TWI820181B - 負載線可切換之推挽式功率放大器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供系統及方法，其等包含一放大器配置及一平衡-不平衡轉換器配置，該放大器配置及該平衡-不平衡轉換器配置使用基於哪個頻帶在操作中以不同方式操作及/或耦合之各種共同組件來容納兩個或兩個以上頻帶。

Description

負載線可切換之推挽式功率放大器
無線通信之演進已導致能夠支援多個頻帶之裝置之需求。各頻帶一般具有不同編碼、調變、頻率、通道及功率要求。各頻帶可具有不同效能要求且通常需要不同放大器、匹配網路、平衡-不平衡(BALUN)轉換及/或天線特性以需要佔用更多空間之更多組件、限制裝置之大小減小及增加成本。多個頻帶之合併支援之習知方法導致折衷解決方案，其可導致一或多個頻帶之顯著降低效能。
態樣及實施例係關於使用基於哪個頻帶在操作中以不同方式操作及/或耦合之各種共同組件來容納兩個或兩個以上頻帶之系統及方法。
下文將詳細論述此等例示性態樣及實施例之其他態樣、實施例及優點。本文中所揭示之實施例可根據本文中所揭示之至少一原理以任何方式與其他實施例組合，且「一實施例」、「一些實施例」、「一替代實施例」、「各種實施例」等等之引用未必相互排斥，而是意欲指示所描述之一特定特徵、結構或特性可包含於至少一實施例中。出現於本文中之此等術語未必全部係指相同實施例。
根據一態樣，提供一種放大器系統，其包含：至少一個共同放大器級，其具有用於接收一射頻信號且提供一共同放大射頻信號之一輸入；一第一放大器級，其具有用於在一第一操作模式期間接收該共同放大射頻信號且提供一第一放大射頻信號之一輸入；一第二放大器級，其具有用於在一第二操作模式期間接收該共同放大射頻信號且提供一第二放大射頻信號之一輸入；一信號耦合器，其具有用於在該第一操作模式期間自該第一放大器級接收該第一放大射頻信號之至少一個第一輸入及用於在該第二操作模式期間自該第二放大器級接收該第二放大射頻信號之至少一個第二輸入。
在各種實施例中，該信號耦合器經組態以在該第一操作模式期間將該第一放大射頻信號提供至該信號耦合器之一共同輸出及在該第二操作模式期間將該第二放大射頻信號提供至該共同輸出。
在一些實施例中，該第一放大射頻信號係一平衡信號且該信號耦合器之該至少一個第一輸入包含用於接收該第一放大射頻信號之一第一接點及一第二接點。在一些實施例中，該第二放大射頻信號係一平衡信號且該信號耦合器之該至少一個第二輸入包含用於接收該第二放大射頻信號之一第三接點及一第四接點。在某些實施例中，該信號耦合器之該至少一個第一輸入向該第一放大器級呈現一第一阻抗且該信號耦合器之該至少一個第二輸入向該第二放大器級呈現一第二阻抗，該第二阻抗不同於該第一阻抗。
在各種實施例中，該信號耦合器將該第一放大射頻信號及該第二放大射頻信號作為不平衡信號提供至該共同輸出。在一些實施例中，該放大器系統包含耦合至該共同輸出之一第一匹配網路。
在各種實施例中，該放大器系統包含具有一輸入及複數個輸出之一開關，該複數個輸出包含至少一第一輸出及一第二輸出，其中該第一匹配網路耦合於該共同輸出與該開關之該輸入之間。在一些實施例中，該放大器系統包含耦合至該開關之該第二輸出的一第二匹配網路，其中開關之該輸入在該第一操作模式期間選擇性耦合至該開關之該第一輸出，且其中該開關之該輸入在該第二操作模式期間選擇性耦合至該開關之該第二輸出及該第二匹配網路。
在某些實施例中，基於該操作模式來選擇性啟用該第一放大器級及該第二放大器級。
根據另一態樣，提供一種放大器系統，其包含：一第一放大器級，其用於在一第一操作模式期間提供一第一平衡信號，該第一平衡信號具有一第一頻帶中之一第一頻率；一第二放大器級，其用於在一第二操作模式期間提供一第二平衡信號，該第二平衡信號具有一第二頻帶中之一第二頻率；及一信號耦合器，其用於接收該第一平衡信號及該第二平衡信號、在該第一操作模式期間將該第一平衡信號轉換成一第一不平衡信號及在該第二操作模式期間將該第二平衡信號轉換成一第二不平衡信號。
在某些實施例中，該第一頻帶及該第二頻帶不重疊。
在各種實施例中，該放大器系統包含耦合至該第一放大器級及該第二放大器級之至少一個共同放大器級，其用於在該第一操作模式及該第二操作模式期間將一射頻信號提供至該第一放大器級及該第二放大器級。
在一些實施例中，該信號耦合器包含具有一第一接點及一第二接點之一第一輸入，其用於接收該第一平衡信號且向該第一放大器級呈現一第一阻抗。在一些實施例中，該信號耦合器包含具有一第三接點及一第四接點之一第二輸入，其用於接收該第二平衡信號且向該第二放大器級呈現一第二阻抗，該第二阻抗不同於該第一阻抗。在各種實施例中，該信號耦合器經組態以在該第一操作模式期間將該第一不平衡信號提供至該信號耦合器之一共同輸出及在該第二操作模式期間將該第二不平衡信號提供至該共同輸出。
在一些實施例中，該放大器系統包含耦合至該共同輸出之一第一匹配網路。在各種實施例中，該放大器系統包含具有一輸入及複數個輸出之一開關，該複數個輸出包含至少一第一輸出及一第二輸出，其中該第一匹配網路耦合於該共同輸出與該開關之該輸入之間。在某些實施例中，該放大器系統包含耦合至該開關之該第二輸出的一第二匹配網路，其中該開關之該輸入在該第一操作模式期間選擇性耦合至該開關之該第一輸出，且其中該開關之該輸入在第二操作模式期間選擇性耦合至該開關之該第二輸出及該第二匹配網路。
在某些實施例中，基於該操作模式來選擇性啟用該第一放大器級及該第二放大器級。
根據另一態樣，提供一種用於控制一放大器系統之方法，該放大器系統具有一輸入及一輸出。該方法包含：在該輸入處接收一信號；在至少一個共同放大器級中放大該信號以產生一放大信號；在一第一操作模式期間，在一第一放大器級中進一步放大該放大信號以將一第一平衡信號提供至一信號耦合器之一第一輸入；在一第二操作模式期間，在一第二放大器級中進一步放大該放大信號以將一第二平衡信號提供至該信號耦合器之一第二輸入，該第二放大器級不同於該第一放大器級；及經由該信號耦合器，在該第一操作模式期間將該第一平衡信號轉換成一第一不平衡信號及在該第二操作模式期間將該第二平衡信號轉換成一第二不平衡信號。
在各種實施例中，該方法包含使一共同輸出處之該信號耦合器之一輸出阻抗調整一第一量且將來自該共同輸出之該第一不平衡信號及該第二不平衡信號之一者提供至複數個切換輸出之至少一個切換輸出。在一些實施例中，該方法包含在該第一操作模式期間將該第一不平衡信號提供至該複數個切換輸出之一第一切換輸出及在該第二操作模式期間將該第二不平衡信號可切換地提供至該複數個切換輸出之一第二切換輸出。
在某些實施例中，該方法包含藉由在該第二切換輸出處提供一額外阻抗來使該共同輸出處之該信號耦合器之該輸出阻抗調整一第二量。
在一些實施例中，該方法包含在該第一操作模式期間停用該第二放大器級及在該第二操作模式期間停用該第一放大器級。
相關申請案之交叉參考 本申請案根據35 U.S.C § 119(e)主張2018年8月13日申請之名稱為「LOADLINE SWITCHABLE PUSH/PULL POWER AMPLIFIER」之美國臨時專利申請案第62/718,141號之優先權，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
各種無線裝置在多個頻帶中操作以提供符合各種無線傳輸標準之通信能力。不同頻帶可具有不同功率要求、頻寬要求及其類似者。因此，習知多頻帶裝置可包含多個功率放大器(例如用於各頻帶之一不同功率放大器)及一致平衡-不平衡耦合器/轉換器、匹配網路(例如阻抗匹配網路)及天線切換組件。
根據本文中所描述之實施例之系統及方法提供一放大器配置及一平衡-不平衡轉換器配置，其等使用基於哪個頻帶在操作中以不同方式操作及/或耦合之各種共同組件來容納兩個或兩個以上頻帶。本文中所描述之系統及方法可進一步容納一共同輸出匹配網路。因此，根據本文中所描述之實施例之各種放大器及平衡-不平衡轉換器配置提供具有比習知設計少之組件及/或優於習知設計之操作模式之效能的多頻帶能力。
例如，一雙頻帶裝置可支援各在一不同操作模式中之兩個頻帶。一雙頻帶裝置之至少一個實例可包含支援第二代(2G)無線標準且亦支援第四代(4G)長期演進(LTE)無線標準之一蜂巢式無線裝置，諸如一智慧型電話。2G無線標準可允許或需要比4G LTE無線標準高之來自裝置之輸出傳輸功率。另外，2G頻帶可容納兩個功率位準且4G LTE頻帶可容納三個功率位準。用於在2G及4G LTE模式之各者中操作之習知設計需要兩個單獨放大器(各在一不同晶粒(一2G晶粒及一4G晶粒)上)及單獨平衡-不平衡轉換器及匹配網路及一致切換組件來將此等不同硬體組件選擇性連接至一或多個天線。在其他習知設計中，可藉由限制輸出功率或進行其他設計折衷來使一單一功率放大器容納兩個頻帶，使得放大器在一模式或頻帶中展現增強效能，但在另一模式或頻帶中受束縛。此外，此等習知單放大器設計中需要不同平衡-不平衡轉換器及匹配網路及一致切換組件。
根據本文中所描述之實施例之系統及方法包含：一放大器，其具有共用於多個操作模式之各者(例如，在不同頻帶中或符合不同效能要求及/或標準)的一些組件及專用於該等模式之各者的一些組件；及一平衡-不平衡轉換器設計，其允許增強耦合至一不平衡輸出，不管啟用該多個操作模式之哪一者。此外，本文中所描述之放大器及平衡-不平衡轉換器配置可容納一單一輸出匹配網路(用於將不平衡信號提供至一天線及/或一天線開關)，不管啟用多個操作模式之哪一者。在一些實施例中，一額外匹配區段可選擇性耦合至輸出以增強一或多個操作模式中之效能。
應瞭解，本文中所論述之方法及設備之實施例不限於應用以下描述中所闡述或附圖中所繪示之組件之建構及配置之細節。方法及設備能夠實施於其他實施例中且能夠以各種方式實踐或實施。具體實施方案之實例在本文中僅供說明且不意限制。此外，本文中所使用之片語及術語係用於描述且不應被視為限制。本文中所使用之「包含」、「包括」、「具有」、「含有」、「涉及」及其變型意謂涵蓋其後列項及其等效物及額外項。「或」之引用可被解釋為包含性，使得使用「或」所描述之任何項可指示一單個、一個以上及所有描述項之任何者。「前及後」、「左及右」、「頂部及底部」、「上及下」、「端」、「側」、「垂直及水平」及其類似者之任何引用意欲使描述方便，而非使本發明系統及方法或其組件受限於任何一位置或空間定向。
圖1繪示一系統100，其包含耦合至一平衡-不平衡轉換器120之一放大器110，平衡-不平衡轉換器120進一步耦合至一輸出匹配網路(OMN) 130，OMN 130進一步耦合至一天線140且將一信號饋送至天線140。系統100係用於將一放大傳輸信號提供至一天線(例如天線140)之一配置之一實例。在各種實施例中，可包含額外組件，諸如可將天線140選擇性耦合至不同組件(例如一接收器放大器)或可將放大傳輸信號選擇性耦合至(例如)其他天線之一天線開關。
放大器110可為具有一差動輸入112、一或多個初始級114及一輸出級116之一多級差動推挽式放大器。圖1繪示輸出級116之兩側(例如差動側)(例如)作為「正」放大器116p及「負」放大器116n。在各種實施例中，一或多個初始級114之任何者亦將包含「正」及「負」側，儘管圖中缺乏其明確繪示。在各種實施例中，放大器110可為不同類型且可不為一差動設計。輸出級116亦包含將偏壓電流提供至輸出級116之一或多個偏壓電源118。平衡-不平衡轉換器120係提供放大器110之差動平衡輸出至一不平衡字元之轉換及耦合的一信號耦合器。匹配網路130可視情況經由一天線開關(圖1中未展示)來提供不平衡放大傳輸信號至天線140之耦合及阻抗匹配。
圖2繪示類似於系統100但經配置用於雙操作模式(例如，在不同頻帶及/或不同效能特性標準內)之一系統200。系統200包含一多級放大器210、一多輸入平衡-不平衡轉換器230及一輸出匹配網路240。在各種實施例中，系統200可視情況包含一開關250及一可選用匹配區段260。
放大器210可包含多個級(類似於上圖1之放大器110)，其等之各者至少部分放大到達一「最終」輸出級之前的一信號。放大器210亦包含複數個輸出級，一個輸出級用於複數個操作模式之各者。各輸出級可與一操作模式相關聯，且各操作模式可與一頻帶及/或效能標準相關聯。例如，所展示之放大器210包含兩個輸出級。用於在(例如)一LTE模式中操作之一第一輸出級216及用於在(例如)一2G模式中操作之一第二輸出級226。第一輸出級216及第二輸出級226可各自具有一差動輸入212之一共用共同級214接收一放大信號。在此實例中，輸出級216、226之各者係差動放大器輸出級。因此，第一輸出級216及第二輸出級226之各者包含一「正」側及一「負」側。例如，放大器部分216p係用於(例如) LTE模式之正側放大器，且放大器部分216n係負側。類似地，放大器部分226p及226n分別係用於(例如) 2G模式之正側及負側。另外，放大器部分216p、216n、226p、226n之各者可具有一各自偏壓電源218、228。
在各種實施例中，可藉由根據一所要操作模式啟用或停用適當輸出級216、226來切換放大器210於多個模式之間。例如，系統200可藉由啟用2G偏壓228且停用LTE偏壓218來操作於2G模式中。系統200可藉由啟用LTE偏壓218且停用2G偏壓228來操作於LTE模式中。可由(例如)將一偏壓電源選擇性連接至一偏壓輸入或選擇性啟用或停用一偏壓電源之一切換元件或其他構件來選擇性啟用或停用一特定放大器組件之任何偏壓。
根據上文，放大器210之各個級可共用於多個操作模式。例如，放大器210可包含處理一傳輸信號之多個級，不管傳輸信號屬於哪一模式，例如，不管傳輸信號係一2G信號或一LTE信號。另外，放大器210可具有專用於一或多個模式之各種級。例如，如圖2中所繪示，放大器210可具有一第一輸出級216及一第二輸出級226且各可容納上文所描述之一不同操作模式。在各種實施例中，用於多模式操作之一多級放大器(諸如放大器210)可包含共用於兩個或兩個以上模式之不同級及專用於各種模式之一者或另一者之不同級。在各種實施例中，放大器210之所有組件可併入至一單一晶粒上。因此，放大器210可為一單晶粒放大器，其(例如)藉由選擇性啟用或停用放大器210之各種組件來提供兩個或兩個以上操作模式之各者之增強效能。在一些實施例中，放大器可藉由停用一特定組件來支援一第一操作模式且可藉由啟用該特定組件來支援一第二操作模式，例如，放大器可包含專用於一特定操作模式之一組件，而所有其他組件共用於各種操作模式之各者。換言之，儘管圖2中所繪示之放大器210包含兩個輸出級216、226 (其等之各者專用於兩個操作模式之一者)，但其他實施例可包含專用於一第一操作模式之一或多個組件，其等在操作於一第二操作模式中時被停用，第二操作模式無需任何專用組件。此外，如上文所論述，各種實施例可藉由包含可以各種組合選擇性啟用或停用之各種組件來支援額外操作模式以支援各操作模式。
多輸入平衡-不平衡轉換器230藉由容納複數個節點(例如接點)處之信號輸入來容納複數個操作模式(例如頻帶、效能標準)，如下文將相對於圖3更詳細描述。平衡-不平衡轉換器230係提供放大器210之差動平衡輸出至一不平衡字元之轉換及耦合的一信號耦合器。在各種實施例中，平衡-不平衡轉換器230係一被動組件，其無需切換或主動組態控制來容納彼此操作模式。例如，平衡-不平衡轉換器230藉由在一第一組節點232 (或輸入接點)處接收LTE信號來容納一第一(例如LTE)操作模式，及藉由在一第二組節點234 (或輸入接點)處接收2G信號來容納一第二(例如2G)操作模式。因此，平衡-不平衡轉換器230之耦合及匹配特性可因第一組節點與第二組節點上所接收之信號而不同，且平衡-不平衡轉換器230藉此可經設計以提供適合於兩個(或兩個以上)操作模式(例如頻帶或其他信號特性)之耦合及匹配特性。平衡-不平衡轉換器230可轉換第一組節點及第二組節點之一者上所接收之一差動平衡信號以產生一共同輸出236處之一單端不平衡信號。
在各種實施例中，放大器210可藉由包含額外輸出級來容納額外操作模式(例如兩個以上)。在各種實施例中，平衡-不平衡轉換器230可藉由包含額外節點組來容納額外操作模式(例如兩個以上)。在各種實施例中，平衡-不平衡轉換器230之一些節點組可經設計以提供兩個或兩個以上操作模式之各者可接受之效能，及/或放大器210之一些輸出級可經設計以提供兩個或兩個以上操作模式之各者可接受之效能。因此，在一些實施例中，一放大器可提供不同於一平衡-不平衡轉換器上之節點組數的輸出級數目，例如，在一些實施例中，一平衡-不平衡轉換器上之一組節點可連接至一放大器之多個輸出級，且在一些實施例中，一放大器之一個輸出級可連接至一平衡-不平衡轉換器之多組節點。
輸出匹配網路240可經設計及配置以將一雙頻帶阻抗匹配提供至一天線(未展示)且藉此可容納兩個(或兩個以上)操作模式，無需主動選擇或切換。在一些實施例中，可至少部分藉由平衡-不平衡轉換器230之不同節點組(例如232、234)提供不同輸入阻抗來增強或提供兩個(或兩個以上)操作模式之阻抗匹配，例如自放大器210所見。在一些實施例中，可藉由包含可選擇性耦合至匹配網路240之輸出(例如，藉由開關250)之一額外匹配區段(諸如匹配區段260)來容納一或多個操作模式中之一阻抗匹配的進一步增強。因此，在一些實施例中，系統200可包含匹配區段260且可選擇性解耦合匹配區段260以在一第一操作模式中操作及可選擇性耦合匹配區段260以在一第二操作模式中操作。各種實施例可包含用於第一操作模式之其他匹配區段及/或用於各種額外操作模式之各種其他匹配區段。
圖2包含不意在限制之一些實例組件值。在一些實施例中，所展示之各種組件值可適合於一特定操作模式對，但其他實施例可包含不同值以容納不同系統要求及/或效能特性。
圖3繪示一多輸入平衡-不平衡轉換器230a之至少一個實例。平衡-不平衡轉換器230a包含一初級區段310及一次級區段320。初級區段310在一第一組輸入232或一第二組輸入234之一者處接收一傳輸信號，且將傳輸信號電磁耦合至次級區段320以在一輸出236處提供一輸出信號。例如，包含232a及232b之第一組輸入232可耦合至輸出級216之輸出以支援第一(例如LTE)操作模式，且包含234a及234b之第二組輸入234可耦合至輸出級226之輸出以支援第二(例如2G)操作模式。
圖4繪示一多輸入平衡-不平衡轉換器230b之另一實例。平衡-不平衡轉換器230b類似於平衡-不平衡轉換器230a且包含一初級區段410及一次級區段420。與平衡-不平衡轉換器230a相比，平衡-不平衡轉換器230b經組態有一不同位置處之次級輸入。初級區段410在一第一組輸入232或一第二組輸入234之一者處接收一傳輸信號，且將傳輸信號電磁耦合至次級區段420以在一輸出236處提供一輸出信號。例如，包含232a及232b之第一組輸入232可耦合至輸出級216之輸出以支援第一(例如LTE)操作模式，且包含234a及234b之第二組輸入234可耦合至輸出級226之輸出以支援第二(例如2G)操作模式。
圖5繪示一多輸入平衡-不平衡轉換器230c之另一實例。平衡-不平衡轉換器230c類似於平衡-不平衡轉換器230a、230b且包含一初級區段510及一次級區段520。平衡-不平衡轉換器230c可為適合製造為一層疊總成之一實例。初級區段510在一第一組輸入232或一第二組輸入234之一者處接收一傳輸信號，且將傳輸信號電磁耦合至次級區段520以在包含236a及236b之一輸出236處提供一輸出信號。例如，包含232a及232b之第一組輸入232可耦合至輸出級216之輸出以支援第一(例如LTE)操作模式，且包含234a及234b之第二組輸入234可耦合至輸出級226之輸出以支援第二(例如2G)操作模式。
在各種實施例中，第二組輸入234及第一組輸入232相對於一雙模式平衡-不平衡轉換器之位置可選擇或定位於各個點處，且可由各種電磁模型化及/或測試判定以判定各種意欲操作模式之增強或適合配置以藉此容納變化效能要求及不同應用。因此，圖中所展示之輸入之定位係繪示性的。
圖6繪示各種2G及4G模式中操作之系統200之數個模擬效能結果。曲線圖710係一輸出功率設定範圍內之放大器210之一功率附加效率(以%為單位)之作圖。曲線圖720係一輸出功率設定範圍內之放大器210之一增益(以dB為單位)之作圖。各組曲線圖經編碼以指示效能係針對一第一4G LTE操作模式(「o」)或一第二2G操作模式(「*」)，其選擇性包含匹配區段260。
本文中所描述之放大器配置之實施例可實施於包含(例如)以下各者之各種不同模組中：一獨立放大器模組、一耦合器模組、一前端模組、組合放大器配置與一天線切換網路之一模組、一阻抗匹配模組、一天線調諧模組或其類似者。
模組可包含一基板且可包含各種晶粒及可包含封裝(諸如(例如)一包覆模製件)以提供保護且促成較易處置。一包覆模製件可形成於基板上方且經定尺寸以實質上囊封其上之各種晶粒及組件。模組可進一步包含自放大器配置或其他組件至封裝外部之連接以提供信號互連，諸如一輸入埠連接、輸出埠連接、耦合埠連接、控制輸入連接等等。某些實例可具有多個連接以容納模組中個別組件之存取。各種連接可部分由(例如)接線或焊料凸塊提供，且可適當包含多個電連接。
本文中所揭示之放大器配置之實施例(視情況封裝成一模組)可有利地用於各種電子裝置中。電子裝置之實例可包含(但不限於)消費性電子產品或其組件、電子測試設備、通信基礎設施(諸如一基地台、路由器、傳輸器等等)等等。此等電子裝置之具體實例可包含(但不限於)一行動電話(諸如一智慧型電話)、一平板電腦、一電話、一數據機(諸如一電纜數據機或其他)、一無線路由器或存取點、一相機、一數位相機、一可攜式記憶體晶片、一車載電子系統(諸如一汽車電子系統或一航空電子系統)、一腕錶、一時鐘等等。此外，電子裝置可包含未完成產品。
一電子裝置之一般實例可包含其上安裝有諸多模組之一電路板。電路板可具有多個層且可包含位於層中及/或安裝於電路板之表面上之電路元件及互連。各模組可具有位於其內且其上亦可存在各種電路元件及互連之一多層基板。另外，模組可進一步包含晶粒，各晶粒可具有多個層且包含各種電路元件及互連。根據本文中所揭示之態樣及實施例之一放大器配置可作為一電子裝置(諸如一蜂巢式電話、平板電腦、智慧型裝置、路由器、電纜數據機、無線存取點等等)之部分實施於各種結構(例如電路板、基板及晶粒)之任何層內、層之間或整個層上。
儘管上文已描述至少一個實施例之若干態樣，但應瞭解，熟習技術者將易於想到各種更改、修改及改良。此等更改、修改及改良意欲為本發明之部分且意欲在本發明之範疇內。因此，以上描述及圖式僅供例示。
100‧‧‧系統 110‧‧‧放大器 112‧‧‧差動輸入 114‧‧‧初始級 116‧‧‧輸出級 116n‧‧‧「負」放大器 116p‧‧‧「正」放大器 118‧‧‧偏壓電源 120‧‧‧平衡-不平衡轉換器 130‧‧‧輸出匹配網路(OMN) 140‧‧‧天線 200‧‧‧系統 210‧‧‧多級放大器 212‧‧‧差動輸入 214‧‧‧共用共同級 216‧‧‧第一輸出級 216n‧‧‧放大器部分 216p‧‧‧放大器部分 218‧‧‧偏壓電源/LTE偏壓 226‧‧‧第二輸出級 226n‧‧‧放大器部分 226p‧‧‧放大器部分 228‧‧‧偏壓電源/2G偏壓 230‧‧‧多輸入平衡-不平衡轉換器 230a‧‧‧多輸入平衡-不平衡轉換器 230b‧‧‧多輸入平衡-不平衡轉換器 230c‧‧‧多輸入平衡-不平衡轉換器 232‧‧‧第一組節點/第一組輸入 232a‧‧‧輸入 232b‧‧‧輸入 234‧‧‧第二組節點/第二組輸入 234a‧‧‧輸入 234b‧‧‧輸入 236‧‧‧共同輸出 236a‧‧‧輸出 236b‧‧‧輸出 240‧‧‧輸出匹配網路 250‧‧‧開關 260‧‧‧匹配區段 310‧‧‧初級區段 320‧‧‧次級區段 410‧‧‧初級區段 420‧‧‧次級區段 510‧‧‧初級區段 520‧‧‧次級區段 710‧‧‧曲線圖 720‧‧‧曲線圖
下文將參考附圖來論述至少一實施例之各種態樣，附圖不意欲按比例繪製。所包含之圖式用於提供各種態樣及實施例之說明及進一步理解，且併入本說明書中並構成本說明書之一部分，但不意欲作為限制本發明之一界定。在圖式中，各個圖式中所繪示之各相同或幾乎相同組件可由一相同元件符號表示。為清楚起見，可不在每一圖式中標記每一組件。在圖式中： 圖1係用於無線傳輸之一射頻功率放大器配置之一示意圖； 圖2係用於無線傳輸之一實例雙頻帶射頻功率放大器配置之一示意圖； 圖3係用於將平衡信號輸入耦合至不平衡信號輸出之一雙模式平衡-不平衡轉換器之一實例之一示意圖； 圖4係用於將平衡信號輸入耦合至不平衡信號輸出之一雙模式平衡-不平衡轉換器之另一實例之一示意圖； 圖5係用於將平衡信號輸入耦合至不平衡信號輸出之一雙模式平衡-不平衡轉換器之另一實例之一示意圖；及 圖6係繪示一實例功率放大器及平衡-不平衡轉換器配置之各種模擬效能特性的一組曲線圖。
200‧‧‧系統
210‧‧‧多級放大器
212‧‧‧差動輸入
214‧‧‧共用共同級
216n‧‧‧放大器部分
216p‧‧‧放大器部分
226n‧‧‧放大器部分
226p‧‧‧放大器部分
230‧‧‧多輸入平衡-不平衡轉換器
232a‧‧‧輸入
232b‧‧‧輸入
234‧‧‧第二組節點/第二組輸入
236‧‧‧共同輸出
240‧‧‧輸出匹配網路
250‧‧‧開關
260‧‧‧匹配區段

Claims (25)

  1. 一種放大器系統，其包括：至少一個共同放大器級，其具有用於接收一射頻信號且提供一共同放大射頻信號之一輸入；一第一放大器級，其具有用於在一第一操作模式期間接收該共同放大射頻信號且提供在一第一頻帶中之一第一放大射頻信號之一輸入；一第二放大器級，其具有用於在一第二操作模式期間接收該共同放大射頻信號且提供在一第二頻帶中之一第二放大射頻信號之一輸入；一被動信號耦合器，其包含一平衡初級區段(primary section)及一不平衡次級(secondary)區段，該平衡初級區段具有用於在該第一操作模式期間自該第一放大器級接收該第一放大射頻信號之至少一個第一輸入及用於在該第二操作模式期間自該第二放大器級接收該第二放大射頻信號之至少一個第二輸入。
  2. 如請求項1之放大器系統，其中該被動信號耦合器之該不平衡次級區段包含一共同輸出，及該被動信號耦合器經組態以在該第一操作模式期間將該第一放大射頻信號提供至該共同輸出及在該第二操作模式期間將該第二放大射頻信號提供至該共同輸出。
  3. 如請求項2之放大器系統，其中該被動信號耦合器之該平衡初級區段之該至少一個第一輸入包含用於接收該第一放大射頻信號之一第一接點及一第二接點。
  4. 如請求項3之放大器系統，其中該被動信號耦合器之該平衡初級區段之該至少一個第二輸入包含用於接收該第二放大射頻信號之一第三接點及一第四接點。
  5. 如請求項1之放大器系統，其中該被動信號耦合器之該平衡初級區段之該至少一個第一輸入向該第一放大器級呈現一第一阻抗且該被動信號耦合器之該平衡初級區段之該至少一個第二輸入向該第二放大器級呈現一第二阻抗，該第二阻抗不同於該第一阻抗。
  6. 如請求項2之放大器系統，其中該被動信號耦合器之該不平衡次級區段將該第一放大射頻信號及該第二放大射頻信號作為不平衡信號提供至該共同輸出。
  7. 如請求項2之放大器系統，其進一步包括耦合至該共同輸出之一第一匹配網路。
  8. 如請求項7之放大器系統，其進一步包括具有一輸入及複數個輸出之一開關，該複數個輸出包含至少一第一輸出及一第二輸出，其中該第一匹配網路耦合於該共同輸出與該開關之該輸入之間。
  9. 如請求項8之放大器系統，其進一步包括耦合至該開關之該第二輸出之一第二匹配網路，其中該開關之該輸入在該第一操作模式期間選擇性耦 合至該開關之該第一輸出，及其中該開關之該輸入在該第二操作模式期間選擇性耦合至該開關之該第二輸出及該第二匹配網路。
  10. 如請求項1之放大器系統，其中基於操作模式來選擇性啟用該第一放大器級及該第二放大器級。
  11. 一種放大器系統，其包括：一第一放大器級，其用於在一第一操作模式期間提供一第一平衡信號，該第一平衡信號具有一第一頻帶中之一第一頻率；一第二放大器級，其用於在一第二操作模式期間提供一第二平衡信號，該第二平衡信號具有一第二頻帶中之一第二頻率；及一被動信號耦合器，其包含一平衡初級區段及一不平衡次級區段，該平衡初級區段具有用於接收該第一平衡信號之至少一個第一輸入及用於接收該第二平衡信號之至少一個第二輸入，及該不平衡次級區段在該第一操作模式期間將該第一平衡信號轉換成一第一不平衡信號及在該第二操作模式期間將該第二平衡信號轉換成一第二不平衡信號。
  12. 如請求項11之放大器系統，其中該第一頻帶及該第二頻帶不重疊。
  13. 如請求項11之放大器系統，其進一步包括耦合至該第一放大器級及該第二放大器級之至少一個共同放大器級，該至少一個共同放大器級用於在該第一操作模式及該第二操作模式期間將一射頻信號提供至該第一放大器級及該第二放大器級。
  14. 如請求項11之放大器系統，其中該被動信號耦合器之該平衡初級區段之該第一輸入包含用於接收該第一平衡信號且向該第一放大器級呈現一第一阻抗的一第一接點及一第二接點。
  15. 如請求項14之放大器系統，其中該被動信號耦合器之該平衡初級區段之該第二輸入包含用於接收該第二平衡信號且向該第二放大器級呈現一第二阻抗的一第三接點及一第四接點，該第二阻抗不同於該第一阻抗。
  16. 如請求項11之放大器系統，其中該被動信號耦合器之該不平衡次級區段包含一共同輸出，該共同輸出用於在該第一操作模式期間提供該第一不平衡信號及在該第二操作模式期間提供該第二不平衡信號提供至該共同輸出。
  17. 如請求項16之放大器系統，其進一步包括耦合至該共同輸出之一第一匹配網路。
  18. 如請求項17之放大器系統，其進一步包括具有一輸入及複數個輸出之一開關，該複數個輸出包含至少一第一輸出及一第二輸出，其中該第一匹配網路耦合於該共同輸出與該開關之該輸入之間。
  19. 如請求項18之放大器系統，其進一步包括耦合至該開關之該第二輸出的一第二匹配網路，其中該開關之該輸入在該第一操作模式期間選擇性 耦合至該開關之該第一輸出，且其中該開關之該輸入在第二操作模式期間選擇性耦合至該開關之該第二輸出及該第二匹配網路。
  20. 如請求項11之放大器系統，其中基於該操作模式來選擇性啟用該第一放大器級及該第二放大器級。
  21. 一種用於控制一放大器系統之方法，該放大器系統具有一輸入及一輸出，該方法包括：在該輸入處接收一信號；在該至少一個共同放大器級中放大該信號以產生一放大信號；在一第一操作模式期間，在一第一放大器級中進一步放大該放大信號以將在一第一頻帶中之一第一平衡信號提供至一被動信號耦合器之一平衡初級區段之一第一輸入；在一第二操作模式期間，在一第二放大器級中進一步放大該放大信號以將在一第二頻帶中之一第二平衡信號提供至該被動信號耦合器之該平衡初級區段之一第二輸入，該第二放大器級不同於該第一放大器級；及經由該被動信號耦合器之一不平衡次級區段，在該第一操作模式期間將該第一平衡信號轉換成一第一不平衡信號及在該第二操作模式期間將該第二平衡信號轉換成一第二不平衡信號。
  22. 如請求項21之方法，其進一步包括使該被動信號耦合器之該不平衡次級區段之一共同輸出處之一輸出阻抗調整一第一量且將來自該共同輸出之該第一不平衡信號及該第二不平衡信號之一者提供至複數個切換輸出之 至少一個切換輸出。
  23. 如請求項22之方法，其進一步包括在該第一操作模式期間將該第一不平衡信號可切換地提供至該複數個切換輸出之一第一切換輸出及在該第二操作模式期間將該第二不平衡信號可切換地提供至該複數個切換輸出之一第二切換輸出。
  24. 如請求項23之方法，其進一步包括藉由在該第二切換輸出處提供一額外阻抗來使該共同輸出處之該被動信號耦合器之該不平衡次級區段之該輸出阻抗調整一第二量。
  25. 如請求項21之方法，其進一步包括在該第一操作模式期間停用該第二放大器級及在該第二操作模式期間停用該第一放大器級。
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