KR101858424B1 - 라디오 주파수 시스템 하이브리드 전력 증폭기 시스템들 및 방법들 - Google Patents

라디오 주파수 시스템 하이브리드 전력 증폭기 시스템들 및 방법들 Download PDF

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Abstract

라디오 주파수 시스템의 동작을 개선하기 위한 시스템들 및 방법이 제공된다. 일 실시예는, 입력 아날로그 전기 신호 및 제1 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시키는 증폭기 제어 신호의 제1 비트를 수신하는 제1 논리 게이트를 갖는 제1 증폭기 유닛, 및 인에이블되는 경우 제1 출력 아날로그 전기 신호를 생성하는 제1 스위칭 전력 증폭기를 포함하는 라디오 주파수 시스템을 제공한다. 라디오 주파수 시스템은, 입력 아날로그 전기 신호 및 제2 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시키는 증폭기 제어 신호의 제2 비트를 수신하는 제2 논리 게이트를 갖는 제2 증폭기 유닛, 및 인에이블되는 경우 제2 출력 아날로그 전기 신호를 생성하는 제2 스위칭 전력 증폭기를 더 포함한다. 제1 증폭기 유닛 및 제2 증폭기 유닛은 제1 출력 아날로그 전기 신호 및 제2 출력 아날로그 전기 신호가 결합되게 하도록 전기적으로 커플링된다.

Description

라디오 주파수 시스템 하이브리드 전력 증폭기 시스템들 및 방법들
본 개시 내용은 일반적으로 라디오 주파수 시스템들에 관한 것이고, 더 구체적으로는 라디오 주파수 시스템에 사용되는 전력 증폭기 컴포넌트에 관한 것이다.
이 섹션은 본 기술들의 다양한 양태에 관련될 수 있는 다양한 양태의 기술에 대하여 독자에게 소개하도록 의도되며, 이는 하기에 설명 및/또는 청구된다. 이 논의는 본 개시 내용의 다양한 양태에 대한 더 나은 이해를 용이하게 하기 위해 독자에게 배경 정보를 제공하는 데 도움이 될 것으로 여겨진다. 따라서, 이들 진술은 이러한 관점에서 읽혀져야 하며 종래 기술을 인정하는 것으로 이해해서는 안 된다.
많은 전자 디바이스들은 다른 전자 디바이스 및/또는 네트워크와 데이터의 무선 통신을 용이하게 하기 위해 라디오 주파수 시스템을 포함할 수 있다. 라디오 주파수 시스템은 데이터의 아날로그 표현을 아날로그 전기 신호로 출력하는 트랜시버를 포함할 수 있고, 그 다음, 아날로그 전기 신호는 안테나를 통해 무선으로 송신될 수 있다. 전자 디바이스는 소정의 거리만큼 분리될 수 있기 때문에, 라디오 주파수 시스템은 라디오 주파수 시스템의 출력 전력(예를 들어, 송신된 아날로그 전기 신호들의 강도)을 제어하기 위한 증폭기 컴포넌트를 포함할 수 있다.
일반적으로, 증폭기 컴포넌트들은 입력 아날로그 전기 신호를 원하는 출력 전력으로 증폭하기 위해 다양한 기술들을 활용할 수 있다. 그러나, 기술들은 통상적으로 적어도 전력 소비와 도입되는 잡음 및 스퍼스(spurs) 사이에 트레이드오프들을 갖는다. 예를 들어, 일부 기술들은 도입되는 잡음 및 스퍼스를 감소시킬 수 있지만 전력 소비를 증가시켜 라디오 주파수 시스템의 효율(예를 들어, 출력 전력/DC 전력 소비)을 감소시킬 수 있다. 한편, 일부 기술들은 전력 소비를 감소시킬 수 있지만 도입되는 잡음을 증가시킬 수 있고, 이는 송신되는 스퓨리어스 방출들을 증가시킬 수 있다.
본 명세서에 개시된 소정 실시예들의 개요가 아래에 제시된다. 이러한 양태들은 단지 이러한 소정 실시예들의 간단한 개요를 독자에게 제공하기 위해 제시되며, 이들 양태는 본 개시 내용의 범위를 제한하도록 의도되지 않음이 이해되어야 한다. 사실상, 본 개시 내용은 아래에 제시되지 않을 수 있는 다양한 양태를 포함할 수 있다.
본 개시 내용은 일반적으로 라디오 주파수 시스템에서 사용되는 개선된 전력 증폭 컴포넌트에 관한 것이다. 일반적으로, 전력 증폭기 컴포넌트는 입력 아날로그 전기 신호를 수신하고, 증폭된 아날로그 전기 신호를 출력하며, 그 다음, 증폭된 아날로그 전기 신호는 다른 전자 디바이스 및/또는 네트워크에 무선으로 송신될 수 있다.
본 개시 내용은 감소된 전력 소비로 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성할 수 있어서, 상당한 잡음을 도입함이 없이 효율을 개선하고, 그에 따라 송신되는 스퓨리어스 방출을 감소시키는 증폭기 컴포넌트를 설명한다. 일부 실시예들에서, 증폭기 컴포넌트는 엔벨로프 전압 신호, 입력 아날로그 전기 신호 및 증폭기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 증폭기 컴포넌트는 엔벨로프 전압 신호를 수신하고 엔벨로프 전압으로 전력을 가변 전압 공급 레일에 출력하는 엔벨로프 전압 증폭기를 포함할 수 있다.
추가적으로, 증폭기 컴포넌트는 각각 입력 아날로그 전기 신호 및 증폭기 제어 신호의 1 비트를 수신하는 복수의 증폭기 유닛들을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 각각의 증폭기 유닛은 입력 아날로그 전기 신호 및 증폭기 제어 신호의 비트를 수신하는 논리 게이트(예를 들어, AND 게이트 또는 NAND 게이트), 논리 게이트로부터의 출력을 수신하는 드라이버(예를 들어, 버퍼), 드라이버로부터의 출력 및 가변 전압 공급 레일로부터의 전기 전력 출력을 수신하는 스위칭 전력 증폭기를 포함할 수 있다.
동작 시에, 증폭된 아날로그 전기 신호의 크기(예를 들어, 진폭)는 엔벨로프 전압 신호 및 증폭기 제어 신호를 통해 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 증폭기 제어 신호는 원하는 출력 전력에 기초하여 복수의 증폭기 유닛들 각각을 인에이블 또는 디스에이블할 수 있다. 그 다음, 각각의 인에이블된 증폭기 유닛은 엔벨로프 전압 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 입력 아날로그 전기 신호를 증폭할 수 있다. 보다 구체적으로, 인에이블된 증폭기 유닛에서, 스위칭 전력 증폭기는 입력 아날로그 전기 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 가변 전압 공급 레일 또는 접지에 출력을 연결함으로써 출력 아날로그 전기 신호를 생성할 수 있다.
즉, 출력 전력은 적어도 부분적으로, 가변 전압 공급 레일을 통해 인에이블된 증폭기 유닛들에 공급되는 엔벨로프 전압뿐만 아니라 인에이블된 증폭기 유닛들의 수를 조절함으로써 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 인에이블된 증폭기 유닛들의 수를 조절함으로써, 특히 낮은 출력 전력들에서 증폭기 컴포넌트의 전력 소비가 감소될 수 있다. 또한, 증폭기 유닛들은 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성하기 전에 인에이블/디스에이블될 수 있기 때문에, 임의의 결과적인 잡음 또는 과도 신호는 증폭된 아날로그 전기 신호에 상당한 영향을 미치지 않을 것이다.
본 개시 내용의 다양한 양태는 다음의 상세한 설명을 읽을 때 그리고 도면들을 참조할 때 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 라디오 주파수 시스템을 갖는 전자 디바이스의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 전자 디바이스의 예이다.
도 3은 일 실시예에 따른 도 1의 전자 디바이스의 예이다.
도 4는 일 실시예에 따른 도 1의 전자 디바이스의 예이다.
도 5는 일 실시예에 따른 도 1의 라디오 주파수 시스템의 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 도 5의 라디오 주파수 시스템에서 사용되는 증폭기 컴포넌트의 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 도 6의 증폭기 컴포넌트의 출력 전력을 제어하기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 도 6의 증폭기 컴포넌트에서 인에이블 또는 디스에이블되는 증폭기 유닛들의 수를 조절하기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 도 6의 증폭기 컴포넌트의 출력 전력에 대한 전력 소비의 플롯이다.
도 10은 일 실시예에 따른 도 6의 증폭기 컴포넌트의 출력 전력에 대한 효율의 플롯이다.
도 11은 일 실시예에 따른, 도 6의 증폭기 컴포넌트를 조립하기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
본 개시 내용의 하나 이상의 특정 실시예가 하기에 설명될 것이다. 설명되는 이들 실시예는 현재 개시된 기술들의 예들일 뿐이다. 추가적으로, 이들 실시예의 간결한 설명을 제공하려는 노력으로, 실제 구현의 모든 특징부들이 본 명세서에 설명되지는 않을 수 있다. 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이 임의의 그러한 실제 구현의 개발에 있어서, 구현마다 다를 수 있는 시스템 관련 및 사업 관련 제약들의 준수와 같은, 개발자의 특정 목표들을 실현하기 위해 많은 구현-특정 결정들이 이루어져야 함이 이해되어야 한다. 더욱이, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간이 걸리는 것일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시 내용의 이익을 갖는 당업자에게는 설계, 제조 및 제작의 일상적인 과제일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 개시 내용의 다양한 실시예들의 요소들을 소개할 때, 단수 형태("a", "an", 및 "the")는 하나 이상의 요소가 있음을 의미하도록 의도된다. 용어 "포함하는(comprising, including)", 및 "갖는(having)"은 포괄적인 것이고 열거된 요소들 이외의 추가 요소들이 있을 수 있음을 의미하도록 의도된다. 추가적으로, 본 개시 내용의 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 언급은 언급된 특징부들을 또한 포함하는 추가 실시예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않음이 이해되어야 한다.
전술된 바와 같이, 전자 디바이스는 다른 전자 디바이스 및/또는 네트워크와 데이터를 무선으로 통신하는 것을 용이하게 하기 위해 라디오 주파수 시스템을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 라디오 주파수 시스템은 전파들을 변조하여 전자 디바이스가 개인 영역 네트워크(예를 들어, 블루투스 네트워크), 로컬 영역 네트워크(예를 들어, 802.11x Wi-Fi 네트워크) 및/또는 광역 네트워크(예를 들어, 4G 또는 LTE 셀룰러 네트워크)를 통해 통신하게 할 수 있다. 즉, 라디오 주파수 시스템들은 데이터의 통신을 용이하게 하기 위해 다양한 무선 통신 프로토콜들을 활용할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 라디오 주파수 시스템들은 일반적으로, 사용되는 무선 통신 프로토콜과 무관하게 동작면에서 유사할 수 있다. 예를 들어, 데이터를 송신하기 위해, 프로세싱 회로는 디지털 전기 신호로서의 데이터의 디지털 표현을 생성할 수 있고, 그 다음, 트랜시버(예를 들어, 송신기 및/또는 수신기)는 디지털 전기 신호를 하나 이상의 아날로그 전기 신호들로 변환할 수 있다. 다양한 팩터들(예를 들어, 무선 통신 프로토콜, 전력 소비, 거리 등)에 기초하여, 아날로그 전기 신호들은 상이한 출력 전력들로 무선으로 송신될 수 있다. 출력 전력을 제어하는 것을 용이하게 하기 위해, 라디오 주파수 시스템은, 아날로그 전기 신호들을 수신하고 안테나를 통한 송신을 위해 원하는 출력 전력으로 증폭된 아날로그 전기 신호들을 출력하는 증폭기 컴포넌트를 포함할 수 있다.
증폭된 아날로그 전기 신호들을 원하는 출력 전력으로 생성하기 위해 다양한 기술들이 활용될 수 있다. 일부 기술들은 입력 아날로그 전기 신호에 기초하여 공급 전압 레일 또는 접지 중 어느 하나에 출력을 연결함으로써 증폭된 아날로그 전기 신호들을 생성하기 위한 하나 이상의 스위칭 전력 증폭기들을 포함한다. 예를 들어, 입력 아날로그 전기 신호가 로우(예를 들어, 0 볼트)인 경우, 스위칭 전력 증폭기는 출력을 접지에 연결할 수 있다. 한편, 입력 신호가 하이(예를 들어, 포지티브 전압)인 경우, 스위칭 증폭기는 출력을 공급 전압 공급 레일에 연결할 수 있다.
인식될 수 있는 바와 같이, 원하는 출력 전력은 라디오 주파수 시스템의 동작 과정에 걸쳐 변경될 수 있다. 출력 전력 조절을 용이하게 하기 위해, 증폭기 컴포넌트는 증폭된 아날로그 전기 신호의 크기(예를 들어, 진폭)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 아날로그 접근법에서, 드라이버는 입력 아날로그 전기 신호를 구동 전압(예를 들어, 스위칭 전력 증폭기를 구동시키기에 충분한 전압)으로 증폭시킬 수 있고, 스위칭 전력 증폭기는 출력을 가변 전압 공급 전압 레일 또는 접지 중 어느 하나에 선택적으로 커플링시킬 수 있다. 따라서, 증폭된 아날로그 전기 신호의 진폭은 가변 전압 공급 레일 상의 전압을 조절함으로써 제어될 수 있다. 한편, 디지털 접근법에서, 인에이블된 스위칭 전력 증폭기들이 출력을 고정 전압 공급 레일 또는 접지 중 어느 하나에 선택적으로 커플링하도록, 복수의 스위칭 전력 증폭기들은 연속적으로(예를 들어, 수 나노초마다) 인에이블 또는 디스에이블될 수 있다. 따라서, 증폭된 아날로그 전기 신호의 진폭은 각각의 인스턴트에 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성하기 위해 사용되는 스위칭 전력 증폭기들의 수를 조절함으로써 제어될 수 있다.
그러나, 다양한 기술들 중 일부는 적어도, 라디오 주파수 시스템으로부터 송신된 스퓨리어스 방출들의 양과 라디오 주파수 시스템의 효율(예를 들어, 출력 전력/DC 전력 소비) 사이의 트레이드오프를 초래할 수 있다. 예를 들어, 디지털 접근법에서, 스위칭 전력 증폭기들을 연속적으로 인에이블 및 디스에이블시키는 것은 증폭된 아날로그 전기 신호에 잡음을 도입시킬 수 있고, 이는 라디오 주파수 시스템으로부터 송신되는 스퓨리어스 방출들을 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 디지털 접근법에서는 원하는 정확도를 달성하기 위해 많은 수의 스위칭 전력 증폭기들이 사용될 수 있다. 또한 아날로그 접근법에서는, 스위칭 PA의 모든 단위 셀들이 액티브이고, 드라이버는 원하는 출력 전력과 무관하게 구동 전압으로 증폭할 수 있고, 이는 특히 낮은 출력 전력들에서 라디오 주파수 시스템의 효율을 감소시킬 수 있다.
따라서, 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 본 개시 내용은 잡음 및 스퓨리어스 방출을 상당히 증가시키지 않으면서 감소된 전력 소비를 가능하게 할 수 있는, 라디오 주파수 시스템을 위한 개선된 증폭기 컴포넌트를 제공한다. 일부 실시예들에서, 증폭기 컴포넌트는 각각 논리 게이트(예를 들어, AND 게이트 또는 NAND 게이트), 논리 게이트의 출력에 커플링된 드라이버(예를 들어, 버퍼), 및 드라이버의 출력에 커플링된 스위칭 전력 증폭기를 포함하는 복수의 증폭기 유닛들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 논리 게이트는 입력 아날로그 전기 신호 및 증폭기 제어 신호의 비트를 수신할 수 있고, 스위칭 전력 증폭기는 엔벨로프 전압 신호에 기초한 전압을 갖는 가변 전압 공급 레일 및 접지에 전기적으로 커플링될 수 있다.
따라서, 동작 시에, 증폭기 컴포넌트는 엔벨로프 전압 신호 및 증폭기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 입력 아날로그 전기 신호를 증폭함으로써 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 인에이블된 증폭기 유닛들의 수는 라디오 주파수 시스템의 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 증폭기 제어 신호에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 최대 출력 전력이 요구되는 경우, 증폭기 제어 신호는 증폭기 유닛들 각각을 인에이블할 수 있다. 그러나, 원하는 출력 전력이 감소함에 따라, 증폭기 제어 신호는 증폭기 유닛들 중 하나 이상을 디스에이블할 수 있다. 즉, 특히 낮은 출력 전력들에서 증폭기 유닛들 및 이들과 연관된 드라이버들을 디스에이블시킴으로써 전력 소비가 감소될 수 있다. 또한, 증폭기 유닛들은 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성하기 전에 인에이블/디스에이블될 수 있기 때문에, 임의의 결과적인 잡음 및 과도 상태는 증폭된 아날로그 전기 신호에 상당한 영향을 미치지 않을 것이다.
추가적으로, 각각의 인에이블된 증폭기 유닛에서, 드라이버 및 스위칭 전력 증폭기는 출력을 가변 전압(예를 들어, Venv) 공급 레일 또는 접지에 연결함으로써 입력 아날로그 전기 신호를 증폭시킬 수 있다. 예를 들어, 입력 아날로그 전기 신호가 하이(예를 들어, 포지티브 전압)인 경우, 스위칭 전력 증폭기는 출력을 가변 전압 공급 레일에 연결할 수 있다. 한편, 입력 아날로그 전기 신호가 로우(예를 들어, 0 볼트)인 경우, 스위칭 전력 증폭기는 출력을 접지에 연결할 수 있다. 따라서, 가변 전압 공급 레일 상의 전압을 조절함으로써, 인에이블된 증폭기 유닛들의 각각의 구성은 출력 전력의 범위에 걸쳐 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성할 수 있고, 그에 따라 증폭기 유닛들을 인에이블 및/또는 디스에이블시키는 빈도를 추가로 감소시킬 수 있다.
이러한 방식으로, 증폭기 컴포넌트의 동작은 원하는 출력 전력에 기초하여 제어될 수 있고, 그에 따라, 상당한 잡음 및 스퓨리어스 방출을 도입시키지 않고 라디오 주파수 시스템의 효율을 개선할 수 있다. 예시를 돕기 위해, 라디오 주파수 시스템(12)을 활용할 수 있는 전자 디바이스(10)가 도 1에서 설명된다. 아래에서 더욱 상세히 설명될 바와 같이, 전자 디바이스(10)는, 핸드헬드(handheld) 컴퓨팅 디바이스, 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 노트북 컴퓨터 등과 같이, 임의의 적절한 전자 디바이스일 수 있다.
따라서, 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 라디오 주파수 시스템(12), 입력 구조물들(14), 메모리(16), 하나 이상의 프로세서(들)(18), 하나 이상의 저장 디바이스들(20), 전원(22), 입력/출력 포트들(24) 및 전자 디스플레이(26)를 포함한다. 도 1에 설명된 다양한 컴포넌트들은 하드웨어 요소들(회로 포함), 소프트웨어 요소들(비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장된 컴퓨터 코드 포함), 또는 하드웨어와 소프트웨어 요소들 둘 모두의 조합을 포함할 수 있다. 도 1은 단지 특정 구현의 하나의 예이고 전자 디바이스(10)에 존재할 수 있는 컴포넌트들의 타입들을 예시하도록 의도되는 것임을 주의해야 한다. 추가적으로, 다양한 설명된 컴포넌트들은 보다 소수의 컴포넌트들에 통합될 수 있거나 추가의 컴포넌트들로 분리될 수 있음을 주의해야 한다. 예를 들어, 메모리(16) 및 저장 디바이스(20)는 단일 컴포넌트에 포함될 수 있다.
도시된 바와 같이, 프로세서(18)는 메모리(16) 및 저장 디바이스(20)에 동작가능하게 커플링된다. 보다 구체적으로, 프로세서(18)는 메모리(16) 및/또는 저장 디바이스(20)에 저장된 명령어를 실행하여, 다른 디바이스와 통신하도록 라디오 주파수 시스템(12)에 명령하는 것과 같은 전자 디바이스(10)에서의 동작들을 수행할 수 있다. 따라서, 프로세서(18)는 하나 이상의 범용 마이크로프로세서들, 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuit)들, 하나 이상의 FPGA(field programmable logic array)들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 추가적으로, 메모리(16) 및/또는 저장 디바이스(20)는 프로세서(18)에 의해 실행가능한 명령어들 및 프로세서(18)에 의해 프로세싱될 데이터를 저장하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리(16)는 RAM(random access memory)을 포함할 수 있고 저장 디바이스(20)는 ROM(read only memory), 재기록가능한 플래시 메모리, 하드 드라이브들, 광학 디스크들 등을 포함할 수 있다.
추가적으로, 도시된 바와 같이, 프로세서(18)는, 전자 디바이스(10)의 다양한 컴포넌트들에 전력을 제공하는 전원(22)에 동작가능하게 커플링된다. 예를 들어, 전원(22)은 라디오 주파수 시스템(12)에 직류(DC) 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 전원(22)은 재충전가능한 리튬 폴리머(Li-poly) 배터리 및/또는 교류(AC) 전력 변환기와 같은 임의의 적절한 에너지원을 포함할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 프로세서(18)는 전자 디바이스(10)가 다양한 다른 전자 디바이스들과 인터페이싱하게 할 수 있는 I/O 포트들(24), 및 사용자가 전자 디바이스(10)와 상호작용하게 할 수 있는 입력 구조물들(14)과 동작가능하게 커플링된다. 따라서, 입력 구조물들(14)은 버튼들, 키보드들, 마우스들, 트랙패드들 등을 포함할 수 있다. 추가적으로, 일부 실시예들에서, 전자 디스플레이(26)는 터치 감응 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
사용자 입력들을 가능하게 하는 것에 추가로, 전자 디스플레이(26)는 운영 시스템용 그래픽 사용자 인터페이스(GUI), 애플리케이션 인터페이스, 스틸 이미지 또는 비디오 컨텐츠와 같은 이미지 프레임들을 디스플레이할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이는 프로세서(18)에 동작가능하게 커플링된다. 따라서, 전자 디스플레이(26)에 의해 디스플레이되는 이미지 프레임들은 프로세서(18)로부터 수신된 디스플레이 이미지 데이터에 기초할 수 있다.
도시된 바와 같이, 프로세서(18)는 또한, 전자 디바이스(10)를 하나 이상의 다른 전자 디바이스들 및/또는 네트워크들에 통신가능하게 커플링시키는 것을 용이하게 할 수 있는 라디오 주파수 시스템(12)과 동작가능하게 커플링된다. 예를 들어, 라디오 주파수 시스템(12)은, 전자 디바이스(10)가 블루투스 네트워크와 같은 개인 영역 네트워크(personal area network; PAN), 802.11x 와이파이 네트워크와 같은 로컬 영역 네트워크(local area network; LAN), 및/또는 4G 또는 LTE 셀룰러 네트워크와 같은 광역 네트워크(wide area network; WAN)에 통신가능하게 커플링하게 할 수 있다. 인식될 수 있는 바와 같이, 라디오 주파수 시스템(12)은 다양한 통신 프로토콜들 및/또는 가변 출력 전력들(예를 들어, 송신된 아날로그 전기 신호들의 강도)을 사용한 통신을 가능하게 할 수 있다.
라디오 주파수 시스템(12)의 동작 원리들은 통신 프로토콜들(예를 들어, 블루투스, LTE, 802.11x Wi-Fi 등) 각각에 대해 유사할 수 있다. 보다 구체적으로, 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 라디오 주파수 시스템(12)은 송신되도록 의도되는 데이터를 포함하는 디지털 전자 신호를 트랜시버를 사용하여 아날로그 전기 신호로 변환할 수 있다. 그 다음, 라디오 주파수 시스템(12)은 증폭기 컴포넌트를 사용하여 아날로그 전기 신호를 원하는 출력으로 증폭시키고, 하나 이상의 안테나를 사용하여 증폭된 아날로그 신호를 출력할 수 있다. 즉, 본원에 설명된 기술들은 사용된 통신 프로토콜과 무관하게 임의의 적절한 방식으로 동작하는 임의의 적절한 라디오 주파수 시스템(12)에 적용가능할 수 있다.
전술된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 임의의 적절한 전자 디바이스일 수 있다. 예시를 돕기 위해, 휴대용 전화, 미디어 플레이어, 개인용 데이터 오거나이저, 핸드헬드 게임 플랫폼, 또는 그러한 디바이스들의 임의의 조합일 수 있는, 핸드헬드 디바이스(10A)의 일 예가 도 2에서 설명된다. 예를 들어, 핸드헬드 디바이스(10A)는 애플사(Apple Inc.)로부터 입수가능한 임의의 iPhone® 모델과 같은 스마트폰일 수 있다. 도시된 바와 같이, 핸드헬드 디바이스(10A)는 내부 컴포넌트들을 물리적 손상으로부터 보호할 수 있고 이들을 전자기 간섭으로부터 차폐할 수 있는 인클로저(28)를 포함한다. 인클로저(28)는, 도시된 실시예에서, 아이콘들의 어레이(32)를 갖는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(30)를 디스플레이하는 전자 디스플레이(26)를 둘러쌀 수 있다. 예시적인 방식으로, 아이콘(32)이 입력 구조물(14) 또는 전자 디스플레이(26)의 터치 감지 컴포넌트 중 어느 하나에 의해 선택되는 경우, 애플리케이션 프로그램이 시작할 수 있다.
추가적으로, 도시된 바와 같이, 입력 구조물들(14)은 인클로저(예를 들어, 하우징)(28)를 통해 개방될 수 있다. 전술한 바와 같이, 입력 구조물들(14)은 사용자가 핸드헬드 디바이스(10A)와 상호 작용하게 할 수 있다. 예를 들어, 입력 구조물들(14)은 핸드헬드 디바이스(10A)를 작동시키거나 정지시킬 수 있고, 사용자 인터페이스를 홈 스크린으로 네비게이트할 수 있고, 사용자 인터페이스를 사용자-설정 가능한 애플리케이션 스크린으로 네비게이트할 수 있고, 음성-인식 기능을 작동시킬 수 있고, 음량 조절을 제공할 수 있고, 진동 모드와 울림 모드 사이를 토글할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, I/O 포트들(24)은 인클로저(28)를 통해 개방된다. 일부 실시예들에서, I/O 포트들(24)은, 예를 들어, 외부 디바이스들에 연결하기 위한 오디오 잭을 포함할 수 있다. 추가적으로, 라디오 주파수 시스템(12)은 또한 인클로저(28) 내에 그리고 핸드헬드 디바이스(10A) 내부에 인클로징될 수 있다.
적절한 전자 디바이스(10)를 추가로 예시하기 위해, 애플사로부터 입수가능한 임의의 iPad® 모델과 같은 태블릿 디바이스(10B)가 도 3에 도시되어 있다. 추가적으로, 다른 실시예들에서, 전자 디바이스(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 애플사로부터 입수가능한 임의의 Macbook® 또는 iMac® 모델과 같은 컴퓨터(10C)의 형태를 취할 수 있다. 도시된 바와 같이, 태블릿 디바이스(10B) 및 컴퓨터(10C)는 또한 전자 디스플레이(26), 입력 구조물들(14), I/O 포트들(24) 및 인클로저(예를 들어, 하우징)(28)를 포함한다. 핸드헬드 디바이스(10A)와 유사하게, 라디오 주파수 시스템(12)은 또한 인클로저(28) 내에 그리고 태블릿 디바이스(10B) 및/또는 컴퓨터(10C) 내부에 인클로징될 수 있다.
전술된 바와 같이, 라디오 주파수 시스템(12)은 데이터를 무선으로 통신함으로써 다른 전자 디바이스들 및/또는 네트워크와의 통신을 용이하게 할 수 있다. 예시를 돕기 위해, 라디오 주파수 시스템(12)의 일부(34)가 도 5에서 설명된다. 도시된 바와 같이, 부분(34)은 디지털 신호 생성기(36), 트랜시버(38), 증폭기 컴포넌트(40), 하나 이상의 필터들(42), 안테나(44) 및 제어기(46)를 포함한다. 보다 구체적으로, 제어기(46)는 라디오 주파수 시스템(12)의 동작을 제어하는 것을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 프로세서들(48) 및 메모리(50)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(46)는 라디오 주파수 시스템(12)의 원하는 출력 전력에 기초하여 증폭기 제어 신호(예를 들어, Ctrl)를 통해 증폭기 유닛들을 인에이블 또는 디스에이블시키도록 증폭기 컴포넌트(40)에 명령할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 제어기 프로세서(48)는 프로세서(18) 및/또는 별도의 프로세싱 회로에 포함될 수 있으며, 메모리(50)는 메모리(16) 및/또는 별도의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 포함될 수 있다.
추가적으로, 디지털 신호 생성기(36)는 디지털 전기 신호를 출력함으로써, 전자 디바이스(10)로부터 송신되도록 의도되는 데이터의 디지털 표현을 생성할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 디지털 신호 생성기(36)는 프로세서(18) 및/또는 별개의 프로세싱 회로, 예를 들어, 라디오 주파수 시스템(12)의 기저대역 프로세서 또는 모뎀을 포함할 수 있다.
그 다음, 트랜시버(38)는 디지털 전기 신호를 수신하고 데이터의 아날로그 표현을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 트랜시버(38)는 라디오 주파수 시스템(12)의 원하는 출력 전력을 표시하기 위해 엔벨로프 전압(예를 들어, Venv)을, 그리고 디지털 전기 신호의 위상(예를 들어, 하이인지 또는 로우인지 여부 및 1과 0 사이에서 스위칭되는 빈도가 위상 정보의 함수인 것)을 표시하기 위해 아날로그 전기 신호들(예를 들어, Vin)을 출력함으로써, 아날로그 표현을 생성할 수 있다. 예를 들어, 원하는 출력이 최대 출력 전력(예를 들어, Pmax)인 경우, 트랜시버(38)는 최대 엔벨로프 전압(예를 들어, Vmax)을 출력할 수 있다. 추가적으로, 디지털 전기 신호가 하이(예를 들어, "1")인 경우, 트랜시버(38)는 포지티브 전압을 갖는 아날로그 전기 신호를 출력할 수 있고, 디지털 전기 신호가 로우(예를 들어, "0")인 경우, 트랜시버(38)는 0 전압으로 아날로그 전기 신호를 출력할 수 있고, 0과 1 사이에서 스위칭되는 빈도는 위상 정보의 함수이다.
아날로그 전기 신호의 출력 전력이 작을 수 있기 때문에, 증폭기 컴포넌트(40)는 아날로그 전기 신호를 수신하고, 증폭된 아날로그 전기 신호(예를 들어, Vout)를 출력함으로써 이를 증폭시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 증폭기 컴포넌트(40)는 증폭된 아날로그 전기 신호의 진폭을 변경하여, 라디오 주파수 시스템(12)의 출력 전력이 조절되게 할 수 있다. 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 증폭기 컴포넌트(40)는 트랜시버(38)로부터 수신된 엔벨로프 전압 신호 및 제어기(46)로부터 수신된 증폭기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 증폭된 아날로그 전기 신호의 진폭을 조절할 수 있다.
인식될 수 있는 바와 같이, 트랜시버(38) 및/또는 증폭기 컴포넌트(40)에 의해 스퓨리어스 또는 대역외 잡음과 같은 잡음이 도입될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 필터들(42)은 증폭된 아날로그 전기 신호로부터 도입된 잡음을 제거하고 필터링된 아날로그 전기 신호를 출력할 수 있다. 그 다음, 필터링된 아날로그 전기 신호는 변조된 전파들로서 안테나(44)를 통해 다른 전자 디바이스들 및/또는 네트워크에 무선으로 송신될 수 있다.
전술된 바와 같이, 증폭기 컴포넌트(40)는 증폭된 아날로그 전기 신호의 크기(예를 들어, 진폭) 및 그에 따른 라디오 주파수 시스템(12)의 출력 전력을 제어하는 것을 용이할 수 있다. 예시를 돕기 위해, 증폭기 컴포넌트(40)의 보다 상세한 도면이 도 6에서 설명된다. 도시된 실시예에서, 증폭기 컴포넌트(40)는 엔벨로프 전압 증폭기(52), 복수의 증폭기 유닛들(54) 및 매칭 컴포넌트들(56)을 포함한다. 보다 구체적으로, 도시된 실시예는 제1 증폭기 유닛(54A), 제2 증폭기 유닛(54B), 제3 증폭기 유닛(54C) 및 제4 증폭기 유닛(54D)을 포함한다. 도시된 실시예가 4 개의 증폭기 유닛들(54)을 포함하지만, 도시된 실시예는 제한적인 것으로 의도되지 않고, 다른 실시예들은 2 개 이상의 증폭기 유닛들(54)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 엔벨로프 전압 증폭기(52)는 트랜시버(38)로부터 엔벨로프 전압 신호(예를 들어, Venv)를 수신하는 연산 증폭기(58), 전원 레일(60), 트랜지스터(62) 및 커패시터(64)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 엔벨로프 전압 증폭기(52)는 네거티브 피드백 루프에 연결된다. 보다 구체적으로, 연산 증폭기(58)는 자신의 반전 단자에서 엔벨로프 전압 신호를, 그리고 비-반전 단자에서 엔벨로프 전압 증폭기(52)의 출력 전압(예를 들어, 출력(66)에서의 전압)을 수신할 수 있다. 따라서, 연산 증폭기(58)는 커패시터(64)에 의해 필터링된 출력 전압과 엔벨로프 전압 사이의 차이를 증폭시킬 수 있다.
추가적으로, 도시된 실시예에서, 트랜지스터(62)는 연산 증폭기(58)의 출력에 연결된 게이트, 전원 레일(60)에 연결된 소스 및 엔벨로프 전압 증폭기(52)의 출력(66)에 연결된 드레인을 갖는다. 보다 구체적으로, 전원(22)과 같은 전원은, 전원 레일(60)이 정적 전압을 갖도록 DC 전력을 전원 레일(60)에 공급할 수 있다. 따라서, 트랜지스터(62)는 출력 전압과 엔벨로프 전압 사이의 차이에 기초하여 출력(66)을 전원 레일(60)에 선택적으로 연결할 수 있다. 이러한 방식으로, 엔벨로프 전압 증폭기(52)는 엔벨로프 전압 신호에 기초하여 대략 엔벨로프 전압으로 전력을 가변 전압 공급 레일(67)에 출력할 수 있다.
도시된 바와 같이, 각각의 증폭기 유닛(54)은 논리 게이트(예를 들어, AND 게이트)(68), 드라이버(예를 들어, 버퍼)(70) 및 스위칭 전력 증폭기(72)를 포함한다. 보다 구체적으로, 논리 게이트(68)는 입력 아날로그 전기 신호(예를 들어, Vin) 및 증폭기 제어 신호의 1 비트(예를 들어, Ctrl)를 수신한다. 예를 들어, 제1 논리 게이트(68A)는 증폭기 제어 신호(예를 들어, Ctrl1)의 제1 비트를 수신할 수 있고, 제2 논리 게이트(68B)는 증폭기 제어 신호의 제2 비트(예를 들어, Ctrl2)를 수신할 수 있고, 제3 논리 게이트(68C)는 증폭기 제어 신호의 제3 비트(예를 들어, Ctrl3)를 수신할 수 있고, 제4 논리 게이트(68D)는 증폭기 제어 신호의 제4 비트(예를 들어, Ctrl4)를 수신할 수 있다.
이러한 방식으로, 증폭기 제어 신호는 증폭기 유닛들(54) 각각을 인에이블 또는 디스에이블할 수 있다. 보다 구체적으로, 논리 게이트(68)가 "0" 비트를 수신하면, 출력은 0 볼트로 유지되어, 증폭기 유닛(54)을 디스에이블시킨다. 한편, 논리 게이트(68)가 "1" 비트를 수신하는 경우, 논리 게이트(68)는 입력 아날로그 전기 신호(예를 들어, Vin)를 드라이버(70)에 전달하여, 증폭기 유닛(54)을 인에이블시킨다.
각각의 인에이블된 증폭기 유닛(54)에서, 드라이버(70)는 논리 게이트(68)로부터 입력 아날로그 전기 신호를 수신하고 구동 전압으로 크기를 증폭시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 스위칭 전력 증폭기(72)는 하나 이상의 트랜지스터들을 포함할 수 있기 때문에, 드라이버(70)는 트랜지스터들을 구동하기에 충분한 전압으로 입력 아날로그 신호를 증폭시킬 수 있다. 즉, 인에이블된 드라이버들(70)은 원하는 출력 전력과 무관하게 동일한 전력 소비를 가질 수 있으며, 이는 더 낮은 출력 전력들에서 효율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 증폭기 유닛들(54) 및 이들과 연관된 드라이버들(70)을 디스에이블시킴으로써, 증폭기 컴포넌트(40)에 의한 전력 소비가 감소될 수 있고, 그에 따라 더 낮은 출력 전력들로서 효율을 증가시킬 수 있다.
그 다음, 인에이블 스위칭 전력 증폭기(72)는 입력 아날로그 전기 신호에 기초하여 출력을 가변 전압 공급 레일(67) 또는 접지(74)에 선택적으로 연결함으로써 출력 아날로그 전기 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 입력 아날로그 전기 신호가 하이(예를 들어, 포지티브 전압)인 경우, 스위칭 전력 증폭기(72)는 출력을 가변 전압 공급 레일(67)에 연결할 수 있다. 한편, 입력 아날로그 전기 신호가 로우(예를 들어, 0 볼트)인 경우, 스위칭 전력 증폭기(72)는 출력을 접지(74)에 연결할 수 있다.
그 다음, 인에이블된 스위칭 전력 증폭기들(72) 각각으로부터의 출력 아날로그 전기 신호는 증폭된 아날로그 전기 신호(예를 들어, Vout)를 생성하기 위해 매칭 컴포넌트들(56)에 의해 결합되고 평활화될 수 있다. 도시된 실시예에서, 매칭 컴포넌트들(56)은 각각의 증폭기 유닛(54)과 직렬로 커플링된 하나의 커패시터(76)를 갖는 복수의 커패시터들(76) 및 복수의 커패시터들(76)과 직렬로 커플링된 인덕터(78)를 포함한다.
즉, 각각의 인에이블된 증폭기 유닛(54)의 크기(예를 들어, 진폭)는 가변 전압 공급 레일(67) 상의 전압에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 추가적으로, 증폭된 아날로그 전기 신호의 크기(예를 들어, 진폭)는 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 수에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 따라서, 라디오 주파수 시스템(12)은 엔벨로프 전압 신호 및 증폭기 제어 신호를 사용하여 증폭된 아날로그 전기 신호의 출력 전력을 제어할 수 있다.
예시를 돕기 위해, 원하는 출력 전력으로 아날로그 전기 신호를 송신하기 위한 프로세스(80)가 도 7에서 설명된다. 일반적으로, 프로세스(80)는 원하는 출력 전력을 결정하는 단계(프로세스 블록(82)), 증폭기 제어 신호를 생성하는 단계(프로세스 블록(84)), 엔벨로프 전압 신호를 생성하는 단계(프로세스 블록(86)), 아날로그 전기 신호를 송신하는 단계(프로세스 블록(88))를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세스(80)는 메모리(50) 및/또는 다른 적절한 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장되고 프로세서(48) 및/또는 다른 적절한 프로세싱 회로에 의해 실행가능한 명령어들을 사용하여 구현될 수 있다.
따라서, 라디오 주파수 시스템(12)은 아날로그 전기 신호를 송신하기 위해 원하는 출력 전력을 결정할 수 있다(프로세스 블록(82)). 일부 실시예들에서, 원하는 출력 전력은 통신되는 전자 디바이스 또는 네트워크에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 설정에서, 네트워크는 출력 전력을 증가시키거나 출력 전력을 감소시키도록 라디오 주파수 시스템(12)에 명령할 수 있다. 추가적으로, 개인 영역 네트워크 설정에서, 라디오 주파수 시스템(12)은 신뢰성이 손상될 때까지 출력 전력을 점진적으로 감소시키려 시도할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원하는 출력 전력은 메모리(50)에 저장될 수 있다. 따라서, 원하는 출력 전력을 결정하기 위해, 라디오 주파수 시스템(12)은 메모리(50)를 폴링할 수 있다.
원하는 출력 전력에 기초하여, 라디오 주파수 시스템(12)은 엔벨로프 전압 신호(프로세스 블록(86)) 및 증폭기 제어 신호(프로세스 블록(84))를 생성할 수 있다. 전술된 바와 같이, 증폭기 제어 신호는 인에이블 또는 디스에이블시키도록 각각의 증폭기 유닛(54)에 명령할 수 있다. 추가적으로, 엔벨로프 전압 신호는 엔벨로프 전압으로 출력 아날로그 전기 신호를 생성하도록 각각의 인에이블된 증폭기 유닛(54)에 명령할 수 있다. 실제로, 엔벨로프 전압 신호는 인에이블된 증폭기 유닛들(54)이 출력 전력들의 범위에 걸쳐 증폭된 아날로그 전기 신호들을 생성할 수 있도록 조절될 수 있다.
그러나, 전술된 바와 같이, 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 수를 감소시킴으로써 증폭기 컴포넌트(40)에 의한 전력 소비가 감소될 수 있다. 따라서, 증폭기 제어 신호는 먼저, 원하는 출력 전력을 달성할 수 있는 최소 수의 증폭기 유닛들(54)을 인에이블시키도록 결정될 수 있다.
예시를 돕기 위해, 인에이블할 증폭기 유닛들(54)의 수를 결정하기 위한 프로세스(90)의 예가 도 8에서 설명된다. 일반적으로, 프로세스(90)는 원하는 출력 전력이 최대 출력 전력(Pmax)보다 작거나 같다고 결정하는 단계(프로세스 블록(92)), 원하는 출력 전력이 제1 감소된 출력 전력보다 작은지 여부를 결정하는 단계(판정 블록(94)), 원하는 출력 전력이 제1 감소된 출력 전력보다 작지 않은 경우, 4 개의 증폭기 유닛들을 활용하는 단계(프로세스 블록(96)), 원하는 출력 전력이 제1 감소된 출력 전력보다 작은 경우, 원하는 출력 전력이 제2 감소된 출력 전력보다 작은지 여부를 결정하는 단계(판정 블록(98)), 원하는 출력 전력이 제2 감소된 출력 전력보다 작지 않은 경우, 3 개의 증폭기 유닛들을 활용하는 단계(프로세스 블록(100)), 출력 전력이 제2 감소된 출력 전력보다 작은 경우, 원하는 출력 전력이 제3 감소된 출력 전력보다 작은지 여부를 결정하는 단계(판정 블록(102)), 출력 전력이 제3 감소된 출력 전력보다 작지 않은 경우, 2 개의 증폭기 유닛들을 활용하는 단계(프로세스 블록(104)), 및 출력이 제3 감소된 출력 전력보다 작은 경우, 하나의 증폭기 유닛을 활용하는 단계(프로세스 블록(106))를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세스(90)는 메모리(50) 및/또는 다른 적절한 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장되고 프로세서(48) 및/또는 다른 적절한 프로세싱 회로에 의해 실행가능한 명령어들을 사용하여 구현될 수 있다.
따라서, 원하는 출력 전력이 제1 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 2.5dBm)과 최대 출력 전력(Pmax) 사이인 경우, 라디오 주파수 시스템(12)은 4 개의 증폭기 유닛들 모두(예를 들어, 54A 내지 54D)를 인에이블시키도록 증폭기 제어 신호를 생성할 수 있다(프로세스 블록(96)). 그 다음, 라디오 주파수 시스템(12)은 엔벨로프 전압 신호를 생성하여, 제1 출력 전력 범위(예를 들어, 제1 감소된 출력 전력과 최대 출력 전력 사이) 내에서 출력 전력을 생성하도록 증폭기 컴포넌트(40)에 명령할 수 있다. 보다 구체적으로, 엔벨로프 전압 신호는 원하는 출력 전력의 1/4로 아날로그 전기 신호를 출력하도록 인에이블된 증폭기 유닛(54) 각각에 명령할 수 있다. 이러한 방식으로, 출력 아날로그 전기 신호들이 매칭 컴포넌트들(56)에 의해 결합되는 경우, 증폭된 아날로그 전기 신호는 원하는 출력 전력을 가질 수 있다.
추가적으로, 원하는 출력 전력이 제2 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 6dBm)과 제1 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 2.5dBm) 사이인 경우, 라디오 주파수 시스템(12)은 4 개의 증폭기 유닛들 중 3 개(예를 들어, 54A 내지 54C)를 인에이블시키도록 증폭기 제어 신호를 생성할 수 있다(프로세스 블록(100)). 그 다음, 라디오 주파수 시스템(12)은 엔벨로프 전압 신호를 생성하여, 제2 출력 전력 범위(예를 들어, 제2 감소된 출력 전력과 제1 감소된 출력 전력 사이) 내에서 출력 전력을 생성하도록 증폭기 컴포넌트(40)에 명령할 수 있다. 보다 구체적으로, 엔벨로프 전압 신호는 원하는 출력 전력의 1/3로 아날로그 전기 신호를 출력하도록 인에이블된 증폭기 유닛(54) 각각에 명령할 수 있다. 이러한 방식으로, 출력 아날로그 전기 신호들이 매칭 컴포넌트들(56)에 의해 결합되는 경우, 증폭된 아날로그 전기 신호는 원하는 출력 전력을 가질 수 있다.
또한, 원하는 출력 전력이 제3 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 12dBm)과 제2 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 6dBm) 사이인 경우, 라디오 주파수 시스템(12)은 4 개의 증폭기 유닛들 중 2 개(예를 들어, 54A 내지 54B)를 인에이블시키도록 증폭기 제어 신호를 생성할 수 있다(프로세스 블록(104)). 그 다음, 라디오 주파수 시스템(12)은 엔벨로프 전압 신호를 생성하여, 제3 출력 전력 범위(예를 들어, 제3 감소된 출력 전력과 제2 감소된 출력 전력 사이) 내에서 출력 전력을 생성하도록 증폭기 컴포넌트(40)에 명령할 수 있다. 보다 구체적으로, 엔벨로프 전압 신호는 원하는 출력 전력의 1/2로 아날로그 전기 신호를 출력하도록 인에이블된 증폭기 유닛(54) 각각에 명령할 수 있다. 이러한 방식으로, 출력 아날로그 전기 신호들이 매칭 컴포넌트들(56)에 의해 결합되는 경우, 증폭된 아날로그 전기 신호는 원하는 출력 전력을 가질 수 있다.
마지막으로, 원하는 출력 전력이 제3 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 12dBm)보다 작은 경우, 라디오 주파수 시스템(12)은 4 개의 증폭기 유닛들 중 하나(예를 들어, 54A)를 인에이블시키도록 증폭기 제어 신호를 생성할 수 있다(프로세스 블록(106)). 그 다음, 라디오 주파수 시스템(12)은 엔벨로프 전압 신호를 생성하여, 제4 출력 전력 범위(예를 들어, 제3 감소된 출력 전력보다 작은 출력 전력들) 내에서 생성하도록 증폭기 컴포넌트(40)에 명령할 수 있다. 보다 구체적으로, 엔벨로프 전압 신호는 원하는 출력 전력으로 아날로그 전기 신호를 출력하도록 인에이블된 증폭기 유닛(54)에 명령할 수 있다.
그 다음, 도 7로 되돌아가서, 증폭된 아날로그 전기 신호는 원하는 출력 전력으로 송신될 수 있다(프로세스 블록(88)). 실제로, 전술된 바와 같이, 증폭기 컴포넌트(40)는 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 수를 감소시킴으로써 원하는 출력 전력이 감소함에 따라 감소된 전력 소비를 가능하게 할 수 있다. 예시를 돕기 위해, 상이한 수의 인에이블된 증폭기 유닛들(54)을 갖는 증폭기 컴포넌트(40)의 전력 소비의 플롯이 도 9에서 설명된다. 보다 구체적으로, 도 9는 4 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우의 DC 전력 소비를 설명하는 제1 전력 소비 곡선(108), 3 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우의 DC 전력 소비를 설명하는 제2 전력 소비 곡선(110), 2 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우의 DC 전력 소비를 설명하는 제3 전력 소비 곡선(112), 및 하나의 증폭기 컴포넌트가 인에이블되는 경우의 DC 전력 소비를 설명하는 제4 전력 소비 곡선(114)을 설명한다.
도시된 바와 같이, 증폭기 컴포넌트(40)는 4 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우 최대 출력 전력까지의 출력 전력들, 3 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우 제1 감소된 출력 전력까지 출력 전력들, 2 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우 제2 감소된 출력 전력까지의 출력 전력들, 및 하나의 증폭기 유닛(54)이 인에이블되는 경우 제3 감소된 출력 전력까지 출력 전력들을 달성할 수 있다. 즉, 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 각각의 구성은 일 범위의 출력 전력들을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 전술된 바와 같이, 가변 전압 공급 레일(67) 상의 전압은 일 범위의 출력 전력들을 가능하게 하기 위해 엔벨로프 전압 신호에 의해 조절될 수 있다.
그러나, 제1 전력 소비 곡선(108) 및 제2 전력 소비에 의해 설명된 바와 같이, 원하는 출력 전력이 제1 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 2.5dBm)보다 작은 경우 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 수를 3으로 감소시킴으로써 증폭기 컴포넌트(40)에 의한 전력 소비가 감소될 수 있다. 추가적으로, 제2 전력 소비 곡선(110) 및 제3 전력 소비 곡선(112)에 의해 설명된 바와 같이, 원하는 출력 전력이 제2 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 6dBm)보다 작은 경우 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 수를 2로 감소시킴으로써 증폭기 컴포넌트(40)에 의한 전력 소비가 다시 감소될 수 있다. 또한, 제3 전력 소비 곡선(112) 및 제4 전력 소비 곡선(114)에 의해 설명된 바와 같이, 원하는 출력 전력이 제3 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 12dBm)보다 작은 경우 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 수를 1로 감소시킴으로써 증폭기 컴포넌트(40)에 의한 전력 소비가 다시 감소될 수 있다.
또한, 증폭기 컴포넌트(40)의 전력 소비가 감소될 수 있기 때문에, 라디오 주파수 시스템(12)의 효율(예를 들어, 출력 전력/DC 전력 소비)이 증가될 수 있다. 예시를 돕기 위해, 도 10은 4 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우의 효율을 설명하는 제1 효율 곡선(116), 3 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우의 효율을 설명하는 제2 효율 곡선(118), 2 개의 증폭기 유닛들(54)이 인에이블되는 경우의 효율을 설명하는 제3 효율 곡선(120) 및 하나의 증폭기 컴포넌트(40)가 인에이블되는 경우의 DC 효율을 설명하는 제4 효율 곡선(122)을 도시한다.
제4 효율 곡선(122)에 의해 설명된 바와 같이, 라디오 주파수 시스템(12)의 효율은 제3 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 12dBm)보다 작은 출력 전력들을 생성하기 위해 하나의 증폭기 컴포넌트(40)를 활용하는 경우 가장 높다. 추가적으로, 제3 효율 곡선(120)에 의해 설명된 바와 같이, 라디오 주파수 시스템(12)의 효율은 제3 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 12dBm) 내지 제2 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 6dBm)의 출력 전력들을 생성하기 위해 2 개의 증폭기 컴포넌트들(54)을 활용하는 경우 가장 높다. 또한, 제2 효율 곡선(118)에 의해 설명된 바와 같이, 라디오 주파수 시스템(12)의 효율은 제2 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 6dBm) 내지 제1 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 2.5dBm)의 출력 전력들을 생성하기 위해 3 개의 증폭기 컴포넌트들(54)을 활용하는 경우 가장 높다. 그리고 마지막으로, 제1 효율 곡선(116)에 의해 설명된 바와 같이, 라디오 주파수 시스템(12)의 효율은 제1 감소된 출력 전력(예를 들어, Pmax - 2.5dBm) 내지 최대 감소된 출력 전력(Pmax)의 출력 전력들을 생성하기 위해 4 개의 증폭기 컴포넌트들(54)을 활용하는 경우 가장 높다.
따라서, 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 수를 감소시키는 것은 스위칭 PA의 더 적은 유닛 셀들 및 또한 인에이블된 더 적은 드라이버들(70)로 인해 감소된 전력 소비 및 개선된 효율을 가능하게 할 수 있다. 보다 구체적으로, 전술된 바와 같이, 인에이블된 드라이버(70)는 원하는 출력 전력과 무관하게 입력 아날로그 전기 신호를 구동 전압으로 계속 증폭시킨다. 따라서, 원하는 출력 전력을 달성하기 위해 최소의 수의 증폭기 유닛들(54)을 인에이블시키는 것은 전력 소비를 감소시키고 효율을 개선하는 것을 용이하게 할 수 있다.
그 다음, 인에이블된 증폭기 유닛들(54)의 수에 기초하여, 라디오 주파수 시스템(12)은 증폭된 아날로그 전기 신호를 원하는 출력 전력으로 생성하도록 인에이블된 증폭기 유닛들(54)에 명령하기 위해 엔벨로프 전압 신호를 생성할 수 있다. 실제로, 인에이블된 증폭기 유닛(54)의 각각의 구성이 일 범위의 출력 전력들을 생성할 수 있기 때문에, 증폭기 유닛들(54)을 인에이블/디스에이블시키는 빈도가 감소될 수 있고, 그에 따라 추가적인 잡음 또는 스퍼스를 도입시킬 가능성을 감소시킨다. 또한, 원하는 출력 전력은 일반적으로 송신들 사이에서 조절되기 때문에, 증폭기 유닛들(54)을 인에이블/디스에이블시키는 것으로 인한 추가적인 잡음 및 스퍼스를 도입시킬 가능성이 추가로 감소된다.
즉, 본원에 설명된 기술들은 아날로그 전기 신호를 송신하는 경우 스퓨리어스 방출들을 도입시킬 가능성을 상당히 증가시키지 않으면서 감소된 전력 소비 및 개선된 효율을 가능하게 하는 증폭기 컴포넌트(40)를 제공한다. 보다 구체적으로, 전술된 바와 같이, 이는 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 인에이블/디스에이블될 수 있는 2 개 이상의 증폭기 유닛들(54)을 포함하는 증폭기 컴포넌트(40)에 의해 달성될 수 있다.
이러한 증폭기 컴포넌트(40)를 제조하기 위한 프로세스(124)의 일 실시예가 도 11에서 설명된다. 일반적으로, 프로세스(124)는 제1 증폭기 유닛을 형성하는 단계(프로세스 블록(126)), 제2 증폭기 유닛을 형성하는 단계(프로세스 블록(128)), 및 제1 증폭기 유닛 및 제2 증폭기 유닛의 출력을 전기적으로 커플링시키는 단계(프로세스 블록(130))를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세스(124)는 적절한 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장되고 적절한 프로세싱 회로에 의해 실행가능한 명령어들을 사용하여 제조자에 의해 수행될 수 있다.
따라서, 제조자는 제1 증폭기 유닛(54)(예를 들어, 54A)을 형성할 수 있다(프로세스 블록(128)). 보다 구체적으로, 제1 증폭기 유닛(54)을 형성하는 단계는 제1 논리 게이트를 형성하는 단계(프로세스 블록(134)), 제1 드라이버를 형성하는 단계(프로세스 블록(136)) 및 제1 스위칭 전력 증폭기를 형성하는 단계(프로세스 블록(138))를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 논리 게이트(68)(예를 들어, 68A)는 트랜시버(38)로부터의 입력 아날로그 전기 신호(예를 들어, Vin) 및 제어기(46)로부터의 증폭기 제어 신호의 비트(예를 들어, Ctrtl1)를 수신할 수 있도록 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 논리 게이트(68)는 0 볼트 아날로그 전기 신호를 출력함으로써 증폭기 제어 신호 비트가 "0"인 경우 제1 증폭기 유닛(54)을 디스에이블시킬 수 있다.
또한, 제1 드라이버(70)(예를 들어, 70A)는 제1 논리 게이트(68)의 출력에 전기적으로 커플링되도록 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 증폭기 유닛(54)이 인에이블되는 경우 제1 드라이버(70)는 입력 아날로그 전기 신호를 구동 전압으로 증폭시킬 수 있다. 또한, 제1 스위칭 전력 증폭기(72)(예를 들어, 72A)는 제1 드라이버(70)의 출력에 전기적으로 커플링되고 가변 전압 공급 레일(67) 및 접지(74)에 전기적으로 커플링될 수 있도록 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 스위칭 전력 증폭기(72)는 자신의 출력을 가변 전압 공급 레일(67) 또는 접지(74) 중 어느 하나에 선택적으로 연결하여 아날로그 전기 신호를 엔벨로프 전압으로 출력할 수 있다.
유사하게, 제조자는 제2 증폭기 유닛(54)(예를 들어, 54B)을 형성할 수 있다(프로세스 블록(130)). 보다 구체적으로, 제2 증폭기 유닛(54)을 형성하는 단계는 제2 논리 게이트를 형성하는 단계(프로세스 블록(140)), 제2 드라이버를 형성하는 단계(프로세스 블록(142)) 및 제2 스위칭 전력 증폭기를 형성하는 단계(프로세스 블록(144))를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 논리 게이트(68)(예를 들어, 68B)는 트랜시버(38)로부터의 입력 아날로그 전기 신호(예를 들어, Vin) 및 제어기(46)로부터의 증폭기 제어 신호의 비트(예를 들어, Ctrtl2)를 수신할 수 있도록 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 논리 게이트(68)는 0 볼트 아날로그 전기 신호를 출력함으로써 증폭기 제어 신호 비트가 "0"인 경우 제2 증폭기 유닛(54)을 디스에이블시킬 수 있다.
또한, 제2 드라이버(70)(예를 들어, 70B)는 제2 논리 게이트(68)의 출력에 전기적으로 커플링되도록 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 증폭기 유닛(54)이 인에이블되는 경우 제2 드라이버(70)는 입력 아날로그 전기 신호를 구동 전압으로 증폭시킬 수 있다. 또한, 제2 스위칭 전력 증폭기(72)(예를 들어, 72B)는 제2 드라이버(70)의 출력에 전기적으로 커플링되고 가변 전압 공급 레일(67) 및 접지(74)에 전기적으로 커플링될 수 있도록 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 스위칭 전력 증폭기(72)는 자신의 출력을 가변 전압 공급 레일(67) 또는 접지(74) 중 어느 하나에 선택적으로 연결하여 아날로그 전기 신호를 엔벨로프 전압으로 출력할 수 있다.
그 다음, 제조자는 제1 증폭기 유닛(54) 및 제2 증폭기 유닛(54)의 출력을 전기적으로 커플링시킬 수 있다(프로세스 블록(132)). 일부 실시예들에서, 출력들은 복수의 커패시터들(76) 및 인덕터(78)와 같은 매칭 컴포넌트들(56)을 통해 전기적으로 커플링될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 증폭기 유닛(54) 및 제2 증폭기 유닛(54)으로부터의 출력 아날로그 전기 신호는 결합되어 증폭된 아날로그 전기 신호를 원하는 출력 전력으로 생성할 수 있다.
프로세스(124)가 2 개의 증폭기 유닛들(54)에 대해 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 2 개보다 많은 증폭기 유닛들(54)을 갖는 증폭기 컴포넌트(40)를 제조하기 위해 유사한 프로세스가 사용될 수 있음을 인식해야 한다. 또한, 사용된 증폭기 유닛들(54)의 수는 크기 제약들, 설계 복잡도, 전력 감소의 중요성, 스퓨리어스 방출들에 대한 허용 오차 등과 같은 다양한 팩터들에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 증가된 수의 증폭기 유닛들(54)이 전력 소비를 추가로 감소시키기 위해 활용될 수 있다. 그러나, 증가된 수의 증폭기 유닛들(54)은 또한 인에이블/디스에이블의 빈도를 증가시키고, 크기를 증가시키고, 설계 복잡도를 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 개시 내용의 기술적 효과들은 라디오 주파수 시스템을 위한 개선된 증폭기 컴포넌트를 제공하는 것을 포함한다. 보다 구체적으로, 특히 낮은 출력 전력들에서, 증폭기 컴포넌트는 스퓨리어스 방출들을 상당히 증가시키지 않으면서 전력 소비를 감소시키고 효율을 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 증폭기 컴포넌트는 원하는 출력 전력에 기초하여 인에이블되거나 디스에이블될 수 있는 2 개 이상의 증폭기 유닛들을 포함할 수 있다. 따라서, 인에이블된 증폭기 유닛들의 수는 원하는 출력 전력이 감소함에 따라 감소될 수 있고, 그에 따라 전력 소비를 감소시키고 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 증폭기 유닛들은 일반적으로 송신들 사이에서 빈번하지 않게 인에이블/디스에이블되기 때문에, 스퓨리어스 방출들의 가능성은 상당히 증가되지 않는다.
전술된 특정 실시예들은 예로서 도시되었으며, 이들 실시예는 다양한 수정 및 대안적인 형태들을 받아들일 수 있다는 것으로 이해되어야 한다. 청구항들은 개시된 특정 형태들로 한정하기 위한 것이 아니라, 오히려 본 개시 내용의 기술적 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정들, 등가물들 및 대안들을 커버하기 위한 것으로 또한 이해되어야 한다.

Claims (30)

  1. 증폭된 아날로그 전기 신호를 무선으로 송신하도록 구성된 라디오 주파수 시스템으로서,
    제1 증폭기 유닛;
    제2 증폭기 유닛; 및
    엔벨로프 전압 증폭기를 포함하고,
    상기 제1 증폭기 유닛은,
    입력 아날로그 전기 신호의 위상 정보를 나타내는 위상 신호 및 증폭기 제어 신호의 제1 비트를 수신하도록 구성된 제1 논리 게이트 - 상기 입력 아날로그 전기 신호는 무선으로 송신될 데이터의 아날로그 표현이고, 상기 제1 비트는 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시킴 -;
    상기 제1 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우 상기 위상 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 출력 신호를 생성하도록 구성된 제1 스위칭 전력 증폭기; 및
    상기 제1 논리 게이트와 상기 제1 스위칭 전력 증폭기 사이에 전기적으로 커플링되는 제1 드라이버를 포함하고, 상기 제1 드라이버는 상기 제1 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우에만 상기 위상 신호를 상기 제1 스위칭 전력 증폭기의 제1 구동 전압으로 증폭시키도록 구성되며;
    상기 제2 증폭기 유닛은,
    상기 위상 신호 및 상기 증폭기 제어 신호의 제2 비트를 수신하도록 구성된 제2 논리 게이트 - 상기 제2 비트는 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제2 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시킴 -;
    상기 제2 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우 상기 위상 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제2 출력 신호를 생성하도록 구성된 제2 스위칭 전력 증폭기; 및
    상기 제2 논리 게이트와 상기 제2 스위칭 전력 증폭기 사이에 전기적으로 커플링되는 제2 드라이버를 포함하고, 상기 제2 드라이버는 상기 제2 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우에만 상기 위상 신호를 상기 제2 스위칭 전력 증폭기의 제2 구동 전압으로 증폭시키도록 구성되며;
    상기 엔벨로프 전압 증폭기는 가변 전압 공급 레일을 통해 상기 제1 스위칭 전력 증폭기 및 상기 제2 스위칭 전력 증폭기에 전기적으로 커플링되고, 상기 엔벨로프 전압 증폭기는,
    상기 입력 아날로그 전기 신호의 진폭 및 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된 엔벨로프 전압 신호를 수신하고;
    상기 엔벨로프 전압 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 전압 공급 레일에 전력을 출력하도록 구성되며;
    상기 제1 증폭기 유닛 및 상기 제2 증폭기 유닛은 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호가 상기 엔벨로프 전압 증폭기로부터 상기 가변 전압 공급 레일로의 전력 출력의 전압 및 상기 증폭기 제어 신호에 의해 인에이블되는 증폭기 유닛들의 수를 조정함으로써 제어될 수 있는 출력 전력을 갖는 상기 증폭된 아날로그 전기 신호로 결합되게 하도록 전기적으로 커플링되는, 라디오 주파수 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    제3 증폭기 유닛; 및
    제4 증폭기 유닛을 포함하고,
    상기 제3 증폭기 유닛은,
    상기 위상 신호 및 상기 증폭기 제어 신호의 제3 비트를 수신하도록 구성된 제3 논리 게이트 - 상기 제3 비트는 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제3 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시킴 -;
    상기 제3 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우 상기 위상 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제3 출력 신호를 생성하도록 구성된 제3 스위칭 전력 증폭기; 및
    상기 제3 논리 게이트와 상기 제3 스위칭 전력 증폭기 사이에 전기적으로 커플링되는 제3 드라이버를 포함하고, 상기 제3 드라이버는 상기 제3 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우에만 상기 위상 신호를 상기 제3 스위칭 전력 증폭기의 제3 구동 전압으로 증폭시키도록 구성되며;
    상기 제4 증폭기 유닛은,
    상기 위상 신호 및 상기 증폭기 제어 신호의 제4 비트를 수신하도록 구성된 제4 논리 게이트 - 상기 제4 비트는 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제4 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시킴 -;
    상기 제4 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우 상기 위상 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제4 출력 신호를 생성하도록 구성된 제4 스위칭 전력 증폭기; 및
    상기 제4 논리 게이트와 상기 제4 스위칭 전력 증폭기 사이에 전기적으로 커플링되는 제4 드라이버를 포함하고, 상기 제4 드라이버는 상기 제4 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우에만 상기 위상 신호를 상기 제4 스위칭 전력 증폭기의 제4 구동 전압으로 증폭시키도록 구성되며;
    상기 제1 증폭기 유닛, 상기 제2 증폭기 유닛, 상기 제3 증폭기 유닛 및 상기 제4 증폭기 유닛은 상기 제1 출력 신호, 상기 제2 출력 신호, 상기 제3 출력 신호 및 상기 제4 출력 신호가 상기 증폭된 아날로그 전기 신호로 결합되게 하도록 전기적으로 커플링되는, 라디오 주파수 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 논리 게이트는,
    상기 증폭기 제어 신호의 상기 제1 비트가 하이일 경우에 상기 위상 신호를 상기 제1 드라이버에 공급함으로써 상기 제1 증폭기 유닛을 인에이블시키고;
    상기 증폭기 제어 신호의 상기 제1 비트가 로우일 때 상기 제1 드라이버에 대한 상기 위상 신호의 공급을 차단함으로써 상기 제1 증폭기 유닛을 디스에이블시키도록 구성된 제1 AND 게이트를 포함하고,
    상기 제2 논리 게이트는,
    상기 증폭기 제어 신호의 상기 제2 비트가 하이일 경우에 상기 위상 신호를 상기 제2 드라이버에 공급함으로써 상기 제2 증폭기 유닛을 인에이블시키고;
    상기 증폭기 제어 신호의 상기 제2 비트가 로우일 때 상기 제2 드라이버에 대한 상기 위상 신호의 공급을 차단함으로써 상기 제2 증폭기 유닛을 디스에이블시키도록 구성된 제2 AND 게이트를 포함하는, 라디오 주파수 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 증폭기 유닛과 직렬로 커플링된 제1 커패시터;
    상기 제2 증폭기 유닛과 직렬로 커플링된 제2 커패시터; 및
    상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터가 병렬로 커플링되도록 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터와 직렬로 커플링된 인덕터를 포함하고,
    상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터 및 상기 인덕터는 상기 제1 출력 신호를 평활화하는 것에 의해, 상기 제2 출력 신호를 평활화하는 것에 의해, 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 결합하는 것에 의해 또는 이들의 임의 조합에 의해 상기 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성하도록 구성되는, 라디오 주파수 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가변 전압 공급 레일은 상기 엔벨로프 전압 증폭기로부터 출력된 상기 전력을 상기 제1 스위칭 전력 증폭기, 상기 제2 스위칭 전력 증폭기 또는 이들 양자에 공급하는 것을 용이하게 하기 위해 상기 엔벨로프 전압 증폭기, 상기 제1 스위칭 전력 증폭기 및 상기 제2 스위칭 전력 증폭기 사이에 전기적으로 커플링되는, 라디오 주파수 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 증폭기 유닛은 상기 위상 신호가 제1 상태일 경우에 상기 제1 스위칭 전력 증폭기의 제1 출력을 상기 가변 전압 공급 레일에 전기적으로 연결하고, 상기 위상 신호가 제2 상태일 경우에 상기 제1 출력을 접지에 전기적으로 연결함으로써 엔벨로프 전압에서 상기 제1 출력 신호를 생성하도록 구성되며;
    상기 제2 증폭기 유닛은 상기 위상 신호가 상기 제1 상태일 경우에 상기 제2 스위칭 전력 증폭기의 제2 출력을 상기 가변 전압 공급 레일에 전기적으로 연결하고, 상기 위상 신호가 상기 제2 상태일 경우에 상기 제2 출력을 접지에 전기적으로 연결함으로써 상기 제2 출력 신호를 생성하도록 구성되는, 라디오 주파수 시스템.
  7. 라디오 주파수 시스템의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 저장하는 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로서, 상기 명령어들은,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 상기 라디오 주파수 시스템으로부터 무선으로 송신될 증폭된 아날로그 전기 신호의 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 엔벨로프 신호를 결정하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 상기 엔벨로프 신호를 엔벨로프 전압 증폭기로 통신하여, 상기 엔벨로프 전압 증폭기로 하여금 상기 엔벨로프 신호에 적어도 부분적으로 기초하는 엔벨로프 전압을 가변 전압 공급 레일에 출력하는 것을 가능하게 하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 증폭기 제어 신호를 결정하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 상기 증폭기 제어 신호의 제1 비트를 상기 가변 전압 공급 레일에 각각 전기적으로 커플링된 복수의 증폭기 유닛 중 제1 증폭기 유닛으로 통신하고 - 상기 제1 비트는 상기 제1 증폭기 유닛 내의 제1 스위칭 전력 증폭기에 전기적으로 커플링된 제1 드라이버에 대한 위상 신호의 공급을 차단하도록 상기 제1 증폭기 유닛에 명령함으로써 상기 제1 증폭기 유닛을 디스에이블시키고, 상기 제1 비트는 상기 제1 드라이버로 하여금 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 생성을 용이하게 하도록 제1 출력을 상기 가변 전압 공급 레일에 선택적으로 커플링하기 위해 상기 제1 스위칭 전력 증폭기에 의해 사용되는 제1 구동 전압으로 상기 위상 신호를 증폭하는 것을 가능하게 하기 위해 상기 위상 신호를 상기 제1 드라이버에 공급하도록 상기 제1 증폭기 유닛에 명령함으로써 상기 제1 증폭기 유닛을 인에이블시킴 -;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 상기 증폭기 제어 신호의 제2 비트를 상기 복수의 증폭기 유닛 중 제2 증폭기 유닛으로 통신하고 - 상기 제2 비트는 상기 제2 증폭기 유닛 내의 제2 스위칭 전력 증폭기에 전기적으로 커플링된 제2 드라이버에 대한 상기 위상 신호의 공급을 차단하도록 상기 제2 증폭기 유닛에 명령함으로써 상기 제2 증폭기 유닛을 디스에이블시키고, 상기 제2 비트는 상기 제2 드라이버로 하여금 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 생성을 용이하게 하도록 제2 출력을 상기 가변 전압 공급 레일에 선택적으로 커플링하기 위해 상기 제2 스위칭 전력 증폭기에 의해 사용되는 제2 구동 전압으로 상기 위상 신호를 증폭하는 것을 가능하게 하기 위해 상기 위상 신호를 상기 제2 드라이버에 공급하도록 상기 제2 증폭기 유닛에 명령함으로써 상기 제2 증폭기 유닛을 인에이블시킴 -;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 상기 엔벨로프 전압 증폭기로부터의 엔벨로프 전압 출력 및 상기 증폭기 제어 신호에 의해 인에이블되는 상기 복수의 증폭기 유닛의 수를 조정함으로써 제어되는 출력 전력에서 상기 증폭된 아날로그 전기 신호를 송신하도록 상기 라디오 주파수 시스템에 명령하기 위한 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 상기 제1 증폭기 유닛 내의 AND 게이트에 상기 위상 신호를 공급하도록 상기 라디오 주파수 시스템에 명령하기 위한 명령어들을 포함하고,
    상기 위상 신호는 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 목표 위상을 나타내고;
    상기 증폭기 제어 신호의 상기 제1 비트를 상기 제1 증폭기 유닛으로 통신하기 위한 명령어들은 상기 AND 게이트로 하여금,
    상기 위상 신호를 상기 제1 드라이버로 통신함으로써 상기 제1 증폭기 유닛을 인에이블시키고;
    상기 라디오 주파수 시스템의 전력 소비의 감소를 용이하게 하기 위해 상기 위상 신호를 상기 제1 드라이버로 통신하지 않음으로써 상기 제1 증폭기 유닛을 디스에이블시키는 것을 가능하게 하기 위해 상기 제1 증폭기 유닛의 상기 AND 게이트에 상기 제1 비트를 공급하기 위한 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  9. 제7항에 있어서, 상기 증폭기 제어 신호를 생성하기 위한 명령어들은
    상기 원하는 출력 전력이 제1 값일 경우에 상기 복수의 증폭기 유닛들 중 제1 수의 증폭기 유닛들을 인에이블시키고;
    상기 원하는 출력 전력이 제2 값일 경우에 상기 복수의 증폭기 유닛들 중 제2 수의 증폭기 유닛들을 인에이블시키기 위한 명령어들을 포함하고, 상기 제1 수는 상기 제2 수보다 크고, 상기 원하는 출력 전력의 상기 제1 값은 상기 원하는 출력 전력의 상기 제2 값보다 큰, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  10. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 상기 증폭기 제어 신호의 제3 비트를 상기 복수의 증폭기 유닛 중 제3 증폭기 유닛으로 통신하기 위한 명령어들을 포함하고,
    상기 제3 비트는 상기 제3 증폭기 유닛 내의 제3 스위칭 전력 증폭기에 전기적으로 커플링된 제3 드라이버에 대한 상기 위상 신호의 공급을 차단하도록 상기 제3 증폭기 유닛에 명령함으로써 상기 제3 증폭기 유닛을 디스에이블시키고;
    상기 제3 비트는 상기 제3 드라이버로 하여금 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 생성을 용이하게 하도록 제3 출력을 상기 가변 전압 공급 레일에 선택적으로 커플링하기 위해 상기 제3 스위칭 전력 증폭기에 의해 사용되는 제3 구동 전압으로 상기 위상 신호를 증폭하는 것을 가능하게 하기 위해 상기 위상 신호를 상기 제3 드라이버에 공급하도록 상기 제3 증폭기 유닛에 명령함으로써 상기 제3 증폭기 유닛을 인에이블시키는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  11. 라디오 주파수 시스템에서 사용되는 증폭기 컴포넌트를 제조하기 위한 방법으로서,
    제1 증폭기 유닛을 형성하는 단계 - 상기 제1 증폭기 유닛을 형성하는 단계는,
    입력 아날로그 전기 신호의 위상 정보를 나타내는 위상 신호, 및 상기 라디오 주파수 시스템으로부터 무선 송신될 증폭된 아날로그 전기 신호의 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시키는 증폭기 제어 신호의 제1 비트를 수신하도록 구성된 제1 논리 게이트를 형성하는 단계;
    상기 제1 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우에만, 제1 드라이버가 상기 위상 신호를 수신하게 구성되도록, 상기 제1 논리 게이트의 출력에 전기적으로 커플링된 상기 제1 드라이버를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 드라이버의 출력에 전기적으로 커플링되고 가변 전압 공급 레일 및 접지에 전기적으로 커플링되도록 구성된 제1 스위칭 전력 증폭기를 형성하는 단계를 포함함 -;
    제2 증폭기 유닛을 형성하는 단계 - 상기 제2 증폭기 유닛을 형성하는 단계는,
    상기 위상 신호, 및 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제2 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시키는 상기 증폭기 제어 신호의 제2 비트를 수신하도록 구성된 제2 논리 게이트를 형성하는 단계;
    상기 제2 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우에만, 제2 드라이버가 상기 위상 신호를 수신하게 구성되도록, 상기 제2 논리 게이트의 출력에 전기적으로 커플링된 상기 제2 드라이버를 형성하는 단계; 및
    상기 제2 드라이버의 출력에 전기적으로 커플링되고 상기 가변 전압 공급 레일 및 접지에 전기적으로 커플링되도록 구성된 제2 스위칭 전력 증폭기를 형성하는 단계를 포함함 -;
    상기 입력 아날로그 전기 신호의 진폭 및 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 엔벨로프 전압 증폭기가 상기 가변 전압 공급 레일로 전력을 출력하는 것을 가능하게 하기 위해 상기 가변 전압 공급 레일에 전기적으로 커플링된 상기 엔벨로프 전압 증폭기를 형성하는 단계; 및
    상기 엔벨로프 전압 증폭기로부터 상기 가변 전압 공급 레일로의 전력 출력의 전압 및 상기 증폭기 제어 신호에 의해 인에이블되는 증폭기 유닛들의 수를 조정함으로써 제어될 수 있는 출력 전력에서 상기 라디오 주파수 시스템에 의해 송신될 상기 증폭된 아날로그 전기 신호를 생성하는 것을 가능하게 하기 위해 상기 제1 증폭기 유닛의 출력 및 상기 제2 증폭기 유닛의 출력을 전기적으로 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    제3 증폭기 유닛을 형성하는 단계 - 상기 제3 증폭기 유닛을 형성하는 단계는,
    상기 위상 신호, 및 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제3 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시키는 상기 증폭기 제어 신호의 제3 비트를 수신하도록 구성된 제3 논리 게이트를 형성하는 단계;
    상기 제3 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우, 제3 드라이버가 상기 위상 신호를 수신하게 구성되도록, 상기 제3 논리 게이트의 출력에 전기적으로 커플링된 상기 제3 드라이버를 형성하는 단계; 및
    상기 제3 드라이버의 출력에 전기적으로 커플링되고 상기 가변 전압 공급 레일 및 접지에 전기적으로 커플링되도록 구성된 제3 스위칭 전력 증폭기를 형성하는 단계를 포함함 -;
    제4 증폭기 유닛을 형성하는 단계 - 상기 제4 증폭기 유닛을 형성하는 단계는,
    상기 위상 신호, 및 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제4 증폭기 유닛을 인에이블 또는 디스에이블시키는 상기 증폭기 제어 신호의 제4 비트를 수신하도록 구성된 제4 논리 게이트를 형성하는 단계;
    상기 제4 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우, 제4 드라이버가 상기 위상 신호를 수신하게 구성되도록, 상기 제4 논리 게이트의 출력에 전기적으로 커플링된 상기 제4 드라이버를 형성하는 단계; 및
    상기 제4 드라이버의 출력에 전기적으로 커플링되고 상기 가변 전압 공급 레일 및 접지에 전기적으로 커플링되도록 구성된 제4 스위칭 전력 증폭기를 형성하는 단계를 포함함 -; 및
    상기 제3 증폭기 유닛의 출력 및 상기 제4 증폭기 유닛의 출력을 상기 제1 증폭기 유닛의 출력 및 상기 제2 증폭기 유닛의 출력에 전기적으로 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 스위칭 전력 증폭기를 형성하는 단계는, 상기 제1 증폭기 유닛이 인에이블되는 경우에,
    상기 위상 신호가 하이일 경우에 상기 제1 증폭기 유닛의 출력을 상기 가변 전압 공급 레일에 전기적으로 연결하고;
    상기 위상 신호가 로우일 경우에 상기 제1 증폭기 유닛의 출력을 접지에 전기적으로 연결하도록 상기 제1 스위칭 전력 증폭기를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 증폭기 유닛의 출력 및 상기 제2 증폭기 유닛의 출력을 전기적으로 커플링시키는 단계는,
    상기 제1 증폭기 유닛의 출력과 직렬로 제1 커패시터를 커플링시키는 단계;
    상기 제2 증폭기 유닛의 출력과 직렬로 제2 커패시터를 커플링시키는 단계; 및
    상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터가 병렬로 커플링되도록 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터와 직렬로 인덕터를 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 엔벨로프 전압 증폭기를 형성하는 단계는,
    엔벨로프 신호 및 상기 엔벨로프 전압 증폭기로부터 상기 가변 전압 공급 레일로 출력된 전압의 피드백을 수신하도록 구성된 연산 증폭기를 형성하는 단계; 및
    트랜지스터의 게이트는 상기 연산 증폭기의 출력에 전기적으로 커플링되고, 상기 트랜지스터의 소스는 전원 레일에 전기적으로 커플링되도록 구성되고, 상기 트랜지스터의 드레인은 상기 가변 전압 공급 레일에 전기적으로 커플링되도록 상기 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 논리 게이트를 형성하는 단계는 상기 제1 드라이버에 대한 상기 위상 신호의 공급을 차단함으로써 상기 제1 증폭기 유닛을 디스에이블시키고, 상기 위상 신호를 상기 제1 드라이버에 공급함으로써 상기 제1 증폭기 유닛을 인에이블시키는 제1 AND 게이트를 형성하는 단계를 포함하며;
    상기 제1 드라이버를 형성하는 단계는 상기 제1 드라이버가 상기 위상 신호를 수신할 경우에 상기 위상 신호를 상기 제1 스위칭 전력 증폭기의 제1 구동 전압으로 증폭하도록 상기 제1 드라이버를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 논리 게이트를 형성하는 단계는 상기 제2 드라이버에 대한 상기 위상 신호의 공급을 차단함으로써 상기 제2 증폭기 유닛을 디스에이블시키고, 상기 위상 신호를 상기 제2 드라이버에 공급함으로써 상기 제2 증폭기 유닛을 인에이블시키는 제2 AND 게이트를 형성하는 단계를 포함하며;
    상기 제2 드라이버를 형성하는 단계는 상기 제2 드라이버가 상기 위상 신호를 수신할 경우에 상기 위상 신호를 상기 제2 스위칭 전력 증폭기의 제2 구동 전압으로 증폭하도록 상기 제2 드라이버를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 증폭된 아날로그 전기 신호에 의해 지시되는 데이터를 무선 송신하도록 구성되는 전자 디바이스로서,
    제어기 - 상기 제어기는,
    상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 증폭기 제어 신호를 생성하고;
    상기 원하는 출력 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 엔벨로프 신호를 생성하고;
    상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 위상 정보를 나타내는 입력 신호를 생성하도록 구성됨 -; 및
    상기 제어기에 통신 가능하게 커플링된 증폭기 컴포넌트를 포함하고, 상기 증폭기 컴포넌트는,
    상기 엔벨로프 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 엔벨로프 전압에서 가변 전압 공급 레일에 전력을 공급하도록 구성된 엔벨로프 전압 증폭기; 및
    상기 가변 전압 공급 레일과 접지 사이에 병렬로 전기적으로 커플링된 복수의 증폭기 유닛을 포함하고, 상기 복수의 증폭기 유닛 각각은,
    대응하는 증폭기 유닛이 상기 증폭기 제어 신호에 의해 인에이블될 경우에만 상기 입력 신호를 구동 전압으로 증폭함으로써 구동 신호를 생성하도록 구성된 드라이버; 및
    상기 드라이버에 통신 가능하게 커플링된 스위칭 전력 증폭기를 포함하고, 상기 전력 증폭기는 상기 엔벨로프 전압 증폭기로부터 상기 가변 전압 공급 레일로의 전력 출력의 전압 및 상기 증폭기 제어 신호에 의해 인에이블되는 상기 복수의 증폭기 유닛의 수를 조정함으로써 제어될 수 있는 출력 전력을 갖는 상기 증폭된 아날로그 전기 신호의 생성을 용이하게 하기 위해 상기 구동 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 전압 공급 레일에 출력을 선택적으로 커플링하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 증폭기 제어 신호는 복수의 비트를 포함하고;
    상기 복수의 비트 각각은 상기 복수의 증폭기 유닛들 중 하나를 인에이블 또는 디스에이블시키는, 전자 디바이스.
  20. 제18항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 라디오 주파수 시스템을 포함하는, 전자 디바이스.
  21. 제18항에 있어서, 상기 복수의 증폭기 유닛 각각은 상기 드라이버에 통신 가능하게 결합된 논리 게이트를 포함하고, 상기 논리 게이트는,
    상기 입력 신호 및 상기 증폭기 제어 신호의 하나의 비트를 수신하고;
    상기 하나의 비트가 하이일 경우에 상기 입력 신호를 상기 드라이버에 공급함으로써 상기 대응하는 증폭기 유닛을 인에이블시키고;
    상기 하나의 비트가 로우일 경우에 상기 드라이버에 대한 상기 입력 신호의 공급을 차단함으로써 상기 대응하는 증폭기 유닛을 디스에이블시키도록 구성되는, 전자 디바이스.
  22. 제18항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 휴대용 전화, 미디어 플레이어, 개인용 데이터 오거나이저, 핸드헬드 게임 플랫폼, 태블릿 디바이스, 컴퓨터 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 전자 디바이스.
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