为功率放大器提供可切换阻抗变压器匹配的系统技术方案

为功率放大器提供可切换阻抗变压器匹配的系统。在示例性实现中，提供可切换阻抗匹配的放大器包括：作为该放大器的输出路径的一部分的输出电感器（L1）以及包括耦合至该输出电感器的第一电感器（L4）的第一放大器级，该第一电感器配置成响应于第一使能信号将由第一放大器级在第一功率电平上放大的信号耦合至该输出电感器。该放大器还包括第二放大器级，该第二放大器级包括耦合至该输出电感器的第二电感器（L5），该第二电感器配置成响应于第二使能信号将由该第二放大器级在第二功率电平上放大的信号耦合至该输出电感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】为功率放大器提供可切换阻抗变压器匹配的系统背景领域本申请一般涉及放大器的操作和设计，尤其涉及为放大器（例如，功率放大器）提供可切换阻抗变压器匹配的系统。背景在来自便携式设备的传输期间，有效信号放大尤为重要。通常，此类设备包括功率放大器，该功率放大器使其输出功率根据由集总电路匹配所提供的、或者由将放大器输出耦合至输出发射路径的变压器所提供的负载线上最优阻抗来确定。此配置在高输出功率电平上产生良好效率，但在低输出功率电平上并不如此。为了说明该问题，考虑蜂窝通信系统中向基站发射数据的便携式移动站。当基站在远处时，移动站增大其发射功率以确保与基站的正确通信。在高输出功率电平上时，移动站的放大器基于将放大器输出耦合至输出发射路径的单个固定阻抗非常高效地工作。然而，当移动站移动到更靠近基站时，移动站可降低其发射功率。在较低输出功率电平上时，移动站的放大器较为低效地工作，这是因为将放大器输出耦合至输出发射路径的单个固定阻抗在较低功率电平上提供较低的效率。此降低的效率意味着增大的功耗，这对于电池供电的便携式设备而言会非常成问题。具有多个通信接口的便携式设备呈现出关于信号放大的其他问题。例如，具有无线LAN（WLAN）和蓝牙（BT）两个通信接口的便携式设备通常将一单独的放大器用于每个接口。不仅这种情况需要附加电路系统，而且将多个放大器耦合到发射路径中也会需要可能引入信号损耗的专用开关或者其他电路系统。因此，期望具有在低功率电平和高功率电平上均提供高效操作的放大器，并且该放大器可被配置成为多个通信接口提供放大，由此节省功率、电路系统，并维持信号质量。附图简要说明通过参照以下结合附图考虑的描述，本文中所描述的以上方面将变得更易于明了，在附图中：图1示出常规收发机；图2示出提供高效功率放大和可切换阻抗变压器匹配的示例性系统；图3示出根据图2所示系统提供可切换阻抗变压器匹配的示例性放大器；图4示出图3的放大器以接收模式工作的示例性解说；图5示出图3的放大器以高功率放大模式工作的示例性解说；图6示出图3的放大器以低功率放大模式工作的示例性解说；图7示出图3的放大器利用可切换电源电压的附加示例性实施例；图8示出解说图7的放大器在各个输出功率电平上的效率的示例性曲线图；图9示出包括图2的系统并进一步包括附加的超低功率路径的示例性系统；图10示出根据图9所示系统提供可切换阻抗变压器匹配的示例性功率放大器；图11示出解说图10的放大器在各个输出功率电平上的效率的示例性曲线图；图12示出供在图3的放大器中使用的变压器的示例性实现；图13示出供在图10的放大器中使用的变压器的示例性实现；图14示出示例性放大器选择电路；图15示出提供可切换阻抗变压器匹配的示例性放大器；图16示出用于为功率放大器提供可切换阻抗变压器匹配的示例性方法；图17示出提供可切换阻抗匹配的示例性放大器设备；以及图18示出提供可切换并发阻抗匹配的示例性放大器设备。详细描述下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本专利技术的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本专利技术的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应一定解释成优于或胜于其它示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本专利技术的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本专利技术的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和器件以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性实施例的新颖性。提供了新颖的可切换阻抗变压器匹配系统，其作用于显著地提高在低输出功率电平上工作的放大器的效率并降低其功耗。该放大器包括电感地耦合至输出路径的两个或更多个放大级。第一放大级被用于高功率放大，而第二放大级被用于低功率放大。这些放大级被选择性地且电感地耦合至输出路径，由此提供可切换阻抗变压器匹配以将它们的输出阻抗调节成使得当与在相同功率电平上工作的高功率放大级相比时，低功率放大级在低输出功率电平上提供降低的功耗（和更大的效率）。因此，通过提供各自以恰适匹配的输出阻抗电感地耦合至输出路径的两个或更多个放大级，放大器可被配置成在低输出功率电平上提供降低的功耗和高效率。因此，可切换阻抗变压器匹配系统的实现提供了一个或多个以下特征。1.通过使用切换或并发匹配，在接收数据上的性能降级微不足道2.可扩展以允许任何期望数目个放大级将效率改善扩展到非常低的输出功率电平3.共享电路系统减小了电路占用面积4.提供了多个功率级以供设备上可用的多个通信接口或标准使用。图1示出了常规收发机100。收发机100作用于允许设备在通信网络中发射和接收信号。收发机100包括数字系统102，数字系统102从通信系统接收数据并生成供传送的数据。在发射操作期间，数字系统102生成供传送的数字数据并将该数据传递给数模转换器（DAC）104。DAC104将该数字数据转换成模拟信号，该模拟信号被滤波器106滤波并输入给混频器108。混频器108以恰适的发射频率生成发射信号，该发射信号被输入到发射（Tx）放大器110。发射放大器110基于由发射匹配网络（MNT）112提供的阻抗将该发射信号放大到选定功率电平。匹配网络112将提供给发射机110的阻抗匹配到提供给双工器和/或发射/接收（T/R）开关114的阻抗，双工器和/或发射/接收（T/R）开关114将经放大的发射信号耦合至天线以供发射。在接收操作期间，由天线接收到的信号穿过双工器和/或T/R开关114到达接收匹配网络（MNR）116。接收匹配网络116将提供给双工器或发射/接收（T/R）开关114的阻抗匹配到提供给接收（Rx）放大器118的阻抗。接收放大器118放大收到信号并将经放大的收到信号输入到混频器120，混频器120将收到信号转换到基带。所接收到的基带信号随后由滤波器122滤波并输入到模数转换器（ADC）124，ADC124将该信号转换成数字表示，该数字表示被输入到数字系统以供处理。因此，收发机100被配置成允许设备在通信网络中发射和接收信号。尤其对于便携式设备而言，期望发射（Tx）放大器110在各种输出功率电平上高效工作以节省功率。还期望匹配网络112和116提供并发匹配以促进效率、减少电路需要以及相关联的成本。因此，期望提供对126处所指示的放大器和匹配网络电路系统的改进。在各个方面，本文中所提供的新颖的可切换阻抗变压器匹配系统提供了这些以及其他改进。图2示出提供高效功率放大和可切换阻抗变压器匹配的示例性系统200。系统200适于在各式各样的通信设备中使用。例如，系统200适于用作图1中所示的126处所指示的放大器和匹配网络。系统200包括高功率放大路径202、低功率放大路径204、以及并发匹配网络206。在工作期间，要放大的信号被输入到高功率放大路径202和低功率放大路径204两者。这些放大路径之一被启用以产生要被耦合至并发匹配网络206的经放大信号。例如，高功率放大路径202包括放大器208，该放大器208被耦合至高电源（HS）以产生被耦合至并发匹配网络206的高功率输出。低功率放大路径204包括放大器210，该放大器210被耦合至低电源（LS）以产生被耦合至并发匹配网络206的低功率输出。取决于哪条放大路径被启用，并发匹配网络作用于将负载阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供可切换阻抗匹配的放大器，包括：输出电感器（L1），其是所述放大器的输出路径的一部分；第一放大器级202，其包括耦合至所述输出电感器的第一电感器（L4），所述第一电感器配置成响应于第一使能信号（S1）将由所述第一放大器级在第一功率电平上放大的信号耦合至所述输出电感器；以及第二放大器级204，其包括耦合至所述输出电感器的第二电感器（L5），所述第二电感器配置成响应于第二使能信号（S2）将由所述第二放大器级在第二功率电平上放大的信号耦合至所述输出电感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.09 US 13/103,9281.一种提供可切换阻抗匹配的放大器，包括：输出电感器，其是所述放大器的输出路径的一部分；第一放大器级，其包括耦合至所述输出电感器的第一电感器，并且所述第一电感器还耦合到第一电源，所述第一电感器配置成响应于第一使能信号将由所述第一放大器级在第一功率电平上放大的信号耦合至所述输出电感器；以及第二放大器级，其包括耦合至所述输出电感器的第二电感器，并且所述第二电感器选择性地耦合到第二或第三不同的电源，所述第二电感器配置成响应于第二使能信号将由所述第二放大器级在第二或第三功率电平上放大的信号耦合至所述输出电感器。2.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述放大器包括功率放大器。3.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第一使能信号和所述第二使能信号配置成在任何特定时间启用所述第一放大器级或者所述第二放大器级。4.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第一功率电平比所述第二功率电平高。5.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第二放大器级在所述第二功率电平上以比所述第一放大器级高的效率工作。6.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述输出电感器和所述第一电感器被电感地耦合以提供所述第一功率电平上的最优阻抗。7.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述输出电感器和所述第二电感器被电感地耦合以提供所述第二功率电平上的最优阻抗。8.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，还包括一个或多个附加放大器级，每个附加放大器级包括耦合至所述输出电感器的附加电感器，所述附加电感器配置成响应于附加使能信号而将由所述附加放大器级在附加功率电平上放大的信号耦合至所述输出电感器。9.一种提供可切换阻抗匹配的放大器，包括：用于提供所述放大器的输出路径的输出电感装置；用于生成被放大到第一功率电平的信号的第一放大装置，所述第一放大装置包括耦合到第一电源并用于将所述信号耦合至所述输出电感装置的第一电感装置；用于生成被放大到第二功率电平或第三功率电平的信号的第二放大装置，所述第二放大装置包括选择性地到第二或第三不同的电源并用于将所述信号耦合至所述输出电感装置的第二电感装置；以及用于选择性地启用所述第一放大装置和所述第二放大装置的切换装置。10.如权利要求9所述的放大器，其特征在于，所述放大器包括功率放大器。11.如权利要求9所述的放大器，其特征在于，所述切换装置用于在任何特定时间启用所述第一放大装置或者所述第二放大装置。12.如权利要求9所述的放大器，其特征在于，所述第一功率电平比所述第二功率电平高。13.如权利要求9所述的放大器，其特征在于，所述第二放大装置在所述第二功率电平上以比所述第一放大装置高的效率工作。14.如权利要求9所述的放大器，其特征在于，所述输出电感装置和所述第一电感装置被电感地耦合以提供所述第一功率电平上的最优阻抗。15.如权利要求9所述的放大器，其特征在于，所述输出电感装置和所述第二电感装置被电感地耦合以提供所述第二功率电平上的最优阻抗。16.如权利要求9所述的放大器，其特征在于，还包括用于分别生成被放大到一个或多个附加功率电平的信号的一个或多个附加放大装置，所述一个或多个附加放大装置分别包括用于将所述信号耦合至所述输出电感装置的一个或多个电感装置。17.一种提供可切换并发阻抗匹配的放大器装置，包括：输出电感器，其配置成为发射模式和接收模式操作提供阻抗匹配；用于生成被放大到第一功率电平的信号的第一放大级，所述第一放大级包括耦合到第一电源并用于将所述信号耦合至所述输出电感器的第一电感器；用于生成被放大到第二功率电平或第三功率电平的信号的第二放大级，所述第二放大级包括选择性地耦合到第二或第三不同的电源并用于将所述信号耦合至所述输出电感器的第二电感器；用于在所述发射模式期间选择性地启用所述第一放大级和所述第二放大级以将所述信号耦合至所述输出电感器、并在所述接收模...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·L·A·陈，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：