del transmisor es solo un pequeño porcentaje del tiempo total de transmisión, mediante el seguimiento dinámico de la señal TPC, el amplificador de potencia de RF polarizado dinámicamente de la presente invención mejora el consumo de energía eléctrica.
Aunque la presente invención ha sido descrita en términos de las realizaciones preferidas, para los técnicos especializados en la técnica serán evidentes otras variaciones que se encuentren dentro del alcance de la invención, tal como están descritas en las reivindicaciones.

Claims (10)

1. Un sistema que comprende un amplificador de potencia de RF (12) que amplifica una señal de comunicaciones, que tiene una primera entrada de señal para recibir la señal de comunicaciones, una salida de señal y una entrada de polarización, el cual comprende:
un detector (14) para recibir la mencionada señal de comunicaciones y eliminar componentes de modulación de la mencionada señal de comunicaciones para proporcionar una señal de salida del detector;
una segunda entrada de señal (22) para proporcionar una señal TPC de control de potencia de transmisión;
un convertidor (16), acoplado al mencionado detector y la mencionada segunda entrada de señal, siendo el mencionado convertidor para tratar la mencionadas señal TPC y la mencionada señal de salida del detector para generar una señal de corriente; y un circuito espejo de corriente (18) para recibir la mencionada señal de corriente y la realimentación desde la mencionada salida de la señal, y para comparar la mencionada señal de corriente con la mencionada realimentación, para producir una señal de polarización; por lo que la mencionada entrada de polarización recibe la mencionada señal de polarización y ajusta dinámicamente el punto de polarización del mencionado amplificador.
2. El sistema de la reivindicación 1, por el que el mencionado convertidor ejecuta le mencionado tratamiento mediante la ponderación de la mencionada señal TPC y la mencionada señal de salida del detector, y combinando después las mencionadas señales TPC y de salida del detector.
3. El sistema de la reivindicación 1, por el que el mencionado circuito espejo de corriente pone además a escala la mencionada señal de corriente y la mencionada señal de realimentación con antelación a la mencionada comparación.
4. El sistema de la reivindicación 2, por el que el mencionado circuito espejo de corriente pone a escala además la mencionada señal de corriente y la mencionada señal de realimentación con antelación a la mencionada comparación.
5. El sistema de la reivindicación 1, por el que la mencionada señal de comunicaciones es una señal de CDMA.
6. Un método para polarizar dinámicamente un amplificador de potencia de RF, el cual amplifica una señal de comunicaciones, que tiene una primera entrada de la señal para recibir la señal de comunicaciones, una salida de señal y una entrada de polarización; comprendiendo el método:
recibir la mencionada señal de comunicaciones y eliminar componentes de modulación de dicha señal de comunicaciones para proporcionar una señal de salida del detector;
proporcionar una señal TPC de control de potencia de transmisión;
tratar la mencionada señal TPC y la mencionada señal de salida del detector para generar una señal de corriente;
recibir la mencionada señal de corriente y la realimentación de la salida del mencionado amplificador de potencia de RF, y comparar la mencionada señal de corriente con la mencionada realimentación para generar una señal de polarización; y
ajustar dinámicamente el punto de polarización del mencionado amplificador utilizando la mencionada señal de polarización.
7. El método de la reivindicación 6, por el cual la mencionada etapa de tratamiento incluye ponderar la mencionada señal TPC y la mencionada señal de salida del detector y combinar después las mencionadas señales TPC y de salida del detector.
8. El método de la reivindicación 6, por el cual la mencionada etapa de comparación incluye además poner a escala la mencionada señal de corriente y la mencionada señal de realimentación con antelación a la mencionada comparación.
9. El método de la reivindicación 7, por el que la mencionada etapa de comparación incluye además poner a escala la mencionada señal de corriente y la mencionada señal de realimentación con antelación a la mencionada comparación.
10. El método de la reivindicación 6, por el que la mencionada señal de comunicaciones es una señal de CDMA.
ES01926458T 2000-03-28 2001-03-28 Polarizacion dinamica para amplificadores de potencia de rf. Expired - Lifetime ES2220766T3 (es)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19252800P 2000-03-29 2000-03-29
US192528P 2000-03-29
US773857 2001-02-01
US09/773,857 US6684064B2 (en) 2000-03-29 2001-02-01 Dynamic bias for RF power amplifiers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2220766T3 true ES2220766T3 (es) 2004-12-16

Family

ID=26888150

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES01926458T Expired - Lifetime ES2220766T3 (es) 2000-03-28 2001-03-28 Polarizacion dinamica para amplificadores de potencia de rf.
ES03027415T Expired - Lifetime ES2263898T3 (es) 2000-03-29 2001-03-28 Polarizacion dinamica para amplificaciones de potencia de rf.

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES03027415T Expired - Lifetime ES2263898T3 (es) 2000-03-29 2001-03-28 Polarizacion dinamica para amplificaciones de potencia de rf.

Country Status (15)

Country Link
US (4) US6684064B2 (es)
EP (4) EP1269655B1 (es)
JP (2) JP4824246B2 (es)
KR (3) KR100659999B1 (es)
CN (2) CN1209883C (es)
AT (3) ATE266909T1 (es)
AU (1) AU2001252992A1 (es)
CA (1) CA2404824C (es)
DE (3) DE60135689D1 (es)
DK (2) DK1269655T3 (es)
ES (2) ES2220766T3 (es)
HK (2) HK1053022B (es)
MX (1) MXPA02009432A (es)
NO (1) NO20024619L (es)
WO (1) WO2001073975A1 (es)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6358504B1 (en) 1997-02-07 2002-03-19 Emisphere Technologies, Inc. Compounds and compositions for delivering active agents
US6377784B2 (en) * 1999-02-09 2002-04-23 Tropian, Inc. High-efficiency modulation RF amplifier
US6684064B2 (en) * 2000-03-29 2004-01-27 Interdigital Technology Corp. Dynamic bias for RF power amplifiers
US6735424B1 (en) * 2000-06-14 2004-05-11 The Regents Of The University Of California S-band low-noise amplifier with self-adjusting bias for improved power consumption and dynamic range in a mobile environment
GB2373417B (en) * 2001-03-13 2004-06-09 Tandberg Television Asa Satellite communication apparatus
US6785520B2 (en) * 2002-03-01 2004-08-31 Cognio, Inc. System and method for antenna diversity using equal power joint maximal ratio combining
US6687492B1 (en) 2002-03-01 2004-02-03 Cognio, Inc. System and method for antenna diversity using joint maximal ratio combining
US6862456B2 (en) * 2002-03-01 2005-03-01 Cognio, Inc. Systems and methods for improving range for multicast wireless communication
TWI226765B (en) * 2002-03-01 2005-01-11 Cognio Inc System and method for joint maximal ratio combining using time-domain signal processing
US20070060074A1 (en) * 2002-03-07 2007-03-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-efficiency modulating RF amplifier
US6871049B2 (en) * 2002-03-21 2005-03-22 Cognio, Inc. Improving the efficiency of power amplifiers in devices using transmit beamforming
US7103327B2 (en) * 2002-06-18 2006-09-05 Broadcom, Corp. Single side band transmitter having reduced DC offset
US7194237B2 (en) * 2002-07-30 2007-03-20 Ipr Licensing Inc. System and method for multiple-input multiple-output (MIMO) radio communication
US7277678B2 (en) * 2002-10-28 2007-10-02 Skyworks Solutions, Inc. Fast closed-loop power control for non-constant envelope modulation
US7099678B2 (en) * 2003-04-10 2006-08-29 Ipr Licensing, Inc. System and method for transmit weight computation for vector beamforming radio communication
GB2401264A (en) * 2003-04-30 2004-11-03 Motorola Inc Method of controlling the bias and quiescent current of an RF transmitter
KR100556909B1 (ko) * 2003-11-07 2006-03-03 엘지전자 주식회사 휴대폰의 파워앰프모듈 전원회로
JP4246622B2 (ja) * 2003-12-26 2009-04-02 古野電気株式会社 マイクロ波周波数変換器
JP4220435B2 (ja) * 2004-05-28 2009-02-04 株式会社東芝 無線通信システムおよび無線端末
JP2005354378A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Hitachi Kokusai Electric Inc 送信装置
US20060068727A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Motorola, Inc. Method and system for dynamic range power control
KR20060029423A (ko) * 2004-10-01 2006-04-06 엘지전자 주식회사 피에이엠 구동전압 가변기능을 갖는 이동통신 단말기 및그 제어방법
US7756493B2 (en) * 2005-04-05 2010-07-13 Powerwave Technologies, Inc. Feed forward amplifier system and method using the pilot frequency from a positive feedback pilot generation and detection circuit to improve second loop convergence
US7250817B2 (en) * 2005-06-28 2007-07-31 Motorola, Inc. Linear power efficient radio frequency (RF) driver system and method with power level control
TWI332747B (en) * 2006-12-13 2010-11-01 Univ Nat Taiwan Bias circuits and signal amplifier circuits
FR2911447B1 (fr) * 2007-01-16 2011-12-16 St Microelectronics Sa Amplificateur de puissance reconfigurable et utilisation d'un tel amplificateur pour la realisation d'un etage d'amplification multistandard pour la telephonie mobile
EP2145195A4 (en) * 2007-05-10 2012-06-06 Skyworks Solutions Inc SYSTEM AND METHOD FOR POWER DETECTION IN A POWER AMPLIFIER
US7489191B2 (en) 2007-06-08 2009-02-10 General Electric Company Circuit and method for reducing bias noise in amplifier circuits
US7826815B2 (en) * 2007-07-13 2010-11-02 Fairchild Semiconductor Corporation Dynamic selection of oscillation signal frequency for power converter
US7929915B2 (en) * 2007-09-28 2011-04-19 Verizon Patent And Licensing Inc. Method and system for measuring cross-polarization isolation value and 1 dB gain compression point
US8452243B2 (en) * 2008-05-08 2013-05-28 Skyworks Solutions, Inc. System and method for power detection in a power amplifier using an adjustable load
US7777573B2 (en) * 2008-05-29 2010-08-17 Himax Technologies Limited Operational amplifier having adjustable bias current and related source driver of display thereof
US8000665B2 (en) * 2008-10-28 2011-08-16 Freescale Semiconductor, Inc. Systems and methods for adjusting headroom of a power amplifier
US20110250853A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 Andrea Camuffo Operating point setting of an amplifier
KR20120018266A (ko) * 2010-08-20 2012-03-02 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 접속 방법을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 전력 증폭기 소모 전력 제어 방법 및 장치
US8400218B2 (en) 2010-11-15 2013-03-19 Qualcomm, Incorporated Current mode power amplifier providing harmonic distortion suppression
US8854814B2 (en) * 2011-06-27 2014-10-07 Futurewei Technologies, Inc. Hybrid cooling design for modular systems
WO2013050085A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Apparatus and method for use with antenna array
CN103631307B (zh) * 2013-08-06 2015-10-21 豪芯微电子科技（上海）有限公司 射频功率放大器的功率控制电路
CN104467745B (zh) 2013-09-19 2018-07-20 天工方案公司 动态误差向量幅度占空比校正
US9660600B2 (en) * 2013-12-23 2017-05-23 Skyworks Solutions, Inc. Dynamic error vector magnitude compensation
US9559646B2 (en) 2014-09-10 2017-01-31 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method for dynamically biased baseband current amplifier
CN107040220B (zh) * 2017-04-10 2020-11-13 捷开通讯(深圳)有限公司 调制功率放大器偏置的装置及方法
CN107994897B (zh) * 2017-11-27 2021-08-10 尚睿微电子（上海）有限公司 一种偏置电流控制电路、方法以及功率放大控制电路

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54104760A (en) * 1978-02-03 1979-08-17 Nec Corp Amplifier of low power consumption type
KR910007654B1 (ko) * 1989-04-26 1991-09-28 삼성전자 주식회사 이동식 무선전화기의 rf전력 제어회로
US5119042A (en) 1990-08-30 1992-06-02 Hughes Aircraft Company Solid state power amplifier with dynamically adjusted operating point
KR960000775B1 (ko) * 1990-10-19 1996-01-12 닛본덴기 가부시끼가이샤 고주파 전력 증폭기의 출력레벨 제어회로
US5101173A (en) * 1990-11-28 1992-03-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Stored program controlled module amplifier bias and amplitude/phase compensation apparatus
JPH05119042A (ja) * 1991-10-24 1993-05-14 Analytical Instr:Kk 自動分析システム
JPH05129860A (ja) * 1991-11-08 1993-05-25 Oki Electric Ind Co Ltd 電力増幅装置及び送信装置
JPH07170202A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Hitachi Ltd 送信回路
FR2716313B1 (fr) 1994-02-11 1996-04-12 Alcatel Mobile Comm France Dispositif de commande de la polarisation d'un amplificateur.
US5452473A (en) * 1994-02-28 1995-09-19 Qualcomm Incorporated Reverse link, transmit power correction and limitation in a radiotelephone system
JP3192323B2 (ja) * 1994-07-29 2001-07-23 沖電気工業株式会社 電力制御回路
US5608348A (en) * 1995-04-14 1997-03-04 Delco Electronics Corporation Binary programmable current mirror
SE506842C2 (sv) * 1996-06-28 1998-02-16 Ericsson Telefon Ab L M Anordning och förfarande vid radiosändare för styrning av effektförstärkare
EP0856955A3 (en) * 1997-01-29 2000-09-06 YRP Mobile Telecommunications Key Technology Research Laboratories Co., Ltd. CDMA power control system
SE520227C2 (sv) 1997-04-18 2003-06-10 Ericsson Telefon Ab L M Effektförstärkarkrets, samt förfarande för reglering och användning av en sådan krets
JP3150090B2 (ja) * 1997-10-28 2001-03-26 埼玉日本電気株式会社 移動通信機器
JP2926576B1 (ja) * 1998-04-03 1999-07-28 埼玉日本電気株式会社 無線電話装置
US6008698A (en) * 1998-05-18 1999-12-28 Omnipoint Corporation Amplifier with dynamically adaptable supply current
JP3240998B2 (ja) * 1998-07-27 2001-12-25 日本電気株式会社 送信パワー制御回路
US6321072B1 (en) * 1998-08-31 2001-11-20 Conexant Systems, Inc. Distortion control feedback loop utilizing a non-linear transfer function generator to compensate for non-linearities in a transmitter circuit
US6466772B1 (en) * 1998-09-25 2002-10-15 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and method for improving power control loop linearity
US6178313B1 (en) * 1998-12-31 2001-01-23 Nokia Mobile Phones Limited Control of gain and power consumption in a power amplifier
US6684064B2 (en) * 2000-03-29 2004-01-27 Interdigital Technology Corp. Dynamic bias for RF power amplifiers
US6735424B1 (en) * 2000-06-14 2004-05-11 The Regents Of The University Of California S-band low-noise amplifier with self-adjusting bias for improved power consumption and dynamic range in a mobile environment
FI114666B (fi) * 2000-10-31 2004-11-30 Elektrobit Oy Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely

Also Published As

Publication number Publication date
CN1209883C (zh) 2005-07-06
AU2001252992A1 (en) 2001-10-08
EP1398886A3 (en) 2005-08-24
JP4824246B2 (ja) 2011-11-30
JP2009077439A (ja) 2009-04-09
US20010041547A1 (en) 2001-11-15
HK1053022A1 (en) 2003-10-03
KR100703649B1 (ko) 2007-04-09
DE60103266T2 (de) 2005-05-25
ATE407476T1 (de) 2008-09-15
CA2404824A1 (en) 2001-10-04
CN100472945C (zh) 2009-03-25
KR100558105B1 (ko) 2006-03-10
EP1693955A3 (en) 2006-09-13
KR20020084264A (ko) 2002-11-04
US7502600B2 (en) 2009-03-10
DE60103266D1 (de) 2004-06-17
CN1681198A (zh) 2005-10-12
ATE266909T1 (de) 2004-05-15
CA2404824C (en) 2006-08-22
MXPA02009432A (es) 2003-03-10
EP1693955A2 (en) 2006-08-23
KR20060039454A (ko) 2006-05-08
US7010282B2 (en) 2006-03-07
US20040106385A1 (en) 2004-06-03
US20090264145A1 (en) 2009-10-22
EP1693955B1 (en) 2008-09-03
EP1990912A3 (en) 2011-01-19
DE60120788T2 (de) 2007-03-29
CN1429436A (zh) 2003-07-09
EP1269655A1 (en) 2003-01-02
EP1990912A2 (en) 2008-11-12
ATE330377T1 (de) 2006-07-15
NO20024619D0 (no) 2002-09-26
US20060166630A1 (en) 2006-07-27
US6684064B2 (en) 2004-01-27
JP2004500781A (ja) 2004-01-08
HK1053022B (zh) 2004-11-26
DE60135689D1 (de) 2008-10-16
DK1269655T3 (da) 2004-09-06
DE60120788D1 (de) 2006-07-27
KR20050046017A (ko) 2005-05-17
EP1398886B1 (en) 2006-06-14
ES2263898T3 (es) 2006-12-16
KR100659999B1 (ko) 2006-12-22
EP1269655B1 (en) 2004-05-12
WO2001073975A1 (en) 2001-10-04
NO20024619L (no) 2002-11-05
EP1398886A2 (en) 2004-03-17
HK1065179A1 (en) 2005-02-08
DK1398886T3 (da) 2006-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2220766T3 (es) Polarizacion dinamica para amplificadores de potencia de rf.
JP3841416B2 (ja) 送信装置、送信出力制御方法、および無線通信装置
CN108370235B (zh) 功率放大器装置、包络跟踪放大器装置和放大信号的方法
KR100430458B1 (ko) 무선 주파수 증폭기에 대한 적응성 프리리미터
KR100986029B1 (ko) 파워증폭기의 동작범위 감소를 위한 방법과 장치
GB2352896A (en) Power amplifier with supply adjusted in dependence on peak and mean output to contol adjacent and alternate channel power
BR9913792B1 (pt) circuito amplificador e de controle, processo para controlar um circuito amplificador de potência, e, transmissor para transmitir um sinal que sai.
KR20130126889A (ko) 반도체 장치
JPH10322270A (ja) 送信電力制御装置
US7412216B2 (en) Radio transmitter
KR20030004005A (ko) 기지국 증폭 장치