KR20170039598A - 개선된 무선 디바이스들 및 전력 증폭기 모듈들에서의 직렬 제어들의 병렬 사용 - Google Patents
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Abstract
전력 증폭기 모듈은, 하나 이상 스위치들, 커플러 모듈, 입력 신호 핀들, 및 제1 및 제2 출력 단자들을 갖는 제어기를 포함할 수 있다. 입력 신호 핀들은 전압 입력/출력 신호, 클록 입력 신호, 및 데이터 입력 신호를 수신할 수 있다. 제어기는, (i) 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있을 때, 제어기가 제1 출력 단자 상에 동기 클록 신호를 출력하고 제2 출력 단자 상에 데이터 신호를 출력하는 동기 통신 프로토콜을 사용하여 하나 이상의 스위치들의 모드를 설정할 수 있거나, 또는 (ii) 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드에 있을 때, 제어기가 제1 출력 단자 상에 제1 비동기 제어 신호를 출력하고 제2 출력 단자 상에 제2 비동기 제어 신호를 출력하는 비동기 통신 프로토콜을 사용하여 커플러 모듈의 모드를 설정할 수 있다.
Description
<관련 출원>
본 발명은 2015년 9월 30일자 출원된 "PARALLEL USE OF SERIAL CONTROLS IN IMPROVED WIRELESS DEVICES AND POWER AMPLIFIER MODULES"라는 명칭의 미국 임시 출원 제62/235,415에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시내용은 전부가 모든 목적들로 본 명세서에 참조로 명백히 원용된다.
<기술 분야>
본 개시내용은 전력 증폭기 모듈들에 관한 것으로, 특히, 전력 증폭기 모듈을 제어하기 위한 직렬 인터페이스들에 관한 것이다.
다양한 전자 시스템들은 그 전자 시스템들 내의 다양한 컴포넌트들을 제어하기 위해 직렬 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 직렬 인터페이스는 하나 이상의 IC들(integrated circuits)에 데이터를 기입하기 위해 및/또는 이들로부터 데이터를 판독하기 위해 사용될 수 있다. 데이터 송신을 동기화시키기 위해 클록 신호가 사용되는 동기 통신 프로토콜에 따라서 이러한 직렬 인터페이스를 통해 데이터가 송신될 수 있다.
본 개시내용의 시스템들, 방법들, 및 디바이스들은 각각 여러 혁신적인 양상들을 갖는데, 이들 중 단일의 것이 본 발명에 개시되는 바람직한 속성들 전부를 단독으로 담당하는 것은 아니다. 본 명세서에서 설명되는 대상의 하나 이상의 구현들의 세부사항들은 첨부 도면 및 아래의 설명에 제시된다.
본 개시내용의 특정 양상들은 전력 증폭기 모듈에 관한 것이다. 이러한 전력 증폭기 모듈은 하나 이상의 스위치들, 커플러 모듈, 복수의 입력 신호 핀들, 및 적어도 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 갖는 제어기를 포함할 수 있다. 복수의 입력 신호 핀들은 전압 입력/출력(VIO) 신호, 클록 입력 신호, 및 데이터 입력 신호를 포함하는 복수의 입력 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있을 때, 제어기가 제1 출력 단자에 동기 클록 신호를 출력하고 제2 출력 단자에 데이터 신호를 출력하는 동기 통신 프로토콜을 사용하여 하나 이상의 스위치들의 모드를 설정하도록 구성될 수 있다. 동기 클록 신호는 일정한 주파수를 가질 수 있다. 제어기는, 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드에 있을 때, 제어기가 제1 출력 단자에 제1 비동기 제어 신호를 출력하고 제2 출력 단자에 제2 비동기 제어 신호를 출력하는 비동기 통신 프로토콜을 사용하여 커플러 모듈의 모드를 설정하도록 더 구성될 수 있다.
특정 실시예들에서, 제어기는 데이터 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있는지 또는 제2 동작 모드에 있는지 결정하도록 더 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 제어기는 제3 출력 단자를 더 포함할 수 있다. 이러한 구현들에서, 제어기는 동기 통신 프로토콜을 사용하는 통신 동안 인에이블 신호를 어서트(assert)하도록 더 구성될 수 있다. 이러한 실시예들 중 일부에서, 제어기는 비동기 통신 프로토콜을 사용하는 통신 동안 인에이블 신호를 디어서트(de-assert)하도록 더 구성될 수 있다.
일부 설계들에서, 전력 증폭기 모듈이 전력 증폭기 모듈에 접속되는 하나 이상의 안테나들을 통해 데이터를 송신하는 동안 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호가 커플러 모듈에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기는 데이터 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제2 동작 모드에서 제공되는 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호의 논리 레벨들을 결정하도록 더 구성될 수 있다. 이러한 실시예들 중 일부에서, 제어기는, 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로 전환하는 제1 기간으로부터 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하는 제2 기간까지, 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호의 논리 레벨들을 저장하고 유지하도록 구성되는 하나 이상의 래치들을 더 포함할 수 있다.
본 개시내용의 특정 양상들은 무선 디바이스에서 전력 증폭기 모듈의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법은, 전력 증폭기 모듈의 직렬 인터페이스를 통해 복수의 입력 신호들을 수신하는 단계, 복수의 입력 신호들에 기초하여, 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있는지 또는 제2 동작 모드에 있는지 결정하는 단계, 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있다는 결정에 응답하여, 적어도 동기 클록 신호 및 데이터 신호를 출력하는 것에 의해 동기 통신 프로토콜을 사용하여 하나 이상의 스위치들의 모드를 설정하는 단계, 및 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드에 있다는 결정에 응답하여, 적어도 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호를 출력하는 것에 의해 비동기 통신 프로토콜을 사용하여 커플러 모듈의 모드를 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 동기 클록 신호는 일정한 주파수를 가질 수 있다.
특정 실시예들에서, 본 방법은 직렬 인터페이스를 통해 수신되는 복수의 입력 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있는지 또는 제2 동작 모드에 있는지 결정하는 단계를 더 포함한다. 일부 구현들에서, 본 방법은 동기 통신 프로토콜을 사용하는 통신 동안 인에이블 신호를 어서트하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 구현들 중 일부에서, 본 방법은 비동기 통신 프로토콜을 사용하는 통신 동안 인에이블 신호를 디어서트하는 단계를 더 포함할 수 있고, 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호가 비동기 방식으로 커플러 모듈에 제공된다.
일부 설계들에서, 전력 증폭기 모듈이 전력 증폭기 모듈에 접속되는 하나 이상의 안테나를 통해 데이터를 송신하는 동안 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호가 커플러 모듈에 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 본 방법은 직렬 인터페이스를 통해 수신되는 복수의 입력 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호의 논리 레벨들을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 구현들 중 일부에서, 본 방법은, 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로 전환하는 제1 기간으로부터 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하는 제2 기간까지 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호의 논리 레벨들을 하나 이상의 래치들에서 저장 및 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시내용의 특정 양상들은 무선 통신 디바이스에 관한 것이다. 무선 통신 디바이스는, 복수의 송신 경로들을 출력하도록 구성되는 송수신기, 송신 경로들 중 적어도 하나에 대응하는 신호를 출력하도록 구성되는 안테나, 및 송수신기 및 안테나와 통신하고, 하나 이상의 스위치들, 커플러 모듈, 복수의 입력 신호들을 수신하도록 구성되는 복수의 입력 신호 핀들, 및 제어기- 적어도 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 가짐 -를 갖는 전력 증폭기 모듈을 포함할 수 있다. 제어기는, 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있을 때, 제어기가 제1 출력 단자에 동기 클록 신호를 출력하고 제2 출력 단자에 데이터 신호를 출력하는 동기 통신 프로토콜을 사용하여 하나 이상의 스위치들의 모드를 설정하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드에 있을 때, 제어기가 제1 출력 단자에 제1 비동기 제어 신호를 출력하고 제2 출력 단자에 제2 비동기 제어 신호를 출력하는 비동기 통신 프로토콜을 사용하여 커플러 모듈의 모드를 설정하도록 더 구성될 수 있다.
특정 실시예들에서, 전력 증폭기 모듈은 무선 통신 디바이스가 안테나를 통해 데이터를 송신하고 있을 때 동기 클록 신호를 하나 이상의 스위치들에 제공하는 것을 피하도록 더 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 제어기는 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드에 있을 때만 커플러 모듈의 모드를 변경하도록 더 구성될 수 있다.
도 1은 RF(radio frequency) 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기 모듈의 개략도이다.
도 2는 도 1의 전력 증폭기 모듈들 중 하나 이상을 포함할 수 있는 예시적인 무선 디바이스의 개략 블록도이다.
도 3은 예시적인 전력 증폭기 모듈의 개략 블록도이다.
도 4는 예시적인 제어기의 개략 블록도이다.
도 5는 커플러 출력 제어 프로세스의 실시예의 흐름도를 제시한다.
도 6은 도 5의 제어기의 예시적인 입력 및 출력 신호들을 도시하는 그래프이다.
도 7은 도 6에 도시되는 출력 신호들의 일부를 도시하는 그래프이다.
도 8은 무선 디바이스에서의 예시적인 신호들을 도시하는 그래프이다.
도 2는 도 1의 전력 증폭기 모듈들 중 하나 이상을 포함할 수 있는 예시적인 무선 디바이스의 개략 블록도이다.
도 3은 예시적인 전력 증폭기 모듈의 개략 블록도이다.
도 4는 예시적인 제어기의 개략 블록도이다.
도 5는 커플러 출력 제어 프로세스의 실시예의 흐름도를 제시한다.
도 6은 도 5의 제어기의 예시적인 입력 및 출력 신호들을 도시하는 그래프이다.
도 7은 도 6에 도시되는 출력 신호들의 일부를 도시하는 그래프이다.
도 8은 무선 디바이스에서의 예시적인 신호들을 도시하는 그래프이다.
본 명세서에서 제공되는 제목들은, 존재한다면, 단지 편의를 위한 것이며, 청구되는 본 발명의 범위 또는 의미에 반드시 영향을 미치는 것은 아니다. 본 명세서에는 직렬 인터페이스들과 사용하기 위한 디바이스들 및 방법들의 다양한 비-제한적 예들이 제공된다.
전력 증폭기 모듈의 예
도 1은 RF(radio frequency) 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기 모듈(PAM; power amplifier module)(10)의 개략도이다. 도시된 전력 증폭기 모듈(10)은 RF 신호(RF_IN)를 증폭시켜서 증폭된 RF 신호(RF_OUT)를 생성한다. 전력 증폭기 모듈(10)은 본 개시내용의 하나 이상의 특징들을 사용하여 구현되는 직렬 인터페이스를 포함할 수 있다.
RF 전력 증폭기들은 비교적 낮은 전력을 갖는 RF 신호의 전력을 부스트하는 데 사용될 수 있다. 그 후, 부스트된 RF 신호는, 송신기의 안테나를 구동하는 것을 포함하는, 다양한 목적들을 위해 사용될 수 있다.
전력 증폭기들은 송신을 위한 RF 신호를 증폭하기 위해 모바일 폰들에 포함될 수 있다. 예를 들어, GSM(Global System for Mobile Communications), CDMA(code division multiple access), 및 W-CDMA(wideband code division multiple access) 시스템들에서 발견되는 것과 같은, TDMA(time division multiple access) 아키텍처를 갖는 모바일 폰들에서, 전력 증폭기는 RF 신호를 증폭하는데 사용될 수 있다. RF 신호의 증폭을 관리하는 것이 중요할 수 있는데, 그 이유는 원하는 송신된 전력 레벨이 사용자가 기지국 및/또는 모바일 환경으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 의존할 수 있기 때문이다. 전력 증폭기들은 또한, 할당된 수신 타임 슬롯 동안 송신으로부터 신호 간섭을 방지하기 위하여, 시간에 대해 RF 신호의 전력 레벨을 조절하는 것을 돕기 위해 이용될 수 있다.
전력 증폭기의 전력 소비가 중요한 고려사항일 수 있다. 전력 증폭기의 전력 소비를 감소시키기 위한 하나의 기술은 엔벨로프 추적(envelope tracking)이고, 여기서 전력 증폭기의 전력 공급의 전압 레벨은 RF 신호의 엔벨로프와 관련하여 달라진다. 따라서, RF 신호의 엔벨로프가 증가할 때, 전력 증폭기에 공급되는 전압이 증가될 수 있다. 마찬가지로, RF 신호의 엔벨로프가 감소할 때, 전력 증폭기에 공급되는 전압이 감소되어 전력 소비를 줄일 수 있다.
일부 구현들에서는, 출력 전력 및 선형성을 측정하기 위해 방향성 커플러가 송신 경로에 위치될 수 있고, 배터리 수명과 무선 성능(radio performance) 사이의 균형을 달성하기 위해 전력 증폭기들에 대한 적절한 정정들이 행해질 수 있다.
무선
디바이스의
예
도 2는 예시적인 무선 통신 또는 모바일 디바이스(11)의 개략 블록도이다. 무선 디바이스(11)는 본 개시내용의 하나 이상의 특징들을 사용하여 구현되는 직렬 인터페이스를 포함할 수 있다.
도 2에 묘사되는 예시적인 무선 디바이스(11)는 다중-대역/다중-모드 모바일 폰과 같은 다중-대역 및/또는 다중-모드 디바이스를 나타낼 수 있다. 예로서, GSM(Global System for Mobile) 통신 표준은 세계의 많은 곳들에서 활용되는 디지털 셀룰러 통신의 모드이다. GSM 모드 모바일 폰들은 4개의 주파수 대역들: 850 ㎒(Tx에 대해 대략 824-849 ㎒, Rx에 대해 869-894 ㎒), 900 ㎒(Tx에 대해 대략 880-915 ㎒, Rx에 대해 925-960 ㎒), 1800 ㎒(Tx에 대해 대략 1710-1785 ㎒, Rx에 대해 1805-1880 ㎒), 및 1900 ㎒(Tx에 대해 대략 1850-1910 ㎒, Rx에 대해 1930-1990 ㎒) 중 하나 이상에서 동작할 수 있다. 세계의 상이한 곳들에서는 GSM 대역들의 변형들 및/또는 지역적/국가적 구현들이 또한 활용된다.
CDMA(code division multiple access)는 모바일 폰 디바이스들에 구현될 수 있는 다른 표준이다. 특정 구현들에서, CDMA 디바이스들은 800 ㎒, 900 ㎒, 1800 ㎒ 및 1900 ㎒ 대역들 중 하나 이상에서 동작할 수 있는 한편, 특정 W-CDMA 및 LTE(Long Term Evolution) 디바이스들은, 예를 들어, 22개 이상의 무선 주파수 스펙트럼 대역들에 걸쳐 동작할 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 특징들은 전술한 예시적인 모드들 및/또는 대역들에서, 그리고 다른 통신 표준들에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 802.11, 2G, 3G, 4G, LTE, 및 Advanced LTE는 이러한 표준들의 비-제한적 예들이다. 데이터 레이트들을 증가시키기 위해, 무선 디바이스(11)는 64 QAM 신호들과 같은 복합 변조된 신호들을 사용하여 동작할 수 있다.
특정 실시예들에서, 무선 디바이스(11)는 스위치들(12), 송수신기 컴포넌트(13), 안테나(14), 전력 증폭기들(17), 제어 컴포넌트(18), 컴퓨터 판독가능 매체(19), 프로세서(20), 배터리(21), 공급 제어 블록(22), 및 직렬 데이터 버스(23)를 포함할 수 있다.
송수신기(13)는 안테나(14)를 통한 송신을 위한 RF 신호들을 생성할 수 있다. 또한, 송수신기(13)는 안테나(14)로부터 인입 RF 신호들을 수신할 수 있다.
RF 신호들의 송신 및 수신과 관련되는 다양한 기능성들은 도 2에 송수신기(13)로서 집합적으로 표현되는 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 달성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 단일 컴포넌트가 송신 및 수신 기능성들 양자 모두를 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 송신 및 수신 기능성들은 별도의 컴포넌트들에 의해 제공될 수 있다.
유사하게, RF 신호들의 송신 및 수신과 관련되는 다양한 안테나 기능성들이 도 2에서 안테나(14)로서 집합적으로 표현되는 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 달성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 단일 안테나가 송신 및 수신 기능성들 양자 모두를 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 송신 및 수신 기능성들은 별도의 안테나들에 의해 제공될 수 있다. 또 다른 예에서, 무선 디바이스(11)와 관련되는 상이한 대역들은 상이한 안테나들을 사용하여 동작할 수 있다.
도 2에서, 송수신기(13)로부터의 하나 이상의 출력 신호들은 하나 이상의 송신 경로들(15)을 통해 안테나(14)에 제공되는 것으로서 묘사된다. 도시된 예에서, 상이한 송신 경로들(15)은 상이한 대역들 및/또는 상이한 전력 출력들과 관련되는 출력 경로들을 표현할 수 있다. 예를 들어, 도시된 2개의 예시적인 전력 증폭기들(17)은 상이한 전력 출력 구성들(예컨대, 저 전력 출력 및 고 전력 출력)과 관련되는 증폭들, 및/또는 상이한 대역들과 관련되는 증폭들을 표현할 수 있다. 도 2는 2개의 송신 경로들(15) 및 2개의 전력 증폭기들(17)을 사용하는 구성을 도시하지만, 무선 디바이스(11)는 더 많거나 또는 더 적은 송신 경로들(15) 및/또는 더 많거나 또는 더 적은 전력 증폭기들을 포함하도록 적응될 수 있다.
도 2에서, 안테나(14)로부터의 하나 이상의 검출 신호들은 하나 이상의 수신 경로들(16)을 통해 송수신기(13)에 제공되는 것으로서 묘사된다. 도시된 예에서, 상이한 수신 경로들(16)은 상이한 대역들과 관련되는 경로들을 표현할 수 있다. 예를 들어, 도시된 4개의 예시적인 수신 경로들(16)은 일부 무선 디바이스들에게 제공되는 쿼드-대역(quad-band) 능력을 표현할 수 있다. 도 2는 4개의 수신 경로들(16)을 사용하는 구성을 도시하지만, 무선 디바이스(11)는 더 많거나 또는 더 적은 수신 경로들(16)을 포함하도록 적응될 수 있다.
수신 경로와 송신 경로 사이의 전환을 용이하게 하기 위해, 스위치들(12)은 안테나(14)를 선택된 송신 또는 수신 경로에 전기적으로 접속하도록 구성될 수 있다. 따라서, 스위치들(12)은 무선 디바이스(11)의 동작과 관련되는 다수의 전환 기능성들을 제공할 수 있다. 특정 실시예들에서, 스위치들(12)은, 예를 들어, 상이한 대역들 사이의 전환, 상이한 전력 모드들 사이의 전환, 송신 모드와 수신 모드 사이의 전환, 또는 이들의 일부 조합과 관련되는 기능성들을 제공하도록 구성되는 다수의 스위치들을 포함할 수 있다. 스위치(12)는 또한, 신호들의 필터링 및/또는 듀플렉싱(duplexing)을 포함하는, 추가적인 기능성을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스위치들(12)은 송수신기에 대한 프론트-엔드(front-end) 모듈일 수 있고, 하나 이상의 듀플렉서들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 스위치들(12)은 직렬 인터페이스를 포함할 수 있다.
도 2에 도시되지 않았지만, 스위치들(12)과 안테나(14) 사이에 또는 전력 증폭기들(17)과 스위치들(12) 사이에 RF 커플러가 배치될 수 있다. RF 커플러는 안테나(14)에 제공되는 순방향 전력(forward power)의 표시 및/또는 안테나(14)로부터 반사되는 역방향 전력(reverse power)의 표시를 제공할 수 있다. 순방향 및 역방향 전력의 표시들은, 예를 들어, 반사 손실(return loss), 반사 계수(reflection coefficient), 또는 VSWR(voltage standing wave ratio)와 같은, 반사된 전력 비를 산출하는데 사용될 수 있다. RF 커플러는 본 명세서에서 논의되는 RF 커플러들의 원리들 및 이점들 중 임의의 것을 구현할 수 있다.
도 2는, 특정 실시예들에서, 스위치들(12), 전력 증폭기들(17), 엔벨로프 추적 블록(22), 및/또는 다른 동작 컴포넌트들의 동작들과 관련되는 다양한 제어 기능성들을 제어하기 위해 제어 컴포넌트(18)가 제공될 수 있다는 점을 도시한다. 예를 들어, 제어 컴포넌트(18)는 직렬 데이터 버스(23)를 통해 스위치들(12)에 명령어들을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 제어 컴포넌트(18)는 본 명세서에서 논의되는 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 RF 커플러를 구성하기 위해 제어 신호들을 제공할 수 있다.
특정 실시예들에서, 프로세서(20)는 본 명세서에서 설명되는 다양한 프로세스들의 구현을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서는, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 프로세서(20)가 직렬 인터페이스를 포함할 수 있다. 설명의 목적으로, 본 개시내용의 실시예들은 또한 흐름도들 및/또는 방법들, 장치들(시스템들) 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 블록도들을 참조하여 설명될 수 있다. 흐름도들 및/또는 블록도들의 각각의 블록과, 흐름도들 및/또는 블록도들에서 블록들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 구현될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 머신을 생산하기 위해 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공될 수 있어, 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령어들이 흐름도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 명시되는 액트들을 구현하기 위한 수단을 창출하게 한다.
특정 실시예들에서, 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 또한, 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치가 특정한 방식으로 동작하도록 지시할 수 있는 컴퓨터-판독가능한 메모리(19)에 저장될 수 있어, 컴퓨터-판독가능 메모리에 저장된 명령어들이 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에 명시되는 액트들을 구현하는 명령어 수단을 포함하는 제조품을 생산하게 한다. 컴퓨터 프로그램 명령어들은 또한 일련의 동작들이 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 장치에서 수행되도록 야기하여 컴퓨터로 구현되는 프로세스를 생산하기 위해 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치에 로드될 수 있어, 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 장치에서 실행되는 명령어들이 흐름도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 명시되는 액트들을 구현하기 위한 단계들을 제공하게 한다.
도시된 무선 디바이스(11)는 또한 전력 증폭기들(17) 중 하나 이상에 전력 공급 전압을 제공하기 위해 사용될 수 있는 공급 제어 블록(22)을 포함한다. 예를 들어, 공급 제어 블록(22)은 증폭될 RF 신호의 엔벨로프에 기초하여 전력 증폭기들(17)에 제공되는 공급 전압의 전압 레벨을 제어하거나 달라지게 하도록 구성되는 엔벨로프 추적기(envelope tracker)를 포함할 수 있다. 그러나, 특정 구현들에서, 공급 제어 블록(22)은 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
공급 제어 블록(22)은 배터리(21)에 전기적으로 접속될 수 있고, 공급 제어 블록(22)은 전력 증폭기들(17)을 위한 공급 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 배터리(21)는, 예를 들어, 리튬-이온 배터리를 포함하는, 무선 디바이스(11)에서 사용하기에 적합한 임의의 배터리일 수 있다. 아래 더 상세히 설명되는 바와 같이, 전력 증폭기들에 제공되는 전압을 달라지게 하는 것에 의해, 배터리(21)로부터 소비되는 전력이 감소될 수 있고, 그로 인해 무선 디바이스(11)의 배터리 수명의 성능을 향상시킨다. 특정 구현들에서, 공급 제어 블록(22)은 증폭될 RF 신호의 엔벨로프에 기초하여 전력 증폭기 공급 전압을 제어할 수 있다. 엔벨로프 신호는 송수신기(13)로부터 공급 제어 블록(22)에 제공될 수 있다. 그러나, 엔벨로프는 다른 방식들로 결정될 수 있다. 예를 들어, 엔벨로프는 임의의 적합한 엔벨로프 검출기를 사용하여 RF 신호로부터 엔벨로프을 검출하는 것에 의해 결정될 수 있다.
특정 구성들에서, 무선 디바이스(11)는 반송파 집성(carrier aggregation)을 사용하여 동작할 수 있다. 반송파 집성은 FDD(Frequency Division Duplexing) 및 TDD(Time Division Duplexing) 양자 모두를 위해 사용될 수 있고, 복수의 반송파들 또는 채널들, 예를 들어, 5개까지의 반송파들을 집성하는데 사용될 수 있다. 반송파 집성은 인접 집성(contiguous aggregation)을 포함하는데, 여기서, 동일한 동작 주파수 대역 내의 인접 반송파들이 집성된다. 반송파 집성은 또한 비-인접한 것일 수 있으며, 공통 대역 내의 또는 상이한 대역들 내의 주파수에서 분리되는 반송파들을 포함할 수 있다.
위에 설명된 실시예들 중 일부는 전력 증폭기들 및/또는 모바일 디바이스들과 관련하여 예들을 제공했다. 그러나, 실시예들의 원리들 및 이점들은, 본 명세서에 설명되는 회로들 중 임의의 것으로부터 이득을 얻을 수 있는, 임의의 업 링크 셀룰러 디바이스와 같은, 임의의 다른 시스템들 또는 장치를 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 논의되는 원리들 및 이점들 중 임의의 것은, 순방향 RF 전력 및/또는 역방향 RF 전력과 같은, RF 신호와 관련되는 전력 레벨을 검출하는 것 및/또는 모니터링하는 것에 대한 필요성 및/또는 추가적인 제어 신호 라인들(예를 들어, GPIO(general purpose input/output) 신호 라인들)에 대한 필요성이 있는 전자 시스템에서 구현될 수 있다. 본 명세서에 논의되는 스위치 네트워크들 및/또는 스위치 회로 중 임의의 것은, 대안적으로 또는 추가적으로, 임의의 다른 적합한 논리적 등가의 및/또는 기능적 등가의 스위치 네트워크들에 의해 구현될 수 있다. 본 명세서에서의 교시사항들은, 예를 들어, 다중-대역 및/또는 다중-모드 전력 증폭기 시스템들을 포함하는, 다수의 전력 증폭기들을 갖는 시스템들을 포함하는 다양한 전력 증폭기 시스템들에 적용될 수 있다.
전력 증폭기 모듈의 예
도 3은 전력 증폭기 모듈(30)의 하나의 예의 개략 블록도이다. 도시된 전력 증폭기 모듈(30)은 스위치들(12), 방향성 커플러(24), 및 전력 증폭기(17)를 포함한다. 도 3에서, 전력 증폭기 모듈(30)은 송수신기(13) 및 안테나(14)에 접속된다. 도 3에는 도시되지 않지만, 송수신기(13)는 기저대역 프로세서, I/Q 변조기, 믹서, ADC(analog-to-digital converter), 하나 이상의 수신 경로들을 통해 신호들을 수신하는 것과 관련되는 회로, 및/또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
전력 증폭기(17)는 송수신기(13)로부터 RF 신호를 수신할 수 있고, 인에이블될 때, 스위치들(12)을 통해 증폭된 RF 신호를 안테나(14)에 제공할 수 있다. 추가적인 엘리먼트들(도시되지 않음)이 도 3의 전자 시스템에 포함될 수 있다는 점 및/또는 도시된 엘리먼트들의 하위 조합이 구현될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
전력 증폭기(17)는 RF 신호를 증폭할 수 있다. 전력 증폭기(17)는 임의의 적합한 RF 전력 증폭기일 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기(17)는 단일 스테이지 전력 증폭기, 다단(multi-stage) 전력 증폭기, 하나 이상의 바이폴라 트랜지스터들에 의해 구현되는 전력 증폭기, 또는 하나 이상의 전계 효과 트랜지스터들에 의해 구현되는 전력 증폭기 중 하나 이상일 수 있다. 전력 증폭기(17)는, 예를 들어, GaAs 다이, CMOS 다이, 또는 SiGe 다이 상에 구현될 수 있다.
방향성 커플러(24)는 전력 증폭기(17)와 안테나(14) 사이에서 이동하는 증폭된 RF 신호의 전력의 일부를 추출할 수 있다. 방향성 커플러(24)는 전력 증폭기(17)로부터 안테나(14)로 이동하는 순방향 RF 전력의 표시를 생성할 수 있고 및/또는 안테나(14)로부터 전력 증폭기(17)로 이동하는 반사된 RF 전력의 표시를 생성할 수 있다. 전력의 표시는 RF 전력 검출기(도시되지 않음)에 제공될 수 있다. 방향성 커플러(24)는 4개의 포트들: 전력 입력 포트, 전력 출력 포트, 결합 포트, 및 격리 포트를 가질 수 있다. 도 3의 구성에서, 전력 입력 포트는 전력 증폭기(17)로부터 증폭기 RF 신호를 수신할 수 있고, 전력 출력 포트는 증폭된 RF 신호를 안테나(14)에 제공할 수 있다. 종단 임피던스가 격리 포트에 또는 결합 포트에 제공될 수 있다. 양방향 RF 커플러에서, 종단 임피던스는 하나의 상태에 있는 격리 포트에 제공될 수 있고, 종단 임피던스는 다른 상태에 있는 결합 포트에 제공될 수 있다. 종단 임피던스가 격리 포트에 제공될 때, 결합 포트는 전력 입력 포트로부터 전력 출력 포트로 이동하는 RF 신호의 전력의 일부를 제공할 수 있다. 따라서, 결합 포트는 순방향 RF 전력의 표시를 제공할 수 있다. 종단 임피던스가 결합 포트에 제공될 때, 격리 포트는 전력 출력 포트로부터 전력 입력 포트로 이동하는 RF 신호의 전력의 일부를 제공할 수 있다. 따라서, 격리 포트는 역방향 RF 전력의 표시를 제공할 수 있다. 역방향 RF 전력은 안테나(14)로부터 다시 방향성 커플러(24)로 반사되는 RF 전력일 수 있다. 방향성 커플러(24)의 출력 상태는 제어기(25)로부터 방향성 커플러(24)에 제공되는 하나 이상의 제어 신호들에 기초하여 설정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방향성 커플러(24)는 RF 커플러 및 RF 커플러의 출력 상태를 제어하도록 구성되는 스위치를 포함할 수 있다.
안테나(14)는 증폭된 RF 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 시스템이 셀룰러 폰에 포함될 때, 안테나(14)는 셀룰러 폰으로부터 기지국으로 RF 신호를 송신할 수 있다.
도 3의 시스템에서, 스위치들(12)은 전력 증폭기(17)와 방향성 커플러(24) 사이의 신호 경로에 포함된다. 스위치들(12)은 선택된 송신 경로에 안테나(14)를 선택적으로 전기적으로 접속할 수 있다. 스위치들(12)은 다수의 전환 기능성들을 제공할 수 있다. 스위치들(12)은, 예를 들어, 상이한 주파수 대역들과 관련되는 송신 경로들 사이의 전환, 상이한 동작 모드들과 관련되는 신호 경로들 사이의 전환, 송신 및/또는 수신 모드들 사이의 전환, 또는 이들의 임의의 조합과 관련되는 기능성들을 제공하도록 구성되는 멀티-스로우(multi-throw) 스위치를 포함할 수 있다. 다른 구현(도시되지 않음)에서, 방향성 커플러(24)는 전력 증폭기(17)와 스위치들(12) 사이의 신호 경로에 포함될 수 있다. 그러나, 전력 측정의 다른 구성들이 가능하다. 추가적인 엘리먼트들(도시되지 않음)이 도 3의 시스템에 포함될 수 있다는 점 및/또는 도시된 엘리먼트들의 하위 조합이 구현될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
도시된 구성에서, 방향성 커플러(24)로부터 감지되는 출력 신호가 송수신기(13)에 제공된다. 전력 증폭기(17)의 출력과 송수신기(13) 사이의 피드백 경로를 포함하는 것에 의해, 전력 증폭기(17)에 제공되는 RF 신호는 전력 관리 동작을 향상시키거나 또는 최적화하도록 동적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 이러한 방식으로 도 3의 시스템을 구성하는 것은 전력 증폭기(17)의 PAE(power-added efficiency) 및/또는 선형성을 제어하는데 도움이 될 수 있다. 그러나, 전력 제어의 다른 구성들이 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 같이, 제어기(25)는 제어 신호들을 전력 증폭기(17), 스위치들(12), 및/또는 방향성 커플러(24)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호들은, 예를 들어, 전력 증폭기(17)에 의해 제공되는 전력 증폭의 양을 설정하거나, 수정하거나, 또는 조절하는 것에 의해 전력 증폭기(17)를 제어할 수 있다. 다른 예로서, 제어 신호들은 스위치들(12) 및/또는 방향성 커플러(24)의 동작 모드를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호들은 송수신기(13) 또는 송수신기(13)와 통신하는 기저대역 서브시스템으로부터 수신되는 입력 신호들에 기초하여 전력 증폭기 모듈(30)의 하나 이상의 컴포넌트들을 적절한 상태로 구성할 수 있다.
특정 구현들에서, 제어기(25)는, 전력 증폭기 모듈(30)과 신호 소스 사이에서, 전력 증폭기 모듈(30), 전력 증폭기(17), 스위치들(12), 방향성 커플러(24), 또는 제어기(25)에 의해 제어될 수 있는 임의의 다른 컴포넌트의 동작 모드를 결정하거나 또는 설정하는 중개자 또는 관리자의 역할을 할 수 있다. 신호 소스는 제어기(25)로 하여금, 예를 들어, 전력 증폭기 모듈(30)의 동작 모드를 결정하거나 또는 설정하게 할 수 있는 신호들을 제어기(25)에 제공하도록 구성되는 임의의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 소스는 송수신기(13)일 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 신호 소스는, 제어기(25)로 하여금 전력 증폭기 모듈(30), 전력 증폭기(17), 스위치들(12), 방향성 커플러(24), 및/또는 무선 디바이스(11)의 임의의 다른 컴포넌트의 동작 모드를 설정하게 하는 하나 이상의 신호들을 제어기(25)에 제공할 수 있는, 기저대역 칩, DSP(digital signal processor), 도 1에 도시된 제어 컴포넌트(18), 또는 임의의 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.
전력 증폭기 모듈(30)을 제어하는 시나리오의 하나의 예에서, 송수신기(17)는 전력 증폭기 모듈(30)의 동작 모드를 설정하는 것, 또는 다른 방식으로 제어하는 것과 관련되는 하나 이상의 신호들을 제어기(25)에 제공할 수 있다. 제어기(25)는, 송수신기(17)로부터의 수신 신호들에 기초하여, 수신 신호들이 전력 증폭기 모듈(30)의 컴포넌트들을 직렬 모드 또는 특수 모드에서 제어하는데 사용될 것인지 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 직렬 모드에서는, 제어기(25)의 인터페이스가 직렬 인터페이스로서 사용되고, 특수 모드에서는, 제어기(25)의 인터페이스가 GPIO 인터페이스로서 사용된다. 제어기(25)는 다음으로 식별된 동작 모드를 사용하여 수신 신호들을 처리하고, 수신 신호들을 처리한 결과에 기초하여, 제어기(25)는 식별된 모드에서 전력 증폭기(17), 스위치들(12), 및/또는 방향성 커플러(24)에 모드 설정 신호들 또는 임의의 다른 제어 신호들을 제공할 수 있다. 제어기(25)로부터 이러한 신호들을 수신하면, 전력 증폭기(17), 스위치들(12), 및/또는 방향성 커플러(24)는 수신 신호들에 기초하여 동작 모드 또는 상태를 설정할 수 있다.
제어기의 예
도 4는 본 개시내용의 양상들에 따른 제어기(25)의 실시예를 도시한다. 제어기(25)는 상이한 모드들에서 동작하도록 구성되는 직렬 인터페이스를 포함할 수 있다. 그러한 모드들은, 직렬 인터페이스의 신호 라인들이 동기 직렬 통신에 사용되는 직렬 모드, 및 직렬 인터페이스의 신호 라인들이 비동기 병렬 통신에 사용되는 특수 모드를 포함할 수 있다. 유리하게도, 특정 실시예들에서, 제어기(25)는 그러한 모드들 중 하나에서만 동작하도록 구성되는 직렬 인터페이스와 동일한 수의 핀들을 갖는 동일 크기 패키지로 구현될 수 있다. 칩의 크기를 확장시키지 않고 단일 칩 내에 다수의 인터페이스 모드들을 조합하는 능력은 작은 팩키지들을 사용하거나 또는 요구하는 응용들에 대해 특히 유리하다. 일부 실시예들에서, 직렬 인터페이스는 SPI(serial peripheral interface) 또는 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어기(25)는 다수의 입력 핀들(VBATT, GND, VIO, DATA1, 및 CLK1) 및 출력 핀들(VREG, EN, DATA2, 및 CLK2)을 포함할 수 있다.
입력 핀들 VBATT 및 GND는 전력 증폭기 모듈(30)에 대한 공급 전압 및 접지 전압을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, VBATT는 도 2에 도시된 배터리(21)에 의해 제공될 수 있다.
입력 핀 VIO는 제어기(25)가 동작중이어야 할 때와 그 여부를 표시하는 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 입력 핀들 DATA1 및 CLK1은 제어기(25)가 동작중인 동안 데이터 신호 및 대응 클록 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(25)는 VIO가 논리 하이 신호를 수신할 때 인에이블된다. 예를 들어, CLK1 및 DATA1은 VIO 신호가 하이일 때 제어기(25)를 제어하는데 사용될 수 있다. 그러나, 일부 구현들에서, 제어기(25)는 VIO가 논리 로우 신호를 수신할 때 동작하도록 구성될 수 있다. 논리 로우 신호는, 0 볼트, -5 볼트 등과 같은 로우인 것으로 정의되는 임의의 값과 관련될 수 있다. 유사하게, 논리 하이 신호는, 0 볼트, +5 볼트 등과 같은 하이인 것으로 정의되는 임의의 값과 관련될 수 있다. 일부 구현들에서, 논리 로우 신호는 VIO를 접지에 접속하는 것과 관련될 수 있다. 유사하게, 일부 경우들에서, 논리 하이 신호는 VIO를 전압 소스에 접속하는 것과 관련될 수 있다.
제어기(25)는 레지스터들의 세트(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 특정 상황들에서, 이러한 레지스터들 세트는 알려지지 않은 값들로 설정될 수 있다. 예를 들어, 무선 디바이스(11)가 먼저 전력을 공급받을 때, 레지스터들의 세트는 알려지지 않은 값들 또는 디폴트 값들로 설정될 수 있다. 다른 예로서, 레지스터들의 세트는 DATA1 신호 라인을 통해 제공되는 값들로 설정될 수 있다. 그러한 예에서, 레지스터들의 어드레스 또한 DATA1 신호 라인을 통해 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서, 레지스터 값들 및/또는 어드레스들은 상이한 신호 라인을 통해 제공될 수 있다.
출력 핀 VREG는 스위치들(12)(예를 들어, 대역 스위치들, 안테나 스위치들 등)과 같은, 전력 증폭기 모듈(30)의 다른 컴포넌트들에 공급 전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
출력 핀 EN은 어느 모드가 현재 활성인지의 표시(예를 들어, 직렬 모드 또는 특수 모드)를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, EN이 하이이면, DATA2 및 CLK2 신호들은 (예를 들어, 스위치들(12)을 제어하기 위해) 직렬 모드로 제공될 수 있고, EN이 로우이면, DATA2 및 CLK2 신호들은 (예를 들어, 방향성 커플러(24)의 모드를 특정하는데 사용되는) 특수 모드로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(25)는 EN이 하이로 될 때 (또는 동작 모드가 특수 모드에서 직렬 모드로 변될 때) DATA2 및 CLK2 값들(또는 방향성 커플러(24)의 모드 정보)을 저장하도록 구성되는 하나 이상의 래치들을 포함하는데, 그 후에 DATA2 및 CLK2 신호들은 더 이상 방향성 커플러(24)의 상태를 제어하지 않는다. 그렇게 하는 것에 의해, 제어기(25)는 직렬 모드로 제공되는 고속 클록 신호가 방향성 커플러(24)의 상태를 급속히 변경하는 것을 방지한다. 따라서, 제어기(25)가 직렬 모드에서 신호들을 제공하고 있는 동안(이는 일부 실시예들에서 약 1 마이크로초가 걸릴 수 있음), 방향성 커플러(24)의 상태는 동일하게 유지될 수 있다. 일부 경우들에서, 제어기(25)는 무선 디바이스(11)가 송신하고 있지 않을 때 직렬 모드로 동작하지만, 방향성 커플러(24)의 상태는 무선 디바이스(11)가 송신하고 있는 동안 변경될 수 있다.
출력 핀들 DATA2 및 CLK2는 제어 신호들을 전력 증폭기(17), 스위치들(12), 커플러(24), 및/또는 전력 증폭기 모듈(30)의 다른 컴포넌트들에 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 구현들에서, 방향성 커플러(24)의 출력 상태를 제어하기 위한 제어 신호들은 직렬 모드로 DATA2 및 CLK2를 사용하여 제공될 수 있다. 예를 들어, CLK2는 클록 신호(예를 들어, 20 메가헤르츠에서 실행되는 고속 클록 신호)를 제공할 수 있고, DATA2는 방향성 커플러(24)의 모드를 제어하는데 필요한 데이터를 직렬로 제공할 수 있다. 그러나, 일부 상황들에서, 커플러 제어가 RF 송신 시간 동안 발생하고 있다면, CLK2를 통해 제공되는 고속 클록 신호는, 예를 들어, 무선 디바이스(11)의 송신 경로를 통해, RF 송신과 (예를 들어, 전력 증폭기(17), 스위치들(12), 필터들, 및/또는 다른 컴포넌트들과 같은 RF 송신 경로에 있는 컴포넌트들과) 간섭할 수 있다. 그러한 상황들에서, 고속 클록 신호와 RF 송신 사이의 간섭은 무선 디바이스(11)로 하여금 규제 방출 표준들 또는 다른 사양들에 부합하지 못하게 할 수 있다.
다른 실시예에서, 제어기(25)는 하나 이상의 전용 GPIO 신호 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전용 GPIO 신호 라인들은 DC 신호들을 사용하여 (예를 들어, 고속 클록 신호를 사용하지 않고) 커플러 출력의 모드를 특정하는데 사용될 수 있고, 그에 의해 커플러에 제공되는 제어 신호들과 RF 송신 사이의 간섭을 감소시키거나 또는 제거한다. 그러나, 전용 GPIO 신호 라인들을 추가하는 것은 추가적 기판 공간을 소비할 것이고, 이는 일부 구현들에서 (예를 들어, 작은 패키지들을 사용하거나 또는 요구하는 응용들에 대해) 실현 가능하지 않을 수 있다.
따라서, 특수 모드에서(예를 들어, 고속 클록 신호를 사용하지 않고) 방향성 커플러(24)(또는 무선 디바이스(11)의 RF 송신 동안 제어될 필요가 있을 수 있는 임의의 다른 컴포넌트)의 상태를 제어하는 것 및 직렬 모드에서 다른 컴포넌트들(예를 들어, 비교적 고속의 많은 구성들을 필요로 할 수 있는 컴포넌트들)을 제어하는 것에 의해, 추가의 (또는 상당한 양의) 기판 공간을 요구하지 않고도 제어 신호들과 RF 출력 사이의 간섭의 기회가 감소되거나 또는 최소화될 수 있다.
특수 모드에서, DATA2 및 CLK2 신호 라인들은 하이 또는 로우를 표시하는 신호 레벨(예를 들어, DC 신호)을 각각 제공하는데 사용될 수 있고, 그리고 조합으로, 이러한 2개의 신호들은 4개까지의 상태들 또는 모드들을 시그널링할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 GPIO 신호 라인들이 제어기(25)에 추가될 수 있고, GPIO 신호 라인들은, 기존 DATA2 및 CLK2 신호 라인들과 조합되어, 전력 증폭기 모듈(30)의 다른 컴포넌트들에 훨씬 더 큰 수의 모드들을 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 단일 GPIO 신호 라인이 제어기에 추가되면, DATA2 및 CLK2 신호 라인들과 추가적 GPIO 신호 라인의 조합은 8개까지의 상이한 모드들을 시그널링할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(25)에 추가되는 추가적 신호 라인들의 수는 상태들의 수에 의존할 수 있다(예를 들어, 대역 스위치들이 반송파 집성 예에서의 특수 모드에서 제어될 때, 주파수 대역들의 수가 조합됨).
예시적 커플러 출력 제어 프로세스
도 5는 본 개시내용의 양상들에 따른 제어기(25)의 동작에 대한 프로세스(500)의 흐름도를 제시한다. 프로세스(500)는 전력 증폭기 모듈(30)에서의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하기 위한 직렬 인터페이스로서 동작하도록 구성되는 임의 타입의 디지털 제어 인터페이스에 의해 구현될 수 있다. 또한, 프로세스(500)는, 일부 실시예들에서, 상이한 인터페이스 모드들에서 동작하도록 구성되는 임의 타입의 디지털 제어 인터페이스에 의해 구현될 수 있다. 프로세스(500)의 구현이 그와 같이 제한되는 것은 아니지만, 논의를 단순화하기 위해, 프로세스(500)는 제어기(25)에 의해 구현되는 것으로서 설명될 것이다.
프로세스(500)는, 예를 들어, 블록 502에서 제어기(25)가 입력 핀들 VIO, DATA1, 및 CLK1에서 입력 신호들을 수신할 때 시작된다. 블록 504에서, 제어기(25)는 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있는지 결정한다. 제어기(25)는 수신되는 입력 신호들에 기초하여 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있는지 결정할 수 있다. 예를 들어, DATA1 신호가 특정 시퀀스의 비트들(예를 들어, "0000 0001")을 포함하면 제어기(25)는 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있다고 결정할 수 있다. 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있지 않다고 제어기(25)가 결정하면, 프로세스(500)는 블록 506으로 진행한다. 그렇지 않은 경우, 프로세스(500)는 블록 510으로 진행한다.
블록 506에서, 제어기(25)는 내부 인에이블 신호를 턴 온한다. 예를 들어, 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있지 않다고 결정하는 것에 응답하여 제어기(25)는 EN 신호로 하여금 로우로부터 하이로 가게 할 수 있다. 다른 예로서, 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있지 않다고 결정하는 것에 응답하여 제어기(25)는 EN 신호로 하여금 하이로부터 로우로 가게 할 수 있다.
블록 508에서, 제어기(25)는 직렬 모드에서 전력 증폭기 모듈(30)의 하나 이상의 컴포넌트들(예를 들어, 전력 증폭기(17), 스위치들(12) 등)에 클록 신호(예를 들어, CLK2) 및 데이터 신호(예를 들어, DATA2)를 제공한다. 클록 신호 및 데이터 신호는 그러한 컴포넌트들의 모드들을 구성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 증폭기 모듈(30)을 포함하는 무선 디바이스가 하나 이상의 안테나들을 통해 데이터를 송신하고 있지 않는 동안 클록 신호 및 데이터 신호가 그러한 컴포넌트들에 제공된다. 직렬 모드에서 제공되는 클록 신호는 1 메가헤르츠보다 더 큰 주파수를 갖는 고속 클록 신호를 포함할 수 있다.
블록 510에서, 제어기(25)는 내부 인에이블 신호를 턴 오프한다. 예를 들어, 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있다고 결정하는 것에 응답하여 제어기(25)는 EN 신호로 하여금 하이로부터 로우로 가게 할 수 있다. 다른 예로서, 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있다고 결정하는 것에 응답하여 제어기(25)는 EN 신호로 하여금 로우로부터 하이로 가게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 증폭기 모듈(30)이 특수 모드에 있는 한 EN 신호는 오프 상태로 남는다.
블록 512에서, 제어기(25)는 특수 모드에서의 하나 이상의 커플러 출력 제어 신호들을 커플러 모듈(예를 들어, 방향성 커플러(24))에 제공한다. 하나 이상의 커플러 출력 제어 신호들은 커플러 모듈의 모드들을 구성할 수 있다. 일부 경우들에서, 증폭기 모듈(30)을 포함하는 무선 디바이스가 하나 이상의 안테나들을 통해 데이터를 송신하고 있는 동안 하나 이상의 커플러 출력 제어 신호들은 그러한 컴포넌트들에 제공된다.
신호들을 도시하는 예시적 그래프들
도 6은 도 5의 제어기의 예시적 입력 및 출력 신호들을 도시하는 그래프이다. 도 6에 도시되는 예에서, 상단 2개의 신호들("/CLK" 및 "/DATA")은 도 4에 도시된 CLK1 및 DATA1 신호들에 대응한다. 외부 신호들 CLK1 및 DATA1에 기초하여, 제어기(25)는 하단 4개의 신호들("/VREG", "/S_EN", "/S_CLK", 및 "/S_DATA")을 제공하는데, 이들은 각각 도 4에 도시된 VREG, EN, CLK2, 및 DATA2 신호들에 대응한다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 특수 모드 동안, 제어기(25)는 CLK2("S_CLK") 신호 라인을 통해 고속 클록 신호를 제공하지 않는다. 그 대신에, CLK2 및 DATA2를 통해 제공되는 DC 값들이 4개의 가용 모드들로부터 방향성 커플러(24)의 모드를 결정하는데 사용된다.
도 7은 도 6에 도시된 출력 신호들의 부분(602)을 도시하는 그래프이다. 도 7에 도시된 부분(602)은 전력 증폭기 모듈(30)의 하나 이상의 컴포넌트들에 제공되는 신호들 EN, CLK2, 및 DATA2의 조합에 대응할 수 있다. 예를 들어, 부분(602)은 대역 스위치의 RX 경로를 바꾸기 위해 대역 스위치에 제공되는 신호들, 방향성 커플러(24)의 모드를 바꾸기 위해 방향성 커플러(24)에 제공되는 신호들, 또는 전력 증폭기(17)의 TX 모드를 바꾸기 위해 전력 증폭기(17)에 제공되는 신호들을 도시할 수 있다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 신호들은 고속 클록 신호 CLK2("S_CLK")를 사용하여 직렬 모드로 송신된다.
도 8은 무선 디바이스에서의 예시적 신호들을 도시하는 그래프이다. 도 8에 도시되는 바와 같이, 특수 모드 동안, 제어기(25)는 CLK2("S_CLK") 신호 라인을 통해 고속 클록 신호를 제공하지 않는다.
다른
실시예들
클록 및 데이터 신호 라인들(예를 들어, 도 4에 도시된 제어기(25)의 CLK2 및 DATA2)은 다른 타입들의 제어를 제공할 수 있다. 예를 들어, 이러한 신호 라인들은 (예를 들어, CLK2 및 DATA2의 상태를 로우로부터 하이로 또는 하이로부터 로우로 바꾸는 것만으로 스위치들의 상태를 TX로부터 RX로 바꾸기 위한) 반송파 집성 다운링크 비동기 TX/RX 제어, (예를 들어, 클록 간섭을 조사하기 위해 발진기 및 차지 펌프를 디스에이블하기 위한) SOI(silicon on insulator) 스위치들에 대한 디버깅 모드, 슬레이브 디바이스들을 위한 저 전류 스탠바이 모드, 및 의도된 상태 변경들만이 행해지도록 직렬로 송신되는 신호들을 위한 트리거로서의 사용을 제공하는데 사용될 수 있다. 그러한 실시예들 중 일부 또는 임의의 다른 실시예들에서, CLK2 및 DATA2는 커플러(예를 들어, 방향성 커플러(24)) 이외의 컴포넌트를 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 반송파 집성 모드에는, 동시에 동작하는 2개의 RF 경로들이 존재할 수 있다. 그러한 모드에서, 2개의 대역 스위치들이 CLK2 및 DATA2 신호를 사용하여 제어될 수 있다. 이러한 구현들 중 일부 또는 전부는 대역들 중 하나가 가능하게 송신하고 있을 때 존재하는 고속 클록 신호를 갖지 않고도 제어를 제공할 수 있고, 그에 의해 직렬 인터페이스 클록 신호로부터의 RF 출력과의 간섭의 기회를 감소시킨다.
용어들
문맥이 명백히 다른 것을 요구하지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위들 전반적으로, "포함한다", "포함하는" 등의 단어들은, 배타적 또는 전수적 의미가 아니라 포함적 의미로, 즉 "~를 포함하지만 이들로 제한되지 않음"의 의미로 해석되어야 한다. 용어 "결합된"이란, 2개의 엘리먼트들간의 접속을 지칭하기 위해 사용되며, 이 용어는, 직접 접속되거나, 하나 이상의 중간 엘리먼트들 통해 접속될 수 있는 2개 이상의 엘리먼트들을 지칭한다. 또한, "여기서", "위에서", "아래에서"와 같은 단어들 및 유사한 의미의 단어들은, 본 출원에서 사용될 때, 본 출원을 전체적으로 지칭하고 본 출원의 임의의 특정한 부분을 지칭하지 않는다. 맥락이 허락하는 곳에서, 단수 또는 복수를 사용하는 상기 상세한 설명 내의 단어들은 또한 복수 또는 단수를 각각 포함할 수 있다. 2개 이상의 항목들의 리스트를 참조하는 단어 "또는"에 대해서, 그 단어는 그 단어의 다음과 같은 해석들: 그 리스트에 있는 항목들 중 임의의 것, 그 리스트에 있는 항목들 전부, 및 그 리스트에 있는 항목들의 임의의 조합 모두를 커버한다.
본 발명의 실시예들의 상기 상세한 설명은 남김없이 철저히 드러내기 위한 것이거나 본 발명을 위에 개시되는 형태 그대로 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명들의 특정 실시예들, 및 예들이 예시의 목적들을 위해 위에 설명되었지만, 관련 분야의 통상의 기술자들이 인식하는 바와 같이, 본 발명들의 범위 내에서 다양한 균등한 수정들이 가능하다. 예를 들어, 프로세스들 또는 블록들이 주어진 순서로 제시되지만, 대안적인 실시예들은, 상이한 순서로, 단계들을 갖는 루틴들을 수행하거나 또는 블록들을 갖는 시스템들을 이용할 수 있고, 일부 프로세스들 또는 블록은 제거, 이동, 부가, 세분, 조합, 및/또는 수정될 수 있다. 이러한 프로세스들 또는 블록들 각각은 다양한 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스들 또는 블록들이 때때로 순차적으로 수행되는 것으로서 보여지만, 이러한 프로세스들 또는 블록들은 그 대신 병렬로 수행될 수 있거나, 상이한 시간들에 수행될 수 있다.
본 명세서에 제공되는 본 발명들의 교시사항들은 반드시 위에 설명된 시스템이 아닌, 다른 시스템들에 적용될 수 있다. 위에 설명된 다양한 실시예들의 엘리먼트들 및 액트들은 추가 실시예들을 제공하도록 조합될 수 있다.
다른 것들 중에서, "할 수 있다(can, might, may)", "예를 들어(e.g.)" 등과 같은 본 명세서에서 사용되는 조건적인 언어는, 구체적으로 달리 언급되거나 사용되는 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, 다른 실시예들이 포함하지 않지만, 특정 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들을 특정 실시예들이 포함한다는 점을 전달하는 것을 일반적으로 의도한다. 따라서, 이러한 조건적인 언어가 일반적으로 그 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들이 하나 이상의 실시예들에 대해 어쨋든 필요하다는 점 또는 하나 이상의 실시예들이, 다른 입력 또는 프롬프팅을 사용하여 또는 사용하지 않고, 이러한 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들이 임의의 특정의 실시예에 포함되거나 또는 그 실시예에서 수행되어야 하는지 결정하기 위한 논리를 반드시 포함해야 한다는 점을 암시하기 위한 것은 아니다.
본 발명들의 특정 실시예들이 설명되었지만, 이러한 실시예들은 단지 예로서 제시되었으며, 본 개시내용의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 실제로, 본 명세서에 설명되는 신규한 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 구현될 수 있고; 더욱이 본 개시내용의 사상을 벗어나지 않고 본 명세서에 설명되는 방법들 및 시스템들의 형태에서의 다양한 생략들, 치환들 및 변경들이 행해질 수 있다. 첨부된 청구항들 및 그의 등가물들은 본 개시내용의 범위 및 사상 내에 속하는 이러한 형태들 또는 수정들을 커버하려는 것이다.
Claims (20)
- 전력 증폭기 모듈로서,
하나 이상의 스위치들;
커플러 모듈;
적어도 전압 입력/출력(VIO) 신호, 클록 입력 신호, 및 데이터 입력 신호를 포함하는 복수의 입력 신호들을 수신하도록 구성되는 복수의 입력 신호 핀들; 및
적어도 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 갖는 제어기- 상기 제어기는, 상기 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있을 때, 상기 제어기가 상기 제1 출력 단자에 동기 클록 신호를 출력하고 상기 제2 출력 단자에 데이터 신호를 출력하는 동기 통신 프로토콜을 사용하여 상기 하나 이상의 스위치들의 모드를 설정하도록 구성되고, 상기 제어기는, 상기 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드에 있을 때, 상기 제어기가 상기 제1 출력 단자에 제1 비동기 제어 신호를 출력하고 상기 제2 출력 단자에 제2 비동기 제어 신호를 출력하는 비동기 통신 프로토콜을 사용하여 상기 커플러 모듈의 모드를 설정하도록 더 구성됨 -
를 포함하는 전력 증폭기 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제어기는 상기 데이터 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제1 동작 모드에 있는지 또는 상기 제2 동작 모드에 있는지 결정하도록 더 구성되는 전력 증폭기 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제어기는 제3 출력 단자를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 동기 통신 프로토콜을 사용하는 통신 동안 인에이블 신호를 어서트(assert)하도록 더 구성되는 전력 증폭기 모듈. - 제3항에 있어서,
상기 제어기는 상기 비동기 통신 프로토콜을 사용하는 통신 동안 상기 인에이블 신호를 디어서트(de-assert)하도록 더 구성되는 전력 증폭기 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 동기 클록 신호는 일정한(constant) 주파수를 갖는 전력 증폭기 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 전력 증폭기 모듈이 상기 전력 증폭기 모듈에 접속되는 하나 이상의 안테나들을 통해 데이터를 송신하는 동안 상기 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호가 상기 커플러 모듈에 제공되는 전력 증폭기 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제어기는 상기 데이터 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제2 동작 모드에서 제공되는 상기 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호의 논리 레벨들을 결정하도록 더 구성되는 전력 증폭기 모듈. - 제7항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제2 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로 전환하는 제1 기간으로부터 상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로 전환하는 제2 기간까지, 상기 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호의 논리 레벨들을 저장하고 유지하도록 구성되는 하나 이상의 래치들을 더 포함하는 전력 증폭기 모듈. - 무선 디바이스에서 전력 증폭기 모듈의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하기 위한 방법으로서,
상기 전력 증폭기 모듈의 직렬 인터페이스를 통해 복수의 입력 신호들을 수신하는 단계;
상기 복수의 입력 신호들에 기초하여, 상기 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있는지 또는 제2 동작 모드에 있는지 결정하는 단계;
상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제1 동작 모드에 있다는 결정에 응답하여, 적어도 동기 클록 신호 및 데이터 신호를 출력하는 것에 의해 동기 통신 프로토콜을 사용하여 하나 이상의 스위치들의 모드를 설정하는 단계; 및
상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제2 동작 모드에 있다는 결정에 응답하여, 적어도 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호를 출력하는 것에 의해 비동기 통신 프로토콜을 사용하여 커플러 모듈의 모드를 설정하는 단계
를 포함하는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 직렬 인터페이스를 통해 수신되는 상기 복수의 입력 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제1 동작 모드에 있는지 또는 상기 제2 동작 모드에 있는지 결정하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 동기 통신 프로토콜을 사용하는 통신 동안 인에이블 신호를 어서트하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 비동기 통신 프로토콜을 사용하는 통신 동안 상기 인에이블 신호를 디어서트하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호가 비동기 방식으로 상기 커플러 모듈에 제공되는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 인에이블 신호가 어서트되는 제1 기간으로부터 상기 어서트된 인에이블 신호가 디어서트되는 제2 기간까지 상기 제1 동기 제어 신호 및 제2 동기 제어 신호의 논리 레벨들을 하나 이상의 래치들에서 저장 및 유지하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 동기 클록 신호는 일정한 주파수를 갖는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 전력 증폭기 모듈이 상기 전력 증폭기 모듈에 접속되는 하나 이상의 안테나들을 통해 데이터를 송신하는 동안 상기 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호가 상기 커플러 모듈에 제공되는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 직렬 인터페이스를 통해 수신되는 상기 복수의 입력 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호의 논리 레벨들을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제2 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로 전환하는 제1 기간으로부터 상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로 전환하는 제2 기간까지 상기 제1 비동기 제어 신호 및 제2 비동기 제어 신호의 논리 레벨들을 하나 이상의 래치들에서 저장 및 유지하는 단계를 더 포함하는 방법. - 무선 통신 디바이스로서,
복수의 송신 경로들을 출력하도록 구성되는 송수신기;
상기 송신 경로들 중 적어도 하나에 대응하는 신호를 출력하도록 구성되는 안테나; 및
상기 송수신기 및 상기 안테나와 통신하고, 하나 이상의 스위치들, 커플러 모듈, 복수의 입력 신호들을 수신하도록 구성되는 복수의 입력 신호 핀들, 및 제어기를 갖는 전력 증폭기 모듈- 상기 제어기는, 적어도 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 갖고, 상기 전력 증폭기 모듈이 제1 동작 모드에 있을 때, 상기 제어기가 상기 제1 출력 단자에 동기 클록 신호를 출력하고 상기 제2 출력 단자에 데이터 신호를 출력하는 동기 통신 프로토콜을 사용하여 상기 하나 이상의 스위치들의 모드를 설정하도록 구성되고, 상기 제어기는, 상기 전력 증폭기 모듈이 제2 동작 모드에 있을 때, 상기 제어기가 상기 제1 출력 단자에 제1 비동기 제어 신호를 출력하고 상기 제2 출력 단자에 제2 비동기 제어 신호를 출력하는 비동기 통신 프로토콜을 사용하여 상기 커플러 모듈의 모드를 설정하도록 더 구성되는 무선 통신 디바이스. - 제18항에 있어서,
상기 전력 증폭기 모듈은 상기 무선 통신 디바이스가 상기 안테나를 통해 데이터를 송신하고 있을 때 상기 동기 클록 신호를 상기 하나 이상의 스위치들에 제공하는 것을 피하도록(refrain) 더 구성되는 무선 통신 디바이스. - 제18항에 있어서,
상기 제어기는 상기 전력 증폭기 모듈이 상기 제2 동작 모드에 있을 때만 상기 커플러 모듈의 모드를 변경하도록 더 구성되는 무선 통신 디바이스.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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