利用强健的AM-PM失真自抑制技术的超紧凑多频带发送器制造技术

一种通信设备包括功率放大器，该功率放大器其根据通信数据的一个或多个操作频带生成功率信号，并且在功率放大器的输出阶段驱动和生成幅度。最终阶段可以包括输出无源网络，抑制幅度调制到相位调制(AM‑PM)失真。在回退功率模式期间，可以调整对输出功率网络组件的电容元件的偏置，以最小化总体电容变化。输出无源网络还可以在操作的两个谐振之间生成平坦相位响应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用强健的AM-PM失真自抑制技术的超紧凑多频带发送器相关申请的引用本申请要求于2016年3月11日递交的申请号为15/068,179的美国申请的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。
技术介绍
现代无线系统利用多频带和多模式操作来同时支持多种不同的通信标准。这些快速增长的需求对未来的射频(RF)发送器开发并且尤其是功率放大器(PA)提出了巨大的挑战。一种用于多频带PA的流行的解决方案是在芯片中或多芯片模块上直接组装多个单频带PA。然而，这种方法可能具有若干缺点，例如，较大芯片/模块面积、增加的成本、到每个PA的专用天线接口、可能需要片外开关和复杂的封装。那些可调谐无源网络也可以用于实现RFPA的多频带阻抗匹配和功率组合。那些可调谐元件通常在无源损耗和频率范围之间进行直接折衷，并且受可调谐元件(例如变容二极管和开关-电容器组)的可靠性问题的影响。附图说明图1示出了根据所描述的各个方面的至少包括示例性功率放大器的示例性通信设备；图2示出了根据所描述的各个方面的示例性驱动电路和功率放大器；图3示出了根据所描述的各个方面的功率放大器组件；图4示出了根据所描述的各个方面的补偿和输出无源网络的示例图示；图5示出了根据所描述的各个方面的示例输出无源网络；图6示出了根据所描述的各个方面的与示例功率放大器相关的示例仿真图示；图7示出了根据所描述的各个方面的示例性方法的流程图；图8示出了根据所描述的各个方面的具有功率放大器组件系统的示例性移动通信设备。具体实施方式现在将参照附图描述本公开，其中相同的附图标记始终用于指代相同的元件，并且其中所示出的结构和设备不一定是按比例绘制的。如本文所使用的，术语“组件”、“系统”、“接口”等旨在指代计算机相关的实体、硬件、软件(例如，执行中)和/或固件。例如，组件可以是处理器、在处理器上运行的进程、控制器、对象、可执行文件、程序、存储设备、电子电路和/或具有处理设备的计算机。举例来说，在服务器上运行的应用和服务器也可以是组件。一个或多个组件可以驻留在处理内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。本文可以描述一组元件或一组其他组件，其中术语“组”可以被解释为“一个或多个”。使用词语示例性旨在以具体方式呈现概念。如在本申请中所使用的，术语“或”旨在表示包含性的“或”而非排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文中清楚的，否则“X采用A或B”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是说，如果X采用A；X采用B；或者X采用A和B两者，则在任何前述情况下满足“X采用A或B”。此外，如在本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应被理解为表示“一个或多个”，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式。此外，至于在具体实施方式和权利要求中使用术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“含有”或其变体，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式是包含性的。考虑到上述缺陷和持续目标，多频带通信设备的各个方面(例如可以是高度线性双频带混合信号极性功率放大器架构的发送器)可以在批量CMOS技术中提供完全集成单芯片解决方案，同时消除或显著减少在功率放大阶段中产生的幅度调制到相位调制失真。本文的实施例公开了一种具有用于涉及同时双频带操作、负载牵引阻抗匹配、并行功率组合和偶次谐波抑制的通信/移动设备的自抑制或自补偿偏置方案技术的功率放大器，以在没有任何可调谐无源元件或开关的情况下利用一个紧凑的片上变压器来最大化功率放大器效率。例如，通信设备可以是移动电话或可以包括功率放大器的其他移动通信系统的发送器或收发器，其中该功率放大器自抑制作为放大调制的一部分的相位失真，其可以被称为幅度调制到相位调制(AM-PM)失真。AM-PM失真可以指根据输入幅度由电路组件(例如，功率放大器)的非线性特性引起的一种非线性相位失真形式。当输入幅度被调制时，输出的相位调制可以以非线性方式表现，并然后导致带外噪声增加以及误差矢量幅度(EVM)增加。例如，所公开的功率放大器系统可操作来利用功率放大器的输出级(outputstage)(输出无源网络)的固有寄生电容以最小化导致相位失真的总电容变化。例如，具有多个单位功率放大器单元(unitpoweramplifiercell)的功率放大器可以根据正在处理的输入信号的操作频带接收驱动器信号，并且输出无源网络可以组合来自每个单位功率放大器单元的信号、将功率传送到天线或天线端口、并通过利用多谐振结构的平坦相位响应来进一步抑制AM-PM失真。单位功率放大器单元可以包括若干并联的电容单元，它们被输出无源网络吸收并成为输出无源网络的一部分。电容器可以被集成为不同单位功率放大器单元的一部分，用于跨其中的各种晶体管端子的电容。例如，这些电容器可以跨每个单位功率放大器单元的晶体管的漏极、源极和栅极端子，并且可以响应于功率放大器的过程而被充电和放电。在功率回退(back-off)模式期间，可以利用具有在预定操作模式下操作的晶体管的抑制组件来操纵某些电容单元以进行激活或去激活。因此，可以通过利用输出无源网络减轻功率放大器输出处的AM-PM失真来进一步控制所生成的寄生电容，以便实现用于抑制导致相位失真的固有寄生电容的自抑制方案。此外，功率放大器的输出无源网络可以作为多谐振网络被耦合到功率放大器或与功率放大器相集成，以利用单个变压器覆盖区(footprint)来跨较宽频率范围(一个倍频程)执行阻抗匹配、功率组合、偶次谐波抑制和差分到单端转换。下面参考附图进一步描述本公开的其他方面和细节。参考图1，图1示出了根据所描述的各个方面的包括功率放大器的示例性通信或移动设备100。通信设备100可以包括例如移动或无线设备，并且还可以包括数字基带处理器102、RF前端104和用于连接到天线106的天线端口108。设备100可以包括示例性功率放大器110作为数字基带处理器102或RF前端104的一部分。数字基带处理器102或RF前端104可包括这样的功率放大器110或并行操作或耦合的多个功率放大器。RF前端104可以被耦合到数字基带处理器102以及可以利用天线106来配置的天线端口108。在一个方面，功率放大器110可操作来沿着发送器路径提供功率信号，以用于根据各种操作频带的传输。功率放大器110可以在多频带或多模式操作中操作以同时支持具有各种操作频带的多个通信标准。快速增长的需求对未来的射频(RF)发送器的开发尤其是功率放大器提出了挑战。一种用于多频带功率放大器的解决方案可以是直接在芯片中或多芯片模块上直接组装多个单频带PA。然而，这可能引起较大芯片/模块面积、增加的成本、到每个功率放大器的专用天线接口、可能需要片外开关和复杂的封装。此外，可调谐无源网络也可以用于实现用于RF功率放大器的多频带阻抗匹配和功率组合。然而，这些解决方案受到在无源损耗和调谐范围之间进行直接折衷以及可靠性问题的影响。为了解决这些问题中的至少一些问题，功率放大器110可以包括高度线性双频带混合信号极性功率放大器架构，其根据所描述的各个方面或实施例在批量CMOS技术中提供了完全集成的单芯片解决方案。在一个示例中，功率放大器110可以包括多个功率放大器组件或单位功率放大器单元，他们分别被配置为基于根据一个或多个操作频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信系统，包括：功率放大器，包括多个单位功率放大器单元，所述多个单位功率放大器单元被配置为沿发送器路径提供功率信号；以及输出无源网络组件，被配置为组合来自所述多个单位功率放大器单元的功率信号，并抑制幅度调制到相位调制(AM‑PM)失真。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 US 15/068,1791.一种通信系统，包括：功率放大器，包括多个单位功率放大器单元，所述多个单位功率放大器单元被配置为沿发送器路径提供功率信号；以及输出无源网络组件，被配置为组合来自所述多个单位功率放大器单元的功率信号，并抑制幅度调制到相位调制(AM-PM)失真。2.根据权利要求1所述的通信系统，还包括：检测组件，被配置为基于输出的功率水平从饱和功率模式检测回退功率模式。3.根据权利要求1所述的通信系统，还包括：抑制组件，被配置为调整所述功率放大器的单位功率放大器单元的偏置以最小化完整操作功率范围中的总体电容变化。4.根据权利要求3所述的通信系统，其中，所述抑制组件还被配置为利用所述功率放大器的固有寄生电容来自补偿输出处的非线性电容变化。5.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述输出无源网络组件包括匹配网络，所述匹配网络被配置为通过使用单个变压器的寄生组件来利用所述单个变压器生成输出阻抗匹配操作，以生成宽带阻抗变换并抑制所述AM-PM失真。6.根据权利要求1-5中任一项所述的通信系统，其中，所述输出无源网络组件包括多个电容器以及电感器，被配置为沿宽带宽向所述功率放大器提供具有平坦相位响应的实际阻抗以抑制所述AM-PM失真。7.根据权利要求6所述的通信系统，其中，所述输出无源网络组件的所述多个电容器和电感器通过利用单个变压器的寄生组件和所述功率放大器的非线性寄生电容来由所述单个变压器实现。8.根据权利要求5所述的通信系统，其中，所述匹配网络还被配置为跨所述匹配网络的不同谐振频率中的至少两个谐振频率内的频率范围产生平坦相位响应，其中，所述匹配网络包括对所述功率放大器的非线性电容变化的强健的相位响应。9.一种移动通信设备，包括：功率放大器，包括多个单位功率放大器单元，所述多个单位功率放大器单元被配置为向信号处理路径提供功率信号，包括输出功率级；并且所述输出功率级的输出无源网络被配置为组合功率信号并抑制在回退功率操作模式下来自饱和功率操作模式的幅度调制-相位调制(AM-PM)失真。10.根据权利要求9所述的移动通信设备，其中，所述多个单位功率放大器单元向所述输出无源网络提供针对期望功率的功率信号，其中，所述功率放大器包括具有相对于功率水平的非线性行为的寄生电容，其中，所述寄生电容随着功率减小而减小，并且抑制组件被配置为提供线性化所述功率放大器的寄生电容的自补偿偏置方案。11.根据权利要求10所述的移动通信设备，还包括：抑制组件，被配置为调整所述多个单位功率放大器单元中的单位功率放大器单元中的电容单元的偏置，以线性化所述单位功率放大器单元的寄生电容的非线性行为。12.根据权利要求9所述的移动通信设备，其中，所述抑制组件还被配置为经由被耦合到第一多个晶体管的漏极端子的第二多个晶体管通过使用所述第一多个晶体管的寄...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴钟锡，彦杰·J·王，斯特凡诺·佩莱拉诺，克里斯托弗·D·赫尔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US