公开了一种用于GSM/GPRS/EDGE收发器的具有杂散消除的射频(RF)功率放大器电路。具有包括RF输入端、RF输出端和电压电源输入端的功率放大器。此外，具有包括与电池连接的输入端、与生成DC电源电压信号的功率放大器的电压电源输入端连接的输出端在内的可调DC-DC转换器。杂散补偿器响应于DC电源电压信号中的杂散而生成差错控制信号。该差错控制信号被施加到功率放大器的RF输入端。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有DC-DC转换器的GSM-GPRS-EDGE功率放大器中的杂散消除相关申请的交叉引用本申请涉及并要求2012年10月30日提交的、专利技术名称为“SPURCANCELLAT1NIN GSM-GPRS-EDGE POWER AMPLIFIERS WITH DC-DC CONVERTERS” ( “具有 DC-DC 转换器的GSM-GPRS-EDGE功率放大器中的杂散消除”)的美国临时申请第61/7220，125号的优先权，在此通过引用将其全部内容并入本文。关于声明:联邦政府资助的研宄/开发不适用
本公开内容一般涉及射频(RF)信号电路，尤其涉及具有DC-DC转换器的GSM-GPRS-EDGE功率放大器中的杂散消除。
技术介绍
无线通信系统应用于涉及在长短距离等上进行数据传输的大量场景中，并具有广泛地适合于满足每种特定需求的特征。在这些普及的和部署的系统中最主要的是移动或蜂窝电话，在世界范围内预计已经有超过46亿用户。一般而言，无线通信包括被各种调制来表示数据的射频(RF)载波信号，并且信号的调制、发送、接收以及解调遵守一系列用于协同一致的标准。存在很多不同的移动通信技术或空中接口，包括GSM (全球移动通信系统),EDGE (增强型数据速率GSM演进)和包括诸如W-CDMA (宽带码分多址复用)的第三代(3G)模式的UMTS (通用移动通信系统)，以及诸如LTE(长期演进)的第四代(4G)技术。移动终端的基本组件或用于实现上述功能的任意无线通信系统是收发器，也就是组合了发送器和接收器电路。收发器将数据编码为基带信号，并将其与RF载波信号调制。接收后，接收器将RF信号下变换，对基带信号解调，并对该基带信号表示的数据进行解码。与发送器连接的天线将电信号转换为电磁波，而与接收器连接的天线将电磁波转换回电信号。传统的移动终端收发器一般不产生足够的功率或具有足够的灵敏度以便独立地实现可靠的通信。因此，需要对RF信号作出其他设置。将在收发器与天线之间提供这种功能的电路称为前端模块，其包括用于提高发送功率的功率放大器，和/或用于提高接收灵敏性的低噪声放大器。基本上，移动终端的所有部件都由峰值输出大约为4伏特的电池提供功率，但是不同部件具有不同的电压电源需求。而且，普通的可充电锂离子电池的输出电压会随着能量的损耗而有些降低。因此，CDMA前端电路的传统功率放大器利用了 DC-DC转换器来提高电源电压并将其维持在所需的电平上。相对于GSM/GPRS/EDGE应用，CDMA/WCDMA应用对高效功率转换的要求更高，因为CDMA/WCDMA应用具有更高的功率输出动态范围。此外，CDMA/WCDMA终端消耗更多的功率，因为片上中央处理器执行更多的指令并在高数据速率下工作。另一方面，第一和第二代GSM终端使用了 0.25-0.35 μ m的硅集成电路基底技术，其在功率放大器级上不能获得有效地功率消耗的降低，因为数字和模拟基带电路以及RF调制电路相比较有更大的功耗。此外，以前的移动网络结构对单时隙GSM/GPRS/EDGE操作产生的限制有助于降低终端设备的功耗。对于GSM/GPRS/EDGE终端，主要有两种不同的使用固定RF输入功率控制RF功率放大器的输出功率的方式。根据所使用的晶体管技术(例如，双极结型或异质结双极型，或金属半导体场效应、金属氧化物半导体场效应，或高电子迀移率)，一种方式为基极/栅极电流或电压控制，第二种方式为集电极/漏极电压控制。在两种配置中，将功率通过电阻或电流反射镜电路施加到每个RF晶体管级的基极上。在绝大多数应用中，从低到高的RF输出功率电平的功率控制电路的晶体管消耗电池功率，降低了效率。在致力于解决功率放大器功率电源效率问题的任何早期设备中，那些工作针对的是最大输出功率电平。然而，在最近的城市环境中，到达基站的平均距离并不是延伸以恒定要求高功率输出。实际上，根据GSM高斯最小移频键控(GMSK)概率分布函数，终端天线上的输出功率在大部分时间处于18dBm到27dBm。因此，在低到中级功率输出端上可以用较高的功率电源转换效率极大地提高通话时间。相应地，本领域需要在整个输出级中具有较高效率的输入电压控制GSM/GPRS/EDGE功率放大器。在GSM/GPRS/EDGE操作模式下具有与使用前述DC-DC转换器相关的多个缺陷，这迄今为止是不能克服的。众所周知，DC-DC转换器的输出端存在电压波纹，其变化取决于为输出滤波器所选的部件的电阻值和电容值，该输出滤波器需要满足电压稳定时间要求。一般，输出电压电平越低，相对电压波纹越高。此外，电压波纹取决于DC-DC转换器的转换模式(例如，脉宽调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)、跳跃模式等)。传统GSM功率放大器的功率控制曲线，无论是通过基极/栅极控制还是通过集电极/漏极控制，都具有变化的控制电压敏感性。也就是，在较低的RF输出电平下，需要较低的功率增长与需要用于较高RF输出功率电平的输出功率的增长相同。DC-DC转换器的上述性能特征导致其本地晶振的提高，这使得在功率放大器的中到低功率电平中的杂散电平增加。DC-DC转换器输出端的电压波纹产生被施加到RF信号上的幅度调整。因此，在本地振荡器上出现的杂散谱成分偏离了主RF信号。这些成分包括连续的波信号杂散以及贯穿取决于DC-DC转换器操作模式和所选的滤波器部件的宽带频谱的其他成分。这些杂散信号会处于破坏GSM标准(例如，GSM05.05)限定的严格频谱纯度要求的电平。相应地，本领域也需要用于GSM/GPRS/EDGE功率放大器功率控制应用的可调DC-DC转换器，但其还要满足最大工作电流和高速电压斜坡上升的要求，并最小化噪声。尤其是，还需要使用比RF信号带宽高的本地振荡器的DC-DC转换器(对于GSM/GPRS/EDGE为200kHz)并仍然保持适用于终端应用的外部滤波器部件的数电平和大小。
技术实现思路
本公开考虑用于向GSM、GPRS和EDGE无线通信传输中使用的射频(RF)功率放大器提供可变电压电平(Vcc、Vdd)的功率控制电路的实施例。这些电路可以集成有高效和省电的DC-DC转换器，并包括处理上述杂散信号关注的特征。电路可以置入到能集成在移动终端设备中的整体RF前端设备中。使用所公开的功率控制电路，期望能够显著地增加GSM/GPRS/EDGE通话时间，因为根据半导体技术、基带模拟电路和多时隙操作可以将电池电流消耗降低20-50%。根据本公开的一个实施例，具有射频(RF)功率放大器电路。其可以包括具有RF输入端、RF输出端以及电压电源输入端的功率放大器。此外，其可以包括可调DC-DC转换器，该可调DC-DC转换器具有与电池连接的输入端、与生成DC电源电压信号的功率放大器的电压电源输入端连接的输出端。还可以具有杂散补偿器，其响应于DC电源电压信号中的杂散而生成差错控制信号。可以将差错控制信号施加到功率放大器的RF输入端。RF功率放大器电路的第一实施例可以包括功率放大模块、功率转换器模块和杂散补偿模块。功率放大模块可以包括具有可与RF收发器发送端口连接的功率放大器输入端的一级或多级功率放大器。还可以有可与天线连接的功率放大器输出端，以及可与功率放大器输入端连接的功率放大器参数输入端。功率转本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于GSM(全球移动通信系统)/GPRS(通用分组无线服务)/EDGE(增强型数据速率GSM演进)收发器的射频(RF)功率放大器电路，包括：功率放大器，其具有RF输入端、RF输出端以及电压电源输入端；可调DC‑DC转换器，其具有与电池连接的输入端、与生成DC电源电压信号的所述功率放大器的电压电源输入端连接的输出端；和杂散补偿器，其响应于所述DC电源电压信号中的杂散而生成差错控制信号，所述差错控制信号被施加到所述功率放大器的RF输入端。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿列克桑德尔·戈尔巴乔夫，
申请(专利权)人：阿法克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。