TWI466439B - 用於射頻功率放大器電路以確定最佳電源電壓之方法 - Google Patents

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Description

用於射頻功率放大器電路以確定最佳電源電壓之方法
本發明大體而言係關於無線通信電路，且更特定言之，係關於藉以透過進行功率放大器偏壓調整而使無線通信效能最佳化之方式。
本申請案主張2010年4月15日申請之美國專利申請案第12/761,219號的優先權，該申請案特此以全文引用的方式併入本文中。
積體電路常常具有包括射頻功率放大器之無線通信電路。射頻功率放大器用以放大射頻信號以供在所要頻道中進行無線傳輸。
射頻功率放大器通常展現出在較低供應電壓下的減小之電力消耗。降低對功率放大器加偏壓之供應電壓直接減小了流經射頻功率放大器之供應電流，藉此節省了電力。然而，降低供應電壓使功率放大器線性降級。以此方式使功率放大器線性降級可不合需要地增加鄰近頻道洩漏比率(例如，頻道外功率對頻道內功率之比率)。
因此將需要能夠提供一種用於確定最佳供應電壓位準以對射頻功率放大器加偏壓以使增強之線性與減小之電力消耗平衡的方法。
電子裝置可包括無線通信電路。該無線通信電路可包括儲存及處理電路、射頻輸入-輸出電路、射頻功率放大器電路、可調整電源供應電路，及其他無線電路。
該等射頻輸入-輸出電路可將信號饋入至功率放大器電路。該功率放大器電路可在進行無線傳輸之前放大該等信號。該功率放大器電路可包括多個功率放大級。該儲存及處理電路可控制此等級以將該功率放大器電路置於一所要增益模式中。舉例而言，可藉由啟用全部該等功率放大級而將該功率放大器置於一高增益模式中，或可藉由啟用該等功率放大級中之一者而將該功率放大器置於一低增益模式中。
該儲存及處理電路可在一所要正電源電壓下對該功率放大器電路加偏壓。可將該電源電壓供應至該等功率放大級中之每一者。可對放大器偏壓進行調整以確保充分效能，同時使電力消耗最小化。
可藉由一諸如一鄰近頻道洩漏比率(ACLR)之度量來特徵化該功率放大器電路之效能。一系統中之鄰近頻道洩漏比率經定義為頻道外功率對頻道內功率之比率。小的鄰近頻道洩漏比率值指示良好的放大器線性。ACLR裕度有時可用以量化功率放大器電路效能。可藉由自一目標ACLR減去一所量測ACLR來計算ACLR裕度。ACLR裕度大體上可隨著供應電壓增加而增長，從而反映在升高之放大器偏壓電壓下的改良之放大器線性。
在裝置特徵化操作期間，可量測由該功率放大器電路使用之供應電流之量。供應電流大體上將隨著供應電壓增加而增長。較低供應電流為較低電力消耗所要的。可藉由自所量測供應電流減去最大供應電流且接著將彼差值除以該最大供應電流來確定一電流節省比率。該最大供應電流為在該功率放大器電路於其最大供應電壓下操作時饋入至該功率放大器電路之電流的最大量。一較低(亦即，較負)電流節省比率可為改良之電力節省所要的。
可藉由取該ACLR裕度與該電流節省比率之乘積來計算一成本函數。可將每一因子自乘至一所要乘幕以提供一合適加權方案。舉例而言，可使該ACLR裕度求平方以強調放大器線性。
可在每一操作點測試一電子裝置(例如，以一所要增益模式、輸出功率位準、供應電壓位準、頻率範圍等)以獲得一組成本函數特性曲線。可使用測試設備來確定每一成本函數曲線上之最小點。對應於該最小點之該電源電壓對應於供該裝置在正常操作期間使用之一最佳供應電壓位準。此最佳電壓對該功率放大器電路加偏壓，以便提供放大器線性與電力消耗之間的一所要平衡。
本發明之其他特徵、本發明之本質及各種優點將自隨附圖式及以下詳細描述而更顯而易見。
本發明大體而言係關於無線通信，且更特定言之，係關於在無線電子裝置中在最佳供應電壓位準下對無線通信電路加偏壓。
以此方式被加偏壓之無線電子裝置可為攜帶型電子裝置，諸如膝上型電腦或有時被稱作超攜帶型之類型的小的攜帶型電腦。攜帶型電子裝置亦可為小一些之裝置。無線電子裝置可為(例如)蜂巢式電話、具有無線通信能力之媒體播放器、手持型電腦(有時亦稱為個人數位助理)、遠端控制器、全球定位系統(GPS)裝置，及手持型遊戲裝置。
諸如此等裝置之無線電子裝置可執行多個功能。舉例而言，蜂巢式電話可包括媒體播放器功能性，且可具有執行遊戲、電子郵件應用程式、網頁瀏覽應用程式及其他軟體的能力。
圖1中展示包括無線通信電路之說明性電子裝置。如圖1中所展示，裝置10可包括諸如天線(天線結構)34之一或多個天線，且可包括射頻(RF)輸入-輸出電路12。在信號傳輸操作期間，電路12可供應由天線34傳輸之射頻信號。在信號接收操作期間，電路12可接受已由天線34接收之射頻信號。
裝置10之天線結構及無線通信電路可支援經由任何合適之無線通信頻帶的通信。舉例而言，無線通信電路可用以涵蓋諸如以下各者之通信頻帶：在850 MHz、900 MHz、1800 MHz、1900 MHz下之蜂巢式電話語音及資料頻帶，及在2100 MHz頻帶下之通信頻帶，在2.4 GHz及5.0 GHz下之Wi-(IEEE 802.11)頻帶(有時亦被稱作無線區域網路或WLAN頻帶)、在2.4 GHz下之頻帶，及在1575 MHz下之全球定位系統(GPS)頻帶。
裝置10可藉由在無線通信電路中的天線結構之適當組態而涵蓋此等通信頻帶及其他合適通信頻帶。任何合適天線結構可用於裝置10中。舉例而言，裝置10可具有一個天線或可具有多個天線。裝置10中之天線可各自用以涵蓋一單一通信頻帶或每一天線可涵蓋多個通信頻帶。在需要時，一或多個天線可涵蓋一單一頻帶，而一或多個額外天線各自用以涵蓋多個頻帶。
裝置10可包括儲存及處理電路，諸如儲存及處理電路16。儲存及處理電路16可包括一或多種不同類型之儲存器，諸如硬碟機儲存器、非揮發性記憶體(例如，快閃記憶體或其他電可程式化唯讀記憶體)、揮發性記憶體(例如，靜態或動態隨機存取記憶體)等。可將儲存及處理電路16用於控制裝置10之操作。電路16中之處理電路可基於處理器，諸如：微處理器、微控制器、數位信號處理器、專用處理電路、功率管理電路、音訊及視訊晶片、射頻收發器處理電路、有時被稱作基頻模組之類型的射頻積體電路，及其他合適積體電路。
可將儲存及處理電路16用於實施合適通信協定。可使用儲存及處理電路16來實施之通信協定包括網際網路協定、無線區域網路協定(例如，IEEE 802.11協定-有時被稱作Wi-)、用於其他短距無線通信鏈路之協定(諸如，協定)、用於處置2G蜂巢式電話通信服務之協定、3G通信協定、4G通信協定等。
可將待由裝置10傳輸之資料信號提供至基頻模組18。可使用單一積體電路(例如，基頻處理器積體電路)或使用多個積體電路來實施基頻模組18。
基頻處理器18可經由路徑13自儲存及處理電路16接收待經由天線34傳輸之信號。基頻處理器18可提供待傳輸至RF收發器電路14內之傳輸器電路的信號。傳輸器電路可經由傳輸路徑26而耦接至射頻功率放大器電路20。路徑13亦可載運來自儲存及處理電路16之控制信號。此等控制信號可用以控制收發器電路14內之傳輸器電路經由路徑26供應給功率放大器20之輸入端的射頻信號之功率。此經傳輸射頻信號功率位準在本文中有時被稱作Pin，此係因為其表示至功率放大器電路20之輸入功率。
在資料傳輸期間，功率放大器電路20可將經傳輸信號之輸出功率升高至一足夠高之位準以確保充分的信號傳輸。電路28可含有射頻雙工器及其他射頻輸出級電路(諸如，射頻切換器及被動式元件)。在需要時，切換器可用以使無線電路在傳輸模式與接收模式之間切換。雙工濾波器28可用以路由輸入及輸出信號(基於其頻率)。
匹配電路32可包括諸如電阻器、電感器及電容器之被動式組件的網路，且確保天線結構34與無線電路之其餘部分阻抗匹配。可經由諸如路徑36之接收路徑將由天線結構34接收之無線信號傳遞至收發器電路14中之接收器電路。
每一射頻功率放大器(例如，功率放大器電路20中之每一功率放大器)可包括一或多個功率放大級(諸如，級22)。作為一實例，每一功率放大器可用以處置一單獨通信頻帶且每一此功率放大器可具有三個串聯連接之功率放大級22。級22可具有電源供應端子，諸如接收偏壓電壓之端子24。可使用路徑42將偏壓電壓供應至端子24。可使用來自儲存及處理電路16之控制信號使用控制路徑44選擇性地啟用及停用級22。
藉由選擇性地啟用及停用級22，可將功率放大器置於不同增益模式中。舉例而言，可藉由啟用全部三個功率放大級22而將該功率放大器置於一高增益模式中，或可藉由啟用該等功率放大級中之兩者而將該功率放大器置於一低增益模式中。在需要時，可使用其他組態。舉例而言，可藉由僅接通三個增益級中之一者而支援極低增益模式，或可藉由選擇性地啟用增益級之其他組合而提供具有三個以上增益模式設定之配置(例如，在具有三個或三個以上增益級之功率放大器中)。
裝置10可包括可調整電源供應電路(諸如，電源供應電路38)。可藉由經由控制路徑40所接收之控制信號來控制可調整電源供應電路38。可將來自儲存及處理電路16或任何其他合適控制電路(例如，實施於基頻模組18中之電路、收發器電路14中之電路等)之控制信號提供至可調整電源供應電路38。
儲存及處理電路16可維護控制設定或待用於控制電源供應電路38之其他所儲存資訊的表格。該表格可包括待由可調整電源供應電路38供應之偏壓電壓(Vcc值)之清單。基於電路44之已知操作條件且基於表格中之控制設定之值，儲存及處理電路16可在路徑40上產生適當控制信號(例如，類比控制電壓或數位控制信號)，電路44之已知操作條件諸如：電路44之當前傳輸模式(高增益模式或低增益模式)、待由功率放大器電路20產生之所要輸出功率值Pout(例如，如在雙工濾波器28之輸出端30處量測的來自放大器20之輸出功率)、所要傳輸頻率。
由電路16在路徑40上供應之控制信號可用以調整經由路徑42提供至功率放大器電路20及端子42之正電源電壓Vcc(有時被稱作放大器偏壓)的量值。可在測試期間及在裝置10之正常操作期間進行此等電源電壓調整。
可藉由諸如無線電路效能度量及無線電路電力節省度量之度量來特徵化裝置10中之無線通信電路。此等度量之值可依據供應電壓(例如，饋入至功率放大器電路之供應電壓Vcc)而變化，如圖2中所展示。增加供應電壓Vcc可增加無線電路效能度量(例如，藉由改良ACLR)，如藉由曲線46指示。然而，增加供應電壓Vcc可減小無線電路電力節省度量(例如，藉由消耗更多電力)，如藉由虛線曲線48指示。在此情境下，可存在考慮到兩個度量的用於在正常操作期間使用之最佳供應電壓(例如，可存在提供兩個度量之所要位準的最佳供應電壓)。
可(例如)藉由諸如鄰近頻道洩漏比率(ACLR)之效能度量來特徵化射頻功率放大器電路20之效能。功率放大器電路20可用以在所要無線電頻道中傳輸無線信號。鄰近頻道洩漏比率為頻道外功率(例如，在所要無線電頻道外部之頻率下的信號之輸出功率位準)對頻道內功率(例如，在所要無線電頻道內之信號的輸出功率位準)之比率。
可依據相對於載波(頻道內)信號之分貝(dBc)來表達鄰近頻道洩漏比率。可藉由評估相關功率位準之比率的以10為基數之對數(base-ten logarithm)的十倍來計算使用dBc表達之鄰近頻道洩漏比率。舉例而言，考慮以下情境：其中頻道外功率位準為10 μW且頻道內載波功率位準為100 mW。鄰近頻道洩漏比率因此為-40 dBc(10×log10 (0.01÷100))。
考慮另一情境：其中頻道外功率位準為1 μW且頻道內載波功率位準為100 mW。此情形下之鄰近頻道洩漏比率為-50 dBc(10×log10 (0.001÷100))。
需要具有良好的頻道外濾除(亦即，小的鄰近頻道洩漏比率)。因此，當依據dBc來表達鄰近頻道洩漏比率時，可能需要獲得較負之鄰近頻道洩漏比率，此係因為取較小比率之對數產生較負結果。
可基於鄰近頻道洩漏比率而計算ACLR裕度值。可將ACLR裕度定義為目標鄰近頻道洩漏比率減去所量測鄰近頻道洩漏比率，如等式1中所展示。
ACLR裕度=ACLRTARG -ACLRMEAS 　(1)
目標ACLR係根據設計準則(例如，設計規格)而設定。目標ACLR可(例如)為-40 dB。在上述情境下(其中所量測ACLR為-40 dBc)，ACLR裕度為零(-40減去-40)。在上述情境下(其中所量測ACLR為-50 dBc)，ACLR裕度為10 dB(-40減去-50)。大體而言，更需要更高或更正之ACLR裕度。
大體而言，ACLR裕度隨著供應電壓Vcc而增加，如圖3中所展示。圖3之曲線50、52及54表示在各別輸出功率位準P1、P2及P3下操作的圖1之功率放大器電路20的ACLR裕度特性。可依據dBm(相對於1 mW的以分貝為單位之功率)來表達輸出功率位準。舉例而言，功率位準P1、P2及P3可分別為10 dBm、14 dBm及20 dBm。
曲線50、52及54可特徵化在給定增益模式(例如，低增益模式或高增益模式)中操作時的功率放大器電路20。大體而言，當電路20在固定增益模式下在較高功率位準下傳輸信號時，電路20將經歷更多應變且因此展現出降級之線性或較低ACLR裕度。因此，與曲線50相比較，曲線52可具有在每一供應電壓位準下的較低ACLR裕度值。類似地，與曲線52相比較，曲線54可展現出在每一電壓Vcc下的較低ACLR裕度。
電源供應電路38可經由路徑42將電流Icc供應至功率放大器電路20(參見例如圖1)。供應電流Icc隨著供應電壓Vcc而增加，如圖4中所展示。曲線56、58及60表示在各別輸出功率位準P1、P2及P3下操作的圖1之功率放大器電路20的特性曲線。功率位準P1、P2及P3可為12 dBm、16 dBm及24 dBm(作為實例)。
曲線56、58及60可表示在特定增益模式中操作之功率放大器電路20。在固定增益模式下在較高功率位準下傳輸信號之電路20將消耗更多電流。因此，與曲線58相比較，曲線56可展現出在每一供應電壓位準下的較低供應電流值。類似地，與曲線60相比較，曲線58可具有在每一電壓Vcc下的較低供應電流位準。若電力消耗為主要關注點，則將需要在較低供應電壓位準下對電路20加偏壓，此係因為較低供應電壓消耗較少電流且因此消耗較少電力。
自效能觀點看，需要在較高供應電壓下操作功率放大器電路(參見例如圖3)。自電力節省觀點看，需要在較低供應電壓下操作功率放大器電路(參見例如圖4)。在裝置特徵化期間，可確定用於對功率放大器電路加偏壓之最佳供應電壓。最佳供應電壓考慮兩個度量(例如，ACLR裕度與供應電流Icc)。
可根據此等兩個度量計算組合度量。組合度量可被稱作成本函數。可藉由取自乘至冪k之ACLR裕度與自乘至冪j之電流節省比率的乘積來計算成本函數，如等式2中所展示。
成本函數=(ACLR裕度)k ×[(IMEAS -IMAX )/IMAX ]j 　(2)
第一乘積項(自乘至k次冪之ACLR裕度)可表示電力效能度量，而第二乘積項(自乘至j次冪之電流節省比率)可表示電力節省度量。藉由自所量測電流IMEAS 減去最大供應電流IMAX 且接著將彼差值除以最大供應電流來確定電流節省比率。電流IMEAS 及IMAX 表示經由路徑42(圖1)饋入至電路20之電流。
舉例而言，電流IMAX 表示饋入至在最大供應電壓(例如，最大Vcc)下操作之功率放大器電路的最大電流。電流IMEAS 表示流經在低於最大供應電壓之給定供應電壓下被加偏壓的功率放大器電路之實際所量測電流。電流節省比率具有負值，此係因為自所量測電流減去最大供應電流將產生負值。乘幕k及j具有諸如1、2、大於2、小於2等之值。
如結合圖3所描述，更需要較高(亦即，較正)的ACLR裕度。根據等式2，更需要較負的電流節省比率，此係因為減小電流IMEAS 會降低電力消耗。因為成本函數經定義為ACLR裕度與電流節省比率之乘積，所以可能需要較負成本函數。在所量測ACLR大於目標ACLR之情境下，ACLR裕度將為負的，從而產生總體為正之成本函數。正成本函數大體上為不合需要的，此係因為正成本函數指示功率放大器電路展現出不滿足設計準則之鄰近頻道洩漏比率。
可選擇用於乘幕k及j之值，以便對該等度量中之一者施加比另一者更重之權重(強調)。舉例而言，在設計需要更多線性之RF功率放大器電路中，可將乘幕k設定為二且可將乘幕j設定為一，以更強調ACLR裕度。當設計需要低電力消耗之功率放大器電路時，可將乘幕j設定為三且可將乘幕k設定為一(作為一實例)。在需要時，乘幕j及k可具有其他值以實施其他合適加權方案。
圖5繪製針對各種操作條件下之功率放大器電路的成本函數(參見例如等式2)對供應電壓Vcc之曲線。舉例而言，曲線62及64可分別表示在低增益模式中以10 dBm及12 dBm之輸出功率位準操作的功率放大器電路的成本函數特性曲線。
可在相對較低供應電壓範圍(例如，200 mV至320 mV)下量測曲線62及64，此係因為可在相對較低供應電壓位準下達成10 dBm及12 dBm之輸出功率位準。曲線64可具有比曲線62相對較差(亦即，較高)之成本函數位準，此係因為在低增益模式中在較高功率位準下輸出信號使功率放大器電路受到更多應變，從而使得ACLR降級且增加了成本函數。可使曲線64之ACLR降級，以使得ACLR裕度變為正的，從而產生正成本函數位準。與此對比，曲線62可展現出負成本函數值，從而指示所量測ACLR至少在目標ACLR之下。
曲線66可表示在高增益模式中以14 dBm之輸出功率位準操作的功率放大器電路的成本函數特性。可在低供應電壓範圍(例如，200 mV至320 mV)下量測曲線66。曲線66可展現出比曲線64相對更佳(亦即，較負)之成本函數位準，此係因為曲線66係在高增益模式中而非在用以獲得曲線64之低增益模式中獲得。即使曲線66表示14 dBm之較高輸出位準(與曲線64相比較)，在高增益模式中操作之功率放大器電路亦使個別功率放大級受到較少應變，從而產生改良之ACLR裕度或較負之成本函數(參見例如圖5)。
曲線68可表示在高增益模式中以24 dBm之輸出功率位準操作的功率放大器電路的成本函數特性曲線(作為一實例)。可在相對較高供應電壓範圍(例如，500 mV至650 mV)下量測曲線68，此係因為可在相對較高供應電壓下達成24 dBm之輸出功率位準。曲線68之部分展現出正成本函數位準，從而指示功率放大器電路受到足夠應變。
每一組特性曲線中之每一各別曲線可表示自一各別受測試電子裝置(DUT)所量測之一不同功率放大器電路特性，該各別受測試電子裝置(DUT)係在一特定傳輸設定下加以測試(例如，當每一DUT在相同輸出功率位準、頻率等下操作時，測試每一DUT)。自每一DUT量測之每一各別曲線歸因於隨機製程變化而彼此不同。舉例而言，可個別地測試一百個DUT以獲得一百個對應曲線。可對每一組傳輸設定之所量測曲線取平均以計算平均成本函數特性曲線。舉例而言，亮顯曲線61表示針對曲線62的所計算之平均成本函數曲線，亮顯曲線63表示針對曲線64的所計算之平均成本函數曲線，亮顯曲線65表示針對曲線66的所計算之平均成本函數曲線，且亮顯曲線67表示針對曲線68的所計算之平均成本函數曲線。可基於平均成本函數曲線而計算載入至裝置10中之最佳化設定。以此方式確定之最佳化設定因此可被稱作成本函數導出的最佳化設定。
在裝置特性化操作期間，可針對多種操作條件下之功率放大器電路獲得一組特性曲線(例如，曲線62、64、66、68等)。可在裝置在不同增益模式中、在不同供應電壓位準下、在不同頻率範圍(例如，不同無線電頻道)下、在不同輸出功率位準下等等操作時量測特性曲線。此等特性曲線常常為具有最小點(例如，對應於最負成本函數值之點)之U-形曲線。此最小點可表示提供ACLR裕度與電力節省之間的所要平衡的操作點。在正常操作期間，可能需要用對應於平均成本函數曲線之最小點之最佳電壓供應位準對功率放大器電路加偏壓，以獲得最小成本函數。此類型之統計分析可為每一裝置提供考慮到放大器效能與電力節省兩者的成本函數導出的最佳化設定。藉由一合適配置，所產生之每一裝置可具備允許彼裝置在由使用者使用期間在最佳位準下操作的資訊(例如，所儲存表格)。
在測試系統69中，可在裝置特徵化期間將受測試裝置(DUT)10'連接至測試設備71，如圖6中所展示。可在每一操作設定下(例如，在每一增益模式中，在每一供應電壓位準下，在每一頻率設定下，在每一輸出功率位準下，等等)測試多個DUT 10'以獲得不同組之特性成本函數曲線。可針對每一操作設定測試一百個、一千個或任何所要數目個裝置(作為一實例)。
可針對每一組曲線確定一平均成本函數曲線。可將對應於每一平均成本函數曲線之最小點的放大器偏壓電壓儲存於最佳化設定之一表格中。舉例而言，成本函數導出的最佳化設定之表格可包括一最佳供應電壓Vcc(亦即，用以對功率放大器電路加偏壓之偏壓電壓位準)，該最佳供應電壓Vcc係對於在高增益模式下在12 dBm輸出功率位準下在900 MHz下操作之裝置而最佳化的。
在製造程序期間，可將最佳化設定之表格載入至裝置10上。可將最佳化設定儲存於儲存及處理電路16中，如圖6中所展示。裝置10可由使用者用以提供無線網路中之無線通信。
圖7展示在測試具有功率放大器電路之說明性電子裝置的過程中所涉及的步驟。在步驟70中，使用者可選擇一給定電子裝置作為受測試裝置(DUT)。可量測裝置基線電流(步驟72)。基線電流可為在功率放大器電路處於非作用中狀態(例如，切斷或未供電)時供應至受測試裝置之總電流。
在步驟74處，連接至裝置之測試設備(例如，如圖6中所展示之測試設備71)可指導CUT在特定頻帶中操作(步驟74)。測試設備可進一步指導裝置調諧至用於測試之所要無線電頻道(步驟76)。
在步驟78處，測試設備可指導電源供應電路為功率放大器電路供應所要供應電壓。測試設備可接著指導功率放大器電路在請求之輸出功率位準下輸出信號(步驟80)。
在步驟82處，測試設備可量測實際輸出功率位準、ACLR及流經DUT之總電流。可自總電流減去基線電流以確定流經功率放大器電路之供應電流Icc。
以此方式獲得輸出功率位準、ACLR及電流Icc可產生成本函數曲線之資料點。處理可迴圈回至步驟80以量測額外輸出功率位準，如藉由路徑84指示。處理可迴圈回至步驟78以量測額外供應電壓位準，如藉由路徑86指示。處理可迴圈回至步驟76以測試額外無線電頻道，如藉由路徑88指示。處理可迴圈回至步驟74以測試額外頻帶，如藉由路徑90指示。若需要測試額外裝置，則處理可迴圈回至步驟70，如藉由路徑92指示。
一旦收集了足夠資料，便可計算對應於已量測之DUT之成本函數(步驟94)。在步驟96處，可藉由定位每一成本函數特性曲線上之最小點而識別最佳控制設定。在製造期間，可將對應於各別操作條件之每一最小點載入至裝置上(步驟98)。舉例而言，可將成本函數導出的最佳化設定之表格載入至每一裝置上。最佳化設定之表格可包括對應於每一操作條件(例如，每一增益模式中，每一供應電壓位準下，每一頻率設定下，每一輸出功率位準下，等等)之最佳功率放大器電路偏壓電壓位準。
在步驟100處，已具備此等最佳化設定之裝置可取決於裝置之操作條件而根據最佳控制設定來操作(例如，藉由選擇最佳供應電壓以對功率放大器電路加偏壓)。
根據一實施例，提供一種在一電子裝置上之無線通信電路，該無線通信電路包括：射頻功率放大器電路，該射頻功率放大器電路放大自該電子裝置所傳輸之射頻信號；可調整電源供應電路，該可調整電源供應電路將一可調整電源電壓供應至該射頻功率放大器電路；及儲存及處理電路，該儲存及處理電路經組態以儲存用於該射頻功率放大器電路之成本函數導出的最佳操作設定且經組態以將該等成本函數導出的最佳操作設定用於調整該可調整電源供應電路以供應該可調整電源電壓。
根據另一實施例，提供一種無線通信電路，其中該儲存及處理電路經組態以儲存藉由基於一效能度量及一電力節省度量之一平均成本函數產生的成本函數導出的最佳操作設定。
根據另一實施例，提供一種無線通信電路，其中該儲存及處理電路經組態以儲存藉由基於鄰近頻道洩漏比率及一電力節省度量之一平均成本函數產生的成本函數導出的最佳操作設定，且其中該鄰近頻道洩漏比率自乘至一給定乘幕值。
根據另一實施例，提供一種無線通信電路，其中該儲存及處理電路經組態以儲存藉由基於一效能度量及一電流節省比率之一平均成本函數產生的成本函數導出的最佳操作設定，且其中該電流節省比率自乘至一給定乘幕值。
根據另一實施例，提供一種無線通信電路，其中該儲存及處理電路經組態以儲存藉由基於鄰近頻道洩漏比率及一電流節省比率之一平均成本函數產生的成本函數導出的最佳操作設定，其中該鄰近頻道洩漏比率自乘至一第一乘幕值且其中該電流節省比率自乘至一第二乘幕值，且其中該第二乘幕值不同於該第一乘幕值。
根據另一實施例，提供一種無線通信電路，其中該儲存及處理電路經組態以儲存藉由基於鄰近頻道洩漏比率及一電流節省比率之一平均成本函數產生的成本函數導出的最佳操作設定，其中該鄰近頻道洩漏比率自乘至一給定乘幕值，且其中該電流節省比率自乘至該給定乘幕值。
根據一實施例，提供一種測試具有儲存及處理電路及功率放大器電路之複數個無線電子裝置之方法，該方法包括：藉由每一無線電子裝置之該儲存及處理電路，組態彼無線電子裝置以在一給定操作條件下操作；當每一無線電子裝置在該給定操作條件下操作時，藉由測試設備量測彼無線電子裝置之該功率放大器電路之一效能度量；當每一無線電子裝置在該給定操作條件下操作時，藉由該測試設備量測彼無線電子裝置之該功率放大器電路之一電力節省度量；及藉由該測試設備，藉由取每一無線電子裝置之該效能度量與該電力節省度量之一乘積而計算彼無線電子裝置之一成本函數值。
根據另一實施例，組態每一無線電子裝置以在該給定操作條件下操作包括組態彼無線電子裝置以藉由該功率放大器電路使用一給定增益模式在一共同輸出功率位準下傳輸無線信號。
根據另一實施例，量測該功率放大器電路之該效能度量包括量測一鄰近頻道洩漏比率。
根據另一實施例，量測每一無線電子裝置之該功率放大器電路之該電力節省度量包括：當彼無線電子裝置之該功率放大器電路切斷時，量測彼無線電子裝置之一基線電流；及當彼無線電子裝置之該功率放大器電路接通時，量測彼無線電子裝置之一總供應電流。
根據另一實施例，計算該成本函數進一步包括：將該鄰近頻道洩漏比率自乘至一第一乘幕值以獲得該效能度量；基於該基線電流及該總供應電流而計算一電流節省比率；及將該電流節省比率自乘至一第二乘幕值以獲得該電力節省度量。
根據另一實施例，該方法亦包括藉由該測試設備基於自該複數個無線電子裝置所量測之該等成本函數值而計算一平均成本函數特性曲線。
根據另一實施例，該方法亦包括：藉由該測試設備，確定對應於該平均成本函數特性曲線上之一最小點的一最佳功率放大器偏壓電壓位準。
根據另一實施例，該方法亦包括：藉由該測試設備，將該最佳功率放大器偏壓電壓位準儲存於成本函數導出的最佳化設定之一表格中。
根據另一實施例，該方法亦包括：藉由該測試設備，藉由在額外輸出功率位準下測試該等無線電子裝置中之每一者而獲得額外最佳功率放大器偏壓電壓位準；及藉由該測試設備，將該等額外最佳功率放大器偏壓電壓位準儲存於成本函數導出的最佳化設定之該表格中。
根據一實施例，提供一種操作具有儲存及處理電路及功率放大器電路之一無線電子裝置之方法，該方法包括：在該無線電子裝置於一無線網路中操作期間，擷取儲存於該儲存及處理電路上的成本函數導出的最佳偏壓電壓設定；藉由可調整電源供應電路，用一可調整電源電壓對該功率放大器電路加偏壓；及藉由該儲存及處理電路，基於該等成本函數導出的最佳偏壓電壓設定而調整該可調整電源供應電路以供應該可調整電源電壓。
根據另一實施例，該無線電子裝置在一給定輸出功率位準下操作且對該功率放大器電路加偏壓包括：藉由該可調整電源電壓，為該功率放大器電路提供對應於該給定輸出功率位準之成本函數導出的一最佳偏壓電壓。
根據另一實施例，該無線電子裝置使用至少一給定增益模式操作且該成本函數導出的最佳偏壓電壓對應於該給定增益模式。
根據另一實施例，該無線電子裝置在一給定增益模式中操作且對該功率放大器電路加偏壓包括：藉由該可調整電源電壓，為該功率放大器電路提供對應於該給定增益模式之成本函數導出的一最佳偏壓電壓。
根據另一實施例，該無線電子裝置在一給定操作頻率下操作且對該功率放大器電路加偏壓包括：藉由該可調整電源電壓，為該功率放大器電路提供對應於該給定操作頻率之成本函數導出的一最佳偏壓電壓。
上述僅說明本發明之原理，且熟習此項技術者可在不偏離本發明之範疇及精神的情況下作出各種修改。可個別地或以任何組合來實施上述實施例。
10．．．裝置
10'．．．受測試裝置(DUT)
12．．．射頻(RF)輸入-輸出電路
13．．．路徑
14．．．射頻(RF)收發器電路
16．．．儲存及處理電路
18．．．基頻模組
20．．．射頻功率放大器電路
22．．．功率放大級
24．．．端子
26．．．傳輸路徑
28．．．雙工濾波器
30．．．雙工濾波器之輸出端
32．．．匹配電路
34．．．天線(天線結構)
36．．．路徑
38．．．電源供應電路
40．．．路徑
42．．．路徑
44．．．控制路徑/電路
46．．．曲線
48．．．虛線曲線
50．．．曲線
52．．．曲線
54．．．曲線
56．．．曲線
58．．．曲線
60．．．曲線
61．．．亮顯曲線
62．．．曲線
63．．．亮顯曲線
64．．．曲線
65．．．亮顯曲線
66．．．曲線
67．．．亮顯曲線
68．．．曲線
69．．．測試系統
70．．．步驟
71．．．測試設備
72．．．步驟
74．．．步驟
76．．．步驟
78．．．步驟
80．．．步驟
82．．．步驟
84．．．路徑
86．．．路徑
88．．．路徑
90．．．路徑
92．．．路徑
94．．．步驟
96．．．步驟
98．．．步驟
100．．．步驟
圖1為根據本發明之實施例的具有無線通信電路之說明性電子裝置的圖。
圖2為展示根據本發明之實施例的無線電路效能及電力節省度量可如何隨著供應電壓而變化的曲線圖。
圖3為說明根據本發明之實施例的射頻功率放大器電路之鄰近頻道洩漏比率(ACLR)可如何隨著供應電壓而變化的曲線。
圖4為說明根據本發明之實施例的流經射頻功率放大器電路之供應電流可如何隨著供應電壓而變化的曲線圖。
圖5為說明根據本發明之實施例的在各種操作條件下之射頻功率放大器電路的成本函數特性的曲線。
圖6為展示根據本發明之實施例的可如何測試多個裝置以獲得最佳化設定之表格的圖。
圖7為根據本發明之實施例的在確定用於對射頻功率放大器電路加偏壓之最佳供應電壓設定的過程中所涉及的說明性步驟的流程圖。
70．．．步驟
72．．．步驟
74．．．步驟
76．．．步驟
78．．．步驟
80．．．步驟
82．．．步驟
84．．．路徑
86．．．路徑
88．．．路徑
90．．．路徑
92．．．路徑
94．．．步驟
96．．．步驟
98．．．步驟
100．．．步驟

Claims (19)

  1. 一種在一電子裝置上之無線通信電路，該無線通信電路包含：射頻功率放大器電路，該射頻功率放大器電路放大自該電子裝置所傳輸之射頻信號；可調整電源供應電路，該可調整電源供應電路將一可調整電源電壓供應至該射頻功率放大器電路；及儲存及處理電路，該儲存及處理電路經組態以儲存用於該射頻功率放大器電路之成本函數導出的最佳操作設定，且經組態以將該等成本函數導出的最佳操作設定用於調整該可調整電源供應電路以供應該可調整電源電壓，其中該儲存及處理電路經組態以儲存藉由基於一效能度量及一電力節省度量之一平均成本函數產生的成本函數導出的最佳操作設定。
  2. 如請求項1之無線通信電路，其中該效能度量包含一鄰近頻道洩漏比率，且其中該鄰近頻道洩漏比率自乘至一給定乘幕值。
  3. 如請求項1之無線通信電路，其中該電力節省度量包含一電流節省比率，且其中該電流節省比率自乘至一給定乘幕值。
  4. 如請求項1之無線通信電路，其中該效能度量包含一鄰近頻道洩漏比率，其中該電力節省度量包含一電流節省比率，其中該鄰近頻道洩漏比率自乘至一第一乘幕值且其中該電流節省比率自乘至一第二乘幕值，且其中該第 二乘幕值不同於該第一乘幕值。
  5. 如請求項1之無線通信電路，其中該效能度量包含一鄰近頻道洩漏比率，其中該電力節省度量包含一電流節省比率，其中該鄰近頻道洩漏比率自乘至一給定乘幕值，且其中該電流節省比率自乘至該給定乘幕值。
  6. 一種測試具有儲存及處理電路及功率放大器電路之複數個無線電子裝置之方法，該方法包含：藉由每一無線電子裝置之該儲存及處理電路，組態該無線電子裝置以在一給定操作條件下操作；當每一無線電子裝置在該給定操作條件下操作時，藉由測試設備量測該無線電子裝置之該功率放大器電路之一效能度量；當每一無線電子裝置在該給定操作條件下操作時，藉由該測試設備量測該無線電子裝置之該功率放大器電路之一電力節省度量；及藉由該測試設備，藉由取每一無線電子裝置之該效能度量與該電力節省度量之一乘積而計算該無線電子裝置之一成本函數值。
  7. 如請求項6之方法，其中組態每一無線電子裝置以在該給定操作條件下操作包含：組態該無線電子裝置以藉由該功率放大器電路使用一給定增益模式在一共同輸出功率位準下傳輸無線信號。
  8. 如請求項7之方法，其中量測該功率放大器電路之該效能度量包含量測一鄰近頻道洩漏比率。
  9. 如請求項8之方法，其中量測每一無線電子裝置之該功率放大器電路之該電力節省度量包含：當該無線電子裝置之該功率放大器電路切斷時，量測該無線電子裝置之一基線電流；及當該無線電子裝置之該功率放大器電路接通時，量測該無線電子裝置之一總供應電流。
  10. 如請求項9之方法，其中計算該成本函數進一步包含：將該鄰近頻道洩漏比率自乘至一第一乘幕值以獲得該效能度量；基於該基線電流及該總供應電流而計算一電流節省比率；及將該電流節省比率自乘至一第二乘幕值以獲得該電力節省度量。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包含：藉由該測試設備，基於自該複數個無線電子裝置所量測之該等成本函數值而計算一平均成本函數特性曲線。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包含：藉由該測試設備，確定對應於該平均成本函數特性曲線上之一最小點的一最佳功率放大器偏壓電壓位準。
  13. 如請求項12之方法，其進一步包含：藉由該測試設備，將該最佳功率放大器偏壓電壓位準儲存於成本函數導出的最佳化設定之一表格中。
  14. 如請求項13之方法，其進一步包含：藉由該測試設備，藉由在額外輸出功率位準下測試該 等無線電子裝置中之每一者而獲得額外最佳功率放大器偏壓電壓位準；及藉由該測試設備，將該等額外最佳功率放大器偏壓電壓位準儲存於成本函數導出的最佳化設定之該表格中。
  15. 一種操作具有儲存及處理電路及功率放大器電路之一無線電子裝置之方法，該方法包含：在該無線電子裝置於一無線網路中操作期間，擷取儲存於該儲存及處理電路上的成本函數導出的最佳偏壓電壓設定；藉由可調整電源供應電路，對該功率放大器電路加偏壓；及藉由該儲存及處理電路，調整該可調整電源供應電路以供應選自該最佳偏壓電壓設定之一給定電源電壓位準至該功率放大器電路，其中經選擇之該電源位準對應於該無線電子裝置之一電流操作條件，且對應於該電流操作條件之一最小成本函數值。
  16. 如請求項15之方法，其中該無線電子裝置在一給定輸出功率位準下操作且其中對該功率放大器電路加偏壓包含：藉由該可調整電源電壓，為該功率放大器電路提供對應於該給定輸出功率位準之成本函數導出的一最佳偏壓電壓。
  17. 如請求項16之方法，其中該無線電子裝置使用至少一給定增益模式操作且其中該成本函數導出的最佳偏壓電壓 對應於該給定增益模式。
  18. 如請求項15之方法，其中該無線電子裝置在一給定增益模式中操作且其中對該功率放大器電路加偏壓包含：藉由該可調整電源電壓，為該功率放大器電路提供對應於該給定增益模式之成本函數導出的一最佳偏壓電壓。
  19. 如請求項15之方法，其中該無線電子裝置在一給定操作頻率下操作且其中對該功率放大器電路加偏壓包含：藉由該可調整電源電壓，為該功率放大器電路提供對應於該給定操作頻率之成本函數導出的一最佳偏壓電壓。
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