TWI246831B - Controlling output power in cellular telephones - Google Patents
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Description
1246831 玖、發明說明： 【菊^日月戶斤技術^領域^ 發明領域 概略而s本發明係有關細胞式行動電話。 5 【先前技術】 發明背景 新穎細胞式技術例如寬頻劃碼多向近接（「WCDMA」） 給使用者提供新穎能力，例如封包切換資料，例如高速網 際網路應’式及電子多賴郵件。WCDMA技術也對全 H)活動視訊服務的傳輸以及高品質語音通訊提供高容量電路 切換能力。 但WCDMA#示準使用細胞式行動電話或其它行動發射 器欲製造成有大型發射射頻（「RF」）功率動態範圍。例如 WCDMA標準可使用高達7〇分貝範圍之發射功率。若尖峰 15至最低功率調變起伏波動，例如來自語音尖峰的調變起伏 波動加至此數值，則需要大於9〇分貝之大型動態範圍。 為了維持製造成本低，WCDMA發射器可設計成將相 田大口b射頻電路及其它電路整合於少數積體電路内部。 例如WCDMA發射ϋ可設計成❹個㈣路例如電壓控制 20振盪器整合於單-積體電路，其可當作一個發射器功能區 塊來考慮。 但任何發射器功能區塊的輪入與輸出間的隔開可能限 制違區塊的動態範圍達隔離量，該隔離量可考慮為ρ_。 為了降低功率低於Pinm，必須有效增加隔離路徑。隔離的 1246831 增加典型係經由實體分配可變增益放大器之系統組成元件 跨複數個晶片而達成。但如此可能導致晶片數目增加，也 將提高製造成本。 於細胞式行動電話，信號源例如電壓控制振盪器（vco) 5可藉一或多個可變增益階段予以放大。因此細胞式行動電 話之最小輸出功率受限制（理由說明如前），結果細胞式行動 電話之射頻輸出可能呈現非期望的信號來源功率。因此需 要改良發射器（例如WCDMA行動發射器）之動態範圍。 【明内^^】 10 發明概要 一種細胞式電話，包含： 一可變功率電壓控制振盪器，其具有一輸出；以及 一第一處理器，其係耦合至該可變功率電壓控制振盪 器俾調整該可變功率電壓控制振盪器之功率輸出。 15 圖式簡單說明 第1圖為根據本發明之細胞式行動電話之具體實施例 之方塊圖。 第2圖為根據本發明之一具體實施例，細胞式行動電話 之射頻區段之方塊圖。 ^ 弟3圖為方塊圖顯不根據本發明之一具體實施例之可 變功率VCO。 弟4圖為根據本發明之一具體實施例，一種可變功率電 壓控制振盪器之方塊圖。 【實施方式3 1246831 較佳實施例之詳細說明 支文節，兒明將陳述特定細節俾供徹底了解本發明。 但須了解熟諳技藝人士可未採用此等特定細節而實施本發 $月j匕例中，眾所周知之方法、程序、組成元件及電路 亚未說明其細節，俾便不混淆本發明。 /貝了解本七a月可用於多項應用。雖然本發明非僅限於 ^應用方©，但此處揭示之電路可用於多種裝置例如用於 無線系統發射器。於本發明之範圍意圖涵蓋之無線系統包 1括(僅供舉例說明之用）細胞式無線電話通訊系統、雙向無線 1〇通訊系統、單向傳呼機、雙向傳哞機、個人通訊系統(PCS)等。 思圖涵蓋於本發明範圍之細胞式無線電話通訊系統類 別包括（但非限制性）直接順序_劃碼多向近接(ds_cdma)細 胞式無線電話通訊系統、寬頻CDMA及CDMA 2000細胞式 無線電活系統、全球行動通訊系統(GSM)細胞式無線電話 15系統、北美數位細胞(NADC)細胞式無線電話系統、分時多 向近接(TDMA)系統、增強GSM演進資料(EDGE)、通用行 動電信系統(UMTS)及WCDMA。 現在參照第1圖，細胞式電話10包括天線12搞合至射頻 介面14。細胞式電話10可根據目前利用之任一種通訊標 20 準。介面14可透過匯流排15而與基頻處理器16通訊。同理 基頻處理器16可透過介面20而與應用處理器22通訊。基頻 處理器16可耦合至記憶體18，應用處理器22可耦合至記憶 體24。若干具體實施例中，基頻處理器16及應用處理器22 可整合於同一積體電路。其它具體實施例中可位於分開的 1246831 變輸出信號403及405之振幅，可變更經過控制之電流源4〇9 提供的電流，因此可透過電晶體411及413改變電流。因直 流電流可界定電晶體4丨1及4丨3之大及小信號轉導，故信號 403及405之振盪振幅可透過電晶體411及413而與直流電流 5 成正比。 可變頻率諸振器415於若干具體實施例中可為電壓控 制振盪器。電壓控制振盪器415可建構為考匹茲（c〇lpits)、 哈特利(Hartley)或其它振盪器類型。VCO 415頻率之調整可 藉改變施加至電壓敏感電容器（例如變容二極體）之電壓予 1〇 以達成。隨著跨變容二極體電壓的改變，外加至振盈器電 路(其結合變容二極體)之淨電容也變更，因而執行頻移。若 干具體貫施例中’錯备b號305可耗合至變容二極體（圖中 未顯示），變容二極體可構成VCO 415之一部分來執行vc〇 415之頻移。 15 為了提供回授路徑來偵測差異VCO 401之振盈振幅， 若干具體實施例中，輸出信號線403及405可藉信號回授電 路431而耦合至低通濾波器419。若干具體實施例中，信號 回授電路431可組合輸出信號403及405(可為差異信號）來提 供輸入信號433給低通濾波器419。信號417包括交流(AC) 20信號以及直流(DC)信號成分，其係與差異VCO 401之振盪 振幅成正比。信號417也包括偏壓電壓，該偏壓電壓係因控 制電流源409之電流相依性電壓所致。 低通濾波器之輸出端421可耦合至差異放大器423之一 輸入端。差異放大态423之另一輸入端可由參考電壓電路 1246831 425提供，參考電壓電路425可耦合至第二差異放大器429之 輸出端427。差異放大器429之輸出端427也耦合至控制電流 源409，俾對控制電流源409提供之控制電流作調整。差異 放大器423之輸出端可耦合至差異放大器429之輸入端。差 5異放大器429之第二輸入端可由信號38提供，信號38可耦合 至基頻處理|§ 16(如第1圖所示）。 若干具體實施例中，差異VCO 401之振盪振幅之偵測 可藉濾波信號線417而達成。信號線417包括交流(AC)頻率 信號、直流(DC)分量，該直流分量係與差異電壓控制振盪 10器4〇1之振盪振幅成正比，以及因控制電流源409之電流相 依性電壓所致之電壓偏壓。振幅之偵測可以低通濾波器419 藉濾、波信號417 ’然後以差異放大器423扣除參考電壓425而 達成振幅的偵測。所得信號431隨後於若干具體實施例使用 差異放大器429組合可變功率控制信號38，然後耦合至電流 15 源409 。 參考電壓電路425產生電壓參考電壓，其可為控制電流 源409之電流相依性電壓。若干具體實施例中，參考電壓電 路425包括一個VCO，其可耦合至控制電流源（圖中未顯 示）。將參考電壓電路425製造於差異VCO 401之同一積體電 20 路上且緊鄰VCO 401可顯著減少製程以及降低溫度變化的 影響。 如前文討論，差異VCO 401之輸出振幅可藉調整信號 38調整。基頻處理器16或其它欲根據WCDMA或其它標準 而部分控制發射器功率之處理器可調整信號38。處理器16 1246831 或其它處理器可接收來自細胞式系統或其它系統之功率指 令’该指令指示增減發射器輸出功率。回應於此，處理器 16或其它處理器可執行vpvc〇輸出振幅的變化，且可於一 或多射頻放大器改變增益，該射頻放大器部分接收Vpvc〇 5輸出信號或部分由VPVCO輸出信號導出的信號。若干具體 實施例中’此項差異電壓控制振盪輸出的減低，部分經由 減少輸入信號輸入至發射器隨後各放大器階段，而用來有 效增加發射電路之動態範圍。此種動態範圍的增加可利用 單一積體電路達成，該積體電路含有VpVC〇及其它耦合放 10大器，但本發明範圍非僅囿限於此。VPVCO及其它耦合放 大器整合於單一積體電路可提供製造效率及其它效率。 雖然於此處已經舉例說明本發明之若干特色，但熟諳 技藝人士顯然易知多項修改、取代、變化及相當例。因此 須了解隨附之申請專利範圍意圖涵蓋全部此等落入本發明 15 之真諦範圍内之此等修改及變化。 【圖式簡單說明】 第1圖為根據本發明之細胞式行動電話之具體實施例 之方塊圖。 第2圖為根據本發明之一具體實施例，細胞式行動電話 2〇 之射頻區段之方塊圖。 第3圖為方塊圖顯示根據本發明之一具體實施例之可 變功率VCO。 弟4圖為根據本發明之一具體實施例，一種可變功率電 壓控制振盪器之方塊圖。 12
Claims (1)
- !246831 拾、申請專利範圍： L —種細胞式電話，包含： 一可變功率電壓控制振盪器，其具有一輸出；以及 一第一處理器，其係搞合至該可變功率電壓控制振 盈器俾調整該可變功率電壓控制振盪器之功率輸出。 2·如申請專利範圍第1項之細胞式電話，其中該第一處理 器為基頻處理器。 3·如申請專利範圍第1項之細胞式電話，其中該第一處理 器為應用處理器。 10 4.如申請專利範圍第1項之細胞式電話，其中該可變功率 電壓控制振盪器包括一差異電壓控制振盪器。 5·如申請專利範圍第4項之細胞式電話，進一步包含一控 制電流源其係搞合至該第一處理器俾控制該可變功率 電壓控制振盪器之振幅。 15 6·如申請專利範圍第5項之細胞式電話，進一步包含： 一芩考電壓電路，其係耦合至該經控制的電流源以 及耦合至該第一處理器俾部分控制該可變功率電壓控 制振盪器振幅。 7·如申請專利範圍第1項之細胞式電話，其中該第一處理 2〇 為係適合根據寬頻劃碼多向近接電話標準而改變該可 變功率電壓控制振盪器振幅。 8·如申請專利範圍第1項之細胞式電話，其中該第一處理 器適合接收一功率位準指令，且係耦合至該可變功率電 壓控制振盪器俾回應於該指令而調整該可變功率電壓 14 1246賴is . ,. -- j …一 ·—.一」.」 積體電路。 顯示器28以及鍵盤30可耦合至應用處理器22。此外若干具 體貫施例中，基頻處理裔16也耦合至可變功率電壓控制振盪器 VPVCO(variable power voltage controlled 〇scillat〇r) 34。基頻處 5理器16可透過一或多個控制信號％而控制電壓控制振盪器34 之輸出功率。WVCO 34可透過—❹健號線36_合至射 頻介面14。 容後詳述，基頻處理器16控制VPVCO 34之輸出功率，藉 此方式可於細胞式電話10之輸出功率提供較高動態範圍。 10 現在參照第2圖，顯示部分2〇〇射頻介面14。數位信號處理 器(DSP) 201透過匯流排15接收信號，且產生兩個恆定訊息封 向II及Q，分別為203及205，其提供輸入信號給調變器2〇7。 來自調變器207之輸出信號209可提供輸入給相位偵測器211及 振巾田4貞測為213。來自相位偵測器211之輸出信號215可编合至 15化唬產生器217。信號產生器217包括回路濾波器及VPVCO(圖 中未顯示）。可變功率輸入端38也耦合至信號產生器217。信號 產生恭217之輸出端219可耦合至輸出相位信號產生器221。振 巾田债測為213可耦合至信號成形電路223，若干具體實施例中， 可耦合至輸入信號225，該輸入信號包含GSM-EDGE信號。信 20號成形電路223之輸出端227及229可提供額外輸入給外相位信 號產生态221。外相位信號產生器221之輪出端231及233可提供 輸入給組繹器及射頻功率放大器電路235。 組繹為及射頻功率放大器電路235之輸出端12可耦合 至天線以及耦合至回授電路237。回授電路237之輸出端239 1246831 可提供額外輸入給相位偵剛器2 i丄 若干具體實施例中，回择 又笔路237包括步進衰減器，逐 步降低來自組繹器與射頻妨 、敌大器235之輸出功率至較低位 準。此外，回授電路237包杠如t 射頻混合器及分相器，其於某 些具體實施例中可用來混合組繹器與射頻放大器235之輸 出頻率至較低頻，且調整該# 仏竣相位隨後送至相位偵測器 211之輸入端。 若干具體實施例中，相位_器211產生相位錯㈣ 號，表示回授信號239與來自輪入調變器2〇7之信號2〇9間之 H)相位差。隨後此種錯誤信號由信號產生器217用來調整内部 VPVCO(圖中未顯示）之頻率。 現在參照第3圖，若干具體實施财，信號產生器217 包括回路濾波器301，其藉錯誤信號3〇5而耦合 34。某些具體實施例中，回路濾波器3〇1接收相位偵測器2ιι 15之輸出，以及濾波相位偵測器211之輸出俾提供錯誤信號 305給可^:功率VPVCO 34。VPVCO 34可設計成讓信號3〇5 之變化造成VPVCO 34回應於錯誤信號3〇5之變化而變更頻 率。此外，若干具體實施例中，VpVC〇之輸出功率可回應 於可變功率控制信號38之變化而改變。 2〇 現在參照第4圖，差異VCO 401可產生兩個輸出信號 403及405，二信號之振幅可類似，但相位彼此位移180度。 若干具體實施例中，此等信號403及405可藉緩衝放大器407 而緩衝，緩衝放大器407可透過信號線219而耦合至外相位 信號產生器221(顯示於第2圖）。某些具體實施例中，為了改 Ι24683Ϊ；， . f、.·' a 【圖式之主要元件代表符號表】 10...細胞式電話 219…輸出 12…天線 221...出相位信號產生器 14...射頻介面 223...信號成形電路 15...匯流排 225…輸入信號 16...基頻處理器 227，229，23 卜 233…輸出 18...記憶體 235…射頻功率放大器電路 20...介面 237…回授電路 22...應用處理器 239…輸出，回授信號 24...記憶體 301...回路濾波器 28...顯示器 305...錯誤信號 30…鍵盤 401…可變功率電壓控制振盪器 34...可變功率電壓控制振盪器 403，405…輸出信號 36...信號線 219...信號線 38...控制信號 407…緩衝放大器 200...部分 409...控制電流源 201...數位信號處理器 411，413...電晶體 203，205…恆定訊息封向量 415…可變頻率諧振器 207...調變器 417...信號 209...輸出 419...低通滤波器 211...相位偵測器 421，427…輸出 213…振幅偵測器 423，429…差異放大器 215…輸出 425...參考電壓電路 217…信號產生器 431...信號 38...可變功率輸入 433…輸入 控制振蘯器振幅。 9.如申請專利範圍第！項之細胞式電話，進—步包含： 鍵盤，其係耗合至該應用處理器； ,’、員示為，其係|馬合至該應用處理器，· 第σ己隐體，其係耦合至該應用處理器；以及 一第二記憶體，其係耦合至一第二處理器。 10· —種用於細胞式電話之裝置，包含··-電壓控制振盪器，其具有一種輸出帶有一種振 幅；以及 一哀減器，其_合至該電餘制《器俾調整該 電壓控制振盪器輸出之振幅。 η·如申請專利範圍第10項之裝置，其中該電壓控制振盪器 為一種差異電壓控制振盪器。 士申Μ專利fen第1G項之裝置，其中該衰減器包括一控 制電流源。 二13 ·如申請專利範圍第！ 2項之裝置，其中該控制電流源係耗 合至-處理器俾部分控制該控制電流源。 14.如申請專利範圍第13項之裝置，其中—電壓參考_合 至該控制電流源。 15·如申請專利範圍第1G項之裝置，其中該衰減器係輕合至 -處理器俾部分控制該衰減器之衰減量。 申％專利㈣第15項之裝置，其中該處理器接收傳輸 之功率指令。 17·如申請專利範圍第1G項之裝置，進—步包含—射頻放大 15 1246831 命㈣齡至該電屢控制難器輸出俾發射-仲。 申請專·圍第π項之裝置，進—步包含—處理轉 5至該射頻放大器，俾部分控制該射舰大器之放大。 9·—種控制細胞式電話輪出功率之方法，包含： ㈣«器產生—信號’其具有頻率及振 幅； 響應於一第二信號而衰減該信號之振幅；以及 毛射L號，该信號部分係由該電壓控制振盈器信 號導出。 "1〇 2〇·如申請專利範圍第19項之方法，包括利用-處理器部分 產生該第二信號。 21.如申請專利範圍第20項之方法，進一步包含回應於該處 理器接收到傳輸來的指令而產生該第二信號。 22·如申請專利範圍第19項之方法，包括利用輕合至該電壓 15 控制振魅之—控制電流源而部分衰減該信號之振幅。23.如申請專利範圍第22項之方法，包括利用搞合至該電壓 控制振盪器之一電壓參考而部分衰減該信號之振幅。 24·如申請專利範圍第⑼員之方法，包括利用一差異電壓控 制振盈器而部分產生該信號。 25·如申％專利範圍第19項之方法，包括利用一處理器俾控 制該發射信號之振幅。 ]6
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